「SEMICON West 2016」、imecが展望する5nm世代の配線技術（前編）：福田昭のデバイス通信（94）（1/2 ページ）

imceによる、5nm世代のロジック配線プロセスを展望した講演を、前後編の2回にわたりお届けする。前半では、配線抵抗（R）、配線容量（C）、RC積という配線のパラメータの特徴を紹介する。さらに、10nm世代、7nm世代、5nm世代と微細化が進むと、配線抵抗（R）、配線容量（C）、RC積がどのように変化していくかを解説する。

[福田昭，EE Times Japan]

回路性能に影響する配線パラメータの違い

　半導体製造装置と半導体製造用材料に関する北米最大の展示会「SEMICON West 2016」が7月12日〜14日に米国カリフォルニア州サンフランシスコのモスコーンセンター（Moscone Center）で開催された。12〜14日には「FORUM」（フォーラム）と称する併設の講演会があり、専門テーマに関する解説や展望などを数多くの研究者や技術者、経営者などが発表した。

　今回は、次世代のプロセス技術を展望するフォーラムについてご紹介したい。14日の午前には、配線技術の将来に関するフォーラム「Interconnect Solutions for Next Generation Computers」が開催された。その中で、ベルギーの研究開発機関imecによる5nm世代のロジック配線プロセスを展望した講演が参考になったので、前後編の2回で概要をご紹介したい。講演タイトルは「Interconnect Technology Challenges and Future Direction」、講演者はimecでPrinciple Member of Technical Staff and BEOL Integration Managerを務めるChristopher J. Wilson氏である。

　現在のロジック半導体は、IoT（Internet of Things）、モバイル、サーバといった用途に応じて回路技術やデバイス技術、プロセス技術を最適化するようになっている。配線技術も変わらない。配線のパラメータはいくつか存在しており、その中で抵抗（R）と容量（C）の積を重視するか、抵抗（R）を重視するか、容量（C）を重視するかは、回路によって違う。具体的には、トランジスタのスイッチング特性や負荷の大きさ、配線の長短などによって重視するパラメータが異なってくる。

　例えばRC積が回路の性能を大きく左右するのは、配線が非常に長い場合に限定される。一方で、配線がある程度の長さ（100CPP〜300CPP、CPP: Contacted Poly Pitch）の場合は、ドライバの強さがRとCのどちらに影響されやすいかを決める。ドライバが弱いときは容量Cの影響を受けやすく、ドライバが強いときは抵抗Rの影響を受けやすい。そして配線が極めて短いときは、回路の性能はトランジスタの性能によって主に決まる。

配線抵抗（R）と配線容量（C）が回路性能に与える影響。図中のCPPはContacted Poly Pitchの略。imecの講演スライドから（クリックで拡大）