ネットワーク経路マイグレーションによるLSI配線破壊機構解析法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 北村 隆行 京都大学, 大学院・工学研究所, 教授 (20169882)
• Keywords: マイグレーション / LSI配線 / 多結晶配線 / 破壊機構 / 電流 / 応力 / 粒界 / ネットワーク

Research Abstract

次世代LS1開発において,電流や応力によって原子が輸送されるマイグレーション破壊防止がその信頼性確保の点から重要な問題であることが指摘されている.LS1配線におけるマイグレーションでは,原子は高速拡散路と呼ばれる配線内粒界や絶縁層との界面に沿って輸送される.したがって,その破壊機構は,粒界・界面ネットワークに強く依存する.本研究では,この機構について数値シュミレーションに基づいて解析することを目的としている.本年度の研究により得られた成果は以下のようにまとめられる.
(1)エレクトロマイグレーションによる多結晶配線の原子輸送解析プログラムを作成し,欠陥周辺の原子流を解析した.
(2)エレクトロマイグレーションとストレスマイグレーション競合下の多結晶配線の原子輸送解析を行うため、汎関数の導出とそれに基づく数値解析法について検討した.とくに,1粒界(界面)1要素モデルに適用し,競合マイグレーションの場合に有効であることを確認した.
(3)無欠陥の多結晶配線のマイグレーション解析より,高密度電流に誘起される応力の分布を求めた界面と粒界の会合部に大きな応力が発生することが判明した.
(4)欠陥(キャビティ)を導入した多結晶配線について解析を行った.良好なシミュレーションが可能であり,競合マイグレーション下におけるキャビティの成長速度を算出することができた.
(5)大規模計算に対応するため,並列計算のシステム構築した.現在,その効率等について検討中である.

Research Products

• [Publications] Takayuki Kitamura: "Effect of Grain Boundary/Interface Network on Cavity Growth under Interacted Migration Induced by Stress and Electric Current"Stress Induced Phenomena in Metallization. 168-173 (1999)
• [Publications] 澁谷忠弘,北村隆行 ほか: "LSI配線の電流と応力の相互作用下における原子マイグレーションによるキャビティ成長"日本機械学会講演論文集. 99-1. 23-24 (1999)
• [Publications] 川村太,北村隆行 ほか: "LSI配線の電流と応力の相互作用下における原子マイグレーション破壊に及ぼす粒界ネットワークの影響"日本機械学会講演論文集. 99-16. 91-92 (1999)