結晶粒構造に起因する界面強度局所変動の定量評価

• 研究課題/領域番号: 25820007
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 宍戸 信之 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (00570235)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 界面強度 / 微視組織 / 塑性変形 / 局所変形 / 材料微視構造 / 結晶塑性 / ナノ・マイクロシステム

研究成果の概要

半導体デバイスのような微小な積層構造物の機械的信頼性を確保するため、微小な領域での積層界面強度を局所的に直接評価し、その強度を左右する因子の特定を試みた。半導体配線構造でよく用いられるCu/SiN界面構造において単結晶銅試料では均一な界面強度であったが多結晶銅では強度が大きくばらついたことから、銅の複雑に分布する結晶粒構造が局所強度変動の一因であることを見出した。また、強度と密接に関わる銅の塑性変形についても、その場結晶方位観察をおこなうことで、界面剥離時に結晶粒構造に応じた局所的な変形が生じていることを確認した。

研究成果

• [学会発表] 結晶粒界がもたらす銅/保護層界面の局所強度変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 越智亮太、宍戸信之、佐藤尚、小岩康三、神谷庄司、西田政弘、大宮正毅、鈴木貴志、中村友二、野久尾毅、鈴木俊明
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第64期総会・講演会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス
  • 年月日: 2015-03-13 – 2015-03-14
• [学会発表] ナノインデンターを用いた半導体配線の機械的信頼性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宍戸信之
  • 学会等名: 第１５回ナノインデンテーション研究会
  • 発表場所: 東京品川
  • 年月日: 2014-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 異なる結晶方位におけるCu/SiN界面の分離に要するエネルギーの力学的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陳傳トウ、宍戸信之、小岩康三、神谷庄司、大宮正毅、佐藤尚、西田政弘、鈴木貴志、中村友二、鈴木俊明、野久尾毅
  • 学会等名: 日本機械学会2014年度年次大会
  • 発表場所: 東京北千住
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [学会発表] Grain structure effect on the stochastic distribution of local adhesion strength at metal/dielectric layer interface in copper wiring systems (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Shishido, Chuantong Chen, Shoji Kamiya, Kozo Koiwa, Masaki Omiya, Hisashi Sato, Masahiro Nishida, Tomoji Nakamura, Toshiaki Suzuki, Takeshi Nokuo, Toshiaki Suzuki
  • 学会等名: International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films
  • 発表場所: San Diego, CA
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] The effect of plastic anisotropy on evaluation Cu/SiN interface strength with different copper crystal orientation (2014)
  • 著者名/発表者名: Chuantong Chen, Kozo Koiwa, Nobuyuki Shishido, Shoji Kamiya, Masaki Omiya, Hisashi Sato, Masahiro Nishida, Takashi Suzuki, Tomoji Nakamura, Takeshi Nokuo, Toshiaki Suzuki
  • 学会等名: Materials for Advanced Metallization 2014 (MAM2014)
  • 発表場所: Chemnitz, Germany
• [学会発表] LSI配線中のCu/SiN界面付着強度に対する銅粒界局所変形の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花井誠、宍戸信之、神谷庄司、佐藤尚、小岩康三、西田政弘、大宮正毅、鈴木貴志、中村友二、野久尾毅、鈴木俊明
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第63期総会・講演会
  • 発表場所: 大同大学、名古屋