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LSI

世界初の快挙!夢の分子“カーボンナノベルト”(カーボンナノチューブの基本構造)の合成に成功

 夢の実現にまた一歩前進

 カーボンナノチューブ(Carbon nanotube、略称CNT)というと夢の素材だ。炭素によって作られる六員環ネットワーク(グラフェンシート)が単層あるいは多層の同軸管状になった物質。細くなっても非常に丈夫で、伝導率も高いことからさまざまな分野で応用が期待されている。

 例えばコンピュータは小型化ならびに高性能化が求められ、コンピュータ内部にあるLSIの微細化が進んでいる。その微細化を進める上で大事なのが配線材料。現在使用している銅配線を多層カーボンナノチューブ配線に置き換えることで、コンピュータをはじめとするデジタル製品を支えるシステムLSIを進歩させることができる。

 また、構造によってバンド構造が変化し電気伝導率やバンドギャップなどが変わるため、シリコン以後の半導体の素材としても期待されている。半導体としてのCNTをトランジスタのチャンネルとして用いることで、高速スイッチング素子として用いられることが期待される。CNTはP型半導体的な極性を示す。


CNB

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ここがすごい!進化するLSI!短波長レーザーリソグラフィ、CNTや光配線など...LSIのできるまで

 ここがすごい!進化するLSI

 LSIとは、IC(集積回路)のうち、素子の集積度が1000個~10万個程度のもの。また、単にICの同義語。

 1970年代にそれまでの初期のICから飛躍的に集積度が高まった技術や製品を区別するために生まれた呼称だが、現在では「IC」という語と同じく単に半導体集積回路一般を指す言葉として使われている。

 時代が下り、集積度が10万を超えるものをVLSI、1000万を超えるものをULSIと呼んで区別した時代もあったが、21世紀に入ってからはこうした区別もほとんど使われなくなった。


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進化する半導体集積回路「LSI」の配線技術、金・銀・アルミから銅へ、そしてカーボンナノチューブヘ!

半導体集積回路「LSI」の配線

 LSIとは、多数のトランジスタやダイオード、抵抗、コンデンサなどの電子部品(素子)を、一つの半導体チップに組み込んだ集積回路(IC)のことである。ICとほぼ同じ意味で用いられることも多い。

 LSIは、「ムーアの法則」で表現されているように、時代とともに集積度と性能が指数関数的に向上している。1970年代には、1つの半導体チップに1000個~10万個の素子が集積されていたが、1980年代には、10万個~1000万個のレベルとなり、今日では、10億個以上の素子が集積されている集積回路も存在する。

 集積回路などの配線は、シリコン基板に作り込まれたMOSFETなどを接続するために、その上に何層にも蒸着、スパッタリング→ エッチングされる配線層と、多層の配線層を垂直に接続するビア層の、金属配線層にアルミや銅が使われている。


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