Cu/metal/SiO_2/Si構造における界面での拡散・反応挙動(I) : Va遷移金属の拡散挙動(薄膜プロセス・材料,一般)
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概要
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LSIにおいて、Cu配線と層間絶縁膜との間には、優れたバリヤ特性を有するバリヤが必要不可欠である。しかしながら、これまで様々な金属がバリヤ材料として検討され、その金属固有のバリヤ性については議論してきたものの、たとえば周期律表の同族元素の化学的・物理的な特性なども加味した系統立てたバリヤ材料の検討といったものはあまり行われていない。Cu/metal/SiO_2/Si構造を配線のモデル構造と考え、それを一つの熱力学系としてとらえ、そこに生起する拡散・反応の挙動とバリヤに用いた金属の周期律表の同族元素の特性とを関連づけて検討することで、今以上に新たな、かつ有用なバリヤ材料の検討が行えると思われる。そこで本研究では、周期律表の中で、Va族金属であるV,Nb,Taにまず着目した。これらの金属の個々のバリヤ特性のみならず、同族元素としての固有の特性等も含めたバリヤ特性の検討を行った。Va族金属は、Cuと化合物を作らず、かつ固溶もしないことから、主に拡散現象が主体となるというVa族金属に固有の特性を持っている。その中で、Nbはもう一つ構造的に有用な特性を示すことが明らかとなった。Nbバリヤは、エレクトロマイグレーション耐性に有効なCu(111)面を比較的容易に優先配向させることができ、かつNb/SiO_2界面では、適度な酸化還元反応が生じることが確認され、Va族金属の中でもひときわ有用なバリヤ特性を示した。以上のことから、Va族金属は、優れたバリヤ特性を有するバリヤとなり得ることを実証した。
- 2012-10-19
著者
-
武山 真弓
北見工業大学電気電子工学科
-
野矢 厚
北見工業大学工学部電気電子工学科
-
武山 眞弓
北見工業大学電気電子工学科
-
武山 真弓
北見工業大学工学部電気電子工学科
-
野矢 厚
北見工業大学工学部
-
武山 真弓
北見工業大学工学部
-
武山 真弓
北見工業大学
-
野矢 厚
北見工業大学
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