2016 Fiscal Year Annual Research Report
Suppression and Utilization of Migration Phenomena Based on Control of Passivation for Metallic Thin Film and Micro Ball
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26289001
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
坂 真澄 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20158918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
燈明 泰成 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50374955)
笹川 和彦 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (50250676)
趙 旭 秋田大学, 理工学研究科, 助教 (20650790)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 金属薄膜配線 / はんだボール / 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 / 金属マイクロ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は以下の研究実績を得た。
１．アンダーフィルで拘束されたはんだボールにおけるエレクトロマイグレーション（EM）の抑制 酸化膜の場合と比較して、アンダーフィル材をはんだの保護膜とすることによるEM抑制効果を実証した。またアンダーフィル材がヒートシンクとして機能し、はんだの溶断耐性を向上させることを見出した。さらに理論的考察と数値シミュレーションにより、保護膜付き直線型サンプルの場合に比べ、はんだボールを模擬した保護膜付きたる型サンプルではEM損傷が生じる臨界の電流密度であるしきい電流密度が向上するという推測を得た。
２．ストレスマイグレーション（SM）による金属マイクロ材料創製の高度化の試み 従来のSMによるアルミニウム微細ワイヤの創製を補助する排出原子引き上げ技術を考案し試行した。
３．配線におけるEM 抑制のための指針作成 EMによる原子蓄積に起因して保護膜に生じる応力について理論モデルを構築することで、しきい電流密度と保護膜厚さの関係を説明することに成功し、効果的なEM損傷抑制に資する実績を得た。また異種金属接合角部を有する保護膜付き配線構造において、電流密度集中を引き起こす角部に着目し、原子濃度分布に対する解析解を得ることに成功した。これを踏まえ、角部におけるEM損傷抑制のための材料組合せ指針を提案した。さらにEM損傷の重要な要因である温度分布に関して、金属細線の導電率の温度依存性と、通電下において細線表面上の２点間で測定した電位差より、細線内部の温度分布を予測することにも成功した。加えて、EMによる配線内原子濃度分布の数値シミュレーションにより、保護膜厚さ、配線形状、動作温度の設計条件を考慮したしきい電流密度の評価を行った。これに基づき、設計条件のパラメータ値を数式に代入するという簡易評価法を提案した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
