超高速マイクロ構造伝送配線の開発とRF駆動回路の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13025218
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 益 一哉 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20157192)
• キーワード: 集積回路 / 信号伝送 / GHzクロック / 高速信号処理 / 多層配線 / 伝送線路

研究概要

微細化・高集積化されたSi集積回路は、高機能化の必然としてチップの大きさも1cmを越え、そのためデバイスそのものがたとえ高速動作しても、デバイスを接続する配線が動作速度を律速すると云う問題を抱えている。従来の信号伝送設計ならびに配線設計は「RC集中定数回路モデル」に基づいており、取り扱う信号の波長が対象とする回路の大きさ・寸法に比較して無視できなくなった時に考慮すべき「伝送線路」という概念がまったく取り入れられていない。本研究では、SiLSlチップ内、さらにはチップ間のGHz信号伝送を可能にする配線構造ならびにその低消費電力駆動回路技術を開発する。具体的には、Si集積回路内に適用可能なマイクロ構造RF伝送配線ならびにその駆動集積回路を開発する。
平成14年度は(1)マイクロ構造GHz伝送線路設計・試作・評価、ならびに(2)駆動回路を含めたマイクロ構造GHz伝送線路の設計・試作・評価を行う計画を立てた。Siチップ上の伝送線路配線を設計、試作し、その特性を評価した。実験結果とシミュレーション結果の検討を行った。その結果、表皮効果の影響を低減する配線断面構造を提案した。次年度にむけて、ペア線構造の線路について、設計、試作を行った。また、GHz信号伝送のためのCMOS差動回路を設計試作した。次年度以降その特性評価を行う予定である。
平成15年度において、当初想定したペア線構造伝送線路配線とその駆動回路を完成させる準備はできている。

研究成果

• [文献書誌] Y.Yokoyama, T.Fukushige, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "On-chip Variable Inductor Using MEMS Technology"Jpn.J.Appl.Phys.. (To be published). (2003)
• [文献書誌] M.Yamaguchi, Y.Yokoyama, S.Ikeda, T.Kuribara, K.Masu, K.Arai: "Equivalent circuit analysis of RF integrated inductors with/without ferromagnetic material"Jpn.J.Appl.Phys.. (To be published). (2003)
• [文献書誌] T.Tsushima, H.Chan, Y.Yokoyama, K.Nakamura, K.Masu: "Comparison of GHz Signal Transmission Schemes in Si ULSI --RC line vs. Transmission line-"International Semiconductor Technology Conference (ISTC 2002). Abstract No.115 (2002)
• [文献書誌] Y.Yokoyama, T.Fukushige, S.Hata, K.Masu, A.Shimokohbe: "On-chip Variable Inductor Using MEMS Technology"2002 International Conference on Solid State Devices and Materials, Nagoya. 306-307 (2002)
• [文献書誌] H.Nakashima, N.Takagi, K.Masu: "Extraction of Interconnect-Length-Distribution Parameters from CAD Data"Advanced Metallization Conference 2002 : Asian Session, Tokyo, October 2002. (Proceedings volume to be publised). (2002)
• [文献書誌] K.Masu, et al.: "Al-CVD Technology using MPA [methylpyrrolidine alane]"Advanced Metallization Conference 2002 : Asian Session, Tokyo, October 2002. (Proceedings volume to be publised). (2002)