Cu-Zr合金を使った集積回路のメタライゼーションの基礎検討

Cu-Zr合金集成电路金属化的基础研究

• 批准号: 08750380
• 负责人: 坂口 直志
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kushiro National College 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750380/
• 关键词: メタライゼーション; 高周波スパッタ; 接触抵抗

本研究では、集積回路の配線材料としてAlよりも固有抵抗が低くエレクトロマイグレーション耐性が高いCuと、Siとの接触抵抗が低くなることが予想されるZrやHfとの規則合金を、高周波スパッタ装置によって作製し、この規則合金が集積回路の配線材料として適応できるか、固有抵抗値及び接触抵抗に注目し検討した。その結果CuとZrの複合ターゲットを用い、複合ターゲットのCuとZrの面積比が約50:50で、堆積する基板の温度が400℃以上になると、CuZr2規則合金が作製できることがわかった。合金の結晶は基板温度550℃まで成長し、600℃以上になると、合金層だけでなく、Cu単体の結晶層が成長することがわかった。この時、規則合金の固有抵抗値は約6μΩ・cmになった。このスパッタ条件で規則合金の薄膜をN型Si基板(約0.05Ω・cm)に堆積し、合金とSiとの接触抵抗を評価した。その結果、接触抵抗は約1×10^<-3>Ω・cm(面積比Cu:Zr=50:50、基板温度500℃)となり、Cu単体でのSiとの接触抵抗に比べ3桁ほど低くなった。また接触抵抗は、合金薄膜作製時の基板温度を上げると減少し、基板のキャリア濃度が高くなると減少する傾向を示すが、その最適値は現在検討中である。接触抵抗が減少した原因として、複合ターゲットを用いてCuとZrを同時にスパッタした場合、上記スパッタ条件では選択的にZrがSi上に堆積し、その上にCuや合金層が堆積され、Siと合金の界面では接触抵抗の低いZrのシリサイド層が形成された為だと予想される。今後は、界面でのZr、Cu、Siの熱処理による分子構造や拡散現象の変化を検討し、さらに接触抵抗が低減できるメカニズムや方法を検討する予定である。

In this study, the inherent resistance of the integrated circuit wiring material is low and the wiring material is low-density.グレーションresistant high いCuと、Siとのcontact resistance low くなることが yu want されるZ rやHfとのRULE ALLOYを、HIGH FREQUENCY スパッタ deviceによってproductionし、このRULE ALLOYがSET The wiring material of the integrated circuit is suitable for the specific resistance, inherent resistance value, and contact resistance. The result of CuとZrのcomposite ターゲットを is used, and the area ratio of composite ターゲットのCuとZrの is about 50:50 The temperature of the substrate is not higher than 400℃, and the CuZr2 regular alloy is manufactured. Alloy crystals can be grown at substrate temperatures of 550℃, alloy layers can be grown at temperatures above 600℃, and Cu monolithic crystal layers can be grown at temperatures above 600℃. The inherent resistance of regular alloys is approximately 6μΩ・cm.このスパッタConditions: Regular alloy film, N-type Si substrate (approximately 0.05Ω・cm), deposition, alloy, Si, contact resistance, evaluation. As a result, the contact resistance is about 1×10^<-3>Ω・cm (area ratio Cu:Zr=50:50, substrate temperature 500℃). The contact resistance of the Cu single body is lower than that of the 3桁ほどくなった. The contact resistance, the temperature of the substrate during the production of the alloy film is reduced, and the temperature of the substrate is reduced. The higher the concentration, the lower the tendency of the concentration, and the optimal value. The reason for the reduction of contact resistance is として, and the compound ターゲットを is used いてCuとZr In the case of にスパッタした at the same time, the スパッタ condition では selected above is にZrがSi The upper layer is stacked, the upper layer is Cu alloy layer, and the Si alloy layer is the interface layer. In the future, the heat treatment of Zr, Cu, and Si at the interface will be carried out, and the molecular structure and dispersion phenomenon will be changed.検検し、さらに Contact resistance is reduced and the method is determined by the method of reducing contact resistance.

项目成果

坂口直志: "Cu-Zr合金のSi-LSI配線材料の適応(2)" 釧路工業高等専門学校 紀要. 第30号. 43-47 (平成8年)

坂口直志：《Cu-Zr合金Si-LSI布线材料的应用(2)》钏路工业大学公报第30. 43-47号(1996)。