低介电常数物质

✍ dations ◷ 2025-02-24 10:58:05 #微电子学

低介电常数物质（low-k）顾名思义，即相对电容率（k）比较低（低于二氧化硅，k=3.9）的电介质，主要应用在微电子领域。具体可参见低介电常数材料

在电子技术不断发展的今天，微电子工业一直以来仍旧基本保持着摩尔定律的正确性。为了提高集成电路的性能和速度，越来越多，越来越小的晶体管被集成到芯片中。随着这种小型化的趋势，芯片中不同层导线之间的距离也随之减小。用作导线之间绝缘层的二氧化硅（SiO₂）由于厚度的不断缩小使得自身电容增大。这种电荷的积聚将干扰信号传递，降低电路的可靠性，并且限制了频率的进一步提高。为了解决这个问题，微电子工业将应用低介电常数材料代替传统的二氧化硅绝缘材料。

由于空气有极低的介电常数（k=1），所以在一般的电介质中加入空气泡可以极大的降低介电常数。目前生产低介电常数物质所用的方法即是用高分子聚合物(k~2.5)作为基底加入纳米尺度的空气泡，可以将k降低到2.0甚至以下。但是由于低介电常数物质还需要经受苛刻的工业加工过程，它的强度，韧性，耐热性，耐酸性都要有严格的限制。

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