JP5951568B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係わる半導体装置の概略構成を示す断面図である。
図6及び図7は、第2の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図である。
本実施形態では、CNTビアに用いるCNTの最適構造及びその作り方について説明する。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
11,21,41…キャップ層
12…配線層絶縁膜
15…下地配線層
22…層間絶縁膜
23…コンタクト用溝
30…CNTビア
31…補助触媒層
32…触媒層
33…CNT
33a…グラフェン層
42…絶縁膜
45…上部配線層
51…元素
61…基板
62…グラフェン層
63…中空構造CNT
Claims (12)
- 第1の配線が設けられた基板と、
前記基板上に設けられ、且つ前記第1の配線に対するコンタクトビア用溝が形成された層間絶縁膜と、
前記コンタクトビア用溝の底面に形成されたカーボンナノチューブ成長のための触媒層と、
前記触媒層が形成された前記コンタクトビア用溝内に複数本のカーボンナノチューブを埋め込んで形成されたカーボンナノチューブビアと、
前記層間絶縁膜上に設けられ、前記カーボンナノチューブに接続された第2の配線と、
を具備し、
前記カーボンナノチューブは、高さが5nm以上の複数のグラフェン層を前記コンタクトビア用溝の深さ方向から傾けた状態で積層したカップスタック型の構造に形成され、且つ前記コンタクトビア用溝の側壁に前記グラフェン層の末端が露出するように形成され、前記カーボンナノチューブ中に、Br,Cl,又はNが含まれていることを特徴とする半導体装置。 - 基板上に設けられ、配線接続のためのコンタクトビア用溝が形成された層間絶縁膜と、
前記コンタクトビア用溝の底面に形成されたカーボンナノチューブ成長のための触媒層と、
前記触媒層が形成された前記コンタクトビア用溝内に複数本のカーボンナノチューブを埋め込んで形成されたカーボンナノチューブビアと、
を具備し、
前記カーボンナノチューブは、複数のグラフェン層を前記コンタクトビア用溝の深さ方向から傾けた状態で積層して形成され、且つ前記コンタクトビア用溝の側壁に前記グラフェン層の末端が露出するように形成され、前記カーボンナノチューブ中に少なくとも1種類の元素が含まれていることを特徴とする半導体装置。 - 前記基板に第1の配線が設けられ、
前記層間絶縁膜上に第2の配線が設けられ、
前記カーボンナノチューブは、前記第1及び第2の配線を接続していることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。 - 前記グラフェン層のもう一方の末端は、前記カーボンナノチューブの中央側に位置していることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の半導体装置。
- 前記カーボンナノチューブに含まれた元素は、Br,Cl,又はNであることを特徴とする、請求項2乃至4の何れかに記載の半導体装置。
- 前記カーボンナノチューブは、高さが5nm以上の前記グラフェン層をスタックしたカップスタック型の構造であることを特徴とする、請求項2乃至5の何れかに記載の半導体装置。
- 基板内にコンタクトビア用溝を形成する工程と、
前記溝の底面にカーボンナノチューブ成長のための触媒層を形成する工程と、
前記触媒層が形成された前記コンタクトビア用溝内に、複数のグラフェン層を該グラフェン層の末端が側壁に露出するように前記コンタクトビア用溝の深さ方向から傾けた状態で積層して複数本のカーボンナノチューブを形成し、且つ前記カーボンナノチューブに少なくとも1種類の元素をドーピングすることにより、カーボンナノチューブビアを形成する工程と、
を有し、前記カーボンナノチューブの成長を400℃以下の温度、又は原料過剰の条件下で行うことを特徴とする特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、配線接続のためのコンタクトビア用溝を形成する工程と、
前記溝の底面にカーボンナノチューブ成長のための触媒層を形成する工程と、
前記触媒層が形成された前記コンタクトビア用溝内に、複数のグラフェン層を該グラフェン層の末端が側壁に露出するように前記コンタクトビア用溝の深さ方向から傾けた状態で積層して複数本のカーボンナノチューブを形成し、且つ前記カーボンナノチューブに少なくとも1種類の元素をドーピングすることにより、カーボンナノチューブビアを形成する工程と、
を含むことを特徴とする特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記カーボンナノチューブにドーピングする元素として、Br,Cl,又はNを用いることを特徴とする、請求項7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブの成長を400℃以下の温度、又は原料過剰の条件下で行うことを特徴とする、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブへの前記元素のドーピングを、前記カーボンナノチューブの形成の後に行うことを特徴とする、請求項7乃至10の何れかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記カーボンナノチューブへの前記元素のドーピングを、前記カーボンナノチューブの形成と同時に行うことを特徴とする、請求項7乃至10の何れかに記載の半導体装置の製造方法。
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