| 研究課題/領域番号 |
62420031
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大見 忠弘 東北大学, 工学部, 教授 (20016463)
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| 研究分担者 |
森田 瑞穂 東北大学, 工学部, 助手 (50157905)
柴田 直 東北大学, 工学部, 助教授 (00187402)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
21,000千円 (直接経費: 21,000千円)
1988年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
1987年度: 13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
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| キーワード | 超高速LSI / LSI用配線技術 / アルミニウム配線 / 銅配線 / スパッタリング / 低エネルギイオン照射 / エピタキシャル成長 / 金属薄膜のエピタキシャル成長 / スパッタ成膜 / ショットキダイオード |
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| 研究概要 |
超高速LSIにとって最も重要な課題は、高速の信号伝播に対応できる配線技術の開発である。とくに抵抗が低く、且つ大電流動作に対しても高い信頼性を有する配線形成技術の開発が重要である。本研究では、低エネルギイオン照射を用いた新しい成膜技術の開発を行い、これを用いて純アルミニウム及び銅の高性能配線技術を確立した。
低エネルギイオン照射成膜技術は、成膜中の薄膜表面を低エネルギのイオン照射により活性化することにより薄膜の結晶構造や物性を広範囲に制御できる技術である。この技術によりCu薄膜を形成すると、完全な(100)配向あるいは(111)配向等がイオン照射のエネルギによって選択できる。さらにこれらの薄膜は、いずれもSi基板上では広義のエピタキシャル成長することが分った。さらに本プロセスで形成したCuーSiの界面は、一切の合金化のための熱処理を施すことなしに、理想的な接合特性を持っていることが明らかとなった。つまりショットキダイオードの順方向特性のη値は1.00〜1.03であり、ショットキ障壁高さは0.65ー0.70eVと高い値を安定して示している。また、従来よりCuを配線として用いる際の最大の問題といわれてきた、CuのSiO_2上への密着の悪さも、本研究により全く問題のないことが分った。Al薄膜に関してもSiO_2,(100)Si,(111)Si、のいずれの上でも完全に(111)配向した薄膜が得られ、特にSi上では広義のエピタキシャル成長が得られた。また、プロセス条件の最適化により、500℃までヒロックの全くでないAlの形成にも成功した。同時に小さなコンタクトホールへの穴埋め等も良好に行え、且つデバイスへのダメージも一切生じないこと等を明らかにした。これらの成果により、超高速LSIのための高性能メタライゼーション技術の基礎を確立することができたのである。
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