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ホーム > ニュース > プレスリリース > スーパーコネクト技術を応用してLSIの高速化を実現

スーパーコネクト技術を応用してLSIの高速化を実現

2009年6月2日
日本電気株式会社
NECエレクトロニクス株式会社

NECとNECエレクトロニクスはこのたび、LSIとパッケージの配線をつなぐ低抵抗かつ低寄生容量(注1)の多層配線技術(スーパーコネクト、注2)を応用して、LSIの高速化を実現する技術を開発しました。

このたび開発した技術および実証した成果は、以下の通りです。

1.寄生容量の低減と信号の特性向上で高速化を実現

現状のLSI設計において、積層する配線の内、唯一サイズが異なる最上層のパッド(注3)を、スーパーコネクト技術で積層した樹脂の上に形成。さらにLSI側の配線形状を工夫することにより、LSI多層配線とパッド間の絶縁距離を広げ、高速信号伝送の妨げになるパッドの寄生容量を、従来技術の約1/13に低減。
また、従来技術では困難であった高速信号の波形の立ち上がり/立ち下がり特性も、スーパーコネクトにより改善できることを確認し、40Gbpsの高速信号回路を用いてその効果を実証しました。

2.従来プロセスによるスーパーコネクトを実現

絶縁樹脂を用いたプロセス最適化により、本スーパーコネクトのプロセスを、全てウエハ上で実施可能。従来のLSIの前工程との親和性が高く、またダイシング(ウエハの切断、チップ化)等の後工程プロセスも、従来通り実施可能。

3.数µm以上の厚い絶縁樹脂を積層

寄生容量低減のため、スーパーコネクトで用いられる絶縁樹脂を2層積層して13µmとし、基本的な信頼性を確認。下層に感光性樹脂、上層に非感光性樹脂という特性の異なる2種類の材料を用いることで、数µmを越える厚い絶縁樹脂の積層においても、密着性やウエハ反り等の大きな課題を克服。また、配線において、LSI側への微細な接続とパッケージ側への信頼性の高い接続の両立に成功。従来、樹脂を単に積層した場合、高温高湿バイアス試験において絶縁性が目標値以下となるのに対し、本積層樹脂の組み合わせでは目標値である1,000時間の正常動作をクリアし、長期信頼性を確認。

LSIの微細化の進展に伴い、LSI配線とパッケージ基板配線の設計ルールのミスマッチがますます増加し、その結果として、LSIの機能制限やコスト増加など様々な課題が顕在化してきています。これらの課題を解決するため、スーパーコネクト技術によるLSI前工程とパッケージ後工程の融合により、新たなブレイクスルーを実現する必要があります。
NECとNECエレクトロニクスは、本スーパーコネクト分野において、これまでに「ウエハ上厚めっきCu多層配線によるLSIの電源特性の向上」(注4)や、「高速LSI向け多ピンFCBGAパッケージの開発」(注5)を行いました。このたび、これらの基本技術を用いて、高速化に寄与する成果につなげました。

このたびの開発は、スーパーコネクト技術を応用し、LSI側も配線形状を工夫することで、さらなる付加価値の実現へ見通しが得られたもので、両社がLSIとパッケージ技術の融合に向けて研究開発を進めてきたことによるものです。今後は、本技術を用いたシステムLSIのさらなる性能向上を目指して、研究開発を進める予定です。

なお、両社は今回の成果を、北海道・札幌市で開催される「2009 IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC2009)」で、6月2日に発表します。

以上

注1

層間絶縁膜を挟んだ隣接配線を対向電極とした擬似的コンデンサーの蓄積容量。配線寄生容量が大きいと、信号伝搬する際配線に余分な電気の充放電が生じ、信号伝搬を遅くしたり、消費電力が増大する。

注2

スーパーコネクト:2000年に東大と日経マイクロデバイスにより提唱された配線技術で、LSI(前工程)とパッケージ(後工程)の中間領域に相当する線幅と厚さを有し、LSIの微細化に伴う課題解決の有力な候補と考えられている。

注3

LSIチップ(パッケージ)周辺部に設けられた金属電極。LSI内部の配線や回路と接続し、電源電圧の供給や外部信号のやりとりに利用。

注4

2003 IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC2003)にて発表。

注5

2007 IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC2007)にて発表。

本件に関するお客様からの問い合わせ先

NEC 知的資産R&D企画本部 広報グループ
URL: 新しいウィンドウを開きます。http://www.nec.co.jp/contact/

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