JPH1197444A - 半導体基板配線のバリア層 - Google Patents
半導体基板配線のバリア層Info
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- JPH1197444A JPH1197444A JP27049297A JP27049297A JPH1197444A JP H1197444 A JPH1197444 A JP H1197444A JP 27049297 A JP27049297 A JP 27049297A JP 27049297 A JP27049297 A JP 27049297A JP H1197444 A JPH1197444 A JP H1197444A
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- barrier layer
- wiring
- semiconductor substrate
- alloy
- barrier
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配線材料との接合が強く、且つ比抵抗（ρ）
が低い材料を用い、絶縁膜の間で生じる相互拡散を防止
できる半導体基板配線のバリア層を提供すること。 【解決手段】 半導体基板に設けた配線層と該配線層に
隣接する絶縁膜との間に設けられ、該配線層１２と該Ｓ
ｉＯ2の絶縁膜１０の間で生じる相互拡散を防止するバ
リア層１１であって、該バリア層１１はＢ（ボロン）を
含有するＮｉ（ニッケル）合金材からなることを特徴と
する。
が低い材料を用い、絶縁膜の間で生じる相互拡散を防止
できる半導体基板配線のバリア層を提供すること。 【解決手段】 半導体基板に設けた配線層と該配線層に
隣接する絶縁膜との間に設けられ、該配線層１２と該Ｓ
ｉＯ2の絶縁膜１０の間で生じる相互拡散を防止するバ
リア層１１であって、該バリア層１１はＢ（ボロン）を
含有するＮｉ（ニッケル）合金材からなることを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板に設けた
配線と該配線に隣接する絶縁膜との間に設けられ、該配
線と該絶縁膜の間で生じる相互拡散を防止するバリア層
に関するものである。
配線と該配線に隣接する絶縁膜との間に設けられ、該配
線と該絶縁膜の間で生じる相互拡散を防止するバリア層
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体基板の配線材料には、アル
ミニウム又はアルミニウム合金が用いられている。アル
ミニウム又はアルミニウム合金は電気比抵抗（ρ）が約
３μΩｃｍと大きく、ＩＣの集積密度が高くなると、例
えば１Ｇ以上になると、配線、が細く電流容量が不足す
るという問題があり、ストレスマイグレーション、エレ
クトロニクスマイグレーションが発生、極端な場合は配
線が断線するという問題があった。
ミニウム又はアルミニウム合金が用いられている。アル
ミニウム又はアルミニウム合金は電気比抵抗（ρ）が約
３μΩｃｍと大きく、ＩＣの集積密度が高くなると、例
えば１Ｇ以上になると、配線、が細く電流容量が不足す
るという問題があり、ストレスマイグレーション、エレ
クトロニクスマイグレーションが発生、極端な場合は配
線が断線するという問題があった。
【０００３】近年、アルミニウム又はアルミニウム合金
より、電気比抵抗（ρ）が小さく（約１．７μΩｃ
ｍ）、且つ耐エレクトロニクスマイグレーション、耐ス
トレスマイグレーションの良好なＣｕが配線材料として
使用されるようになってきた。Ｃｕ材を配線材料として
用いた場合、隣接する絶縁膜、例えばＳｉＯ2と相互拡
散し、配線の電気特性を著しく低下させる。そのため従
来は、この相互拡散を防止するため、配線と絶縁膜の間
にＴｉＮ膜をバリア層として設けている。
より、電気比抵抗（ρ）が小さく（約１．７μΩｃ
ｍ）、且つ耐エレクトロニクスマイグレーション、耐ス
トレスマイグレーションの良好なＣｕが配線材料として
使用されるようになってきた。Ｃｕ材を配線材料として
用いた場合、隣接する絶縁膜、例えばＳｉＯ2と相互拡
散し、配線の電気特性を著しく低下させる。そのため従
来は、この相互拡散を防止するため、配線と絶縁膜の間
にＴｉＮ膜をバリア層として設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにバリア層にＴｉＮ材を用いた場合、該ＴｉＮ材は
バリア層を形成した後に形成される配線材料との接合が
弱く、且つ比抵抗（ρ）が高いので、本来の配線として
の材料特性が活用できないという問題があった。
ようにバリア層にＴｉＮ材を用いた場合、該ＴｉＮ材は
バリア層を形成した後に形成される配線材料との接合が
弱く、且つ比抵抗（ρ）が高いので、本来の配線として
の材料特性が活用できないという問題があった。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、配線材料との接合が強く、且つ比抵抗（ρ）が低い
材料を用い、絶縁膜の間で生じる相互拡散を防止できる
半導体基板配線のバリア層を提供することを目的とす
る。
で、配線材料との接合が強く、且つ比抵抗（ρ）が低い
材料を用い、絶縁膜の間で生じる相互拡散を防止できる
半導体基板配線のバリア層を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、半導体基板に設けた配線と該
配線に隣接する絶縁膜との間に設けられ、該配線と該絶
縁膜の間で生じる相互拡散を防止するバリア層であっ
て、該バリア層はＢを含有するＮｉ合金材からなること
を特徴とする。
請求項１に記載の発明は、半導体基板に設けた配線と該
配線に隣接する絶縁膜との間に設けられ、該配線と該絶
縁膜の間で生じる相互拡散を防止するバリア層であっ
て、該バリア層はＢを含有するＮｉ合金材からなること
を特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の半導体基板配線のバリア層において、Ｎｉ合金
材がｆｃｃ結晶構造（最密充填結晶構造）を保持してい
ることを特徴とする。
に記載の半導体基板配線のバリア層において、Ｎｉ合金
材がｆｃｃ結晶構造（最密充填結晶構造）を保持してい
ることを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の半導体基板配線のバリア層において、Ｎｉ合金
材のＢの含有率が０．０１ａｔ％〜１０ａｔ％であるこ
とを特徴とする。
に記載の半導体基板配線のバリア層において、Ｎｉ合金
材のＢの含有率が０．０１ａｔ％〜１０ａｔ％であるこ
とを特徴とする。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
又は３に記載の半導体基板配線のバリア層において、該
バリア層の厚さが１００Å以上であることを特徴とす
る。
又は３に記載の半導体基板配線のバリア層において、該
バリア層の厚さが１００Å以上であることを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項２
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層は無電解メッキで形成されたことを特徴
とする。
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層は無電解メッキで形成されたことを特徴
とする。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項２
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層は電解メッキで形成されたことを特徴と
する。
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層は電解メッキで形成されたことを特徴と
する。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、請求項２
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層はスパッタ法で形成されたことを特徴と
する。
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層はスパッタ法で形成されたことを特徴と
する。
【００１３】また、請求項８に記載の発明は、請求項２
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層はＣＶＤ法で形成されたことを特徴とす
る。
又は３又は４に記載の半導体基板配線のバリア層におい
て、該バリア層はＣＶＤ法で形成されたことを特徴とす
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の半導体基板配線
のバリア層の構成例を示す図である。図示するように、
半導体基板の上に形成した絶縁膜であるＳｉＯ2膜１０
に形成された溝の内面にバリア層１１を形成し、該バリ
ア層１１で囲まれた溝にＣｕ又はＣｕ合金の配線層１２
を形成する。バリア層１１はＢを含有するＮｉ合金材
（Ｎｉ−Ｂ合金材）からなる。
面に基づいて説明する。図１は本発明の半導体基板配線
のバリア層の構成例を示す図である。図示するように、
半導体基板の上に形成した絶縁膜であるＳｉＯ2膜１０
に形成された溝の内面にバリア層１１を形成し、該バリ
ア層１１で囲まれた溝にＣｕ又はＣｕ合金の配線層１２
を形成する。バリア層１１はＢを含有するＮｉ合金材
（Ｎｉ−Ｂ合金材）からなる。
【００１５】ここで上記Ｎｉ−Ｂ合金材のＢの含有率が
１０ａｔ％とする。Ｂの含有率が１０ａｔ％ではアニー
ル前後においてもＮｉ−Ｂ合金材はｆｃｃの結晶構造を
有し、配線層１２の材料であるＣｕのバリアとしての機
能を有する。ここでＢの含有率を１０ａｔ％以上とする
と、バリア層１１の厚さに関係なく、アニール前後でそ
の構造がｆｃｃの結晶構造でなく（アニール前はアモル
ファス（非晶質）、アニール後は金属間化合物）、Ｃｕ
のバリア材としての機能を有しない。
１０ａｔ％とする。Ｂの含有率が１０ａｔ％ではアニー
ル前後においてもＮｉ−Ｂ合金材はｆｃｃの結晶構造を
有し、配線層１２の材料であるＣｕのバリアとしての機
能を有する。ここでＢの含有率を１０ａｔ％以上とする
と、バリア層１１の厚さに関係なく、アニール前後でそ
の構造がｆｃｃの結晶構造でなく（アニール前はアモル
ファス（非晶質）、アニール後は金属間化合物）、Ｃｕ
のバリア材としての機能を有しない。
【００１６】Ｎｉ−Ｂ合金材とＴｉＮ合金材との比抵抗
（ρ）は下記の通りであり、Ｎｉ−Ｂ合金材の方がＴｉ
Ｎ合金材と比較して小さく、バリア層１１の材料として
適している。 ＴｉＮ １００μΩｃｍ〜２００μΩｃｍ Ｎｉ−Ｂ １０μΩｃｍ〜２０μΩｃｍ
（ρ）は下記の通りであり、Ｎｉ−Ｂ合金材の方がＴｉ
Ｎ合金材と比較して小さく、バリア層１１の材料として
適している。 ＴｉＮ １００μΩｃｍ〜２００μΩｃｍ Ｎｉ−Ｂ １０μΩｃｍ〜２０μΩｃｍ
【００１７】また、Ｎｉ−Ｂ合金材はその構造がｆｃｃ
結晶構造であり、構造が金属間化合物であるＴｉＮ合金
材と比較して、配線材であるＣｕとの接合力が強く、バ
リア層１１を構成する材料として好適である。
結晶構造であり、構造が金属間化合物であるＴｉＮ合金
材と比較して、配線材であるＣｕとの接合力が強く、バ
リア層１１を構成する材料として好適である。
【００１８】また、上記Ｎｉ−Ｂ合金材のＢの含有率が
０．０１ａｔ％〜１０ａｔ％であれば、ｆｃｃの結晶構
造を維持し、バリア材として使用できることは確認して
いる。また、上記バリア層１１の厚さは１００Å以上と
し、無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法で形成する。無電解メッキの場合は、例えば、Ｎ
ｉＳｏ4・６Ｈ2Ｏ＋ＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）
のメッキ液を用い温度８０℃で行う。
０．０１ａｔ％〜１０ａｔ％であれば、ｆｃｃの結晶構
造を維持し、バリア材として使用できることは確認して
いる。また、上記バリア層１１の厚さは１００Å以上と
し、無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法で形成する。無電解メッキの場合は、例えば、Ｎ
ｉＳｏ4・６Ｈ2Ｏ＋ＤＭＡＢ（ジメチルアミンボラン）
のメッキ液を用い温度８０℃で行う。
【００１９】配線層１２は無電解メッキ又は電解メッキ
で形成する。そのメッキ液の元素・イオン、化学種、成
分等の例を図２に示す。なお、図２において、電解メッ
キのメッキ液において、添加剤は非イオン系界面活性剤
であり、塩素イオンは添加剤の分解抑制用である。ま
た、ＥＤＴＡ・４Ｎａ（エチレンジアミン四酢酸ナトリ
ウム）はＣｕと安定するキレート化合物（配位子による
錯化合物）を形成し、電解メッキ液で削除可能である。
また、無電解メッキ液において、ＮａＯＨとホルマリン
は還元剤として供給する。電解メッキ及び無電解メッキ
は図３に示す条件で行う。
で形成する。そのメッキ液の元素・イオン、化学種、成
分等の例を図２に示す。なお、図２において、電解メッ
キのメッキ液において、添加剤は非イオン系界面活性剤
であり、塩素イオンは添加剤の分解抑制用である。ま
た、ＥＤＴＡ・４Ｎａ（エチレンジアミン四酢酸ナトリ
ウム）はＣｕと安定するキレート化合物（配位子による
錯化合物）を形成し、電解メッキ液で削除可能である。
また、無電解メッキ液において、ＮａＯＨとホルマリン
は還元剤として供給する。電解メッキ及び無電解メッキ
は図３に示す条件で行う。
【００２０】図４はＮｉ−Ｂ合金膜のＸ線解析測定結果
を示す図である。図示するように、Ｂの組成が３．２ａ
ｔ％では堆積時（アニール前）及び４００℃のアニール
後共にＮｉ−Ｂ合金のｆｃｃ結晶構造で、バリア性能を
有する。しかし、Ｂの組成が１３．５ａｔ％、２０．０
ａｔ％ではアニール前は非晶質、４００℃でのアニール
後はＮｉ＋Ｎｉ3Ｂ（金属間化合物）となり、共にバリ
ア性を有しない。
を示す図である。図示するように、Ｂの組成が３．２ａ
ｔ％では堆積時（アニール前）及び４００℃のアニール
後共にＮｉ−Ｂ合金のｆｃｃ結晶構造で、バリア性能を
有する。しかし、Ｂの組成が１３．５ａｔ％、２０．０
ａｔ％ではアニール前は非晶質、４００℃でのアニール
後はＮｉ＋Ｎｉ3Ｂ（金属間化合物）となり、共にバリ
ア性を有しない。
【００２１】図５乃至図８はそれぞれＮｉ−Ｂ合金膜の
バリア性を確認するための解析結果である。図５はＣｕ
板の上に厚さ０．５８μｍのＡｇ膜を形成し、その上に
Ｂを４．２ａｔ％含有する厚さ０．１８μｍのＮｉ−Ｂ
合金膜を形成したものでの解析結果であり、図５（ａ）
及び（ｂ）はスパッタリング法で表面から順次削り取
り、現れる元素の割合を解析した結果であり、図５
（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電子分光分析）で解析
した結果を示す。また、図５（ａ）は堆積時（アニール
前）を、図５（ｂ）及び（ｃ）は４００℃のアニール後
を示す。同図から明らかなように、Ｂを４．２ａｔ％含
有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した場合は、表面にＣｕが
析出することなく、Ｃｕのバリア材として優れたもので
あることがわかる。
バリア性を確認するための解析結果である。図５はＣｕ
板の上に厚さ０．５８μｍのＡｇ膜を形成し、その上に
Ｂを４．２ａｔ％含有する厚さ０．１８μｍのＮｉ−Ｂ
合金膜を形成したものでの解析結果であり、図５（ａ）
及び（ｂ）はスパッタリング法で表面から順次削り取
り、現れる元素の割合を解析した結果であり、図５
（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電子分光分析）で解析
した結果を示す。また、図５（ａ）は堆積時（アニール
前）を、図５（ｂ）及び（ｃ）は４００℃のアニール後
を示す。同図から明らかなように、Ｂを４．２ａｔ％含
有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した場合は、表面にＣｕが
析出することなく、Ｃｕのバリア材として優れたもので
あることがわかる。
【００２２】図６はシリコンウエハ基板の上に厚さ０．
２μｍのＣｕ膜を形成し、その上に厚さ０．５μｍのＡ
ｇ膜を形成し、その上にＢを３．２ａｔ％含有する厚さ
０．１８μｍのＮｉ−Ｂ合金膜を形成したものでの解析
結果であり、図６（ａ）及び（ｂ）はスパッタリング法
で表面から順次削り取り、現れる元素の割合を解析した
結果であり、図６（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電子
分光分析）で解析した結果を示す。また、図６（ａ）は
堆積時（アニール前）を、図６（ｂ）及び（ｃ）は４０
０℃のアニール後を示す。同図から明らかなように、Ｂ
を３．２ａｔ％含有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した場合
は、表面にＣｕが析出することなく、Ｃｕのバリア材と
して優れたものであることがわかる。
２μｍのＣｕ膜を形成し、その上に厚さ０．５μｍのＡ
ｇ膜を形成し、その上にＢを３．２ａｔ％含有する厚さ
０．１８μｍのＮｉ−Ｂ合金膜を形成したものでの解析
結果であり、図６（ａ）及び（ｂ）はスパッタリング法
で表面から順次削り取り、現れる元素の割合を解析した
結果であり、図６（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電子
分光分析）で解析した結果を示す。また、図６（ａ）は
堆積時（アニール前）を、図６（ｂ）及び（ｃ）は４０
０℃のアニール後を示す。同図から明らかなように、Ｂ
を３．２ａｔ％含有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した場合
は、表面にＣｕが析出することなく、Ｃｕのバリア材と
して優れたものであることがわかる。
【００２３】図７はシリコンウエハ基板の上に厚さ０．
２μｍのＣｕ膜を形成し、その上に厚さ０．５μｍのＡ
ｇ膜を形成し、その上にＢを１３．５ａｔ％含有する厚
さ０．３３μｍのＮｉ−Ｂ合金膜を形成したものでの解
析結果であり、図７（ａ）及び（ｂ）はスパッタリング
法で表面から順次削り取り、現れる元素の割合を解析し
た結果であり、図７（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電
子分光分析）で解析した結果を示す。また、図７（ａ）
は堆積時（アニール前）を、図７（ｂ）及び（ｃ）は４
００℃のアニール後を示す。同図から明らかなように、
Ｂを１３．５ａｔ％含有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した
場合は、表面にＣｕが析出し、Ｃｕのバリア材として不
適切であることがわかる。
２μｍのＣｕ膜を形成し、その上に厚さ０．５μｍのＡ
ｇ膜を形成し、その上にＢを１３．５ａｔ％含有する厚
さ０．３３μｍのＮｉ−Ｂ合金膜を形成したものでの解
析結果であり、図７（ａ）及び（ｂ）はスパッタリング
法で表面から順次削り取り、現れる元素の割合を解析し
た結果であり、図７（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電
子分光分析）で解析した結果を示す。また、図７（ａ）
は堆積時（アニール前）を、図７（ｂ）及び（ｃ）は４
００℃のアニール後を示す。同図から明らかなように、
Ｂを１３．５ａｔ％含有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した
場合は、表面にＣｕが析出し、Ｃｕのバリア材として不
適切であることがわかる。
【００２４】図８はシリコンウエハ基板の上に厚さ０．
２μｍのＣｕ膜を形成し、その上に厚さ０．５μｍのＡ
ｇ膜を形成し、その上にＢを１２．２ａｔ％含有する厚
さ０．５９μｍのＮｉ−Ｂ合金膜を形成したものでの解
析結果であり、図８（ａ）及び（ｂ）はスパッタリング
法で表面から順次削り取り、現れる元素の割合を解析し
た結果であり、図８（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電
子分光分析）で解析した結果を示す。また、図８（ａ）
は堆積時（アニール前）を、図８（ｂ）及び（ｃ）は４
００℃のアニール後を示す。同図から明らかなように、
Ｂを１２．２ａｔ％含有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した
場合は、表面にＣｕが析出し、Ｃｕのバリア材として不
適切であることがわかる。
２μｍのＣｕ膜を形成し、その上に厚さ０．５μｍのＡ
ｇ膜を形成し、その上にＢを１２．２ａｔ％含有する厚
さ０．５９μｍのＮｉ−Ｂ合金膜を形成したものでの解
析結果であり、図８（ａ）及び（ｂ）はスパッタリング
法で表面から順次削り取り、現れる元素の割合を解析し
た結果であり、図８（ｃ）は表面をＡＥＳ（オージエ電
子分光分析）で解析した結果を示す。また、図８（ａ）
は堆積時（アニール前）を、図８（ｂ）及び（ｃ）は４
００℃のアニール後を示す。同図から明らかなように、
Ｂを１２．２ａｔ％含有するＮｉ−Ｂ合金膜で被覆した
場合は、表面にＣｕが析出し、Ｃｕのバリア材として不
適切であることがわかる。
【００２５】上記のようにＢの含有率が１０ａｔ％
（０．０１ａｔ％〜１０ａｔ％）であるＮｉ−Ｂ合金は
ｆｃｃ結晶構造なので、Ｃｕ配線の被覆材として使用す
ることで、従来のＴｉＮに比べて低抵抗で、Ｃｕ配線と
の接合力が強く、且つＣｕの拡散防止効果を発揮するこ
とが期待できる。従って、例えば半導体デバイスにおい
て、多層配線を形成する場合、上記Ｎｉ−Ｂ合金膜を配
線のバリア材として用いるとバリア材にＴｉＮ合金膜を
用いる従来例に比較し、比抵抗が低い配線を提供でき、
半導体デバイスの高密度化、高速化に貢献することが期
待できる。
（０．０１ａｔ％〜１０ａｔ％）であるＮｉ−Ｂ合金は
ｆｃｃ結晶構造なので、Ｃｕ配線の被覆材として使用す
ることで、従来のＴｉＮに比べて低抵抗で、Ｃｕ配線と
の接合力が強く、且つＣｕの拡散防止効果を発揮するこ
とが期待できる。従って、例えば半導体デバイスにおい
て、多層配線を形成する場合、上記Ｎｉ−Ｂ合金膜を配
線のバリア材として用いるとバリア材にＴｉＮ合金膜を
用いる従来例に比較し、比抵抗が低い配線を提供でき、
半導体デバイスの高密度化、高速化に貢献することが期
待できる。
【００２６】なお、図１では、ＳｉＯ2の絶縁膜１０に
設けられた溝内面にＮｉ−Ｂ合金膜のバリア層１１を形
成し、該内面がバリア層１１で囲まれた溝内にＣｕから
なる配線層１２を電解メッキ又は無電解メッキにより埋
め込み方式で形成する例を示したが、バリア層１１の形
状はこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示
すように配線層１２をバリア層で囲む形状であっても良
い。
設けられた溝内面にＮｉ−Ｂ合金膜のバリア層１１を形
成し、該内面がバリア層１１で囲まれた溝内にＣｕから
なる配線層１２を電解メッキ又は無電解メッキにより埋
め込み方式で形成する例を示したが、バリア層１１の形
状はこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示
すように配線層１２をバリア層で囲む形状であっても良
い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本願各請求項に記載
の発明によれば、配線と該配線に隣接する絶縁物の間に
介在させるバリア層にＢを含有するＮｉ合金材を用いる
ので、配線との接合が強く、低比抵抗（ρ）で、配線と
絶縁膜との間で生じる相互拡散を防止でき、半導体デバ
イスの高密度化、高速化に貢献することが期待できる。
の発明によれば、配線と該配線に隣接する絶縁物の間に
介在させるバリア層にＢを含有するＮｉ合金材を用いる
ので、配線との接合が強く、低比抵抗（ρ）で、配線と
絶縁膜との間で生じる相互拡散を防止でき、半導体デバ
イスの高密度化、高速化に貢献することが期待できる。
【図１】本発明の半導体基板配線のバリア層の構成例を
示す図である。
示す図である。
【図２】Ｃｕ配線を形成するメッキ液の組成例を示す図
である。
である。
【図３】Ｃｕ配線を形成するメッキ条件例を示す図であ
る。
る。
【図４】Ｎｉ−Ｂ合金膜のＸ線解析測定結果を示す図で
ある。
ある。
【図５】Ｎｉ−Ｂ合金膜のバリア性を確認するための解
析結果を示す図である。
析結果を示す図である。
【図６】Ｎｉ−Ｂ合金膜のバリア性を確認するための解
析結果を示す図である。
析結果を示す図である。
【図７】Ｎｉ−Ｂ合金膜のバリア性を確認するための解
析結果を示す図である。
析結果を示す図である。
【図８】Ｎｉ−Ｂ合金膜のバリア性を確認するための解
析結果を示す図である。
析結果を示す図である。
【図９】本発明の半導体基板配線のバリア層の他の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
１０ ＳｉＯ2膜 １１ バリア層 １２ 配線層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江澤 弘和 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 宮田 雅弘 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体基板に設けた配線と該配線に隣接
する絶縁膜との間に設けられ、該配線と該絶縁膜の間で
生じる相互拡散を防止するバリア層であって、前記バリ
ア層はＢ（ボロン）を含有するＮｉ（ニッケル）合金材
からなることを特徴とする半導体基板配線のバリア層。 - 【請求項２】 前記Ｎｉ合金材がｆｃｃ結晶構造（最密
充填結晶構造）を保持していることを特徴とする請求項
１に記載の半導体基板配線のバリア層。 - 【請求項３】 前記Ｎｉ合金材のＢの含有率が０．０１
ａｔ％〜１０ａｔ％であることを特徴とする請求項２に
記載の半導体基板配線のバリア層。 - 【請求項４】 前記バリア層の厚さが１００Å以上であ
ることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体基板
配線のバリア層。 - 【請求項５】 前記バリア層は無電解メッキで形成され
たことを特徴とする請求項２又は３又は４に記載の半導
体基板配線のバリア層。 - 【請求項６】 前記バリア層は電解メッキで形成された
ことを特徴とする請求項２又は３又は４に記載の半導体
基板配線のバリア層。 - 【請求項７】 前記バリア層はスパッタ法で形成された
ことを特徴とする請求項２又は３又は４に記載の半導体
基板配線のバリア層。 - 【請求項８】 前記バリア層はＣＶＤ法で形成されたこ
とを特徴とする請求項２又は３又は４に記載の半導体基
板配線のバリア層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27049297A JP3554665B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 半導体基板配線のバリア層及び配線構造 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27049297A JP3554665B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 半導体基板配線のバリア層及び配線構造 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197444A true JPH1197444A (ja) | 1999-04-09 |
| JP3554665B2 JP3554665B2 (ja) | 2004-08-18 |
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ID=17487041
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|---|---|---|---|
| JP27049297A Expired - Lifetime JP3554665B2 (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 半導体基板配線のバリア層及び配線構造 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3554665B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002503766A (ja) * | 1998-02-12 | 2002-02-05 | エーシーエム リサーチ，インコーポレイティド | メッキ設備及び方法 |
| KR100443514B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2004-08-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 확산방지막 형성 방법 |
| JP2006526070A (ja) * | 2003-05-09 | 2006-11-16 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 半導体工業に使用するための三成分系材料を無電解メッキする組成物 |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP27049297A patent/JP3554665B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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| JP2006526070A (ja) * | 2003-05-09 | 2006-11-16 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 半導体工業に使用するための三成分系材料を無電解メッキする組成物 |
| US7850770B2 (en) | 2003-05-09 | 2010-12-14 | Basf Aktiengesellschaft | Compositions for the currentless deposition of ternary materials for use in the semiconductor industry |
| US9062378B2 (en) | 2003-05-09 | 2015-06-23 | Basf Aktiengesellschaft | Compositions for the currentless deposition of ternary materials for use in the semiconductor industry |
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