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3D及び2.5D-ICに適用可能なバリヤレス絶縁膜の低温作製

研究課題

研究課題/領域番号 15K05975
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関北見工業大学

研究代表者

武山 眞弓  北見工業大学, 工学部, 准教授 (80236512)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード3次元集積回路 / 絶縁膜 / シリコン貫通ビア配線 / 低温作製 / バリヤレス / シリコン貫通ビア / バリア絶縁膜 / SiNx膜 / 表面・界面物性 / 拡散
研究成果の概要

半導体分野では、従来のムーアの法則に則った微細化が困難になりつつあり、微細化に頼らない3次元集積回路にシフトし始めている。その実現には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(TSV)が欠かせない。
我々は、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と考え、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った。その結果、拡散バリヤ材料を介在させない状態でも、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。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Relationship between TiN films with different orientations and their barrier properties2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Sato and Mayumi B. Takeyama
    • 雑誌名

      J. Jpn. Appl. Phys

      巻: 57

    • NAID

      210000149379

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of (111)-oriented Cu layer on thin TaWN films2017

    • 著者名/発表者名
      Mayumi B. Takeyama and Masaru Sato
    • 雑誌名

      J. Jpn. Appl. Phys

      巻: 56 号: 7S2 ページ: 07KC03-07KC03

    • DOI

      10.7567/jjap.56.07kc03

    • NAID

      210000148102

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature-deposited insulating films of silicon nitride by reactive sputtering and plasma-enhanced CVD: Comparison of characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, M. B. Takeyama, Y. Nakata, Y. Kobayashi, T. Nakamura, A. Noya
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55

    • NAID

      210000146285

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Room-temperature deposition of HfNx barrier by radical-assisted surface reaction for through-silicon-via in three-dimensional LSI2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, M. B. Takeyama, A. Noya
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 号: 2S ページ: 02BC21-02BC21

    • DOI

      10.7567/jjap.55.02bc21

    • NAID

      210000146090

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-temperature-deposited insulating films of silicon nitride by reactive sputtering and plasma-enhanced CVD: Comparison of characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      Masaru Sato, Mayumi B. Takeyama, Yoshihiro Nakata, Yasushi Kobayashi, Tomoji Nakamura, and Atsushi Noya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55

    • NAID

      210000146285

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 反応性スパッタ法によるTiNx膜の低温作2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤勝、武山真弓
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 組成の違いによるTiHfN合金膜のキャラクタリゼーション2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤勝、武山真弓
    • 学会等名
      電気学会会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of TiHfN ternary alloy films as a new barrier2017

    • 著者名/発表者名
      Mayumi B. Takeyama and Masaru Sato
    • 学会等名
      2017 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relation between TiN films with different texture and its barrier properties2017

    • 著者名/発表者名
      Masaru Sato and Mayumi B. Takeyama
    • 学会等名
      Advanced Metallization Conference 2017: 27th Asian Session
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低温作製されたTiNx 膜の特性2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤勝、武山真弓
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cuプラグに適用可能なTiHfN合金膜のバリヤ特性2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤勝、青柳英二、野矢厚、武山真弓
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      金沢工業大学(石川県野々市市)
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Barrierproperties of TiHfN ternary alloy films against Cu diffusion in Cu/Si contact system2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, E. Aoyagi, and M. B. Takeyama
    • 学会等名
      Advanced Metallization Conference 2016: 26th Asian Session
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of the HfNx barrier thickness on the Cu grain orientation control2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, E. Aoyagi, and M. B. Takeyam
    • 学会等名
      2016 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 薄いHfNx膜上のCu(111)面高配向成長2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤勝、青柳英二、武山真弓
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温作製されたSiNx膜の安定性2016

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤勝
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温SiNx膜における表面ラジカル処理の効果2016

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤勝
    • 学会等名
      Cat-CVD研究会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道北見市)
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル処理によって得られた薄いHfNx膜のバリヤ特性2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤勝、武山真弓
    • 学会等名
      Cat-CVD研究会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道北見市)
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノ結晶HfNx膜上のCu膜の組織観察2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 勝、武山真弓、青柳英二、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温作製された窒化物薄膜の特性2016

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤 勝、小林靖志、中田義弘、中村友二、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラジカル処理を用いた低温TiNx膜の特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 勝、武山真弓、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル処理によるHfNx膜の室温作製2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 勝、武山真弓、野矢 厚
    • 学会等名
      電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北海道北見市
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 室温成膜したSiNx膜の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 勝、武山真弓、小林靖志、中田義弘、中村友二、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      新潟県長岡市
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカル窒化による遷移金属窒化物の有用性2015

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤 勝、青柳英二、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      新潟県長岡市
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of high performance SiNx films deposited by reactive sputtering and PECVD at low temperatures2015

    • 著者名/発表者名
      M. Sato, M. B. Takeyama, Y. Nakata, Y. Kobayashi, t. Nakamura, A. Noya
    • 学会等名
      2015 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒化物薄膜の微細構造制御とラジカルを用いた低温での成膜方法2015

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤 勝、野矢 厚
    • 学会等名
      化学工学会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラジカル反応を用いたHfNx膜の低温作製2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 勝、武山真弓、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      青森県弘前市
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 絶縁バリアとしてのSiNx膜の低温作製2015

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤 勝、小林靖志、中田義弘、中村友二、野矢 厚
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子部品・材料研究会
    • 発表場所
      青森県弘前市
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ラジカルを用いた表面窒化反応によるHfNx膜の低温作製2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 勝、武山真弓、野矢 厚
    • 学会等名
      Cat-CVD研究会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 室温堆積によるSiNx膜の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      武山真弓、佐藤 勝、小林靖志、中田義弘、中村友二、野矢 厚
    • 学会等名
      Cat-CVD研究会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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