2017 Fiscal Year Annual Research Report
Low temperature deposition of barrierless insulating film applicable to 3D and 2.5 D-IC
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15K05975
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
武山 眞弓 北見工業大学, 工学部, 准教授 (80236512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 勝 北見工業大学, 工学部, 助教 (10636682)
野矢 厚 北見工業大学, 工学部, 特任教授 (60133807)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 3次元集積回路 / 絶縁膜 / バリヤレス / 低温作製 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ムーアの法則に則った微細化によるさらなる集積度の向上が量子効果などの理由により困難になりつつある現状において、さらなる集積度の向上を満足させるためには、3次元集積回路の実現が不可欠となっている。さらに、3次元集積回路は異なる基板を積層させることも可能であることから、システムオンチップ(SoC)などと比べて自由度が大きいという新たな利点もあり、今後の進展が期待されている。そのような中、チップあるいはウェハ間を最短で接続するシリコン貫通ビア配線(Through Silicon Via:TSV)が注目を集めている。
TSVは、一般的にSiのビアの側壁にまずは絶縁バリヤ、そしてCuの拡散を抑制する拡散バリヤそしてCuという構造になっている。ここで、最も用いられている絶縁バリヤ材料としてのSiNx膜は350℃程度の成膜温度が必要であり、拡散バリヤ材料として知られるTiNx膜なども350～400℃の成膜温度が一般的である。しかしながら、歩留まり良く3次元集積回路を実現するには、LSIを先に作製して、後からTSV配線にプロセスを行うビア・ラストプロセスが理想的である。ただし、絶縁バリヤと拡散バリヤの両方を200℃以下で成膜しつつ、かつその性能を劣化させないという過酷な条件をクリアしなければならない。
本研究では、その理想的なビア・ラストプロセスを実現させるために、絶縁バリヤを200℃以下で成膜し、かつ低温でも良好な特性を示す優れたバリヤとして機能することを目的に検討を行い、拡散バリヤ材料を介在させないバリヤレスの状態においても、Cuの拡散を抑制し、低温でも優れた絶縁バリヤを開発することに成功した。
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