アモルファス合金バリヤを用いた積層構造のLSIメタライゼーション技術への適用

非晶合金势垒叠层结构在LSI金属化技术中的应用

• 批准号: 06750300
• 负责人: 武山 真弓
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750300/
• 关键词: 金属半導体コンタクト; 銅配線; アモルファス合金; 粒界拡散; 遷移金属; 表面パッシベーション技術

次世代配線材料として多くの期待を集めているCuの低温での拡散反応を抑制し、且つ安定なコンタクト構造を実現することを目的とし、結晶粒界を持たないために拡散耐性に優れているアモルファス合金膜を用いることを提案し、Cuと活性な遷移金属であるZrを組み合わせたCu-Zr合金系において、アモルファス相のキャラクタリゼーション及び拡散バリヤとしての適用可能性について検討した。その結果、Cu_<60>Zr_<40>の組成を持つアモルファス合金膜が最も構造安定で、その結晶化温度は約500℃であることが判った。このCu-Zrアモルファス合金膜を効果的にCuメタライゼーションに適用するために、コンタクト界面をあらかじめ化学平衡状態が実現できるように構成することで熱的安定なコンタクト構造が得られるものと考え、Cu/Cu-Zr/ZrN/Si構造を構成することとした。Zr薄膜の作製には、従来750〜900℃の高温プロセスを必要としたが、本研究では400℃程度の低温で30μΩcmの抵抗率を有するZrN薄膜の作製に成功した(電子情報通信学会論文誌,投稿中)。更に、従来問題となっていたCu層の酸化に対して、酸素と強いアフィニティーを持つZrの特性を活かし、コンタクトの最上層に薄いZr層を堆積させることでCu層の酸化を抑制できることを見いだした。このことによって、Zr/Cu/Cu-Zr/ZrN/Siコンタクト構造は、Cu-Zrアモルファス合金膜の結晶化温度以上の550℃程度まで熱的に安定なコンタクトを保持できることが明らかとなった(Journal of Applied Physics,Submitted)。このように用いたアモルファス合金膜の結晶化温度まで安定なコンタクトが得られるという事実は、国内外を問わず現在までのところ報告されていないことから、本研究はアモルファス合金バリヤを用いる際の極めて有用な指針となるものと考えられ、当初の計画は十分に達成されたものと思われる。今後は、Cu-Hf系について同様の検討を行う予定である。(科研費申請中)

The next generation of coordination materials is expected to be concentrated in copper, and the dispersion and reflection of copper at low temperatures are suppressed, and the structure of copper is stable. The crystal grain boundary is maintained, and the dispersion resistance is optimized. The alloy film is used in the preparation of copper and Zr active migration metal. A review of the feasibility of the application of the new model and the new model. As a result, the composition of Cu_<60>Zr <40>alloy film is stable and the crystallization temperature is about 500℃. The Cu-Zr alloy film is suitable for the application of Cu-Zr-Zr alloy film. The Cu-Zr-Zr alloy film is suitable for the application of Cu-Zr-Zr alloy film. The Cu-Zr-Zr alloy film is suitable for the application of Cu-Zr-Zr alloy film. In this study, ZrN thin films have been successfully fabricated at temperatures up to 400 ℃ and resistivity up to 30μΩcm (Journal of Electronic Information Communication Society, submission in progress). In addition, the problem of acidification of Cu layer is that the acidification of Cu layer is inhibited by the accumulation of Zr layer in the uppermost layer of Cu layer. The Zr/Cu/Cu-Zr/ZrN/Si alloy film has a crystallization temperature of 550℃ or higher, and the thermal stability of the alloy film is maintained (Journal of Applied Physics,Submitted). The crystallization temperature of the alloy film is stable, and the results are satisfactory. This study is aimed at achieving the goal of the original project. In the future, the Cu-Hf system will be discussed in the same way. (Research fee application pending)