JPH05343401A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH05343401A JPH05343401A JP15253692A JP15253692A JPH05343401A JP H05343401 A JPH05343401 A JP H05343401A JP 15253692 A JP15253692 A JP 15253692A JP 15253692 A JP15253692 A JP 15253692A JP H05343401 A JPH05343401 A JP H05343401A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置のAl配線に、バリア用、カバレッ
ジ性向上用、反射防止用の下敷き膜或いはキャップ膜と
して用いられるTi-Al 合金膜及びTi-Al 合金窒化物膜の
合金組成に関し、配線の剥離や亀裂、及び配線抵抗やコ
ンタクト抵抗の増大を防止することを目的とする。 【構成】 Alを主成分とし主たる導電層となる第１の導
電膜5Bの下面部と上面部の両方若しくは何れか一方に、
TiとAlの合金の窒化物、若しくはAg及びＶ族元素を含む
TiとAlの合金、若しくはAg及びＶ族元素を含むTiとAlと
の合金の窒化物からなる第２の導電膜5A又は5Cを有して
なる金属配線を具備するように構成する。
ジ性向上用、反射防止用の下敷き膜或いはキャップ膜と
して用いられるTi-Al 合金膜及びTi-Al 合金窒化物膜の
合金組成に関し、配線の剥離や亀裂、及び配線抵抗やコ
ンタクト抵抗の増大を防止することを目的とする。 【構成】 Alを主成分とし主たる導電層となる第１の導
電膜5Bの下面部と上面部の両方若しくは何れか一方に、
TiとAlの合金の窒化物、若しくはAg及びＶ族元素を含む
TiとAlの合金、若しくはAg及びＶ族元素を含むTiとAlと
の合金の窒化物からなる第２の導電膜5A又は5Cを有して
なる金属配線を具備するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の構造、特に
半導体装置の配線を構成する導電層の構造に関する。
半導体装置の配線を構成する導電層の構造に関する。
【０００２】近年、半導体装置の微細化、高集積化のた
めに、半導体装置を構成する内部配線のビアホールやコ
ンタクトホールも微細化されてきており、それに伴う配
線材料膜の被覆率の低下による配線接続の信頼性低下が
問題になってきており、対策が望まれている。
めに、半導体装置を構成する内部配線のビアホールやコ
ンタクトホールも微細化されてきており、それに伴う配
線材料膜の被覆率の低下による配線接続の信頼性低下が
問題になってきており、対策が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】ビアホールやコンタクトホール部におけ
る断線や接触不良を防止して配線接続の信頼性を高める
ために従来からよく用いられている方法は、チタン(Ti)
を薄く成膜した後、このTi膜上に主たる導電層であるア
ルミニウム(Al)若しくはAl合金膜を高温で厚く成膜する
方法である。
る断線や接触不良を防止して配線接続の信頼性を高める
ために従来からよく用いられている方法は、チタン(Ti)
を薄く成膜した後、このTi膜上に主たる導電層であるア
ルミニウム(Al)若しくはAl合金膜を高温で厚く成膜する
方法である。
【０００４】このようにすると、微細なビアホールやコ
ンタクトホールの内面にTi膜が被着していて、このTi膜
がAlに対して非常に濡れ性がよいために、高温で厚く成
膜されるAl若しくはAl合金が前記Ti膜に沿って物質移動
しビアホールやコンタクトホール内に埋め込まれ、その
ために、ビアホールやコンタクトホール部の段差による
配線の断線や接触不良が防止される。
ンタクトホールの内面にTi膜が被着していて、このTi膜
がAlに対して非常に濡れ性がよいために、高温で厚く成
膜されるAl若しくはAl合金が前記Ti膜に沿って物質移動
しビアホールやコンタクトホール内に埋め込まれ、その
ために、ビアホールやコンタクトホール部の段差による
配線の断線や接触不良が防止される。
【０００５】しかしこの方法においては、Al膜の高温成
膜に際して、下部のTi膜とAl膜とが部分的に合金化を起
こし、その際の熱収縮によって配線に亀裂や断線を誘発
することがある。そこで、Ti膜の代わりに予め合金化さ
れたTi−Al合金膜を用いて前記熱収縮を回避する方法も
提案されているが、この方法も、Ti−Al合金膜が非常に
硬くて延性に乏しいために、絶縁膜上から配線が剥離す
るという問題を生ずる。更に、このTi−Al合金は高温で
は真空中においても酸化され易い性質があるために、Ti
−Al合金膜とその上部の主たる導電層であるAl若しくは
Al合金膜との間に薄い酸化膜が介在して配線抵抗やコン
タクト抵抗が増大するという問題も生じていた。
膜に際して、下部のTi膜とAl膜とが部分的に合金化を起
こし、その際の熱収縮によって配線に亀裂や断線を誘発
することがある。そこで、Ti膜の代わりに予め合金化さ
れたTi−Al合金膜を用いて前記熱収縮を回避する方法も
提案されているが、この方法も、Ti−Al合金膜が非常に
硬くて延性に乏しいために、絶縁膜上から配線が剥離す
るという問題を生ずる。更に、このTi−Al合金は高温で
は真空中においても酸化され易い性質があるために、Ti
−Al合金膜とその上部の主たる導電層であるAl若しくは
Al合金膜との間に薄い酸化膜が介在して配線抵抗やコン
タクト抵抗が増大するという問題も生じていた。
【０００６】また、従来、シリコン(Si)基板に対する配
線コンタクト部においては、配線材料であるAlが基板内
へ拡散するのを阻止する拡散防止膜として窒化チタン(T
iN)膜が用いられていたが、このTiN は高温においてAl
と合金化反応を起こすために、前記のようにコンタクト
部でのカバレッジ性を高めて断線を防止するためにAl若
しくはAl合金膜を高温で成膜した場合、TiN とAlの合金
化によって、配線抵抗の上昇、熱収縮のストレスに起因
する剥離や断線を生じ、またTiN の酸化によりコンタク
ト抵抗の増大等を招くという問題があった。
線コンタクト部においては、配線材料であるAlが基板内
へ拡散するのを阻止する拡散防止膜として窒化チタン(T
iN)膜が用いられていたが、このTiN は高温においてAl
と合金化反応を起こすために、前記のようにコンタクト
部でのカバレッジ性を高めて断線を防止するためにAl若
しくはAl合金膜を高温で成膜した場合、TiN とAlの合金
化によって、配線抵抗の上昇、熱収縮のストレスに起因
する剥離や断線を生じ、またTiN の酸化によりコンタク
ト抵抗の増大等を招くという問題があった。
【０００７】更にまた、配線のパターニング精度を向上
させるための反射防止膜としてもTiN 膜が用いられる
が、この場合もAl配線の上面が上記TiN 膜で覆われた構
造になるため、配線形成後の熱処理により、前記同様に
TiN とAlの合金化のために配線抵抗の上昇や剥離等を生
じ、またTiN の酸化により更に上層の配線とのコンタク
ト抵抗の増大等を招いていた。
させるための反射防止膜としてもTiN 膜が用いられる
が、この場合もAl配線の上面が上記TiN 膜で覆われた構
造になるため、配線形成後の熱処理により、前記同様に
TiN とAlの合金化のために配線抵抗の上昇や剥離等を生
じ、またTiN の酸化により更に上層の配線とのコンタク
ト抵抗の増大等を招いていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、Ti若
しくはTiN を主成分とする導電膜を、ビアホールやコン
タクトホール等の段差部に対する被覆性を向上して断線
やコンタクト不良を防止するためのAl若しくはAl合金主
導電膜の下敷き膜として用いるAl配線において、配線の
延性を高めてその剥離や断線を防止し、且つTi若しくは
TiN を主成分とする導電膜の耐酸化性を高めて配線抵抗
やコンタクト抵抗の増大を防止する配線構造を提供し、
微細化、高集積化され、配線やコンタクトホール、ビア
ホール等が微細化される半導体装置の歩留り及び信頼性
を向上することを目的とする。
しくはTiN を主成分とする導電膜を、ビアホールやコン
タクトホール等の段差部に対する被覆性を向上して断線
やコンタクト不良を防止するためのAl若しくはAl合金主
導電膜の下敷き膜として用いるAl配線において、配線の
延性を高めてその剥離や断線を防止し、且つTi若しくは
TiN を主成分とする導電膜の耐酸化性を高めて配線抵抗
やコンタクト抵抗の増大を防止する配線構造を提供し、
微細化、高集積化され、配線やコンタクトホール、ビア
ホール等が微細化される半導体装置の歩留り及び信頼性
を向上することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は、アル
ミニウムを主成分とし主たる導電層となる第１の導電膜
の下面部と上面部の両方若しくは何れか一方に、チタン
とアルミニウムの合金の窒化物からなる第２の導電膜を
有してなる金属配線を具備している本発明による半導体
装置、若しくは、アルミニウムを主成分とし主たる導電
層となる第１の導電膜の下面部と上面部の両方若しくは
何れか一方に、銀及びＶ族金属を含むチタンとアルミニ
ウムの合金からなる第２の導電膜を有してなる金属配線
を具備している本発明による半導体装置、若しくは、ア
ルミニウムを主成分とし主たる導電層となる第１の導電
膜の下面部と上面部の両方若しくは何れか一方に、銀及
びＶ族金属を含むチタンとアルミニウムの合金の窒化物
からなる第２の導電膜を有してなる金属配線を具備して
いる本発明による半導体装置によって達成される。
ミニウムを主成分とし主たる導電層となる第１の導電膜
の下面部と上面部の両方若しくは何れか一方に、チタン
とアルミニウムの合金の窒化物からなる第２の導電膜を
有してなる金属配線を具備している本発明による半導体
装置、若しくは、アルミニウムを主成分とし主たる導電
層となる第１の導電膜の下面部と上面部の両方若しくは
何れか一方に、銀及びＶ族金属を含むチタンとアルミニ
ウムの合金からなる第２の導電膜を有してなる金属配線
を具備している本発明による半導体装置、若しくは、ア
ルミニウムを主成分とし主たる導電層となる第１の導電
膜の下面部と上面部の両方若しくは何れか一方に、銀及
びＶ族金属を含むチタンとアルミニウムの合金の窒化物
からなる第２の導電膜を有してなる金属配線を具備して
いる本発明による半導体装置によって達成される。
【００１０】
【作用】即ち、本発明に係る第１の構造においては、Al
配線の拡散防止膜（バリアメタル）や反射防止膜に、従
来用いていたTiN に代えてAl-Ti 合金の窒化物を用い
る。これによって熱処理に際しての、TiN と、Alを主成
分とする主配線材料との合金化は大幅に軽減され、Al配
線の延性は確保され、且つ配線抵抗の増大も防止され
る。また拡散防止膜や反射防止膜等の表面の酸化も防止
されるので、配線抵抗やコンタクト抵抗の増大も防止さ
れる。
配線の拡散防止膜（バリアメタル）や反射防止膜に、従
来用いていたTiN に代えてAl-Ti 合金の窒化物を用い
る。これによって熱処理に際しての、TiN と、Alを主成
分とする主配線材料との合金化は大幅に軽減され、Al配
線の延性は確保され、且つ配線抵抗の増大も防止され
る。また拡散防止膜や反射防止膜等の表面の酸化も防止
されるので、配線抵抗やコンタクト抵抗の増大も防止さ
れる。
【００１１】また、本発明に係る第２の構造において
は、Al配線の下面部及び上面部の両方若しくは何れか一
方に、拡散防止、濡れ性向上、反射防止等の目的で設け
られるAl−Ti合金膜に少量の銀(Ag)とＶ族元素例えばニ
オブ(Nb), バナジウム(V) 等を加える。Al−Ti合金膜
は、Agの添加によりAl−Ti合金自体の硬さが軽減し延性
を生じて、配線の剥離、亀裂等が防止され、またＶ族元
素の添加により耐酸化性が増して加熱時の表面酸化が回
避されて配線抵抗やコンタクト抵抗の増大が防止され
る。
は、Al配線の下面部及び上面部の両方若しくは何れか一
方に、拡散防止、濡れ性向上、反射防止等の目的で設け
られるAl−Ti合金膜に少量の銀(Ag)とＶ族元素例えばニ
オブ(Nb), バナジウム(V) 等を加える。Al−Ti合金膜
は、Agの添加によりAl−Ti合金自体の硬さが軽減し延性
を生じて、配線の剥離、亀裂等が防止され、またＶ族元
素の添加により耐酸化性が増して加熱時の表面酸化が回
避されて配線抵抗やコンタクト抵抗の増大が防止され
る。
【００１２】また、本発明に係る第３の構造において
は、Al配線の下面部及び上面部の両方若しくは何れか一
方に拡散防止、濡れ性向上、反射防止等の目的で設けら
れるAl−Ti合金の窒化物膜にAg及びＶ族元素を少量添加
する。これにより第２の構造と同様にAl−Ti合金の窒化
物膜は硬度が減じて延性を生じ、配線の剥離、亀裂が防
止されると共に、Al−Ti合金の窒化物膜の耐酸化性が増
して加熱時の表面酸化が回避されて配線抵抗やコンタク
ト抵抗の増大が防止される。
は、Al配線の下面部及び上面部の両方若しくは何れか一
方に拡散防止、濡れ性向上、反射防止等の目的で設けら
れるAl−Ti合金の窒化物膜にAg及びＶ族元素を少量添加
する。これにより第２の構造と同様にAl−Ti合金の窒化
物膜は硬度が減じて延性を生じ、配線の剥離、亀裂が防
止されると共に、Al−Ti合金の窒化物膜の耐酸化性が増
して加熱時の表面酸化が回避されて配線抵抗やコンタク
ト抵抗の増大が防止される。
【００１３】
【実施例】以下本発明を、実施例について、製造方法に
従って具体的に説明する。本発明の請求項１に係る多層
配線構造の半導体装置は、例えば、次に図１の製造工程
断面図を参照し、一実施例について説明する方法により
形成される。
従って具体的に説明する。本発明の請求項１に係る多層
配線構造の半導体装置は、例えば、次に図１の製造工程
断面図を参照し、一実施例について説明する方法により
形成される。
【００１４】図１(a) 参照 即ち、不純物拡散層２が形成されたSi基板１上に例えば
厚さ１μｍ程度のSiO2等からなる下層絶縁膜３が形成さ
れた被処理基板を用い、先ず、通常の方法により下層絶
縁膜３に不純物拡散層２を表出する例えば１μｍ□程度
のコンタクトホール４を形成する。
厚さ１μｍ程度のSiO2等からなる下層絶縁膜３が形成さ
れた被処理基板を用い、先ず、通常の方法により下層絶
縁膜３に不純物拡散層２を表出する例えば１μｍ□程度
のコンタクトホール４を形成する。
【００１５】図１(b) 参照 次いで、上記コンタクトホールの内面を含む基板上に、
スパッタ法により、Alの拡散阻止膜となる厚さ2000Å程
度の第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを形成する。
スパッタ法により、Alの拡散阻止膜となる厚さ2000Å程
度の第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを形成する。
【００１６】スパッタ条件は例えば下記の通りとする。 スパッタターゲット Ti:Al＝3:1 合金（重量比）
ターゲット アルゴン(Ar)流量 80 sccm 窒素(N2)流量 50 sccm 圧力 20 mTorr 堆積温度 200 ℃ スパッタパワー 1.0 KW 次いでN2雰囲気中、500 ℃で15分程度アニールを施し、
上記第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを緻密化し拡散
阻止効果を高める。
ターゲット アルゴン(Ar)流量 80 sccm 窒素(N2)流量 50 sccm 圧力 20 mTorr 堆積温度 200 ℃ スパッタパワー 1.0 KW 次いでN2雰囲気中、500 ℃で15分程度アニールを施し、
上記第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを緻密化し拡散
阻止効果を高める。
【００１７】図１(c) 参照 次いで、上記第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを有す
るコンタクトホール４内を含む基板上に、主導電層とな
る例えば厚さ１μｍ程度の第１層Al-5%Si 合金膜5Bを、
高温スパッタ法により形成する。
るコンタクトホール４内を含む基板上に、主導電層とな
る例えば厚さ１μｍ程度の第１層Al-5%Si 合金膜5Bを、
高温スパッタ法により形成する。
【００１８】スパッタ条件は例えば下記の通りとする。 スパッタターゲット Al-5%Si合金（重量比）ター
ゲット Ar流量 50 sccm 圧力 20 mTorr スパッタパワー 10 KW 堆積温度 500 ℃ ここで、堆積温度がAlの融点に近いことによりAl-5%Si
合金は物質移動を起こすが、その際、第１層Ti-Al 合金
窒化物下敷き膜5Aが第１層Al-5%Si 合金との濡れ性を有
する親和膜として機能するので、第１層Al-5%Si 合金膜
5Bは図示のようにコンタクトホール４内にもほぼ平坦に
充填されて成膜される。
ゲット Ar流量 50 sccm 圧力 20 mTorr スパッタパワー 10 KW 堆積温度 500 ℃ ここで、堆積温度がAlの融点に近いことによりAl-5%Si
合金は物質移動を起こすが、その際、第１層Ti-Al 合金
窒化物下敷き膜5Aが第１層Al-5%Si 合金との濡れ性を有
する親和膜として機能するので、第１層Al-5%Si 合金膜
5Bは図示のようにコンタクトホール４内にもほぼ平坦に
充填されて成膜される。
【００１９】なお、下敷き膜5Aは予めTiとAlが合金化さ
れた第１層Ti-Al 合金窒化物膜5Aよりなるために、上記
第１層Al-5%Si 合金膜5Bの高温堆積に際してTiとAlの合
金化が更に進むことはなく、第１層Al-5%Si 合金膜5Bの
組成はそのまま保たれ、延性は充分に維持される。
れた第１層Ti-Al 合金窒化物膜5Aよりなるために、上記
第１層Al-5%Si 合金膜5Bの高温堆積に際してTiとAlの合
金化が更に進むことはなく、第１層Al-5%Si 合金膜5Bの
組成はそのまま保たれ、延性は充分に維持される。
【００２０】Ti-Al 合金の窒化物はTiN に比べて耐酸化
性が高いので、上記高温スパッタ工程において第１層Ti
-Al 合金窒化物下敷き膜5A表面の酸化は殆ど生じない。 図１(d) 参照 次いで、上記第１層Al-5%Si 合金膜5B上に、第１層Ti-A
l 合金窒化物下敷き膜5Aと同一の組成を有し反射防止膜
として機能する厚さ1000Å程度の第１層Ti-Al合金窒化
物キャップ膜5Cを成膜する。成膜条件は第１層Ti-Al 合
金窒化物下敷き膜5Aの場合と同様でよい。
性が高いので、上記高温スパッタ工程において第１層Ti
-Al 合金窒化物下敷き膜5A表面の酸化は殆ど生じない。 図１(d) 参照 次いで、上記第１層Al-5%Si 合金膜5B上に、第１層Ti-A
l 合金窒化物下敷き膜5Aと同一の組成を有し反射防止膜
として機能する厚さ1000Å程度の第１層Ti-Al合金窒化
物キャップ膜5Cを成膜する。成膜条件は第１層Ti-Al 合
金窒化物下敷き膜5Aの場合と同様でよい。
【００２１】図１(e) 参照 次いで、通常のフオトリソグラフィー手段を用い上記第
１層Ti-Al 合金窒化物キャップ膜5C、第１層Al-5%Si 合
金膜5B及び第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを一括パ
ターニングし、第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5A、第
１層Al-5%Si 合金膜5B、第１層Ti-Al 合金窒化物キャッ
プ膜5Cが順次積層されてなる第１層Al配線５を形成す
る。
１層Ti-Al 合金窒化物キャップ膜5C、第１層Al-5%Si 合
金膜5B及び第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5Aを一括パ
ターニングし、第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜5A、第
１層Al-5%Si 合金膜5B、第１層Ti-Al 合金窒化物キャッ
プ膜5Cが順次積層されてなる第１層Al配線５を形成す
る。
【００２２】図１(f) 参照 次いで、上記第１層Al配線５形成面上に通常の方法によ
り例えばPSG よりなる厚さ１μｍ程度の層間絶縁膜６を
形成し、この層間絶縁膜６に例えば１μｍ□程度のビア
ホール７を形成した後、第１層配線の場合と同様な条件
により前記ビアホール７の内面を含む層間絶縁膜６上に
Alとの親和膜として機能する厚さ1000Å程度の第２層Ti
-Al 合金窒化物膜8Aを成膜し、次いで主導電層となる例
えば厚さ１μｍ程度の第２層Al-5%Si 合金膜5Bを成膜
し、次いで反射防止膜として機能する厚さ1000Å程度の
第２層Ti-Al 合金窒化物キャップ膜8Cを成膜し、これら
を一括パターニングして、第２層Ti-Al 合金窒化物膜8
A、第２層Al-5%Si 合金膜5B、第２層Ti-Al 合金窒化物
キャップ膜8Cが順次積層されてなる第２層Al配線８を形
成し、請求項１に記載する本発明に係る多層配線構造が
構成される。
り例えばPSG よりなる厚さ１μｍ程度の層間絶縁膜６を
形成し、この層間絶縁膜６に例えば１μｍ□程度のビア
ホール７を形成した後、第１層配線の場合と同様な条件
により前記ビアホール７の内面を含む層間絶縁膜６上に
Alとの親和膜として機能する厚さ1000Å程度の第２層Ti
-Al 合金窒化物膜8Aを成膜し、次いで主導電層となる例
えば厚さ１μｍ程度の第２層Al-5%Si 合金膜5Bを成膜
し、次いで反射防止膜として機能する厚さ1000Å程度の
第２層Ti-Al 合金窒化物キャップ膜8Cを成膜し、これら
を一括パターニングして、第２層Ti-Al 合金窒化物膜8
A、第２層Al-5%Si 合金膜5B、第２層Ti-Al 合金窒化物
キャップ膜8Cが順次積層されてなる第２層Al配線８を形
成し、請求項１に記載する本発明に係る多層配線構造が
構成される。
【００２３】そして、以後、図示しないが、被覆絶縁膜
の形成等がなされて半導体装置が完成する。以上のよう
にして形成される半導体装置の多層配線においては、拡
散防止膜或いはAlに対する親和膜になる下敷き膜5A、8A
等が予め合金化されたTi-Al 合金の窒化物からなるた
め、その上に主導電層となるAl-5%Si 合金膜5B、8B等を
高温スパッタ法で形成する際にTiとAlの合金化が進行せ
ず配線の延性は充分に維持されると共に、下敷き膜5A、
8A等の表面の酸化もほぼ回避されるので配線抵抗やコン
タクト抵抗の増大もほぼ防止される。
の形成等がなされて半導体装置が完成する。以上のよう
にして形成される半導体装置の多層配線においては、拡
散防止膜或いはAlに対する親和膜になる下敷き膜5A、8A
等が予め合金化されたTi-Al 合金の窒化物からなるた
め、その上に主導電層となるAl-5%Si 合金膜5B、8B等を
高温スパッタ法で形成する際にTiとAlの合金化が進行せ
ず配線の延性は充分に維持されると共に、下敷き膜5A、
8A等の表面の酸化もほぼ回避されるので配線抵抗やコン
タクト抵抗の増大もほぼ防止される。
【００２４】また、請求項２に係る本発明の構造におい
ては、例えば第１層配線及び第２層配線とも、上記実施
例に示した下敷き膜5A及び8Aとキャップ膜5C及び8Cが、
例えばTi:Al:Ag:Nb=3:1:0.5:0.5 （重量比）組成を有す
る Ti-Al-Ag-Nb合金膜により形成される。
ては、例えば第１層配線及び第２層配線とも、上記実施
例に示した下敷き膜5A及び8Aとキャップ膜5C及び8Cが、
例えばTi:Al:Ag:Nb=3:1:0.5:0.5 （重量比）組成を有す
る Ti-Al-Ag-Nb合金膜により形成される。
【００２５】また、前記実施例の5B及び8Bに対応する主
導電層は、前記実施例と同様にAl-5%Si 合金膜によって
形成される。上記 Ti-Al-Ag-Nb合金膜による下敷き膜及
びキャップ膜はスパッタ法により形成され、その成膜条
件は例えば次の通りで、膜厚は例えば前記実施例と同様
にする。
導電層は、前記実施例と同様にAl-5%Si 合金膜によって
形成される。上記 Ti-Al-Ag-Nb合金膜による下敷き膜及
びキャップ膜はスパッタ法により形成され、その成膜条
件は例えば次の通りで、膜厚は例えば前記実施例と同様
にする。
【００２６】 スパッタターゲット Ti:Al:Ag:Nb=3:1:0.5:0.5 合
金（重量比） Ar流量 80 sccm 圧力 20 mTorr 堆積温度 200 ℃ スパッタパワー 1.0 KW また、主導電層には例えばAl-5%Si 合金膜が用いられ、
その成膜条件、厚さ及び、絶縁膜の厚さ等は前記実施例
と同様に形成される。
金（重量比） Ar流量 80 sccm 圧力 20 mTorr 堆積温度 200 ℃ スパッタパワー 1.0 KW また、主導電層には例えばAl-5%Si 合金膜が用いられ、
その成膜条件、厚さ及び、絶縁膜の厚さ等は前記実施例
と同様に形成される。
【００２７】この構造においては、下敷き膜及びキャッ
プ膜に Ti-Al合金が用いられることによりこれらの膜中
のTiと主導電層を構成するAl-5%Si 合金膜中のAlとの合
金化は起こらずAl-5%Si 合金膜の延性が維持されると共
に、Agの添加によりTi-Al 合金自体も軟化して下敷き膜
及びキャップ膜にも延性を生ずるので、延性不足による
配線の剥離や亀裂は完全に防止される。またＶ族元素で
ある例えばNbの添加によりTi-Al 合金の耐酸化性が大幅
に増すので、高温加熱時の下敷き膜及びキャップ膜表面
の酸化は完全に回避され、配線抵抗やコンタクト抵抗の
増大は防止される。 更にまた、請求項３に係る本発明
の構造においては、例えば第１層配線及び第２層配線と
も、前記実施例に示した下敷き膜5A及び8Aとキャップ膜
5C及び8Cが、例えば厚さ1000〜2000Å程度のTi:Al:Ag:N
b=3:1:0.5:0.5 （重量比）組成を有する Ti-Al-Ag-Nb合
金の窒化物膜により形成され、主導電層は例えば厚さ１
μｍ程度のAl-5%Si 合金膜によって構成される。また絶
縁膜の厚さは例えば総て１μｍ程度に形成される。
プ膜に Ti-Al合金が用いられることによりこれらの膜中
のTiと主導電層を構成するAl-5%Si 合金膜中のAlとの合
金化は起こらずAl-5%Si 合金膜の延性が維持されると共
に、Agの添加によりTi-Al 合金自体も軟化して下敷き膜
及びキャップ膜にも延性を生ずるので、延性不足による
配線の剥離や亀裂は完全に防止される。またＶ族元素で
ある例えばNbの添加によりTi-Al 合金の耐酸化性が大幅
に増すので、高温加熱時の下敷き膜及びキャップ膜表面
の酸化は完全に回避され、配線抵抗やコンタクト抵抗の
増大は防止される。 更にまた、請求項３に係る本発明
の構造においては、例えば第１層配線及び第２層配線と
も、前記実施例に示した下敷き膜5A及び8Aとキャップ膜
5C及び8Cが、例えば厚さ1000〜2000Å程度のTi:Al:Ag:N
b=3:1:0.5:0.5 （重量比）組成を有する Ti-Al-Ag-Nb合
金の窒化物膜により形成され、主導電層は例えば厚さ１
μｍ程度のAl-5%Si 合金膜によって構成される。また絶
縁膜の厚さは例えば総て１μｍ程度に形成される。
【００２８】この構造の形成に際して、 Ti-Al-Ag-Nb合
金の窒化物よりなる下敷き膜及びキャップ膜をスパッタ
成膜する条件は、例えば下記の通りである。 スパッタターゲット Ti:Al:Ag:Nb=3:1:0.5:0.5 合
金（重量比） Ar流量 80 sccm N2流量 20 sccm 圧力 20 mTorr 堆積温度 200 ℃ スパッタパワー 1.0 KW 主導電層であるAl-5%Si 合金膜の成膜条件は、前記実施
例と同様である。
金の窒化物よりなる下敷き膜及びキャップ膜をスパッタ
成膜する条件は、例えば下記の通りである。 スパッタターゲット Ti:Al:Ag:Nb=3:1:0.5:0.5 合
金（重量比） Ar流量 80 sccm N2流量 20 sccm 圧力 20 mTorr 堆積温度 200 ℃ スパッタパワー 1.0 KW 主導電層であるAl-5%Si 合金膜の成膜条件は、前記実施
例と同様である。
【００２９】この構造においては、下敷き膜及びキャッ
プ膜に Ti-Al合金の窒化物が用いられることによりこれ
らの膜中のTiと主導電層を構成するAl-5%Si 合金膜中の
Alとの合金化反応は全く起こらずAl-5%Si 合金膜の延性
が維持されると共に、Agの添加によりTi-Al 合金窒化物
自体も軟化して下敷き膜及びキャップ膜にも延性を生ず
るので、延性不足による配線の剥離や亀裂は完全に防止
される。またＶ族元素である例えばNbの添加によりTi-A
l 合金窒化物の耐酸化性が極度に増すので、高温加熱時
の下敷き膜及びキャップ膜表面の酸化は完全に回避さ
れ、配線抵抗やコンタクト抵抗の増大は防止される。
プ膜に Ti-Al合金の窒化物が用いられることによりこれ
らの膜中のTiと主導電層を構成するAl-5%Si 合金膜中の
Alとの合金化反応は全く起こらずAl-5%Si 合金膜の延性
が維持されると共に、Agの添加によりTi-Al 合金窒化物
自体も軟化して下敷き膜及びキャップ膜にも延性を生ず
るので、延性不足による配線の剥離や亀裂は完全に防止
される。またＶ族元素である例えばNbの添加によりTi-A
l 合金窒化物の耐酸化性が極度に増すので、高温加熱時
の下敷き膜及びキャップ膜表面の酸化は完全に回避さ
れ、配線抵抗やコンタクト抵抗の増大は防止される。
【００３０】なお、本発明において、Ti-Al 合金或いは
Ti-Al 合金窒化物に添加されるＶ族元素は、前記実施例
に示したNbに限らず、バナジウム(V) 或いはタンタル(T
a)でも同様の効果を生ずる。
Ti-Al 合金窒化物に添加されるＶ族元素は、前記実施例
に示したNbに限らず、バナジウム(V) 或いはタンタル(T
a)でも同様の効果を生ずる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ti
或いはTiN をAlの拡散防止膜、配線平坦化のためのAlの
親和膜、配線のパターニング精度向上のための反射防止
膜等に用いる多層Al配線構造の半導体装置において、各
層のAl配線の延性を増して配線の剥離や亀裂を防止し、
且つ配線抵抗及びコンタクト抵抗の増大を防止すること
ができる。従って本発明は、多層配線構造の半導体装置
の歩留り及び信頼性の向上に寄与するところが大きい。
或いはTiN をAlの拡散防止膜、配線平坦化のためのAlの
親和膜、配線のパターニング精度向上のための反射防止
膜等に用いる多層Al配線構造の半導体装置において、各
層のAl配線の延性を増して配線の剥離や亀裂を防止し、
且つ配線抵抗及びコンタクト抵抗の増大を防止すること
ができる。従って本発明は、多層配線構造の半導体装置
の歩留り及び信頼性の向上に寄与するところが大きい。
【図１】 本発明の一実施例の製造工程断面図
１ Si基板 ２ 不純物拡散層 ３ 下層絶縁膜 ４ コンタクトホール ５ 第１層Al配線 5A 第１層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜 5B 第１層Al-5%Si 合金膜 5C 第１層Ti-Al 合金窒化物キャップ膜 ６ 層間絶縁膜 ７ ビアホール ８ 第２層Al配線 8A 第２層Ti-Al 合金窒化物下敷き膜 8B 第２層Al-5%Si 合金膜 8C 第２層Ti-Al 合金窒化物キャップ膜
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウムを主成分とし主たる導電層
となる第１の導電膜の下面部と上面部の両方若しくは何
れか一方に、チタンとアルミニウムの合金の窒化物から
なる第２の導電膜を有してなる金属配線を具備している
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 アルミニウムを主成分とし主たる導電層
となる第１の導電膜の下面部と上面部の両方若しくは何
れか一方に、銀及びＶ族元素を含むチタンとアルミニウ
ムの合金からなる第２の導電膜を有してなる金属配線を
具備していることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 アルミニウムを主成分とし主たる導電層
となる第１の導電膜の下面部と上面部の両方若しくは何
れか一方に、銀及びＶ族元素を含むチタンとアルミニウ
ムの合金の窒化物からなる第２の導電膜を有してなる金
属配線を具備していることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253692A JPH05343401A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253692A JPH05343401A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343401A true JPH05343401A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15542593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15253692A Withdrawn JPH05343401A (ja) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343401A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474953B1 (ko) * | 1995-02-28 | 2005-05-18 | 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 반도체장치및그제조방법 |
| WO2011043120A1 (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2012248795A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| WO2013111212A1 (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-01 | キヤノンアネルバ株式会社 | 電子部品の製造方法及び電極構造 |
-
1992
- 1992-06-12 JP JP15253692A patent/JPH05343401A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100474953B1 (ko) * | 1995-02-28 | 2005-05-18 | 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 반도체장치및그제조방법 |
| WO2011043120A1 (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2011082254A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| CN102549728A (zh) * | 2009-10-05 | 2012-07-04 | 住友电气工业株式会社 | 制造半导体器件的方法 |
| US8846531B2 (en) | 2009-10-05 | 2014-09-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing an ohmic electrode containing titanium, aluminum and silicon on a silicon carbide surface |
| CN102549728B (zh) * | 2009-10-05 | 2015-06-03 | 住友电气工业株式会社 | 制造半导体器件的方法 |
| JP2012248795A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| US9147798B2 (en) | 2011-05-31 | 2015-09-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same |
| WO2013111212A1 (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-01 | キヤノンアネルバ株式会社 | 電子部品の製造方法及び電極構造 |
| KR20140107690A (ko) * | 2012-01-24 | 2014-09-04 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 전자부품 제조방법 및 전극구조 |
| US9437702B2 (en) | 2012-01-24 | 2016-09-06 | Canon Anelva Corporation | Electronic component manufacturing method and electrode structure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |