2層Al配線におけるビアコンタクトでの界面反応

概要

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2層Al配線におけるビアホールコンタクト界面の挙動について検討した。Al表面へ反応性スパッタ法によってTiN膜を成膜すると、TiN, Al界面にAlNが生成され、ビアコンタクト抵抗が増大する。抵抗増加の抑制には、TiN/Al界面にTiバッファー層を挿入することが有効である。また、Al/Ti/Al構造では、アニール温度が450℃に上昇するとAlとTiとの反応によって界面にAl_3Ti層が形成され、ビアコンタクト抵抗は減少する。しかし、Al/TiN/Ti/Al構造の場合、アニール温度450℃以上では温度の上昇とともにビアコンタクト抵抗の増大が見られた。これは、TiN/Al界面にAlN層が形成されるためである。各ビア構造におけるビアホールのエレクトロマイグレーション耐性の評価を行ったところ、ビアコンタクト界面にバリアメタルを挿入した構造では、破断に至る前に、ビアコンタクト抵抗の増大が観察された。これはビアホール内壁でAl原子がマイグレートし、ボイドを形成するためであると思われる。
社団法人電子情報通信学会の論文
1993-08-24