Un nouveau materiau dielectrique pour l'isolation dans les semi-conducteurs

Une equipe de l’universite de l’Illinois a Urbana-Champaign a mis au
point
un nouveau polymere qui pourrait fournir un bon materiau dielectrique
pour
isoler des conducteurs de cuivre dans des semi-conducteurs. Cette
equipe,
conduite par le professeur James Economy et a laquelle a participe un
etudiant, Youngqing Huang, maintenant recrute par DuPont, est partie
d’un
polymere aromatique qui peut etre thermoforme, le poly(m-diethynyl
benzene).
Le produit de depart avait une constante dielectrique de 2,7,
comparable a
celles du polyester, du polypropylene etc. Les chercheurs ont procede
en
inserant des porogenes, des materiaux exogenes qui s’evaporent en
laissant
des cavites dans le materiau travaille. Le materiau final est ainsi
constelle des microcavites, de 5 nanometres en moyenne, qui contribuent
a
rapprocher sa constante dielectrique de celle de l’air sec. Finalement
le
resultat obtenu est une constante dielectrique de 1,85. De plus, avant
de le
modifier pour inserer ces cavites, l’equipe a polymerise le materiau de
depart avec du triethynyl benzene, ce qui permet de le rendre soluble
dans
les solvants usuels de l’industrie des semi-conducteurs. Ce materiau a
l’avantage de pouvoir etre porte a haute temperature (jusqu’a environ
400
degres), d’etre relativement malleable, tout en ayant une bonne
resistance
mecanique (malgre les cavites). Il peut etre utilise en solution pour
creer
un film ultramince (moins d’un micron d’epaisseur) et est capable de
bien
adherer a des materiaux utilises comme supports. Enfin, il est
suffisamment
resistant pour que l’on puisse lui appliquer les processus de polissage
physico-chimique utilises lors de la fabrication de microprocesseurs.
L’idee
est alors d’utiliser ces proprietes pour en faire le materiau intercale
entre des micro fils de cuivre dans des puces, sachant que les autres
materiaux dielectriques actuellement utilises s’intercalent bien entre
des
fils d’aluminium mais n’offrent pas des constantes dielectriques
adequates
pour l’emploi du cuivre, bien meilleur conducteur a la fois de
l’electricite
et de la chaleur. Cela permettrait d’obtenir de meilleures performances
qu’avec l’aluminium actuellement utilise dans la fabrication de
microcircuits et de descendre vers des noeuds de l’ordre de 65
nanometres.
Les deux chercheurs ont depose une demande de brevet.