二氧化硅的乃值在⒋2左右,通常通過摻雜其他元素以降低乃值,比如0.18um工藝采用摻氟的二氧化硅,氟是具有強負電性的元素,當其摻雜到二氧化硅中后,PT4119可以降低材料中的電子與離子極化,從而使材料的介電常數(shù)從4,2降低到3,6左右。更進一步地,通過引人碳原子在介電材料也可以降低乃值,即利用形成S卜C及CC鍵所聯(lián)成的低極性網(wǎng)絡(luò)來降低材料的介電常數(shù)。針對降低材料密度的方法,其一是采用化學氣相沉積(CVD)的方法在生長二氧化硅的過程中引人甲基(―CH3),從而形成松散的SiOC:H薄膜,也稱CDC)(碳摻雜的氧化硅),其介電常數(shù)在3.0左右。其二是采用旋壓方法(spin on)將有機聚合物作為絕緣材料用于集成電路工藝。這種方法兼顧了形成低極性網(wǎng)絡(luò)和高空隙密度兩大特點,因而其介電常數(shù)可以降到2,6以下。但致命缺點是機械強度差,熱穩(wěn)定性也有待提高。

   當?shù)湍瞬牧现械囊徊糠衷颖豢紫端娲鷷r,很自然的,其乃值繼續(xù)下降。通常來說,介電材料的孔隙率越高,乃值越低。介電材料中增加的孔隙率對材料的熱-機械性能會帶來不利的影響。此外,隨著孔隙率的增加,材料的彈性模量和導(dǎo)熱系數(shù)的退化速度(冪指數(shù)規(guī)律)比其材料密度和慮值的降低速度要快,后兩者是以線性規(guī)律下降的。這種不利影響能被隨后的修復(fù)(cure)技術(shù)所補償,包括熱處理、紫外線照射和電子束照射等方法,去除致孔劑,并同時破壞低乃膜材料中S←OH及S卜H鍵,形成S←o鍵網(wǎng)絡(luò),大角度的S⒈O(jiān) Si鍵向更加穩(wěn)定的小角或者“網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,同時交聯(lián)程度也得到提高,從而能使機械強度得到提高。到65nm技術(shù)節(jié)點以下則采用低慮材料(乃≤3.2),到超低介電常數(shù)材料(ULK,乃≤2.5),乃至到空氣隙(“r叩p)架構(gòu)(乃≤2.0)。同傳統(tǒng)氧化硅薄膜相比,低乃薄膜在機械強度、熱穩(wěn)定性和與其他下藝銜接等方面有很多問題,給工藝技術(shù)帶來了很大挑戰(zhàn)。