貴金属超微粒子による回路基板とその金属配線形成方法

氏名高萩 隆行 | たかはぎ たかゆき 現在 広島大学に在籍していません
所属先端物質科学研究科 量子物質科学専攻 量子物質科学講座
職階教授
キーワード回路基板 ナノ粒子 金ナノ粒子 配線形成
関連分野

概要

研究内容
水または有機溶剤等の液体に粒径100nm以下の金等の貴金属超微粒子を分散したコロイド溶液を,配線となるべき部分に前もってμmからサブμmの微細な溝または穴を開けた電子回路基板上に塗布する。コロイド溶液はキャピラリー効果(毛細管現象)で溝または穴中に自動的に吸引される。その後,コロイド溶液を乾燥させて金属超微粒子を溝または穴中に凝縮させる。次に50℃以上400℃以下で加熱して焼結することにより,溝または穴中の金属超微粒子相互を融着させて電気的に一体に結合する。これにより,金属配線は,基板の溝または穴中に埋め込んだ形で形成される。
 従来の配線形成方法は金属蒸着,スパッターデポジション,CVD法等の乾式的な方法が主流で,最近では電解メッキや無電解メッキ法等の湿式法も用いられているが,乾式法は製造設備のコストが高く,しかも,乾式・湿式法共に深さに比べて開口部が小さな溝や穴部分の配線金属の埋め込みでは,配線内に気泡が入ったり,開口部が配線金属で覆われてしまい内部が埋め込まれないままに残る等の不安定性を持っている。この不安定性は,超LSIなど高集積度化による配線の微細化においては重要な課題になっている。
 本研究は従来法の課題を一挙に解決するもので,配線腐食もなく,粒径8nmの金水コロイド溶液を用いて,アスペクト比3(深さ2.1μm,幅 0.7μm)の穴への配線形成を達成している。