JPH03266436A - 延伸グレン構造を有するアルミニウム導体の製造方法 - Google Patents
延伸グレン構造を有するアルミニウム導体の製造方法Info
- Publication number
- JPH03266436A JPH03266436A JP2410569A JP41056990A JPH03266436A JP H03266436 A JPH03266436 A JP H03266436A JP 2410569 A JP2410569 A JP 2410569A JP 41056990 A JP41056990 A JP 41056990A JP H03266436 A JPH03266436 A JP H03266436A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holes
- aluminum
- film
- dielectric layer
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims description 9
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
- H01L23/53204—Conductive materials
- H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
- H01L23/53214—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/7684—Smoothing; Planarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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
[0001]
本発明は半導体装置におけるアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金のエレクトロマイグレーションを減少させる
方法に関する。 [0002]
ニウム合金のエレクトロマイグレーションを減少させる
方法に関する。 [0002]
高密度に集積された回路に用いられるアルミニウムまた
はアルミニウム合金によく生じる故障の原因はエレクト
ロマイグレーションである。このエレクトロマイグレー
ションは大きな直流電流や高温の状態の下で特によく生
じ、これらの状態は半導体装置を作動している際には非
常によく起こることである。これらの状態の下では、ア
ルミニウム金属は、導体を含むアルミニウムを流れる電
流によって移動し、このことはアルミニウムに望ましく
ない気孔や望ましくない過度の堆積を生じさせる原因と
なる。その結果、これらの半導体装置において、過剰の
電気的および/または熱抵抗が生じるに至るまで、望ま
しくない抵抗が増大し、半導体装置の早期故障の原因と
なる。 [0003] ポリ結晶アルミニウム導体におけるエレクトロマイグレ
ーションはグレン境界に沿って進行するということは既
に知られている。ポリ結晶グレンの間の不秩序な領域で
あるグレン境界は、結晶グレン<111>のバルクのそ
れよりも低い拡散用活性エネルギを有している。 [0004] この知見に基づいた方法が米国特許第4,352,23
9号に開示されている。この米国特許においては、グレ
ン境界を導体ラインの長さ方向に沿って延ばさず、導体
ラインを直接に横切って延ばす方法によってエレクトロ
マイグレーションを効果的に抑制している。 [0005] 図1に示すように、浅い孔1のアレイが厚さ1.0μm
のシリコンジ酸化物の平面層3にプラズマエツチングに
よってエツチングされて形成されている。 [0019] 孔1は約0.1〜0.3μmの深さであり、直径が約1
μmである。これらの孔1は横3列に2〜4μmのピッ
チ間隔でライン状のパターンにエツチングされており、
このライン状パターンは所望のアルミニウム接続マスク
と同一である。 [0020] 図2に示すように、約200〜1000オングストロー
ムの単位のTiWの薄い層5が、スパッタリングまたは
蒸着法によって、シリコンジ酸化層3の表面上に、およ
び孔1内部に張られている。 [0021] このTiWの薄い層の上に厚さ0.5〜1.5μmのア
ルミニウムの薄いフィルム7が配されている。 [0022]
はアルミニウム合金によく生じる故障の原因はエレクト
ロマイグレーションである。このエレクトロマイグレー
ションは大きな直流電流や高温の状態の下で特によく生
じ、これらの状態は半導体装置を作動している際には非
常によく起こることである。これらの状態の下では、ア
ルミニウム金属は、導体を含むアルミニウムを流れる電
流によって移動し、このことはアルミニウムに望ましく
ない気孔や望ましくない過度の堆積を生じさせる原因と
なる。その結果、これらの半導体装置において、過剰の
電気的および/または熱抵抗が生じるに至るまで、望ま
しくない抵抗が増大し、半導体装置の早期故障の原因と
なる。 [0003] ポリ結晶アルミニウム導体におけるエレクトロマイグレ
ーションはグレン境界に沿って進行するということは既
に知られている。ポリ結晶グレンの間の不秩序な領域で
あるグレン境界は、結晶グレン<111>のバルクのそ
れよりも低い拡散用活性エネルギを有している。 [0004] この知見に基づいた方法が米国特許第4,352,23
9号に開示されている。この米国特許においては、グレ
ン境界を導体ラインの長さ方向に沿って延ばさず、導体
ラインを直接に横切って延ばす方法によってエレクトロ
マイグレーションを効果的に抑制している。 [0005] 図1に示すように、浅い孔1のアレイが厚さ1.0μm
のシリコンジ酸化物の平面層3にプラズマエツチングに
よってエツチングされて形成されている。 [0019] 孔1は約0.1〜0.3μmの深さであり、直径が約1
μmである。これらの孔1は横3列に2〜4μmのピッ
チ間隔でライン状のパターンにエツチングされており、
このライン状パターンは所望のアルミニウム接続マスク
と同一である。 [0020] 図2に示すように、約200〜1000オングストロー
ムの単位のTiWの薄い層5が、スパッタリングまたは
蒸着法によって、シリコンジ酸化層3の表面上に、およ
び孔1内部に張られている。 [0021] このTiWの薄い層の上に厚さ0.5〜1.5μmのア
ルミニウムの薄いフィルム7が配されている。 [0022]
【図1】
本発明に係る方法の一過程において誘電層に形成された
孔のアレイの上方から見た平面図である。
孔のアレイの上方から見た平面図である。
【図2】
薄いTiW層を有する図1の孔のアレイ、および本発明
に係る方法の別の過程におけるA1フィルムの断面図で
ある。
に係る方法の別の過程におけるA1フィルムの断面図で
ある。
【図3】
レーザースキャンニングにより溶解し、再結晶化した後
のアルミニウムフィルムの上方からの平面図であって、
孔の列およびコラムと直交して整列しているグレン境界
が形成されているアルミニウムフィルムの方向性を有す
る結晶構造を示す。
のアルミニウムフィルムの上方からの平面図であって、
孔の列およびコラムと直交して整列しているグレン境界
が形成されているアルミニウムフィルムの方向性を有す
る結晶構造を示す。
【図4】
図3に示した方向性を有する結晶構造の断面図である。
【図5】
グレン境界と直交して整列しているフォトレジストマス
クを介して図3の方向性を有するポリ結晶アルミニウム
構造をプラズマエツチングすることによって生成された
導電体の平面図である。
クを介して図3の方向性を有するポリ結晶アルミニウム
構造をプラズマエツチングすることによって生成された
導電体の平面図である。
1孔
3 平面層
S TiW層
7 アルミニウムフィルム
11 グレン境界
13 アルミニウム導電体
15 グレン
Claims (4)
- 【請求項1】半導体装置の誘電層上のアルミニウムまた
はアルミニウム合金ポリ結晶導電体のエレクトロマイグ
レーションを減少させる方法であって、前記誘電層内に
少なくとも三つの孔の幅の孔コラムのアレイをエッチン
グする過程を備え、前記孔は前記層を部分的に延びて所
望の接続パターンに対応するライン状パターンに形成さ
れており、前記孔のピッチは約1/2〜5μmであり、
前記孔の深さは1/10〜1/2μmであり、前記孔が
形成されている前記誘電層の表面上にある前記孔を満た
すのに少なくとも十分な厚さを有するアルミニウムまた
はアルミニウム合金の薄いフィルムを配する過程と、 アルミニウムまたはアルミニウム合金の前記フィルムを
、該フィルムを溶かすのに十分な強度を有するレーザー
光線でスキャンニングし、フィルムを流動状態にして平
面化し、前記フィルムの冷却の際に、前記フィルムが孔
パターンの列およびコラムと直交しているグレン境界を
有する方向性をもった結晶構造を形成する過程と、 所望の導電体ラインの幅を横切る方向にのみ結晶境界が
延びるようにフォトレジストマスクを前記結晶構造に合
わせる過程と、前記フォトレジストマスクを介して前記
結晶構造をプラズマエッチングすることにより前記所望
の導電体ラインの外側の前記結晶構造からアルミニウム
材料を取り除く過程と、 を備える方法。 - 【請求項2】前記アルミニウムまたはアルミニウム合金
の層が前記レーザー光線でスキャンニングされる間に前
記誘電層は摂氏260〜400度の温度まで加熱される
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記孔は約0.1〜0.3μmの深さであ
ることを特徴とする請求項1または請求項2記載の方法
。 - 【請求項4】前記アルミニウムまたはアルミニウム合金
層を配する前に、流れ改良材料の薄いフィルムを前記誘
電層上に配したことを特徴とする請求項1記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/452,860 US4976809A (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Method of forming an aluminum conductor with highly oriented grain structure |
US452860 | 1989-12-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03266436A true JPH03266436A (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=23798249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2410569A Pending JPH03266436A (ja) | 1989-12-18 | 1990-12-14 | 延伸グレン構造を有するアルミニウム導体の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4976809A (ja) |
EP (1) | EP0434138A1 (ja) |
JP (1) | JPH03266436A (ja) |
KR (1) | KR910013434A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004511908A (ja) * | 2000-10-10 | 2004-04-15 | ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク | 薄い金属層を処理する方法及び装置 |
US6887346B2 (en) | 1998-01-15 | 2005-05-03 | 3M Innovative Properties Company | Spinning disk evaporator |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3099406B2 (ja) * | 1991-04-05 | 2000-10-16 | ヤマハ株式会社 | 集積回路の多層配線構造 |
JPH05275540A (ja) * | 1992-03-28 | 1993-10-22 | Yamaha Corp | 集積回路装置 |
US6555449B1 (en) | 1996-05-28 | 2003-04-29 | Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Methods for producing uniform large-grained and grain boundary location manipulated polycrystalline thin film semiconductors using sequential lateral solidfication |
US6830993B1 (en) | 2000-03-21 | 2004-12-14 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Surface planarization of thin silicon films during and after processing by the sequential lateral solidification method |
DE10217876A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung dünner metallhaltiger Schichten mit geringem elektrischen Widerstand |
AU2003272222A1 (en) | 2002-08-19 | 2004-03-03 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Process and system for laser crystallization processing of film regions on a substrate to minimize edge areas, and structure of such film regions |
TWI331803B (en) | 2002-08-19 | 2010-10-11 | Univ Columbia | A single-shot semiconductor processing system and method having various irradiation patterns |
JP5164378B2 (ja) | 2003-02-19 | 2013-03-21 | ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク | 逐次的横方向結晶化技術を用いて結晶化させた複数の半導体薄膜フィルムを処理するシステム及びプロセス |
TWI351713B (en) | 2003-09-16 | 2011-11-01 | Univ Columbia | Method and system for providing a single-scan, con |
TWI366859B (en) | 2003-09-16 | 2012-06-21 | Univ Columbia | System and method of enhancing the width of polycrystalline grains produced via sequential lateral solidification using a modified mask pattern |
TWI359441B (en) | 2003-09-16 | 2012-03-01 | Univ Columbia | Processes and systems for laser crystallization pr |
WO2005029546A2 (en) | 2003-09-16 | 2005-03-31 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Method and system for providing a continuous motion sequential lateral solidification for reducing or eliminating artifacts, and a mask for facilitating such artifact reduction/elimination |
KR101124503B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2012-03-15 | 삼성전자주식회사 | 고배향성 실리콘층 형성방법 및 고배향성 실리콘층적층기판 |
CN110343982A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 南京理工大学 | 一种纳米双峰异构铝镁合金制备方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4070524A (en) * | 1976-02-23 | 1978-01-24 | Standard Oil Company (Indiana) | Self-bonding varnish for magnetic wire comprising polyalkylenetrimellitate imide polyalkylenetrimellitate ester |
US4267012A (en) * | 1979-04-30 | 1981-05-12 | Fairchild Camera & Instrument Corp. | Process for patterning metal connections on a semiconductor structure by using a tungsten-titanium etch resistant layer |
EP0020134A1 (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of enhancing epitaxy and preferred orientation in films deposited on solid substrates |
DE3071878D1 (en) * | 1979-11-30 | 1987-02-05 | Western Electric Co | Fine-line solid state device |
US4352239A (en) * | 1980-04-17 | 1982-10-05 | Fairchild Camera And Instrument | Process for suppressing electromigration in conducting lines formed on integrated circuits by control of crystalline boundary orientation |
US4566177A (en) * | 1984-05-11 | 1986-01-28 | Signetics Corporation | Formation of electromigration resistant aluminum alloy conductors |
US4720908A (en) * | 1984-07-11 | 1988-01-26 | Texas Instruments Incorporated | Process for making contacts and interconnects for holes having vertical sidewalls |
US4744858A (en) * | 1985-03-11 | 1988-05-17 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuit metallization with reduced electromigration |
JPS62293740A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
US4758533A (en) * | 1987-09-22 | 1988-07-19 | Xmr Inc. | Laser planarization of nonrefractory metal during integrated circuit fabrication |
-
1989
- 1989-12-18 US US07/452,860 patent/US4976809A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-12-12 KR KR1019900020365A patent/KR910013434A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-12-13 EP EP90203302A patent/EP0434138A1/en not_active Withdrawn
- 1990-12-14 JP JP2410569A patent/JPH03266436A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6887346B2 (en) | 1998-01-15 | 2005-05-03 | 3M Innovative Properties Company | Spinning disk evaporator |
JP2004511908A (ja) * | 2000-10-10 | 2004-04-15 | ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク | 薄い金属層を処理する方法及び装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0434138A1 (en) | 1991-06-26 |
KR910013434A (ko) | 1991-08-08 |
US4976809A (en) | 1990-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH03266436A (ja) | 延伸グレン構造を有するアルミニウム導体の製造方法 | |
US6815354B2 (en) | Method and structure for thru-mask contact electrodeposition | |
JPH03198327A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US5202274A (en) | Method of fabricating thin film transistor | |
US4062720A (en) | Process for forming a ledge-free aluminum-copper-silicon conductor structure | |
JP3509049B2 (ja) | ヒューズ酸化物の厚さが調整されたヒューズ窓 | |
US5483092A (en) | Semiconductor device having a via-hole with a void area for reduced cracking | |
US4879587A (en) | Apparatus and method for forming fusible links | |
KR900002686B1 (ko) | 열전도 제어층을 사용하여 간접가열 함으로써 도전성막을 재결정화하는 방법 | |
US4655850A (en) | Method of forming monocrystalline thin films by parallel beam scanning of belt shaped refractory metal film on amorphous or polycrystalline layer | |
US6376357B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device with voids in the insulation film between wirings | |
US4176016A (en) | Forming electrically insulating layers by sputter deposition | |
JP2005158270A (ja) | 被加熱物載置用ヒータ部材及び加熱処理装置 | |
JPH02185025A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3150792B2 (ja) | 電子回路の作製方法 | |
US4071378A (en) | Process of making a deep diode solid state transformer | |
KR930024103A (ko) | 반도체 장치의 제조방법 | |
US5057452A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
GB1572045A (en) | Semiconductor devices | |
JPH0346977B2 (ja) | ||
JP2961906B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPS63114144A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR100456394B1 (ko) | 반도체제조장치및이를채용한반도체소자의배선형성방법 | |
JPS6369218A (ja) | 単結晶性soi基板の形成方法 | |
JPS6362893B2 (ja) |