低介电常数材料论文
毕业论文-ZnO对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影响
编号毕业设计（论文）题目ZnO对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影响二级学院材料科学与工程专业材料科学与工程班级 110090303学生姓名豆兴春学号 11009030305指导教师田中青职称教授时间 2014年6月目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章前言 (1)1.1玻璃纤维和低介电玻纤 (1)1.2 低介电常数 (1)1.3 玻璃失透 (3)1.4 玻璃析晶 (3)1.5 玻璃分相 (4)1.6 本文研究内容及意义 (5)第二章实验过程及方法 (7)2.1 实验材料及设备 (7)2.2 实验过程及方法 (7)2.2.1 原料制备 (7)2.2.2 玻璃的熔制 (8)2.2.3 退火 (8)2.2.4 红外光谱 (8)2.2.5 示差扫描量热法 (9)2.2.6 热处理 (10)2.2.7 玻璃密度的测定 (10)2.2.8 X射线衍射 (11)2.2.9 扫描电镜 (11)第三章实验结果与分析 (13)3.1 红外光谱分析 (13)3.2示差热分析 (14)3.3 热处理分析 (15)3.4 玻璃密度分析 (16)3.5 X射线衍射分析 (17)3.6 扫描电镜分析 (20)第四章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)文献综述 (25)摘要低介电玻璃是一种特殊玻璃，具有密度低、介电常数低、介质损耗低、介电性能受温度等特点，其产品可应用于国防领域和高精尖端民用领域。
ZnO对低介电玻璃的结构和失透行为都有一定的影响。
因此，本文通过改变ZnO的含量熔制出不同的玻璃。
采用XRD、IR、SEM等方法研究玻璃的结构，析晶以及分相程度。
主要的研究结果如下：（1）随着ZnO的增加，非桥氧振动增强，导致玻璃分相。
（2）在同一温度下，随着ZnO含量的增加，玻璃越来越容易失透。
（3）随着ZnO含量的增加，玻璃的密度逐渐越大。
（4）当ZnO含量为9%时，析出的物相为Al5(BO3)O6；当ZnO含量为12%时，析出的物相为Al2ZnO4。
低介电常数介质薄膜的研究进展
收稿:2004年10月,收修改稿:2005年4月 3武器装备预研项目(41312040307)33通讯联系人 e 2mail :wangjuan @低介电常数介质薄膜的研究进展3王 娟33 张长瑞 冯 坚(国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室 长沙410073)摘 要 用低介电常数介质薄膜作金属线间和层间介质可以降低超大规模集成电路(U LSI )的互连延迟、串扰和能耗。
从介质极化的原理出发,揭示了开发低介电常数介质薄膜的可能途径;综述了低介电常数介质薄膜的制备方法、结构与性能表征、工艺兼容性等领域的最新进展。
关键词 低介电常数介质薄膜 多孔薄膜 SS Q 基介质 纳米多孔SiO 2薄膜 含氟氧化硅(SiOF )薄膜 含碳氧化硅(SiOCH )薄膜 有机聚合物介质中图分类号:O64;T B43;O48418 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2005)0621001211The Development of Low Dielectric Constant FilmsWang Juan33 Zhang Changrui Feng Jian(K ey Laboratory of Advanced Ceramic Fibers &C om posites ,C ollege of Aerospace and Material Engineering ,National University of Defense T echnology ,Changsha 410073,China )Abstract Low dielectric constant (low k )films used as intermetal or interlevel dielectrics can minimize interconnect resistance Πcapacitance (RC )delay ,power consum ption and cross talk of U LSI.The possible ways to lower the k values of dielectric films are revealed based on analysis of m olecule polarization.The synthesis ,structure ,properties and process interaction of low k dielectrics are reviewed.Characterization techniques for low k dielectric films are summarized.K ey w ords low dielectric constant films ;porous films ;silsesquioxane (SS Q )based dielectrics ;nanoporous silica films ;fluorine doped silica film (SiOF );carbon doped silica film (SiOCH );organic polymer dielectrics 随着超大规模集成电路(U LSI )的发展,器件特征尺寸不断缩小,电路的互连延迟逐渐增大[1,2],成为制约集成电路速度进一步提高的瓶颈。
低介电常数微波介质陶瓷研究进展
低介电常数微波介质陶瓷研究进展摘要：当前，电子元件正在向小型化、片式化、集成化方向发展，使得低温共烧陶瓷(Low-temperaturecofiredceramic，LTCC)技术越来越引起人们的关注。
目前，新一代基于LTCC技术的电子元件已经成为当前主流的电子元件，而该技术要求微波介质陶瓷能够与高电导率的银、铜等电极材料实现低温共烧。
然而，大多数性能优异的微波介质陶瓷的烧结温度都比较高，难以达到与金属电极低温共烧的要求。
为了降低其烧结温度，通常在基体中加入一定量低熔点的烧结助剂，但过多的烧结助剂往往会引起材料介电性能劣化。
因此，探索新型固有烧结温度低的微波介质陶瓷仍将是研究微波介质陶瓷材料领域的一个热点方向。
高频化是微波元器件发展的必然趋势，随着通讯设备工作频率向毫米波段拓展，信号延迟问题会变得更加突出，因此，对作为通讯设备关键材料的微波介质陶瓷性能参数提出了更高的要求。
与中、高介电常数材料相比，低介电常数材料能够降低基板与金属电极间的交互耦合损耗，缩短芯片间信号传播的延迟时间。
关键词：低介电常数；微波介质；陶瓷研究1钨酸盐体系目前对钨酸盐低介电常数微波介质陶瓷的研究主要集中在AWO4(A=Mg、Mn、Zn、Ca、Sr、Ba、Cd)体系上，其晶体结构与A2+的半径有关。
当A2+的半径较大时(如Ca、Ba、Sr)，易形成四方相白钨矿结构，空间点群为I41/a;当A2+的半径较小时(如Mg、Zn、Mn、Cd)，则会形成单斜相黑钨矿结构，空间点群为P2/c。
1988年，Nishigaki等［8］研究WO3对BaO-4TiO2陶瓷微波介电性能影响时，发现掺杂少量WO3显著提高了陶瓷的品质因数，这是因为形成了BaWO4第二相。
随后，他们以Ba-CO3和WO3粉末为原料于1200℃制备出BaWO4单相陶瓷，并首次报道其微波介电性能:εr=8.2，Q×f=18000GHz，τf=－33×10－6/℃。
低K材料--低K材料在半导体集成电路中的应用与展望
低K材料在半导体集成电路中的应用与展望在超大规模集成电路工艺中,有着极好热稳定性、抗湿性的二氧化硅一直是金属互连线路间使用的主要绝缘材料,金属铝则是芯片中电路互连导线的主要材料。
然而,相对于元件的微型化及集成度的增加,电路中导体连线数目不断的增多,使得导体连线架构中的电阻（R）及电容（C）所产生的寄生效应,造成了严重的传输延迟（RC delay）,在130纳米及更先进的技术中成为电路中讯号传输速度受限的主要因素。
因此,在降低导线电阻方面,由于金属铜具有高熔点、低电阻系数及高抗电子迁移的能力,已被广泛地应用于连线架构中来取代金属铝作为导体连线的材料。
另一方面,在降低寄生电容方面,由于工艺上和导线电阻的限制,使得我们无法考虑籍有几何上的改变来降低寄生电容值。
因此,具有低介电常数（low k）的材料便被不断地发展。
在将低介电常数材料应用于集成电路的整合工艺时,对于低介电常数材料特性的要求,除了要具备有低的介电常数之外,还需具有良好的物理,材料及电特性。
通常有两种主要的方法被使用来降低材料的介电常数,第一种方法是设法降低材料本身的极性（polarization）,包括降低材料中的电子极化、离子极化以及分子极化。
另外一种则是在介电材料内制造空隙(Porosity) 。
工艺上,低介电常数材料的制造分为化学气相沉积法与旋涂式两大主流,即CVD与SOD法。
但SOD方法在45纳米工艺技术之前不会被业界用于批量生产。
业界已成功研发出沉积多种低介电常数薄膜的技术能力,包括氟硅玻璃（FSG）、碳掺杂的氧化硅（如：Black Diamond）、以及氮掺杂的碳化硅（如：BLOK ）。
Black Diamond膜 是一种以氧化硅为基础的化学气相沉积薄膜,有效介电常数小于3.0。
而BLOK则是一种低介电常数的铜金属阻挡层与蚀刻终止层,在双镶嵌工艺应用中可作为氮化硅低介电常数的替代材料。
在与氟硅玻璃及Black Diamond薄膜完成双镶嵌工艺整合后,相较于氧化硅/氮化硅材料而言,电容值可降低达25%至35%。
低介电常数改性聚酰亚胺材料的研究进展
05018功 燧 讨 科 2021年第5期(52)卷文章编号：1001-9731 (2021 )05-05018-07低介电常数改性聚酰亚胺材料的研究进展*黄兴文朋小康刘荣涛廖松义12，刘屹东12，闵永刚12（1.广东工业大学材料与能源学院，广州510006； 2.东莞华南设计创新院，广东东莞523808）摘 要： 聚酰亚胺（PI ）广泛应用于电子集成电路的绝缘材料领域。
随着电子通信行业的不断更新换代，信号传输频率逐渐往高频发展（例如5G 通讯），为了满足信号传输速度快、介电损耗低的要求，需要不断地降低印刷线路板（PCB ）绝缘材料的介电常数。
常规聚酰亚胺介电常数偏高，不适合直接用于PCB 的绝缘材料，为满足未来5G 高频通信要求，必须对其进行改性，因此本文综述了低介电常数聚酰亚胺改性的研究进展，并对其进行了展望。
关键词：改性聚酰亚胺；高频通信；低介电常数；低介电损耗；5G 通讯中图分类号：TM215.3 文献标识码:A DOI ：10.3969/j.issn.1001-9731.2021.05.0040引言聚酰亚胺是指一类含有酰亚胺环的聚合物⑴,由 二酐和二胺经过逐步聚合反应、亚胺化而成，其分子通 式如图1所示。
美国杜邦公司首次商业化聚酰亚胺,商品名为Kpton,到现在聚酰亚胺已经衍生了很多的产品，如联苯型聚酰亚胺⑵和硫醚型聚酰亚胺［］等等。
聚酰亚胺由于具有耐高温、耐电晕、耐辐射性、高强度、高绝缘、低吸湿率、低介电常数和低介电损耗等优异的 综合性能,作为特种高分子材料被广泛应用于印刷线路板的绝缘领域。
图1聚酰亚胺分子通式Fig 1 General polyimide molecular formula对于高频天线用的印刷线路板，其信号传输速度 与材料的介电常数成反比关系，可用以下公式来描述⑷：“ C 0其中V 为传输速率，C 。
为真空光速为材料介电常 数，从式可以看出相对介电常数越小，信号传输速度越快；而另一方面介电损耗则与介电常数成正比关系［5］,介电常数越大，损耗也越大。
不同条件下低介电常数材料机械性研究
不同条件下低介电常数材料机械性研究【摘要】目前最新的组件结构均采用低介电常数材料及铜导线技术来降低多层金属联机中时间延迟效应。
低介电常数材料多为组织松散，机械强度不理想，故低介电常数材料是多层金属导线，外力将易于跨越材料之降伏强度，势必导致断线之危机，进而破坏组件的运作。
针对低介电常数材料的机械性质，首先探讨低介电常数材料本身的机械性质；其次探讨低介电常数材料和相邻材料的附着性质。
【关键词】电常数材料；铜导线；多层金属导线1.简介在先进的集成电路多层金属导线设计准则中，0.18世代之最小金属间距已小于0.25微米；为了降低集成电路组件操作时的时间延迟及功率消耗，金属间的隔绝材料使用低介电常数材料乃是必要的。
另一方面，芯片封装技术亦伴随着集成电路多层金属导线尺寸的快速缩小，而面临相同的困境。
由于低介电常数材料使用的必然性及可预期的广大市场需求，过去几年来，全世界半导体材料供货商及研发中心均致力于发展质量合乎新世代集成电路要求的低介电常数材料。
大约有100种左右不同的低介电常数材料，以化学气相沉积、旋涂式沉积或其他方式制备而成，然而经由电性质、热性质及机械性质鉴定后，仅有少数低介电常数材料符合基本物理及化学性质要求；对于制程整合的考虑更进一步淘汰了一些物性及化性稳定的低介电常数材料。
所以目前建议可能使用的低介电常数材料，大致上仅剩（I）有机硅酸盐类和（II）有机高分子相关材料两大类。
尽管如此，这两大类低介电常数材料并非完美，基本结构的改进仍有许多空间需努力。
针对低介电常数材料的机械性质。
低介电常数材料的机械性质包含两个主要部分；第一部分为材料本身的机械性质，硬度及薄膜应力为两个重要指标。
一般而言，为了达到低介电性质，低介电常数材料多为组织松散的多孔性材质，弹性模数只有传统二氧化硅（72 GPa）的1/10到1/5倍，热膨胀系数则比传统二氧化硅大4到10倍；低介电常数薄膜应力通常为相对值不大的张应力，此特性亦有别于传统二氧化硅。
低介电常数的溶剂
低介电常数的溶剂概述低介电常数的溶剂是在化学领域中常用的一类溶剂，它们具有较低的介电常数，能够提供良好的电绝缘性和介电隔离性。
这些特性使得低介电常数溶剂在许多应用中都扮演着重要的角色。
本文将从以下几个方面来探讨低介电常数溶剂的特点、应用以及相关研究进展。
特点低介电常数溶剂具有以下几个主要特点：1.低介电常数：介电常数是描述溶剂介电特性的物理量，低介电常数溶剂通常具有介电常数小于10的特点，这意味着它们在电场作用下产生的电磁耦合较弱，能够提供较好的电绝缘性。
2.热稳定性：低介电常数溶剂一般具有较高的热稳定性，能够在高温环境下保持物理和化学稳定性，适用于高温工艺和反应条件。
3.低粘度：低介电常数溶剂的粘度相对较低，具有较好的润湿性和流动性，有助于提高反应速率和扩散效果。
4.化学惰性：由于低介电常数溶剂的分子结构通常较简单，它们往往具有较好的化学惰性，能够与多种物质进行反应而不发生副反应。
应用低介电常数溶剂在许多领域中被广泛应用，包括但不限于：电子工业低介电常数溶剂是电子元件制造过程中的重要材料，它们用于制备绝缘层材料、介电层和电阻层。
这些溶剂能够提供良好的电绝缘性和隔离性，保护电子元件免受电场干扰和能量损耗，提高元件的性能和可靠性。
光学材料在光学器件的制备中，低介电常数溶剂被用作光学涂料和光学聚合物的溶剂。
它们能够提供较低的折射率和散射率，改善光学元件的透明度和光学性能。
此外，它们还能够提供良好的光学平整度和表面润湿性，有助于提高光学元件的制备工艺和质量。
化学合成低介电常数溶剂在化学合成中起着重要的溶剂和催化剂的作用。
它们的低粘度和较低的离子强度使得反应物能够更好地扩散和反应，加快反应速率并提高产率。
此外，溶剂的化学惰性能够有效地保护反应物和产物，减少副反应和损失。
研究进展近年来，关于低介电常数溶剂的研究不断取得进展，主要集中在以下几个方面：新型低介电常数溶剂的开发研究人员通过改变溶剂的分子结构和化学成分，开发出一系列新型的低介电常数溶剂。
GMA-St共聚物改性低介电常数环氧树脂性能研究综述
GMA-St共聚物改性低介电常数环氧树脂性能研究综述摘要：本文通过分析低介电环氧的发展需求，分析了在环氧树脂中添加聚苯乙烯而改变的性能，分析了使用GMA改性环氧树脂的方法，并探讨了使用两者共聚物添加到环氧树脂中，从而在环氧树脂中引入聚苯乙烯链段以提高其介电性能的方法。
其中着重分析了聚苯乙烯低聚物GMA封端聚合物的合成方法。
关键词：低介电环氧，GMA，苯乙烯，遥爪聚合物1低介电环氧树脂研究进展环氧树脂因其结构特点具有较好的介电性能，但随着传输信号的高频化，普通环氧树脂的性能已经不能满足高频覆铜板的介电性能需要，为了得到满足电磁波频率GHz或MHz的环氧树脂，国内外学者做了许多研究。
王严杰等[1]研究了高频印刷电路板基材的介电性能要求和几种典型的及铜板材的介电性能，以高溴化环氧树脂、酚醛、改性聚苯醚、酸酐固化剂、咪唑促进剂配制胶粘剂体系，经偶联剂处理的E型无碱玻璃布为增强材料，采用通用上胶与压制工艺，研制了一种适用于高频电路条件下的介电性能优异、成本低的高频覆铜板。
陈惠玲[2]以环氧树脂作为基体、双氰胺和2-乙基-4-甲基咪唑作为固化剂体系、颗粒尺寸在38.0nm~2.67μm范围的钛酸钡(BaTiO3)作为高介电填充组分,采用溶液共混合旋涂工艺,制备了不同BaTiO3含量的0-3型BaTiO3/环氧复合材料膜, 研究分析了环氧树脂固化工艺的确定以及不同BaTiO3含量的复合材料的晶相及显微结构。
Hann-Jang Hwang[3]等利用双环戊二烯与低聚的聚苯醚的共聚物改性环氧树脂的介电性能，在固化时共聚物与双酚A型环氧反应形成交联网络，固化产物具有较高的玻璃化转变温度和热稳定性，且该环氧树脂具有降低的介电常数和损耗因子。
J.R. Lee[4]等通过缩水二缩水甘油醚与2-氯代甲苯反应制备了一种新型含氟环氧树脂，使用DDM固化测量了其DSC,并测量了固化产物的DMA。
研究了该树脂在2~10GHz下的介电常数为3.9~4.0。
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低介电常数材料的特点、分类及应用胡扬摘要: 本文先介绍了低介电常数材料（Low k Materials）的特点、分类及其在集成电路工艺中的应用。
指出了应用低介电常数材料的必然性，举例说明了低介电常数材料依然是当前集成电路工艺研究的重要课题，并展望了其发展前景。
正文部分综述了近年研究和开发的low k材料，如有机和无机低ｋ材料，掺氟低ｋ材料，多孔低ｋ材料以及纳米低ｋ材料等，评述了纳米尺度微电子器件对低k 薄膜材料的要求。
最后特别的介绍了一种可能制造出目前最小介电常数材料的技术： Air-Gap。
关键词：低介电常数；聚合物；掺氟材料；多孔材料；纳米材料 ;Air-Gap1．引言随着ULSI器件集成度的提高，纳米尺度器件内部金属连线的电阻和绝缘介质层的电容所形成的阻容造成的延时、串扰、功耗就成为限制器件性能的主要因素,微电子器件正经历着一场材料的重大变革：除用低电阻率金属（铜）替代铝，即用低介电常数材料取代普遍采用的SiO2（k：3.9～4.2）作介质层。
对其工艺集成的研究，已成为半导体ULSI工艺的重要分支。
这些低ｋ材料必须需要具备以下性质：在电性能方面:要有低损耗和低泄漏电流；在机械性能方面:要有高附着力和高硬度;在化学性能方面:要有耐腐蚀和低吸水性；在热性能方面:要有高稳定性和低收缩性。
2．背景知识低介电常数材料大致可以分为无机和有机聚合物两类。
目前的研究认为，降低材料的介电常数主要有两种方法：其一是降低材料自身的极性，包括降低材料中电子极化率（electronic polarizability），离子极化率（ionic polarizability）以及分子极化率（dipolar polarizability）。
在分子极性降低的研究中，人们发现单位体积中的分子密度对降低材料的介电常数起着重要作用。
材料分子密度的降低有助于介电常数的降低。
这就是第二种降低介电常数的方法：增加材料中的空隙密度，从而降低材料的分子密度。
针对降低材料自身极性的方法，目前在0.18mm技术工艺中广泛采用在二氧化硅中掺杂氟元素形成FSG（氟掺杂的氧化硅）来降低材料的介电常数。
氟是具有强负电性的元素，当其掺杂到二氧化硅中后，可以降低材料中的电子与离子极化，从而使材料的介电常数从4.2降低到3.6左右。
为进一步降低材料的介电常数，人们在二氧化硅中引入了碳（C）元素：即利用形成Si-C及C-C键所联成的低极性网络来降低材料的介电常数。
例如无定形碳薄膜的研究，其材料的介电常数可以降低到3.0以下。
针对降低材料密度的方法，其一是采用化学气相沉积（CVD）的方法在生长二氧化硅的过程中引入甲基（-CH3），从而形成松散的SiOC:H薄膜，也称CDO（碳掺杂的氧化硅），其介电常数在3.0左右。
其二是采用旋压方法（spin-on）将有机聚合物作为绝缘材料用于集成电路工艺。
这种方法兼顾了形成低极性网络和高空隙密度两大特点，因而其介电常数可以降到2.6以下。
但致命缺点是机械强度差，热稳定性也有待提高。
介电常数不仅仅决定于材料本身的固有性质，而且会因为制备条件和方法的不同而有所变化。
化学汽相沉积是制备ＵＬＳＩ低介材料的重要技术，沉积不同的薄膜应采用不同的ＣＶＤ技术，而制备同一种薄膜采用的ＣＶＤ技术不同，也ＣＯＨ薄膜，ｋ值会使材料的某些性能有所差异。
例如用ＰＥＣＶＤ制备的Ｓｉ可由先前的２.４降至２.１，若将它在４００℃下进行４ｈ的后期退火，可进一步降低ｋ值至１.９５。
通过对沉积方法的选择和对沉积参数的优化，能得到更符合要求的低介材料薄膜。
3.正文下面将按顺序介绍5种低K材料：3.１有机低ｋ材料有机低ｋ材料种类繁多，性质各异，其中以聚合物低ｋ材料居多。
重点介绍聚酰亚胺。
聚酰亚胺（PI）是一类以酰亚胺环为结构特征的高性能聚合物材料，介电常数为3.4左右，掺入氟，或将纳米尺寸的空气分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降至2.3～2.8。
介电损耗角正切值为10-3，介电强度为1～3 MV／cm，体电阻率为1017 Ω·ｃｍ。
这些性能在一个较大的温度范围和频率范围内仍能保持稳定。
聚酰亚胺薄膜具有耐高低温特性和耐辐射性、优良的电气绝缘性、粘结性及机械性能。
聚酰亚胺复合薄膜还具有高温自粘封的特点。
聚酰亚胺低ｋ材料目前已广泛应用于宇航、电机、运输工具、常规武器、车辆、仪表通信、石油化工等工业部门。
它可作耐高温柔性印刷电路基材，也可以作为扁平电路、电线、电缆、电磁线的绝缘层以及用作各种电机的绝缘等。
一种孔洞尺寸为纳米级，介电常数低于2.4的芳香性聚酰亚胺泡沫材料已经问世。
它是目前制备聚酰亚胺玻璃布覆铜板的新型介电材料。
制备聚酰亚胺纳米泡沫材料的一般方法为：通过共缩聚反应，合成热稳定性好的聚酰亚胺再与一些带有氨基的、热稳定性差的齐聚物镶嵌或接枝而成为共聚物。
全芳香聚酰亚胺开始分解温度一般都在500℃左右。
由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到600 ℃，这是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
除聚酰亚胺外，还有硅烷交联聚乙烯和四甲基硅甲烷聚合物低ｋ材料也具有一些特殊的性质。
硅烷交联聚乙烯耐电压、耐热、耐腐蚀、电阻系数高、介电常数小、机械性能好、加工便利，它被广泛应用于制造电力电缆、聚乙烯管、交联聚乙烯铝塑复合管材等。
3．２无机低ｋ材料典型的无机低ｋ材料有无定形碳氮薄膜、多晶硼氮薄膜、氟硅玻璃等。
3．２．１无定形碳氮薄膜无定形碳氮薄膜ａＣＮｘ，在１ＭＨｚ频率下介电常数值可降至1.9。
并且它比一般ａＣＮｘ具有更高的电阻率。
用Ｃ２Ｈ２和Ｎ２作为原料气体，硅作为衬底，电子回旋加速器共振等离子区制备的ａＣ∶Ｎ的介电常数值在１ＭＨｚ下能达到２。
当氮碳原子比例增加或者进行氟掺杂时，ｋ值有进一步的减小。
目前最好的结果测得在１ＭＨｚ下ａＣ∶Ｎ和ａＣ∶Ｎ∶Ｆ的介电常数值最低分别为１.４和１.２。
薄膜的热稳定性通过在气体原料中加入氩气并将氮原子与无定形碳的网状结构结合而得到改善。
ａＣ∶Ｎ的特征电阻率为１０１７Ω·ｃｍ，击穿场强为４６ｋＶ／ｍｍ，这样好的电抗性质很适合做为介电材料，被考虑作为一种低ｋ互连介质应用于ＵＬＳＩ中。
另外，ａＣ∶Ｎ得到广泛的关注还由于它具有独特的菱形外观，化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，良好的机械性能与电性能以及光学性质，因此它有很多用途，例如作为平板显示器的电子发射器材料的候选者等。
3．２．２多晶硼氮薄膜以ｐ型Ｓｉ为衬底，ＢＣｌ３、Ｎ２和Ｈ２为原料，利用ＰＡＣＶＤ技术合成的多晶硼氮薄膜ｋ值能够达到２.２。
进一步研究发现，Ｃ原子的加入能有效地降低ｋ值。
这种薄膜具有一定的机械硬度和化学稳定性，有很高的热传导率和较宽的能带隙（６ｅＶ），在场强为0.1 ＭＶ／ｃｍ时，其泄漏电流值为５.７×１０-8Ａ／ｃｍ２，并且有望进一步减小。
除了用做互连介质外，它在电子和光电子器件的应用上也是一种很有前途的材料，如场发射器等。
3．２．３氟硅玻璃它是一种无机低ｋ材料，能扩大ＳｉＯ２的化学汽相沉积过程，在普通玻璃中加入氟，提高了填充能隙同时减低了介电常数。
这种材料的性能很大程度上由其加工条件和原料物质决定，它的介电常数随着氟元素比例增加能在４.２～３.２变化。
3．３掺氟低ｋ材料掺杂（尤其是掺氟）是目前用以减少ｋ值的最常见和有效的方式。
很多材料在进行氟掺杂后ｋ值显著降低，并且具体数值随着氟在材料中比例的变化而变化。
此外，某些材料的性质也会伴随着掺杂而得到有益的改善。
然而氟的介入不可避免地造成了抗湿性的减弱，这也是目前广泛研究的内容之一。
以下几种材料是其中的代表。
●聚四氟乙烯，ｋ值可达到２.０，是一种具有良好介电性能的高温绝缘材料，它具有低的介电损耗和稳定的介电常数，而且不受温度和频率变化的影响，可在－２３０～＋２６０℃环境下使用，在２００℃左右也可长期使用。
同时它具有优良的耐药性、低的摩擦系数和不粘性，它与普通粘结剂也不相互粘结，因而是理想的防粘材料。
因此聚四氟乙烯制品广泛用于国防、军事尖端科学及国民经济各个部门。
但由于聚四氟乙烯的机械强度不高，因而采用玻璃布进行增强，既保持了聚四氟乙烯的基本性能，又大大提高了机械强度，为聚四氟乙烯制品推广应用创造了更广阔的前景。
●Ｓi OＦ本身也是一种低ｋ材料，随着其中氟成分比例的提高，ｋ值下降。
以往ＳｉＯＦ的ｋ值最低达２.７，但采取较好的措施在ＳｉＨ４／Ｎ２Ｏ中加入ＣＦ４，进行等离子体加强化学汽相沉积（ＰＥＣＶＤ），ｋ可降至２.３。
通常具有较高稳定性的ＳｉＯＦ薄膜将氟元素的比例控制在２.４％，此时的ｋ值能达到３.５，并且在６００℃下保持稳定。
ＳｉＯＦ保留了较多ＳｉＯ２的性质，与已有的ＳｉＯ２工艺能很好地兼容，在热稳定性，对无机物的黏附性等方面明显优于有机介质。
但氟的加入使得它抗湿性能差，暴露于空气中易吸收水而发生水解。
可以采用各种各样的措施用来降低它对空气中水的吸收。
实验发现，通过在ＳｉＨ４／Ｏ２／ＣＦ４混合气体中加进ＣＨ４，淀积的碳掺杂ＳｉＯ２∶Ｆ薄膜（ＳｉＯ２∶Ｃ∶Ｆ）的抗湿性有显著改善，同时也表现出较好的热稳定性。
并且当原料中Ｃ４Ｆ８对四乙基原硅酸盐（ＴＥＯＳ）的比例为１:８时，介电常数在１ＭＨｚ频率下的值能降到２.３５。
●氟化非晶碳膜（ａ-C∶F）也是一种低ｋ材料，它具有氟碳化合物的共性，即疏水性，以及低ｋ性（ｋ小于２.５，可达２.０，１ＭＨｚ下为２.３５）。
用以制备的典型原料是ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６，Ｃ４Ｆ８分别与Ｈ２的混合气体，可以通过改变Ｆ—Ｃ比例来改善热稳定性，并且生产成本低廉，是一种有应用前景的互连介质材料。
●ＳｉＣＦＯ薄膜是以ＳｉＨ４和ＣＦ４为原料，采用ＰＥＣＶＤ技术而得到的薄膜，它表现出较好的抗湿性和极佳的低ｋ性，ｋ值在１.３～２.０之内，此外它还具有较好的界面支持性以及光滑的表面形态。
除去以上几种材料，同类型的掺氟低ｋ材料还有不少，例如以三乙氧基氟硅烷和氧气的混合气体为原料沉积得到的ＣＦ／ＳｉＯＦ复合薄膜，其ｋ值可达到２.８等。
3．４多孔低ｋ材料多孔低ｋ材料可利用二氧化硅气凝胶等在ｋ值已经较低的绝缘体中注入孔穴，并采取旋涂沉积方式制得。
例如在孔穴加入的情况下聚四氟乙烯的ｋ值可降至１.５７。
另外，多孔硅的ｋ值在１.３～２.５，并且随着气孔率的增加而降低。
传统的多孔硅薄膜是利用气凝胶制备，但这个过程需要在无收缩下干燥等一系列复杂的加工条件。
超临界溶解提取方法用于制备硅的气凝胶，能使材料的ｋ值降到１.１～１.５，气孔率从８５％～９９％变化，但这种方法昂贵而且危险，没有推广价值。
比较好的方法是在水蒸气环境下进行加工，实验显示水蒸气能有效地完成凝胶化过程并且能控制气孔率。
与堆积的ＳｉＯ２不同，ＳｉＯ２的纳米微粒能在相对较低的温度下蒸发。
在氩气环境中对ＳｉＯ２的纳米微粒进行气体蒸发沉积作用得到的纳米量级多孔硅薄膜介电常数随着氩气压强的增加而减小，此时孔隙率则有所上升。