| 研究概要 |
集積化が進みますます微細になるULSIの電極配線材料として使用可能なAl合金を開発することを目的として,すでにバルク材で優れた耐熱性を有することを見い出したAlーRE(Rear earth)系合金の中でも特に特性の良好なAlーY合金を薄膜化し,電極配線材料として具備すべき基本的特性について調べた。
高純度AlとYを独立した蒸発源にセットし同時に蒸発させることにより,Alー0.7%Y,Alー3.7%Y,Alー8.6%Y合金膜と基準となる純Al膜を(100)Si基板上に成膜した.これを真空中でアニ-ルしたときの薄膜と基板Siの間で起る固相反応を調べた結果は次のとおりである.
1)300ﾟC以上の温度でまず六方晶のAl_3Yが析出し,ついで安定相である立方晶のAl_3Yに変化することをTEM観察により見い出した.Al_3Yは粒内粒界ともに析出するが,いずれもきわめて微細である.また再結晶粒のサイズも0.7%のY添加により微細化した.
2)比抵坑は蒸着状態ではYの増加とともに増大するが,300ﾟC以上の温度でのアニ-ルによって急激に減少する.とくに,0.7%Y合金ではアニ-ル後比抵坑はAlと同程度まで減少し,配線材料として稀薄合金が望ましいことが伴明した.
3)膜応力はY量とともに増加するが,アニ-ルによってかなり減少する.また,アニ-ルによってAlーY膜表面に形成されるヒロックの密度とサイズは0.7%Yの添加により著しく減少する.
4)AlーY膜とSiの固相反応により形成されるSi表面のピットは密度はY量とともに増加する傾向にあるが,サイズはかなり減少する.
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