NE用語
Cu配線
カッパーハイセン
2005/10/03 15:00
Cuは，従来のAlに代わる配線材料。Cuの抵抗率（1.67×10−6Ω・cm）は，Alの抵抗率（2.66×10−6Ω・cm）の60％程度と低いため，配線遅延を減らす手段の1つとしてCu配線が注目されている。抵抗率がAl配線に比べて低いため配線遅延時間が減り，LSIの動作周波数を高速にできる。
微細化の進展とともに，配線を通る信号の遅延が高速化に対して大きな問題になっている。配線遅延は，配線の抵抗と配線間の容量の積に比例する。つまり，抵抗と容量が小さくなれば配線遅延は短くなる。配線の抵抗を下げるのに使うのがCuであり，配線間の容量を下げるのが低誘電率層間絶縁膜（low-k材料）である。1997年に米IBM Corp.がCu配線の実用化を表明したことで一気にブームとなり，半導体メーカー各社が次々と採用へ動き出した。
Cu原子は拡散しやすいため，SixNyなどの拡散防止膜とともに用いられる。SixNyは比誘電率が高く，配線層全体の比誘電率を下げるためにはCu配線とlow-k材料を組み合わせる必要がある。SixNyよりも比誘電率の低い拡散防止膜の開発も進んでいる。
Cu配線は，配線抵抗を下げる効果とともに信頼性を高める効果もある。配線に電流が流れるときに電子の衝突によって金属原子が移動するエレクトロマイグレーションに対する耐性を高め，断線を防ぐことができる。
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