什麼是低介電常數材料(Low-k)

相對介電常數低的層間絕緣膜材料。可降低導線間電容，減少訊號延遲與耗電。

日文名稱: Low-k材料

「低介電常數材料(Low-k)」出現在2領域的2道練習題中（先進電晶體（FinFET與GAA）, 氧化與擴散等）。

這個名詞所屬的領域: 配線製程

練習低介電常數材料(Low-k)的題目

「High-k 閘極絕緣膜」中的 k 表示什麼？

  1. A晶體的硬度
  2. B熱導率
  3. C相對介電常數（介電常數的大小）
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正確答案：C. 相對介電常數（介電常數的大小）

High-k 的 k 是相對介電常數，比 SiO2（約 3.9）大的絕緣材料稱為 High-k 材料。代表性的有 HfO2（約 20～25）與 HfSiON，即使實體膜較厚也能獲得大的閘極電容。但介電常數越大的材料，能隙往往越小，須在與漏電的取捨之間做選擇。相反地，在配線之間為了減少電容，會使用相對介電常數小的 Low-k 材料。

與熱氧化形成的 SiO2 薄膜相對介電常數最接近的值為何？

  1. A約 1
  2. B約 3.9
  3. C約 25
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正確答案：B. 約 3.9

熱氧化層（SiO2）的相對介電常數約為 3.9，是比較閘極絕緣膜性能的 EOT（等效氧化層厚度）之基準。加入氮的 SiON 約為 5～6，氮化膜（Si3N4）約為 7，High-k 材料氧化鉿約為 20～25。相反地，用於配線之間的 Low-k 材料約在 3 以下，也會使用含有空氣（約 1）的多孔膜與空氣間隙。依用途分別使用高介電常數與低介電常數。

解析中的「低介電常數材料(Low-k)」

出現「低介電常數材料(Low-k)」的題目（2題）

  1. 「High-k 閘極絕緣膜」中的 k 表示什麼？
  2. 與熱氧化形成的 SiO2 薄膜相對介電常數最接近的值為何？

相關名詞

能隙 熱氧化 EOT(等效氧化層厚度) 氮氧化矽膜(SiON) 多層金屬導線 串擾 矽化物 阻障金屬 保護層(Passivation) 背面供電

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