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随着集成电路向超大规模方向发展,电子元器件朝小型、高速、低能耗、高集成度方向发展。然而互连阻容耦合造成的信号延迟极大地限制了电路运行的速度,并带来信号窜扰和增加功耗的问题。为了降低RC延迟,开发具有超低介电常数(k<2.3)的绝缘介质材料成为目前研究的热点。然而低k材料不仅需要有较低的k值,还需要有足够的机械强度、良好的电学特性和热稳定性等才能满足工业界的需求。基于此目的,本论文开展了以下研究工作：分别采用两种硅基前驱体1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为硅基前躯体,以聚氧乙烯聚酯酸酯(Brij76)为模板剂,采用溶胶-凝胶工艺和旋涂技术制备出多孔的SiCOH薄膜。FTIR测试表明随BTEE用量增加,形成网络交联Si-O-Si特征峰强度提高。TGA分析表明在150～450℃之间,各组样品都出现了30%～45%的失重率,当温度高于450℃,失重率基本恒定。C-V测试结果显示反应物摩尔比为MTES:BTEE:Brij76=1:1:0.125的薄膜对应的k值为2.2,具有超低介电常数特性。该薄膜在0.8 MV/cm的电场条件下,漏电流密度约为9.3×10-10 A/cm2。450℃退火后的该薄膜具备折合模量Er～8.5GPa,硬度H～1.17 GPa,表现出优异的力学性能。采用PECVD工艺,以MTES、C2F6、O2为反应源,固定淀积温度为200℃和射频频率为13.56 MHz,通过调整射频功率和C2F6流量,进而研究了二者对薄膜的k值和组成的影响。研究表明,随着射频功率从300 W增加到700 W,薄膜的淀积速率相应增加,当功率升高到一定程度后,据测算,Si-F键的红外特征峰面积占比有所降低,因而薄膜的k值也就相应的出现了随射频功率先下降后上升的趋势。当固定射频功率为500 W时,调整C2F6流量,发现C2F6的流量为500 sccm时所得k值最小,为3.19。该样品的XPS结果表明F与C元素已成功掺入到薄膜中,而且Si元素主要是以Si-04的形式存在,说明在射频作用下MTES分子中的Si-C键被破坏且与O结合成键。由于F元素的掺入量较低,并其以C-F键和Si-F键的形式键合,而C元素则主要以Si-C键、C-C/C-H键和C-CF键的形式键合并存在于薄膜之中。在此基础上,实验验证了PECVD的最佳工艺条件为淀积温度为200℃,腔体压力为3 torr,射频频率为13.56 MHz,沉积时间为1min,O2的流量为500 sccm,MTES的流量为1 g/min, C2F6的流量为500sccm。综上,具备优异力学性能的超低kSiCOH薄膜可通过采用MTES和BTEE作为前驱体,Brij76作为成孔剂,以旋涂工艺获得。而k值为3.19的SiCOF薄膜可通过PECVD工艺制备获得。上述两种材料都是很有潜力的层间互连介质材料。