基于含氟聚合物的诸多优异特性,尤其是C-F键极化率较低,有望在超低k材料中得到应用。已知的含氟材料中,聚四氟乙烯具有低至2.0的介电常数,但是其加工性能差、耐热和力学性能亦不佳。为了获得新型的low k材料,中科院上海有机化学研究所房强课题组开发出一种新型含氟聚合物PFN, 其在30MHz下,介电常数仅为2.33,是目前聚合物材料中,为数不多的低介电品种。该成果近期在线发表在Advanced Materials。
这种材料的吸水率极低(0.12%),可以避免集成电路制作过程中的微量潮气影响。这种聚合物薄膜也具有优异的力学性能,其杨氏模量达到17.13 GPa,与硅片上的结合力达到3.46 Gpa。聚合物还具有较高的热稳定性,5%热重损失温度大于450度。完全可以满足集成电路行业对低k材料的要求。
本项目获得科技部“02科技重大专项”的资助。
图1 PFN的介电常数和介电损耗
图2 PFN薄膜(a)和薄膜接触角(b)