JPH03262127A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03262127A JPH03262127A JP5993490A JP5993490A JPH03262127A JP H03262127 A JPH03262127 A JP H03262127A JP 5993490 A JP5993490 A JP 5993490A JP 5993490 A JP5993490 A JP 5993490A JP H03262127 A JPH03262127 A JP H03262127A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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）
この発明は半導体装置の製造方法に係り、特にＭ系合金
配線の製造方法に関するものである。
配線の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
従来、半導体装置において配線は、Ｍ系合金（例えばＡ
ｌ−５ｉ）をスパッタにより堆積させ、フォトリソエツ
チングによりパターニングして形成している。
ｌ−５ｉ）をスパッタにより堆積させ、フォトリソエツ
チングによりパターニングして形成している。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記の方法で形成されるＭ系合金配線で
は、熱処理時にヒロックが多く生し、層間ショートが生
じたり、パッシベーション膜によるストレスや電流によ
りマイグレーションが生し、配線の信頼性が低下すると
いう問題点があった。
は、熱処理時にヒロックが多く生し、層間ショートが生
じたり、パッシベーション膜によるストレスや電流によ
りマイグレーションが生し、配線の信頼性が低下すると
いう問題点があった。
これを抑制するためにＭ系合金中にＣｕやＴｉなどの不
純物を添加する方法もあるが、エンチングがしにくいな
どの問題点がある。
純物を添加する方法もあるが、エンチングがしにくいな
どの問題点がある。
一方、Ｍ系合金の結晶を一定方向に強く配向させると、
信頼性が向上することは良く知られた事実である。一定
方向に強く結晶配向した薄膜では、隣接結晶粒間の方位
差角が小さいので、粒界移動が抑制され、ヒロックの発
生やマイグレーションが抑制されるからである。
信頼性が向上することは良く知られた事実である。一定
方向に強く結晶配向した薄膜では、隣接結晶粒間の方位
差角が小さいので、粒界移動が抑制され、ヒロックの発
生やマイグレーションが抑制されるからである。
しかしながら、従来のスパンタ法では、Ｍ系合金膜の結
晶を制御するのは困難であり、Ｍ系合金の結晶を一定方
向に強く配向させる有効な手段が未だ開発されていない
。
晶を制御するのは困難であり、Ｍ系合金の結晶を一定方
向に強く配向させる有効な手段が未だ開発されていない
。
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、配線として
のＭ系合金膜を容易に一定の方向に結晶配向させて信頼
性の高いＭ系合金配線を容易に得ることができる半導体
装置の製造方法を捉供することを目的とする。
のＭ系合金膜を容易に一定の方向に結晶配向させて信頼
性の高いＭ系合金配線を容易に得ることができる半導体
装置の製造方法を捉供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
この発明は半導体装置の製造方法、特にＭ系合金配線の
製造方法において、まず半導体基板上に、Ｍ系合金配線
の下地として、Ａｌと類似の結晶構造をもつ高融点金属
膜を一定の方向に強く結晶配向させて形成し、その上に
配線材料としてのＭ系合金膜を形成するものである。
製造方法において、まず半導体基板上に、Ｍ系合金配線
の下地として、Ａｌと類似の結晶構造をもつ高融点金属
膜を一定の方向に強く結晶配向させて形成し、その上に
配線材料としてのＭ系合金膜を形成するものである。
（作 用）
ＡＩと類似の結晶構造をもつ高融点金属膜を一定の方向
に強く結晶配向させて下地として形成しておくと、その
上にだ系合金膜を形成した際、該Ｍ系合金膜も前記高融
点金属膜と同一方向に強く結晶配向して形成される。し
たがって、このＭ系合金膜をパターニングすれば、容易
に信頼性の高いＭ系合金配線が得られる。なお、高融点
金属膜も同様にパターニングされ、配線の一部となる。
に強く結晶配向させて下地として形成しておくと、その
上にだ系合金膜を形成した際、該Ｍ系合金膜も前記高融
点金属膜と同一方向に強く結晶配向して形成される。し
たがって、このＭ系合金膜をパターニングすれば、容易
に信頼性の高いＭ系合金配線が得られる。なお、高融点
金属膜も同様にパターニングされ、配線の一部となる。
なお、高融点金属膜は、スパッタ法や電子ビーム蒸着法
などにおいて基板温度、基板バイアスを制御することに
より、容易に一定の方向に強く結晶配向さセることがで
きる。
などにおいて基板温度、基板バイアスを制御することに
より、容易に一定の方向に強く結晶配向さセることがで
きる。
また、ここで言う「Ａｌと類似の結晶構造」とは、面心
立法で格子定数がＡｌと数％以内の差であるということ
である。そのような高融点金属の一例としてはＴｉＮや
ＺｒＮなどが挙げられる。
立法で格子定数がＡｌと数％以内の差であるということ
である。そのような高融点金属の一例としてはＴｉＮや
ＺｒＮなどが挙げられる。
（実施例）
以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。この図
において、１１ば図示しない拡散層やトランジスタなど
が形成されたＩＣ基板である。このＩＣ基板１１上に絶
縁膜１２（例えばＣＶＤ法によるＢＰＳＧ膜）を６００
０人堆積させる。そして、その上に、＜２００＞方向で
強く結晶配向するようにＴｉ膜をスパッタ法（例えば全
圧６〜７ ｍＴｏｒｒ 、パワー１．５〜２．０ ｋＷ
、基板無加熱）により５００人堆積させ、これをＮ２中
でランプアニール（Ｎ２ ２５００ＳＣＣＭ、 ８０
０°Ｃ１３０秒）することにより、第２図の特性（ａ）
で示すように＜１１１＞に強く結晶配向したＴｉＮ膜１
３とする。しかる後、そのＴｉＮ膜１膜上３上系合金（
例えばＡＩ−５ｉ−Ｃｕ）膜１４をスパッタ法で７００
０人堆積させる。すると、このＭ光合金膜１４は、第３
図の特性（ａ）で示すように、前記ＴｉＮ膜１３と同一
の＜１１１＞方向に強く結晶配向したＭ系合金膜として
形成される。しかる後、このＭ光合金膜１４をパターニ
ングすることにより、Ｍ系合金配線を形成する。この時
、ＴｉＮ膜１３も同様にパターニングされ、配線の一部
となる。
１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。この図
において、１１ば図示しない拡散層やトランジスタなど
が形成されたＩＣ基板である。このＩＣ基板１１上に絶
縁膜１２（例えばＣＶＤ法によるＢＰＳＧ膜）を６００
０人堆積させる。そして、その上に、＜２００＞方向で
強く結晶配向するようにＴｉ膜をスパッタ法（例えば全
圧６〜７ ｍＴｏｒｒ 、パワー１．５〜２．０ ｋＷ
、基板無加熱）により５００人堆積させ、これをＮ２中
でランプアニール（Ｎ２ ２５００ＳＣＣＭ、 ８０
０°Ｃ１３０秒）することにより、第２図の特性（ａ）
で示すように＜１１１＞に強く結晶配向したＴｉＮ膜１
３とする。しかる後、そのＴｉＮ膜１膜上３上系合金（
例えばＡＩ−５ｉ−Ｃｕ）膜１４をスパッタ法で７００
０人堆積させる。すると、このＭ光合金膜１４は、第３
図の特性（ａ）で示すように、前記ＴｉＮ膜１３と同一
の＜１１１＞方向に強く結晶配向したＭ系合金膜として
形成される。しかる後、このＭ光合金膜１４をパターニ
ングすることにより、Ｍ系合金配線を形成する。この時
、ＴｉＮ膜１３も同様にパターニングされ、配線の一部
となる。
第２図の特性（ｂ）、 （ｃ１，（ｄ）は、反応性スパ
ッタ法で窒素雰囲気中でスパッタして直接ＴｉＮ膜を形
成する方法（上述実施例とは異なる）において、基板バ
イアスを０Ｖ（ｂ）、−１７０Ｖ（ｃ）、−６００Ｖ（
ｄ）に変えてＴｉＮ膜を形成した時の該ＴｉＮ膜の結晶
配向強度を示し、第３図の特性（ｂ）、 （ｃ）、 （
ｄ）は、その夫々のＴｉＮ膜」二にｊＶ−５ｉ−Ｃｕ合
金をスパッタにより堆積させた場合のＭの結晶相のＸ線
回折パターンである。この特性（ｂ） 、 （ｃ） 、
（ｄ）ならびに前述実施例の特性（ａ）から明らかな
ように、下地ＴｉＮ膜が＜１１１＞だと上層Ｍも＜１１
１＞に配向しており、ＴｉＮ膜が＜２００＞だとＭにも
＜２００＞のピークが現われている。また、下地ＴｉＮ
膜の結晶配向が強いと、上層Ｍ合金の結晶配向も強くな
っている。したがって、−例として上述実施例のように
下地ＴｉＮ膜１３を＜１ ｒ １＞に強く結晶配向して
形成しておけば、その上のＭ光合金膜Ｉ４も＜１１１＞
方向に強く結晶配向して形成されることになり、そのＭ
光合金膜１４をパターニングすれば、ヒロックの減少や
マイグレーション耐性の向上した信頼性の高いＭ系合金
配線を容易に形成できる。
ッタ法で窒素雰囲気中でスパッタして直接ＴｉＮ膜を形
成する方法（上述実施例とは異なる）において、基板バ
イアスを０Ｖ（ｂ）、−１７０Ｖ（ｃ）、−６００Ｖ（
ｄ）に変えてＴｉＮ膜を形成した時の該ＴｉＮ膜の結晶
配向強度を示し、第３図の特性（ｂ）、 （ｃ）、 （
ｄ）は、その夫々のＴｉＮ膜」二にｊＶ−５ｉ−Ｃｕ合
金をスパッタにより堆積させた場合のＭの結晶相のＸ線
回折パターンである。この特性（ｂ） 、 （ｃ） 、
（ｄ）ならびに前述実施例の特性（ａ）から明らかな
ように、下地ＴｉＮ膜が＜１１１＞だと上層Ｍも＜１１
１＞に配向しており、ＴｉＮ膜が＜２００＞だとＭにも
＜２００＞のピークが現われている。また、下地ＴｉＮ
膜の結晶配向が強いと、上層Ｍ合金の結晶配向も強くな
っている。したがって、−例として上述実施例のように
下地ＴｉＮ膜１３を＜１ ｒ １＞に強く結晶配向して
形成しておけば、その上のＭ光合金膜Ｉ４も＜１１１＞
方向に強く結晶配向して形成されることになり、そのＭ
光合金膜１４をパターニングすれば、ヒロックの減少や
マイグレーション耐性の向上した信頼性の高いＭ系合金
配線を容易に形成できる。
なお、上記実施例では、Ａｌと頻僚の結晶構造をもつ高
融点金属膜としてＴｉＮ膜を形成したカベＺｒＮ膜など
を形成することもできる。
融点金属膜としてＴｉＮ膜を形成したカベＺｒＮ膜など
を形成することもできる。
また、それら高融点金属膜は、スパッタ法や電子ビーム
蒸着法などで基板温度や基板バイアスを制御することに
より、容易に一定の方向に強く結晶配向させることがで
きる。その配向方向も実施例の＜１１１＞方向に限定さ
れるものではなく、例えば＜２００＞、＜２２０＞方向
でもよい。
蒸着法などで基板温度や基板バイアスを制御することに
より、容易に一定の方向に強く結晶配向させることがで
きる。その配向方向も実施例の＜１１１＞方向に限定さ
れるものではなく、例えば＜２００＞、＜２２０＞方向
でもよい。
（発明の効果）
以上詳述したように、この発明の製造方法によれば、Ｍ
系合金配線の下地として、Ａｌと類似の結晶構造をもつ
高融点金属膜を一定の方向に強く結晶配向させて形成し
ておくことにより、その上にＭ系合金膜を形成すること
により、絶縁膜上のそれと比べて強く一定方向に結晶配
向したＭ系合金膜を形成することができ、そのＭ系合金
膜をパタニングすることにより、ヒロックの減少やマイ
グレーション耐性の向上した信頼性の高い、かつ微細化
に適したＭ系合金配線を形成することができる。
系合金配線の下地として、Ａｌと類似の結晶構造をもつ
高融点金属膜を一定の方向に強く結晶配向させて形成し
ておくことにより、その上にＭ系合金膜を形成すること
により、絶縁膜上のそれと比べて強く一定方向に結晶配
向したＭ系合金膜を形成することができ、そのＭ系合金
膜をパタニングすることにより、ヒロックの減少やマイ
グレーション耐性の向上した信頼性の高い、かつ微細化
に適したＭ系合金配線を形成することができる。
第１図はこの発明の半導体装置の製造方法の一実施例を
示す断面図、第２図はさまざまな方法で形成したＴｉＮ
膜のＴｉＮ結晶相のＸ線回折パターンを示す図、第３図
はＴｉＮ膜上に形成したＭ系合金膜のＭの結晶相のＸ線
回折パターンを示す特性図である。 １ ｌ ・・・ ■ 金膜。 Ｃ基板、 ３ ・・・ＴｉＮ 膜、 １４ ・・ Ａ１系合
示す断面図、第２図はさまざまな方法で形成したＴｉＮ
膜のＴｉＮ結晶相のＸ線回折パターンを示す図、第３図
はＴｉＮ膜上に形成したＭ系合金膜のＭの結晶相のＸ線
回折パターンを示す特性図である。 １ ｌ ・・・ ■ 金膜。 Ｃ基板、 ３ ・・・ＴｉＮ 膜、 １４ ・・ Ａ１系合
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）半導体基板上に、Ｍ系合金配線の下地として、Ａ
ｌと類似の結晶構造をもつ高融点金属膜を一定の方向に
強く結晶配向させて形成し、 （ｂ）その上にＭ系合金膜を形成し、 （ｃ）これらの膜をパターニングすることにより配線を
形成したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5993490A JPH03262127A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5993490A JPH03262127A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262127A true JPH03262127A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13127460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5993490A Pending JPH03262127A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03262127A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2714527A1 (fr) * | 1993-12-28 | 1995-06-30 | Fujitsu Ltd | Procédé de fabrication de dispositifs à semiconducteur dotés d'un câblage en aluminium. |
| JPH07326612A (ja) * | 1994-05-26 | 1995-12-12 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子の配線形成方法 |
| US5703403A (en) * | 1993-11-08 | 1997-12-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Electrode for semiconductor device and method for producing the same |
| US6066891A (en) * | 1994-04-28 | 2000-05-23 | Nippondenso Co., Ltd | Electrode for semiconductor device including an alloy wiring layer for reducing defects in an aluminum layer and method for manufacturing the same |
| US6650017B1 (en) | 1999-08-20 | 2003-11-18 | Denso Corporation | Electrical wiring of semiconductor device enabling increase in electromigration (EM) lifetime |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP5993490A patent/JPH03262127A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5703403A (en) * | 1993-11-08 | 1997-12-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Electrode for semiconductor device and method for producing the same |
| FR2714527A1 (fr) * | 1993-12-28 | 1995-06-30 | Fujitsu Ltd | Procédé de fabrication de dispositifs à semiconducteur dotés d'un câblage en aluminium. |
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| US6348735B1 (en) | 1994-04-28 | 2002-02-19 | Nippondenso Co., Lt. | Electrode for semiconductor device and method for manufacturing same |
| DE19515564B4 (de) * | 1994-04-28 | 2008-07-03 | Denso Corp., Kariya | Elektrode für ein Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung derselben |
| JPH07326612A (ja) * | 1994-05-26 | 1995-12-12 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子の配線形成方法 |
| US6650017B1 (en) | 1999-08-20 | 2003-11-18 | Denso Corporation | Electrical wiring of semiconductor device enabling increase in electromigration (EM) lifetime |
| US6908857B2 (en) | 1999-08-20 | 2005-06-21 | Denso Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
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