| 研究課題/領域番号 |
25289258
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
大貫 仁 茨城大学, 工学部, 特任教授 (70315612)
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| 研究分担者 |
稲見 隆 茨城大学, 工学部, 准教授 (20091853)
近藤 和夫 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50250478)
永野 隆敏 茨城大学, 工学部, 講師 (70343621)
篠嶋 妥 茨城大学, 工学部, 教授 (80187137)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | Cuめっき / ３次元実装 / Cu-TSV / 抵抗率 / 低歪 |
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| 研究実績の概要 |
・Cu-TSVの微細化に伴い、溝のアスペクト比（溝深さ/溝幅）が増大する。このため、Cuめっき時に添加剤などを多量に導入してTSVを作製しているので抵抗率がかなり増大する可能性がある。そこで測定用TEGを作製し、アスペクト比８のCu-TSVの抵抗率を測定し約６μΩ・cmの値を得た。この値はCuの抵抗率２μΩ・cmに比べ３倍高い。今後、TEG構造の最適化を図り、抵抗率のめっき速度、アスペクト比依存性を明確にしていく。
・Cu-TSVの加熱による突き出し(Pop-Up)もシステムLSIの信頼性を劣化させる。そこで、Cu-TSVをSEM中に設置し、温度を室温から500℃まで変化させてPop-Upをその場観察した結果、Pop-Upの高さは加熱温度が高くなるにつれて増大し、1μm以上になった。また、高さは冷却により減少するが、室温においても500℃におけるPop-Upの高さは一部保持されることが分かった。今後、Pop-Up高さの加熱冷却による定量値をアスペクト比の関数として明確にする。
・Cu-TSVの加熱冷却に伴う、Pop-Up高さの変化のシミュレーションを行い、実測値に近い値を再現できた。さらに、Cu-TSVの周囲のSi基板に与える応力歪のシミュレーションも行い、歪も加熱温度とともに増大し、信頼性を損ねる可能性があることを示唆する結果を得た。今後、Siの低歪化の検討のための指導原理(バリアメタルの材質・厚さ)をシミュレーションで得て、実験で確認して行く。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
抵抗率を測定できるTEGの製作が可能になり、実際に抵抗率を測定できたこと。また、Cu-TSVの信頼性を左右する加熱による突き出し(Pop-Up)をその場観察できる技術を確立し、観察して加熱による高さと冷却後の高さには違いがあることを明らかにしたこと。さらに、Cu-TSVの加熱・冷却に伴う変形挙動および周囲のSi基板に与える応力歪のシミュレーションが可能になり、これを用いてSiの低歪化およびCuの低変形化の指導原理を得て当初の目的を達成できる見通しが得られつつあること。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．Cu-TSV形成めっき条件と抵抗率との関係
２．Cu-TSVの加熱・冷却に伴う変形挙動（Pop-Up高さ・粒径等）のアスペクト比およびめっ き条件の影響
３．シミュレーションによるCu-TSVの変形挙動およびSiに与える応力歪のバリアメタルの材質・構造依存性
４．Cu-TSVの低抵抗率化およびSiの低歪化の明確化
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| 次年度使用額が生じた理由 |
H26年度は物品が予定より安価に購入できたりして計上した予算を全部使用しなくとも研究が進捗したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
H27年度に抵抗率の測定、Cu-TSVの変形共同およびSiに与える応力歪の解析等に使用する。
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