微电子器件在快速发展，器件的性能不断完善，集成度不断提高，预计到2010年后进入45nm以下线宽的纳电子器件时代。由于高性能芯片上器件密度和连线密度的增加，器件尺寸和线宽将减小，导致互连线的阻容（RC）增大、信号传送延时、噪声干扰增强和功率耗散增大，器件工作频率受到限制。为了解决这些问题，人们正在发展新的互连材料、新的互连结构以及新的互连方式。采用新的互连材料来取代目前的Al／SiO₂已成为解决纳电子器件互连问题的主要选择。作为互连介质的低k材料和超低k材料，是近年来全球微电子材料与器件领域关注的焦点之一。 我们研究小组从2003年起在国际上率先将环结构的十甲基环五硅氧烷（DMCPS）反应源与微波电子回旋共振（ECR）等离子体技术相结合，开展了基于孔隙的低介电常数SiCOH薄膜的研究。另一方面，在保持适度孔隙率的前提下，通过CHF₃、CH₄的掺杂，进一步开展了弱极化键与孔隙相结合的低介电常数SiCOH薄膜的研究。本论文对SiCOH薄膜的结构特征作了分析，建立了薄膜介电性能的结构关联，探索了薄膜结构与放电等离子体之间的关联，获得了重要的研究结果： 1、采用电子回旋共振等离子体技术、以DMCPS液体源为前驱物和适当的掺杂工艺制备了k=2.45、膜厚收缩率小于3％的性能优良的低介电常数SiCOH薄膜。总结了磁场形态、源气体流量比对薄膜性能的影响，提出获得低介电常数SiCOH薄膜的技术途径。 2、研究了基于孔隙的SiCOH薄膜的结构与形成条件。通过选择适当的放电条件，将DMCPS源中固有的环结构在薄膜中保存，并相互交联形成由硅氧键构成的立体笼子结构，从而在薄膜中形成孔隙，成为降低SiCOH薄膜介电常数的主要途径。研究发现，采用DMCPS源、利用ECR等离子体沉积的SiCOH薄膜分为含有Si-OH结构、无Si-OH结构的两类典型。由于Si-OH结构的存在不利于薄膜介电常数的降低，控制和降低薄膜中Si-OH基团含量成为获得低介电常数薄膜的重要前提。实验中通过提高微波能量耦合效率，来提高电子能量，使更多的Si-OH键断裂而相互交联形成Si-O-Si网络，是降低薄膜中Si-OH基团含量的可行途径。为了提高硅氧立体笼子结