高容量密度・低リーク電流粗面トレンチ型キャパシタと革新的3次元集積デバイスの創出

创建高电容密度、低漏电流粗糙表面沟槽电容器和创新的 3D 集成器件

• 批准号: 22KJ0283
• 负责人: 齊藤 宏河
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0283/
• 关键词: 電子デバイス; 集積回路; キャパシタ; 粗面トレンチ; 評価技術; アレイ回路; リーク電流; 3次元集積

革新的な3次元集積半導体デバイスの創出に向け、高容量密度と低リーク電流などの高信頼性を両立する粗面トレンチ型キャパシタ技術の開発と応用、2次元アレイ状に配置された被測定素子の電気的特性を高速かつ高精度に計測可能なアレイ回路技術を用いた、評価技術の確立に関する研究に取り組んでいる。本年度は、3次元集積技術を用いることで半導体デバイスの電気的特性を統計的に評価可能な、新規アレイ回路技術の開発に取り組んだ。アレイ回路は被測定素子が形成された2次元アレイ状の単位セルと読み出し回路で構成されるシリコンダイであり、被測定素子から生じる電圧信号を順次読み出すことで、高速・高精度な計測を実現する。従来の数十nAのオーダーで電流特性を計測する電流計測アレイ回路技術を発展させることで、1つのアレイ回路で複数の特性を計測可能な回路構成を有する新規アレイ回路の設計を行った。この新規アレイ回路では、マイクロバンプなどの3次元集積技術によって、数μm間隔でアレイ回路の単位セルと任意の被測定デバイスを接続し、回路を構築することも可能であり、より汎用的な評価技術となっている。本年度設計した新規アレイ回路は、並列して開発を進めている高容量密度・低リーク電流粗面トレンチ型キャパシタを始めとする、様々な半導体デバイスにも応用可能である。従来の半導体デバイスの評価技術に比べ、これまでにない大規模な特性評価を実現する3次元集積デバイスとなる見込みである。

开发和应用粗糙表面沟槽电容器技术，实现高电容密度和低漏电流等高可靠性，并将被测器件排列成二维阵列，以创建创新的三维集成半导体器件。采用阵列电路技术的评估技术，可以高速、高精度地测量电气设备的电气特性。今年，我们致力于开发一种新的阵列电路技术，可以利用三维集成技术统计评估半导体器件的电气特性。阵列电路是由形成被测器件的二维晶胞阵列和读出电路组成的硅芯片，通过依次读出被测器件产生的电压信号，实现高速、高精度的测量。被测设备。通过开发测量数十nA量级电流特性的传统电流测量阵列电路技术，我们设计了一种新的阵列电路，其电路配置可以用一个阵列电路测量多种特性。利用这种新型阵列电路，还可以使用微凸块等三维集成技术，以几微米的间隔连接阵列电路的单位单元和任何被测器件来构建电路，从而实现更通用的评估它已经成为一种技术。今年设计的新型阵列电路可应用于多种半导体器件，包括正在并行开发的高容量密度、低漏电流的粗糙表面沟槽电容器。与传统的半导体器件评估技术相比，这种三维集成器件有望实现前所未有的大规模特性评估。

项目成果

インピーダンス計測プラットフォーム技術を用いたSiN膜中トラップ特性の統計的計測

利用阻抗测量平台技术统计测量SiN薄膜中的陷阱特性

• 发表时间: 2023
• 作者: 齊藤宏河; 鈴木達彦; 光田薫未; 間脇武蔵; 諏訪智之; 寺本章伸; 須川成利; 黒田理人
• 通讯作者: 黒田理人