JPH06204222A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH06204222A JPH06204222A JP36002792A JP36002792A JPH06204222A JP H06204222 A JPH06204222 A JP H06204222A JP 36002792 A JP36002792 A JP 36002792A JP 36002792 A JP36002792 A JP 36002792A JP H06204222 A JPH06204222 A JP H06204222A
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- JP
- Japan
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- film
- copper
- insulating film
- copper wiring
- wiring
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- Withdrawn
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低抵抗でマイグレーション耐性に優れた銅配
線を半導体集積回路に用いた時に、銅配線との間の密着
性が良く且つ銅配線との間に相互拡散を生じない絶縁膜
を提供する。 【構成】 銅配線３と接触する絶縁膜２、４に、シリコ
ン系の絶縁膜を用いず、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、
Ｙ2 Ｏ3 、ＳｒＴｉＯ3 等の金属酸化膜を用いる。
線を半導体集積回路に用いた時に、銅配線との間の密着
性が良く且つ銅配線との間に相互拡散を生じない絶縁膜
を提供する。 【構成】 銅配線３と接触する絶縁膜２、４に、シリコ
ン系の絶縁膜を用いず、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、ＣｅＯ2 、
Ｙ2 Ｏ3 、ＳｒＴｉＯ3 等の金属酸化膜を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銅系の金属配線を用い
た半導体装置に関する。
た半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体集積回路の金属配線には、
シリコンに対するオーミックコンタクト形成の容易性や
ＳｉＯ2 膜等の絶縁膜に対する密着性、更には、コスト
の面からアルミニウム系の材料が用いられてきた。とこ
ろが、近年の半導体集積回路の高集積化及び微細化に伴
い、アルミニウム系の配線膜には、エレクトロマイグレ
ーションやストレスマイグレーションといった問題が顕
在化してきた。
シリコンに対するオーミックコンタクト形成の容易性や
ＳｉＯ2 膜等の絶縁膜に対する密着性、更には、コスト
の面からアルミニウム系の材料が用いられてきた。とこ
ろが、近年の半導体集積回路の高集積化及び微細化に伴
い、アルミニウム系の配線膜には、エレクトロマイグレ
ーションやストレスマイグレーションといった問題が顕
在化してきた。
【０００３】そこで、最近、マイグレーション耐性に優
れ且つ低抵抗の銅系の配線膜を半導体集積回路に用いる
ことが検討されている。
れ且つ低抵抗の銅系の配線膜を半導体集積回路に用いる
ことが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体集積
回路には、従来、主としてＳｉＯ2 膜等のシリコン系の
絶縁膜が用いられており、一方、銅表面は比較的酸化し
易く、表面が酸化した銅系配線膜はＳｉＯ2 膜との密着
性が悪いために、例えば上層のＳｉＯ2 膜が剥離し易い
という問題があった。また、銅とシリコンの相互拡散に
よる膜質劣化や高抵抗化の問題もあり、これらの理由か
ら、銅系配線膜とＳｉＯ2 膜との間には必ずバリア層を
形成する必要があった。例えば、銅系配線膜とＳｉＯ2
膜との間にニオブの不動態膜を形成して、これらの問題
を解決しようとしていた。
回路には、従来、主としてＳｉＯ2 膜等のシリコン系の
絶縁膜が用いられており、一方、銅表面は比較的酸化し
易く、表面が酸化した銅系配線膜はＳｉＯ2 膜との密着
性が悪いために、例えば上層のＳｉＯ2 膜が剥離し易い
という問題があった。また、銅とシリコンの相互拡散に
よる膜質劣化や高抵抗化の問題もあり、これらの理由か
ら、銅系配線膜とＳｉＯ2 膜との間には必ずバリア層を
形成する必要があった。例えば、銅系配線膜とＳｉＯ2
膜との間にニオブの不動態膜を形成して、これらの問題
を解決しようとしていた。
【０００５】しかしながら、このようなバリア層を形成
すると、製造工程数が多くなってプロセスが複雑化する
ほか、ニオブの不動態膜形成のためには高温の熱処理過
程が必要なため、内部回路への影響の問題もあった。
すると、製造工程数が多くなってプロセスが複雑化する
ほか、ニオブの不動態膜形成のためには高温の熱処理過
程が必要なため、内部回路への影響の問題もあった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、銅系配線膜を用
いた場合にも、剥離や相互拡散といった問題が生じず且
つ特別なバリア層も必要としない絶縁膜を有する半導体
装置を提供することである。
いた場合にも、剥離や相互拡散といった問題が生じず且
つ特別なバリア層も必要としない絶縁膜を有する半導体
装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の半導体装置では、銅系配線膜と接触す
る絶縁膜に、アルカリ土類金属酸化物、遷移金属酸化
物、希土類金属酸化物及びペロブスカイト型複合金属酸
化物からなる群より選ばれた少なくとも１種が用いられ
ている。
ために、本発明の半導体装置では、銅系配線膜と接触す
る絶縁膜に、アルカリ土類金属酸化物、遷移金属酸化
物、希土類金属酸化物及びペロブスカイト型複合金属酸
化物からなる群より選ばれた少なくとも１種が用いられ
ている。
【０００８】
【作用】本発明においては、銅系配線膜と接触する絶縁
膜に、シリコン系の絶縁膜を用いず、ＭｇＯ等のアルカ
リ土類金属酸化物、ＺｒＯ2 等の遷移金属酸化物、Ｃｅ
Ｏ2 、Ｙ2 Ｏ3 等の希土類金属酸化物又はＳｒＴｉＯ3
等のペロブスカイト型複合金属酸化物を用いているの
で、銅系配線との密着性が良好で且つ銅との間に相互拡
散の問題がない。
膜に、シリコン系の絶縁膜を用いず、ＭｇＯ等のアルカ
リ土類金属酸化物、ＺｒＯ2 等の遷移金属酸化物、Ｃｅ
Ｏ2 、Ｙ2 Ｏ3 等の希土類金属酸化物又はＳｒＴｉＯ3
等のペロブスカイト型複合金属酸化物を用いているの
で、銅系配線との密着性が良好で且つ銅との間に相互拡
散の問題がない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例につき図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１０】図１に、絶縁膜として、アルカリ土類金属
酸化物であるＭｇＯを用いた場合の配線構造を模式的に
示す。
酸化物であるＭｇＯを用いた場合の配線構造を模式的に
示す。
【００１１】ＭｇＯは、シリコン上にエピタキシャル成
長が可能で、シリコン基板と銅酸化物超伝導体の間のバ
ッファ層としても用いられており（例えば、S. Witanac
hchiet al., Appl. Phys. Lett., 54, p578 (1989))、
シリコンと銅の何れとも密着性が良好で且つ相互拡散も
しない。
長が可能で、シリコン基板と銅酸化物超伝導体の間のバ
ッファ層としても用いられており（例えば、S. Witanac
hchiet al., Appl. Phys. Lett., 54, p578 (1989))、
シリコンと銅の何れとも密着性が良好で且つ相互拡散も
しない。
【００１２】従って、本実施例では、シリコン基板１上
に直接ＭｇＯ膜２を下地絶縁膜として形成し、その上に
バリア層無しに銅による配線膜３を形成した後、再びＭ
ｇＯ膜４を保護絶縁膜又は層間絶縁膜として形成してい
る。
に直接ＭｇＯ膜２を下地絶縁膜として形成し、その上に
バリア層無しに銅による配線膜３を形成した後、再びＭ
ｇＯ膜４を保護絶縁膜又は層間絶縁膜として形成してい
る。
【００１３】この構成により、配線の比抵抗が５μΩ・
ｃｍ以下で剥離の生じない銅配線集積回路の作製が行え
た。
ｃｍ以下で剥離の生じない銅配線集積回路の作製が行え
た。
【００１４】なお、絶縁膜として、遷移金属酸化物であ
るＺｒＯ2 、希土類金属酸化物であるＣｅＯ2 又はＹ2
Ｏ3 、ペロブスカイト型複合金属酸化物であるＳｒＴｉ
Ｏ3を用いた場合にも殆ど同様の結果が得られた。
るＺｒＯ2 、希土類金属酸化物であるＣｅＯ2 又はＹ2
Ｏ3 、ペロブスカイト型複合金属酸化物であるＳｒＴｉ
Ｏ3を用いた場合にも殆ど同様の結果が得られた。
【００１５】
【発明の効果】本発明の構成により、マイグレーション
耐性に優れ且つ低抵抗の銅系配線膜を剥離や相互拡散の
問題なく半導体装置に適用することができる。
耐性に優れ且つ低抵抗の銅系配線膜を剥離や相互拡散の
問題なく半導体装置に適用することができる。
【００１６】また、銅系配線膜と絶縁膜との間にバリア
層を設ける必要がないので、製造工程が簡単になり、且
つ、バリア層形成のための高温処理による内部回路への
影響もなくなる。
層を設ける必要がないので、製造工程が簡単になり、且
つ、バリア層形成のための高温処理による内部回路への
影響もなくなる。
【図１】本発明の一実施例による半導体装置の配線構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
１ シリコン基板 ２ ＭｇＯ絶縁膜 ３ 銅配線膜 ４ ＭｇＯ絶縁膜
Claims (1)
- 【請求項１】 銅系配線膜と接触する絶縁膜に、アルカ
リ土類金属酸化物、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物
及びペロブスカイト型複合金属酸化物からなる群より選
ばれた少なくとも１種が用いられていることを特徴とす
る半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36002792A JPH06204222A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36002792A JPH06204222A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06204222A true JPH06204222A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18467525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36002792A Withdrawn JPH06204222A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06204222A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001223345A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-08-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP36002792A patent/JPH06204222A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001223345A (ja) * | 1999-11-30 | 2001-08-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000307 |