絕緣油介電常數

絕緣油介電常數（dielectric cUnstant of electrical in}ulalin）是表示絕緣油電介質在電場中N’存靜電能的相對能力二電容器中以絕緣油為介質時和在真空時的電容的比值。

介電常數越小，汕的絕緣性越好。絕緣油介電首數約為2.2,隨著溫度升高而降低，密度增加而升高二芳香鑒油的介電營數比環(huán) 烷琴油、石蠟基油高。

介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場，原外加電場（真空中）與最終介質中電場比值即為相對介電常數（relative permittivity 或 dielectric constant），又稱誘電率，與頻率相關。介電常數是相對介電常數與真空中絕對介電常數乘積。如果有高介電常數的材料放在電場中，電場強度會在電介質內有可觀的下降。理想導體的相對介電常數為無窮大。

根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常，相對介電常數大于3.6的物質為極性物質；相對介電常數在2.8~3.6范圍內的物質為弱極性物質；相對介電常數小于2.8為非極性物質。

介電常數頻譜又稱介電譜。復介電常數隨電磁場頻率而變化的現象，一般分別做出實部ε′（ω）頻譜和虛部ε"（ω）頻譜。介電常數頻譜可以給出有關極化機制和晶格振動等重要信息 。

近十年來，半導體工業(yè)界對低介電常數材料的研究日益增多，材料的種類也五花八門。然而這些低介電常數材料能夠在集成電路生產工藝中應用的速度卻遠沒有人們想象的那么快。其主要原因是許多低介電常數材料并不能滿足集成電路工藝應用的要求。圖2是不同時期半導體工業(yè)界預計低介電常數材料在集成電路工藝中應用的前景預測。

早在1997年，人們就認為在2003年，集成電路工藝中將使用的絕緣材料的介電常數（k值）將達到1.5。然而隨著時間的推移，這種樂觀的估計被不斷更新。到2003年，國際半導體技術規(guī)劃（ITRS 2003[7]）給出低介電常數材料在集成電路未來幾年的應用，其介電常數范圍已經變成2.7~3.1。

造成人們的預計與現實如此大差異的原因是，在集成電路工藝中，低介電常數材料必須滿足諸多條件，例如：足夠的機械強度（MECHANICAL strength）以支撐多層連線的架構、高楊氏系數（Young's modulus）、高擊穿電壓（breakdown voltage＞4MV/cm）、低漏電（leakage current＜10^(-9) at 1MV/cm）、高熱穩(wěn)定性（thermal stability＞450oC）、良好的粘合強度（adhesion strength）、低吸水性（low moisture uptake）、低薄膜應力（low film stress）、高平坦化能力（planarization）、低熱漲系數（coefficient of thermal expansion）以及與化學機械拋光工藝的兼容性（compatibility with CMP process）等等。能夠滿足上述特性的低介電常數材料并不容易獲得。例如，薄膜的介電常數與熱傳導系數往往就呈反比關系。因此，低介電常數材料本身的特性就直接影響到工藝集成的難易度。

在超大規(guī)模集成電路制造商中，TSMC、 Motorola、AMD以及NEC等許多公司為了開發(fā)90nm及其以下技術的研究，先后選用了應用材料公司（Applied Materials）的 Black Diamond 作為低介電常數材料。該材料采用PE-CVD技術[8] ，與現有集成電路生產工藝完全融合，并且引入BLOk薄膜作為低介電常數材料與金屬間的隔離層，很好的解決了上述提及的諸多問題，是已經用于集成電路商業(yè)化生產為數不多的低介電常數材料之一。