旋涂绝缘介质(SOD)是什么?

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    大多数的印象中,介质层的制作一般是CVD或PVD。难道氧化硅也能旋涂?听上去让人不可思议。从平坦化技术到多层互连,再到先进的低k值和高k值应用,SOD材料都扮演着不可或缺的角色。  

 

什么是SOD?

SOD(Spin-On Dielectric),顾名思义,是利用旋涂的方法进行介质层制作的技术。一般是将液态绝缘材料涂在晶圆上,然后通过旋转晶圆来形成一个均匀的薄膜。旋转过程中,多余的材料会被甩出。随后,该薄膜经过烘烤处理以固化并最终形成绝缘介质层。SOD的形成过程类似于匀胶工艺。  

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SOD的种类有哪些?

1.SiO2:主要用作电介质或作为填充材料。 2.低k材料:聚酰亚胺,有机硅等 3.高k材料:钛酸钡锶BST,锆钛酸铅PZT等 4.有机材料:基于有机聚合物的SOD,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。  

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SOD的优势在哪里?

1.成本&效率优势 一般沉积会选用CVD,PVD,或ALD等。这些设备和材料的成本十分昂贵,而SOD技术所需要的仅仅是旋涂机台与烘箱等比较简单的设备。且SOD通过旋涂的方式进行生长薄膜的速率极高,远远大于干法镀膜的速率,具有极高的晶圆吞吐量。   2.填充能力优势  SOD拥有绝佳的填洞能力及局部平坦化效果。SOD的流动性特点使其能够轻松渗透到细微的空隙中,能在空隙中形成极薄的绝缘层,为芯片提供完美的覆盖。  

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  3.低温制程优势 如果是用淀积温度较低的PECVD,其生成介质层的温度普遍在300-450摄氏度之间,对于一些温度敏感的器件,这么高的温度无疑是致命的。但是SOD则只需要在近于常温的环境中旋涂,这对于降低热应力有很大的帮助,与其他工艺的兼容性更强。  

SOD的劣势?

讲完了SOD的优势,那么它与CVD相比也有一些不足: 薄膜质量:虽然SOD薄膜可以满足许多应用的要求,但其电性和物理特性一般不如CVD制作的薄膜。此外,高温稳定性与均匀性稍差。  

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怎么选择SOD或CVD工艺?

如果需要高质量、均匀厚度的介质薄膜,并且不担心成本,那么CVD可能是更好的选择。如果需要填充高深宽比的结构,并且关心成本效益,那么SOD可能更为合适。  

SOD的旋涂材料是什么样的?

以氧化硅为例,旋涂的材料是熔融后的氧化硅吗? 当然不是,氧化硅的熔点一般在1700℃,但是SOD的旋涂在常温下进行,因此在常温下,旋涂的材料是液态的,且在烘烤后能形成氧化硅介质层。 以某款氧化硅 SOD产品为例:它是一种基于β-氯乙基倍半硅氧烷的甲氧基丙醇溶液。通过浸涂或旋涂应用提供耐热氧化硅介电层。  

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  颜色: 透明 介电常数:3.2-3.6 折射率:未固化膜:1.51,固化膜:2.1-2.2 形式:溶液 固体:14-16% 密度:0.96克/立方厘米 粘度:3-5 cSt 闪点:35℃ 保质期:在密封容器中低于 5℃ 保存时长为六个月。

 

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