| 研究課題/領域番号 |
20K20992
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
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| 研究分担者 |
マリアッパン ムルゲサン 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 学術研究員 (10509699)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 三次元集積 / DSA / TSV / ブロック高分子 / 超微細配線 / 誘導自己組織化 / ナノワイヤ / 染色 / ナノ配線 / 自己組織化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
次世代リソグラフィとして注目されているブロック高分子の誘導自己組織化(DSA)の概念を革新し、DSAで形成した極微細構造を「染色」によりナノ配線に変える新概念を提案する。ここで用いる「染色」とは、電子線透過性の高い高分子成分に電子線散乱性の高い金属を固定することを意味している。本研究では、DSAで誘導されたナノ規則構造を構成する一方の高分子ブロック成分に、特定の金属を選択的に吸着させる「染色」を応用した横方向ナノ配線形成原理の仮説を具現化することに挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
誘導自己組織化(DSA)によりナノ規則構造を構成する一方の高分子ブロック成分に、特定の金属酸化物や有機金属を選択的に物理吸着、化学吸着させる「染色」を応用した配線形成原理を実証した。ポリスチレンとポリメチルメタクリレート（分子量比２：１）から構成されるブロック高分子をφ3μm、深さ10μmのSi深穴に充填させ染色した。染色剤として酸化ルテニウムⅧ（０．５％水溶液）による液相拡散では制御性が低い結果となったが、四酸化ルテニウム(RuO4)による気相拡散では、シリンダ型のナノ周期構造が観察された（ピッチ約30nm）。また、ナノプローバを用いた電気的特性評価より、オーミックな特性を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
トップダウン型の微細加工が限界に近付く中で、ボトムアップ型の微細構造形成に注目が集まっている。その中で、エントロピーに逆行した散逸系であり、細胞のように外力を加えずとも無秩序から秩序構造を形成する「自己組織化」を応用した研究である。特に、従来の微細加工と表面処理で支援して望み通りのナノ構造を自己組織的に形成する「誘導自己組織化（DSA）」は、半導体の微細構造を形成する目的で研究されてきたが、従来のフォトレジストの代用としての利用しか研究されてこなかった。ここでは、最終的に半導体デバイスの中に残る配線、特にトップダウン型では加工できないナノ配線として機能する新たな方法論として価値が高い。
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