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2013 Fiscal Year Research-status Report

3次元LSI配線に向けた金属/ポリマー導電体におけるナノ粒子の役割

Research Project

Project/Area Number 24550218
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

川喜多 仁  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (50296745)

Keywords導電機能素子
Research Abstract

研究の全体構想は次世代3 次元LSI における縦型・微細な導電配線を実現することである。申請者は光アシスト効果を用いて溶液中から新奇な金属/導電性ポリマー複合体を創出し、先行技術の10 倍以上の速さで導電配線を形成できることを見出した。課題はさらなる低抵抗化のための材料原理の確立である。研究の目的は、金属の存在状態(含有率、サイズ、形状)と導電率との関係を解明することである。学術的特色は、金属ナノ粒子を利用することで、金属/ポリマー複合体の導電性に関する新たな複合則を提案することである。期待される結果として、現状の数時間かかる導電配線の形成が数分まで短縮され、次世代3次元LSIの生産効率が大きく向上する。
当該年度では、主として金属/導電性ポリマーの導電率の算出を行った。具体的には、以下の通りに行った。
金属/導電性ポリマーについては前年度に作製した金属銀/ポリピロール(ドーパント:硝酸およびテトラフルオロホウ酸)を用いた。金属/導電性ポリマーを塗布法によりガラス等の基板上に形成した。導電率は、測定した抵抗値と形状寸法より算出した。抵抗値の測定では、4探針法および微小プローブ法を用いた。形状寸法については、基板上に形成した金属/導電性ポリマーの厚さ(高さ)がサンプルによって異なるため、顕微鏡による断面観察または表面粗さ計を用いた段差計測により金属/導電性ポリマーの厚さを決定した。
サンプルの厚さを決定するために必要な加工が断面観察よりも簡便な段差計測を導入することで、導電率の算出に要する時間を短縮することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究の目的は、金属/導電性ポリマーにおける金属の存在状態(含有率、サイズ、形状)と導電率との関係を解明することである。
この研究目的を達成するため、当該年度は主として金属/導電性ポリマーの導電率の算出を行った。
なお、簡便なサンプル加工手法を導入することで、金属/導電性ポリマーの導電率の算出に要する時間を当初の想定よりも短縮することができた。
以上より、研究の目的の達成度について、当初の計画以上に進展していると評価できる。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題の今後の推進方策について、金属の存在状態(含有率、サイズ、形状)の評価を行う。
具体的には、SEM による観察やEDS による元素分析を行う予定である。

  • Research Products

    (19 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] TSV filling methods with metal/polymer composite for 3D-LSI2014

    • Author(s)
      Barbara Horvath, Jin Kawakita and Toyohiro Chikyow
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: NA Pages: NA

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strong Adhesion of Silver/Polypyrrole Composite onto Plastic Substrates toward Flexible Electronics2013

    • Author(s)
      Jin Kawakita, Yasuo Hashimoto and Toyohiro Chikyow
    • Journal Title

      Japan. J. Appl. Phys.

      Volume: 52 Pages: 06GG12-1~4

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.06GG12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-electrochemical deposition behaviour of metal silver on polypyrrole as conducting polymer2013

    • Author(s)
      Jin Kawakita, Hiroshi Fujihira, Toyohiro Chikyow and Y. Sakamoto
    • Journal Title

      ECS Transactions

      Volume: 50 Pages: 25-33

    • DOI

      10.1149/05053.0025ecst

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 導電性ポリマー・金属複合材料の分散溶液を用いたTSVの高速充填2013

    • Author(s)
      川喜多仁,バーバラ ホルバス,知京豊裕
    • Journal Title

      JOURNAL OF THE SURFACE FINISHING SOCIETY OF JAPAN

      Volume: 64 Pages: 685-686

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] UV光を用いた銀微粒子の還元析出の加速2014

    • Author(s)
      川喜多仁,Shova Neupane,Amar Yadav,知京豊裕
    • Organizer
      電気化学会第81回大会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス,大阪府吹田市
    • Year and Date
      20140329-20140331
  • [Presentation] TSV の高速形成に向けた有機系導電インクの注入手法2014

    • Author(s)
      川喜多 仁
    • Organizer
      シリコン材料・デバイス研究会(SDM)、シリコンテクノロジー分科会
    • Place of Presentation
      機械振興会館,東京都
    • Year and Date
      20140228-20140228
    • Invited
  • [Presentation] Interface examination of conductive polymer/metal composite in through-silicon vias for 3D-LSI2014

    • Author(s)
      Barbara Horvath, Jin Kawakita and Toyohiro Chikyow
    • Organizer
      ICONN2014
    • Place of Presentation
      Adelaide Convention Centre,Adelaide,Australia
    • Year and Date
      20140202-20140206
  • [Presentation] Conducting polymer/metal composite toward advanced electronics2013

    • Author(s)
      Jin Kawakita
    • Organizer
      Russian Scientific-Technical Conference <Flexible Electronics>
    • Place of Presentation
      Saint Petersburg Electrotechnical University
    • Year and Date
      20131113-20131115
    • Invited
  • [Presentation] Organic materials for advanced electronics2013

    • Author(s)
      Jin Kawakita
    • Organizer
      16th Scientific Young School
    • Place of Presentation
      Saint Petersburg Electrotechnical University
    • Year and Date
      20131112-20131112
    • Invited
  • [Presentation] エレクトロニクスと化学2013

    • Author(s)
      川喜多 仁
    • Organizer
      スーパーサイエンスハイスクール 探究I・科学技術講演会
    • Place of Presentation
      山梨県立日川高等学校
    • Year and Date
      20131107-20131107
    • Invited
  • [Presentation] Via filling methods with Metal/Polymer Composite for 3D-LSI2013

    • Author(s)
      Barbara Horvath, Jin Kawakita and Toyohiro Chikyow
    • Organizer
      26th Microprocesses and Nanotechnology conference
    • Place of Presentation
      Royton,Sapporo,日本(Japan)
    • Year and Date
      20131104-20131107
  • [Presentation] 微細化半導体用電極としての導電性ポリマーのオーミック特性評価2013

    • Author(s)
      川喜多仁,藤川祐樹,知京豊裕
    • Organizer
      2013年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス,東京都
    • Year and Date
      20130927-20130928
  • [Presentation] フレキシブルエレクトロニクス用の導電配線に向けた導電性/金属複合材料の導電特性2013

    • Author(s)
      藤井健人,川喜多仁,知京豊裕,坂本幸弘
    • Organizer
      表面技術協会第128回講演大会
    • Place of Presentation
      福岡工業大学,福岡市
    • Year and Date
      20130924-20130925
  • [Presentation] Fast Infilling with Metal/Polymer Composite to Via Hole for 3D-LSI2013

    • Author(s)
      Barbara Horvath, Jin Kawakita and Toyohiro Chikyow
    • Organizer
      NIMS conference
    • Place of Presentation
      Tsukuba International Congress Center,Tsukuba,日本(Japan)
    • Year and Date
      20130701-20130703
  • [Presentation] フレキシブルエレクトロニクス用微細配線に向けた常温形成型導電性ポリマー/金属複合材料のプラスチック基材に対する密着2013

    • Author(s)
      Kento Fujii, Jin Kawakita, Toyohiro Chikyow and Y. Sakamoto
    • Organizer
      NIMS Conference 2013
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場,つくば市
    • Year and Date
      20130701-20130703
  • [Presentation] Applying Silver/Polypyrrole Composite on Plastic Substrates for Flexible Electronics2013

    • Author(s)
      Barbara Horvath, Jin Kawakita, Yasuo Hashimoto and Toyohiro Chikyow
    • Organizer
      INC 9 Conference
    • Place of Presentation
      SpreePalais,Berlin,Germany
    • Year and Date
      20130512-20130517
  • [Remarks] NIMS研究者総覧

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/KAWAKITA_Jin-j.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 導電性ポリマー-金属複合体薄膜塗付用分散液、その製造方法及びその塗布方法、 導電性ポリマー-金属複合体と基材との付着体及びその形成方法、並びに穴を導電性材料で充填する方法2013

    • Inventor(s)
      川喜多仁/知京豊裕/橋本康男/バーバラホルバス
    • Industrial Property Rights Holder
      川喜多仁/知京豊裕/橋本康男/バーバラホルバス
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-100815
    • Filing Date
      2013-05-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 導電性ポリマー-金属複合体薄膜塗付用分散液、その製造方法及びその塗布方法、 導電性ポリマー-金属複合体と基材との付着体及びその形成方法、並びに穴を導電性材料で充填する方法2013

    • Inventor(s)
      川喜多仁/知京豊裕/橋本康男/バーバラホルバス
    • Industrial Property Rights Holder
      川喜多仁/知京豊裕/橋本康男/バーバラホルバス
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2013/078486
    • Filing Date
      2013-10-21
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-05-28  

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