Hybrid Organosilicate Low-k Dielectrics with Benzene Bridge Groups with Increased Mechanical Properties and Small Pore Size for Modern BEOL Metallization

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

In this work, the critical properties of a periodic mesoporous organosilicate dielectric with different ratios of benzene bridging and methyl groups are studied using various modern methods, such as ellipsometric porosimetry, surface acoustic wave spectroscopy, X-ray reflectometry, and others. It is shown that the pore size and surface roughness of the films decrease with an increase in the concentration of benzene groups, although at a concentration of >25 mol.%, the pore size sharply decreases and changes little with a further increase. With an increase in the concentration of benzene groups, the dielectric constant also increases and the mechanical properties improve. The increase in Young's modulus has a percolate behavior and increases sharply at a concentration close to 50 mol.%. It was found that the introduction of 30 wt.% porosity in films with benzene groups, in which there are no methyl groups, leads to an increase in Young's modulus. This behavior is associated with the formation of a crystal-like structure on the film framework. An increase in the dielectric constant is associated with the greater polarizability of benzene groups compared to methyl groups, as well as with their greater hydrophilicity and the presence of adsorbed water.

Авторлар туралы

Askar Rezvanov

MERI

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: arezvanov@niime.ru
Ресей, 6/1 Akademika Valieva Str., Moscow, Zelenograd, 124460, Russia

Alexey Vishnevskiy

MIREA – Russian Technological University

Email: vishnevskiy@mirea.ru
Ресей, 78 Vernadsky Ave., Moscow, 119454, Russia

Dmitry Seregin

MIREA – Russian Technological University

Email: d_seregin@mirea.ru
Ресей, 78 Vernadsky Ave., Moscow, 119454, Russia

Andrey Lomov

Valiev Institute of Physics and Technology, RAS

Email: lomov@ftian.ru
Ресей, 36/1 Nakhimovsky Ave., Moscow, 117218, Russia

Konstantin Vorotilov

MIREA – Russian Technological University

Email: vorotilov@mirea.ru
Ресей, 78 Vernadsky Ave., Moscow, 119454, Russia

Mikhail Baklanov

MIREA – Russian Technological University

Email: baklanovmr@gmail.com
Ресей, 78 Vernadsky Ave., Moscow, 119454, Russia

Әдебиет тізімі

  1. P. Van Der Voort, D. Esquivel, E. De Canck, F. Goethals, I. Van Driessche, F. J. Romero-Salguero Chem. Soc. Rev., 2013, 42(9), 3913. doi: 10.1039/C2CS35222B.
  2. A.M. Kaczmarek, S. Abednatanzi, D. Esquivel, C. Krishnaraj, H.S. Jena, G. Wang, K. Leus, R. Van Deun, F.J. Romero-Salguero, P. Van Der Voort Micropor. Mesopor. Mat., 2020, 291, 109687. doi: 10.1016/j.micromeso.2019.109687.
  3. D. Arcos, M. Vallet-Regí Acta Biomater., 2010, 6(8), 2874. doi: 10.1016/j.actbio.2010.02.012.
  4. Advanced Interconnects for ULSI Technology, Eds M.R. Baklanov, P.S. Ho, E. Zschech, UK, Chichester, Wiley, 2012, 608 pp. doi: 10.1002/9781119963677.
  5. V. Jousseaume, O. Gourhant, P. Gonon, A. Zenasni, L. Favennec J. Electrochem. Soc., 2012, 159(5), G49. doi: 10.1149/2.jes113605.
  6. J. Li, T.E. Seidel and J.W. Mayer MRS Bulletin, 1994, 19(8), 15. doi: 10.1557/S0883769400047692.
  7. A.S. Valeev, G.Ya. Krasnikov, V.A. Gvozdev, P.I. Kuznetsov Pat. Ru, 2548523, 2013.
  8. L. Zhang, J.-F. de Marneffe, N. Heylen, G. Murdoch, Z. Tokei, J. Boemmels, S. De Gendt, M.R. Baklanov Appl. Phys. Lett., 2015, 107, 092901. doi: 10.1063/1.4930072.
  9. K. Maex, M.R. Baklanov, D. Shamiryan, F. Iacopi, S.H. Brongersma, Z.S. Yanovitskaya J. Appl. Phys., 2003, 93, 8793. doi: 10.1063/1.1567460.
  10. B.D. Hatton, K. Landskron, W.J. Hunks, M.R. Bennett, D. Shukaris, D.D. Perovic, G.A. Ozin Mater. Today, 2006, 9(3), 22. doi: 10.1016/S1369-7021(06)71387-6.
  11. H. Li, J.M. Knaup, E. Kaxiras, J.J. Vlassak Acta Mater., 2011, 59, 44. doi: 10.1016/j.actamat.2010.08.015.
  12. J.A. Burg, M.S. Oliver, T.J. Frot, M. Sherwood, V. Lee, G. Dubois, R.H. Dauskardt Nat. Commun., 2017, 8(1), 1019. doi: 10.1038/s41467-017-01305-w.
  13. S. Inagaki, S. Guan, T. Ohsuna, O. Terasaki Nature, 2002, 416(6878), 304. doi: 10.1038/416304a.
  14. A. Rezvanov, A. Vishnevskiy, D. Seregin, D. Schneider, A.A. Lomov, K.A. Vorotilov, M.R. Baklanov Mater. Chem. Phys., 2022, 290, 126571. doi: 10.1016/j.matchemphys.2022.126571.
  15. A.A. Maznev, A. Mazurenko, L. Zhuoyun, M. Gostein Rev. Sci. Instrum., 2003, 74, 667. doi: 10.1063/1.1512680.
  16. R.N. Nenashev, N.M. Kotova, A.S. Vishnevskii, K.A. Vorotilov Inorg. Mater., 2016, 52(6), 625. doi: 10.1134/S0020168516060108.
  17. A.S. Vishnevskiy, D.S. Seregin, K.A. Vorotilov, A.S. Sigov, K.P. Mogilnikov, M.R. Baklanov J. Solgel. Sci. Technol., 2019, 92(4), 273. doi: 10.1007/s10971-019-05028-w.
  18. E-B. Cho, K. Char Chem. Mater., 2003, 16(2), 270. doi: 10.1021/cm0346733.
  19. Y. Goto, S. Inagaki Chem. Commun., 2002, 20, 2410. doi: 10.1039/B207825B.
  20. M.R. Baklanov, K.P. Mogilnikov Microelectron. Eng., 2002, 64(1), 335. doi: 10.1016/S0167-9317(02)00807-9.
  21. A.G. Attallah, A.S. Vishnevskiy, M.O. Liedke, E. Hirschmann, M. Butterling, D.S. Seregin, A.A. Rezvanov, K.A. Vorotilov, M.R. Baklanov, A. Wagner In Proc. 12.5th International Workshop on Positron and Positronium Chemistry, (Internet, 30 August – 3 September, 2021), 2021 (https:// ppc12.5.umcs.pl/?page_id=502).
  22. M.R. Baklanov, V. Jousseaume, T.V. Rakhimova, D.V. Lopaev, Yu.A. Mankelevich, V.V. Afanas'ev, J.L. Shohet, S.W. King, E.T. Ryan Appl. Phys. Rev., 2019, 6(1), 011301. doi: 10.1063/1.5054304.
  23. P. Marsik, P. Verdonck, D. De Roest, M.R. Baklanov Thin Solid Films, 2010, 518(15), 4266. doi: 10.1016/j.tsf.2009.12.110.
  24. D.C. Hurley, V.K. Tewary, A.J. Richards Meas. Sci. Technol., 2001, 12, 1486. doi: 10.1088/0957-0233/12/9/315.
  25. A.D. Ross PhD Thes. in Chemical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, USA, Boston, 2005, 119 pp.
  26. A.P. Dral, C. Lievens, J.E. ten Elshof Langmuir, 2017, 33(22), 5527. doi: 10.1021/acs.langmuir.7b00971.
  27. V.A. Pustovarov, A.F. Zatsepin, D.Y. Biryukov, V.S. Aliev, R.M.K. Iskhakzay, V.A. Gritsenko J. Non-Cryst. Solids, 2023, 602, 122077. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2022.122077.
  28. L. Skuja J. Non-Cryst. Solids, 1998, 239(1-3) 16. doi: 10.1016/S0022-3093(98)00720-0.
  29. R. Salh In Crystalline Silicon – Properties and Uses, USA, TX, Houston, IntechOpen Publ., 2011, pp. 135–172. doi: 10.5772/22607.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Rezvanov A.A., Vishnevskiy A.S., Seregin D.S., Lomov A.A., Vorotilov K.A., Baklanov M.R., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».