JPH0677337A - 集積回路 - Google Patents

集積回路

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JPH0677337A
JPH0677337A JP4308599A JP30859992A JPH0677337A JP H0677337 A JPH0677337 A JP H0677337A JP 4308599 A JP4308599 A JP 4308599A JP 30859992 A JP30859992 A JP 30859992A JP H0677337 A JPH0677337 A JP H0677337A
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JP
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layer
wiring layer
aluminum
integrated circuit
metal
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JP4308599A
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English (en)
Inventor
Hiromoto Ito
弘基 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0677337A publication Critical patent/JPH0677337A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線層と基板間の相互作用や拡散作用を防止
するバリア層を有する集積回路を提供する。 【構成】 シリコン基板21上に第1、第2バリア層1
9、14を介して第1、第2メタル配線層16、11を
形成した集積回路において、上記各バリア層19、14
を酸素及び炭素を含有する窒化チタンによって形成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、配線層の下地となるバ
リア層あるいはコンタクトホール、ビアホール等の密着
層を窒化チタンによって形成した集積回路、及びコンタ
クトホール、スルーホールに配線層とバリア層を形成し
た集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から大規模集積回路(LSI)の配
線層とシリコン基板との境界には、配線層の配線材料が
シリコン基板中に拡散することを防止するバリア層、配
線層間あるいは配線層と基板間の付着力を増大させたり
する密着層は、窒化チタン等の材料から構成されてい
る。
【0003】そして、LSIの微細化が進むにつれて、
設計ルールはハーフミクロン、サブミクロンに達し、積
層されるバリア層、配線層等の各層の薄膜化が進行し、
各層の膜質が他の層の影響を受けるようになり、特にバ
リア層、密着層には高いバリア性が要求されている。ま
た、LSIの微細化につれてコンタクトホールのアスペ
クト比が高くなってコンタクトホールにバリア層を蒸着
形成した後に配線層をコンタクトホールに埋め込むこと
が難しくなってきている。
【0004】例えば、図5は日経マイクロデバイス、2
月号(1991)に掲載された従来の集積回路を拡大し
て示す図である、単純スタック型セル構造の64MDR
AMの多層配線部の断面を拡大して示したものである。
同図において、1はアルミニウム・シリコン・銅合金等の
第2メタル配線層、2は第2層間絶縁層、3は第2層間
接続プラグ、4は第2バリア層、5は第1メタル配線
層、6は第1層間絶縁層、7は第1層間接続プラグ、8
は第1バリア層、9はシリコン基板である。
【0005】また、例えば、図6はセミコンジャパンの
予稿集に掲載された従来の集積回路を拡大して示す図で
ある、単純スタック型セル構造の64MDRAMの配線
部コンタクトホール及びその層構造を拡大して示したも
のである。同図において、1Aはアルミニウム・シリコ
ン・銅合金からなるメタル配線層、2Aは窒化チタンの
バリア層、3Aはシリコン基板、4Aはコンタクトホー
ルである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
集積回路に用いられているバリア層では、各積層膜の薄
膜化が進行すると、メタル配線層とシリコン基板間での
相互作用や拡散作用を抑制することができないという課
題があった。
【0007】また、従来の集積回路では、LSIのよう
に構造が微細化して来ると、メタル配線層を形成する金
属をコンタクトホール内に埋め込むことが難しく、メタ
ル配線層を円滑に形成することができないという課題が
あった。
【0008】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、配線層と基板間の相互作用や拡散作用を防
止するバリア層、あるいは電気的コンタクト性に優れた
密着層を有する集積回路を提供することを目的としてい
る。
【0009】また、本発明は、集積回路が微細化しても
コンタクトホール内で配線層の金属を流動化させてその
内部に金属を円滑に埋め込んで配線層を容易に設けるこ
とができる集積回路を併せて提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の集積回路は、バリア層を酸素及び炭素を含有する窒化
チタンによって形成したものである。
【0011】また、本発明の請求項2に記載の集積回路
は、バリア層を炭素を含有する窒化チタンで形成したも
のである。
【0012】また、本発明の請求項3に記載の集積回路
は、請求項1または請求項2に記載の発明において、上
記バリア層の下地として酸素及び炭素を含有するチタン
からなる密着層を設けたものである。
【0013】また、本発明の請求項4に記載の集積回路
は、請求項3に記載の発明において、上記密着層が炭素
または酸素を含有するものである。
【0014】また、本発明の請求項5に記載の集積回路
は、コンタクトホール及び/またはスルーホールに形成
する配線層とこの配線層の下地として形成されるバリア
層との間に、上記配線層と合金を作りやすい金属からな
るバッファ層を設けたものである。
【0015】また、本発明の請求項6に記載の集積回路
は、コンタクトホール及び/またはスルーホールに形成
されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配
線層とこの配線層の下地として形成された窒化チタンか
らなるバリア層との間に、チタン、シリコン、ゲルマニ
ウム等のアルミニウムと合金を作りやすい金属からなる
バッファ層を設けたものである。
【0016】また、本発明の請求項7に記載の集積回路
は、コンタクトホール及び/またはスルーホールに形成
されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配
線層とこの配線層の下地として形成された窒化チタンか
らなるバリア層との間に、チタン、シリコン、ゲルマニ
ウム等の金属とアルミニウムとの合金からなるバッファ
層を設けたものである。
【0017】また、本発明の請求項8に記載の集積回路
は、コンタクトホール及び/またはスルーホールに形成
されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配
線層とこの配線層の下地として形成された窒化チタンか
らなるバリア層との間に、チタン、シリコン、ゲルマニ
ウム等の金属とアルミニウムとのバッファ層を設けると
共に、このバッファ層は上記配線層に接近するにつれて
チタン、シリコン、ゲルマニウム等の金属の組成がアル
ミニウムの組成に対して逓減するものである。
【0018】
【作用】本発明の請求項1に記載の発明によれば、配線
層と基板間、あるいは配線層と基板上の構成層間のバリ
ア性を酸素及び炭素を含有する窒化チタンからなるバリ
ア層によって高めることができる。
【0019】また、本発明の請求項2に記載の発明によ
れば、配線層と基板間、あるいは配線層と基板上の構成
層間のバリア性を炭素を含有する窒化チタンからなるバ
リア層によって高めることができる。
【0020】また、本発明の請求項3に記載の発明によ
れば、バリア層の下地として、酸素及び炭素を含有する
チタンからなる密着層を形成し、この密着層によって構
成層間の電気的コンタクト性を高めることができる。
【0021】また、本発明の請求項4に記載の発明によ
れば、上記密着層が炭素または酸素を含有するチタンか
ら構成したことによって、バリア層と構成層間の電気的
コンタクト性高めると共に電気的安定性を高めることが
できる。
【0022】また、本発明の請求項5に記載の発明によ
れば、コンタクトホールに形成されたバリア層の表面
に、配線層と合金を作りやすい金属からなるバッファ層
を設けた後、このコンタクトホール内に配線層を形成す
る金属を埋め込むため、配線層を形成する間にその金属
がバッファ層と合金化して配線層の金属の融点が低下
し、その合金がコンタクトホール内で流動しやすくなっ
て配線層を形成する金属をコンタクトホール内に容易に
埋め込むことができる。
【0023】また、本発明の請求項6に記載の発明によ
れば、コンタクトホールに形成された窒化チタンからな
るバリア層の表面に、チタン、シリコン、ゲルマニウム
等のアルミニウムと合金を作りやすい金属からなるバッ
ファ層を設けた後、このコンタクトホール内にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなる配線層を埋め込む
ため、配線層を形成する間にそのアルミニウムまたはア
ルミニウム合金がバッファ層の合金と合金化して配線層
の金属の融点が低下し、その合金がコンタクトホール内
で流動しやすくなって配線層を形成する金属をコンタク
トホール内に容易に埋め込むことができる。
【0024】また、本発明の請求項7に記載の発明によ
れば、コンタクトホールに形成された窒化チタンからな
るバリア層の表面に、チタン、シリコン、ゲルマニウム
等の金属とアルミニウムとの合金からなるバッファ層を
設けた後、このコンタクトホール内にアルミニウムまた
はアルミニウム合金からなる配線層を埋め込むため、配
線層を形成する間にそのアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金がバッファ層の合金と合金化して配線層の金属の
融点が低下し、その合金がコンタクトホール内で流動し
やすくなって配線層を形成する金属をコンタクトホール
内に容易に埋め込むことができる。
【0025】また、本発明の請求項8に記載の発明によ
れば、コンタクトホールに形成された窒化チタンからな
るバリア層の表面に、チタン、シリコン、ゲルマニウム
等の金属の組成が配線層に接近するにつれてアルミニウ
ムの組成に対して逓減するバッファ層を設けた後、この
コンタクトホール内にアルミニウムまたはアルミニウム
合金からなる配線層を埋め込むため、配線層を形成する
間にそのアルミニウムまたはアルミニウム合金がバッフ
ァ層表面の合金と合金化して配線層の金属の融点が低下
し、その合金がコンタクトホール内で流動化して配線層
を形成する金属をコンタクトホール内に迅速且つ容易に
埋め込むことができる。
【0026】
【実施例】以下、図1〜図4に示す実施例に基づいて本
発明を説明する。尚、図1は本発明の集積回路の一実施
例の多層配線部を模式的に拡大して示す断面図、図2は
本発明の集積回路の他の実施例の多層配線部を模式的に
拡大して示す断面図、図3は本発明の集積回路の更に他
の実施例の多層配線部を模式的に拡大して示す断面図、
図4は本発明の集積回路を製造する場合に好適に用いら
れる製造装置の一例を示す構成図で、同図(a)はその
側面図、同図(b)はその下方からの平面図ある。
【0027】実施例1.本実施例の集積回路10は、図
1に示すように、その層構成が図5に示す従来の集積回
路と同様に構成されている。即ち、図1において、11
はアルミニウム・シリコン・銅合金等の金属からなる第2
メタル配線層、12は第2層間絶縁層、13は第2層間
接続プラグ、14は第2バリア層、15は第2密着層、
16はアルミニウム・シリコン・銅合金等の金属からなる
第1メタル配線層、17は第1層間絶縁層、18は第1
層間接続プラグ、19は第1バリア層、20は第1密着
層、21はシリコン基板である。
【0028】而して、本実施例における第1バリア層1
9、第2バリア層14は、それぞれ酸素及び炭素を含有
する窒化チタンによって形成され、その他の各層は従来
のそれぞれに対応する層に準じた材料によって形成され
ている。このように窒化チタンに酸素及び炭素を含有さ
せることによって、酸化チタン及び炭化チタンの結晶を
窒化チタン層中に作って化学的に安定したバリア性をバ
リア層に付与することができる。従って、第1バリア層
19によって第1メタル配線層16とシリコン基板21
間、及び第1メタル配線層16と第1層間絶縁層17間
での合金の拡散を防止することができ、また、第2バリ
ア層14によって第1メタル配線層16と第2メタル配
線層11間、及び第2メタル配線層11と第2層間絶縁
層12間での合金の拡散を防止することができる。
【0029】そして、上記第1バリア層19または第2
バリア層14での酸素及び上記炭素の含有量は、酸素が
5〜20原子%が好ましく、炭素が5〜20原子%が好
ましく、これら両者の合計含有量は5〜20原子%が好
ましい。なお、酸素及び炭素は元素状としてあるいはチ
タンとの化合物として含有するものである。また、これ
ら両者の合計含有量が5原子%未満では各バリア層1
4、19のバリア性が十分でなく、また、20原子%を
超えてもバリア性はそれ程向上しない。
【0030】また、上記集積回路10は、上記各バリア
層14、19の下地として50オングストローム以下の
チタンからなる第2密着層15、第1密着層20を設け
られている。この第2密着層15によって第2バリア層
14と第1メタル配線層16及び第2層間絶縁層12と
の電気的コンタクト性を高めることができ、また、第1
密着層20によって第1バリア層19とシリコン基板2
1及び第1層間絶縁層17との電気的コンタクト性を高
めることができる。更に、上記各密着層15、20に炭
素及び/または酸素を含有させることによって各密着層
15、20の電気的安定性を高めることができる。そし
て、上記密着層15、20での炭素及び/または酸素の
含有量は、酸素が3原子%以下が好ましく、または上記
炭素が3原子%以下が好ましい。また、これら両者が同
時に含有される場合であっても、それぞれの含有量は3
原子%以下が好ましい。それぞれの含有量が3原子%を
超えると第1密着層20の電気抵抗値が大きくなって好
ましくない。なお、炭素及び/または酸素は元素状とし
てあるいはチタンとの化合物として含有するものであ
る。
【0031】実施例2.本実施例の集積回路10は、実
施例1と同様の層構成を有し、第1バリア層19及び第
2バリア層14がそれぞれ炭素を含有する窒化チタンに
よって形成されれている。その他は実施例1と同様に形
成されている。このように窒化チタンに炭素を含有させ
ることによって、炭化チタンの結晶を窒化チタン層中に
作って化学的に安定したバリア性をバリア層に付与する
ことができる。従って、本実施例においても実施例1と
同様の作用効果を期することができる。
【0032】そこで、バリア層の酸素及び/または炭素
の含有量を下記表1に示すように変化させた本発明品及
び比較品(酸素、炭素共に含有せず)を作製した。本発
明品及び本比較品共にシリコン基板上に窒化チタンから
なるバリア層及びアルミニウムからなる配線層を順次積
層することによって具体的に作製した。
【0033】そして、本発明品を500〜800℃で1
時間加熱し、シリコンのメタル配線層への熱拡散を促進
した。加熱後、試験用素子を冷却し、冷却後の試験用素
子を裁断した後、その断面を50000倍に拡大して写
真撮影を行ない、シリコン層、バリア層及びメタル配線
層の状態を拡大写真上で肉眼で観察した。比較品につい
ても同様の試験を行ない、同様の観察を行なった。そし
て、それぞれの結果を下記表1に示した。
【0034】下記表1に示す結果によれば、本発明品で
は、アルミニウムからなる配線層が均一な白色であった
のに対して、比較品では、配線層に濁りが生じているこ
とが判った。つまり、配線層の濁りはバリア層を超えて
配線層に拡散したシリコンによる濁りであり、酸素及び
炭素を含有するバリア層では濁りがないことからシリコ
ンの熱拡散がバリア層によって防止されていたことが判
った。
【0035】
【表1】
【0036】実施例3.本実施例の集積回路30は、図
2に示すように、その層構成が図6に示す従来の集積回
路と同様に構成されている。即ち、図2において、31
はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線
層、32は窒化チタンからなるバリア層、33はシリコ
ン基板、34はコンタクトホール、35は上記配線層3
1と上記バリア層32の間に設けられ且つ上記配線層3
1の金属と合金を作りやすい金属からなるバッファ層で
ある。そして、このバッファ層35を形成する配線層3
1のアルミニウムまたはアルミニウム合金と合金を作り
やすい金属としては、例えばチタン、シリコン、ゲルマ
ニウム等の金属を挙げることができる。
【0037】次に、本実施例の集積回路の配線部を形成
する方法について説明する。それにはまず、コンタクト
ホール34内に窒化チタン等からなるバリア層32を形
成した後、チタン、シリコン、ゲルマニウム等の金属か
らなるバッファ層35を形成する。これらのチタン、シ
リコン、ゲルマニウム等の金属は、アルミニウムと合金
を作りやすいため、この金属に積層する配線層31のア
ルミニウムまたはアルミニウム合金と合金化して純アル
ミニウムまたはアルミニウムの組成が大きいアルミニウ
ム合金に比べて融点がかなり低くなってシリコン基板3
3を僅かに加熱するだけでバッファ層35の界面にアル
ミニウム合金を形成して流れやすくなり、配線層31の
埋め込み性が向上し、コンタクトホール34内に配線層
31を容易に埋め込み形成することができる。
【0038】次に、上記コンタクトホール34に配線部
を形成する製造装置について例えば図4を参照しながら
説明する。この製造装置50は、同図に示すように、真
空槽(図示せず)内に配設され且つシリコン基板33を
回転させる回転駆動機構51と、この回転駆動機構51
に支持されたシリコン基板33の背面側に配設され且つ
シリコン基板33を加熱する加熱手段52と、この加熱
手段52によって加熱されたシリコン基板33にチタ
ン、シリコン、ゲルマニウム等の金属の蒸気またはクラ
スターを蒸着させる点光源からなる蒸気発生源53、及
びアルミニウムまたはアルミニウム合金の蒸気またはク
ラスターを蒸着させる点光源からなる蒸気発生源54と
を備え、上記回転駆動機構51を回転させながら上記各
蒸気発生源53、54からそれぞれの蒸気またはクラス
ターを蒸発させて上記シリコン基板33のコンタクトホ
ール34(図2照)にバッファ層35及び配線層31を
順次設けるように構成されている。また、図示していな
いが、上記製造装置50は、上記各蒸気発生源53、5
4から発生した蒸気またはクラスターをイオン化するイ
オン化手段と、このイオン化された蒸気またはクラスタ
ーをシリコン基板33に向けて加速する加速制御手段と
を備えて構成されている。
【0039】そこで、上記製造装置50を用いた本実施
例の集積回路の製造方法について説明する。まず、真空
排気系(図示せず)によって真空槽内が10-4Torr以下
の真空度になるまで排気した後、蒸気発生源53からチ
タン、シリコン、ゲルマニウム等の金属の蒸気を蒸発さ
せ、イオン化手段及び加速制御手段によってこの蒸気を
真空中で加速制御しながらシリコン基板33へ噴射する
一方、回転駆動機構51を回転させながらシリコン基板
33を加熱手段52で加熱する。これによって、チタ
ン、シリコン、ゲルマニウム等の金属の蒸気またはクラ
スターがシリコン基板33のコンタクトホール34内に
蒸着してバッファ層35を形成する。その後、シリコン
基板33を加熱手段52で加熱しながら蒸気発生源54
からアルミニウムまたはアルミニウム合金を蒸発させて
コンタクトホール34内に蒸着させて配線層31を形成
すると、バッファ層35に蒸着したアルミニウムまたは
アルミニウム合金がチタン、シリコン、ゲルマニウム等
の金属と合金化して流れやすくなってコンタクトホール
34を埋め込みながら配線層31を形成する。
【0040】以上説明したように本実施例によれば、コ
ンタクトホール内のバリア層32にバッファ層35を設
けた後、このバッファ層35の金属と配線層31の金属
とを合金化しながら配線層31をコンタクトホール34
内に設けるようにしたため、コンタクトホール34が微
細化してそのアスペクト比が高くなっても、その内部で
配線層31が流動化しやすくなって配線層31をコンタ
クトホール34内に容易に埋め込むことができ、配線層
31を確実に形成することができる。
【0041】実施例4.本実施例の集積回路30は、図
3に示すように、その層構成が図1に示す集積回路と同
様に構成されている。そして、本実施例では、バッファ
層35の金属組成を異にする以外は実施例3と同様に構
成されている。本実施例でのバッファ層35は、例えば
チタン、シリコン、ゲルマニウム等の金属とアルミニウ
ムの合金によって形成されている。
【0042】本実施例の集積回路を上記製造装置50を
用いて製造する際には、蒸気発生源53からチタン、シ
リコン、ゲルマニウム等の金属の蒸気を蒸発させると共
に、蒸気発生源54からアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を蒸発させ、これらの両金属をシリコン基板33
のコンタクトホール34内に同時に蒸着させてチタン、
シリコン、ゲルマニウム等の金属とアルミニウムまたは
アルミニウム合金との合金からなるバッファ層35を形
成する以外は実施例3と同要領で配線層31を形成する
ことによって配線層31の金属をコンタクトホール34
内に容易に埋め込むことができる。
【0043】実施例5.本実施例の集積回路は、そのバ
ッファ層35が配線層31に接近するにつれてチタン、
シリコン、ゲルマニウム等の金属の組成がアルミニウム
の組成に対して逓減するように形成されている以外は実
施例4と同様に構成されている。本実施例の集積回路を
製造する場合には、実施例4の場合とは異なり、バッフ
ァ層35を設けるに際し、チタン、シリコン、ゲルマニ
ウム等の金属とアルミニウムまたはアルミニウム合金と
を同時に蒸着させると共に、蒸着が進むにつれて前者の
金属の蒸着量を逓減させるか、あるいは後者の金属を逓
増させるようにすればよい。
【0044】本実施例によれば、コンタクトホール34
に形成されたバリア層32の表面に、チタン、シリコ
ン、ゲルマニウム等の金属の組成が配線層31に接近す
るにつれてアルミニウムの組成に対して逓減するバッフ
ァ層35を設けるため、このコンタクトホール34内に
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配線層3
1を埋め込む際に、アルミニウムまたはアルミニウム合
金がバッファ層35表面の合金と合金化して配線層31
の金属の融点が低下し、その合金がコンタクトホール3
4内で流動化して配線層31を形成する金属をコンタク
トホール34内に迅速且つ容易に埋め込むことができ
る。
【0045】なお、、上記実施例3〜5では、バッファ
層を形成する金属としてチタン、シリコン、ゲルマニウ
ムを例に挙げて説明したが、このバッファ層を形成する
金属は、アルミニウムと合金を作りやすい金属であれ
ば、チタン、シリコン、ゲルマニウムに制限されるもの
でないことはいうまでもなく、また、基板がコンタクト
ホール及びスルーホールの双方を有する場合にはこれら
両者にバッファ層を設けることができることはいうまで
もない。
【0046】
【発明の効果】本発明の請求項1によれば、バリア層を
酸素及び炭素を含有する窒化チタンによって形成したこ
とにより、配線層と基板間、配線層と他の構成層間の相
互作用や拡散作用を防止することができるバリア層を有
する集積回路を提供することができる。
【0047】本発明の請求項2によれば、バリア層を炭
素を含有する窒化チタンによって形成したことにより、
配線層と基板間、配線層と他の構成層間の相互作用や拡
散作用を防止することができるバリア層を有する集積回
路を提供することができる。
【0048】本発明の請求項3によれば、密着層を酸素
及び炭素を含有するチタンによって形成したことによ
り、電気的コンタクト性に優れた密着層を有する集積回
路を提供することができる。
【0049】本発明の請求項4によれば、密着層を酸素
または炭素を含有するチタンによって形成したことによ
り、電気的コンタクト性に優れた密着層を有する集積回
路を提供することができる。
【0050】本発明の請求項5に記載の発明によれば、
コンタクトホールに配線層の下地として形成されたバリ
ア層の表面に、配線層と合金を作りやすい金属からなる
バッファ層を設けたため、集積回路が微細化してもコン
タクトホール内で配線層の金属を流動化させてその内部
に金属を円滑に埋め込んで配線層を容易に設けることが
できる集積回路を提供することができる。
【0051】また、本発明の請求項6に記載の発明によ
れば、コンタクトホールにアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金からなる配線層の下地として形成された窒化チ
タンからなるバリア層の表面に、チタン、シリコン、ゲ
ルマニウム等のアルミニウムと合金を作りやすい金属か
らなるバッファ層を設けたため、集積回路が微細化して
もコンタクトホール内で配線層のアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を流動化させてその内部にアルミニウム
またはアルミニウム合金を円滑に埋め込んで配線層を容
易に設けることができる集積回路を提供することができ
る。
【0052】また、本発明の請求項7に記載の発明によ
れば、コンタクトホールにアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金からなる配線層の下地として形成された窒化チ
タンからなるバリア層の表面に、チタン、シリコン、ゲ
ルマニウム等の金属とアルミニウムとの合金からなるバ
ッファ層を設けたため、集積回路が微細化してもコンタ
クトホール内で配線層のアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を流動化させてその内部にアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を円滑に埋め込んで配線層を容易に設け
ることができる集積回路を提供することができる。
【0053】また、本発明の請求項8に記載の発明によ
れば、コンタクトホールにアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金からなる配線層の下地として形成された窒化チ
タンからなるバリア層の表面に、チタン、シリコン、ゲ
ルマニウム等の金属とアルミニウムとのバッファ層を設
けると共に、このバッファ層は上記配線層に接近するに
つれてチタン、シリコン、ゲルマニウム等の金属の組成
がアルミニウムの組成に対して逓減するようにしたた
め、集積回路が微細化してもコンタクトホール内でアル
ミニウムまたはアルミニウム合金を流動化させてその内
部にアルミニウムまたはアルミニウム合金を円滑に埋め
込んで配線層を容易に設けることができる集積回路を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集積回路の一実施例の多層配線部を模
式的に拡大して示す断面図である。
【図2】本発明の集積回路の他の実施例の多層配線部を
模式的に拡大して示す断面図である。
【図3】本発明の集積回路の更に他の実施例の多層配線
部を模式的に拡大して示す断面図である。
【図4】本発明の集積回路を製造する場合に好適に用い
られる製造装置の一例を示す構成図で、同図(a)はそ
の側面図、同図(b)はその下方からの平面図ある。
【図5】従来の集積回路の一例の多層配線部を模式的に
拡大して示す断面図である。
【図6】従来の集積回路の他の例の多層配線部を模式的
に拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
10 集積回路 11、16 メタル配線層 14、19 バリア層 15、20 密着層 21 シリコン基板 30 集積回路 31 配線層 32 バリア層 33 シリコン基板 34 コンタクトホール 35 バッファ層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/46 R 9055−4M

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にバリア層を介して配線層を形成
    した集積回路において、上記バリア層を酸素及び炭素を
    含有する窒化チタンによって形成したことを特徴とする
    集積回路。
  2. 【請求項2】 基板上にバリア層を介して配線層を形成
    した集積回路において、上記バリア層を炭素を含有する
    窒化チタンで形成したことを特徴とする集積回路。
  3. 【請求項3】 上記バリア層の下地として酸素及び炭素
    を含有するチタンからなる密着層を設けたことを特徴と
    する請求項1または請求項2に記載の集積回路。
  4. 【請求項4】 上記密着層が炭素または酸素を含有する
    チタンからなることを特徴とする請求項3に記載の集積
    回路。
  5. 【請求項5】 コンタクトホール及び/またはスルーホ
    ールに形成された配線層とこの配線層の下地として形成
    されたバリア層との間に、上記配線層と合金を作りやす
    い金属からなるバッファ層を設けたことを特徴とする集
    積回路。
  6. 【請求項6】 コンタクトホール及び/またはスルーホ
    ールに形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金
    からなる配線層とこの配線層の下地として形成された窒
    化チタンからなるバリア層との間に、チタン、シリコ
    ン、ゲルマニウム等のアルミニウムと合金を作りやすい
    金属からなるバッファ層を設けたことを特徴とする集積
    回路。
  7. 【請求項7】 コンタクトホール及び/またはスルーホ
    ールに形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金
    からなる配線層とこの配線層の下地として形成された窒
    化チタンからなるバリア層との間に、チタン、シリコ
    ン、ゲルマニウム等の金属とアルミニウムとの合金から
    なるバッファ層を設けたことを特徴とする集積回路。
  8. 【請求項8】 コンタクトホール及び/またはスルーホ
    ールに形成されたアルミニウムまたはアルミニウム合金
    からなる配線層とこの配線層の下地として形成された窒
    化チタンからなるバリア層との間に、チタン、シリコ
    ン、ゲルマニウム等の金属とアルミニウムとのバッファ
    層を設けると共に、このバッファ層は上記配線層に接近
    するにつれてチタン、シリコン、ゲルマニウム等の金属
    の組成がアルミニウムの組成に対して逓減することを特
    徴とする集積回路。
JP4308599A 1992-01-08 1992-11-18 集積回路 Pending JPH0677337A (ja)

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EP93100189A EP0551117A2 (en) 1992-01-08 1993-01-07 Large scale integrated circuit device and thin film forming method and apparatus for the same
US08/414,014 US5561326A (en) 1992-01-08 1995-03-30 Large scale integrated circuit device

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