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高性能、高集成度、低功耗和高可靠性一直以来是集成电路发展的主要技术指标和方向。随着器件的特征尺寸不断缩小,其功耗不断降低,集成度不断增大,而互连导线-介质之间的电阻-电容(RC)延迟却快速增加,已经成为制约集成电路性能进一步提升的主要瓶颈之一。因此,采用电阻率更低的Cu导线代替传统A1,并开发低k材料以代替传统SiO2 (k=3.9)是降低RC延迟最有效的途径之一。如今集成电路发展到22nm以下技术节点,对低k材料的性能提出了更高的要求。因此,开发满足性能要求的新型超低k(k<2.0)材料已经成为微电子学和材料学领域的研究热点。本论文以硅氧烷为前驱体,并添加成孔剂模板,通过旋涂技术和后退火处理,成功制备了超低k多孔SiCOH薄膜。论文取得的主要成果如下：①采用含有C桥链结构(Si-C-C-Si)的1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(简称BTEE)为前驱体,以三嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(简称P123)作为成孔剂,通过溶胶-凝胶法和旋涂法来制备多孔SiCOH薄膜。论文研究了P123/BTEE的摩尔比对多孔SiCOH薄膜的结构和性能的影响,当摩尔比P123/BTEE=0.016时,薄膜具有最优的综合性能：350℃退火所得薄膜的k值达1.82,在0.5MV/cm电场下,薄膜的漏电流密度为2×10-9A/cm2,并具有优异的力学特性,其中杨氏模量为6.27GPa,硬度为0.58GPa。在此基础上,本论文进一步研究了该薄膜的导电机理,揭示了薄膜中电流输运机制为肖特基发射。最后,利用己知制备条件,通过降低溶液反应速度和旋涂速度,本论文成功制备出了性能优异的超低k有序介孔SiCOH薄膜。②研究了紫外照射对SiCOH薄膜电学性能、吸湿特性以及孔隙结构的影响。结果表明,未经紫外照射的薄膜在吸湿实验后其k值增加约12%；在0.5MV/cm的电场下,其漏电流密度从1.87×10-9A/cm2增加到2.73×10-8A/cm2。然而,。经紫外照射的薄膜在吸湿实验后其k值增量受到明显的抑制,仅为4%,同时保持着很小的漏电流密度(在0.5MV/cm的电场下为1.7×10-9A/cm2)。这是由于紫外照射导致薄膜中CHn基团的分解,降低了薄膜中的孔隙率以及孔隙的尺寸,从而有效地抑制了水分子的扩散。③比较研究了不同前驱体,如正硅酸乙酯、1,2-二(三乙氧基硅基)甲烷(BTEM)、1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTEE)、1,2-二(三乙氧基硅基)辛烷(BTEO),对多孔SiCOH薄膜性能的影响。结果表明,由含桥链C结构的前驱体(BTEM、BTEE)所制备的薄膜的电学性能和力学性能均优于由TEOS制备的多孔薄膜；随着桥链中C含量的增加,薄膜的k值也逐渐增大。