• 한국진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.380-385
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• 1995

AI-1%Si 박막배선에서 수명의 길이 의존성 및 EM에 대한 저항성을 절연보호막 및 온도에 대하여 관찰하였고 ICB증착된 Cu박막배선의 EM에 대한 저항성을 측정하여 진공 열증착된 Cu 박막배선과 비교하였다. 첫째, 절연보호막 처리된 AI-1%Si 박막배선에서 길이가 200$\mu$m에서 1200$\mu$m로 증가함에 따라 전류인가에 의한 평균 수명과 활성화에너지값이 감소하다가 임계길이서부터는 모두 포화되는 것으로 나타났다. 절연보호막 물질에 상관 없이 고온으로 갈수록 임계길이가 짧아지며 그것을 넘는 영역에서는 길에에 대한 의존성이 약해져 임계길이 이상을 갖는 박막배선인 경우 평균수명 및 활성화 에너지값은 길이보다 막특성에 의존하는 것으로 사료된다. 둘째, ICB 증착된 Cu 박막배선의 d.c.인가에 따른 평균 수명은 진공 열층착된 Cu 박막배선보다 길게 나왔으며 e.ectromigration에 대한 활성화 에너지값도 1.70eV로 1.33eV보다 높게 측정되어 EM에 대한 저항성이 증가한 것으로 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.327-333
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• 1995

전자소자의 축소화에 따라 박막배선에서의 electromigration은 점차 극소전자 디바이스의 주요 결함원인으로 부각되고 있다. 본 실험에서는 현재 박막 배선 재료로 가장 널리 사용되고 있는 AI-1%Si 금속박막배선의 electromigration에 대한 온도 및 배선길이의 의존성에 관하여 연구하였다. PSG($8000AA$)/SiO2(1000$\AA$)/AI-1%Si(7000$\AA$)/SiO2(5000$\AA$)/p-Si(100)의 보호막처리되지 않은 시편 등을 standard photolithography 공정을 이용하여 각각 제작하였다. 선폭 3$\mu$m, 길이 100, 400, 800, $\1600mu$m등의 AI-1%Si 배막배선구조를 사용하였다. 가속화실험을 위해 인가된 d.c.전류밀도는 4.5X106A/$ extrm{cm}^2$이었고 실온에서 $100^{\circ}C$까지의 분위기 온도에서 electromigration test를 진행하였다. 박막배선의 길에에 따른 MTF(Mean-Time-to-Failure)는 임계길이 이상에서 포화되는 경향을 보이며 이는 보호막층의 유무에 관계없이 나타난다. 선폭 $3\mu$m인 AI-1%Si 박막배선에서 임계길이는, 보호막처리된 시편은 $800\mu$m, 보호막처리되지 않은 시편은 $400\mu$m 배선길이에서 나타난다. 이러한 포화의 경향은 낮은 온도에서 더욱 명확해지는 특성을 보인다. 각 시편에서 electromigration에 대한 활성화에너지도 MTF의 특성과 유사하게 임계길이 이상에서 포화되는 특성을 보인다.

• 한국진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.65-70
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• 1994

본 논문에서는 Al-1%Si 박막금속배선에서 국부적 전류 크라우딩 효과 및 박막금속배선의 길이 에 따른 수명의 변화, 그리고 이층금속배선에서의 전계효과를 연구하였다. 전류 크라우딩 효과에 으한 박막금속 배선의 수명감소를 관찰하기 위해 넓은 도선과 좁은 도선이 반복적으로 연결되어 있는 구조의 금속배선과 톱니 형태의 금속배선을 제작하였다. 길이에 따른 박막금속배선의 수명변화를 연구하기 위 해 100, 400, 800, 1200 그리고 $1600mu$m의 길이를 갖는$ 3\mu$m 선폭의 박막금속배선을 각각 제작하였다. Al-1%Si 박막금속배선에 인가된 전류밀도는 3.5~4.5x106 A/cm2이었다. 이층금속배선에서 전계에 의한 수명의 변화를 살펴보기 위해 두 금속 배선 사이에 0, $\pm$30, $\pm$60V의 전계를 인가하고 상층 금속배선에 1.75x106 A/cm2 전류 밀도를 조사하였으며 발생한 결함 현상에 대한 분석은 광학현미경과 주사전자현미 경으로 관찰하였다. 주요 결론으로는 박막금속배선에서 전류 크라우딩 효과는 수명의 감소를 초래하며 박막금속배선의 길이가 증가함에 따라 수명은 급격하게 감소하다가 포화된다. 중첩된 이층금속배선에서 는 전계효과에 의한 금속배선의 수명감소현상이 가속된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1995년도 제9회 학술발표회 논문개요집
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• pp.48-49
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• 1995

전자소자의 축소화에 따라 electromigration은 점차 반도체 디바이스의 주요 결함 원 인으로 부각되고 있다. 본 실험은 현재 배선 재료로 널리 사용되고 있는 Al-1%Si 금속박막 배선의 electromigration에 대한 온도 및 배선길이 의존성에 관하여 연구하였다. ppLCC(pplastic Leaded Chipp Carrier) ppackage된 ppSG(8000$\AA$)/SiO2(1000$\AA$)/Al-1%Si(7000 $\AA$)/SiO2(5000$\AA$)/pp-typpe Si(100)의 보호막처리된 시편과 Al-1%Si/SiO2(5000$\AA$)/pp-typpe Si(100)의 보호막처리되지 않은 시편등을 standard pphotolithograpphy 공정을 이용하여 각각 제작하였다. 선폭 3$mu extrm{m}$, 길이 100, 400, 800, 1600$\mu\textrm{m}$의 등의 Al-1%Si 박막배선구조를 사용하 였다. 가속화실험을 위해 인가된 D.C 전류밀도는 4.5$\times$106A/cm2이었고 실온에서 10$0^{\circ}C$까지 의 분위기 온도에서 electromigration를 실행하였다. 박막배선길이에 따른 MTF(Mean Time-to-Failure)는 임계길이 이상에서 포화되는 경향을 보이며 임계길이는 Al-1%Si 박막 배선에서 분위기온도에 따라 길이 400$\mu\textrm{m}$과 800$\mu\textrm{m}$범위에서 나타났다. 각 시편에서 electromigration에 대한 활성화에너지도 MTF의 특성과 유사하게 임계길이 이상에서 포화 되는 특성을 타나내었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권1호
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• pp.57-70
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• 2006

본 논문에서는 주어진 상세배치의 배선밀집도를 예측하고, 배선밀집도가 높은 지역을 효과적으로 해결하는 새로운 알고리즘을 소개한다. 제안된 기법의 특징은 다음과 같다. 첫째, 특정지역을 관통하는 넷이 많아 그 지역의 배선밀집도가 높을 경우 관통하는 넷에 연결된 셀들을 효과적으로 찾아내어 그들의 위치를 조정함으로써 배선밀집도를 완화시킨다. 둘째, 리플이동 (ripple movement) 기법을 이용하여 셀들을 이동함으로써 배선길이를 희생시키지 않으면서 배선밀집도를 완화시킨다. 셋째, 셀의 이동에 따른 배선밀집도의 변화 및 배선길이의 변화를 효과적으로 추적할 수 있도록 증분 자료구조 (incremental data structure)를 사용하였기 때문에 실시간으로 변화되는 상황에 적합한 셀 선택이 이루어지며, 실행시간도 매우 빠른 장점이 있다. 마지막으로, 본 논문에서는 MST 넷 모델을 사용하여 배선밀집도를 예측하지만 제안한 기법은 특정 넷 모델에 상관없이 적용할 수 있다. 특히 실제 라우터로부터 배선정보를 얻을 수 있다면, 배선밀집도는 더욱 효과적으로 해결될 수 있다. 제안된 기법을 이용한 실험결과는 배선길이를 희생하지 않으면서 배선밀집도를 매우 효과적으로 개선할 수 있음을 보여준다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.853-856
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• 2005

VLSI 설계에서 셀 배치단계는 칩의 성능에 영향을 미치는 중요한 단계로서, 셀 배치문제의 주요한 목적비용으로는 배선길이, 타이밍(timing) 그리고 배선밀집도 (routing congestion)가 있다. 기존 연구에서 배선길이를 줄이기 위한 많은 기법들이 소개되었으나 배선 밀집도를 추정하고 이를 어떻게 줄일 것인가에 대한 연구는 상대적으로 많이 되어있지 않다. 본 논문에서는 셀 배치후에, 주어진 배치를 바탕으로 배선밀집도를 예측하고 배선밀집도가 높은 지역을 국부적으로 해결하는 새로운 기법을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.661-663
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• 2002

현대의 Deep-Submicron Technology(DSM)에선 배선에 관련된 문제, 예를 들어 crosstalk이나 노이즈 등이 큰 문제가 된다. 그리하여, 배선은 논리 구성요소들보다 더욱 중요한 위치를 차지하게 되었다. 우리는 이러한 배선을 고려하여 연산식을 최적화하기 위해 carry-save-adder(CSA)를 이용한 모듈 함성 알고리즘을 제시한다. 즉, 상위 단계에서 생성 된 규칙적인 배선 토폴로지를 유지하며 CSA간의 배선을 좀더 향상시키는 최적의 알고리즘을 제안한다. 우리는 우리의 이러한 방법으로 생성된 지연시간이 [1]에 가깝거나 거의 근접하는 것을 많은 testcase에서 보이며(배선을 포함하지 않은 상태에서), 그리고 그와 동시에 최종 배선의 길이가 짧고 규칙적인 구조를 갖는것을 보인다.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.31-35
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• 1999

본 연구에서는 반도체 소자에서 일렉트로마이그레이션에 기인하는 Al-1%Si 박막배선의 길이 변화에 따른 수명시간 의존도를 조사하였다. 사용된 Al-1%Si 박막배선은 표준 사진식각 공정(standard photolithography process)을 사용하여 제작된 직선형 패턴이다. 직선형 패턴은 100에서 1600 $mu extrm{m}$ 범위의 길이 변화를 갖도록 제작하였다. Ti underlayer가 없는 시편보다 Ti underlayer가 있는 시편에서 Al-1%Si 박막배선의 수명시간이 더 길게 나타났다. Ti underlayer를 갖는 시편에서 electromigration에 대한 저항성을 향상시키는 것으로 사료되어진다. Al-1%Si 박막배선의 길이에 의존하는 수명시간은 800$\mu\textrm{m}$ 이하에서 포화되는 경향을 나타내었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권10호
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• pp.67-75
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• 1998

본 논문에서는 MCM 배선의 특성 임피던스를 제어하는 마이크로스트립의 기하학적 변수에 대해 조사하였고, 50MHz 주파수와 비교하여 500 MHz 주파수에서 전송감쇠, 전송지연, 누화 등을 계산하여 배선의 실제적인 요구조건으로 MCM-L과 MCM-D 배선의 임계길이를 평가하였다. 특성 임피던스 50 을 갖는 MCM-L 과 MCM-D 배선의 실례를 통해, 마이크로스트립의 특성 임피던스를 제어하는데 가장 중요한 변수는 유전체의 두께와 배선의 폭임을 알 수 있었다. 특히, 배선밀도가 높은 MCM-D의 유전체 두께는 적어도 2 m 이내에서 제어되어야 한다. 500 MHz 주파수에서 MCM 배선의 전송감쇠는 문제가 되지 않으나 전송지연은 심각하여 배선과 부하와의 임피던스 정합이 필수적임을 알 수 있었다. MCM-D 배선은 인접배선이 오동작할 만큼 누하가 발생하지 않는데 비하여 MCM-L 배선은 심한 누하로 MCM 기판으로 사용이 불가능할 것으로 판단되었다. 마지막으로, 500 MHz의 고속 MCM 기판 설계에서는 전송선 거동에 대한 연구가 필요한 것을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제5권2호
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• pp.13-20
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• 1998

고속 디지털 MCM 응용을 위해 MCM-D 와 MCM-SLC 배선에서 CMOS 버퍼의 신호상승시간에 따른 신호전송특성을 연구하였다. 고속신호처럼 버퍼의 내부저항이 배선의 임피던스보다 작아 발생하게 되는 과도한 ringing은 MCM-D와 같이 lossy line의 전송감쇠 효과로 overshooting 이나 undershooting을 줄일 수 있지만 ringing에 의한 신호왜곡을 근 본적으로 막기위해서는 CMOS버퍼와 배선사이에 적절한 종단을 통해 임피던스 비해 크면 배선의 캐패시턴스에 의해 RC 지연이 증가한다. 그런데 MCM-D 배선은 단위길이당 캐패 시턴스도 작고 배선길이를 줄일수 있으므로 총 RC 지연은 MCM-SLC보다 작았다. 결론적 으로 MCM-D 배선이 MCM-SLC 배선에 비해 고속 디지털 MCM기판으로 적합한 것을 알 수 있었다.