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2012 年度 研究成果報告書

電気化学プロセスによる窒化カーボンの液相合成とLow-k層間絶縁膜への応用

研究課題

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研究課題/領域番号 22560303
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関東海大学

研究代表者

清田 英夫  東海大学, 産業工学部, 教授 (80269109)

連携研究者 蒲生 美香  東洋大学, 理工学部, 教授 (00323270)
安藤 寿浩  独立行政法人物質材料研究機構, ナノ物資ラボ, グループリーダー (80343846)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード窒化カーボン / 液相合成 / 層間絶縁膜 / low-k / 大面積化
研究概要

アクリロニトリル(CH2CHCN)中でSi基板に直流電圧を印加して窒化カーボン(CNx)膜の液相合成を行った。合成装置や反応条件を改良することでCNx膜の低誘電率(low-k)化および大面積化を試み、CとNを主成分とするCNx膜を直径100 mmのSiウェハ全面に均一に堆積することに成功した。100 mmウェハ上にCNxを堆積するのに必要な電力は16 Wで、これは400 mm ウェハでは250 Wに相当し、気相合成等と比較して非常に低い消費電力で大面積基板上に成膜可能であることがわかった。さらに、バイアス電圧や膜厚を最適化することで、CNx膜の比誘電率kを2.4まで低減することができた。これらの結果から、液相合成したCNx膜がULSIに不可欠なlow-k層間絶縁材料として有望な物質であることが明らかになった。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Composition, Bonding state, and Electrical Properties of Carbon Nitride Films Formed by Electrochemical Deposition Technique2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kiyota, M.Higashi, T.Kurosu,and M.Chiba
    • 雑誌名

      MRS Symposium Proceeding

      巻: 1282 ページ: a05-33

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid Phase Deposition of Carbon Nitride Films for Application as Low-k Insulating Materials2011

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota, T.Kurosu and M.Chiba
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50 ページ: 061502

    • 査読あり
  • [学会発表] Correlation of Film Density and Dielectric Constant of Liquid Phase Synthesized Carbon Nitride2012

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota, T.Kurosu, and M.Chiba
    • 学会等名
      MRS 2012 Fall meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2012-11-28
  • [学会発表] Low-voltage Electrochemical Synthesis of Low-k Carbon Nitride Films on Large-scale Substrates2012

    • 著者名/発表者名
      H.Kiyota, M.Higashi, M.Chiba, and M. Gamo
    • 学会等名
      MRS 2012 Fall meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2012-11-26
  • [学会発表] Al 基板に窒化炭素膜を液相合成する際の電圧印加極性の影響2012

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、愛媛
    • 年月日
      2012-09-13
  • [学会発表] Si 基板に窒化炭素膜を液相合成する際の電圧印加極性の影響2012

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学、愛媛
    • 年月日
      2012-09-13
  • [学会発表] SiおよびAl上に液相合成法を用いて堆積させた窒化炭素膜の組成評価2012

    • 著者名/発表者名
      東幹晃、清田英夫、黒須楯生、千葉雅史
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学,東京
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 液相成長技術を用いた窒化炭素膜の大面積堆積2011

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第31回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 年月日
      2011-12-15
  • [学会発表] Electrical Properties of Carbon Nitride Films Deposited in Acrylonitrile Using Liquid Phase Deposition Technique2011

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota, T.Kurosu, and M.Chiba
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Surface Science
    • 発表場所
      Tower Hall Funabori, Tokyo
    • 年月日
      2011-12-12
  • [学会発表] Scalability for Liquid-Phase Synthesis to Deposit Low-k Carbon Nitride Films on Large-Scale Substrates2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kiyota, M.Higashi, and M.Chiba
    • 学会等名
      MRS 2011 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] Large Area Deposition of Carbon Nitride Films by Newly Liquid Phase Technique2011

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota, T.Kurosu, and M.Chiba
    • 学会等名
      MRS 2011 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] アクリロニトリル中で金属基板上に堆積した窒化炭素膜の組成評価2011

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期講演大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター,宜野湾市
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] 液相中で堆積した窒化炭素膜の電気的特性の評価 [III]2011

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学,山形
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] 液相堆積法を用いた窒化炭素膜の大面積成膜2011

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学,山形
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] 金属基板上への窒化炭素膜の液相堆積 [II]2011

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学,山形
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] Fabrication of Low-k Carbon Nitride Films by Liquid Phase Deposition2011

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota, T.Kurosu, M.Chiba
    • 学会等名
      International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2011
    • 発表場所
      Kunibiki Messe , Shimane, Japan
    • 年月日
      2011-05-19
  • [学会発表] Liquid-Phese Deposition of Low-k Carbon Nitridse Films2011

    • 著者名/発表者名
      H.Kiyota, M.Higashi, T.Kurosu, M.Chiba
    • 学会等名
      International Conference on Metallurgical Coating and Thins Films2011
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2011-05-05
  • [学会発表] 液相中で堆積した窒化炭素膜の電気的特性の評価 [II]2011

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大,厚木
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] Composition, Bonding state, and Electrical Properties of Carbon Nitride Films Formed by Electrochemical Deposition Technique"2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kiyota, M.Higashi, T.Kurosu, and M.Chiba
    • 学会等名
      MRS 2010 Fall meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2010-11-29
  • [学会発表] 液相堆積した窒化炭素膜の結合状態および電気的特性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      東幹晃, 清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学,大阪
    • 年月日
      2010-11-04
  • [学会発表] 金属基板上への窒化炭素膜の液相堆積[I]2010

    • 著者名/発表者名
      東幹晃,清田英夫,黒須楯生,千葉雅史
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学,長崎
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] Composition and Electrical Properties of Liquid-Phase Deposited Carbon Nitride Films2010

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota,T.Kurosu, M. Chiba
    • 学会等名
      International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies
    • 発表場所
      Toyama Univ,Toyama
    • 年月日
      2010-06-24
  • [学会発表] Electrical Properties of Liquid-Phase Deposited Carbon Nitride Films2010

    • 著者名/発表者名
      M.Higashi, H.Kiyota, and T.Kurosu
    • 学会等名
      International Conference on Metallurgical Coating and Thins Films 2010
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-04-29

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公開日: 2014-08-29  

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