目前,LSI布线一般采用铜(Cu)。但今后微細化将导致布线的{zd0}电流密度增加,因此22nm工艺以后铜将难以满足要求。虽然在探讨将碳纳米管作为替代材料上有所进展,但用于水平方向的布线时存在问题。
此次富士通等开发出无需催化剂形成石墨烯的技术,考虑用于水平方向的布线中。石墨烯的形成采用了日本东北大学开发的“光电子控制等离子CVD”。即利用因照射UV光而从底板中放射出来的光电子,在底板上局部产生等离子的方法。可向底板表面高效供应自由基,因此具有成膜速度快、成膜温度低的特点。
具体方法是,采用甲烷(CH4)和氩气(Ar)混合的原料气体,以光电子控制等离子CVD在SiO2膜上形成100nm的石墨烯。之后,通过LSI加工中使用的普通光刻胶材料和蚀刻方法形成图案,并检测电气特性。另外,由于目前石墨烯的结晶性较低,富士通等将其称为“网状纳米石墨”。
富士通等进行了改进,使其可比原来的光电子控制等离子CVD更有效放射光电子,结果形成的网状纳米石墨的电阻率为600μΩ·cm左右。比一般约为40μΩ·cm的石墨电阻率高出一位数以上。今后将施以提高光电子的发生效率等改进,以期进一步降低电阻率。
该研究成果的详情将在从2010年6月7日开始于美国旧金山举行的LSI布线技术国际学会“IITC(International Interconnect Technology Conference)”()上发布。另外,该项研究是作为JST/CREST项目的一部分而实施的。(记者:河合 基伸)
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