産総研,カーボンナノチューブのインプラントによる新たな配線作製技術を開発

産業技術総合研究所 ナノエレクトロニクス研究部門 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター特定集中研究専門員の佐藤元伸氏らは,1次元ナノカーボン材料であるカーボンナノチューブ(CNT)を利用した新たな配線作製技術を開発した。

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従来のCNT配線技術では,大規模集積回路(LSI)の縦配線であるプラグ,あるいはビア配線を作製するために,基板に開けた配線用の微細な穴の底に堆積した触媒金属から,400 ℃程度の低温でCNTの束を合成して配線としていた。

しかし低温合成であるため,一般的にCNTの品質は悪く,配線の抵抗も高かった。今回研究グループは,別の基板上に合成したCNTを配線用の微細穴(直径:100~300 nm)に転写・挿入(インプラント)して,CNT配線を作製する技術を開発した。CNTの合成には配線用基板とは別の基板を用いるので高温合成が可能となり,高品質なCNTを用いた配線を作製できる。

この技術により,低温での直接合成法により作製したCNTプラグより約1桁低い抵抗のCNTプラグを実現できた。今回開発した技術は,低消費電力化のためのLSIの微細配線への応用や,3次元実装のためのシリコン貫通電極(Through Silicon Via; TSV)への応用が期待される。特に配線への応用については,CNTに加えて多層グラフェンを利用した3次元配線を開発し,LSIへの適用を目指す。

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