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| 講演名 | 2011-02-07 12:40 CuSiN/Cu/Ti系バリア構造におけるCu表面酸化層のEM信頼性へ与える影響 ○林 裕美・松永範昭・和田 真・中尾慎一・渡邉 桂・加藤 賢・坂田敦子・梶田明広・柴田英毅（東芝）  SDM2010-219 |
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| 抄録 | （和） | CuSiNにはエレクトロマイグレーション(EM)改善効果と配線抵抗の上昇がトレードオフになってしまうという問題があるが、我々はCu配線表面部に酸化層を残すという方法で、そのトレードオフを解決した。そのとき、CuSiNとTi-rich TiN (Ti(N))バリアメタル(-BM)を組み合わせて適用した。表面酸化層はCuOx還元プロセスのプロセス強度を弱めることで形成し、配線抵抗の低減に成功した。これは、配線抵抗の上昇を引き起こすCu配線中へのSi拡散が表面酸化層の存在により抑制されたためである。CuOx還元プロセスのプロセス強度を弱めることは配線間絶縁膜へのダメージ低減につながり、その結果、Voltage ramp dielectric breakdown (VRDB)特性が改善した。表面酸化層を形成してもTi系BMと組み合わせることで、CuSiNによるEM特性改善効果は保持された。これは、表面酸化層がSiとTiの分布を表面部粒界に均一になるようにコントロールしたため、EM不良を引き起こすCu原子輸送がCu表面部の粒界全体で抑制されたと考えられる。 |
| （英） | A trade-off property of CuSiN between EM improvement and line resistance increase was resolved by a breakthrough that leaves oxygen at grain boundary of Cu line surface before CuSiN formation. Then, the combination of CuSiN and Ti-rich TiN (Ti(N)) barrier metal (-BM) was applied. Oxygen left by weakening process strength of CuOx reduction lowered line resistance, because Si diffusion causing line resistance increase was controlled by the oxygen at grain boundary. Low-damage process of CuOx reduction also improved voltage ramp dielectric breakdown (VRDB) property. Excellent EM performance brought about by CuSiN was kept by the combination with Ti(N)-BM, because the oxygen made Si and Ti distributions uniform at grain boundary of Cu surface by forming Ti-silicide. Cu atom transport that caused EM failure was suppressed throughout grain boundary of Cu surface. | |
| キーワード | （和） | CuSiN / Ti系バリア / Cu配線 / エレクトロマイグレーション / 表面酸化層 / CuOx還元 / / |
| （英） | CuSiN / Ti-based barrier / Cu interconnect / Electromigration / oxygen / CuOx reduction / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 110, no. 408, SDM2010-219, pp. 19-23, 2011年2月. | |
| 資料番号 | SDM2010-219 | |
| 発行日 | 2011-01-31 (SDM) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SDM2010-219 |
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