JP5544943B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、配線を含む半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including wiring and a method for manufacturing the same.

半導体装置に含まれる配線に関しては、単一の配線材料を用いるもののほか、ある配線材料を別の配線材料で被覆する技術が知られている。例えば、中心部の配線材料に低抵抗金属を用い、それを被覆する配線材料に高融点金属窒化物を用いることが知られている。   Regarding wiring contained in a semiconductor device, a technique of coating a certain wiring material with another wiring material is known in addition to using a single wiring material. For example, it is known that a low-resistance metal is used for the wiring material in the center, and a refractory metal nitride is used for the wiring material that covers the metal.

特開２００１−３１９９２８号公報JP 2001-319928 A 特開２００１−１１０７６９号公報JP 2001-110769 A 特開２００１−２１０６４４号公報JP 2001-210644 A 特開２００１−２８４３５５号公報JP 2001-284355 A 特開２００５−２０３４７６号公報JP 2005-203476 A 特開２００６−１２０９８８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-120988

しかし、これまでの配線においては、表皮効果により、その表層部の電流密度が高くなる場合があり、その結果、断線を引き起こす可能性があった。
中心部の配線材料を別の配線材料で被覆する配線構造では、そのような外側の被覆層によって表皮効果をある程度抑えることができる場合がある。しかし、そのような被覆層を設けても、表皮効果を十分に抑制することができなかったり、被覆層を設けることで、配線の抵抗増加を招いてしまったりする場合があった。 However, in the conventional wiring, the current density of the surface layer portion may increase due to the skin effect, and as a result, there is a possibility of causing disconnection.
In a wiring structure in which the wiring material at the center is covered with another wiring material, the skin effect may be suppressed to some extent by such an outer coating layer. However, even if such a covering layer is provided, the skin effect cannot be sufficiently suppressed, or the provision of the covering layer may cause an increase in wiring resistance.

本発明の一観点によれば、基板と、高周波電流が流される配線と、を含み、前記配線は、前記基板上方に設けられた第１配線部と、前記第１配線部の下面、側面及び上面に設けられ、前記第１配線部よりも高融点の金属窒化物を含み、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が高くなる第２配線部と、を含む半導体装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, the substrate and includes a wiring high-frequency current flows, and the wiring includes a first wiring portion and the were found provided above the substrate, the lower surface of the first wiring portion, the side surface and provided on the upper surface, said saw including a refractory metal nitride than the first wiring portion, a semiconductor device and a second wiring portion nitrogen content increases toward the outer circumference from the first wiring portion Is provided.

開示の半導体装置によれば、配線における表皮効果の抑制と、配線の低抵抗化とを図ることが可能になる。   According to the disclosed semiconductor device, it is possible to suppress the skin effect in the wiring and to reduce the resistance of the wiring.

配線層の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a wiring layer. 配線の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of wiring. 第１の実施の形態に係る配線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る配線の窒素濃度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of nitrogen concentration distribution of the wiring which concerns on 1st Embodiment. 配線の電流密度分布の一例を示す図（その１）である。FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating an example of a current density distribution of wiring; 配線の電流密度分布の一例を示す図（その２）である。FIG. 6 is a second diagram illustrating an example of a current density distribution of wiring; 配線の抵抗値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the resistance value of wiring. 第１の実施の形態に係る配線形成工程の説明図（その１）である。It is explanatory drawing (the 1) of the wiring formation process which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る配線形成工程の説明図（その２）である。It is explanatory drawing (the 2) of the wiring formation process which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る配線形成工程の説明図（その３）である。It is explanatory drawing (the 3) of the wiring formation process which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施の形態に係る配線形成工程の説明図（その４）である。It is explanatory drawing (the 4) of the wiring formation process which concerns on 1st Embodiment. 半導体装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a semiconductor device. 半導体装置の別例を示す図（その１）である。It is FIG. (1) which shows another example of a semiconductor device. 半導体装置の別例を示す図（その２）である。FIG. 10 is a second diagram illustrating another example of the semiconductor device. 第２の実施の形態に係る配線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wiring which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係る配線の窒素濃度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the nitrogen concentration distribution of the wiring which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係る配線形成工程の説明図（その１）である。It is explanatory drawing (the 1) of the wiring formation process which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施の形態に係る配線形成工程の説明図（その２）である。It is explanatory drawing (the 2) of the wiring formation process which concerns on 2nd Embodiment.

まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は配線層の一例を示す図である。また、図２は配線の一例の説明図であって、（Ａ）は配線の第１の例を示す図、（Ｂ）は配線の第２の例を示す図である。 First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wiring layer. FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of wiring, where (A) is a diagram illustrating a first example of wiring, and (B) is a diagram illustrating a second example of wiring.

図１には、基板１０上に設けられた配線層２０の要部を例示している。配線層２０は、絶縁膜３０内に設けられた配線４０を有している。絶縁膜３０には、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）等の絶縁材料が用いられる。配線４０には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等の低抵抗の金属材料が用いられる。配線４０は、このような金属材料の１種を用いて形成することが可能であるほか、２種以上を用いて形成することも可能である。配線４０は、例えば、基板１０内或いは基板１０上に形成された、図示しないトランジスタ、抵抗、容量等の回路素子に電気的に接続される。   In FIG. 1, the principal part of the wiring layer 20 provided on the board | substrate 10 is illustrated. The wiring layer 20 has a wiring 40 provided in the insulating film 30. For the insulating film 30, for example, an insulating material such as silicon nitride (SiN) or silicon oxide (SiO) is used. For the wiring 40, for example, a low-resistance metal material such as aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), or the like is used. The wiring 40 can be formed using one kind of such a metal material, and can also be formed using two or more kinds. For example, the wiring 40 is electrically connected to circuit elements such as transistors, resistors, and capacitors (not shown) formed in or on the substrate 10.

このような配線４０においては、それに用いられる材料及びその使用環境等によっては、配線４０の金属材料が周辺の絶縁膜３０に拡散してしまい、配線４０に接続されるトランジスタ等の本来の特性を引き出せないことが起こり得る。このような金属材料の拡散を抑制するために、例えば図２（Ａ）に示すような、中心部の金属材料（第１配線部）４１Ａを比較的薄い高融点金属窒化物の層（第２配線部）４２Ａで被覆した構造を有する配線４０Ａが用いられる。例えば、中心部のＡｌ等の第１配線部４１Ａの周りに、膜厚がｎｍ単位の窒化タンタル（ＴａＮ）等の第２配線部４２Ａを形成した配線４０Ａが用いられる。尚、このように第２配線部４２ＡにＴａＮを用いる場合、ＴａＮの窒素含有量は、例えば、約５０％（原子％）とすることができる。   In such a wiring 40, depending on the material used in the wiring 40 and the usage environment thereof, the metal material of the wiring 40 diffuses into the surrounding insulating film 30, and the original characteristics of the transistor connected to the wiring 40 are reduced. It can happen that it cannot be pulled out. In order to suppress such diffusion of the metal material, for example, as shown in FIG. 2A, a central metal material (first wiring portion) 41A is made of a relatively thin refractory metal nitride layer (second A wiring 40A having a structure covered with (wiring part) 42A is used. For example, a wiring 40A in which a second wiring portion 42A such as tantalum nitride (TaN) having a thickness of nm is formed around the first wiring portion 41A such as Al at the center. When TaN is used for the second wiring portion 42A in this way, the nitrogen content of TaN can be set to about 50% (atomic%), for example.

ところで、上記のような配線４０が、例えば数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚといった周波数帯域で動作する高周波デバイスに適用される場合、その配線４０には高周波電流が流れるようになる。このとき、配線４０では、表皮効果により、その表層部の電流密度が中心部に比べて極端に高くなることがある。また、図２（Ａ）に示したような、中心部の第１配線部４１Ａを比較的薄い第２配線部４２Ａで被覆した構造を有する配線４０Ａを用いている場合も同様に、表皮効果により、その表層部の電流密度が中心部に比べて極端に高くなることがある。即ち、配線４０表層部、或いは配線４０Ａ表層部の電流集中により、配線４０或いは配線４０Ａが高抵抗化してしまう。更に、大電流動作になると、配線４０や配線４０Ａが断線してしまう可能性もある。   By the way, when the wiring 40 as described above is applied to a high-frequency device that operates in a frequency band of, for example, several GHz to several tens GHz, a high-frequency current flows through the wiring 40. At this time, in the wiring 40, the current density of the surface layer portion may become extremely higher than that of the central portion due to the skin effect. Similarly, when the wiring 40A having a structure in which the first wiring portion 41A at the center is covered with the relatively thin second wiring portion 42A as shown in FIG. In some cases, the current density of the surface layer portion is extremely higher than that of the central portion. That is, the resistance of the wiring 40 or the wiring 40 </ b> A increases due to the current concentration in the surface layer of the wiring 40 or the surface layer of the wiring 40 </ b> A. Furthermore, there is a possibility that the wiring 40 and the wiring 40 </ b> A are disconnected when a large current operation is performed.

そこで、例えば、図２（Ｂ）に示すような、中心部の金属材料（第１配線部）４１Ｂを被覆する、高融点金属窒化物の層（第２配線部）４２Ｂを、表皮効果による電流集中を緩和できる、比較的厚い膜厚とした構造を有する配線４０Ｂが用いられる。例えば、中心部のＡｌ等の第１配線部４１Ａの周りに、膜厚がμｍ単位のＴａＮ等の第２配線部４２Ｂを形成した配線４０Ｂが用いられる。   Thus, for example, as shown in FIG. 2B, a refractory metal nitride layer (second wiring portion) 42B covering the metal material (first wiring portion) 41B in the center is formed by a current due to the skin effect. A wiring 40B having a relatively thick film structure that can alleviate concentration is used. For example, a wiring 40B is used in which a second wiring portion 42B made of TaN or the like having a thickness of μm is formed around the first wiring portion 41A made of Al or the like at the center.

しかし、このように中心部の第１配線部４１Ｂを比較的厚い第２配線部４２Ｂで被覆した構造を有する配線４０Ｂでは、その表層部の電流集中が抑制可能である一方、配線４０Ｂ（第１，第２配線部４１Ｂ，４２Ｂ）としての抵抗が比較的高くなる場合がある。そのため、配線４０Ｂに接続されるトランジスタ等の本来の特性を引き出せないことが起こり得る。   However, in the wiring 40B having a structure in which the first wiring portion 41B at the center is covered with the relatively thick second wiring portion 42B in this way, current concentration in the surface layer portion can be suppressed, while the wiring 40B (first , The resistance as the second wiring portions 41B and 42B) may be relatively high. Therefore, it may happen that the original characteristics of the transistor connected to the wiring 40B cannot be extracted.

このような表皮効果による配線表層部の電流集中、及び配線抵抗の増加を、共に抑制する観点から、ここでは一例として、次の図３に示すような配線を用いる。
図３は第１の実施の形態に係る配線の一例を示す図である。 From the viewpoint of suppressing both current concentration in the wiring surface layer due to the skin effect and an increase in wiring resistance, wiring as shown in FIG. 3 is used here as an example.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of wiring according to the first embodiment.

図３に示す配線４０ａは、中心部の第１配線部４１と、その第１配線部４１を被覆する第２配線部４２とを含んでいる。
第１配線部４１には、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の低抵抗金属が用いられる。また、第２配線部４２には、その全部又は一部に、例えば、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の高融点金属の窒化物が用いられる。尚、ここで第２配線部４２に使用可能なものとして例示した高融点金属及びその窒化物の融点はいずれも、第１配線部４１に使用可能なものとして例示した金属よりも、高融点を示す材料である。 The wiring 40 a shown in FIG. 3 includes a first wiring part 41 at the center and a second wiring part 42 that covers the first wiring part 41.
For the first wiring portion 41, for example, a low-resistance metal such as Al, Cu, Ag, Au, or Pt is used. In addition, the second wiring portion 42 may be entirely or partially, for example, tantalum (Ta), titanium (Ti), hafnium (Hf), vanadium (V), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tungsten. A refractory metal nitride such as (W) is used. Here, the melting point of the refractory metal exemplified as being usable for the second wiring part 42 and the nitride thereof is higher than that of the metal exemplified as being usable for the first wiring part 41. It is a material to show.

第２配線部４２は、複数層、ここでは一例として、第１配線部４１側から外周に向かって、第１層４２ａ、第２層４２ｂ、第３層４２ｃ、第４層４２ｄ及び第５層４２ｅの、計５層を含む。第１層４２ａ〜第５層４２ｅは、それぞれ異なる窒素含有率とされる。窒素含有率は、第１配線部４１に最も近い第１層４２ａで最も低く、第２層４２ｂ、第３層４２ｃ、第４層４２ｄと段階的に高くなり、最外周の第５層４２ｅで最も高くなるように設定される。例えば、第１層４２ａには、窒素を含まない高融点金属を用い、第２層４２ｂ〜第５層４２ｅには、この順で窒素含有率を段階的に高くした高融点金属窒化物を用いる。或いは、第１層４２ａ〜第５層４２ｅに、この順で窒素含有率を段階的に高くした高融点金属窒化物を用いる。即ち、第２配線部４２は、第１配線部４１側から外周に向かって段階的に（階段状に）窒素含有率が高くなるように形成される。   The second wiring part 42 has a plurality of layers, here as an example, from the first wiring part 41 side toward the outer periphery, the first layer 42a, the second layer 42b, the third layer 42c, the fourth layer 42d, and the fifth layer. 42e, including a total of 5 layers. The first layer 42a to the fifth layer 42e have different nitrogen contents. The nitrogen content is lowest in the first layer 42a closest to the first wiring part 41, and gradually increases in the second layer 42b, the third layer 42c, and the fourth layer 42d, and in the outermost fifth layer 42e. It is set to be the highest. For example, a refractory metal not containing nitrogen is used for the first layer 42a, and a refractory metal nitride whose nitrogen content is increased stepwise in this order is used for the second layer 42b to the fifth layer 42e. . Alternatively, refractory metal nitride having a nitrogen content increased stepwise in this order is used for the first layer 42a to the fifth layer 42e. That is, the second wiring part 42 is formed so that the nitrogen content increases stepwise (stepwise) from the first wiring part 41 side toward the outer periphery.

以下、配線４０ａについて、具体例を挙げて、より詳細に説明する。
ここでは、第１配線部４１をＡｌで形成し、第２配線部４２をＴａ及びＴａＮで形成した配線４０ａを例にして説明する。配線４０ａは、幅方向の断面が縦１０μｍ×横１０μｍ、長さが１０００μｍであるものとする。配線４０ａ内の第１配線部４１であるＡｌは、縦１μｍ×横１μｍである。この第１配線部４１の周囲に、第２配線部４２の第１層４２ａである、厚さ０．５μｍのＴａが形成され、更にその外側に、第２層４２ｂ〜第５層４２ｅである、厚さがそれぞれ１μｍのＴａＮが、異なる窒素含有率で形成されている。 Hereinafter, the wiring 40a will be described in more detail with specific examples.
Here, the wiring 40a in which the first wiring portion 41 is formed of Al and the second wiring portion 42 is formed of Ta and TaN will be described as an example. The wiring 40a has a cross section in the width direction of 10 μm in length × 10 μm in width and 1000 μm in length. Al which is the first wiring portion 41 in the wiring 40a is 1 μm long × 1 μm wide. Around the first wiring portion 41, Ta having a thickness of 0.5 μm, which is the first layer 42a of the second wiring portion 42, is formed, and on the outside thereof, there are the second layer 42b to the fifth layer 42e. , TaN each having a thickness of 1 μm is formed with different nitrogen contents.

図４は第１の実施の形態に係る配線の窒素濃度分布の一例を示す図である。
図４において、横軸は配線４０ａの幅方向の表面からの深さ（μｍ）を表し、縦軸は窒素含有率（％）を表している。尚、図４には、配線４０ａの幅方向の、表面（０μｍ）から中心（５μｍ）までの窒素含有率を示している。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the nitrogen concentration distribution of the wiring according to the first embodiment.
In FIG. 4, the horizontal axis represents the depth (μm) from the surface in the width direction of the wiring 40a, and the vertical axis represents the nitrogen content (%). FIG. 4 shows the nitrogen content from the surface (0 μm) to the center (5 μm) in the width direction of the wiring 40a.

図４に示したように、配線４０ａの表面（０μｍ）から深さ１μｍの領域には、第５層４２ｅのＴａＮが、窒素含有率５０％となるように形成される。配線４０ａの、深さ１μｍから深さ２μｍの領域には、第４層４２ｄのＴａＮが、窒素含有率４８％となるように形成される。配線４０ａの、深さ２μｍから深さ３μｍの領域には、第３層４２ｃのＴａＮが、窒素含有率４６％となるように形成される。配線４０ａの、深さ３μｍから深さ４μｍの領域には、第２層４２ｂのＴａＮが、窒素含有率４０％となるように形成される。配線４０ａの、深さ４μｍから深さ４．５μｍの領域には、第１層４２ａのＴａが形成される。深さ４．５μｍから深さ５μｍ（配線４０ａの中心）の領域は、第１配線部４１のＡｌとなる。   As shown in FIG. 4, TaN of the fifth layer 42e is formed in a region having a depth of 1 μm from the surface (0 μm) of the wiring 40a so that the nitrogen content is 50%. In the region of the wiring 40a having a depth of 1 μm to 2 μm, the TaN of the fourth layer 42d is formed to have a nitrogen content of 48%. In the region of the wiring 40a having a depth of 2 μm to 3 μm, the TaN of the third layer 42c is formed to have a nitrogen content of 46%. In the region of the wiring 40a having a depth of 3 μm to 4 μm, the TaN of the second layer 42b is formed to have a nitrogen content of 40%. Ta of the first layer 42a is formed in a region of the wiring 40a having a depth of 4 μm to a depth of 4.5 μm. A region having a depth of 4.5 μm to a depth of 5 μm (the center of the wiring 40 a) is Al of the first wiring portion 41.

続いて、このような窒素濃度分布を有する配線４０ａの電流密度分布について述べる。
図５及び図６は配線の電流密度分布の一例を示す図である。
図５及び図６において、横軸は配線の幅方向の表面からの深さ（μｍ）を表し、縦軸は電流密度（Ａ／ｃｍ2）を表している。図５及び図６には、配線に周波数１０ＧＨｚの高周波電流を流すシミュレーションの結果を示している。尚、図５及び図６には、配線４０ａの幅方向の、表面（０μｍ）から中心（５μｍ）までの電流密度分布（Ｎｏ．１）を示している。図５には、配線４０ａの電流密度分布（Ｎｏ．１）のほか、同寸法（縦１０μｍ×横１０μｍ、長さ１０００μｍ）のＡｌ配線（外周にＴａＮを形成しないＡｌ配線）について同様にシミュレーションを行ったときの電流密度分布（Ｎｏ．３）を併せて示している。図６には、配線４０ａの電流密度分布（Ｎｏ．１）のほか、同寸法（縦１０μｍ×横１０μｍ、長さ１０００μｍ）の、図２（Ｂ）の構造を有する配線４０Ｂについて同様にシミュレーションを行ったときの電流密度分布（Ｎｏ．４）を併せて示している。ここで、配線４０Ｂの第１配線部４１Ｂは、配線４０ａの第１配線部４１と同じく、Ａｌ（縦１μｍ×横１μｍ）としている。配線４０Ｂの第２配線部４２Ｂは、ＴａＮとし、その窒素含有率は、第１配線部４１Ｂ側から外周に至るまで、５０％で一定としている。尚、図５及び図６に示したＮｏ．２の電流密度分布については後述する。 Next, the current density distribution of the wiring 40a having such a nitrogen concentration distribution will be described.
5 and 6 are diagrams showing an example of the current density distribution of the wiring.
5 and 6, the horizontal axis represents the depth (μm) from the surface in the width direction of the wiring, and the vertical axis represents the current density (A / cm 2 ). 5 and 6 show the results of a simulation in which a high-frequency current having a frequency of 10 GHz is passed through the wiring. 5 and 6 show the current density distribution (No. 1) from the surface (0 μm) to the center (5 μm) in the width direction of the wiring 40a. In addition to the current density distribution (No. 1) of the wiring 40a, FIG. 5 shows a similar simulation for Al wiring (Al wiring in which TaN is not formed on the outer periphery) having the same dimensions (vertical 10 μm × horizontal 10 μm, length 1000 μm). The current density distribution (No. 3) when performed is also shown. In addition to the current density distribution (No. 1) of the wiring 40a, FIG. 6 similarly simulates the wiring 40B having the same dimensions (vertical 10 μm × horizontal 10 μm, length 1000 μm) and having the structure of FIG. The current density distribution (No. 4) when performed is also shown. Here, the first wiring portion 41B of the wiring 40B is made of Al (vertical 1 μm × horizontal 1 μm), like the first wiring portion 41 of the wiring 40a. The second wiring portion 42B of the wiring 40B is TaN, and the nitrogen content is constant at 50% from the first wiring portion 41B side to the outer periphery. In addition, No. shown in FIG.5 and FIG.6. The current density distribution 2 will be described later.

まず、図５に示したように、Ａｌ配線（Ｎｏ．３）では、その表層部における電流密度が中心部側に比べて極端に高く、表皮効果が現れていることがわかる。これに対し、配線４０ａ（Ｎｏ．１）では、Ａｌ配線（Ｎｏ．３）で見られるような表皮効果が抑えられている。配線４０ａ表面の電流密度は、Ａｌ配線表面の電流密度に比べ、約６０％減少している。   First, as shown in FIG. 5, in the Al wiring (No. 3), the current density in the surface layer portion is extremely higher than that in the center portion side, and it can be seen that the skin effect appears. On the other hand, in the wiring 40a (No. 1), the skin effect as seen in the Al wiring (No. 3) is suppressed. The current density on the surface of the wiring 40a is reduced by about 60% compared to the current density on the surface of the Al wiring.

また、図６に示したように、配線４０ａの電流密度分布（Ｎｏ．１）は、配線４０Ｂの電流密度分布（Ｎｏ．４）との間では、表層部でほぼ同等の電流密度を示し、より中央部側の領域で若干異なる電流密度を示す。配線４０ａでは、中央部側の領域に比較的窒素含有率の低いＴａＮが形成され、その領域の抵抗率が、窒素含有率が深さによらず一定の配線４０Ｂに比べて低くなるため、電流を分散させる効果が、配線４０Ｂに比べると若干弱くなると考えられる。このような相違はあるものの、配線４０ａでは、配線４０Ｂと同様に、Ａｌ配線で見られるような表皮効果を抑制し、中央部側にも十分に電流を流すことが可能になっていると言うことができる。   Further, as shown in FIG. 6, the current density distribution (No. 1) of the wiring 40a is substantially equal to the current density distribution (No. 4) of the wiring 40B in the surface layer portion, A slightly different current density is shown in the more central region. In the wiring 40a, TaN having a relatively low nitrogen content is formed in the region on the center side, and the resistivity of the region is lower than that of the constant wiring 40B regardless of the depth. It is considered that the effect of dispersing is slightly weaker than that of the wiring 40B. Although there is such a difference, it can be said that the wiring 40a suppresses the skin effect as seen in the Al wiring and allows a sufficient amount of current to flow to the center side as well as the wiring 40B. be able to.

図７は配線の抵抗値の一例を示す図である。
図７には、図５及び図６のシミュレーションに用いた配線４０ａの抵抗値（図中Ｎｏ．１）、及び配線４０Ｂの抵抗値（図中Ｎｏ．４）を示している。尚、図７に示したＮｏ．２の抵抗値については後述する。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of wiring resistance values.
FIG. 7 shows the resistance value (No. 1 in the drawing) of the wiring 40a and the resistance value (No. 4 in the drawing) of the wiring 40B used in the simulations of FIGS. In addition, No. 1 shown in FIG. The resistance value 2 will be described later.

図７に示したように、配線４０ａの抵抗値（Ｎｏ．１）は、配線４０Ｂの抵抗値（Ｎｏ．４）に比べて、約２７％減少する。これは、配線４０ａでは、第２配線部４２の窒素含有率を、表面から第１配線部４１側に向かって段階的に低下させているため、第２配線部４２Ｂの窒素含有率が深さによらず一定の配線４０Ｂに比べて、窒素の含有量を少なく抑えることができることによる。   As shown in FIG. 7, the resistance value (No. 1) of the wiring 40a is reduced by about 27% compared to the resistance value (No. 4) of the wiring 40B. This is because, in the wiring 40a, the nitrogen content of the second wiring part 42 is gradually reduced from the surface toward the first wiring part 41, and therefore the nitrogen content of the second wiring part 42B is deep. Regardless, the nitrogen content can be reduced as compared with the fixed wiring 40B.

以上、第１配線部４１をＡｌとし、第２配線部４２をＴａ及びＴａＮとした、図４のような窒素濃度分布を有する配線４０ａを例にして説明した。このような構造を有する配線４０ａによれば、窒素を含む比較的厚い第２配線部４２を備えることで、表皮効果による電流集中を効果的に抑制することが可能になる。また、配線４０ａでは、第２配線部４２の第１層４２ａ〜第５層４２ｅの窒素含有率を、第１配線部４１側に向かって階段状に低下させる。そのため、例えば、第２配線部４２を最も窒素含有率の高い第５層４２ｅと同じ窒素含有率の単一層で形成した場合（上記配線４０Ｂ）に比べれば、配線４０ａ内の窒素含有量を減らし、その低抵抗化を図ることが可能になる。配線４０ａによれば、表皮効果による電流集中の抑制と低抵抗化の両立を図ることが可能になる。   As described above, the wiring 40a having the nitrogen concentration distribution as shown in FIG. 4 in which the first wiring portion 41 is Al and the second wiring portion 42 is Ta and TaN has been described as an example. According to the wiring 40a having such a structure, it is possible to effectively suppress current concentration due to the skin effect by providing the relatively thick second wiring part 42 containing nitrogen. Further, in the wiring 40a, the nitrogen content of the first layer 42a to the fifth layer 42e of the second wiring part 42 is reduced stepwise toward the first wiring part 41 side. Therefore, for example, the nitrogen content in the wiring 40a is reduced as compared with the case where the second wiring portion 42 is formed of a single layer having the same nitrogen content as the fifth layer 42e having the highest nitrogen content (the wiring 40B). The resistance can be reduced. According to the wiring 40a, it is possible to achieve both suppression of current concentration due to the skin effect and reduction in resistance.

尚、配線４０ａの構造は、この例に限定されるものではない。
例えば、上記の例では、第１配線部４１をＡｌとし、第２配線部４２をＴａ及びＴａＮとした。このほか、第１，第２配線部４１，４２に、それぞれ先に例示した材料を用いた場合には、上記の例と同様の効果を得ることが可能である。即ち、先に例示した材料を用いた配線４０ａによれば、表皮効果による電流集中の抑制と低抵抗化の両立を図ることが可能である。 The structure of the wiring 40a is not limited to this example.
For example, in the above example, the first wiring part 41 is made of Al, and the second wiring part 42 is made of Ta and TaN. In addition, when the materials exemplified above are used for the first and second wiring portions 41 and 42, the same effects as in the above example can be obtained. That is, according to the wiring 40a using the material exemplified above, it is possible to achieve both suppression of current concentration due to the skin effect and low resistance.

また、上記の例では、第２配線部４２を第１層４２ａ〜第５層４２ｅの５層構造としたが、第１層４２ａ〜第５層４２ｅの各窒素含有率は、図４に例示したような値に限定されるものではない。例えば、第１層４２ａに第２層４２ｂよりも少量の窒素を含有させたり、第４層４２ｄ〜第２層４２ｂの窒素含有率を、それぞれ上記の例よりも低く又は高く設定したりしてもよい。或いは、第５層４２ｅの窒素含有率を、上記の例（５０％）よりも低く設定し、それに応じて第４層４２ｄ〜第１層４２ａの窒素含有率を、階段状に減少していくように、それぞれ設定するようにしてもよい。   In the above example, the second wiring portion 42 has a five-layer structure of the first layer 42a to the fifth layer 42e. The nitrogen contents of the first layer 42a to the fifth layer 42e are illustrated in FIG. It is not limited to such a value. For example, the first layer 42a may contain a smaller amount of nitrogen than the second layer 42b, or the nitrogen content of the fourth layer 42d to the second layer 42b may be set lower or higher than the above example, respectively. Also good. Alternatively, the nitrogen content of the fifth layer 42e is set lower than the above example (50%), and the nitrogen content of the fourth layer 42d to the first layer 42a is decreased stepwise accordingly. As such, each may be set.

配線４０ａの低抵抗化の効果は、配線４０ａ内に含まれる窒素の総量を少なくするほど大きくなる。但し、配線４０ａ内に含まれる窒素量を少なくする場合、そこに流れる高周波電流の周波数によっては、表皮効果が現れる可能性がある。配線４０ａ内の窒素の総量、及び第２配線部４２の各層の窒素含有率は、配線４０ａに流す電流の周波数、配線４０ａに要求される抵抗値等に基づいて設定される。   The effect of reducing the resistance of the wiring 40a increases as the total amount of nitrogen contained in the wiring 40a decreases. However, when the amount of nitrogen contained in the wiring 40a is reduced, the skin effect may appear depending on the frequency of the high-frequency current flowing therethrough. The total amount of nitrogen in the wiring 40a and the nitrogen content of each layer of the second wiring portion 42 are set based on the frequency of the current flowing through the wiring 40a, the resistance value required for the wiring 40a, and the like.

また、上記の例では、第２配線部４２を第１層４２ａ〜第５層４２ｅの５層構造としたが、２層以上の構造であれば、各層の膜厚及び窒素含有率を適切に設定することで、上記の例と同様の効果を得ることが可能である。   In the above example, the second wiring portion 42 has a five-layer structure of the first layer 42a to the fifth layer 42e. However, if the structure has two or more layers, the film thickness and nitrogen content of each layer are appropriately set. By setting, it is possible to obtain the same effect as the above example.

例えば、配線４０ａを設計する場合、第２配線部４２の膜厚（総膜厚）は、表皮効果による電流集中を緩和できる、所定窒素含有率で深さ方向分布が一定である単一層と同等の膜に設定することができる。そして、その膜厚の第２配線部４２を、前記単一層の所定窒素含有率を基準にして（例えば、当該所定窒素含有率を第２配線部４２の最外層の窒素含有率にして）、各層の窒素含有率が第１配線部４１に向かって階段状に減少するように、２層以上の層で形成する。第２配線部４２を２層以上の層で形成する場合、各層は、同じ膜厚とすることも、また、異なる膜厚とすることもできる。   For example, when designing the wiring 40a, the film thickness (total film thickness) of the second wiring portion 42 is equivalent to a single layer that can alleviate current concentration due to the skin effect and has a constant nitrogen content and a constant depth distribution. Can be set on the membrane. Then, the second wiring part 42 having the thickness is based on the predetermined nitrogen content of the single layer (for example, the predetermined nitrogen content is set to the nitrogen content of the outermost layer of the second wiring part 42), The layers are formed of two or more layers so that the nitrogen content of each layer decreases stepwise toward the first wiring portion 41. When the second wiring portion 42 is formed of two or more layers, each layer can have the same film thickness or a different film thickness.

例えば、この設計例のように、第２配線部４２の膜厚を前記単一層（所定窒素含有率で深さ方向分布が一定）と同等の膜厚とし、且つ、前記単一層の所定窒素含有率を基準にして、第２配線部４２の各層の窒素含有率を第１配線部４１に向かって階段状に減少させる。このとき、第２配線部４２の各層を同じ膜厚とする場合と、第２配線部４２の各層を異なる膜厚とする場合の、いずれの場合にも、第２配線部４２の窒素の総量は、前記単一層よりも少なくなる。従って、配線４０ａの、表皮効果による電流集中の抑制と共に、窒素量の減少による低抵抗化を図ることができる。   For example, as in this design example, the film thickness of the second wiring portion 42 is set to a film thickness equivalent to that of the single layer (the distribution in the depth direction is constant with a predetermined nitrogen content), and the predetermined nitrogen content of the single layer is included. Based on the rate, the nitrogen content of each layer of the second wiring part 42 is decreased stepwise toward the first wiring part 41. At this time, the total amount of nitrogen in the second wiring part 42 in each case where each layer of the second wiring part 42 has the same film thickness and in which case each layer of the second wiring part 42 has a different film thickness. Is less than the single layer. Therefore, the resistance of the wiring 40a can be reduced by reducing the amount of nitrogen as well as suppressing the current concentration due to the skin effect.

更に、第２配線部４２の各層を異なる膜厚とする場合には、次の（ｉ），（ｉｉ）のような構造とすることができる。即ち、前記単一層（所定窒素含有率で深さ方向分布が一定）と同等の膜厚の第２配線部４２について、（ｉ）外周側の高窒素含有率となる層を厚くし、第１配線部４１側の低窒素含有率となる層を薄くする。或いは、（ｉｉ）外周側の高窒素含有率となる層を薄くし、第１配線部４１側の低窒素含有率となる層を厚くする。（ｉ）の場合、配線４０ａ内における高窒素含有率の層の割合を多くして、配線４０ａの表層部の窒素量及び配線４０ａ内の窒素の総量を多くし易いため、表皮効果による電流集中の抑制に有効な手段となり得る。（ｉｉ）の場合は、配線４０ａ内における低窒素含有率の層の割合を多くして、配線４０ａの表層部の窒素量及び配線４０ａ内の窒素の総量を少なくし易いため、配線４０ａの低抵抗化に有効な手段となり得る。例えば、表皮効果は高周波ほど顕著になり易いため、配線４０ａに流す電流の周波数が高いときは（ｉ）のような構造とし、周波数が低いときには（ｉｉ）のような構造とする、といった選択も可能である。   Furthermore, when each layer of the second wiring portion 42 has a different film thickness, the following structures (i) and (ii) can be formed. That is, for the second wiring part 42 having a film thickness equivalent to that of the single layer (with a predetermined nitrogen content and a constant depth distribution), (i) the layer having a high nitrogen content on the outer peripheral side is thickened and the first A layer having a low nitrogen content on the wiring part 41 side is thinned. Alternatively, (ii) a layer having a high nitrogen content on the outer peripheral side is thinned, and a layer having a low nitrogen content on the first wiring portion 41 side is thickened. In the case of (i), the ratio of the high nitrogen content layer in the wiring 40a is increased to easily increase the amount of nitrogen in the surface layer portion of the wiring 40a and the total amount of nitrogen in the wiring 40a. It can be an effective means for the suppression. In the case of (ii), it is easy to reduce the amount of nitrogen in the surface layer portion of the wiring 40a and the total amount of nitrogen in the wiring 40a by increasing the proportion of the low nitrogen content layer in the wiring 40a. It can be an effective means for resistance. For example, since the skin effect tends to become more prominent as the frequency increases, the structure such as (i) is selected when the frequency of the current flowing through the wiring 40a is high, and the structure as (ii) is selected when the frequency is low. Is possible.

尚、ここでは第２配線部４２を、表皮効果を抑制できる、所定窒素含有率で深さ方向分布が一定の単一層と同等になるような総膜厚に設定するようにしたが、第２配線部４２の総膜厚は、必ずしもそのような値に設定することを要しない。第２配線部４２の窒素の総量、第２配線部４２の各層の窒素含有率等によっては、第２配線部４２の総膜厚を、前記単一層の場合に比べて薄くすることもできる。その場合、配線４０ａの幅方向の寸法を縮小することが可能になる。また、第２配線部４２の形成時には、その形成方法によっては、加熱が行われる場合があるが、そのような場合、第２配線部４２の総膜厚を薄くすると、その形成に要する時間、即ち加熱時間を短縮することが可能になる。そのため、基板１０に形成されるトランジスタ等の回路素子や、第２配線部４２の形成時に基板１０上方に形成されているレジスト等に過度の熱ダメージが加わるのを抑えることが可能になる。   Here, the second wiring portion 42 is set to a total film thickness that can suppress the skin effect and is equivalent to a single layer having a predetermined nitrogen content and a constant depth distribution. The total film thickness of the wiring part 42 does not necessarily need to be set to such a value. Depending on the total amount of nitrogen in the second wiring part 42, the nitrogen content of each layer of the second wiring part 42, etc., the total film thickness of the second wiring part 42 can be made thinner than in the case of the single layer. In that case, it is possible to reduce the dimension of the wiring 40a in the width direction. In addition, when the second wiring part 42 is formed, heating may be performed depending on the forming method. In such a case, if the total film thickness of the second wiring part 42 is reduced, the time required for the formation, That is, the heating time can be shortened. Therefore, it is possible to suppress excessive thermal damage to circuit elements such as transistors formed on the substrate 10 and resist formed above the substrate 10 when the second wiring portion 42 is formed.

以上述べた配線４０ａの設計手法は、単なる例であって、第２配線部４２の総膜厚、窒素の総量、層数、各層の膜厚、及び各層の窒素含有率は、配線４０ａに流す電流の周波数、配線４０ａに要求される抵抗値等に基づいて設定される。   The design method of the wiring 40a described above is merely an example, and the total film thickness of the second wiring part 42, the total amount of nitrogen, the number of layers, the film thickness of each layer, and the nitrogen content of each layer are applied to the wiring 40a. It is set based on the current frequency, the resistance value required for the wiring 40a, and the like.

尚、以上の説明では、第２配線部４２の第１層４２ａをＴａ又はＴａＮとし、第２層４２ｂ〜第５層４２ｅをＴａＮとして、第１層４２ａ〜第５層４２ｅにＴａが共通に含まれるようにした場合を一例として挙げた。第２配線部４２に他の高融点金属が利用可能であることは前述したが、更に、第２配線部４２に含まれる複数層には、そのうちの少なくとも１層に、他の層と異なる高融点金属が含まれていてもよい。例えば、高融点金属及びその窒化物（材料）の融点のほかに、第２配線部４２に含まれる各層の膜厚、材料コスト（膜厚で変動し得る）、製造コスト（膜厚や材料で変動し得る）等に基づき、各層に用いる材料の種類をそれぞれ選択することが可能である。   In the above description, the first layer 42a of the second wiring part 42 is Ta or TaN, the second layer 42b to the fifth layer 42e are TaN, and Ta is shared by the first layer 42a to the fifth layer 42e. The case where it was made to include was given as an example. As described above, other refractory metals can be used for the second wiring portion 42. Furthermore, the plurality of layers included in the second wiring portion 42 include at least one layer different in height from the other layers. A melting point metal may be included. For example, in addition to the melting point of the refractory metal and its nitride (material), the film thickness of each layer included in the second wiring portion 42, the material cost (which may vary with the film thickness), and the manufacturing cost (the film thickness and the material It is possible to select the type of material used for each layer based on the above.

続いて、配線４０ａの形成方法について説明する。配線４０ａは、例えば、次の図８〜図１１に示すような流れで形成することができる。
図８〜図１１は第１の実施の形態に係る配線の各形成工程の説明図である。ここで、図８（Ａ）は第１絶縁膜形成工程の要部断面模式図、図８（Ｂ）は配線溝形成工程の要部断面模式図である。図９（Ａ）は第１配線材料形成工程の要部断面模式図、図９（Ｂ）は第２配線材料形成工程の要部断面模式図である。図１０（Ａ）は配線材料の部分的除去工程の要部断面模式図、図１０（Ｂ）は第３配線材料形成工程の要部断面模式図、図１０（Ｃ）は第２絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。図１１（Ａ）〜（Ｄ）は図１０（Ｂ）の第３配線材料形成工程を説明するための要部断面模式図である。 Next, a method for forming the wiring 40a will be described. The wiring 40a can be formed, for example, according to the flow shown in FIGS.
8 to 11 are explanatory diagrams of each process of forming the wiring according to the first embodiment. Here, FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of the main part of the first insulating film forming step, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view of the main part of the wiring groove forming step. FIG. 9A is a schematic cross-sectional view of the main part of the first wiring material forming step, and FIG. 9B is a schematic cross-sectional view of the main part of the second wiring material forming step. 10A is a schematic cross-sectional view of the main part of the partial removal step of the wiring material, FIG. 10B is a schematic cross-sectional view of the main part of the third wiring material forming step, and FIG. 10C is the second insulating film formation. It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a process. FIGS. 11A to 11D are schematic cross-sectional views of the relevant part for explaining the third wiring material forming step of FIG.

配線４０ａの形成では、まず、図８（Ａ）に示すように、基板１０上に絶縁膜３１を形成する。尚、基板１０には、シリコン（Ｓｉ）基板等の半導体基板、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）やインジウムリン（ＩｎＰ）等の化合物半導体基板を用いることができる。また、基板１０には、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板、ＳＧＯＩ（Silicon Germanium On Insulator）基板、ＧＯＩ（Germanium On Insulator）基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板、サファイア基板等を用いることができる。また、絶縁膜３１には、例えば、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ膜を用いることができる。   In forming the wiring 40a, first, as shown in FIG. 8A, an insulating film 31 is formed over the substrate 10. The substrate 10 may be a semiconductor substrate such as a silicon (Si) substrate or a compound semiconductor substrate such as gallium arsenide (GaAs) or indium phosphide (InP). The substrate 10 may be an SOI (Silicon On Insulator) substrate, an SGOI (Silicon Germanium On Insulator) substrate, a GOI (Germanium On Insulator) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a sapphire substrate, or the like. For the insulating film 31, for example, a SiN film or a SiO film can be used.

基板１０上に絶縁膜３１を形成した後は、図８（Ｂ）に示すように、絶縁膜３１に配線溝３１ａを形成する。その際は、まず、絶縁膜３１上に、配線溝３１ａの形成領域に開口部５０ａを有するレジスト５０を形成する。そして、そのレジスト５０をマスクにして絶縁膜３１のエッチングを行うことにより、絶縁膜３１に配線溝３１ａを形成する。絶縁膜３１のエッチングは、例えば、ドライエッチング法で行うことができる。絶縁膜３１のドライエッチングは、例えば、周波数１３．５６ＭＨｚ、電力１００Ｗ、真空度２．０Ｔｏｒｒ、温度３００℃の条件で行うことができる。尚、絶縁膜３１のエッチングは、このようなドライエッチング法のほか、ウェットエッチング法、イオンミリング法等で行うこともできる。配線溝３１ａの形成後、レジスト５０は除去する。   After the insulating film 31 is formed on the substrate 10, a wiring groove 31a is formed in the insulating film 31, as shown in FIG. In that case, first, a resist 50 having an opening 50 a in the formation region of the wiring groove 31 a is formed on the insulating film 31. Then, the insulating film 31 is etched using the resist 50 as a mask, thereby forming a wiring groove 31 a in the insulating film 31. The insulating film 31 can be etched by, for example, a dry etching method. Dry etching of the insulating film 31 can be performed, for example, under the conditions of a frequency of 13.56 MHz, power of 100 W, a degree of vacuum of 2.0 Torr, and a temperature of 300 ° C. The insulating film 31 can be etched by a wet etching method, an ion milling method, or the like in addition to such a dry etching method. After the formation of the wiring groove 31a, the resist 50 is removed.

次いで、図９（Ａ）に示すように、配線４０ａの第２配線部４２の一部（下部）となる、高融点金属又はその窒化物の第１層４２ａ１、第２層４２ｂ１、第３層４２ｃ１、第４層４２ｄ１、第５層４２ｅ１を、配線溝３１ａを形成した絶縁膜３１上に形成する。その際は、まず、第２配線部４２の最外層に相当する、最も高窒素含有率の第５層４２ｅ１を、配線溝３１ａを形成した絶縁膜３１上に形成する。そして、その第５層４２ｅ１上に、第５層４２ｅ１よりも低窒素含有率の第４層４２ｄ１を形成する。以降同様に、窒素含有率を段階的に（階段状に）低下させながら、第３層４２ｃ１、第２層４２ｂ１、第１層４２ａ１を順に形成していく。   Next, as shown in FIG. 9A, a first layer 42a1, a second layer 42b1, and a third layer of a refractory metal or a nitride thereof that become a part (lower part) of the second wiring part 42 of the wiring 40a. 42c1, a fourth layer 42d1, and a fifth layer 42e1 are formed on the insulating film 31 in which the wiring trench 31a is formed. In that case, first, the fifth layer 42e1 having the highest nitrogen content corresponding to the outermost layer of the second wiring portion 42 is formed on the insulating film 31 in which the wiring trench 31a is formed. Then, a fourth layer 42d1 having a lower nitrogen content than that of the fifth layer 42e1 is formed on the fifth layer 42e1. Similarly, the third layer 42c1, the second layer 42b1, and the first layer 42a1 are sequentially formed while decreasing the nitrogen content stepwise (stepwise).

例えば、これら第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１は、Ｔａ及びＴａＮにより、図４に示したような窒素濃度分布で、形成することができる。Ｔａ及びＴａＮは、スパッタ法により形成することができる。スパッタ法によるＴａ及びＴａＮの形成は、例えば、Ｔａターゲットを使用し、電力８００Ｗ、真空度１．７×１０-2Ｔｏｒｒ、温度２７℃、ターゲット−試料間距離（Ｔ／Ｓ）１５０ｍｍ、回転数４ｒｐｍの条件で行う。その際、Ｔａ形成時にはアルゴン（Ａｒ）ガス、ＴａＮ形成時にはＡｒガスと窒素（Ｎ2）ガスを使用する。窒素含有率の異なるＴａＮは、ＴａＮ形成時のＮ2ガス量を調節することで、それぞれ作り分けることができる。 For example, the first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 can be formed of Ta and TaN with a nitrogen concentration distribution as shown in FIG. Ta and TaN can be formed by sputtering. Formation of Ta and TaN by sputtering method uses, for example, a Ta target, power 800 W, vacuum degree 1.7 × 10 −2 Torr, temperature 27 ° C., target-sample distance (T / S) 150 mm, rotation speed Perform at 4 rpm. At that time, argon (Ar) gas is used when Ta is formed, and Ar gas and nitrogen (N 2 ) gas are used when TaN is formed. TaN having different nitrogen contents can be produced separately by adjusting the amount of N 2 gas at the time of TaN formation.

第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１は、例えばこのようなスパッタ法により、それぞれ所定の膜厚と窒素含有率で形成される。その際、第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１の形成後には、図９（Ａ）に示したように、配線溝３１ａ内に所定寸法の空間３１ｂが残るようにする。この空間３１ｂに、図９（Ｂ）に示すように、配線４０ａの第１配線部４１が形成される。   The first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 are each formed with a predetermined film thickness and nitrogen content by, for example, such a sputtering method. At this time, after the formation of the first layer 42a1 to the fifth layer 42e1, as shown in FIG. 9A, a space 31b having a predetermined size is left in the wiring groove 31a. As shown in FIG. 9B, the first wiring portion 41 of the wiring 40a is formed in the space 31b.

第１配線部４１を形成する際には、まず、図９（Ｂ）に示すように、第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１の形成後に残る空間３１ｂに対応する領域に開口部５１ａ，５２ａを有するレジスト５１，５２を形成する（多層レジスト構造）。そして、レジスト５１，５２の形成後、空間３１ｂ内に、第１配線部４１を形成する。第１配線部４１は、蒸着法によって低抵抗金属を堆積することにより形成することができる。例えば、第１配線部４１としてＡｌを、蒸着法により堆積する。蒸着法では、第１配線部４１となる低抵抗金属が、レジスト５１，５２の開口部５１ａ，５２ａを通って空間３１ｂ内に堆積されると共に、レジスト５２表面にも堆積される。レジスト５２表面に堆積された低抵抗金属は、レジスト５１，５２を所定の薬液を用いて除去する際、レジスト５１，５２と共に除去される（リフトオフ法）。   When forming the first wiring portion 41, first, as shown in FIG. 9B, openings 51a and 52a are formed in regions corresponding to the space 31b remaining after the formation of the first layer 42a1 to the fifth layer 42e1. The resists 51 and 52 are formed (multilayer resist structure). Then, after the formation of the resists 51 and 52, the first wiring part 41 is formed in the space 31b. The first wiring part 41 can be formed by depositing a low resistance metal by a vapor deposition method. For example, Al is deposited as the first wiring part 41 by an evaporation method. In the vapor deposition method, a low-resistance metal that becomes the first wiring portion 41 is deposited in the space 31 b through the openings 51 a and 52 a of the resists 51 and 52 and also on the surface of the resist 52. The low resistance metal deposited on the surface of the resist 52 is removed together with the resists 51 and 52 when the resists 51 and 52 are removed using a predetermined chemical solution (lift-off method).

ここでは２層のレジスト５１，５２を用いたが、この場合、下層のレジスト５１には、除去時に用いる薬液と比較的反応し易いものを用い、上層のレジスト５２には、除去時に用いる薬液と比較的反応し難いものを用いることができる。それにより、レジスト５１，５２の除去時には、下層のレジスト５１をより早く反応させ、上層のレジスト５２とその表面の低抵抗金属を容易に除去することが可能になる。尚、このような２層のレジスト５１，５２に替えて、１層のレジストや、３層以上のレジストを用いても構わない。   Here, the two-layer resists 51 and 52 are used. In this case, the lower resist 51 is a material that reacts relatively easily with the chemical used at the time of removal, and the upper resist 52 includes the chemical used at the time of removal. Those which are relatively difficult to react can be used. Accordingly, when removing the resists 51 and 52, the lower resist 51 can be reacted more quickly, and the upper resist 52 and the low-resistance metal on the surface thereof can be easily removed. Incidentally, instead of the two-layer resists 51 and 52, a single-layer resist or a three-layer or more resist may be used.

レジスト５１，５２の除去後は、図１０（Ａ）に示すように、絶縁膜３１の上面に形成されている、配線４０ａの形成領域以外に形成されている第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１を除去する。例えば、レジスト５１，５２の除去後、絶縁膜３１の上面が表出するようにＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）処理を施し、絶縁膜３１の上面に形成されている第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１を除去する。これにより、絶縁膜３１の上面側には、第１配線部４１と、その周りを囲む第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１が表出するようになる。   After the removal of the resists 51 and 52, as shown in FIG. 10A, the first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 formed on the upper surface of the insulating film 31 and other than the formation region of the wiring 40a. Remove. For example, after removing the resists 51 and 52, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process is performed so that the upper surface of the insulating film 31 is exposed, and the first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 formed on the upper surface of the insulating film 31. Remove. As a result, the first wiring portion 41 and the first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 surrounding the first wiring portion 41 are exposed on the upper surface side of the insulating film 31.

次いで、図１０（Ｂ）に示すように、第２配線部４２の残りの部分（上部）となる、第１層４２ａ２、第２層４２ｂ２、第３層４２ｃ２、第４層４２ｄ２、第５層４２ｅ２を形成する。これら上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２は、先に下部の第５層４２ｅ１〜第１層４２ａ１をこの順で形成した図９（Ａ）のときとは逆の形成順で形成する。即ち、図１０（Ａ）に示した状態から、上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２をこの順で、それぞれ先に形成した下部の第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１と同等の膜厚と窒素含有率で、形成していく。上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２は、先に形成した下部の第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１と同様、スパッタ法により形成することができる。また、上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２は、先に形成した下部の第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１と同様、Ｔａ及びＴａＮにより、図４に示したような窒素濃度分布で、形成することができる。   Next, as shown in FIG. 10B, the first layer 42a2, the second layer 42b2, the third layer 42c2, the fourth layer 42d2, and the fifth layer, which become the remaining portion (upper part) of the second wiring portion 42. 42e2 is formed. The upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 are formed in the reverse order of formation shown in FIG. 9A in which the lower fifth layer 42e1 to the first layer 42a1 are formed in this order. That is, from the state shown in FIG. 10A, the upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 are respectively equivalent in thickness to the lower first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 previously formed. And form with nitrogen content. The upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 can be formed by a sputtering method in the same manner as the lower first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 previously formed. Further, the upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 have a nitrogen concentration distribution as shown in FIG. 4 due to Ta and TaN, similarly to the lower first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 formed earlier. Can be formed.

上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２の形成は、まず、図１０（Ａ）に示したように第１配線部４１及び下部の第１層４２ａ１〜第５層４２ｅ１が表出している絶縁膜３１の上に、図１１（Ａ）に示すように、上部の第１層４２ａ２を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術を用い、第１配線部４１及び下部の第１層４２ａ１の上方に対応する、上部の第１層４２ａ２上の領域に、レジスト５３を形成する。そのレジスト５３をマスクにして、例えばドライエッチング法により、レジスト５３から表出する上部の第１層４２ａ２のエッチングを行うことにより、図１１（Ｂ）に示すような、第１配線部４１及び第１層４２ａ１の上に形成された第１層４２ａ２が得られる。その後、レジスト５３は除去する。先に形成した下部の第１層４２ａ１と、ここで形成した上部の第１層４２ａ２とが、配線４０ａの第２配線部４２における第１層４２ａとなる。   The upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 are formed by first insulating the first wiring part 41 and the lower first layer 42a1 to the fifth layer 42e1 as shown in FIG. On the film 31, an upper first layer 42a2 is formed as shown in FIG. Then, using a photolithography technique, a resist 53 is formed in a region on the upper first layer 42a2 corresponding to the upper side of the first wiring portion 41 and the lower first layer 42a1. Using the resist 53 as a mask, the upper first layer 42a2 exposed from the resist 53 is etched by, for example, a dry etching method, whereby the first wiring portion 41 and the first wiring 41 as shown in FIG. The first layer 42a2 formed on the first layer 42a1 is obtained. Thereafter, the resist 53 is removed. The lower first layer 42a1 formed earlier and the upper first layer 42a2 formed here become the first layer 42a in the second wiring portion 42 of the wiring 40a.

次いで、図１１（Ｃ）に示すように、上部の第２層４２ｂ２を形成した後、第１配線部４１、第１層４２ａ１，４２ａ２（４２ａ）、及び下部の第２層４２ｂ１の上方に対応する、上部の第２層４２ｂ２上の領域に、レジスト５４を形成する。そして、そのレジスト５４をマスクにして上部の第２層４２ｂ２のエッチングを行うことにより、図１１（Ｄ）に示すような、第１層４２ａ２及び第２層４２ｂ１の上に形成された第２層４２ｂ２が得られる。その後、レジスト５４は除去する。先に形成した下部の第２層４２ｂ１と、ここで形成した上部の第２層４２ｂ２とが、配線４０ａの第２配線部４２における第２層４２ｂとなる。   Next, as shown in FIG. 11C, after the upper second layer 42b2 is formed, it corresponds to above the first wiring part 41, the first layers 42a1 and 42a2 (42a), and the lower second layer 42b1. A resist 54 is formed in a region on the upper second layer 42b2. Then, by etching the upper second layer 42b2 using the resist 54 as a mask, the second layer formed on the first layer 42a2 and the second layer 42b1 as shown in FIG. 11D. 42b2 is obtained. Thereafter, the resist 54 is removed. The lower second layer 42b1 formed earlier and the upper second layer 42b2 formed here become the second layer 42b in the second wiring portion 42 of the wiring 40a.

以降同様にして、上部の第３層４２ｃ２、第４層４２ｄ２、第５層４２ｅ２を形成していく。この場合、先に形成した下部の第３層４２ｃ１と、後に形成する上部の第３層４２ｃ２とが、配線４０ａの第２配線部４２における第３層４２ｃとなる。また、先に形成した下部の第４層４２ｄ１と、後に形成する上部の第４層４２ｄ２とが、配線４０ａの第２配線部４２における第４層４２ｄとなる。また、先に形成した下部の第５層４２ｅ１と、後に形成する上部の第５層４２ｅ２とが、配線４０ａの第２配線部４２における第５層４２ｅとなる。   Thereafter, similarly, the upper third layer 42c2, the fourth layer 42d2, and the fifth layer 42e2 are formed. In this case, the lower third layer 42c1 formed earlier and the upper third layer 42c2 formed later become the third layer 42c in the second wiring portion 42 of the wiring 40a. Further, the lower fourth layer 42d1 formed earlier and the upper fourth layer 42d2 formed later become the fourth layer 42d in the second wiring portion 42 of the wiring 40a. The lower fifth layer 42e1 formed earlier and the upper fifth layer 42e2 formed later become the fifth layer 42e in the second wiring portion 42 of the wiring 40a.

このようにして第２配線部４２の上部となる第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２を順に形成することにより、図１０（Ｂ）に示したような構造が得られる。これにより、第１配線部４１の周囲に、第１層４２ａ〜第５層４２ｅを含む第２配線部４２が形成された、配線４０ａを得ることができる。   In this way, by sequentially forming the first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 to be the upper part of the second wiring portion 42, a structure as shown in FIG. 10B is obtained. Thereby, the wiring 40a in which the second wiring part 42 including the first layer 42a to the fifth layer 42e is formed around the first wiring part 41 can be obtained.

尚、第１層４２ａ〜第５層４２ｅの形成には、スパッタ法のほか、用いる材料や膜厚によっては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法等を用いることも可能である。形成方法は、第１層４２ａ〜第５層４２ｅの各層に用いる材料や膜厚により、各層ごとに、選択することも可能である。   In addition to the sputtering method, the first layer 42a to the fifth layer 42e are formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a PVD (Physical Vapor Deposition) method, an ALD (Atomic Layer Deposition), depending on the material and film thickness used. ) Method or the like can also be used. The formation method can also be selected for each layer depending on the material and film thickness used for each of the first layer 42a to the fifth layer 42e.

また、第２配線部４２は、上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２を、窒素含有率が一定の単一層で形成することも可能である。このように第２配線部４２内に部分的に、窒素含有率が一定の単一層が含まれていても、表皮効果による電流集中の抑制と低抵抗化の両立を図ることは可能である。また、上部の第１層４２ａ２〜第５層４２ｅ２を窒素含有率が一定の単一層で形成する場合には、図１１のような各層の作り分けが不要になるため、配線４０ａの形成プロセスの効率化を図ることが可能になる。   In the second wiring part 42, the upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 can be formed as a single layer having a constant nitrogen content. Thus, even if the second wiring portion 42 includes a single layer having a constant nitrogen content, it is possible to achieve both suppression of current concentration due to the skin effect and reduction in resistance. Further, when the upper first layer 42a2 to the fifth layer 42e2 are formed as a single layer having a constant nitrogen content, it is not necessary to make each layer as shown in FIG. Efficiency can be improved.

配線４０ａの形成後は、図１０（Ｃ）に示すように、配線４０ａを覆う絶縁膜３２を形成する。絶縁膜３２には、例えば、ＳｉＮ膜やＳｉＯ膜を用いることができる。以上の工程により、絶縁膜３１，３２内に形成された配線４０ａを有する配線層２０を得ることができる。   After the wiring 40a is formed, an insulating film 32 that covers the wiring 40a is formed as shown in FIG. For the insulating film 32, for example, a SiN film or a SiO film can be used. Through the above steps, the wiring layer 20 having the wirings 40a formed in the insulating films 31 and 32 can be obtained.

以上、配線４０ａについて説明したが、このような配線４０ａは、様々な半導体装置に適用可能である。
図１２は半導体装置の一例を示す図である。 Although the wiring 40a has been described above, such a wiring 40a can be applied to various semiconductor devices.
FIG. 12 illustrates an example of a semiconductor device.

図１２には、ＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）構造の電界効果型トランジスタ（Field Effect Transistor）（ＭＩＳＦＥＴ）１００の基本構造を模式的に図示している。   FIG. 12 schematically shows a basic structure of a field effect transistor (MISFET) 100 having a MIS (Metal Insulator Semiconductor) structure.

ＭＩＳＦＥＴ１００は、基板１１０、素子分離領域１１１、及び素子分離領域１１１で画定された活性領域１１２（ウェル）を有している。活性領域１１２上には、ゲート絶縁膜１１３を介してゲート電極１１４が形成され、その側壁には、側壁絶縁膜１１５が形成されている。ゲート電極１１４の両側の活性領域１１２には、ソース領域１１６及びドレイン領域１１７が形成されている。このようなＭＩＳＦＥＴ１００の上に、絶縁膜１３０で覆われた配線４０ａを含む配線層１２０が形成される。配線層１２０の配線４０ａは、図８〜図１１に示したような流れで形成することが可能である。配線４０ａは、ＭＩＳＦＥＴ１００のソース領域１１６及びドレイン領域１１７にプラグ１１８を介して電気的に接続することができる。また、配線４０ａは、ＭＩＳＦＥＴ１００のゲート電極１１４に電気的に接続することができる（図示せず）。異なる層の配線４０ａ間は、ビア１１９を介して電気的に接続することができる。   The MISFET 100 has a substrate 110, an element isolation region 111, and an active region 112 (well) defined by the element isolation region 111. A gate electrode 114 is formed on the active region 112 via a gate insulating film 113, and a sidewall insulating film 115 is formed on the sidewall thereof. A source region 116 and a drain region 117 are formed in the active region 112 on both sides of the gate electrode 114. On the MISFET 100, the wiring layer 120 including the wiring 40a covered with the insulating film 130 is formed. The wiring 40a of the wiring layer 120 can be formed according to the flow shown in FIGS. The wiring 40 a can be electrically connected to the source region 116 and the drain region 117 of the MISFET 100 through the plug 118. The wiring 40a can be electrically connected to the gate electrode 114 of the MISFET 100 (not shown). The wirings 40a of different layers can be electrically connected through vias 119.

図１３及び図１４は半導体装置の別例を示す図である。
図１３及び図１４には、高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor：ＨＥＭＴ）２００の基本構造を模式的に図示している。尚、図１３はＨＥＭＴ２００の要部の断面模式図、図１４はＨＥＭＴ２００の要部の斜視模式図である。 13 and 14 are diagrams illustrating another example of the semiconductor device.
13 and 14 schematically show a basic structure of a high electron mobility transistor (HEMT) 200. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the main part of the HEMT 200, and FIG. 14 is a schematic perspective view of the main part of the HEMT 200.

ＨＥＭＴ２００は、図１３に示すように、半絶縁性ＳｉＣ基板等の基板２１０上に形成されたＧａＮ系化合物半導体領域２２０を有している。化合物半導体領域２２０には、例えば、真性ＧａＮ（ｉ−ＧａＮ）のバッファ層２２１及び電子走行層２２２、ｎ型アルミニウムガリウム窒素（ｎ−ＡｌＧａＮ）の電子供給層２２３、並びにｎ型ＧａＮ（ｎ−ＧａＮ）の表面層２２４が含まれる。電子供給層２２３の下には、二次元電子ガスが発生する。このＨＥＭＴ２００には、表面層２２４を貫通して電子供給層２２３に達するソース電極２３０及びドレイン電極２４０、及び表面層２２４上のソース電極２３０とドレイン電極２４０の間の領域に形成されたゲート電極２５０が設けられている。   As shown in FIG. 13, the HEMT 200 includes a GaN-based compound semiconductor region 220 formed on a substrate 210 such as a semi-insulating SiC substrate. In the compound semiconductor region 220, for example, a buffer layer 221 and an electron transit layer 222 of intrinsic GaN (i-GaN), an electron supply layer 223 of n-type aluminum gallium nitrogen (n-AlGaN), and n-type GaN (n-GaN) ) Surface layer 224. Two-dimensional electron gas is generated under the electron supply layer 223. The HEMT 200 includes a source electrode 230 and a drain electrode 240 that penetrate the surface layer 224 and reach the electron supply layer 223, and a gate electrode 250 formed in a region between the source electrode 230 and the drain electrode 240 on the surface layer 224. Is provided.

ゲート電極２５０、ソース電極２３０及びドレイン電極２４０は、図１４に示すように、一対のソース電極２３０とドレイン電極２４０の間に１本のゲート電極２５０が挟まれるようにして並設されている。各ゲート電極２５０は、共通のゲート配線２５１と接続され、各ソース電極２３０は、共通のソース配線２３１と接続され、各ドレイン電極２４０は、共通のドレイン配線２４１と接続されている。尚、各ソース電極２３０とソース配線２３１とは、ゲート配線２５１を跨ぐエアブリッジ２３１ａで接続されている。また、ゲート電極２５０、ソース電極２３０、ドレイン電極２４０、ゲート配線２５１、ソース配線２３１、エアブリッジ２３１ａ及びドレイン配線２４１は、図示しないＳｉＮ膜等の絶縁膜によって覆われる。   As shown in FIG. 14, the gate electrode 250, the source electrode 230, and the drain electrode 240 are arranged side by side so that one gate electrode 250 is sandwiched between the pair of source electrode 230 and drain electrode 240. Each gate electrode 250 is connected to a common gate wiring 251, each source electrode 230 is connected to a common source wiring 231, and each drain electrode 240 is connected to a common drain wiring 241. Each source electrode 230 and the source wiring 231 are connected by an air bridge 231 a that straddles the gate wiring 251. Further, the gate electrode 250, the source electrode 230, the drain electrode 240, the gate wiring 251, the source wiring 231, the air bridge 231a, and the drain wiring 241 are covered with an insulating film such as a SiN film (not shown).

このようなＨＥＭＴ２００に含まれる電極部及び配線部に、上記のような配線４０ａを適用することができる。例えば、ドレイン電極２４０又はドレイン配線２４１、或いはドレイン電極２４０とドレイン配線２４１の両方に、上記の配線４０ａを用いる。また、ゲート電極２５０又はゲート配線２５１、或いはゲート電極２５０とゲート配線２５１の両方に、上記の配線４０ａを用いることもできる。更にまた、ソース電極２３０又はソース配線２３１、或いはソース電極２３０とソース配線２３１の両方に、上記の配線４０ａを用いることもできる。   The wiring 40a as described above can be applied to the electrode portion and the wiring portion included in such a HEMT 200. For example, the wiring 40 a is used for the drain electrode 240 or the drain wiring 241, or both the drain electrode 240 and the drain wiring 241. Alternatively, the wiring 40 a can be used for the gate electrode 250 or the gate wiring 251, or both the gate electrode 250 and the gate wiring 251. Furthermore, the wiring 40 a can be used for the source electrode 230 or the source wiring 231, or both the source electrode 230 and the source wiring 231.

このように上記の配線４０ａをＨＥＭＴ２００に用いる場合にも、配線４０ａは、図８〜図１１に示したのと同様の流れで形成することが可能である。例えば、ドレイン電極２４０、ドレイン配線２４１、ソース電極２３０、ソース配線２３１については、次のような流れで形成することができる。即ち、まず、基板２１０上にバッファ層２２１、電子走行層２２２、電子供給層２２３、表面層２２４を順に積層した後、表面層２２４に、図８と同様にして配線溝を形成する。そして、その配線溝に対し、図９〜図１１と同様にして、配線４０ａを形成していけばよい。また、ゲート電極２５０、ゲート配線２５１の場合には、例えば、ドレイン電極２４０又はソース電極２３０の形成後に、表面層２２４に部分的に配線溝を形成するか、或いは表面層２２４上に絶縁膜を形成して、その絶縁膜を貫通する配線溝を形成する。そして、このような配線溝に対し、図９〜図１１と同様にして、配線４０ａを形成していけばよい。   Thus, even when the wiring 40a is used in the HEMT 200, the wiring 40a can be formed in the same flow as shown in FIGS. For example, the drain electrode 240, the drain wiring 241, the source electrode 230, and the source wiring 231 can be formed in the following flow. That is, first, the buffer layer 221, the electron transit layer 222, the electron supply layer 223, and the surface layer 224 are sequentially stacked on the substrate 210, and then a wiring groove is formed in the surface layer 224 in the same manner as in FIG. Then, the wiring 40a may be formed in the wiring groove in the same manner as in FIGS. In the case of the gate electrode 250 and the gate wiring 251, for example, after forming the drain electrode 240 or the source electrode 230, a wiring groove is partially formed in the surface layer 224, or an insulating film is formed on the surface layer 224. Then, a wiring trench penetrating the insulating film is formed. Then, the wiring 40a may be formed in such a wiring groove in the same manner as in FIGS.

尚、上記の配線４０ａを、ドレイン電極２４０又はソース電極２３０に用いる場合には、配線４０ａと電子供給層２２３とをオーミック接続させることが望ましい。例えば、電子供給層２２３上に、電子供給層２２３とオーミック接続可能な、Ｔｉ、Ａｕ、金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）、又はＰｔ等を含む層を別途形成した上で、ドレイン電極２４０又はソース電極２３０となる配線４０ａを形成する。或いは、ドレイン電極２４０又はソース電極２３０となる配線４０ａの形成時に、その最外層を、上記のような電子供給層２２３とオーミック接続可能な材料を用いて形成する。   When the wiring 40a is used for the drain electrode 240 or the source electrode 230, it is desirable that the wiring 40a and the electron supply layer 223 are ohmically connected. For example, a layer containing Ti, Au, gold germanium (AuGe), Pt, or the like that can be ohmic-connected to the electron supply layer 223 is separately formed over the electron supply layer 223, and then the drain electrode 240 or the source electrode 230 A wiring 40a is formed. Alternatively, when the wiring 40a to be the drain electrode 240 or the source electrode 230 is formed, the outermost layer is formed using a material that can be in ohmic contact with the electron supply layer 223 as described above.

次に、第２の実施の形態について説明する。
図１５は第２の実施の形態に係る配線の一例を示す図である。
図１５に示す配線４０ｂは、第１配線部４１を被覆する第２配線部４６の全部又は一部が、第１配線部４１側から外周に向かって連続的に窒素含有率が高くなるように形成されている点で、上記第１の実施の形態に係る配線４０ａと相違する。尚、第２配線部４６には、上記の第２配線部４２と同様に、その全部又は一部に、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点金属の窒化物が用いられる。 Next, a second embodiment will be described.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of wiring according to the second embodiment.
In the wiring 40b shown in FIG. 15, all or part of the second wiring part 46 covering the first wiring part 41 is continuously increased in nitrogen content from the first wiring part 41 side toward the outer periphery. It differs from the wiring 40a according to the first embodiment in that it is formed. The second wiring part 46 is nitrided with a refractory metal such as Ta, Ti, Hf, V, Zr, Mo, or W, for example, in whole or in part, in the same manner as the second wiring part 42 described above. Things are used.

一例として、上記第１の実施の形態と同様に、配線４０ｂの第１配線部４１にＡｌ、第２配線部４６にＴａＮを用いた場合について説明する。尚、配線４０ｂは、上記第１の実施の形態と同様に、縦１０μｍ×横１０μｍ、長さ１０００μｍ、第１配線部４１が縦１μｍ×横１μｍであって、この第１配線部４１の周囲に、第２配線部４６が形成されているものとする。   As an example, a case where Al is used for the first wiring portion 41 of the wiring 40b and TaN is used for the second wiring portion 46 will be described as in the first embodiment. As in the first embodiment, the wiring 40b is 10 μm long × 10 μm wide, 1000 μm long, the first wiring portion 41 is 1 μm long × 1 μm wide, and the periphery of the first wiring portion 41 In addition, it is assumed that the second wiring portion 46 is formed.

図１６は第２の実施の形態に係る配線の窒素濃度分布の一例を示す図である。
図１６において、横軸は配線４０ｂの幅方向の表面からの深さ（μｍ）を表し、縦軸は窒素含有率（％）を表している。尚、図１６には、配線４０ｂの幅方向の、表面（０μｍ）から中心（５μｍ）までの窒素含有率を示している。図１６に示したように、配線４０ｂの第２配線部４６は、表面（０μｍ）から第１配線部４１のＡｌ側に向かって、ＴａＮの窒素含有率が連続的に減少していくように形成されている。 FIG. 16 is a diagram showing an example of the nitrogen concentration distribution of the wiring according to the second embodiment.
In FIG. 16, the horizontal axis represents the depth (μm) from the surface in the width direction of the wiring 40b, and the vertical axis represents the nitrogen content (%). FIG. 16 shows the nitrogen content from the surface (0 μm) to the center (5 μm) in the width direction of the wiring 40b. As shown in FIG. 16, in the second wiring portion 46 of the wiring 40b, the nitrogen content of TaN continuously decreases from the surface (0 μm) toward the Al side of the first wiring portion 41. Is formed.

このような窒素濃度分布を有する配線４０ｂの電流密度分布の一例を図５及び図６に、また抵抗値の一例を図７に、それぞれ示している。図５及び図６より、配線４０ｂの電流密度分布（Ｎｏ．２）は、配線４０ａの電流密度分布（Ｎｏ．１）とほぼ同等となる。配線４０ｂ（Ｎｏ．２）によっても、Ａｌ配線（Ｎｏ．３）で見られるような表皮効果を抑制し、中央部側にも十分に電流を流すことが可能になっていると言うことができる。また、図７より、配線４０ｂの抵抗値（Ｎｏ．２）は、第２配線部４６の窒素含有率を第１配線部４１側に向かって連続的に低下させることで、配線４０Ｂの抵抗値（Ｎｏ．４）に比べて、約２７％減少させることができる。   An example of the current density distribution of the wiring 40b having such a nitrogen concentration distribution is shown in FIGS. 5 and 6, and an example of the resistance value is shown in FIG. 5 and 6, the current density distribution (No. 2) of the wiring 40b is substantially equal to the current density distribution (No. 1) of the wiring 40a. It can be said that the wiring 40b (No. 2) also suppresses the skin effect as seen in the Al wiring (No. 3) and allows a sufficient amount of current to flow to the center side. . Further, as shown in FIG. 7, the resistance value (No. 2) of the wiring 40b is obtained by continuously lowering the nitrogen content of the second wiring part 46 toward the first wiring part 41 side. Compared to (No. 4), it can be reduced by about 27%.

配線４０ｂによれば、上記の配線４０ａと同様に、表皮効果による電流集中の抑制と低抵抗化の両立を図ることが可能になる。尚、配線４０ｂの第２配線部４６の膜厚、窒素の総量、窒素濃度分布（濃度勾配）は、配線４０ｂに流す電流の周波数、配線４０ｂに要求される抵抗値等に基づいて設定すればよい。   According to the wiring 40b, similarly to the wiring 40a, it is possible to achieve both suppression of current concentration due to the skin effect and reduction in resistance. The film thickness of the second wiring portion 46 of the wiring 40b, the total amount of nitrogen, and the nitrogen concentration distribution (concentration gradient) can be set based on the frequency of the current flowing through the wiring 40b, the resistance value required for the wiring 40b, and the like. Good.

続いて、配線４０ｂの形成方法について説明する。
図１７及び図１８は第２の実施の形態に係る配線の各形成工程の説明図である。ここで、図１７（Ａ）は第１配線材料形成工程の要部断面模式図、図１７（Ｂ）は第２配線材料形成工程の要部断面模式図である。図１８（Ａ）は配線材料の部分的除去工程の要部断面模式図、図１８（Ｂ）は第３配線材料形成工程の要部断面模式図、図１８（Ｃ）は第２絶縁膜形成工程の要部断面模式図である。 Next, a method for forming the wiring 40b will be described.
FIG. 17 and FIG. 18 are explanatory views of each wiring forming process according to the second embodiment. Here, FIG. 17A is a schematic cross-sectional view of the main part of the first wiring material forming step, and FIG. 17B is a schematic cross-sectional view of the main part of the second wiring material forming step. 18A is a schematic cross-sectional view of the main part of the partial removal step of the wiring material, FIG. 18B is a schematic cross-sectional view of the main part of the third wiring material forming step, and FIG. 18C is the second insulating film formation. It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a process.

尚、配線４０ｂの形成において、絶縁膜３１の形成、及び配線溝３１ａの形成は、上記の配線４０ａの場合と同様に行うことができる（図８）。ここではそれ以降の工程について説明する。   In the formation of the wiring 40b, the insulating film 31 and the wiring groove 31a can be formed in the same manner as in the case of the wiring 40a (FIG. 8). Here, the subsequent steps will be described.

まず、図１７（Ａ）に示すように、配線４０ｂの第２配線部４６の一部（下部）となる、高融点金属窒化物層４６１を、配線溝３１ａを形成した絶縁膜３１上に形成する。高融点金属窒化物層４６１は、例えば、ＴａＮにより、図１５に示したような窒素濃度分布で、形成することができる。その場合、ＴａＮは、スパッタ法により形成することができる。スパッタ法によるＴａＮの形成は、例えば、Ｔａターゲットを使用し、電力８００Ｗ、真空度１．７×１０-2Ｔｏｒｒ、温度２７℃、Ｔ／Ｓ１５０ｍｍ、回転数４ｒｐｍの条件で行う。スパッタ法によるＴａＮの形成時には、ＡｒガスとＮ2ガスを使用し、絶縁膜３１上へのＴａＮの形成と共に徐々にＮ2ガス量を減らしていくように調節する。それにより、表面４６１ａに向かって窒素含有率が連続的に低下する、ＴａＮの高融点金属窒化物層４６１を形成することができる。 First, as shown in FIG. 17A, a refractory metal nitride layer 461 that forms a part (lower part) of the second wiring part 46 of the wiring 40b is formed on the insulating film 31 in which the wiring groove 31a is formed. To do. The refractory metal nitride layer 461 can be formed of TaN, for example, with a nitrogen concentration distribution as shown in FIG. In that case, TaN can be formed by sputtering. For example, TaN is formed by sputtering using a Ta target under the conditions of power 800 W, degree of vacuum 1.7 × 10 −2 Torr, temperature 27 ° C., T / S 150 mm, and rotation speed 4 rpm. When forming TaN by sputtering, Ar gas and N 2 gas are used, and adjustment is made so that the amount of N 2 gas is gradually reduced as TaN is formed on the insulating film 31. As a result, a TaN refractory metal nitride layer 461 in which the nitrogen content continuously decreases toward the surface 461a can be formed.

高融点金属窒化物層４６１の形成後は、図１７（Ｂ）に示すように、レジスト５１，５２を用いたＡｌ等の低抵抗金属の蒸着と、その後のリフトオフにより、配線溝３１ａ内の空間３１ｂに、第１配線部４１を形成する。その後、図１８（Ａ）に示すように、絶縁膜３１の上面に形成されている、配線４０ｂの形成領域以外に形成されている高融点金属窒化物層４６１を、ＣＭＰ処理等によって除去する。   After the formation of the refractory metal nitride layer 461, as shown in FIG. 17B, the space in the wiring groove 31a is formed by vapor deposition of a low-resistance metal such as Al using the resists 51 and 52 and the subsequent lift-off. A first wiring portion 41 is formed on 31b. Thereafter, as shown in FIG. 18A, the refractory metal nitride layer 461 formed on the upper surface of the insulating film 31 and other than the formation region of the wiring 40b is removed by CMP or the like.

次いで、図１８（Ｂ）に示すように、第２配線部４６の残りの部分（上部）となる、高融点金属窒化物層４６２を形成する。この上部の高融点金属窒化物層４６２は、先に形成した下部の高融点金属窒化物層４６１と同様、スパッタ法により形成することができる。また、上部の高融点金属窒化物層４６２は、先に形成した下部の高融点金属窒化物層４６１と同様、ＴａＮにより、図１５に示したような窒素濃度分布で、形成することができる。   Next, as shown in FIG. 18B, a refractory metal nitride layer 462 that forms the remaining part (upper part) of the second wiring part 46 is formed. The upper refractory metal nitride layer 462 can be formed by sputtering, as with the lower refractory metal nitride layer 461 formed earlier. Further, the upper refractory metal nitride layer 462 can be formed of TaN with a nitrogen concentration distribution as shown in FIG. 15 in the same manner as the lower refractory metal nitride layer 461 previously formed.

上部の高融点金属窒化物層４６２は、例えば、配線４０ａについて図１１で述べたのと同様に、所定窒素含有率の高融点金属窒化物の形成と、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いたパターニングとを繰り返すことにより、形成することができる。その際は、例えば、最終的に得られる上部の高融点金属窒化物層４６２の窒素濃度分布が、先に形成した下部の高融点金属窒化物層４６１の窒素濃度分布と同等となるように、窒素含有率を小幅に変えながら、高融点金属窒化物の形成とパターニングとを繰り返す。これにより、第１配線部４１及び下部の高融点金属窒化物層４６１の上に、表面４６２ａに向かって連続的に窒素含有率が増加する上部の高融点金属窒化物層４６２を形成する。その結果、高融点金属窒化物層４６１，４６２を第２配線部４６とし、そのような第２配線部４６が第１配線部４１の周囲に設けられている配線４０ｂが得られる。   The upper refractory metal nitride layer 462 is formed by, for example, forming a refractory metal nitride having a predetermined nitrogen content and patterning using a photolithography technique and an etching technique in the same manner as described for the wiring 40a in FIG. By repeating the above, it can be formed. In that case, for example, the nitrogen concentration distribution of the upper refractory metal nitride layer 462 finally obtained is equivalent to the nitrogen concentration distribution of the lower refractory metal nitride layer 461 formed earlier. The formation and patterning of the refractory metal nitride are repeated while changing the nitrogen content to a small range. As a result, the upper refractory metal nitride layer 462 whose nitrogen content continuously increases toward the surface 462a is formed on the first wiring portion 41 and the lower refractory metal nitride layer 461. As a result, the refractory metal nitride layers 461 and 462 are used as the second wiring portion 46, and the wiring 40b in which the second wiring portion 46 is provided around the first wiring portion 41 is obtained.

また、上部の高融点金属窒化物層４６２は、例えば、次のように形成してもよい。即ち、まず、図１８（Ａ）に示したように第１配線部４１及び下部の高融点金属窒化物層４６１が表出している絶縁膜３１の上に、表面４６２ａに向かって窒素含有率が連続的に増加する上部の高融点金属窒化物層４６２を形成する。このような高融点金属窒化物層４６２は、スパッタの際、その形成と共に徐々にＮ2ガス量を増やしていくように調節することで、形成することができる。そして、このようにして形成した上部の高融点金属窒化物層４６２を、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いたパターニングにより、第１配線部４１及び下部の高融点金属窒化物層４６１の上に選択的に残すようにする。 Further, the upper refractory metal nitride layer 462 may be formed as follows, for example. That is, first, as shown in FIG. 18A, the nitrogen content rate is increased toward the surface 462a on the insulating film 31 on which the first wiring portion 41 and the lower refractory metal nitride layer 461 are exposed. A continuously increasing upper refractory metal nitride layer 462 is formed. Such a refractory metal nitride layer 462 can be formed by adjusting so as to gradually increase the amount of N 2 gas as it is formed during sputtering. The upper refractory metal nitride layer 462 thus formed is selected on the first wiring portion 41 and the lower refractory metal nitride layer 461 by patterning using a photolithography technique and an etching technique. To leave behind.

尚、高融点金属窒化物層４６１，４６２の形成には、用いる材料や膜厚により、両方共、或いは各層ごとに、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、ＡＬＤ法等を用いることも可能である。
また、第２配線部４６は、上部の高融点金属窒化物層４６２を、窒素含有率が一定の単一層で形成することも可能である。このように第２配線部４６内に部分的に、窒素含有率が一定の単一層が含まれていても、表皮効果による電流集中の抑制と低抵抗化の両立を図ることは可能である。また、上部の高融点金属窒化物層４６２を窒素含有率が一定の単一層で形成する場合には、配線４０ｂの形成プロセスの効率化を図ることが可能になる。 Note that the refractory metal nitride layers 461 and 462 may be formed by CVD, PVD, ALD, or the like depending on the materials and film thicknesses used, or for each layer.
In the second wiring portion 46, the upper refractory metal nitride layer 462 can be formed as a single layer having a constant nitrogen content. Thus, even if the second wiring portion 46 partially includes a single layer having a constant nitrogen content, it is possible to achieve both suppression of current concentration due to the skin effect and low resistance. Further, when the upper refractory metal nitride layer 462 is formed as a single layer having a constant nitrogen content, it is possible to improve the efficiency of the formation process of the wiring 40b.

配線４０ｂの形成後は、図１８（Ｃ）に示すように、配線４０ｂを覆うＳｉＮ膜等の絶縁膜３２を形成する。以上の工程により、絶縁膜３１，３２内に形成された配線４０ｂを有する配線層２０が得られる。   After the formation of the wiring 40b, as shown in FIG. 18C, an insulating film 32 such as a SiN film covering the wiring 40b is formed. Through the above steps, the wiring layer 20 having the wiring 40b formed in the insulating films 31 and 32 is obtained.

以上、配線４０ｂについて説明したが、配線４０ｂは、上記の配線４０ａと同様に、図１２に示したようなＭＩＳＦＥＴ１００の配線層１２０に用いることができる。また、配線４０ｂは、上記の配線４０ａと同様に、ＨＥＭＴ２００のドレイン電極２４０、ドレイン配線２４１、ゲート電極２５０、ゲート配線２５１、ソース電極２３０、又はソース配線２３１に用いることもできる。   Although the wiring 40b has been described above, the wiring 40b can be used for the wiring layer 120 of the MISFET 100 as shown in FIG. 12, similarly to the wiring 40a. The wiring 40b can also be used for the drain electrode 240, the drain wiring 241, the gate electrode 250, the gate wiring 251, the source electrode 230, or the source wiring 231 of the HEMT 200, similarly to the wiring 40a.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 基板と、
前記基板上方に形成された第１配線部と、
前記第１配線部を被覆し、高融点金属窒化物を含む第２配線部と、を含み、
前記第２配線部は、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が高くなる部分を有することを特徴とする半導体装置。 Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Appendix 1) a substrate,
A first wiring portion formed above the substrate;
Covering the first wiring part, and including a second wiring part containing a refractory metal nitride,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second wiring portion has a portion where the nitrogen content increases from the first wiring portion side toward the outer periphery.

（付記２） 前記第２配線部は、窒素含有率の異なる複数の層を含むことを特徴とする付記１に記載の半導体装置。
（付記３） 前記第２配線部は、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が連続的に高くなる部分を有することを特徴とする付記１に記載の半導体装置。 (Additional remark 2) The said 2nd wiring part is a semiconductor device of Additional remark 1 characterized by including several layers from which nitrogen content rate differs.
(Additional remark 3) The said 2nd wiring part has a part from which the nitrogen content rate becomes high continuously toward the outer periphery from the said 1st wiring part side, The semiconductor device of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.

（付記４） 前記第１配線部は、前記第２配線部よりも低抵抗であることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
（付記５） 前記第２配線部は、１種又は２種以上の高融点金属窒化物を含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の半導体装置。 (Supplementary Note 4) The semiconductor device according to any one of Supplementary Notes 1 to 3, wherein the first wiring portion has a lower resistance than the second wiring portion.
(Additional remark 5) The said 2nd wiring part is a semiconductor device in any one of Additional remark 1 thru | or 4 characterized by including 1 type, or 2 or more types of refractory metal nitride.

（付記６） 基板上方に溝を形成する工程と、
前記溝に、第１配線部と、前記第１配線部を被覆し、高融点金属窒化物を含み、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が高くなる部分を有する第２配線部とを含む配線を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (Appendix 6) A step of forming a groove above the substrate;
A second wiring having a portion in which the groove covers the first wiring portion and the first wiring portion, includes a refractory metal nitride, and increases in nitrogen content from the first wiring portion side toward the outer periphery. Forming a wiring including a portion;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:

（付記７） 前記配線を形成する工程は、
前記溝内に、高融点金属窒化物を含み前記溝の内壁に向かって窒素含有率が高くなる、前記第２配線部の第１部分と、前記第１部分上の前記第１配線部とを形成する工程と、
前記溝内に形成された前記第１部分と前記第１配線部の上に、高融点金属窒化物を含む、前記第２配線部の第２部分を形成する工程と、
を含むことを特徴とする付記６に記載の半導体装置の製造方法。 (Appendix 7) The step of forming the wiring includes:
A first portion of the second wiring portion including a refractory metal nitride in the groove and having a higher nitrogen content toward the inner wall of the groove; and the first wiring portion on the first portion. Forming, and
Forming a second part of the second wiring part including a refractory metal nitride on the first part and the first wiring part formed in the groove;
Item 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 6, wherein:

（付記８） 前記第１部分は、窒素含有率の異なる複数の層を含むことを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。
（付記９） 前記第１部分は、前記溝の内壁に向かって窒素含有率が連続的に高くなることを特徴とする付記７に記載の半導体装置の製造方法。 (Additional remark 8) The said 1st part contains the several layer from which nitrogen content differs, The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 7 characterized by the above-mentioned.
(Additional remark 9) The said 1st part is a manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 7 characterized by the nitrogen content rate becoming high continuously toward the inner wall of the said groove | channel.

（付記１０） 前記第２部分は、前記第１配線部から離れる方向に向かって窒素含有率が高くなることを特徴とする付記７乃至９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
（付記１１） 前記第１配線部は、前記第１部分及び前記第２部分よりも低抵抗であることを特徴とする付記７乃至１０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 (Additional remark 10) The said 2nd part is a manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 7 thru | or 9 with which nitrogen content rate becomes high toward the direction away from the said 1st wiring part.
(Additional remark 11) The manufacturing method of the semiconductor device according to any one of Additional remarks 7 to 10, wherein the first wiring portion has a lower resistance than the first portion and the second portion.

（付記１２） 前記第１部分及び前記第２部分はそれぞれ、１種又は２種以上の高融点金属窒化物を含むことを特徴とする付記７乃至１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   (Additional remark 12) Each of said 1st part and said 2nd part contains 1 type, or 2 or more types of refractory metal nitride, The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 7 thru | or 11 characterized by the above-mentioned. .

１０，１１０，２１０ 基板
２０，１２０ 配線層
３０，１３０ 絶縁膜
３１，３２ 絶縁膜
３１ａ 配線溝
３１ｂ 空間
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０ａ，４０ｂ 配線
４１Ａ，４１Ｂ，４１ 第１配線部
４２Ａ，４２Ｂ，４２，４６ 第２配線部
４２ａ，４２ａ１，４２ａ２ 第１層
４２ｂ，４２ｂ１，４２ｂ２ 第２層
４２ｃ，４２ｃ１，４２ｃ２ 第３層
４２ｄ，４２ｄ１，４２ｄ２ 第４層
４２ｅ，４２ｅ１，４２ｅ２ 第５層
５０，５１，５２，５３，５４ レジスト
５０ａ，５１ａ，５２ａ 開口部
１００ ＭＩＳＦＥＴ
１１１ 素子分離領域
１１２ 活性領域
１１３ ゲート絶縁膜
１１４ ゲート電極
１１５ 側壁絶縁膜
１１６ ソース領域
１１７ ドレイン領域
１１８ プラグ
１１９ ビア
２００ ＨＥＭＴ
２２０ 化合物半導体領域
２２１ バッファ層
２２２ 電子走行層
２２３ 電子供給層
２２４ 表面層
２３０ ソース電極
２３１ ソース配線
２３１ａ エアブリッジ
２４０ ドレイン電極
２４１ ドレイン配線
２５０ ゲート電極
２５１ ゲート配線
４６１，４６２ 高融点金属窒化物層
４６１ａ，４６２ａ 表面 10, 110, 210 Substrate 20, 120 Wiring layer 30, 130 Insulating film 31, 32 Insulating film 31a Wiring groove 31b Space 40, 40A, 40B, 40a, 40b Wiring 41A, 41B, 41 First wiring part 42A, 42B, 42 , 46 Second wiring part 42a, 42a1, 42a2 First layer 42b, 42b1, 42b2 Second layer 42c, 42c1, 42c2 Third layer 42d, 42d1, 42d2 Fourth layer 42e, 42e1, 42e2 Fifth layer 50, 51, 52, 53, 54 Resist 50a, 51a, 52a Opening 100 MISFET
111 Device isolation region 112 Active region 113 Gate insulating film 114 Gate electrode 115 Side wall insulating film 116 Source region 117 Drain region 118 Plug 119 Via 200 HEMT
220 Compound semiconductor region 221 Buffer layer 222 Electron traveling layer 223 Electron supply layer 224 Surface layer 230 Source electrode 231 Source wiring 231a Air bridge 240 Drain electrode 241 Drain wiring 250 Gate electrode 251 Gate wiring 461, 462 Refractory metal nitride layer 461a, 462a surface

Claims (6)

基板と、
高周波電流が流される配線と、
を含み、
前記配線は、
前記基板上方に設けられた第１配線部と、
前記第１配線部の下面、側面及び上面に設けられ、前記第１配線部よりも高融点の金属窒化物を含み、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が高くなる第２配線部と、
を含むことを特徴とする半導体装置。 A substrate,
A wiring through which high-frequency current flows;
Including
The wiring is
A first wiring portion was provided et the substrate upward,
The lower surface of the first wiring portion provided on the side and top surfaces, the saw including a refractory metal nitride than the first wiring portion, the nitrogen content is increased toward the outer circumference from the first wiring portion side first Two wiring sections;
A semiconductor device comprising: 前記第２配線部は、窒素含有率の異なる複数の層を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the second wiring portion includes a plurality of layers having different nitrogen contents. 前記第２配線部は、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が連続的に高くなる部分を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second wiring portion has a portion in which the nitrogen content continuously increases from the first wiring portion side toward the outer periphery. 基板上方に溝を形成する工程と、
前記溝に、高周波電流が流される配線を形成する工程と、
を含み、
前記配線は、
第１配線部と、
前記第１配線部の下面、側面及び上面に設けられ、前記第１配線部よりも高融点の金属窒化物を含み、前記第１配線部側から外周に向かって窒素含有率が高くなる第２配線部と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a groove above the substrate;
Forming a wiring through which a high-frequency current flows in the groove;
Including
The wiring is
A first wiring portion;
The second wiring is provided on the lower surface, the side surface, and the upper surface of the first wiring part, includes a metal nitride having a melting point higher than that of the first wiring part, and the nitrogen content increases from the first wiring part side toward the outer periphery. A wiring section;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: 前記配線を形成する工程は、
前記溝内に、前記金属窒化物を含み前記溝の内壁に向かって窒素含有率が高くなる、前記第２配線部の第１部分と、前記第１部分上の前記第１配線部とを形成する工程と、
前記溝内に形成された前記第１部分と前記第１配線部の上に、前記金属窒化物を含む、前記第２配線部の第２部分を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the wiring includes
In the groove, forming said metal nitride comprises towards the inner wall of the groove becomes high nitrogen content, and the first portion of the second wiring portion, wherein the first wiring portion on the first portion And a process of
On the first wiring portion and formed the first portion in the groove, a step of said containing a metal nitride, to form a second portion of the second wire portion,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, comprising: 前記第２部分は、前記第１配線部から離れる方向に向かって窒素含有率が高くなることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5 , wherein the second portion has a nitrogen content that increases in a direction away from the first wiring portion.
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