• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

極微細ハイブリッド多層配線の高信頼化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 13025233
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

新宮原 正三  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (10231367)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂上 弘之  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助手 (50221263)
高萩 隆行  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (40271069)
Project Period (FY) 2001 – 2003
Project Status Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help
¥42,100,000 (Direct Cost: ¥42,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥14,000,000 (Direct Cost: ¥14,000,000)
Fiscal Year 2002: ¥14,000,000 (Direct Cost: ¥14,000,000)
Fiscal Year 2001: ¥14,100,000 (Direct Cost: ¥14,100,000)
Keywords銅配線 / LSI / エレクトロマイグレーション / 信頼性 / パルス電流 / 直流パルス電流 / Cu配線 / Al配線 / ジュール発熱 / サーモマイグレーション / 多層配線 / 走査サーマルプローブ顕微鏡 / 赤外線CCDカメラ
Research Abstract

多層銅配線のビアチェーン構造にて、直流及び交流パルスエレクトロマイグレーション寿命評価を行った。直流パルスEM評価においては、周波数領域10-20MHzに相当する高周波にて、パルスオンタイムを50nsec一定として、パルスオフタイムを25,50,100nsecと変えた評価を行った。その結果、パルスオフタイムを増加すると共に、配線の平均EM寿命が著しく増加することを見出した。原子空孔の一次元ドリフト拡散方程式に基づく解析により、これは電流オフ時に原子空孔の濃度勾配に起因するバックフローにより回復過程が数十ナノ秒という短い時間でも存在するためであることが明らかとなった。
また、交流パルスEM評価においては、電流平均値がゼロであっても、配線不良が起こることが明らかとなった。一次元ドリフト拡散方程式に基づく解析では、配線寿命は無限大となることが予測されるので、その原因はエレクトロマイグレーションのみではないことが結論される。
不良箇所の分布及び不良モードは、やはり直流パルス条件とは異なっていることが判明した。それより、交流パルス試験で不良要因は、配線内部に生じた温度勾配に起因するサーモマイグレーションがその主要な原因であることが推測された。

Report

(3 results)
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All Other

All Publications (15 results)

  • [Publications] K.Oshima, et al.: "Off-time Dependence of Pulsed DC Electromigration MTF of Cu Multilevel Interconnection"Int.Conf.On Solid State Devices and Materials 2003. 260-261 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shingubara, et al.: "Bottom-up fill of Cu in deep submicron holes by electroless plating"Electrochem.Solid-State Lettters. (accepted). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Z.Wang, S.Shingubara: "Electroless plating of Cu using ICB deposited Pd catalysis layer"Jpn.J.Appl.Phys.Express Letter. 42. L1223-L1225 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakaue, et al.: "Low Dielectric Constant Porous Diamond Films Formed by Diamond Nano-Particles"Appl.Phys.Lett.. 83. 2226-2228 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] S.Miyazaki, S.Shingubara: "Off-time Dependence of Electromigration MTF in Pulsed DC Stressing Tests"Mat.Res.Soc.Conf.Proc. ULSI-18. 279-284 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Zenglin Wang, et al.: "Influence of Surface Oxide of Sputtered TaN on Displacement Plating of"J.Appl.Phys.. 42. 1843-1846 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] S.Miyazaki, S.Shingubara, H.Sakaue, T.Takahagi: "Off-time Dependence of Electromigration MTF in Pulsed DC Stressing Tests"Proc. of Advanced Metallization Conference 2002. (To be published). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Z.Wang, H.Sakaue, S.Shingubara, T.Takahagi: "Electroless Plating of Cu Initiated by Displacement Reaction on Metal-Nitride Diffusion Barriers"Electrochem. Solid-State Lettters. 6. C38-C41 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shingubara, Z.Wang, T.Ida, H.Sakaue, T.Talahagi: "Direct Electroless Plating of Copper on Barrier Metals"Proc. of the 2002 Internaional Interconnect Conference. 176-178 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shingubara, S.Miyazaki, H.Sakaue, T.Takahagi: "Evaluation of Temperature Rise Due to Joule Heating and Preliminary Investigation of I'ts Effect on Electromigration Reliability"American Institute of Physics Conf Proc. 612. 94-104 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] H.Sakaue, N.Yoshimura, S.Shingubara, T.Takahagi: "Improved Mechanical Strength of Porous Diamond Film by HCDS treatment"Mat. Res. Soc. Conf. Proc.. ULSI-XVII. (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 新宮原 正三: "多層配線技術の最新動向 -銅配線/低誘電率膜-"EDリサーチ社. 54 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] S.Miyazaki, H.Sakaue, S.Shingubara, T.Takahagi: "Investigation of interconnect temperature rise due to Joule heating and its effect on electromigration reliability"Extended Abstracts of the 2001 Intern.Con.on Solid State Devices and Materials. 412-413 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shingubara, S.Miyazaki, H.Sakaue, T.Takahagi: "Evaluation of temperature rise due to Joule heating and preliminally investigation of its effect on electromigration reliability"American Institute of Physics Symp.Proc.. (To be published). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Shingubara, T.Ida, H.Sawa, H.Sakaue, T.Takahagi: "Effect of Pd Catalyst Adsorption on Cu Filling Characteristics in Electroless Plating"Mat.Res.Soc Conf.Proc.. ULSI-14. 229-234 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

URL: 

Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi