ナノサイズ溝中の過冷却液体からの凝固による単結晶量子細線生成の電顕内その場観察

点击翻译按钮获取中文摘要

現在開発が進められている256メガビットDRAM(dynamic random access memory)では、その素子寸法がサブクォーターミクロンにまで至っている。このような高集積化-微細化は、材料面では複数材料の複合化によって、またデザイン面では立体多層構造化によって達成されている。LISのAl配線が製造工程や実機試験中の加熱によって断線したり、またその内部にボイドを生じる現象はストレスマイグレーションと呼ばれており、LSIの信頼性を向上させる上で大きな問題となっている。ストレスマイグレーションの主因は配線中に結晶粒界が存在することにある。従って、ストレスマイグレーションを抑制するためには、配線を単結晶化することが有効となる。この方法に関しては、溝を形成した絶縁膜上にAlを成膜して連続的に真空熱処理することで、溝にのみ単結晶Al配線を埋め込むことができる。本研究においては、透過形電子顕微鏡(電顕)によるその場観察法を用いて、こうした単結晶細線の形成過程について調べた結果、微小断面をもつ溝の中で溶融したAlは、凝固時には大幅な過冷却状態にあり、結晶成長速度が凝固核の生成速度に比べて著しく速いために、一部で凝固核生成が起こると同時に溝全体が固化、単結晶化することが明らかになった。