集積電子回路におけるフィールド酸化膜上の高配向薄膜配線の形成

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650300
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 野矢 厚 北見工業大学, 工学部, 教授 (60133807)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武山 眞弓 北見工業大学, 工学部, 助教授 (80236512)
• Keywords: 集積回路 / 配線 / 高配向薄膜

Research Abstract

フィールド酸化膜であるSiO2上における配線層としてのCuを,エレクトロマイグレーション耐性に優れた(111)面に優先的に配向させるための下地バリヤ層を検討した。バリヤ層の材料として,Cuと固溶度が小さく化合物を作らない材料として遷移金属のNbおよびVを検討した。これらの金属はbcc構造を有し,SiO_2上で稠密面である(110)面の優位配向が認められ,さらにその上のCu層には(111)面の優位配向が認められた。これらCu/Nb or V(100nm)/SiO_2/Si構造の熱処理に伴う拡散・反応を調べたところ,700℃以上の熱処理により,表面へのNbおよひVの偏析とSiO_2界面での酸化・還元反応の進行が見られた。熱処理に伴うこのような拡散・反応は配線層やSiO_2層の信頼性を損ねる要因となりうるのでこれらの低減を図るために,NbやVを窒化物としたNbN,VNバリヤ層の適用を検討した。その結果,これらのバリヤは800℃(NbN)〜850℃(VN)の熱処理においても表面への拡散やSiO_2層との酸化還元反応が抑制された安定なバリヤ層となることが明らかとなったが,Cu層の(111)配向性については,NbおよひV介在層の場合と比べて劣ったものとなった。以上のことより,Cu配線層の配向性と系の熱的安定性の両立とその学問的裏付けについての検討が次年度の課題と思われる。

Research Products

• [Publications] 坂上正和ら: "Cu/V-N/SiO_2/Si構造の拡散・反応挙動" 1998年 秋季応用物理学会講演予稿集. (1998)
• [Publications] 坂上正和ら: "Cu/SiO_2間におけるNb-Nバリヤ層の適用" 電子情報通信学会技術研究報告. 98・236. 37-42 (1998)
• [Publications] 坂上正和ら: "Cu/SiO_2間に介在させたV-N膜の界面反応と拡散挙動" 電子情報通信学会技術研究報告. 98・376. 41-46 (1998)