（独）産業技術総合研究所は12月12日、炭素の超微細な筒状物質カーボンナノチューブ（CNT）で大規模集積回路（LSI）の縦配線を作製する新技術を開発したと発表した。
CNTをいったん別の基板上で合成し、それを配線用の微細穴に転写・挿入して配線にする。高品質のCNTを別基板上で高温合成できるので低抵抗の縦配線が得られる。低消費電力化のための微細配線や3次元実装のための貫通電極への応用が期待できるという。
■従来法より抵抗が1桁以上改善
LSIの微細配線には現在銅が利用されているが、さらに微細化することによる信頼性の低下などが指摘され、銅を用いた配線微細化は限界に近づいている。CNTは銅より2桁以上高い電流密度耐性を持つとともに、バリスティック伝導（不純物や格子振動などによる散乱を受けずに電子が伝導する現象）を示すことから、微細化が進むLSIの配線材料として期待されている。
研究チームが今回開発したのは、CNTをプラグ（トランジスタの電極と金属配線をつなぐ縦配線）やビア配線（複数層からなる金属配線間をつなぐ縦配線）といったLSIの縦配線に用いる技術。
これまでは、基板に開けた配線用の微細な穴の底にCNT合成用の触媒金属を堆積させ、400℃程度の低温でCNTを合成し、それを配線としていた。しかし、低温合成のためCNTの品質は一般に悪く、配線の抵抗も大きかった。
新技術は、850℃のシリコン基板上に多数のCNTを毛髪状に成長させ、その束を基板から剥がし、縦配線用の微細な穴をあけた基板に移して穴に挿入するというもの。この方法でプラグを作ったところ、450℃でプラグ穴に直接CNTを合成して得た配線に比べ、1桁以上の抵抗の改善が認められたという。今後、CNTの品質や密度を向上させればさらなる改善が期待できるという。
産総研は多層グラフェン配線と併せて、ナノカーボン材によるLSIの微細配線技術確立を目指したいとしている。
CNT配線作製の流れ（提供：産業技術総合意研究所）
