超臨界流体を利用したULSIカーボンナノチューブ配線用ナノ触媒粒子の高密度合成

使用超临界流体高密度合成用于 ULSI 碳纳米管布线的纳米催化剂颗粒

• 批准号: 19656189
• 负责人: 霜垣 幸浩
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656189/
• 关键词: ULSI配線形成; カーボンナノチューブ配線; 超臨界流体製膜; 高密度核発生; Coナノ粒子

本研究は,次々世代以降の高集積化された極微細ULSI多層配線用材料として注目されるカーボンナノチューブ(CNT)を微細な縦孔(ビアホール)内に高密度に形成し,Cuと同等の低抵抗層間接続を実現するため,CNT形成用触媒であるCoやNiのナノ微粒子を高密度かつ選択的に金属表面に形成することを目標とし,そのための手法として超臨界流体を利用した金属薄膜形成技術を応用している。具体的には,CNTによるビア配線が,Cuによる配線と同等以下の抵抗となるよう,10^<12>本/cm^2以上の密度でCNTを形成するため,その触媒ナノ粒子も10^<12>個/cm^2という密度で形成することを目指している。今回の研究では,Coのナノ粒子合成に焦点をあて,超臨界流体を利用したCo合成の最適な原料選択,次に,その場観察手法を用いた核発生温度の探索,そして,高分解能電子顕微鏡による核発生密度の観測を行った。まず,Co合成用の原料としては,Co(tmhhd)_3,Co(tmhd)_2,CoCp_2などの原料から,超臨界二酸化炭素に溶解性の高いもの,そして,反応性の高いものをバッチ型反応器を用いて評価を行った。なお,還元剤としてはH_2を用いた。その結果,Co(tmhd)_3が溶解性も高く,反応性も高いことが確認でき,Co(tmhd)_3を用いて検討を行うこととした。次に,一定濃度での製膜実験を行うため,シリンジポンプを導入し,フロー式の実験を行い,同時に,窓付きセルから成長表面へ白色光を照射して反射光のスペクトルをその場観察した。その場観察の結果からは550nm程度の光に着目すると核発生・成長の様子がモニターしやすいことが分かり,この波長の光の強度変化をその場観察した。本手法と昇温実験を組み合わせた結果,Coのナノ粒子は,160℃程度から発生することが分かった。この核発生温度付近でさらに保持する成長実験を行い,生成したナノ粒子の核発生密度を高分解能FE-SEMにて観測したところ,数nmの粒子が6×10^<10>個/cm^2程度存在していることが確認できた。目標とする10^<12>個/cm^2にはまだ及ばないものの,通常のCVD法などに比べると,容易に高密度を実現できることが分かった。さらに,原料濃度や添加剤の有無などで核発生密度がどのように変化するかを考察し,目標に近づける予定である。

This research focuses on the development of ultra-fine ULSI multilayer wiring materials for high integration in the next generation and beyond. High density is formed inside the CNT (CNT) micro pores, and Cu is the same as the low resistance layer indirectly.を実成するため, CNT formation catalyst であるCoやNi のナノ fine particles をHigh density かつSelected に metal surface に shape The target is the target, the technique is the supercritical fluid, and the metal film forming technology is used. Specifically, CNT wiring, Cu wiring, resistance equal to or below, 10^<12>/cm^2 or more The density of CNT particles is 10^<12> pieces/cm^2, and the density of catalyst particles is 10^<12> pieces/cm^2. This time's research is focused on the synthesis of Co particles, the use of supercritical fluids, and the selection of optimal raw materials for Co synthesis. , The field observation method is used to explore the nuclear generation temperature, and the high-resolution electron micromirror is used to measure the nuclear generation density.まず, としては, the raw material for Co synthesis, Co(tmhhd)_3, Co(tmhd)_2, CoCp_2 などのraw material から, the solubility of supercritical di-acidified carbon is high, and the refractory properties are high.なお, return the original 剤としてはH_2を用いた.その results, Co(tmhd)_3がsolubility is high, reactivity is high, and reaction is confirmed, Co(tmhd)_3 is confirmed with high resistance.に, a certain concentration of film production 実験を行 うため, シリンジポンプを introduction し, フロー式 の実験を行い, At the same time, the growth surface is exposed to white light, and the reflected light is reflected in the field. The result of the field observation is the 550nm level of light and the eye of the nucleus is grown and grown.がモニターしやすいことが分かり, このwavelength light の intensity change をそのfield Observation した. The result of this method is to increase the temperature and combine the particles, and the temperature is 160°C. The nucleation temperature is close to the nucleation density and the nucleation density of the nucleation particles is maintained and the growth rate is maintained and the decomposition energy is high FE-SE Mにて観measurementしたところ, particles of several nm are present to the extent of 6×10^<10>/cm^2, and it is confirmed that the particles are present. Target とする10^<12>pcs/cm^2にはまだandばないものの, usually The CVD method is easier to use than the CVD method and can achieve high density and high density.さらに,原料濃度や添加剤の有無などで核発生密度がどのように変化するかを考察し,目標に近づける予定である。