JPH0244719A - 銅配線の構造，製法及び製造装置 - Google Patents
銅配線の構造，製法及び製造装置Info
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- JPH0244719A JPH0244719A JP19443788A JP19443788A JPH0244719A JP H0244719 A JPH0244719 A JP H0244719A JP 19443788 A JP19443788 A JP 19443788A JP 19443788 A JP19443788 A JP 19443788A JP H0244719 A JPH0244719 A JP H0244719A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は銅配線の構造、製法及び製造装置に係り、特に
半導体装置のコンタクト部の反応を押さえ、銅配線の信
頼性の向上を図ったものである。
半導体装置のコンタクト部の反応を押さえ、銅配線の信
頼性の向上を図ったものである。
従来の装置は、特開昭６２−１２００３７号に記載のよ
うに半導体素子上のアルミニウム膜からなる配線の電極
パッド部に金属線をワイヤーボンディングして封止した
装置において、電極パッド部のアルミニウム膜上にメタ
ルシリサイド層を介して銅（Ｃｕ）又はＣｕ合金を被覆
した構造が提案されている。この構造によりアルミニウ
ム膜とＣｕの両者の拡散を防止し、かつＣｕ線のワイヤ
ーボンディング性を向上すると提案されている。
うに半導体素子上のアルミニウム膜からなる配線の電極
パッド部に金属線をワイヤーボンディングして封止した
装置において、電極パッド部のアルミニウム膜上にメタ
ルシリサイド層を介して銅（Ｃｕ）又はＣｕ合金を被覆
した構造が提案されている。この構造によりアルミニウ
ム膜とＣｕの両者の拡散を防止し、かつＣｕ線のワイヤ
ーボンディング性を向上すると提案されている。
上記従来技術は、ワイヤーボンディングを形成する技術
であり、その後加えられる温度は信頼性試験でも２００
℃以下の低温であり、シリサイド中のＳｉとＣｕの反応
が起こらない温度である。
であり、その後加えられる温度は信頼性試験でも２００
℃以下の低温であり、シリサイド中のＳｉとＣｕの反応
が起こらない温度である。
本発明は、ＣｕをポリＳｉやＡｎ配線に代わり適用する
場合、ＭＯＳやバイポーラ素子の電極とオーミック接触
をとるために、３００℃〜６００℃でアニールする必要
がある場合に必須の技術である。本発明の目的は、配線
をＣｕまたはＣｕ合金で形成する場合に、Ｓｉまたはポ
リＳｉとＣｕ又はＣｕ合金との反応を抑さえ、さらにＣ
ｕ膜とＳ ｉ ０２膜や層間絶縁膜との接着性を高める
構造。
場合、ＭＯＳやバイポーラ素子の電極とオーミック接触
をとるために、３００℃〜６００℃でアニールする必要
がある場合に必須の技術である。本発明の目的は、配線
をＣｕまたはＣｕ合金で形成する場合に、Ｓｉまたはポ
リＳｉとＣｕ又はＣｕ合金との反応を抑さえ、さらにＣ
ｕ膜とＳ ｉ ０２膜や層間絶縁膜との接着性を高める
構造。
製法及び製造装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の特徴は、Ｓｉ又はポリＳｉ
とＣｕ又はＣｕ合金の間に両者の反応を抑さえることが
可能な厚さの遷移金属を被着することにより達成される
。
とＣｕ又はＣｕ合金の間に両者の反応を抑さえることが
可能な厚さの遷移金属を被着することにより達成される
。
本発明の他の特徴は、上記構造を製造するために、上記
遷移金属上に、連続して銅配線を被着する製造法および
装置を提案した点である。
遷移金属上に、連続して銅配線を被着する製造法および
装置を提案した点である。
本発明のさらに他の特徴は、以下の記載から明らかとな
るであろう。
るであろう。
Ｓｉ又はポリＳｉとＣｕ又はＣｕ合金の間に介在する金
属は、Ｃｕ中へのＳｉの拡散と、ＳｉまたはポリＳｉ中
へのＣｕの拡散を止めるように作用する。それによりコ
ンタクト部の反応が抑さえられ、さらに介在する金属は
、ＳｉとＣｕの両者に反応しないものなので、基板Ｓｉ
に形成された素子を劣化させることがない。また介在す
る金属はＣｕと絶縁膜との接着性も高めることができる
ので、Ｃｕ膜のはがれを防止できる。
属は、Ｃｕ中へのＳｉの拡散と、ＳｉまたはポリＳｉ中
へのＣｕの拡散を止めるように作用する。それによりコ
ンタクト部の反応が抑さえられ、さらに介在する金属は
、ＳｉとＣｕの両者に反応しないものなので、基板Ｓｉ
に形成された素子を劣化させることがない。また介在す
る金属はＣｕと絶縁膜との接着性も高めることができる
ので、Ｃｕ膜のはがれを防止できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は８１基板４にバイポーラ、エミッタ５、ベース６、
コレクタ７が形成されているＳｉ基板４上に、Ｓｉ４と
Ｃｕｌの反応を抑さえＣｕ１とＳ ｉ ０２膜３の接着
強度を高める金属、例えばＭｏ２を介在させてＣｕ配線
した断面図である。
図は８１基板４にバイポーラ、エミッタ５、ベース６、
コレクタ７が形成されているＳｉ基板４上に、Ｓｉ４と
Ｃｕｌの反応を抑さえＣｕ１とＳ ｉ ０２膜３の接着
強度を高める金属、例えばＭｏ２を介在させてＣｕ配線
した断面図である。
バイポーラ素子のエミッタ５．ベース６、コレクタフの
電極引き出し部を開口し、Ｍ ｏ ２を例えばスパッタ
リング装置を用いて例えば５００人被着きる。その後Ｍ
ｏ２が酸化されないように同一装置内でＣｕｌを例えば
５０００人被着レバ。その後Ｍ ｏ ２とＣｕｌをパタ
ーニングする。このとき５ｉＯｚ膜３とＣｕｌはＭｏ２
を介して接しているので接着強度も高められ、パターニ
ングの際のＣｕｌのはがれも防止できる。次にバイポー
ラ電極引き出し部とＣｕ配線部をオーミック接続するた
めのアニールを例えば４５０℃１時間行なう。
電極引き出し部を開口し、Ｍ ｏ ２を例えばスパッタ
リング装置を用いて例えば５００人被着きる。その後Ｍ
ｏ２が酸化されないように同一装置内でＣｕｌを例えば
５０００人被着レバ。その後Ｍ ｏ ２とＣｕｌをパタ
ーニングする。このとき５ｉＯｚ膜３とＣｕｌはＭｏ２
を介して接しているので接着強度も高められ、パターニ
ングの際のＣｕｌのはがれも防止できる。次にバイポー
ラ電極引き出し部とＣｕ配線部をオーミック接続するた
めのアニールを例えば４５０℃１時間行なう。
このようにして信頼性に優れたＣｕ配線が形成できる。
本実施例によればＳｉ４とＣｕｌの間に介在したＭｏ２
は両者の反応と相互拡散を抑さえ、ＳｉＯ２膜３とＣｕ
ｌの接着強度も高めることができる。本実施例ではＭｏ
がＣｕとＳｉの反応を抑さえられるとしたがＭＯ以外の
他の遷移金属でもＣｕ又はＣｕ合金とＳｉ又はポリＳｉ
の反応も抑さえられる。さらにＣｕ又はＣｕ合金と５ｉ
Ｏｚ膜以外の他の絶縁膜との接着強度も高められる。
は両者の反応と相互拡散を抑さえ、ＳｉＯ２膜３とＣｕ
ｌの接着強度も高めることができる。本実施例ではＭｏ
がＣｕとＳｉの反応を抑さえられるとしたがＭＯ以外の
他の遷移金属でもＣｕ又はＣｕ合金とＳｉ又はポリＳｉ
の反応も抑さえられる。さらにＣｕ又はＣｕ合金と５ｉ
Ｏｚ膜以外の他の絶縁膜との接着強度も高められる。
第２図は本発明を多層配線に応用した実施例である。８
１基板４上に形成されたＳｉ○２膜３上にＭ ｏ ２が
被着され第１層目Ｃｕｌが形成されており、その後層間
絶縁膜例えばＳｉＯ２膜３が形成されている。その後ス
ルーホール部を開口し、その部分に第１層目Ｃｕｌと第
２層Ｃｕ５をオーミック接続し、信頼性向上のために例
えばＭ ｏ ２を例えば５０００人被着レバ。その後第
２層目Ｃｕ５を例えば５０００人被着レバターニングす
る。このときＭｏ２はスルーホール部のみ被着したがＣ
ｕとＳｉＯ２膜が接する面全体に被着してもかまわない
。また本実施例ではＣｕの２層配線の例を示したが、３
層、４層配線も本実施例の構造と同様に形成できる。
１基板４上に形成されたＳｉ○２膜３上にＭ ｏ ２が
被着され第１層目Ｃｕｌが形成されており、その後層間
絶縁膜例えばＳｉＯ２膜３が形成されている。その後ス
ルーホール部を開口し、その部分に第１層目Ｃｕｌと第
２層Ｃｕ５をオーミック接続し、信頼性向上のために例
えばＭ ｏ ２を例えば５０００人被着レバ。その後第
２層目Ｃｕ５を例えば５０００人被着レバターニングす
る。このときＭｏ２はスルーホール部のみ被着したがＣ
ｕとＳｉＯ２膜が接する面全体に被着してもかまわない
。また本実施例ではＣｕの２層配線の例を示したが、３
層、４層配線も本実施例の構造と同様に形成できる。
表 １
表１はＳｉ基板上に遷移金属を５００人被着きせ、その
後Ｃｕは８０００人被着在世た後、４５０℃１時間の水
素アニールを被こしたときの抵抗変化を調べたものであ
る。表より遷移金属を介在させない場合シート抵抗が２
８ｍΩ／口から５３０ｍΩ／口と上がっておりＣｕとＳ
ｉが反応していることがわかる。またＡＩ２配線のバリ
アメタルとして有効なＭＯ５ｉｚ（モリブデンシリサイ
ド）もＣｕと反応しシート抵抗が、２８ｍΩ／口から３
７０ｍΩ／口と上がっておりＣｕ又はＣｕ合金配線には
使えない。しかし遷移金属、特にＶＩＡ族のＣｒ、Ｍｏ
、Ｗは抵抗の変化がなく ＣｕとＳｉの反応を抑さえる
金属といえる。
後Ｃｕは８０００人被着在世た後、４５０℃１時間の水
素アニールを被こしたときの抵抗変化を調べたものであ
る。表より遷移金属を介在させない場合シート抵抗が２
８ｍΩ／口から５３０ｍΩ／口と上がっておりＣｕとＳ
ｉが反応していることがわかる。またＡＩ２配線のバリ
アメタルとして有効なＭＯ５ｉｚ（モリブデンシリサイ
ド）もＣｕと反応しシート抵抗が、２８ｍΩ／口から３
７０ｍΩ／口と上がっておりＣｕ又はＣｕ合金配線には
使えない。しかし遷移金属、特にＶＩＡ族のＣｒ、Ｍｏ
、Ｗは抵抗の変化がなく ＣｕとＳｉの反応を抑さえる
金属といえる。
第３図は、Ｃｕ又はＣｕ合金で多層配線を形成する場合
、Ｃｕ又はＣｕ合金が他の膜例えばＳｉ。
、Ｃｕ又はＣｕ合金が他の膜例えばＳｉ。
ポリＳｉ、ＳｉＯ２又は他の絶縁膜と接するすべてを遷
移金属で覆う構造を示す。この構造により配線の側壁の
接着強度も高まり巣の発生を防止でき、側壁からのＣｕ
の酸化及び腐食を防止できる。
移金属で覆う構造を示す。この構造により配線の側壁の
接着強度も高まり巣の発生を防止でき、側壁からのＣｕ
の酸化及び腐食を防止できる。
第１図は本発明の一実施例の装置の断面図であり、第２
図は本発明の他の実施例を示す断面図であり、第３図は
本発明のさらに他の実施例を示す構造断面図である。 １− Ｃｕ、２− Ｍ ｏ、３− Ｓ ｉ○２膜、４−
Ｓ ｉ基板、５・・・エミッタ、６・・・ベース、７
・・・コレクタ。 ８・・・第１層目Ｃｕ、９・・・第２層目Ｃｕ。
図は本発明の他の実施例を示す断面図であり、第３図は
本発明のさらに他の実施例を示す構造断面図である。 １− Ｃｕ、２− Ｍ ｏ、３− Ｓ ｉ○２膜、４−
Ｓ ｉ基板、５・・・エミッタ、６・・・ベース、７
・・・コレクタ。 ８・・・第１層目Ｃｕ、９・・・第２層目Ｃｕ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくとも銅を含む銅配線の構造において、銅配線
の下地として遷移金属を介在させることを特徴とする銅
配線の構造。 ２、上記遷移金属は周期率表第VIＡ族であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の銅配線の構造。 ３、上記遷移金属の膜厚は、２００Å〜５０００Åの範
囲の膜厚であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の銅配線の構造。 ４、少なくとも銅を含む配線の製法において、銅配線を
形成した後のアニール温度は３００℃〜６００℃の範囲
であることを特徴とする銅配線の製法。 ５、上記銅配線には、酸化と腐食を防止し絶縁膜との接
着強度を高めるための添加物を５％以内添加することを
特徴とする銅配線の製法。 ６、少なくとも銅を含む配線の製造装置において遷移金
属と銅配線は、連続的に被着できる装置を有することを
特徴とする銅配線の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19443788A JPH0244719A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 銅配線の構造，製法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19443788A JPH0244719A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 銅配線の構造，製法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244719A true JPH0244719A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=16324584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19443788A Pending JPH0244719A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 銅配線の構造，製法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244719A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0869980A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN103985810A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-13 | 深圳力合光电传感股份有限公司 | Led玻璃及其制造工艺 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19443788A patent/JPH0244719A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0869980A (ja) * | 1994-08-30 | 1996-03-12 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN103985810A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-13 | 深圳力合光电传感股份有限公司 | Led玻璃及其制造工艺 |
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