JPH01179416A - アルミニウム合金配線の形成方法 - Google Patents
アルミニウム合金配線の形成方法Info
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- JPH01179416A JPH01179416A JP134288A JP134288A JPH01179416A JP H01179416 A JPH01179416 A JP H01179416A JP 134288 A JP134288 A JP 134288A JP 134288 A JP134288 A JP 134288A JP H01179416 A JPH01179416 A JP H01179416A
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はＬＳ Ｉ、電極、配線等に使用されるアルミニ
ウム合金配線の形成方法に関する。
ウム合金配線の形成方法に関する。
一般に、ＬＳＩ等の半導体装置における電極あるいは配
線等は金属薄膜が使用されており、これら装置の製作工
程において、金属薄膜は真空蒸着法、スパッタ法、イオ
ンブレーティング法、ＣＶＤ法等で形成される。ＬＳＩ
等の半導体装置では高性能化、高集積化のために、各素
子の微細化が進み、これに伴ってステップカバレッジ、
エレクトロマイグレーション等の課題が一段と厳しくな
り、金属薄膜形成についての要求もまた高まっている現
状にある。
線等は金属薄膜が使用されており、これら装置の製作工
程において、金属薄膜は真空蒸着法、スパッタ法、イオ
ンブレーティング法、ＣＶＤ法等で形成される。ＬＳＩ
等の半導体装置では高性能化、高集積化のために、各素
子の微細化が進み、これに伴ってステップカバレッジ、
エレクトロマイグレーション等の課題が一段と厳しくな
り、金属薄膜形成についての要求もまた高まっている現
状にある。
これら金属薄膜のうち、ＡＱ薄膜についても上記要求を
満たすため１種々の試みがなされている。例えば良好な
ステップカバレッジを得るためには真空蒸着法よりＣＶ
Ｄ法が優れており、一方、耐エレクトロマイグレーショ
ン特性を得るためにはＡＱ合金を成膜できるスパッタ法
が優れている。
満たすため１種々の試みがなされている。例えば良好な
ステップカバレッジを得るためには真空蒸着法よりＣＶ
Ｄ法が優れており、一方、耐エレクトロマイグレーショ
ン特性を得るためにはＡＱ合金を成膜できるスパッタ法
が優れている。
このうち、ＣＶＤ法によりＡＱ薄膜を得る方法はＬＰ−
ＣＶＤ法で原料ガスにＡＱＣＱ３を使用し、不均化反応
を使用した薄膜形成法（Ｊ。
ＣＶＤ法で原料ガスにＡＱＣＱ３を使用し、不均化反応
を使用した薄膜形成法（Ｊ。
Ｅ ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ、 Ｓ ｏｃ、 ；５ｏｌｉ
ｄ−Ｓ ｔａｔｅ Ｓ ｃｉａｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ、Ｆｅｂ、１９８５．ｖｏｌ、１３２．
Ｎｏ、２４２５）およびＬＰ−ＣＶＤ法で原料ガスを（
（ＣＨＩ）、ＣＨ−ＣＨ，）、Ａ Ｑ （トリイソブチ
ルアルミニウム）を使った薄膜形成法（Ｊ 、 Ｅ ｌ
ｅｃｔｒｏｃｈａｍ、 Ｓｏｃ、：５ｏｌｉｄ−８ｔａ
ｔｅ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
。
ｄ−Ｓ ｔａｔｅ Ｓ ｃｉａｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ、Ｆｅｂ、１９８５．ｖｏｌ、１３２．
Ｎｏ、２４２５）およびＬＰ−ＣＶＤ法で原料ガスを（
（ＣＨＩ）、ＣＨ−ＣＨ，）、Ａ Ｑ （トリイソブチ
ルアルミニウム）を使った薄膜形成法（Ｊ 、 Ｅ ｌ
ｅｃｔｒｏｃｈａｍ、 Ｓｏｃ、：５ｏｌｉｄ−８ｔａ
ｔｅ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
。
Ｓｅｐ、１９８４．ｖｏｌ １３１．Ｎｏ９２１７５）
が知られティる。しかしながら、ハロゲン化アルミニウ
ムまたはアルキル化アルミニウムのＬＰ−ＣＶＤ法では
、成膜される膜はいずれも純アルミニウム簿膜で、耐エ
レクトロマイグレーション効果を示すＡＱ合金組成（Ｓ
ｘ ＋ Ｃｕ ｔ Ｔ ｌ ｌ Ｍ ｇ等）の膜を形
成することはできなかった。
が知られティる。しかしながら、ハロゲン化アルミニウ
ムまたはアルキル化アルミニウムのＬＰ−ＣＶＤ法では
、成膜される膜はいずれも純アルミニウム簿膜で、耐エ
レクトロマイグレーション効果を示すＡＱ合金組成（Ｓ
ｘ ＋ Ｃｕ ｔ Ｔ ｌ ｌ Ｍ ｇ等）の膜を形
成することはできなかった。
本発明はステップカバレッジに優れたＣＶＤ法により、
エレクトロマイグレーシミン特性にも優れたアルミニウ
ム合金配線を形成し得る方法を提供することを目的とす
るものである。
エレクトロマイグレーシミン特性にも優れたアルミニウ
ム合金配線を形成し得る方法を提供することを目的とす
るものである。
本発明は半導体基板上または絶縁性基板上に形成される
半導体装置のアルミニウム合金配線の形成に際し、アル
ミニウムアルコキシドおよびアルミニウムと合金化させ
る合金元素を含む金属のアルコキシド化合物を原料ガス
としてＣＶＤ法により基板上にアルミニウム合金薄膜を
成膜することを特徴とするものである。
半導体装置のアルミニウム合金配線の形成に際し、アル
ミニウムアルコキシドおよびアルミニウムと合金化させ
る合金元素を含む金属のアルコキシド化合物を原料ガス
としてＣＶＤ法により基板上にアルミニウム合金薄膜を
成膜することを特徴とするものである。
ちなみに本発明者は従来から困難とされていたアルミニ
ウム合金薄膜をＣＶＤ法により成膜することを意図とし
て種々検討を重ねた結果ＣＶＤ法による薄膜原料ガスと
してアルミニウムアルコキシドおよびアルミニウムと合
金化させる合金元素を含む金属のアルコキシド化合物を
用いればよいことを知見し、本発明を完成させたもので
ある。
ウム合金薄膜をＣＶＤ法により成膜することを意図とし
て種々検討を重ねた結果ＣＶＤ法による薄膜原料ガスと
してアルミニウムアルコキシドおよびアルミニウムと合
金化させる合金元素を含む金属のアルコキシド化合物を
用いればよいことを知見し、本発明を完成させたもので
ある。
本発明における原料ガスのうち、薄膜の主成分となるア
ルミニウムはアルミニウムアルコキシド、ＡＱ（ＯＲ）
ｎの分子式で表わされるものとする。ここで、ＲはＣＨ
３−、Ｃ，Ｈ，−、Ｃ３Ｈ，−等のアルキル基を表わす
。また、アルミニウムに合金化させる合金元素はこれら
金属元素のアルコキシに化合物、Ｍ（ＯＲ）ｎの分子式
で表わされるものとする。ここで１ＭはＡ ｓ ｇ Ｂ
ｅ Ｂ ｅ ｅＢｉ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｅｒ、 Ｆｅ、Ｇ
ａ、Ｇｄ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｈｏ。
ルミニウムはアルミニウムアルコキシド、ＡＱ（ＯＲ）
ｎの分子式で表わされるものとする。ここで、ＲはＣＨ
３−、Ｃ，Ｈ，−、Ｃ３Ｈ，−等のアルキル基を表わす
。また、アルミニウムに合金化させる合金元素はこれら
金属元素のアルコキシに化合物、Ｍ（ＯＲ）ｎの分子式
で表わされるものとする。ここで１ＭはＡ ｓ ｇ Ｂ
ｅ Ｂ ｅ ｅＢｉ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｅｒ、 Ｆｅ、Ｇ
ａ、Ｇｄ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｈｏ。
Ｉｎ、Ｌａ、Ｌａ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｎｉ、Ｐｒ、Ｓｂ、Ｓ
ｓ、Ｓｉ。
ｓ、Ｓｉ。
Ｓｒｓ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｔｈ、Ｕ、Ｖ、Ｙ
、Ｙｂ、Ｚｎ。
、Ｙｂ、Ｚｎ。
Ｚｒ等の金属を表わす。この金属のアルコキシド化合物
にはＧｏ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ等の金属硝酸塩をエチレン
グリコールに溶解して得られるグリコラート塩も含まれ
る。
にはＧｏ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ等の金属硝酸塩をエチレン
グリコールに溶解して得られるグリコラート塩も含まれ
る。
これらアルミニウムアルコキシドおよび合金添加金属の
アルコキシド化合物は所望のアルミニウム合金薄膜の組
成比を考慮して反応器内に原料ガスとして導入する。
アルコキシド化合物は所望のアルミニウム合金薄膜の組
成比を考慮して反応器内に原料ガスとして導入する。
ここで、本発明におけるＣＶＤ法としてＬＰ−ＣＶＤ法
を用いる場合の成膜条件を示せば以下のようである。
を用いる場合の成膜条件を示せば以下のようである。
真空度 ０．０１Ｔｏｒｒ〜１．０Ｔｏｒｒ、好ましく
は０．１Ｔｏｒｒ基板温度 ４５０℃〜６００℃、好ま
しくは５５０℃トータルガス流量 ２５〜２５０３ＣＣ
Ｍ（反応装置により最適流量値は異なるが、今回の実験
では好ましい値は１１００５ＣＣである。）このように
して、任意の合金元素がアルミニウムに合金化してアル
ミニウム合金薄膜が０．８〜２．０μｍの厚さで製膜さ
れる。その後、所望のパターンニングを行ってＬＳＩ等
の配線電極等を形成すればよい。
は０．１Ｔｏｒｒ基板温度 ４５０℃〜６００℃、好ま
しくは５５０℃トータルガス流量 ２５〜２５０３ＣＣ
Ｍ（反応装置により最適流量値は異なるが、今回の実験
では好ましい値は１１００５ＣＣである。）このように
して、任意の合金元素がアルミニウムに合金化してアル
ミニウム合金薄膜が０．８〜２．０μｍの厚さで製膜さ
れる。その後、所望のパターンニングを行ってＬＳＩ等
の配線電極等を形成すればよい。
以下に実施例として、ＡＱを主成分とし、５１１ｗｔ％
、Ｃｕ４，０ｗｔ％のＡＱ合金薄膜の形成方法を示す。
、Ｃｕ４，０ｗｔ％のＡＱ合金薄膜の形成方法を示す。
実施例
主成分アルミニウムの供給源はＡ Ｑ （０−ｘ Ｃａ
Ｈ？）３．トリイソプロポキシドアルミニウムを、合金
成分としてのシリコンの供給源はＳｉ （ＯＣ２Ｈｓ
）いテトラエトキシシランを、そして合金成分としての
銅の供給源は硝酸銅（ＩＩ）をエチ。
Ｈ？）３．トリイソプロポキシドアルミニウムを、合金
成分としてのシリコンの供給源はＳｉ （ＯＣ２Ｈｓ
）いテトラエトキシシランを、そして合金成分としての
銅の供給源は硝酸銅（ＩＩ）をエチ。
レンゲリコールに溶解したグリコラート塩を使用した。
これら供給割合は最終的に成膜される膜組成の割合に単
純に比例するのでＡｌ１％５Ｌ−４％Ｃｕを成膜する場
合、サンプル採取量はトリイソプロポキシドアルミニウ
ム：テトラエトキシシラン：硝酸鋼（２０ｖｔ％）グリ
コール溶液＝１９０：２：１９の体積比となる。なお、
この割合の計算式を吹下に示す。
純に比例するのでＡｌ１％５Ｌ−４％Ｃｕを成膜する場
合、サンプル採取量はトリイソプロポキシドアルミニウ
ム：テトラエトキシシラン：硝酸鋼（２０ｖｔ％）グリ
コール溶液＝１９０：２：１９の体積比となる。なお、
この割合の計算式を吹下に示す。
Ａ Ｑ （０−ｉｃＩ Ｈｔ ）：１中のＡＱ含有割合
↓ Ｓｉ（○−ＣｚＨｓ）４ 中のＳｉ含有割合↓ Ｉ Ｃｕ（ＮＯ−）ｚ・３Ｈｚ Ｏ中のＣｕ含有割合↓ Ｃｕ 質量１００に対しＡＱ、Ｓｉ、Ｃｕ各々が９５： １
： ４の割合であるから、各々の質量割合は ＡＱ（○−ｆＬＣｓ Ｈｔ ）３ ： Ｓ １（０−Ｃ
Ｉ Ｈａ ）４ ： Ｃｕ（ＮＯ８）！・３Ｈ２０＝
７１９．７ ： ７．４１ ： １５．２サン
プルは採取しやすいよう液体にするため、Ｃｕ（Ｎｏ、
）、・３Ｈ２０は２０ｗｔ％のエチレングリコール溶液
とする。
↓ Ｓｉ（○−ＣｚＨｓ）４ 中のＳｉ含有割合↓ Ｉ Ｃｕ（ＮＯ−）ｚ・３Ｈｚ Ｏ中のＣｕ含有割合↓ Ｃｕ 質量１００に対しＡＱ、Ｓｉ、Ｃｕ各々が９５： １
： ４の割合であるから、各々の質量割合は ＡＱ（○−ｆＬＣｓ Ｈｔ ）３ ： Ｓ １（０−Ｃ
Ｉ Ｈａ ）４ ： Ｃｕ（ＮＯ８）！・３Ｈ２０＝
７１９．７ ： ７．４１ ： １５．２サン
プルは採取しやすいよう液体にするため、Ｃｕ（Ｎｏ、
）、・３Ｈ２０は２０ｗｔ％のエチレングリコール溶液
とする。
Ｃｕ（Ｎｏ、）、＋ＨＯＨ２ＣＣ：Ｈ２０Ｈ−＋Ｃｕ（
ＯＣＨ２）２＋２ＨＮＯ。
ＯＣＨ２）２＋２ＨＮＯ。
またＡ ７２ （０−Ｉ Ｃａ Ｈ７）ａ ノ密度ｐ
＝０．９４４Ｓｉ（０−Ｃ２Ｈｓ）４ の密度ρ＝０
．９２１から先に求めた質量割合を体積比に換算すると
。
＝０．９４４Ｓｉ（０−Ｃ２Ｈｓ）４ の密度ρ＝０
．９２１から先に求めた質量割合を体積比に換算すると
。
Ａ Ｑ Ｃｏ−ｘＣ３Ｈ７）３ ： Ｓ ｘ （０−Ｃ
１Ｈ５）４ ： ２０ｗｔ％Ｃｕ／ＨＯＨ，ＣＣＨ，Ｏ
Ｈニア６２．４ ： ８．０４ ：
７６．０：１９０ ： ２ ” １
９となる。
１Ｈ５）４ ： ２０ｗｔ％Ｃｕ／ＨＯＨ，ＣＣＨ，Ｏ
Ｈニア６２．４ ： ８．０４ ：
７６．０：１９０ ： ２ ” １
９となる。
各々のガスはバブラーを通し、ＬＰ−ＣＶＤ装置に導入
し、成膜を行った。
し、成膜を行った。
得られたＡＱ合金薄膜について、その組成分析はＩＣＰ
発光分光分析で、抵抗率は四探針法で測定した。組成分
析結果はＳｉ １．２５ｗｔ％、Ｃｕ ３，４５ｗｔ％
、Ａ Ｑ ９５．２８ｗｔ％であり、また抵抗率は３．
６ Ｘ １０”’ΩｃＩＩ＋であり、スパッタ法で成膜
した膜とほぼ同程度の値であった。
発光分光分析で、抵抗率は四探針法で測定した。組成分
析結果はＳｉ １．２５ｗｔ％、Ｃｕ ３，４５ｗｔ％
、Ａ Ｑ ９５．２８ｗｔ％であり、また抵抗率は３．
６ Ｘ １０”’ΩｃＩＩ＋であり、スパッタ法で成膜
した膜とほぼ同程度の値であった。
以上のような本発明によれば、ＣＶＤ法によるためステ
ップカバリッジの優れた特性をいかし、しかもこのＣＶ
Ｄ法による成膜時にＡｆｆおよび合金組成金属をアルコ
キシド化合物とした原料ガスを用いるため、得られる任
意の組成成分を示すアルミニウム合金薄膜が得られ、従
ってＣＶＤ法の欠陥であったエレクトロマイグレーショ
ン特性も良好であり、ＬＳＩ等の半導体装置の配線、電
極として最適なものが得られる。
ップカバリッジの優れた特性をいかし、しかもこのＣＶ
Ｄ法による成膜時にＡｆｆおよび合金組成金属をアルコ
キシド化合物とした原料ガスを用いるため、得られる任
意の組成成分を示すアルミニウム合金薄膜が得られ、従
ってＣＶＤ法の欠陥であったエレクトロマイグレーショ
ン特性も良好であり、ＬＳＩ等の半導体装置の配線、電
極として最適なものが得られる。
Claims (1)
- １、半導体基板上または絶縁性基板上に形成される半導
体装置のアルミニウム合金配線の形成に際し、アルミニ
ウムアルコキシドおよびアルミニウムと合金化させる合
金元素を含む金属のアルコキシド化合物を原料ガスとし
てＣＶＤ法により基板上にアルミニウム合金薄膜を成膜
することを特徴とするアルミニウム合金配線の形成方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP134288A JPH01179416A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | アルミニウム合金配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP134288A JPH01179416A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | アルミニウム合金配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179416A true JPH01179416A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11498821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP134288A Pending JPH01179416A (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | アルミニウム合金配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179416A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01289140A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 配線層及びその製法 |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP134288A patent/JPH01179416A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01289140A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 配線層及びその製法 |
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