|
高配向薄膜を積層構造としたコンタクト及びエピタキシャルコンタクトの作製とその構造、熱的安定性とそれに伴う固相反応・拡散について検討を行った。検討した系は、(1)Al(001)/YSi_<2-x>/Si(001)、(2)Cu(111)/W(110)/Si(100)、(3)Cu(110)/ZrN(100)/Si(100)、(4)Cu(111)/Ta-W(110)/Si(100)、(5)Al(111)/Ta-W(110)/Si(100)である。(1)では、系がエピタキシャルとなっていることを、(2)〜(5)では、それぞれの系で単一の高配向薄膜が得られていることをX線回折と電子顕微鏡観察により確認した。(1)の系では、Al_3Yの形成反応が450°C以上の温度で生じ、系が劣化する。エピタキシャルコンタクトでは構成可能な材料の選択性が狭く、熱的安定性とは必ずしも両立しないので、この点が今後の課題といえる。(2)〜(5)の高配向薄膜を用いた系では、総じて熱的安定性に優れている。多結晶Wバリヤでは、シリサイド反応が起こる以前にCuとSiの反応により系が崩壊するのに対し、W(110)バリヤでは均一なシリサイド反応が見られ、バリヤが消費される温度(690°C)まで安定であった。ZrNバリヤでは、750°Cの熱処理にも安定であるが、800°Cでは再結晶による構造変化で系が崩壊する。Ta-Wバリヤでは、固溶体となることで基本的にbcc構造が維持され、TaとWそれぞれの反応形態が合金組成によって補完し合って、Ta_<0.5>W_<0.5>バリヤにおいてそれぞれの単一バリヤよりも優れた700°Cまで安定なCu/Siコンタクトが得られた。Ta-Wバリヤ上のAlは、良好な(111)配向を示し、エレクトロマイグレーション耐性に優れたコンタクト構造となりうることが示された。
|
