차세대반도체연구회

(요약) LSI 배선의 특성이 신호지연, 소비전력 등 LSI 동작성능에 미치는 영향을 고찰하고, 45nm/32nm 세대 LSI의 성능과 신뢰성 향상을 위해 도입한 재료, 프로세스, 디바이스 기술의 혁신을 분석한다. (내용) 1. 서론 2. LSI 성능에 미치는 배선특성의 영향 3. 층간 절연막의 다공질화 4. 자기 조직화에 의한 다공질막 구조의 제어 5. 고신뢰화를 위한 혁신 6. 결론 ○ LSI 상에 있는 트랜지스터와 배선은 2.5년마다 70% 미세화되어 1개 칩 상에 탑재할 수 있는 소자 수는 크게 증가한다. 지금까지 화학기계 연마에 의한 평탄화 기술을 도입함으로써 초다층 구조를 실현할 수 있었다. 최첨단 LSI에서 수억 개의 소자 수를 접속하는 배선의 총 길이는 1Km 이상에 이른다. ○ 본고에서는 45nm/32nm 세대 ULSI(Ultra Large Scale Integration) 대응 최첨단 배선기술을 고찰하였다. 즉 45nm/32nm세대 LSI에서 자기정합 반응을 이용하여 구멍 구조가 제어된 다공질 Low-K 막을 다층배선의 층간절연막에 도입한 것을 확인하였다. 또한 45nm/32nm 세대 LSI 디바이스의 고성능화와 고신뢰성을 위해서는 재료의 물리화학을 기반으로 한 재료의 물성 제어가 필요함을 확인하였다. ○ 45nm 세대 LSI에서 배선의 유전율을 감소시키면 32nm 세대 LSI와 거의 같은 정도의 저소비 전력화를 실현할 수 있다는 연구결과도 발표되었다. 유전율이 낮은 절연막을 도입하여 실효비유전율을 감소시키면 신호지연 현상을 감소시키고 저소비 전력화를 실현할 수 있어 LSI의 동작을 향상시킨 효과가 있다는 것이다. ○ ‘반도체 미라이(MIRAI) 프로젝트’는 차세대 반도체 연구개발을 수행하는 일본의 국가 프로젝트이다. 이 프로젝트의 제1기(2001~2003년)에서는 65nm 세대용 기술, 제2기(2004~2005년)에서는 45nm 세대용 기술의 연구개발을 수행하였다. 이번 제3기(2006~2010년)에서는 초저소비전력 시스템 LSI를 실현하기 위한 핵심 요소기술 개발이 수행되고 있다. 이에 따라 45nm/32nm 세대 LSI 대응 최첨단 배선기술이 크게 발전될 것으로 기대된다. * 출처: ReSeat Program