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【素材】65nm以降のLSIに向けた低誘電率材料の劣化メカニズムを解明、寿命を二桁向上

1 :pureφ ★:04/12/15 11:10:33 ID:???
65nm以降のLSIに向けた低誘電率(low-k)材料の高信頼化技術を開発
材料の劣化メカニズムを解明し、寿命を二桁向上

 日立製作所ならびに日立化成工業は、このたび、次世代LSIに必須となる低誘電率(low-k)
材料を大幅に高信頼化する技術を開発しました。低誘電率材料が電気的に劣化するメカニ
ズムを初めて解明するとともに、その劣化を抑制する技術を分子レベルで適用し寿命を飛躍
的に向上させたものです。次世代LSIの大幅な高性能化と高信頼化を同時に実現する技術と
して期待されます。

 現在の情報化社会を支えるLSIは、年々集積度を上げながら発展してきました。これにとも
ないLSI内の配線もますます高密度になるため、配線間容量 の増大による信号遅延がLSIの
高性能化を妨げるようになってきました。そこで配線間の絶縁材料の誘電率 をできるだけ下
げて、配線間容量を低減することが必須となっています。しかし、材料の誘電率を低くすると
機械強度や長期信頼性が低下する問題が発生し、実用化の大きな障害になっていました。
これまでに、日立化成では高い機械強度を有する低誘電率材料を先行して開発してきました
が、今後、さらに低誘電率化を進めるには、材料の長期信頼性が鍵となります。

 今回、日立と日立化成は共同で、長期信頼性を決める劣化のメカニズムを初めて解明し、
長寿命の高信頼低誘電率材料を開発しました。開発した技術の概要は次の通りです。

(1)劣化メカニズムの解明
 低誘電率材料に電気ストレスを与えて意図的に劣化させ、化学構造を分析しました。その
結果、材料分子中に含まれる有機成分が電子のエネルギーで徐々に破壊され、水分に置き
換わるため、低誘電性が失われることを、はじめて明らかにしました。

(2)分子レベルの劣化抑制技術
 低誘電率材料に含まれる有機成分を分子レベルで制御する技術を開発しました。材料生
成プロセスにおける反応経路、温度、速度、組成、分子量を制御して、劣化抑制に効果の
高い化学構造を探索し、約10年だった寿命が約1,000年に向上する特性が得られました。

 開発した技術は日立化成のlow-k塗布材料「HSGシリーズ」として、65nm世代以降の材料
に適用していく予定です。これら材料を使うことにより、引き続き45nm世代までLSIの性能向
上を維持することが可能となります。なお本成果は、2004年12月13日から米国・サンフランシ
スコで開催の国際電子デバイス会議「2004 IEDM(International Electron Devices Meeting)」
で発表される予定です。

日立化成工業株式会社ニュースリリース 2004年12月13日
http://www.hitachi-chem.co.jp/japanese/cgi-bin/release_show.cgi?ID=62

依頼1-988でした。

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