1997 Fiscal Year Annual Research Report
電流と応力による原子マイグレーション競合下のLSI微細配線の破壊機構の解明
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09450049
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 助教授 (20169882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多田 直哉 京都大学, 工学研究科, 助手 (70243053)
大谷 隆一 京都大学, 工学研究科, 教授 (50025946)
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| Keywords | エレクトロマイグレーション / ストレスマイグレーション / LSI配線 / 破壊機構 / 拡散 / 数値シミュレーション / キャビティ / 信頼性 |
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| Research Abstract |
LSI配線においては,電流による原子移動(エレクトロマイグレーション)と応力による原子移動(ストレスマイグレーション)の競合条件下で欠陥(キャビティ)が生成・移動・成長し,断線に至る.この破壊機構は未解明であり,LSIの信頼性の点から問題となっている.本研究では,競合下の原子マイグレーション解析より,複雑な破壊機構を示す欠陥の特性の解明を目的としている.
本年の研究より得られた成果を以下に整理して示す.
(1)粒界拡散および体拡散の基本的なプログラムを改造して,ストレスマイグレーションによる原子移動・変形に関する解析プログラムを作成した.
(2)電流の解析プログラムと原子移動プログラムを作成・連結し,エレクトロマイグレーションによる原子移動・変形に関する解析プログラムを開発した.
(3)基本的なLSI配線のモデル化を行うとともに,簡単な条件下でマイグレーションのシミュレーションを実施し,キャビティによる破壊機構について検討した.
以上の解析には,有限要素法または境界要素法を用いた.また,解析に際しては材料定数を無次元化したが,対象材料としてはアルミニウムを中心に想定した.なお,将来の配線材料とされている銅についても一部検討課題とした.一方,多結晶による粒界ネットワークの影響が重要であることが判明し,その効果の検討課題を整理した.
(4)分子動力学による拡散解析プログラムを作成した.簡単な条件で解析を行い,プログラムの有効性を確認した.
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Research Products
(3 results)
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[Publications] Takayuki Kitamura: "Molecular Dynamics Simulation on Grain Boundary Diffusion in Aluminum under Hydrostatic Stress" JSME International Journal,Ser.A. 41・1. 10-15 (1998)
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[Publications] 北村隆行: "体拡散クリープ下の粒界キャビティ成長の数値解析" 日本機械学会論文集,A編. 64・618. 373-378 (1998)
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[Publications] Takayuki Kitamura: "Numerical Simulation on Cavity Growth under Interaction between Interface Diffusion and Lattice Diffusion in a LSI Conductor" Stress Induced Phenomena in Metallization,American Institute of Physics. 418. 341-346 (1998)
