超LSIメタライゼ-ション技術へのアルミニウム金属間化合物膜の適用に関する研究

铝金属间化合物薄膜在超大规模集成电路金属化技术中的应用研究

• 批准号: 02232202
• 负责人: 佐々木 克孝
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02232202/
• 关键词: アルミニウム金属間化合物; SiーLSIコンタクト構造; 界面反応; 拡散バリヤ; メタライゼ-ション技術

本研究は低抵抗で安定な金属間化合物に着目し、これをSiとのコンタクト材料に適用する事によって、金属ー半導体界面の熱的安定性の向上を計ろうとするものである。平成元年度は、Al_3Ta膜を用いる事によって、熱平衡界面の実現という方策が界面の安定化に有効である事を示すと共に、更に低抵抗な金属間化合物膜としてAl_<12>W膜及びAl_4Cu_9膜の作成方法を確立した。本年度は、前年の成果に基づき、Al_<12> W膜及びAl_4 Cu_9膜を夫々Siに直接コンタクトさせた場合の界面反応と、拡散バリヤを介在させた場合に生じる拡散や界面反応の挙動を解明した。その結果、Al_<12>W/Siのコンタクト構造では、250℃以上の熱処理温度でAlーWーSiの3元化合物が形成されるため、安定なコンタクト界面を実現する事は困難である事が判った。そこで、約800A^^°のW層を介在させたAl_<12>W/W/Siのコンタクト構造とした所、Al_<12>W/W界面を熱平衡状態にする事ができるので、少なくとも550℃程度までは安定なコンタクトが得られ、界面の熱力学的安定性を向上させる上で金属間化合物膜の適用が有効である事を確認した。又、本研究が対象とした材料の中で最も低抵抗な金属間化合物であるAl_4Cu_9膜をSiとのコンタクトに適用した場合には、低濃度のSiが化合物膜中へ拡散するものの、約600℃程度までは基本的に安定なコンタクト界面とみなせる事が判った。更に、TiN膜を拡散バリヤとしたAl_4Cu_9/TiN/Siコンタクト構造では、約650℃程度までコンタクト界面の安定性を向上させると共に、直接構造の時に観察されたSi拡散も抑制できる事が知られた。来年度は、これ迄の実績に基づき、コンタクト抵抗の低減も同時に達成する事を目指し、拡散バリヤのあり方を含めて更に検討を進める。

This study は で low resistance stability な intermetallic compound に mesh し, こ れ を Si と の コ ン タ ク に ト material applicable す る matter に よ っ て, metal ー semiconductor interface の thermal stability の up を meter ろ う と す る も の で あ る. Pp.47-53 yuan annual は, Al_3Ta membrane を い る matter に よ っ て, heat balance interface の be presently と い う order の が interface stabilization に have sharper で あ を る things in す と に, more に low resistance な intermetallic compound membrane と し て Al_ < 12 > W film and び を の done Al_4Cu_9 membrane method to establish し た. は this year and the year before の results に base づ き, Al_ < 12 > W film and び Al_4 Cu_9 membrane を husband 々 Si に directly コ ン タ ク ト さ せ の interface た occasions against 応 と, company バ リ ヤ を interface in さ せ た occasions に raw じ る company, scattered や interface against 応 の 挙 dynamic を interpret し た. そ の results, Al_ < 12 > W/Si の コ ン タ ク ト tectonic で は, above 250 ℃ heat の 処 temperature で Al ー W ー Si が の 3 yuan compounds formed さ れ る た め, stable な コ ン タ ク ト interface を be presently す は る things difficult で あ る matter が convicted っ た. そ こ で, about 800 a ^ ^ ° の W を dielectric layer in さ せ た Al_ < 12 > W/W/Si の コ ン タ ク ト tectonic と し た, Al_ < 12 > W/W interface を thermal equilibrium state に す る matter が で き る の で, less な く と も 550 ℃ degree ま で は settle な コ ン タ ク ト が have ら れ, interface の thermodynamic stability を upward さ せ る The で intermetallic compound film <s:1> is applicable to が and has an effect on である. Youdaoplaceholder3 confirm that <s:1> た. Again, this study が like と seaborne し た material の で も most low resistance な intermetallic compound で あ る Al_4Cu_9 membrane を Si と の コ ン タ ク ト に applicable し た occasions に は の Si が, low concentration of compound membrane in へ company, scattered す る も の の, degree of about 600 ℃ ま で は basic に settle な コ ン タ ク ト interface と み な せ る matter が convicted っ た. More に, TiN film を company, scattered バ リ ヤ と し た Al_4Cu_9 / TiN/Si コ ン タ ク ト tectonic で は, degree of about 650 ℃ ま で コ ン タ ク の ト interface stability を upward さ せ る と に, when constructing の に 観 examine さ れ た Si company, scattered も inhibit で き る matter が know ら れ た. To annual は, こ れ effect の be performance に base づ き, コ ン タ ク ト low resistance の も and に reached す る matter を refers し, company バ リ ヤ の あ り party contains を め て more に beg を 検 into め る.

项目成果

K.Sasaki et.al.: "Stoichiometry of TaーN film and its application for diffusion barrier in the Al_3Ta/TaーN/Si contact system." Jpn.J.Appl.Phys.Pt.1. 29,6. 1043-1047 (1990)

K.Sasaki 等人：“Ta-N 薄膜的化学计量及其在 Al_3Ta/Ta-N/Si 接触系统中扩散阻挡层的应用”，Jpn.J.Appl.Phys.Pt.1。 1043-1047 (1990)

A.Noya et.al.: "AES study on the Stability of the interface between depsited Cu_9Al_4 intermetallic compound film and Si" Jpn.J.Appl.Phys.Pt.2. 30,4. (1991)

A.Noya等人：“AES研究depsited Cu_9Al_4金属间化合物薄膜与Si之间界面的稳定性”Jpn.J.Appl.Phys.Pt.2。

佐々木 克孝他: "シリコンとAl_<12>W金属間化合物膜とのコンタクト構造の検討." 電子情報通信学会技術研究報告. CPM90ー51. 41-44 (1990)

Katsutaka Sasaki等人：“硅与Al_12W金属间化合物薄膜之间的接触结构的研究。”CPM90-51(1990)。

佐々木 克孝他: "同時スパッタ法によるAl_<12>W金属間化合物膜の作成とその特性評価." 電子情報通信学会論文誌. J73ーCII. 823-828 (1990)

Katsutaka Sasaki等人：“通过同时溅射法制备Al_ 12 W金属间化合物薄膜及其性能评估”，电子、信息和通信工程师学会学报J73-828(1990)。

野矢 厚他: "Al_4Cu_9薄膜の電気的特性とSi界面の安定性." 電子情報通信学会技術研究報告. CPM90ー50. 37-40 (1990)

Atsushi Noya 等人：“Al_4Cu_9 薄膜的电性能和 Si 界面的稳定性”，IEICE CPM90-50 (1990)。