銅単結晶配線技術の実現による次世代ULSIの高性能化に関する研究

通过实现铜单晶互连技术提高下一代ULSI性能的研究

• 批准号: 01J06912
• 负责人: 新海 聡子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J06912/
• 关键词: エピタキシャル関係; HfN; 連続エピタキシャル成長; 表面形態; α-Ta; β-Ta; 相変化; 真空熱処理; 連続エピタキシャル; 格子ミスマッチ; 2次元超格子; 対角線ミスマッチ; ユニットセル; 成長モード

本研究課題のまとめとして、(1)(001)と(111)Si上に(001)及び(111)HfN膜をエピタキシャル成長させ、更にその上にCu膜を連続エピタキシャル成長させる条件と要因を確定すると共に、得られたHfN及びCu膜の表面形態を併せてISSPで発表し、JJAP誌に公表した。また、各エピタキシャルHfN膜を米カリフォルニア大学、名古屋工業大学及び京都大学に提供し、それぞれ、Si上GaNのエビ成長のためのバッファー層、スパッタイオンの放出角度分布依存性、及び冷陰極材料としての評価に関する共同研究を行っている。上記と併行して、研究成果欄に示されているように、(2)ZrO_2の誘電体特性も評価すると共に、(3)MgO基板上にIrがエピタキシャル成長することや、(4)RuのO_2サーファクタントエピ成長効果も同時に検討した。加えて、(5)スパッタ法でのみ得られる高抵抗なβ相とバルクと同じ構造で低抵抗なα相に着目して、Si基板上に成長するTa膜の相変化に及ぼす基板温度と熱処理温度の影響を調べた。その結果、(111)Si基板上では、基板温度200℃からα相が形成し始め、且つ、α相の形成と同時にα-Ta(110)面がエピタキシャル成長することを明らかにした。一方、(001)Si基板上に基板温度室温で形成させたβ-Ta膜に真空熱処理を施すと、300℃の熱処理温度でα-Ta単一相となり、且つ、(110)面がエピタキシャル関係を示しながら相変化することが明らかとなった。加えて、シリサイド形成が懸念される500℃で熱処理を施しても、(110)面のエピタキシャル関係が確認されることから、Ta/Si界面でシリサイド形成のために相互拡散する以前に、(001)Si基板の格子配列に沿ってTa原子が優先的に最配列し、α相へ相変化することが確認された。以上の結果は、今春の応用物理学会にて発表する予定である。

In this study, we studied the growth of (001) and (111) HfN films on (1) (001) Si, (1) (001) and (111) Cu membranes, and the growth of Cu membranes. The growth conditions depend on the determination of the surface morphology of Cu membranes, the ISSP table and the JJAP table. The HfN University, Nagoya University of Technology and Kyoto University provide information about the dependence of angle distribution on the growth of GaN on Si, the dependence of angle distribution, and the joint research of cold materials. The results of the previous study and the research results show that there are significant differences in the characteristics of ZrO_2 electronic devices, (3) the growth of Ir devices on MgO substrates, and (4) the growth of O _ 2 batteries at the same time. In addition, and (5) the temperature dependence of high resistance to β phase and low resistance to α phase, the growth of Ta film on Si substrate and the temperature dependence of substrate temperature are also studied. The results showed that the temperature on the Si substrate and the temperature of the substrate at 200C formed a phase transition, and the phase phase of α-Ta formed at the same time, and the growth phase of the substrate was sensitive to the temperature of the substrate at 200C. The substrate temperature room temperature on one side, (001) Si substrate forms the β-Ta film, vacuum temperature, vacuum temperature, temperature, temperature and temperature. In addition, the Si substrates are arranged in the lattice of the Si substrate, which is arranged in the lattice of the Si substrate, the most suitable line along the Ta atom is arranged in the lattice of the Ta substrate, and the lattice of the Ta substrate is arranged in the lattice of the Ta substrate. The results of the above results are expected to be predicted by using the Physics Society's calendar this spring.

项目成果

M.KAMIJYO, T.ONOZUKA, S.SHINKAI, K.SASAKI, M.YAMANE, Y.ABE: "Capacitor Property and Leakage Current Mechanism of ZrO_2 Thin Dielectric Films Prepared by Anodic Oxidation"Japanese Journal of Applied Physics. (Accepted for publication). (2003)

M.KAMIJYO、T.ONOZUKA、S.SHINKAI、K.SASAKI、M.YAMANE、Y.ABE：“阳极氧化制备的 ZrO_2 介电薄膜的电容器特性和漏电流机制”日本应用物理学杂志。

T.ISHIKAWA, Y.ABE, S.SHINKAI, K.SASAKI: "Epitaxial Ir Thin Film on (001) MgO Single Crystal Prepared by Sputtering"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42, No.9A. 5747-5748 (2003)

T.ISHIKAWA、Y.ABE、S.SHINKAI、K.SASAKI：“通过溅射制备的 (001) MgO 单晶上的外延 Ir 薄膜”日本应用物理学杂志。

R.Armitage, Q.Yang, H.Feick, J.Gebauer, E.R.Weber, S.Shinkai, K.Sasaki: "Lattice-matched HfN Buffer Layers for Epitaxy of GaN on Si"Applied Physics Letter. Vol.87,No.8. 1450-1452 (2002)

R.Armitage、Q.Yang、H.Feick、J.Gebauer、E.R.Weber、S.Shinkai、K.Sasaki：“用于 Si 上 GaN 外延的晶格匹配 HfN 缓冲层”应用物理快报。

M.SHIOJIRI, S.SHINKAI, K.SASAKI, H.YANAGISAWA, Y.ABE: "Preparation of Low-Resistivity α-Ta Thin Films on (001) Si by Conventional DC Magnetron Sputtering"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.42, No.7A. 4499-4500 (2003)

M.SHIOJIRI、S.SHINKAI、K.SASAKI、H.YANAGISAWA、Y.ABE：“通过传统直流磁控管溅射在 (001) Si 上制备低电阻率 α-Ta 薄膜”日本应用物理学杂志卷。 42，第7A号4499-4500（2003）

Y.Abe, S.Shinkai, K.Sasaki, J.Yan, K.Maekawa: "Improvement of the Crystal Orientation and Surface Roughness of Ru Thin Films by Introducing Oxygen during Sputtering"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.43,No.1. 277-280 (2004)

Y.Abe、S.Shinkai、K.Sasaki、J.Yan、K.Maekawa：“通过在溅射过程中引入氧气来改善 Ru 薄膜的晶体取向和表面粗糙度”日本应用物理学杂志。