DE19700650A1 - Metallleitungsstruktur und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Metallleitungsstruktur und Verfahren zu deren Herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitereinrichtung und insbesonde­ re auf eine für sie vorgesehene Metalleitungsstruktur sowie auf ein Ver­ fahren zu deren Herstellung. Die Metalleitungsstruktur dient zur Verbes­ serung der Betriebseigenschaften der Halbleitereinrichtung, indem einer­ seits die Diffusion von Kupfer bei einer aus Kupfer bestehenden Metalleitung unterbunden wird, und indem andererseits ein Anstieg der parasitä­ ren Kapazität verhindert wird.
Üblicherweise kommen bei der Bildung von Leitungen bei Halbleiterein­ richtungen Aluminiumfilme oder Aluminiumlegierungsfilme zum Einsatz, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ein gutes Haftvermögen auf Si­ liciumoxidfilmen aufweisen. Derartige Materialien lassen sich in einfa­ cher Weise durch Trockenätzverfahren strukturieren und sind relativ bil­ lig. Nimmt allerdings die Größe der Halbleitereinrichtungen ab, reduziert sich auch die Größe der Metalleitungen, wobei diese auch in mehreren Schichten übereinanderliegend vorhanden sein können, wenn sich deren Dichte vergrößert, so daß Stufenabdeckungen in bestimmten Teilen einer Topologie oder im Inneren eines Kontaktloches eines Kontakts bzw. im In­ neren eines Durchgangsloches mehr und mehr Bedeutung gewinnen.
Wird mit Hilfe eines konventionellen Verfahrens zur Bildung eines Metalleitungsfilms ein Aluminiumfilm oder ein Aluminiumlegierungsfilm durch Sputtern erzeugt, so ergibt sich eine relativ geringe Dicke des Metalleitungsfilms in abgebogenen Bereichen aufgrund eines Abschattungsef­ fekts, wobei dieses Problem inbesondere bei Kontaktlöchern mit einem Aspektverhältnis größer 1 stark zutage tritt. Anstelle eines solches physi­ kalischen Niederschlagsverfahrens wird deswegen häufig eine chemische Dampfabscheidung im Vakuum bevorzugt, mit deren Hilfe sich ein Lei­ tungsfilm mit gleichmäßigerer Dicke herstellen läßt. In diesem Zusam­ menhang wurden Untersuchungen zur Verbesserung der Stufenab­ deckung durch Bildung eines Wolframfilms mittels eines Dampfabschei­ dungsverfahrens bei niedrigem Druck durchgeführt. Der spezifische Wi­ derstand von Wolfram-Leitungsfilmen ist jedoch wenigstens zweimal grö­ ßer als derjenige von Aluminium-Leitungsfilmen, so daß Wolfram-Lei­ tungsfilme praktisch nicht verwendet werden können.
Ferner wurde im Zusammenhang mit der Herstellung einer Halbleiterein­ richtung ein Verfahren zur Bildung eines Kontaktstopfens in einem Kon­ taktloch zwecks Bildung einer Metalleitung untersucht.
Bei diesem Verfahren zur Bildung der Metalleitung und der Verwendung eines Kontaktstopfens konnte durch einen durch chemische Dampfab­ scheidung im Vakuum gebildeten Aluminiumfilm die Stufenabdeckung verbessert werden, so daß auch die Kontinuität mit anderen technischen Prozessen zur Bildung von Aluminiumleitungsfilmen gewahrt werden konnte, bei denen ein derartiger Film z. B. durch Sputtern und fotografi­ sches Ätzen erzeugt wird.
Kupfer Cu hat einen niedrigeren spezifischen Widerstand als Aluminium sowie eine ausgezeichnete Elektromigration oder Spannungsmigration. Dieses Material eignet sich daher zur Verbesserung der Betriebseigen­ schaften von Halbleitereinrichtungen. Aus diesem Grunde wurden Ver­ fahren zur Bildung von Metalleitungsfilmen aus Kupfer Cu durch Sput­ tern bzw. durch chemische Dampfabscheidung im Vakuum näher unter­ sucht. Kupfer Cu weist eine sehr hohe Zwischengitterplatz-Diffusionsrate auf, wobei der Diffusionsfaktor von Kupfer innerhalb von Silicium bei Raumtemperatur bei etwa 10-8 cm²/sek liegt. In Silicium diffundiertes Kupfer Cu wirkt als Rekombinationszentrum und reduziert daher die Le­ bensdauer von Minoritätsladungsträgern, wodurch jedoch die Eigen­ schaften der Halbleitereinrichtung verschlechtert werden.
Bei der Bildung einer Metalleitung mit Kupfer Cu wurde daher daran ge­ dacht, zwischen dem Kupfer Cu und dem Siliciumsubstrat eine Barrieren­ schicht vorzusehen, die als Diffusionsschutzschicht dient. Als Material für diese Diffusionsbarrierenschicht kommen z. B. W, Ni₆₀ Nb₄₀, amor­ phes W-Si, Ta, TiB₂, Ta-Si-N und TiN in Frage. Von diesen Materialien kommt TiN am häufigsten zur Bildung einer Barrierenschicht bei Alumini­ umleitungen zum Einsatz, und in diesem Zusammenhang wurde ein MOCVD-Verfahren untersucht, bei dem eine metallorganische Quelle be­ nutzt wird. Wird die Metalleitung sehr dünn, so vergrößert sich die Beset­ zungsrate der Barrierenschicht in einer niedergeschlagenen Struktur aus Barrierenschicht und Kupfer Cu, so daß dadurch der Widerstandsreduk­ tionseffekt infolge der Verwendung von Kupfer Cu wieder abnimmt. Der Widerstand der Struktur steigt also wieder trotz der Verwendung des Kup­ fers.
Weiterhin wurde bereits ein Verfahren vorgestellt, mit dem sich eine Diffu­ sion von Kupfer Cu dadurch unterdrücken läßt, daß der Kupferfilm anstel­ le mit der Barrierenschicht, die üblicherweise leitendes Material als Isola­ tionsfilm verwendet, jetzt mit einem Oxidfilm abgedeckt wird. Allerdings ist jetzt die Permissivität bzw. die Elektrizitätskonstante des Siliciumfilms oder des Aluminium sehr viel größer als die des Siliciumoxidfilms, so daß sich die parasitäre Kapazität der Metalleitung vergrößert.
Metalle oder Metallverbindungen in Form von Oxyden oder Diffusionsbar­ rierenschichten bei Kupferleitungen reduzieren darüber hinaus den Ab­ stand zwischen elektrisch leitfähigen Leitungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metalleitungsstruktur und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, um die obengenann­ ten Probleme zu überwinden. Insbesondere soll erreicht werden, die Diffu­ sion von Kupfer in einer Kupfer verwendenden Metalleitung zu verhin­ dern, um auf diese Weise wirksam die Betriebszuverlässigkeit einer Halb­ leitereinrichtung mit einer derartigen Leitung zu verbessern.
Die vorrichtungsseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Dagegen finden sich verfahrensartige Lösungen der gestellten Aufgabe in den kennzeichnenden Teilen der nebengeordneten Ansprüche 5, 12 und 20. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in jeweils nachgeordneten Unteransprüchen angegeben.
Eine Metalleitungsstruktur nach der Erfindung enthält eine elektrisch leitfähige Leitung und einen Isolationsfilm zur elektrischen Isolation der elektrisch leitfähigen Leitung, wobei ein benachbart zur elektrisch leitfä­ higen Leitung liegender Teil des Isolationsfilms eine erhöhte Dichte oder eine Verunreinigungsdotierung aufweist, um eine Übergangs- bzw. Um­ wandlungsschicht zu erhalten.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildung einer Metalleitung für eine Halbleitereinrichtung umfaßt die folgenden Schritte: Bildung eines Gra­ bens in einem vorgegebenen Bereich eines Siliciumoxidfilms, der auf ei­ nem Halbleitersubstrat liegt; Bildung einer Übergangs- bzw. Umwand­ lungsschicht auf der Oberfläche des Siliciumoxidfilms; und Niederschla­ gung eines leitenden Materials auf die Übergangs- bzw. Umwandlungs­ schicht zwecks Bildung einer elektrisch leitfähigen Leitung.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1A bis 1D Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung der Her­ stellung einer Metalleitung in Übereinstimmung mit einem ersten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A bis 2D Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung der Her­ stellung einer Metalleitung in Übereinstimmung mit einem zweiten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3A und 3B Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung der Her­ stellung einer Metalleitung in Übereinstimmung mit einem drittem Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen be­ schreiben.
Die Fig. 1A bis 1D zeigen Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung des Herstellungsprozesses einer Metalleitung in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesse­ rung eines Siliciumoxidfilms, durch den wirksam verhindert wird, daß in einer Leitung einer Halbleitereinrichtung vorhandenes Kupfer aus dieser Leitung heraus- und in benachbarte leitende Bereiche hineindiffundieren kann. Der Aufbau der Struktur wird nachfolgend im einzelnen beschrie­ ben. Eine Leitungsstruktur besteht aus einer elektrisch leitfähigen Lei­ tung und aus einem Isolationsfilm zur elektrischen Isolierung der elek­ trisch leitfähigen Leitung. Dabei weist die Leitungsstruktur eine Über­ gangs- bzw. Umwandlungsschicht auf, die durch einen in seiner Dichte er­ höhten Bereich des Isolationsfilms benachbart zur elektrisch leitfähigen Leitung erhalten wird, oder durch eingeschlossene Verunreinigungen.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung der Metalleitung mit dem obenbeschriebenen Aufbau in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er­ findung im einzelnen vorgestellt.
Zuerst wird gemäß Fig. 1A ein Graben 12 in einem Halbleitersubstrat ge­ bildet, und zwar dort, wo ein Isolationsfilm vorhanden ist, beispielsweise in Form eines Siliciumoxidfilms 11 vorliegt. Der Graben 12 befindet sich also dann im Isolationsfilm bzw. Siliciumoxidfilm 11. So dann werden ge­ mäß Fig. 1B Gase, beispielsweise BH₃, PH₃, SiH₄, Si₂H₆, NH₃ oder N₂O in den Siliciumoxidfilm 11 injiziert, und zwar zusammen mit einem Träger­ gas aus N₂ oder Ar, usw. Dies erfolgt unter einem Druck von 0,5 bis 10 Torr, bei einer Radiofrequenzleistung von 0,5 bis 2 W/cm² sowie bei Tem­ peraturen im Bereich von 350 bis 450°C über einen Zeitraum von 10 bis 180 Sekunden.
Einhergehend mit diesem Vorgang erhöht sich die Dichte des Silicium­ oxidfilms 11, so daß ein Teil des Siliciumoxidfilms 11 in ein Material umge­ wandelt wird, welches die Diffusion von Kupfer sicher verhindert. Dieser umgewandelte Teil des Siliciumoxidfilms 11 bildet die Übergangs- bzw.
Umwandlungsschicht 13 unmittelbar am Rand des Grabens 12. Diese Um­ wandlungsschicht 13 kommt in die Fig. 1A bis 1D auch auf der oberen Fläche des Siliciumoxidfilms 11 zu liegen sowie am Boden des Grabens 12. Im allgemeinen beträgt die Dichte eines PECVD Oxidfilms 2,22 g/cm³, während die Dichte eines Si-reichen Oxidfilms auf 2,26 g/cm³ angehoben ist. Die sich ausbildende Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht 13 ist in Fig. 1C zu erkennen.
Anschließend wird gemäß Fig. 1D eine leitende Materialschicht 14 auf die Oberfläche der so erhaltenen Struktur aufgebracht, also auf die Schicht 13, und zwar durch Sputtern von Cu oder durch ein CVD-Verfah­ ren unter Verwendung einer geeigneten Quelle, beispielsweise von (hfac) Cu (VTMS), usw. Die aufgebrachte leitende Materialschicht 14 aus Kupfer wird dann zum Teil wieder abgetragen, und zwar durch Rückätzen bzw. durch ein chemisch-mechanisches Polierverfahren (CMP-Verfahren), um auf diese Weise eine elektrische Leitung zu erhalten. Diese verbleibt dann z. B. nur noch im Bereich des Grabens.
Zusätzlich kann eine Barrierenlegierungsschicht aus TiN, usw., gebildet werden, um zwischen dem Cu-Film und dem Siliciumoxidfilm 11 die Haf­ tung zu verbessern bzw. zwischen beiden Filmen die Diffusionsmöglich­ keit weiter zu verringern. Die Barrierenlegierungsschicht kann dann vor Bildung der leitenden Materialschicht 14 auf die Oberfläche der Schicht 13 aufgebracht werden.
Beim obenbeschriebenen Verfahren zur Bildung der Metalleitung in Über­ einstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung bildet ein Cu Atom oder Cu Ion, welches im Cu Film diffundiert, eine Verbindung aus Cu₃B₂, Cu₃P, Cu₃Si oder Cu₂N, usw., oder ein Oxid aus Cu (BO₂)₂, Cu₃ (PO₄)₂, CuSiO₄ oder Cu (NO₃)₂, usw., und zwar für den Fall, daß Elemente wie P, Si, B oder N injiziert wurden, so daß auf diese Weise die Diffusion von Cu unterdrückt wird.
Die Fig. 2A bis 2D zeigen Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung einer Metalleitung in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Si­ liciumoxidfilm im Bereich eines Durchgangsloches zwischen der oberen und der unteren elektrisch leitfähigen Leitung wird einem Plasmaprozeß unterworfen. Eine Metallbarriere befindet sich auf der Oberfläche der un­ teren leitfähigen Leitung, um auf diese Weise die Diffusion von Cu zu un­ terdrücken.
Zunächst wird gemäß Fig. 2A ein Kontaktloch 17 auf dem Halbleitersub­ strat gebildet, und zwar dort, wo die untere leitfähige Leitung 15 und der Zwischenschichtisolatorfilm 18 in Form eines Slliciumoxidfilms vorhan­ den sind, um einen einen hohen Schmelzpunkt aufweisenden Metallfilm 16 aus z. B. Ti, Ta, W, usw., freizulegen, der zuvor auf die obere Fläche der unteren leitfähigen Leitung 15 aufgebracht wurde.
Gemäß Fig. 2B werden dann Gase wie z. B. SiH₄, Si₂H₆ und NH₃, usw., in den Siliciumoxidfilm 11 injiziert, und zwar zusammen mit einem Träger­ gas aus N₂ oder Ar, usw., wobei dieser Vorgang stattfindet bei einem Druck von 0,5 bis 10 Torr, einer Radiofrequenzleistung von 0,5 bis 2 W/cm² und bei Temperaturen im Bereich von 350 bis 450°C sowie über einen Zei­ traum von 10 bis 180 Sekunden.
Einhergehend mit diesem Vorgang erhöht sich die Dichte des Siliciumo­ xidfilms 11, so daß sich ein Teil des Siliciumoxidfilms 11 in ein Material verwandelt, welches die Diffusion von Cu sicher verhindert. Dieser durch Umwandlung erhaltene Teil bildet die Umwandlungs- bzw. Übergangsschicht 13 gemäß Fig. 2C.
Darüber hinaus bildet sich eine metallische Umwandlungs- bzw. Über­ gangsschicht 19 aus Silicid oder Nitrid auf der Oberfläche des den hohen Schmelzpunkt aufweisenden Metallfilms 16. Es entsteht mit anderen Wor­ ten ein Silicid aus z. B. TiSi₂, TaSi₂ oder WSi₂, usw., oder ein Nitrid aus TiN, TaN oder WN, usw.
Wie Fig. 2D weiter erkennen läßt, wird sodann eine elektrisch leitende Materialschicht 14 auf der gesamten Oberfläche der so erhaltenen Struk­ tur gebildet, und zwar durch Sputtern von Cu oder durch ein CVD-Verfah­ ren unter Verwendung einer geeigneten Quelle, beispielsweise unter Ver­ wendung von (hfac) Cu (VTMS). Die leitende Materialschicht 14 wird dann zurückgeätzt, und zwar durch ein CMP-Verfahren, um die obere elektrisch leitfähige Leitung zu erhalten. Dabei kann zu dieser Zeit die obere elek­ trisch leitfähige Leitung durch einen Stopfen gebildet werden, und zwar unter Verwendung eines geeignet ausgewählten Niederschlagsverfahrens oder durch Sputtern von Cu. Nicht zuletzt kann eine Barrierenlegierungs­ schicht aus TiN, usw., zusätzlich gebildet werden, um zwischen dem Cu- Film und dem Siliciumoxidfilm die Haftung zu verbessern, und um zwi­ schen beiden Filmen die Diffusionsmöglichkeit weiter herabzusetzen.
Die Fig. 3A und 3B zeigen Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung der Herstellung einer Metalleitung in Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hier wird zuerst der Cu- Film strukturiert, wonach anschließend ein Siliciumoxidfilm niederge­ schlagen wird. Zu dieser Zeit wird die Diffusion von Cu dadurch unter­ drückt, daß während der Anfangs- Niederschlagsphase bei der Abdeckung des strukturierten Cu-Films zusätzlich ein oder mehrere Gase bzw. Do­ tiergase injiziert werden, und zwar BH₃, PH₃, SiH₄, Si₂H₆, NH₃ und N₂O, und zwar allein oder in der Kombination, so daß die Verunreinigung im Si­ liciumoxidfilm eingeschlossen wird, und zwar in einem Bereich benach­ bart zum Cu-Muster.
Wie Fig. 3A erkennen läßt, wird zunächst Cu auf einem Siliciumoxidfilm 11 niedergeschlagen, der seinerseits auf einem Halbleitersubstrat liegt. Anschließend wird das niedergeschlagene Cu strukturiert, um eine elek­ trisch leitende Schicht 14 zu erhalten.
Sodann wird ein Siliciumfilm 18 (Zwischenschicht-Isolationsfilm 18) auf die gesamte so erhaltene Struktur niedergeschlagen, also auf den elektri­ schen Leiter 14 und den Siliciumoxidfilm 11. Während der ersten Phase des Aufbringens des Zwischenschichtisolatorfilms 18 erfolgt zusätzlich ei­ ne Injektion eines Dotierungsgases, das als Hauptreaktionsgase SiH₄, SiF₄ oder O₂ enthält und als Verunreinigungsatome BH₃, PH₃, SiH₄, Si₂H₆, NH₃ oder N₂O enthält. Dies ist in Fig. 3b gezeigt. Die Injektion der Dotierungsgase erfolgt durch Plasmabildung, z. B. unter Verwendung ei­ ner ECR-Niederschlagseinrichtung oder unter Verwendung einer anderen Hochdichteplasma(HDP)-Niederschlagseinrichtung. Das Aufbringen des Siliciumoxidfilms 18 erfolgt bei Temperaturen von 300 bis 400°C über ei­ nen Zeitraum von 10 Sekunden oder mehr, so daß schließlich die Über­ gangs- bzw. Umwandlungsschicht 13 und der Zwischenschicht Isolations­ film 18 erhalten werden, und zwar auf der gesamten Oberfläche der aus den Elementen 11 und 14 bestehenden Struktur. Je nach Dauer der Injek­ tion der Dotierungsgase während des Aufbringens der Materialschicht 18 läßt sich die Dicke der Schicht 13 kleiner oder größer wählen.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der Metalleitung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Diffusion von Cu dadurch un­ terdrückt, daß die Verunreinigungsdichte in einem Bereich benachbart zur leitfähigen Materialschicht 14 erhöht wird, und zwar im Vergleich zur Größe der Verunreinigungsdichte im restlichen Bereich des Siliciumoxidfilms 11 bzw. 18.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Filme 13 und 18 in getrennten Schritten hergestellt werden können oder in einem kontinuierlichen Schritt bei vorzeitiger Beendigung der Dotiergasinjektion.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Metalleitung las­ sen sich ein Anstieg der parasitären Kapazität sowie die Diffusionsmög­ lichkeit wirksam unterdrücken, und zwar durch Umwandlung eines Teils des Siliciumoxidfilms in ein Material, das die Diffusion von Cu verhindert, das eine hohe Oxidations- und Diffusionsrate aufweist. Natürlich gilt dies auch für den Fall, daß für Cu ein entsprechend anderes Material zur Lei­ tungsbildung gewählt wird. Der Anstieg der parasitären Kapazität oder die Diffusionsmöglichkeit des Leitungsmaterials können auch dadurch un­ terdrückt werden, daß benachbart zur gebildeten Leitung die Dichte des Siliciumoxidfilms erhöht wird, und zwar bei gleichzeitiger Aufrechterhal­ tung der Permissivität bzw. dielektrischen Konstanten von Siliciumoxid. Durch die vorliegende Erfindung wird somit die Betriebszuverlässigkeit ei­ ner auf diese Weise gebildeten Halbleitereinrichtung verbessert.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch bei magnetmäßig angepaßten Metalldrähten für Halbleitereinrichtungen zum Einsatz kom­ men kann, ohne das der Bereich der Erfindung verlassen wird.

Claims (25)

1. Metalleitungsstruktur mit einer elektrisch leitfähigen Leitung (14) und einem Isolationsfilm (11, 18) zur elektrischen Isolation der elektrisch leitfähigen Leitung (14), wobei ein benachbart zur elektrisch leitfähigen Leitung (14) liegender Teil des Isolationsfilm eine erhöhte Dichte oder eine Verunreinigungdotierung aufweist, um eine Übergangs- bzw. Umwand­ lungsschicht (13) zu erhalten.
2. Metalleitungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichte der Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) größer als 2,22 g/cm³ ist.
3. Metalleitungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) folgende Atome B, P, Si, N jeweils getrennt oder in Kombination als Verunreinigungen ent­ hält.
4. Metalleitungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) aus einer oder mehreren der nachfolgenden Verbindungen Cu₃B₂, Cu₃P, Cu₃Si oder Cu₂N, oder aus einem oder mehreren der Oxide Cu(BO₂)₂, Cu₃(PO₄)₂, CuSiO₄ oder Cu(NO₃)₂ besteht.
5. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung für eine Halbleiterein­ richtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - Bildung eines Grabens (12) in einem vorbestimmten Teil eines Sili­ ciumoxidfilms (11), der auf einem Halbleitersubstrat liegt;
  • - Bildung einer Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) auf der Oberfläche des Siliciumoxidfilms (11); und
  • - Niederschlagung eines leitenden Materials auf die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) zwecks Bildung einer elektrisch leitfähigen Lei­ tung (14).
6. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) mittels eines Plasmaprozesses hergestellt wird, und zwar bei einem Druck von 0,5 bis 10 Torr, einer Radiofrequenzleistung von 0,5 bis 2 W/cm² und bei Temperaturen von 350 bis 450°C sowie während eines Zei­ traums von 10 bis 180 Sekunden.
7. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Bildung der elektrisch leitfähigen Lei­ tung als leitendes Material Kupfer verwendet wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) durch eine oder mehrere der Verbindungen Cu₃B₂, Cu₃P, Cu₃Si oder Cu₂N, oder durch ein oder mehrere der Oxide Cu(BO₂)₂, Cu₃(PO₄)₂, CuSiO₄ oder Cu(NO₃)₂ gebildet wird.
9. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) auf einer Oberfläche des Siliciumoxidfilms gebildet wird, und zwar un­ ter Verwendung irgendeiner Sorte der Atome B, P, Si und N.
10. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) unter Verwendung eines oder mehrerer Gase aus der Gruppe BH₃, PH₃, SiH₄, Si₂H₆, NH₃, N₂O gebildet wird.
11. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die bei der Bildung der die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) verwendeten Gase in den Siliciumoxidfilm un­ ter Verwendung eines Trägergases injiziert werden, das N₂ oder Ar sein kann.
12. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung für eine Halbleiterein­ richtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - ein auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats liegender Silici­ umoxidfilm (18), der eine untere elektrisch leitfähige Leitung (15) enthält, wird dort zur Freilegung der Oberfläche der unteren elektrisch leitfähigen Leitung (15) geätzt, wo eine obere elektrisch leitfähige Leitung gebildet werden soll;
  • - Bildung einer Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) auf der Oberfläche des Siliciumoxidfilms (18); und
  • - Niederschlagung eines leitenden Materials auf die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) zwecks Bildung der oberen elektrisch leitfähi­ gen Leitung.
13. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Material (16), das auf die Oberfläche der unteren elektrisch leitfähigen Leitung (15) niederge­ schlagen wird, ein Metall mit hohen Schmelzpunktist oder enthält.
14. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) durch einen Plasmaprozeß hergestellt wird, und zwar bei einem Druck von 0,5 bis 10 Torr, einer Radiofrequenzleistung von 0,5 bis 2 W/cm² und einer Temperatur von 350 bis 450°C sowie über einen Zei­ traum von 10 bis 180 Sekunden.
15. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Metallbarriere auf der Oberfläche der unteren elektrisch leitenden Leitung (15) durch Anwendung eines Plasma­ prozesses hergestellt wird.
16. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Bildung der elektrisch leitfähigen Lei­ tung (14) Kupfer verwendet wird.
17. Verfahren zur Herstellung einer Metalleitung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Übergangs- bzw. Umwand­ lungsschicht (13) Si Atome oder N Atome verwendet werden.
18. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Metallbarriere Si Atome oder N Atome verwendet werden.
19. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die auf der leitenden Materialschicht gebil­ dete Metallbarriere ein Silicid oder ein Nitrid ist.
20. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung für eine Halbleiterein­ richtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • - auf einem Halbleitersubstrat wird eine elektrisch leitfähige Leitung (14) aus elektrisch leitendem Material gebildet; und
  • - zur elektrischen Isolierung der elektrisch leitfähigen Leitung (14) wird auf diese ein Isolationsfilm (18) aufgebracht, der bereichsweise eine erhöhte Dichte aufweist oder mit Verunreinigungen dotiert ist.
21. Verfahren zur Herstellung eines Metallfilms nach Anspruch 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die im Isolationsfilm enthaltenen Verunrei­ nigungen aus einer oder mehreren Sorten von Atomen B, P, Si und N beste­ hen.
22. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung nach Anspruch 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) durch eine oder mehrere der Verbindungen Cu₃B₂, Cu₃P, Cu₃Si oder Cu₂N, oder durch ein oder mehrere der Oxide Cu(BO₂)₂, Cu₃(PO₄)₂, CuSiO₄ oder Cu(NO₃)₂ gebildet ist.
23. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung nach Anspruch 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die erhöhte Dichte des Isolationsfilms 2,22 g/cm³ oder mehr beträgt.
24. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung nach Anspruch 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übergangs- bzw. Umwandlungsschicht (13) unter Verwendung von einem oder mehreren der Gase BH₃, PH₃, SiH₄, Si₂H₆, NH₃, N₂O hergestellt wird.
25. Verfahren zur Herstellung einer Metallleitung nach Anspruch 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die zur Bildung der Übergangs- bzw. Um­ wandlungsschicht (13) verwendeten Gase in den Siliciumoxidfilm unter Verwendung eines Trägergases aus N₂ oder Ar eingebracht werden.
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