JPH03175636A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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Publication number
JPH03175636A
JPH03175636A JP31578089A JP31578089A JPH03175636A JP H03175636 A JPH03175636 A JP H03175636A JP 31578089 A JP31578089 A JP 31578089A JP 31578089 A JP31578089 A JP 31578089A JP H03175636 A JPH03175636 A JP H03175636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
wiring
aluminum alloy
boron
tin
Prior art date
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Pending
Application number
JP31578089A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Yamazaki
孝二 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔pL業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関し、特に金属配線に関する
「従来の技術〕 R来、半導体集積回路に用いられる金属配線としては銅
をO,1〜1%シリコンを1?6含有したアルミ合金く
以下AfI−3i−Cuと記す)膜単rIイ配線が用い
られていた。ここでCuは配線のエレクトロマイグレー
ション耐性及びストレスマイグレーション耐性の向上の
ため、そしてSiは配線と拡散/Jとのコンタクト部で
Ag合金とSi層との反応防止のため大府されている。
しかし、配線の微細化にともない、ストレスマイグレー
ションによる配線の断線不良が顕著になり、Al1−’
5i−Cu膜とシリサイド膜(例えはモリブデンシリサ
イド膜)又は窒化チタン膜(以下TiN膜と記す)との
積層構造配線が用いられるようになった。ここで積層構
造にする理由は、たとえA、R−3i−Cu膜がストレ
スマイグレーション等により断線しても、シリサイド膜
又はTiN膜で導通させるためである。
それでも、なおこの積層構造配線においては、配線中に
含まれるSiが析出し、配線断面積を実効的に減少させ
、エレクトロマイグレーション+iit性を劣化させた
り、又は、不純物の拡散層と配線とのコンタクトホール
内をこの析出Siがふさぎ、コンタクト抵抗を増大させ
るという問題がhP)る。
そこで、こういった問題を解消するために、A、(i’
−3i−CuPIAからSiを除いたCu含有A、R(
以下A、Q−Cuと記す)膜が検討され、AJI−Cu
膜とT i N膜との積層構造の配線が半導体集積回路
の金属配線として用いられている。
(発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の金属配線を有する半導体集積回路におい
ては、T i N膜から窒素(N)がA、&−Cu脱C
u拡散し、これが原因となり、A1−〇+4膜からヒロ
ックが発生し易すくなったり、又エレクトロマイグレー
ション耐性がA (1−Cu IIQ単層の場合よりも
悪くなり、半導体集積回路の信頼性及び歩留りが低下す
るという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体集積回路は、窒化チタン膜と銅を謀むア
ルミ合金膜との積層膜からなる配線を存する半導体集積
回路において、前記アルミ合金膜にホウ素を含有させた
ものである。
Af−Cu膜中にホウ素が含有されている場合、TiN
Jli中の窒素は、A 1− Cu膜とTiN膜との界
面で窒化ホウ素となり、A℃−CuJ摸中への窒素の拡
散量は大幅に減少する。従って、A、&−Cu膜のヒロ
ック発生量は減少し、又、エレンI・ロマイグレーショ
ン耐性もA 、Q −Cu膜単層と同等となる。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の断面図である。
第1図においてシリコン基板10−ヒにはシリコン酸化
pA11が形成されており、その上には膜厚0.1μm
のT i N膜12とホウ素を1重量%。
錯1を0.5重量%含有した膜厚1μmのAffl−L
ICu膜13からなる配線14が形成されている。そし
て配線14を含む全面には、プラズマCVD法によるシ
リコン窒化膜15かt)成るカバー膜が形成されている
このように構成された本実施例によれは、A、RB−C
u膜13のヒロック発生量は減少し、エレクトロマイグ
レーション耐性は向上する。
A、R−B−Cu膜中のホウ素の量は0.02%以上が
好ましく、0.02%以下ではヒロックの抑制効果は減
少する。
次に本実施例によるAj!−B−Cu/TiNpIAか
らなる配線を用いた場合の5・ト価結果を、従来のA 
II −Cu / T i N 11とA、ff−Cu
膜を用いた場合と共に第2図に示す。
各膜におけるCu量は0.5%であり、’I” i N
l模の厚さは0 、1 μrn 、 A II −Cu
 l摸及びA 、R−B −Cu Iliの厚さci1
μm、そして配線の幅と長さはそれぞれ10u、mと1
00μmとした。そして配線における電流密度3X10
6A10112.試験温度200℃の試験条件のもとで
、試験時間とエレクトロマイグレーションによる累積不
良率との関係を評価した。
第2図かられかる様に、A々−Cu膜の配線において、
50%不良に至るまでの試験時間(以下]゛5oと記す
)は105時間であるが、A 、lli −Cu7’T
iN膜の積層構造配線では17時間と大幅にエレンi・
ロマイクレーション耐性が弱くなる。ところが、本実施
例のAII−B−Cu/TiN膜の積N構造配線ではT
、oが101時間とA、R−Cu膜の配線のT2Oとほ
とんど変わらない。
尚、上記実施例ではTiN膜1膜内2にA、R−B−C
u膜13を積層させて配線14を形成した場合について
説明したが、更にこのA 、e −13−Cu膜13の
表面をW膜で覆ってもよい。この場合、表面にW膜があ
るため、A 12− B −Cu膜のヒロック発生をよ
り抑制できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、配線をA、M−B−Cu
膜とTiN膜より形成することにより、TiN膜中の窒
素はアルミ合金膜とT i N膜との界面で窒化ホウ素
となり、アルミ合金膜中への窒素の拡散量は大幅に減少
する。したがって、アルミ合金膜のヒロック発生量は減
少すると共に、エレクトロマイグレーション耐性も劣化
することはなくなり、半導体S積回路の信頼性及び歩留
りは向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は実施例と
従来例の配線の試験時間とエレクトロマイグレーション
による不良率との関係を示す図である。 10・・・シリコン基板、11・・・シリコン酸化膜、
12−−・T i N膜、13−・−Al1−B−Cu
膜、14・・配線、15・・・シリコン窒化膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  窒化チタン膜と銅を含むアルミ合金膜との積層膜から
    なる配線を有する半導体集積回路において、前記アルミ
    合金膜にホウ素を含有させたことを特徴とする半導体集
    積回路。
JP31578089A 1989-12-04 1989-12-04 半導体集積回路 Pending JPH03175636A (ja)

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JP31578089A JPH03175636A (ja) 1989-12-04 1989-12-04 半導体集積回路

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JP31578089A JPH03175636A (ja) 1989-12-04 1989-12-04 半導体集積回路

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JPH03175636A true JPH03175636A (ja) 1991-07-30

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ID=18069465

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JP31578089A Pending JPH03175636A (ja) 1989-12-04 1989-12-04 半導体集積回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040034939A (ko) * 2002-10-17 2004-04-29 학교법인 국민학원 신뢰성 있는 확산방지막을 구비한 Cu 합금 배선 및 그의제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040034939A (ko) * 2002-10-17 2004-04-29 학교법인 국민학원 신뢰성 있는 확산방지막을 구비한 Cu 합금 배선 및 그의제조방법

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