知识星球里的学员问:在铜互联中,需要用到低k介质进行电气隔离,如氧化硅等,为什么?如何能够降低氧化硅的k值?
如图,红色的为铜,层与层之间,同层的金属与金属之间填充了低k的介质。
为什么要填充低k介质,而不是高k?
主要是为了降低互连层的RC 延迟。降低RC延迟可以通过降低电容的办法来实现。互连层的电容的计算方法:
C=ϵ⋅A/d
C为电容;ϵ为介电常数,A为导线之间的正对面积,d为导线之间的距离。
通过公式可以看出,若要更小的电容,则需要介质具有更小的介电常数,即k值。
如何降低氧化硅的k值?
纯的SiO2的k值在4左右(3.9-4.2),为了让SiO2的k值更小,则需要对SiO2进行掺杂,比如可以掺氟元素或碳元素。掺F可以将k值降到3.6左右,而掺C则可以将k值降到3左右。
另一方面则是降低介质的致密性,也可以降低k值。