| 研究概要 |
1.エレクトロマイグレーション(以下EM)損傷の支配パラメータを用いて多結晶配線におけるボイドの形成,成長から断線に至る過程の数値シミュレーション手法を確立した。ここでは多結晶配線の断線過程を再現するため,実験により計測されるスリット状ボイドの有効幅と平均結晶粒径に基づき,スリット形状の要素をシミュレーションのメッシュ生成の際に配置した。同要素の厚さを同パラメータの計算値に基づいて時間経過とともに変化させることにより断線過程を再現した。これにより多結晶配線における寿命および断線箇所の予測法を構築した。
2.電流・温度が二次元分布を呈する折れ曲がる多結晶配線を対象に,薄膜物性および配線形状を変化させた数値シミュレーションを行い,寿命および断線箇所の予測を行った。一方,シミュレーションと同様の配線形状,薄膜物性,使用環境で断線試験を行った。寿命および断線箇所に関する予測と実験結果を比較して両者とも良好に一致することを示し,本予測法の実験検証を行った。
3.加速試験途中の原子間力顕微鏡観察より,バンブー配線のボイドはスリット状ではなく表面からなだらかに削れるように成長することがわかった。
4.EM損傷の支配パラメータを用いてバンブー配線断線過程の数値シミュレーション手法を確立した。ここではスリット状要素を導入することなく予測対象の配線を要素分割し,各要素で計算した同パラメータ値に基づいて各要素の厚さを減少させることにより断線過程を再現した。これによりバンブー配線における寿命および断線箇所の予測法を構築した。
5.折れ曲がるバンブー配線を想定した数値シミュレーションを行い,寿命および断線箇所の予測を行った。一方で,シミュレーションと同様の配線形状,使用環境の断線試験を行った。寿命および断線箇所に関する予測と実験結果の比較を行い両者とも良好に一致することを示し,本予測法の実験検証を行った。
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