| 研究概要 |
LSI配線においては,電流による原子移動(エレクトロマイグレーション)と応力による原子移動(ストレスマイグレーション)の競合条件下で欠陥(キャビティ)が生成・移動・成長し,断線に至る.この破壊機構は未解明であり,LSIの信頼性の点から問題となっている.本研究では,競合下の原子マイグレーション解析より,複雑な破壊機構を示す欠陥の特性の解明を目的としている.
本年の研究より得られた成果を以下に整理して示す.
(1)粒界拡散および体拡散の基本的なプログラムを改造して,ストレスマイグレーションによる原子移動・変形に関する解析プログラムを作成した.
(2)電流の解析プログラムと原子移動プログラムを作成・連結し,エレクトロマイグレーションによる原子移動・変形に関する解析プログラムを開発した.
(3)基本的なLSI配線のモデル化を行うとともに,簡単な条件下でマイグレーションのシミュレーションを実施し,キャビティによる破壊機構について検討した.
以上の解析には,有限要素法または境界要素法を用いた.また,解析に際しては材料定数を無次元化したが,対象材料としてはアルミニウムを中心に想定した.なお,将来の配線材料とされている銅についても一部検討課題とした.一方,多結晶による粒界ネットワークの影響が重要であることが判明し,その効果の検討課題を整理した.
(4)分子動力学による拡散解析プログラムを作成した.簡単な条件で解析を行い,プログラムの有効性を確認した.
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