在微電子工業(yè)中,由于高集成度、特征尺寸的減小,導(dǎo)致信號阻容（RC）延遲、信號串?dāng)_和額外功耗的影響日益增大,因而采用具有低介電常數(shù)的層間電介質(zhì)材料以減弱此影響變得日益重要。聚酰亞胺（Polyimide,PI）材料因其優(yōu)異的電氣絕緣性能（介電常數(shù)≈3.0⁴.0,介電損耗≈0.02）、機(jī)械性能和耐高溫性等特點(diǎn)而被廣泛用作柔性介質(zhì)材料。然而,其介電常數(shù)需要進(jìn)一步降低,才能更好地滿足當(dāng)前微電子產(chǎn)業(yè)高集成度的發(fā)展需求。本論文以開發(fā)具有更低介電常數(shù)的PI薄膜為目標(biāo),首先研究了四種由不同結(jié)構(gòu)重復(fù)單元形成的PI薄膜重復(fù)單元結(jié)構(gòu)與其性能之間的關(guān)系,而后選擇上述研究中介電常數(shù)最低的PI體系,通過化學(xué)亞胺化的方式使其完成亞胺化過程,制得N,N’-二甲基甲酰胺（N,N’-Dimethylformamide,DMF）溶劑可溶型PI粉末。隨后將沸石咪唑酯骨架化合物8（Zeolite imidazole framework-8,ZIF-8）納米顆粒引入到DMF溶劑可溶型PI基底中,以進(jìn)一步降低其介電常數(shù)。ZIF-8具有高孔隙率、穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)以及良好的有機(jī)相容性和超疏水性,能夠向聚合物中引入納米... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)廣東省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（A）電子位移極化、（B）離子位移極化、（C）偶極子極化和（D）空間電荷極化的示意圖[5]

第1章緒論5圖1.2電介質(zhì)材料的極化響應(yīng)過程與頻率的關(guān)系[9,10]Fig.1.2Polarizationresponseasfunctionoffrequencyfordielectricmaterials[9,10]1.2.3電介質(zhì)材料的表征參數(shù)在電介質(zhì)材料的基本特性參數(shù)中，電容量、介電常數(shù)和介電損耗是表征電介質(zhì)材料介電性能的最基本特征參數(shù)。其中介電常數(shù)和介電損耗最為重要。電容（C）隨著電極板面積（A）和中間介質(zhì)的介電常數(shù)（ε）的增大而增大，隨極板間距（d）減小而增大，電容量的計(jì)算公式如(1-1)所示：C=0...（1-1）其中0為真空介電常數(shù)，0=8.85×10-12F·m-1，為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。而在交變電場中，介電常數(shù)常用復(fù)數(shù)形式來表示，如式1-2所示：ε=ε"-ε"...（1-2）式中ε"是復(fù)介電常數(shù)的實(shí)部，ε"是復(fù)介電常數(shù)的虛部。實(shí)部ε"即為通常所說的介電常數(shù)，介電常數(shù)是材料的本征性質(zhì)，表示材料的電荷儲存能力，不受外界環(huán)境影響；虛部ε"即為通常所說的介電損耗，表示材料在外電場作用下的能量損耗，其主要來源于介質(zhì)材料在外電場作用下的發(fā)熱所造成的能量耗散以及介質(zhì)材料在電場下發(fā)生偶極子轉(zhuǎn)向而產(chǎn)生的松弛損耗。而實(shí)際生活中，常用介電損耗正切值，也即損耗因子tanδ，表征介質(zhì)材料的介電損耗程度，tanδ計(jì)算公式如(1-3)所示:tanδ="′...(1-3)

低介電常數(shù)聚酰亞胺復(fù)合薄膜的制備及性能研究61.3聚酰亞胺材料概述1.3.1聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)與性能聚酰亞胺(Polyimide，PI)是一類高性能工程聚合物材料，因在其主鏈中含有酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)而得名。根據(jù)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，PI可以分為脂肪族聚酰亞胺、全芳香族聚酰亞胺和半芳香族聚酰亞胺三類。其中因?yàn)槠湫阅茏顬槌Ｒ姷氖欠枷阕寰埘啺�，可用通式表示如圖：圖1.3全芳香族聚酰亞胺化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1.3Chemicalstructureoffullyaromaticpolyimide二胺、二酐分子結(jié)構(gòu)中Ar1、Ar2部分的變化，能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)聚酰亞胺的性質(zhì)。剛性的酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的分子間作用力使其具有良好的耐熱性、耐溶劑性、耐輻射、高絕緣和優(yōu)異的力學(xué)性能[11,12]。其性能特征如下表1.1所示：表1.1聚酰亞胺的性能特征統(tǒng)計(jì)Table1.1Propertiesofthepolyimides性能性能指標(biāo)具體特征熱學(xué)性能耐熱性玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（）一般>250oC，熱分解溫度（）一般>500oC熱尺寸穩(wěn)定性較低的熱膨脹系數(shù)（CTE），一般在10-80ppm/oC。聯(lián)苯型PI的CTE可低至1ppm/oC耐低溫性-269oC液氦中不會脆裂力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度/楊氏模量均苯型PI拉伸強(qiáng)度>170MPa，聯(lián)苯型拉伸強(qiáng)度≈400MPa；薄膜楊氏模量≈3-4GPa，纖維楊氏模量>200GPa電學(xué)性能介電常數(shù)/介電損耗介電常數(shù)穩(wěn)定，3.0-4.0之間，介電損耗10-3左右。對頻率、溫度穩(wěn)定性好


本文編號：3099211