JPH0461125A - 多層配線体 - Google Patents
多層配線体Info
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- JPH0461125A JPH0461125A JP16526090A JP16526090A JPH0461125A JP H0461125 A JPH0461125 A JP H0461125A JP 16526090 A JP16526090 A JP 16526090A JP 16526090 A JP16526090 A JP 16526090A JP H0461125 A JPH0461125 A JP H0461125A
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Landscapes
- 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】
[産業上の利用分野]
本発明は、多層の薄膜で構成した配線体に関する。
C従来の技術と発明が解決しようとする課題]例えば半
導体素子用の配線体には従来ANが用いられてきたが、
Al1は電気抵抗率が高いために素子高密度化に伴なっ
て配線体での発熱が無視できなくなってきている。Au
は、電気抵抗率が低いものの、高コストである。Cuと
Agは、電気抵抗率が低い半面、外傷に対して弱い問題
があった。
導体素子用の配線体には従来ANが用いられてきたが、
Al1は電気抵抗率が高いために素子高密度化に伴なっ
て配線体での発熱が無視できなくなってきている。Au
は、電気抵抗率が低いものの、高コストである。Cuと
Agは、電気抵抗率が低い半面、外傷に対して弱い問題
があった。
一般に合金化すると機械強度の向上が期待できるのでC
uとAgとの合金(Cu +A g)を作れば耐外傷強
度の高い低抵抗配線体を実現できると考えられるが、実
際には合金内にポテンシャルの乱れが生じてしまって電
気抵抗率が高くなってしまう。
uとAgとの合金(Cu +A g)を作れば耐外傷強
度の高い低抵抗配線体を実現できると考えられるが、実
際には合金内にポテンシャルの乱れが生じてしまって電
気抵抗率が高くなってしまう。
本発明は、多層配線体構造の採用によって耐外傷強度の
高い低抵抗配線体を提供することを目的とする。
高い低抵抗配線体を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段]
本発明に係る多層配線体は、2種以上の1価金属を3〜
500人の厚みで繰り返し積層1.たちのである。
500人の厚みで繰り返し積層1.たちのである。
(:u、Ag及びAuからなる群より選ばれた1価金属
が好適である。中でもCuとAgとの組み合わせが後述
する理由により最も好ましい。
が好適である。中でもCuとAgとの組み合わせが後述
する理由により最も好ましい。
Cu層、Au層の厚みは3〜・200人、Ag層の厚み
は10〜500人か好ましい。更に好ましくはCu層、
Au層の厚みが3〜50人、Ag層の厚みが10〜20
0人である。総厚は、200〜10000人か適当であ
る。
は10〜500人か好ましい。更に好ましくはCu層、
Au層の厚みが3〜50人、Ag層の厚みが10〜20
0人である。総厚は、200〜10000人か適当であ
る。
[作 用]
2種以上の1価金属を繰り返し積層した多層膜は、界面
の存在により合金の場合と同じく機械強度が増すと同時
に、各層内では単一物質であるために合金の場合に比べ
て抵抗が低くなる。
の存在により合金の場合と同じく機械強度が増すと同時
に、各層内では単一物質であるために合金の場合に比べ
て抵抗が低くなる。
積層する各層の厚みは電気伝導性及び機械強度の点から
3〜500人とする。
3〜500人とする。
Cu、Ag及びAuは、それぞれ電気抵抗率の低い1価
金属であり、硼数の違いによる界面ての電子の散乱もな
いので、低抵抗用多層膜のだめの金属とし′C好ましい
。更には、これら金属のうぢCuとAgとは、価格及び
抵抗率かAUに比べて低いので特に好ましい組み合わせ
である。
金属であり、硼数の違いによる界面ての電子の散乱もな
いので、低抵抗用多層膜のだめの金属とし′C好ましい
。更には、これら金属のうぢCuとAgとは、価格及び
抵抗率かAUに比べて低いので特に好ましい組み合わせ
である。
Cu / A g多層膜又はA u / A g多層膜
をSl等の1導体上の多層配線体とする場合、1導体中
へのCu又はA LJの拡散も考慮し、でCu層、A
u層の厚みを3〜200人とし、Ag層の厚みを10〜
・500人とするのか良い。更に好まし、くはCu層、
Au層が3〜50人、Ag層か10〜200人である。
をSl等の1導体上の多層配線体とする場合、1導体中
へのCu又はA LJの拡散も考慮し、でCu層、A
u層の厚みを3〜200人とし、Ag層の厚みを10〜
・500人とするのか良い。更に好まし、くはCu層、
Au層が3〜50人、Ag層か10〜200人である。
総厚は信頼性と通常の蒸着やスパッタリングの方法によ
る作製時間の観点から200〜10000人が好まし2
い。更に好ましくは200〜5000人である。
る作製時間の観点から200〜10000人が好まし2
い。更に好ましくは200〜5000人である。
[実施例]
第1図は、本発明の実施例に係る多層配線体の中間省略
断面図である。
断面図である。
コーニング7059ガラス製の基板50上に形成した多
層配線体は、AgとCuとを交互に40人づつ積層した
全40層構造であって、20層のAg層1.3.−.3
7.39と、20層のCu層2゜4、・・・、38.4
0とからなる。つまり、この多層配線体の総厚は160
0人である。
層配線体は、AgとCuとを交互に40人づつ積層した
全40層構造であって、20層のAg層1.3.−.3
7.39と、20層のCu層2゜4、・・・、38.4
0とからなる。つまり、この多層配線体の総厚は160
0人である。
製膜は、抵抗加熱式の真空蒸着装置によった。
真空度10=Torr、蒸着速度1人/Sの条件で、2
つの蒸発源(Ag、Cu)のシャッターを交互に開閉し
て上記Cu / A g多層膜を作製した。基板温度は
室温である。
つの蒸発源(Ag、Cu)のシャッターを交互に開閉し
て上記Cu / A g多層膜を作製した。基板温度は
室温である。
第2図(a)〜(d)は、上記多層膜を含む各種配線体
のX線回折図であり、厚みはいずれの場合も1600人
である。
のX線回折図であり、厚みはいずれの場合も1600人
である。
第2図(a)は、前記真空蒸着装置でAg側のみのシャ
ッターを開いて得たAg単層膜の場合である。(ill
)の鋭いピークがみられる。
ッターを開いて得たAg単層膜の場合である。(ill
)の鋭いピークがみられる。
第2図(b)は、Cu側のみのシャッターを開いて得た
Cu単層膜の場合である。この場合にも、(,111)
のピークがみられる。
Cu単層膜の場合である。この場合にも、(,111)
のピークがみられる。
第2図(e)は、CuとAgとを同時に蒸発させて得た
合金単層膜(Cu+Ag)の場合であり、第2図(d)
は、CuとAgとを交Ti積層した第1図の構造の多層
膜(Cu / A g )の場合である。なお、合金膜
と多層膜とはCuとAgとの原子数比を等しくしている
。
合金単層膜(Cu+Ag)の場合であり、第2図(d)
は、CuとAgとを交Ti積層した第1図の構造の多層
膜(Cu / A g )の場合である。なお、合金膜
と多層膜とはCuとAgとの原子数比を等しくしている
。
第2図(d)中のメインピークとザテライトビークとの
位置関係より、はぼ設;1どおりの人工周期80人を有
する多層膜ができていることが判る。合金膜では結晶の
3次元的な乱れが生じているが、多層膜では各層の面内
で単一物質であるために結晶性が良い。
位置関係より、はぼ設;1どおりの人工周期80人を有
する多層膜ができていることが判る。合金膜では結晶の
3次元的な乱れが生じているが、多層膜では各層の面内
で単一物質であるために結晶性が良い。
また、基板上の上記各配線体を銅製のスティックで引っ
掻いて耐外傷強度を調べた。A g 、141層膜とC
u単層膜には傷が付いたが、多層膜には傷が付かなかっ
た。
掻いて耐外傷強度を調べた。A g 、141層膜とC
u単層膜には傷が付いたが、多層膜には傷が付かなかっ
た。
第3図は、幅1 rrxm、長さ2rrIrns厚み1
600人の各種配線体の電気抵抗(長さ方向)の温度依
存性を示すグラフである。ただし、同図には前記4種類
の配線体のデータに加えて、本発明の他の実施例に係る
多層膜配線体としてCu100人、Ag100人を交互
に8回づつ蒸着して得た号ンプル(周期20OA、総厚
1600人)のデータも併せて示している。
600人の各種配線体の電気抵抗(長さ方向)の温度依
存性を示すグラフである。ただし、同図には前記4種類
の配線体のデータに加えて、本発明の他の実施例に係る
多層膜配線体としてCu100人、Ag100人を交互
に8回づつ蒸着して得た号ンプル(周期20OA、総厚
1600人)のデータも併せて示している。
全サンプルとも電気抵抗が100〜300 Kの範囲で
温度にほぼ比例する。ただし、多層膜の電気抵抗は、同
じ組成の合金の場合に比べて85%J、ス下(290K
)となる。しかも、人1周期を200人とした多層膜で
は、合金の抵抗の約60%とかなり低くなる。これは、
多層膜内の電子の錯乱は界面でのそれがかなり支配的で
あることを示唆しており、多層膜の電気抵抗は界面状態
の改善により更に低減可能である。
温度にほぼ比例する。ただし、多層膜の電気抵抗は、同
じ組成の合金の場合に比べて85%J、ス下(290K
)となる。しかも、人1周期を200人とした多層膜で
は、合金の抵抗の約60%とかなり低くなる。これは、
多層膜内の電子の錯乱は界面でのそれがかなり支配的で
あることを示唆しており、多層膜の電気抵抗は界面状態
の改善により更に低減可能である。
この200人周期の多層膜についても同じスティックで
引っ掻いたところ、わずかに傷か付いた。ただし、前記
80人周期の場合に比べて耐外傷強度が劣るものの、A
g単層膜に比べると傷が付きにくい。
引っ掻いたところ、わずかに傷か付いた。ただし、前記
80人周期の場合に比べて耐外傷強度が劣るものの、A
g単層膜に比べると傷が付きにくい。
なお、以上に説明した実施例はCu / A g多層膜
であったが、CuSAg5Au等の1価金属を2種以上
、3〜500人の厚みで繰り返し積層すれば、耐外傷強
度の高い低抵抗多層配線体か得られる。
であったが、CuSAg5Au等の1価金属を2種以上
、3〜500人の厚みで繰り返し積層すれば、耐外傷強
度の高い低抵抗多層配線体か得られる。
[発明の効果〕
本発明に係る多層配線体は、2種以上、の]価金属、例
えばCuSAg及びAuからなる群より選ばれた金属を
3〜500人の厚みで繰り返し積層したものであって、
耐外傷強度が高く、し、かも電気抵抗が低い。
えばCuSAg及びAuからなる群より選ばれた金属を
3〜500人の厚みで繰り返し積層したものであって、
耐外傷強度が高く、し、かも電気抵抗が低い。
第1図は、本発明の実施例に係る多層配線体の中間省略
断面図、 第2図は、厚み1600人の各種配線体のX線回折図で
あって、(a)はAg単層膜、(b 、)はCu単層膜
、(c)はCuとAgとの合金単層膜、(d)はCuと
A、 gとを交互積層した第1図の構造の多層膜の場合
であり、 第3図は、厚み1600人の各種配線体の電気抵抗の温
度依存性を示すグラフである。 符号の説明 1.3.・・・、37,39 : Ag層、2.4
.・・・、38.40 Cu層、 基板。 特許出願人 鐘淵化学工業株式会社 第1図
断面図、 第2図は、厚み1600人の各種配線体のX線回折図で
あって、(a)はAg単層膜、(b 、)はCu単層膜
、(c)はCuとAgとの合金単層膜、(d)はCuと
A、 gとを交互積層した第1図の構造の多層膜の場合
であり、 第3図は、厚み1600人の各種配線体の電気抵抗の温
度依存性を示すグラフである。 符号の説明 1.3.・・・、37,39 : Ag層、2.4
.・・・、38.40 Cu層、 基板。 特許出願人 鐘淵化学工業株式会社 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、2種以上の1価金属を3〜500Åの厚みで繰り返
し積層した多層配線体。 2、1価金属がCu、Ag及びAuからなる群より選ば
れた請求項1記載の多層配線体。 3、Cu層、Au層の厚みが3〜200Åであり、Ag
層の厚みが10〜500Åである請求項2記載の多層配
線体。 4、Cu層、Au層の厚みが3〜50Åであり、Ag層
の厚みが10〜200Åである請求項2記載の多層配線
体。 5、総厚が200〜10000Åである請求項3又は4
に記載の多層配線体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16526090A JP2609940B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 多層配線体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16526090A JP2609940B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 多層配線体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0461125A true JPH0461125A (ja) | 1992-02-27 |
JP2609940B2 JP2609940B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=15808948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16526090A Expired - Lifetime JP2609940B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 多層配線体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2609940B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0903781A3 (en) * | 1997-09-18 | 1999-07-21 | Ebara Corporation | Method of forming embedded copper interconnections and embedded copper interconnection structure |
US6544585B1 (en) | 1997-09-02 | 2003-04-08 | Ebara Corporation | Method and apparatus for plating a substrate |
WO2022264847A1 (ja) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 金属含有膜および金属含有膜の製造方法 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP16526090A patent/JP2609940B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6544585B1 (en) | 1997-09-02 | 2003-04-08 | Ebara Corporation | Method and apparatus for plating a substrate |
EP0903781A3 (en) * | 1997-09-18 | 1999-07-21 | Ebara Corporation | Method of forming embedded copper interconnections and embedded copper interconnection structure |
EP1471572A1 (en) * | 1997-09-18 | 2004-10-27 | Ebara Corporation | Embedded copper interconnection structure |
WO2022264847A1 (ja) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 金属含有膜および金属含有膜の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2609940B2 (ja) | 1997-05-14 |
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