JP2011061187A - コンタクトプラグ、配線、半導体装置およびコンタクトプラグ形成方法 - Google Patents
コンタクトプラグ、配線、半導体装置およびコンタクトプラグ形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011061187A JP2011061187A JP2010160550A JP2010160550A JP2011061187A JP 2011061187 A JP2011061187 A JP 2011061187A JP 2010160550 A JP2010160550 A JP 2010160550A JP 2010160550 A JP2010160550 A JP 2010160550A JP 2011061187 A JP2011061187 A JP 2011061187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- film
- metal silicide
- manganese
- contact plug
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明のコンタクトプラグ100は、半導体装置の絶縁膜104に設けられたコンタクトホール105に形成され、コンタクトホール105の底部に形成された金属シリサイド膜103と、コンタクトホール105内で金属シリサイド膜103上に形成された酸化マンガン膜106と、酸化マンガン膜106上に、コンタクトホール105を埋め込むように形成された銅プラグ層107と、を備え、酸化マンガン膜は非晶質からなる膜である、ことを特徴としている。
【選択図】図4
Description
(2)本発明の第2の発明は、上記の(1)項に記載の発明において、上記金属シリサイド膜は表層部が酸化されているものである。
(3)本発明の第3の発明は、上記の(1)または(2)項に記載の発明において、上記酸化マンガン膜は、コンタクトホール内の金属シリサイド膜上に形成されているとともに、コンタクトホールの周壁に形成されているものである。
(4)本発明の第4の発明は、上記の(3)項に記載の発明において、上記酸化マンガン膜を、珪素(元素記号:Si)を含む膜とするものである。
(5)本発明の第5の発明は、上記の(4)項に記載の発明において、上記酸化マンガン膜は、その膜表面より膜厚方向の深部に向けてマンガン(Mn)の結合エネルギーをより大としているものである。
(6)本発明の第6の発明は、上記の(1)乃至(5)項の何れか1項に記載の発明において、上記酸化マンガン膜は、膜厚が0.5ナノメーター(nm)以上で7nm以下である。
(7)本発明の第7の発明は、上記の(1)乃至(6)項の何れか1項に記載の発明において、上記金属シリサイド膜は、コバルト(元素記号:Co)、チタン(元素記号:Ti)、ニッケル(元素記号:Ni)、またはタングステン(元素記号:W)の何れかを含むものである。
(8)本発明の第8の発明は、上記の(7)項に記載の発明において、上記金属シリサイド膜を、ニッケル(Ni)シリサイド膜とするものである。
(9)本発明の第9の発明は、上記の(7)項に記載の発明において、上記金属シリサイド膜を、コバルト(Co)シリサイド膜とするものである。
(10)本発明の第10の発明は、上記の(1)乃至(9)項の何れか1項に記載のコンタクトプラグと、そのコンタクトプラグに電気的に接続する配線本体と、を備えることを特徴とする配線である。
(11)本発明の第11の発明は、上記の(10)項に記載の発明において、上記配線本体が銅(Cu)から構成されているものである。
(12)本発明の第12の発明は、上記の(1)乃至(9)項の何れか1項に記載のコンタクトプラグを備えている、ことを特徴とする半導体装置である。
(13)本発明の第13の発明は、上記の(10)項に記載の配線を備えている、ことを特徴とする半導体装置である。
(14)本発明の第14の発明は、上記の(11)項に記載の配線を備えている、ことを特徴とする半導体装置である。
(15)本発明の第15の発明は、半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールにコンタクトプラグを形成するコンタクトプラグ形成方法において、上記コンタクトホールの底面に位置する金属シリサイド膜の表面を露出させる金属シリサイド膜露出工程と、上記コンタクトホールの底面に露出した金属シリサイド膜上およびコンタクトホール周壁に、酸化マンガン膜を形成する酸化マンガン膜形成工程と、上記酸化マンガン膜上に、コンタクトホールを埋め込むように銅を被着させて銅プラグ層を形成しコンタクトプラグ本体とする銅プラグ層形成工程と、を備えることを特徴とするコンタクトプラグ形成方法である。
(16)本発明の第16の発明は、半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールにコンタクトプラグを形成するコンタクトプラグ形成方法において、上記コンタクトホールの底面に位置する金属シリサイド膜の表面を露出させる金属シリサイド膜露出工程と、上記コンタクトホールの底面に露出した金属シリサイド膜上およびコンタクトホール周壁に、銅・マンガン(Cu・Mn)合金を被着させて銅・マンガン合金層を形成する銅・マンガン合金層形成工程と、上記銅・マンガン合金層が形成されたコンタクトホールの内方を埋め込むように銅を被着させて銅層を形成する銅層形成工程と、上記銅・マンガン合金層に所定の熱処理を行う熱処理工程と、を備え、上記熱処理工程により、銅・マンガン合金層のマンガンを拡散させ、当該銅・マンガン合金層を銅のみとするとともに上記銅層と一体化させて銅プラグ層としコンタクトプラグ本体とするとともに、そのマンガン拡散により、銅プラグ層と金属シリサイド膜との界面、および銅プラグ層とコンタクトホール周壁との間に酸化マンガン膜を形成する、ことを特徴とするコンタクトプラグ形成方法である。
(17)本発明の第17の発明は、半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールにコンタクトプラグを形成するコンタクトプラグ形成方法において、上記コンタクトホールの底面に位置する金属シリサイド膜の表面を露出させる金属シリサイド膜露出工程と、上記金属シリサイド膜上およびコンタクトホール周壁に、コンタクトホールを埋め込むように銅・マンガン(Cu・Mn)合金層を被着させ銅・マンガン合金層を形成する銅・マンガン合金層形成工程と、上記銅・マンガン合金層に所定の熱処理を行う熱処理工程と、を備え、上記熱処理工程により、銅・マンガン合金層のマンガンを拡散させ当該銅・マンガン合金層を銅のみとして銅プラグ層を形成しコンタクトプラグ本体とするとともに、そのマンガン拡散により、銅プラグ層と金属シリサイド膜との界面、および銅プラグ層とコンタクトホール周壁との間に酸化マンガン膜を形成する、ことを特徴とするコンタクトプラグ形成方法である。
(18)本発明の第18の発明は、上記の(15)乃至(17)項の何れか1項に記載の発明において、上記金属シリサイド膜露出工程において露出させた金属シリサイド膜の表面を酸化し、金属シリサイド膜を構成する元素からなる酸化物膜を形成するものである。
(19)本発明の第19の発明は、上記の(18)項に記載の発明において、上記金属シリサイド膜の表面の酸化は、金属シリサイド膜の表面を酸素プラズマに曝すことにより行うものである。
また、金属シリサイド膜上の酸化マンガン膜を、特に、結晶粒界の無い非晶質からなる膜から構成することとしたので、素子を動作させるための電流(素子動作電流)が結晶粒界を経由して徒に素子の機能領域、例えばゲート領域に短絡的に漏洩するのを回避できる。このため、ピンチオフ特性などに優れる正常なゲートアクションを呈する集積回路などを構成するための素子を安定して提供できる。
上記の関係式1において、Iは電流を、Vは電圧を、Aは比例定数を、また、kは累乗指数を各々、表す。関係式1にあって、kが1となるのは、コンタクトプラグが金属シリサイド膜にオーミック接触している場合である。kが1を超えて大きい場合は(k>1)、コンタクトプラグと金属シリサイド膜とでオーミック接触が果たされていない場合である。即ち、本発明では、酸化マンガン膜の厚さを、関係式1におけるkを1とする電流−電圧特性をもたらす厚さ以下とする。
本発明の内容を、金属シリサイド膜をニッケル(Ni)シリサイド膜とした、銅(Cu)からなるコンタクトプラグを構成する場合を例にして詳細に説明する。
次に、酸化マンガン膜と銅プラグ層とを、銅・マンガン合金層を熱処理することで形成し、コンタクトプラグを製造する場合について、図7、図8を用いて説明する。
101,201 シリコン基板
102 機能領域
103 ニッケルシリサイド膜(金属シリサイド膜)
104 絶縁膜
105,205 コンタクトホール
106,206,206a 酸化マンガン膜
107 銅プラグ層(コンタクトプラグ本体)
203 金属シリサイド膜(コバルトシリサイド膜、ニッケルシリサイド膜)
208 酸化物膜
209 銅マンガン合金層
210 銅層
Claims (19)
- 半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールに形成されたコンタクトプラグにおいて、
上記コンタクトホールの底部に形成された金属シリサイド膜と、
上記コンタクトホール内で金属シリサイド膜上に形成された酸化マンガン膜と、
上記酸化マンガン膜上に、コンタクトホールを埋め込むように形成された銅プラグ層と、を備え、
上記酸化マンガン膜は、非晶質からなる膜である、
ことを特徴とするコンタクトプラグ。 - 上記金属シリサイド膜は表層部が酸化されている、請求項1に記載のコンタクトプラグ。
- 上記酸化マンガン膜は、コンタクトホール内の金属シリサイド膜上に形成されているとともに、コンタクトホールの周壁に形成されている、請求項1または2に記載のコンタクトプラグ。
- 上記酸化マンガン膜は、珪素(元素記号:Si)を含む膜である、請求項3に記載のコンタクトプラグ。
- 上記酸化マンガン膜は、その膜表面より膜厚方向の深部に向けてマンガン(Mn)の結合エネルギーをより大としている、請求項4に記載のコンタクトプラグ。
- 上記酸化マンガン膜は、膜厚が0.5ナノメーター(nm)以上で7nm以下である、請求項1乃至5の何れか1項に記載のコンタクトプラグ。
- 上記金属シリサイド膜は、コバルト(元素記号:Co)、チタン(元素記号:Ti)、ニッケル(元素記号:Ni)、またはタングステン(元素記号:W)の何れかを含む、請求項1乃至6の何れか1項に記載のコンタクトプラグ。
- 上記金属シリサイド膜は、ニッケル(Ni)シリサイド膜である、請求項7に記載のコンタクトプラグ。
- 上記金属シリサイド膜は、コバルト(Co)シリサイド膜である、請求項7に記載のコンタクトプラグ。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載のコンタクトプラグと、
上記コンタクトプラグに電気的に接続する配線本体と、
を備えることを特徴とする配線。 - 上記配線本体は銅(Cu)から構成されている、請求項10に記載の配線。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載のコンタクトプラグを備えている、ことを特徴とする半導体装置。
- 請求項10に記載の配線を備えている、ことを特徴とする半導体装置。
- 請求項11に記載の配線を備えている、ことを特徴とする半導体装置。
- 半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールにコンタクトプラグを形成するコンタクトプラグ形成方法において、
上記コンタクトホールの底面に位置する金属シリサイド膜の表面を露出させる金属シリサイド膜露出工程と、
上記コンタクトホールの底面に露出した金属シリサイド膜上およびコンタクトホール周壁に、酸化マンガン膜を形成する酸化マンガン膜形成工程と、
上記酸化マンガン膜上に、コンタクトホールを埋め込むように銅を被着させて銅プラグ層を形成しコンタクトプラグ本体とする銅プラグ層形成工程と、
を備えることを特徴とするコンタクトプラグ形成方法。 - 半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールにコンタクトプラグを形成するコンタクトプラグ形成方法において、
上記コンタクトホールの底面に位置する金属シリサイド膜の表面を露出させる金属シリサイド膜露出工程と、
上記コンタクトホールの底面に露出した金属シリサイド膜上およびコンタクトホール周壁に、銅・マンガン(Cu・Mn)合金を被着させて銅・マンガン合金層を形成する銅・マンガン合金層形成工程と、
上記銅・マンガン合金層が形成されたコンタクトホールの内方を埋め込むように銅を被着させて銅層を形成する銅層形成工程と、
上記銅・マンガン合金層に所定の熱処理を行う熱処理工程と、を備え、
上記熱処理工程により、銅・マンガン合金層のマンガンを拡散させ、当該銅・マンガン合金層を銅のみとするとともに上記銅層と一体化させて銅プラグ層としコンタクトプラグ本体とするとともに、そのマンガン拡散により、銅プラグ層と金属シリサイド膜との界面、および銅プラグ層とコンタクトホール周壁との間に酸化マンガン膜を形成する、
ことを特徴とするコンタクトプラグ形成方法。 - 半導体装置の絶縁膜に設けられたコンタクトホールにコンタクトプラグを形成するコンタクトプラグ形成方法において、
上記コンタクトホールの底面に位置する金属シリサイド膜の表面を露出させる金属シリサイド膜露出工程と、
上記金属シリサイド膜上およびコンタクトホール周壁に、コンタクトホールを埋め込むように銅・マンガン(Cu・Mn)合金層を被着させ銅・マンガン合金層を形成する銅・マンガン合金層形成工程と、
上記銅・マンガン合金層に所定の熱処理を行う熱処理工程と、を備え、
上記熱処理工程により、銅・マンガン合金層のマンガンを拡散させ当該銅・マンガン合金層を銅のみとして銅プラグ層を形成しコンタクトプラグ本体とするとともに、そのマンガン拡散により、銅プラグ層と金属シリサイド膜との界面、および銅プラグ層とコンタクトホール周壁との間に酸化マンガン膜を形成する、
ことを特徴とするコンタクトプラグ形成方法。 - 上記金属シリサイド膜露出工程において露出させた金属シリサイド膜の表面を酸化し、金属シリサイド膜を構成する元素からなる酸化物膜を形成する、請求項15乃至17の何れか1項に記載のコンタクトプラグ形成方法。
- 上記金属シリサイド膜の表面の酸化は、金属シリサイド膜の表面を酸素プラズマに曝すことにより行う、請求項18に記載のコンタクトプラグ形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010160550A JP5510657B2 (ja) | 2010-07-15 | 2010-07-15 | コンタクトプラグ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010160550A JP5510657B2 (ja) | 2010-07-15 | 2010-07-15 | コンタクトプラグ形成方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009205748 Division | 2009-09-07 | 2009-09-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011061187A true JP2011061187A (ja) | 2011-03-24 |
JP5510657B2 JP5510657B2 (ja) | 2014-06-04 |
Family
ID=43948414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010160550A Expired - Fee Related JP5510657B2 (ja) | 2010-07-15 | 2010-07-15 | コンタクトプラグ形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5510657B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130094739A (ko) * | 2012-02-16 | 2013-08-26 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 박막 배선 형성 방법 및 박막 배선 |
JP5374779B1 (ja) * | 2013-02-12 | 2013-12-25 | 国立大学法人東北大学 | 太陽電池及び、この太陽電池における酸化物層の形成方法、積層酸化物層の形成方法 |
WO2015098873A1 (ja) | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 株式会社マテリアル・コンセプト | 太陽電池及びその製造方法 |
EP3166372A4 (en) * | 2014-07-15 | 2017-08-02 | Material Concept, Inc. | Electronic component and method for manufacturing same |
JP2018043425A (ja) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007059660A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP2007294625A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2008091830A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Toshiba Corp | 半導体装置、およびその製造方法 |
JP2009164354A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2009164403A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
WO2009096264A1 (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Tokyo Electron Limited | 半導体装置の製造方法、半導体装置、電子機器、半導体製造装置及び記憶媒体 |
JP2011003881A (ja) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Toshiba Corp | 配線構造及びその形成方法 |
-
2010
- 2010-07-15 JP JP2010160550A patent/JP5510657B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007059660A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP2007294625A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2008091830A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Toshiba Corp | 半導体装置、およびその製造方法 |
JP2009164354A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2009164403A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
WO2009096264A1 (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Tokyo Electron Limited | 半導体装置の製造方法、半導体装置、電子機器、半導体製造装置及び記憶媒体 |
JP2011003881A (ja) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Toshiba Corp | 配線構造及びその形成方法 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130094739A (ko) * | 2012-02-16 | 2013-08-26 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 박막 배선 형성 방법 및 박막 배선 |
JP2013168582A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Mitsubishi Materials Corp | 薄膜配線形成方法および薄膜配線 |
TWI557247B (zh) * | 2012-02-16 | 2016-11-11 | 三菱綜合材料股份有限公司 | 薄膜配線之形成方法及薄膜配線 |
KR102025948B1 (ko) * | 2012-02-16 | 2019-09-26 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 박막 배선 형성 방법 및 박막 배선 |
JP5374779B1 (ja) * | 2013-02-12 | 2013-12-25 | 国立大学法人東北大学 | 太陽電池及び、この太陽電池における酸化物層の形成方法、積層酸化物層の形成方法 |
WO2015098873A1 (ja) | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 株式会社マテリアル・コンセプト | 太陽電池及びその製造方法 |
US10529875B2 (en) | 2013-12-24 | 2020-01-07 | Material Concept, Inc. | Solar cell and production method therefor |
EP3166372A4 (en) * | 2014-07-15 | 2017-08-02 | Material Concept, Inc. | Electronic component and method for manufacturing same |
US9795032B2 (en) | 2014-07-15 | 2017-10-17 | Material Concept, Inc. | Electronic component and method for manufacturing same |
JP2018043425A (ja) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | ローム株式会社 | サーマルプリントヘッド |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5510657B2 (ja) | 2014-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8531033B2 (en) | Contact plug structure, semiconductor device, and method for forming contact plug | |
US8580688B2 (en) | Copper interconnection structure and method for forming copper interconnections | |
JP5585909B2 (ja) | コンタクトプラグ、配線、半導体装置およびコンタクトプラグ形成方法 | |
US6150270A (en) | Method for forming barrier layer for copper metallization | |
JP5379848B2 (ja) | 導電性コンタクトの組み込みのための構造体及びプロセス | |
US7923839B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating semiconductor device | |
TWI518843B (zh) | 內連線結構及形成內連線結構的方法 | |
EP1753020A1 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
JPH1098011A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP5510657B2 (ja) | コンタクトプラグ形成方法 | |
US20140353829A1 (en) | Semiconductor device having insulating layers containing oxygen and a barrier layer containing manganese | |
JPH07283219A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法および半導体装 置の製造装置 | |
KR102535545B1 (ko) | 도전성 구조체의 금속 손실 방지 | |
US10217809B2 (en) | Method of forming resistors with controlled resistivity | |
US10211280B2 (en) | Method of forming tunable resistor with curved resistor elements | |
JP2005167081A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH09289178A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
TW544789B (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH1083980A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20240014071A1 (en) | Cmos-compatible graphene structures, interconnects and fabrication methods | |
JPWO2012074131A1 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH11283981A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
WO2020145253A1 (ja) | スイッチング素子およびその製造方法 | |
JP2003309082A (ja) | 半導体装置の構造 | |
JP4065019B6 (ja) | 半導体装置、その製造方法およびその製造方法に用いるスパッタリング用ターゲット材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120501 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5510657 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |