JPH10209081A - 集積回路構造のバイア又は接点開口用の改善された障壁層及びその製造方法 - Google Patents
集積回路構造のバイア又は接点開口用の改善された障壁層及びその製造方法Info
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- JPH10209081A JPH10209081A JP9334230A JP33423097A JPH10209081A JP H10209081 A JPH10209081 A JP H10209081A JP 9334230 A JP9334230 A JP 9334230A JP 33423097 A JP33423097 A JP 33423097A JP H10209081 A JPH10209081 A JP H10209081A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集積回路構造２のバイア又は接点開口１２の
中に形成される障壁層３０の厚さ及び抵抗率を過度に増
大させることなく、障壁層の下の基礎物質又は障壁層の
上の充填物質の障壁層を通る拡散を阻止する。 【解決手段】 通常使用される結晶質窒化チタンの代わ
りに非晶質物質を用いて障壁層３０を形成し、これによ
り、窒化チタンを通る拡散経路を形成すると考えられる
結晶粒界の存在を排除する。好ましい実施例において
は、非晶質の障壁層は、チタン源、シリコン源及び窒素
源を用いて形成される三成分系の非晶質ＴｉＳｉＮ物質
である。障壁層の抵抗率を増大させる望ましくない酸化
物の形成を排除するために、上記いずれの原料物質も、
酸素を含んでいない。特に好ましい実施例においては、
有機物のチタン源が使用される。また、シリコン源及び
窒素源の一方又は両方は、有機物のチタン源の有機物部
分と反応して気体の副生物を形成することができる。こ
の気体の副生物を蒸着チャンバから除去して、該チャン
バの中又は集積回路構造２の上に炭素質物質が堆積する
のを防止することができる。
中に形成される障壁層３０の厚さ及び抵抗率を過度に増
大させることなく、障壁層の下の基礎物質又は障壁層の
上の充填物質の障壁層を通る拡散を阻止する。 【解決手段】 通常使用される結晶質窒化チタンの代わ
りに非晶質物質を用いて障壁層３０を形成し、これによ
り、窒化チタンを通る拡散経路を形成すると考えられる
結晶粒界の存在を排除する。好ましい実施例において
は、非晶質の障壁層は、チタン源、シリコン源及び窒素
源を用いて形成される三成分系の非晶質ＴｉＳｉＮ物質
である。障壁層の抵抗率を増大させる望ましくない酸化
物の形成を排除するために、上記いずれの原料物質も、
酸素を含んでいない。特に好ましい実施例においては、
有機物のチタン源が使用される。また、シリコン源及び
窒素源の一方又は両方は、有機物のチタン源の有機物部
分と反応して気体の副生物を形成することができる。こ
の気体の副生物を蒸着チャンバから除去して、該チャン
バの中又は集積回路構造２の上に炭素質物質が堆積する
のを防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路構造のバ
イア又は接点開口に使用される物質に関する。より詳細
に言えば、本発明は、基礎物質とバイア又は接点開口を
充填するために使用される物質との間の拡散を阻止する
ために、バイア又は接点開口に使用される改善された障
壁物質に関する。
イア又は接点開口に使用される物質に関する。より詳細
に言えば、本発明は、基礎物質とバイア又は接点開口を
充填するために使用される物質との間の拡散を阻止する
ために、バイア又は接点開口に使用される改善された障
壁物質に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属層の間のバイアを充填する際に、あ
るいは、基礎能動デバイスの部分を配線レベルの如き金
属相互接続部に接続する接点開口を充填する際には、過
去においては、窒化チタンを用いて、基礎物質とバイア
又は接点開口を充填するために使用される物質との間に
障壁層を形成し、これにより、基礎物質と充填物質との
間の拡散を阻止又は抑制していた。そのような窒化チタ
ンの障壁層の壁厚は、例えば、２００オングストローム
（直径が２，０００オングストロームのバイア又は接点
開口に関して）、あるいは、４００オングストローム程
度（５，０００オングストロームの直径の開口に関し
て）である。
るいは、基礎能動デバイスの部分を配線レベルの如き金
属相互接続部に接続する接点開口を充填する際には、過
去においては、窒化チタンを用いて、基礎物質とバイア
又は接点開口を充填するために使用される物質との間に
障壁層を形成し、これにより、基礎物質と充填物質との
間の拡散を阻止又は抑制していた。そのような窒化チタ
ンの障壁層の壁厚は、例えば、２００オングストローム
（直径が２，０００オングストロームのバイア又は接点
開口に関して）、あるいは、４００オングストローム程
度（５，０００オングストロームの直径の開口に関し
て）である。
【０００３】しかしながら、特に、アルミニウム又はア
ルミニウム／銅合金をバイア又は接点開口の充填物質と
して（及び／又は、バイアの場合には基礎物質として）
使用する場合には、窒化チタン層が十分に厚くなけれ
ば、アルミニウム及び／又は銅が、結晶粒界に沿って窒
化チタンを通って拡散する傾向がある。
ルミニウム／銅合金をバイア又は接点開口の充填物質と
して（及び／又は、バイアの場合には基礎物質として）
使用する場合には、窒化チタン層が十分に厚くなけれ
ば、アルミニウム及び／又は銅が、結晶粒界に沿って窒
化チタンを通って拡散する傾向がある。
【０００４】窒化チタンは、導電性を有してはいるが、
バイア又は接点開口の金属充填物質よりも大きな電気抵
抗を有しているので、通常、窒化チタンの障壁層の厚さ
は制限される。また、堆積された窒化チタンが厚すぎる
場合には、オーバーハングの問題が生じ、過剰の窒化チ
タンが、バイア又は接点開口に堆積するだけではなく、
そのようなバイア又は接点開口の付近の絶縁層の露出面
の上にも堆積する。また、過剰の厚さの窒化チタン障壁
層が堆積すると、バイア又は接点開口にボイド（空隙）
が生ずる可能性もある。この状況は、従来技術を示す図
１に示されている。図１においては、集積回路構造２の
上に絶縁層１０が形成されており、この絶縁層は、該絶
縁層１０を通ってその下の集積回路構造２までエッチン
グされたバイア１２を有している。窒化チタンから成る
障壁層２０が、バイア１２の表面、及び、バイア１２の
底部にある集積回路構造２の露出面に形成されている。
しかしながら、図１に示すように、上記窒化チタンは、
同時に、バイア又は接点開口の頂部の付近のバイア又は
接点開口の側壁の両側にも堆積して、従来技術を示す図
１に参照符号２２で示すようなネッキング（くびれ）を
生じる。このネッキングは、最終的には、バイア又は接
点開口の頂部を閉じて、該バイア又は接点開口の中に充
填されないボイドを残すことがある。
バイア又は接点開口の金属充填物質よりも大きな電気抵
抗を有しているので、通常、窒化チタンの障壁層の厚さ
は制限される。また、堆積された窒化チタンが厚すぎる
場合には、オーバーハングの問題が生じ、過剰の窒化チ
タンが、バイア又は接点開口に堆積するだけではなく、
そのようなバイア又は接点開口の付近の絶縁層の露出面
の上にも堆積する。また、過剰の厚さの窒化チタン障壁
層が堆積すると、バイア又は接点開口にボイド（空隙）
が生ずる可能性もある。この状況は、従来技術を示す図
１に示されている。図１においては、集積回路構造２の
上に絶縁層１０が形成されており、この絶縁層は、該絶
縁層１０を通ってその下の集積回路構造２までエッチン
グされたバイア１２を有している。窒化チタンから成る
障壁層２０が、バイア１２の表面、及び、バイア１２の
底部にある集積回路構造２の露出面に形成されている。
しかしながら、図１に示すように、上記窒化チタンは、
同時に、バイア又は接点開口の頂部の付近のバイア又は
接点開口の側壁の両側にも堆積して、従来技術を示す図
１に参照符号２２で示すようなネッキング（くびれ）を
生じる。このネッキングは、最終的には、バイア又は接
点開口の頂部を閉じて、該バイア又は接点開口の中に充
填されないボイドを残すことがある。
【０００５】従って、窒化チタン障壁層を通って金属が
拡散するという望ましくない問題に対する自明の解決策
は、堆積される窒化チタンの障壁層の厚さを増大させる
ことであるように思われるが、そのように窒化チタンの
厚さを増大することによっても問題が生ずる。
拡散するという望ましくない問題に対する自明の解決策
は、堆積される窒化チタンの障壁層の厚さを増大させる
ことであるように思われるが、そのように窒化チタンの
厚さを増大することによっても問題が生ずる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、障壁層の厚さ
を過度に増大させることなく、バイア又は接点開口を通
る金属の拡散を阻止する、バイア又は接点開口用の障壁
層を提供し、これにより、該障壁層の電気抵抗を許容で
きないレベルまで増大させないようにすると共に、窒化
チタンの障壁層の厚さが増大することに伴う上述の他の
問題も解消することが望まれている。
を過度に増大させることなく、バイア又は接点開口を通
る金属の拡散を阻止する、バイア又は接点開口用の障壁
層を提供し、これにより、該障壁層の電気抵抗を許容で
きないレベルまで増大させないようにすると共に、窒化
チタンの障壁層の厚さが増大することに伴う上述の他の
問題も解消することが望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、集積回
路構造において、基礎物質の上のバイア又は接点開口の
中に障壁層を形成し、該障壁層の厚さを過度に増大させ
ることなく、上記障壁層を通る上記基礎物質（あるい
は、障壁層の上に堆積される充填物質）の拡散を阻止す
る。これは、上記結晶質の窒化チタンに代えて非晶質物
質を用い、これにより、窒化チタン物質を通る拡散経路
を形成すると考えられている結晶粒界の存在を排除する
ことによって、達成される。好ましい実施例において
は、上記非晶質の障壁層は、チタン源、シリコン源及び
窒素源を用いて形成される三成分系の非晶質Ｔｉ−Ｓｉ
−Ｎ材料を含む。上述の原料物質のいずれも酸素を含ん
でおらず、これにより、障壁層の抵抗率を増大させる望
ましくない酸化物の生成を阻止している。特に好ましい
実施例においては、有機物のチタン源を用いて、シリコ
ン源及び窒素源の一方又は両方が、有機チタン反応物質
の有機部分と更に反応することができるようにし、これ
により、気体状の副生物を生成させる。この気体状の副
生物は、その後堆積チャンバから除去することができ、
従って、該チャンバの中に、あるいは、集積回路構造の
上に炭素の堆積物が生成しないようにすることができ
る。
路構造において、基礎物質の上のバイア又は接点開口の
中に障壁層を形成し、該障壁層の厚さを過度に増大させ
ることなく、上記障壁層を通る上記基礎物質（あるい
は、障壁層の上に堆積される充填物質）の拡散を阻止す
る。これは、上記結晶質の窒化チタンに代えて非晶質物
質を用い、これにより、窒化チタン物質を通る拡散経路
を形成すると考えられている結晶粒界の存在を排除する
ことによって、達成される。好ましい実施例において
は、上記非晶質の障壁層は、チタン源、シリコン源及び
窒素源を用いて形成される三成分系の非晶質Ｔｉ−Ｓｉ
−Ｎ材料を含む。上述の原料物質のいずれも酸素を含ん
でおらず、これにより、障壁層の抵抗率を増大させる望
ましくない酸化物の生成を阻止している。特に好ましい
実施例においては、有機物のチタン源を用いて、シリコ
ン源及び窒素源の一方又は両方が、有機チタン反応物質
の有機部分と更に反応することができるようにし、これ
により、気体状の副生物を生成させる。この気体状の副
生物は、その後堆積チャンバから除去することができ、
従って、該チャンバの中に、あるいは、集積回路構造の
上に炭素の堆積物が生成しないようにすることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】ここで図２を参照すると、集積回
路構造の全体が参照符号２で示されている。この集積回
路構造は、その上に既に形成されている第１の配線金属
層を備えていてもあるいは備えていなくても良い。集積
回路構造２の上には、開口１２が形成された絶縁層１０
が形成されている。上記開口１２は、絶縁層１０の上面
から該絶縁層１０を通ってその下の集積回路構造２まで
下方に伸長している。開口１２が、集積回路構造２の能
動デバイス上の接点（例えば、ＭＯＳ素子のゲート接
点）まで下方に伸長する場合には、開口１２は、通常、
接点開口と呼ばれる。開口１２が、絶縁層１０を通って
その下の金属相互接続部（すなわち、予め形成されてい
る配線レベル）まで伸長する場合には、開口１２は、バ
イアと呼ぶことができる。本発明は、バイア及び接点開
口のいずれを充填する際にも使用することができるの
で、本明細書においては、バイア及び接点開口という用
語を互換可能に使用することができ、いずれの用語を用
いた場合でも、特に断らない限り、いずれのタイプの開
口をも指称するものとみなす必要がある。
路構造の全体が参照符号２で示されている。この集積回
路構造は、その上に既に形成されている第１の配線金属
層を備えていてもあるいは備えていなくても良い。集積
回路構造２の上には、開口１２が形成された絶縁層１０
が形成されている。上記開口１２は、絶縁層１０の上面
から該絶縁層１０を通ってその下の集積回路構造２まで
下方に伸長している。開口１２が、集積回路構造２の能
動デバイス上の接点（例えば、ＭＯＳ素子のゲート接
点）まで下方に伸長する場合には、開口１２は、通常、
接点開口と呼ばれる。開口１２が、絶縁層１０を通って
その下の金属相互接続部（すなわち、予め形成されてい
る配線レベル）まで伸長する場合には、開口１２は、バ
イアと呼ぶことができる。本発明は、バイア及び接点開
口のいずれを充填する際にも使用することができるの
で、本明細書においては、バイア及び接点開口という用
語を互換可能に使用することができ、いずれの用語を用
いた場合でも、特に断らない限り、いずれのタイプの開
口をも指称するものとみなす必要がある。
【０００９】本発明によれば、チタン／ケイ素窒化物か
ら成る障壁層３０の薄層が、開口１２の表面、並びに、
その下の集積回路構造２の露出面４に形成されており、
これにより、障壁層の抵抗率の値を満足すべきレベルに
維持しながら、上記集積回路構造と開口１２を充填する
ために上記障壁層の上に堆積されることになる充填物質
との間の相互作用を阻止する。
ら成る障壁層３０の薄層が、開口１２の表面、並びに、
その下の集積回路構造２の露出面４に形成されており、
これにより、障壁層の抵抗率の値を満足すべきレベルに
維持しながら、上記集積回路構造と開口１２を充填する
ために上記障壁層の上に堆積されることになる充填物質
との間の相互作用を阻止する。
【００１０】障壁層の厚さに関して「薄い」という用語
を用いる場合には、約１５０オングストロームを超えな
い厚さを有する障壁層を意味している。「満足すべき抵
抗率のレベル」という用語を用いる場合には、１，００
０Ω／平方を超えない抵抗率のレベルを意味する。
を用いる場合には、約１５０オングストロームを超えな
い厚さを有する障壁層を意味している。「満足すべき抵
抗率のレベル」という用語を用いる場合には、１，００
０Ω／平方を超えない抵抗率のレベルを意味する。
【００１１】本発明のチタン／ケイ素窒化物の障壁層
は、気体のチタン源、気体のシリコン源及び気体の窒素
源を用いて、ＣＶＤチャンバの中におけるＣＶＤ（化学
的気相成長）によって形成される。上記チタン、シリコ
ン及び窒素はそれぞれ、半導体基板を収容しているＣＶ
Ｄチャンバの中に流される。上記半導体基板は、集積回
路構造２を有しており、該集積回路構造２の上には、絶
縁層１０が形成されており、この絶縁層１０には、開口
１２が形成されている。
は、気体のチタン源、気体のシリコン源及び気体の窒素
源を用いて、ＣＶＤチャンバの中におけるＣＶＤ（化学
的気相成長）によって形成される。上記チタン、シリコ
ン及び窒素はそれぞれ、半導体基板を収容しているＣＶ
Ｄチャンバの中に流される。上記半導体基板は、集積回
路構造２を有しており、該集積回路構造２の上には、絶
縁層１０が形成されており、この絶縁層１０には、開口
１２が形成されている。
【００１２】ａ．反応物質 気体のチタン源は、例えば、四塩化チタン（ＴｉＣ
ｌ4）の如き無機のチタン源を含む。しかしながら、塩
素を含まない障壁層を形成するために、有機のチタン源
を用いるのが好ましく、そのような有機のチタン源とし
ては、例えば、組成式Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ3ＣＨ2）2］4を有
するＴＤＥＡＴ（テトラキス（ヂエチルアミド）チタ
ン）、あるいは、組成式Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ3）2］4を有す
るＴＤＭＡＴ（テトラキス（ジメチルアミド）チタン）
を挙げることができる。気体の無機チタン源の代わり
に、気体の有機チタン源を用いるのが好ましく、これに
より、塩素を含まない障壁層を形成すると共に、低い熱
予算を維持しながら良好な工程適用範囲をもたらす、低
温での障壁層の形成が可能となる。
ｌ4）の如き無機のチタン源を含む。しかしながら、塩
素を含まない障壁層を形成するために、有機のチタン源
を用いるのが好ましく、そのような有機のチタン源とし
ては、例えば、組成式Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ3ＣＨ2）2］4を有
するＴＤＥＡＴ（テトラキス（ヂエチルアミド）チタ
ン）、あるいは、組成式Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ3）2］4を有す
るＴＤＭＡＴ（テトラキス（ジメチルアミド）チタン）
を挙げることができる。気体の無機チタン源の代わり
に、気体の有機チタン源を用いるのが好ましく、これに
より、塩素を含まない障壁層を形成すると共に、低い熱
予算を維持しながら良好な工程適用範囲をもたらす、低
温での障壁層の形成が可能となる。
【００１３】気体の窒素源は、窒素源を提供することが
できると共に、気体のチタン源が有機物質である場合
に、そのような気体のチタン源の分解によって生ずる有
機残留物と反応することのできる、適宜な気体の窒素源
を含むことができる。そのような窒素源は、有機物とす
ることができるが、アンモニアの如き無機の窒素源を気
体の窒素源として用いるのが好ましい。その理由は、そ
のような無機の窒素源から水素が遊離し、この水素は、
気体の有機チタン源の有機物部分と反応して１又はそれ
以上のガスを生成し、このガスは、蒸着の間に、真空排
気によってＣＶＤチャンバから除去することができるか
らである。しかしながら、そのような気体の窒素源は、
酸素を遊離する物質、あるいは、チタン／ケイ素窒化物
の障壁層と共に堆積して該障壁層の抵抗率を増大させる
可能性のある何等かの形態の酸素生成物又は副生物を形
成する物質を含むべきではないことに注意する必要があ
る。
できると共に、気体のチタン源が有機物質である場合
に、そのような気体のチタン源の分解によって生ずる有
機残留物と反応することのできる、適宜な気体の窒素源
を含むことができる。そのような窒素源は、有機物とす
ることができるが、アンモニアの如き無機の窒素源を気
体の窒素源として用いるのが好ましい。その理由は、そ
のような無機の窒素源から水素が遊離し、この水素は、
気体の有機チタン源の有機物部分と反応して１又はそれ
以上のガスを生成し、このガスは、蒸着の間に、真空排
気によってＣＶＤチャンバから除去することができるか
らである。しかしながら、そのような気体の窒素源は、
酸素を遊離する物質、あるいは、チタン／ケイ素窒化物
の障壁層と共に堆積して該障壁層の抵抗率を増大させる
可能性のある何等かの形態の酸素生成物又は副生物を形
成する物質を含むべきではないことに注意する必要があ
る。
【００１４】上記気体のシリコン源は、シリコン源を提
供することができなければならず、また、上記気体のチ
タン源が有機物質である場合に、そのような気体のチタ
ン源の分解によって生ずる有機残留物と反応するもので
なければならない。そのようなシリコン源は、有機物と
することができるが、シラン（ＳｉＨ4）の如き無機の
シリコン源、あるいは、ＳｉＨnＸ4-n（Ｘは、ハロゲン
であり、ｎは、０−３の整数である）の如き置換型のシ
ランを気体のシリコン源として用いるのが好ましい。そ
の理由は、蒸着の間に、真空排気によってＣＶＤチャン
バから水素（及び／又はハロゲン）を遊離させることが
できるからである。しかしながら、気体の窒素源と同様
に、気体のシリコン源も、酸素を遊離することのできる
物質、あるいは、チタン／ケイ素窒化物の障壁層と共に
堆積して該障壁層の抵抗率を増大させる何等かの形態の
酸素生成物又は副生物を形成することのできる物質を含
むべきではないことにも注意する必要がある。本発明の
チタン／ケイ素窒化物の障壁層を形成する際に使用する
ことのできる他の気体のシリコン源（シラン又は置換型
のシランに加えて）としては、例えば、Ｓｉ3Ｈ9Ｎを挙
げることができる。
供することができなければならず、また、上記気体のチ
タン源が有機物質である場合に、そのような気体のチタ
ン源の分解によって生ずる有機残留物と反応するもので
なければならない。そのようなシリコン源は、有機物と
することができるが、シラン（ＳｉＨ4）の如き無機の
シリコン源、あるいは、ＳｉＨnＸ4-n（Ｘは、ハロゲン
であり、ｎは、０−３の整数である）の如き置換型のシ
ランを気体のシリコン源として用いるのが好ましい。そ
の理由は、蒸着の間に、真空排気によってＣＶＤチャン
バから水素（及び／又はハロゲン）を遊離させることが
できるからである。しかしながら、気体の窒素源と同様
に、気体のシリコン源も、酸素を遊離することのできる
物質、あるいは、チタン／ケイ素窒化物の障壁層と共に
堆積して該障壁層の抵抗率を増大させる何等かの形態の
酸素生成物又は副生物を形成することのできる物質を含
むべきではないことにも注意する必要がある。本発明の
チタン／ケイ素窒化物の障壁層を形成する際に使用する
ことのできる他の気体のシリコン源（シラン又は置換型
のシランに加えて）としては、例えば、Ｓｉ3Ｈ9Ｎを挙
げることができる。
【００１５】ｂ．反応生成物の割合及び流量 反応ガスが、ＣＶＤチャンバの中に流される。このＣＶ
Ｄチャンバの中には、既に、半導体基板がサセプタ（ｓ
ｕｓｃｅｐｔｏｒ）の上に設けられている。上記半導体
基板は、接点開口又はバイアを有する絶縁層を備えてお
り、上記接点開口又はバイアの中に、本発明の障壁層を
堆積させる。気体のシリコン源の流量対気体の窒素源の
流量の比は、窒素源１００体積部当たりシリコン源約１
体積部（シリコン対窒素が１：１００）から、気体の窒
素源１体積部当たり気体のシリコン源約２体積部（シリ
コン対窒素が２：１）の範囲である。気体のシリコン源
対気体の窒素源の比は、体積部で約１：１０から約１：
１の範囲とするのが好ましい。
Ｄチャンバの中には、既に、半導体基板がサセプタ（ｓ
ｕｓｃｅｐｔｏｒ）の上に設けられている。上記半導体
基板は、接点開口又はバイアを有する絶縁層を備えてお
り、上記接点開口又はバイアの中に、本発明の障壁層を
堆積させる。気体のシリコン源の流量対気体の窒素源の
流量の比は、窒素源１００体積部当たりシリコン源約１
体積部（シリコン対窒素が１：１００）から、気体の窒
素源１体積部当たり気体のシリコン源約２体積部（シリ
コン対窒素が２：１）の範囲である。気体のシリコン源
対気体の窒素源の比は、体積部で約１：１０から約１：
１の範囲とするのが好ましい。
【００１６】気体のチタン源対他の気体の反応物質の比
の最小値は、気体のシリコン源又は気体の窒素源の中の
量が大きい方の２０体積部当たり気体のチタン源が少な
くとも約１体積部（１：２０）である。すなわち、気体
の窒素源の量が気体のシリコン源の量よりも多い場合に
は、気体のチタン源の比は、気体の窒素源に対して測定
されるが、気体のシリコン源の量が使用される気体の窒
素源の量を超える場合には、気体のシリコン源に対して
測定される。
の最小値は、気体のシリコン源又は気体の窒素源の中の
量が大きい方の２０体積部当たり気体のチタン源が少な
くとも約１体積部（１：２０）である。すなわち、気体
の窒素源の量が気体のシリコン源の量よりも多い場合に
は、気体のチタン源の比は、気体の窒素源に対して測定
されるが、気体のシリコン源の量が使用される気体の窒
素源の量を超える場合には、気体のシリコン源に対して
測定される。
【００１７】気体のチタン源対気体の窒素源又は気体の
シリコン源（いずれか量が多い方）の比の最大値は、気
体のシリコン源又は気体の窒素源（いずれか量が多い
方）１体積部当たり気体のチタン源約１体積部（１：
１）である。気体のチタン源対気体のシリコン源又は気
体の窒素源（いずれか量が多い方）の比は、体積部で約
１：１０から約１：２の範囲とするのが好ましい。
シリコン源（いずれか量が多い方）の比の最大値は、気
体のシリコン源又は気体の窒素源（いずれか量が多い
方）１体積部当たり気体のチタン源約１体積部（１：
１）である。気体のチタン源対気体のシリコン源又は気
体の窒素源（いずれか量が多い方）の比は、体積部で約
１：１０から約１：２の範囲とするのが好ましい。
【００１８】それぞれの気体の反応物質源の個々の流
量、及び、全ガス流量の絶対量は、ＣＶＤチャンバの体
積に依存し、該チャンバの体積が大きくなれば、より大
きな流量が必要になる。例えば、３５リットルのＣＶＤ
チャンバに関するそれぞれの気体反応物質の流量につい
ては、気体のＴＤＥＡＴを約１，３００ｓｃｃｍ（立方
センチメートル毎分（標準状態下））、アンモニアを約
１３，０００ｓｃｃｍ、及び、シランを１，３００ｓｃ
ｃｍとすることができる。必要であれば、選択に応じて
キャリヤーガスを反応ガスに加えて、反応器を通る全ガ
ス流量を増大させることができる。
量、及び、全ガス流量の絶対量は、ＣＶＤチャンバの体
積に依存し、該チャンバの体積が大きくなれば、より大
きな流量が必要になる。例えば、３５リットルのＣＶＤ
チャンバに関するそれぞれの気体反応物質の流量につい
ては、気体のＴＤＥＡＴを約１，３００ｓｃｃｍ（立方
センチメートル毎分（標準状態下））、アンモニアを約
１３，０００ｓｃｃｍ、及び、シランを１，３００ｓｃ
ｃｍとすることができる。必要であれば、選択に応じて
キャリヤーガスを反応ガスに加えて、反応器を通る全ガ
ス流量を増大させることができる。
【００１９】ｃ．反応温度 蒸着反応の間の半導体基板の温度は、約１００°Ｃと約
５００°Ｃとの間の温度に維持されるのが好ましく、約
２５０°Ｃと約４００°Ｃとの間の温度に維持されるの
がより好ましい。一般的には、そのような温度は、約３
５０°Ｃに維持される。より小さな抵抗率を得るために
は、上述の温度範囲の中の高い方の温度が好ましいが、
堆積された障壁層の工程適用範囲を最大に維持するとい
う観点からは、上述の温度範囲の中の低い方の温度が好
ましい。
５００°Ｃとの間の温度に維持されるのが好ましく、約
２５０°Ｃと約４００°Ｃとの間の温度に維持されるの
がより好ましい。一般的には、そのような温度は、約３
５０°Ｃに維持される。より小さな抵抗率を得るために
は、上述の温度範囲の中の高い方の温度が好ましいが、
堆積された障壁層の工程適用範囲を最大に維持するとい
う観点からは、上述の温度範囲の中の低い方の温度が好
ましい。
【００２０】ｄ．プラズマの使用 本発明のチタン／ケイ素窒化物の障壁層をＣＶＤ形成す
る間にプラズマを使用することは、選択的なものである
が、抵抗率を改善すると共に熱予算を低減するために低
い蒸着温度（例えば、約１００°Ｃから約３５０°Ｃの
蒸着温度）を用いる場合には、特に望ましい。より高い
蒸着温度においては、プラズマは必要とされないが、通
常は、プラズマを使用すると、蒸着温度に関係無く、蒸
着膜の全体的な品質が向上する。そのようなプラズマの
パワーレベルは、約１００ワットから約１，０００ワッ
ト（３５リットルの蒸着チャンバの中の６インチ（約１
５ｃｍ）の直径を有するシリコンウエーハに使用される
電力に等価の量として表現される）の範囲である。
る間にプラズマを使用することは、選択的なものである
が、抵抗率を改善すると共に熱予算を低減するために低
い蒸着温度（例えば、約１００°Ｃから約３５０°Ｃの
蒸着温度）を用いる場合には、特に望ましい。より高い
蒸着温度においては、プラズマは必要とされないが、通
常は、プラズマを使用すると、蒸着温度に関係無く、蒸
着膜の全体的な品質が向上する。そのようなプラズマの
パワーレベルは、約１００ワットから約１，０００ワッ
ト（３５リットルの蒸着チャンバの中の６インチ（約１
５ｃｍ）の直径を有するシリコンウエーハに使用される
電力に等価の量として表現される）の範囲である。
【００２１】ｅ．反応圧力 ＣＶＤ反応器の中の圧力は、蒸着の間に、約１００ミリ
トールから約１００トールの範囲内に維持することがで
きる。しかしながら、ＣＶＤ蒸着がプラズマの存在下で
実行される場合（すなわち、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶ
Ｄの場合）には、上記圧力は、１００ミリトールよりも
高い圧力（すなわち、少なくとも約１トールで、通常は
約３０トール）に維持されるが好ましい。気体のチタン
源が有機物（例えば、ＴＤＭＡＴ又はＴＤＥＡＴ）であ
る場合には、上記圧力は、プラズマを使用するか否かに
関係無く、少なくとも約１トールとすべきである。
トールから約１００トールの範囲内に維持することがで
きる。しかしながら、ＣＶＤ蒸着がプラズマの存在下で
実行される場合（すなわち、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶ
Ｄの場合）には、上記圧力は、１００ミリトールよりも
高い圧力（すなわち、少なくとも約１トールで、通常は
約３０トール）に維持されるが好ましい。気体のチタン
源が有機物（例えば、ＴＤＭＡＴ又はＴＤＥＡＴ）であ
る場合には、上記圧力は、プラズマを使用するか否かに
関係無く、少なくとも約１トールとすべきである。
【００２２】ｆ．蒸着時間及びＴｉＳｉＮ障壁層の厚さ 蒸着反応の時間は、蒸着させる障壁層の所望の厚さに依
存する。通常、これは、障壁層を通るアルミニウム及び
／又は銅の金属の拡散を阻止するために必要なＴｉＳｉ
Ｎ障壁層の所望の量又は厚さに依存し、その理由は、そ
れが、バイアの中に障壁層を使用する主要な理由である
からである。上述のように、ＴｉＳｉＮ障壁層の厚さ
は、約１５０オングストロームを超すべきではない。通
常、必要とされるＴｉＳｉＮ障壁層の最少量は、同程度
の拡散阻止を行うために従来のＴｉＮ障壁層に必要とさ
れる厚さの約半分である。しかしながら、ＴｉＳｉＮ障
壁層の最小厚さは、少なくとも約４０オングストローム
とすべきであって、少なくとも約７５オングストローム
であるのが好ましい。バイア又は接点開口の直径が許容
する場合には、上記最小厚さは若干大きくなる。例え
ば、２，０００オングストロームの直径を有するバイア
に関しては、本発明の障壁層を通るアルミニウム又は銅
の如き金属の拡散に対する所望のバリアをもたらすため
に、本発明の障壁層の厚さは、一般的に、約１００オン
グストロームとすることができる。
存する。通常、これは、障壁層を通るアルミニウム及び
／又は銅の金属の拡散を阻止するために必要なＴｉＳｉ
Ｎ障壁層の所望の量又は厚さに依存し、その理由は、そ
れが、バイアの中に障壁層を使用する主要な理由である
からである。上述のように、ＴｉＳｉＮ障壁層の厚さ
は、約１５０オングストロームを超すべきではない。通
常、必要とされるＴｉＳｉＮ障壁層の最少量は、同程度
の拡散阻止を行うために従来のＴｉＮ障壁層に必要とさ
れる厚さの約半分である。しかしながら、ＴｉＳｉＮ障
壁層の最小厚さは、少なくとも約４０オングストローム
とすべきであって、少なくとも約７５オングストローム
であるのが好ましい。バイア又は接点開口の直径が許容
する場合には、上記最小厚さは若干大きくなる。例え
ば、２，０００オングストロームの直径を有するバイア
に関しては、本発明の障壁層を通るアルミニウム又は銅
の如き金属の拡散に対する所望のバリアをもたらすため
に、本発明の障壁層の厚さは、一般的に、約１００オン
グストロームとすることができる。
【００２３】ｇ．例 本発明の実施態様を更に説明すると、２つのシリコン基
板を以下のように処理することができる。ここで、上記
２つのシリコン基板は各々、その上に形成された同一の
集積回路構造と、該集積回路構造の上に形成された絶縁
層とを有しており、この絶縁層は、該絶縁層を通ってそ
の下のシリコン層まで伸長している、３，０００オング
ストロームの直径を有する接点開口を有している。一方
の基板を本発明に従って処理して、本発明のＴｉＳｉＮ
障壁層を形成し、また、他方の基板を従来技術に従って
処理して、従来技術のＴｉＮ障壁層を形成した。
板を以下のように処理することができる。ここで、上記
２つのシリコン基板は各々、その上に形成された同一の
集積回路構造と、該集積回路構造の上に形成された絶縁
層とを有しており、この絶縁層は、該絶縁層を通ってそ
の下のシリコン層まで伸長している、３，０００オング
ストロームの直径を有する接点開口を有している。一方
の基板を本発明に従って処理して、本発明のＴｉＳｉＮ
障壁層を形成し、また、他方の基板を従来技術に従って
処理して、従来技術のＴｉＮ障壁層を形成した。
【００２４】本発明によれば、第１の基板を３５リット
ルのＣＶＤチャンバの中のサセプタの上に設けて、約３
５０°Ｃの温度まで加熱する。上記チャンバの中に、約
１，３００ｓｃｃｍのＴＤＥＡＴ、約１３，０００ｓｃ
ｃｍのアンモニア、及び、約１，３００ｓｃｃｍのシラ
ンを流し、上記チャンバの中の圧力を約２５トールに維
持しながら、上記チャンバの中でプラズマを約４００ワ
ットのパワーレベルで生成させる。２５秒後に、上記各
ガスの流れを遮断し、上記プラズマを消滅させる。これ
により、ＣＶＤ銅の層が、通常のように上記構造の上に
蒸着されて、障壁層で被覆された接点を充填する。次
に、上記構造を切断してＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で
検査すると、本発明に従って形成された障壁層は、約１
００オングストロームの厚さを有し、上記障壁層の下及
び上にそれぞれ存在するシリコン層及びＣＶＤ銅層は、
本発明の障壁層を通って拡散していないことが分かる。
その結果生じたＴｉＳｉＮ膜の抵抗率の測定は、満足す
べき抵抗率である約４５０Ω／平方程度の低い抵抗率を
示す。
ルのＣＶＤチャンバの中のサセプタの上に設けて、約３
５０°Ｃの温度まで加熱する。上記チャンバの中に、約
１，３００ｓｃｃｍのＴＤＥＡＴ、約１３，０００ｓｃ
ｃｍのアンモニア、及び、約１，３００ｓｃｃｍのシラ
ンを流し、上記チャンバの中の圧力を約２５トールに維
持しながら、上記チャンバの中でプラズマを約４００ワ
ットのパワーレベルで生成させる。２５秒後に、上記各
ガスの流れを遮断し、上記プラズマを消滅させる。これ
により、ＣＶＤ銅の層が、通常のように上記構造の上に
蒸着されて、障壁層で被覆された接点を充填する。次
に、上記構造を切断してＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で
検査すると、本発明に従って形成された障壁層は、約１
００オングストロームの厚さを有し、上記障壁層の下及
び上にそれぞれ存在するシリコン層及びＣＶＤ銅層は、
本発明の障壁層を通って拡散していないことが分かる。
その結果生じたＴｉＳｉＮ膜の抵抗率の測定は、満足す
べき抵抗率である約４５０Ω／平方程度の低い抵抗率を
示す。
【００２５】対照的に、従来技術を代表する第２の基板
を、同じ３５リットルのＣＶＤチャンバの中で、同じ約
３５０°Ｃの温度、及び、同じ圧力で処理することがで
きる。ＣＶＤチャンバの中に、約１，３００ｓｃｃｍの
ＴＤＥＡＴ、及び、約１３，０００ｓｃｃｍのアンモニ
アを流す（しかしシランは流さない）。この場合にも、
上記チャンバの中にプラズマを約４００ワットのパワー
レベルで生成する。２５秒後に、上記両方のガスの流れ
を遮断し、プラズマを消滅させる。その後、ＣＶＤ銅の
層が、通常のように、上記構造の上に蒸着されて、障壁
層で被覆された接点を充填する。次に、上記構造を切断
して、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で検査すると、従来
技術に従って形成されたＴｉＮ障壁層は、約１００オン
グストロームの厚さを有し、上記従来技術のＴｉＮ障壁
層の下及び上にそれぞれ存在するＳｉ層及びＣＶＤ銅層
の部分は、上記従来技術のＴｉＮ障壁層を通って拡散し
ていることが分かる。
を、同じ３５リットルのＣＶＤチャンバの中で、同じ約
３５０°Ｃの温度、及び、同じ圧力で処理することがで
きる。ＣＶＤチャンバの中に、約１，３００ｓｃｃｍの
ＴＤＥＡＴ、及び、約１３，０００ｓｃｃｍのアンモニ
アを流す（しかしシランは流さない）。この場合にも、
上記チャンバの中にプラズマを約４００ワットのパワー
レベルで生成する。２５秒後に、上記両方のガスの流れ
を遮断し、プラズマを消滅させる。その後、ＣＶＤ銅の
層が、通常のように、上記構造の上に蒸着されて、障壁
層で被覆された接点を充填する。次に、上記構造を切断
して、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で検査すると、従来
技術に従って形成されたＴｉＮ障壁層は、約１００オン
グストロームの厚さを有し、上記従来技術のＴｉＮ障壁
層の下及び上にそれぞれ存在するＳｉ層及びＣＶＤ銅層
の部分は、上記従来技術のＴｉＮ障壁層を通って拡散し
ていることが分かる。
【００２６】従って、本発明は、絶縁層に形成されたバ
イア又は接点開口のための改善された障壁層を提供し、
この障壁層は、該障壁層の抵抗率に悪影響を与えたり、
厚い障壁層に伴う他の問題を生ずる恐れのある、過度に
厚い障壁層を用いることを必要とせずに、アルミニウム
及び／又は銅の如き基礎金属、あるいは、上記バイアの
中の充填金属が、本障壁層を通って拡散するのを阻止す
る。
イア又は接点開口のための改善された障壁層を提供し、
この障壁層は、該障壁層の抵抗率に悪影響を与えたり、
厚い障壁層に伴う他の問題を生ずる恐れのある、過度に
厚い障壁層を用いることを必要とせずに、アルミニウム
及び／又は銅の如き基礎金属、あるいは、上記バイアの
中の充填金属が、本障壁層を通って拡散するのを阻止す
る。
【図１】従来技術の構造の一部の側方断面図であって、
この構造は、集積回路構造のバイアの中に形成された窒
化チタンの障壁層を有しており、この障壁層は、拡散を
阻止するに十分な厚さを有しているが、そのような厚さ
の増大の結果としてボイドを形成すると共に、基礎物質
と充填されたバイアの上にその後形成される金属相互接
続部との間の接触部の抵抗を許容できない程度に増大さ
せる。
この構造は、集積回路構造のバイアの中に形成された窒
化チタンの障壁層を有しており、この障壁層は、拡散を
阻止するに十分な厚さを有しているが、そのような厚さ
の増大の結果としてボイドを形成すると共に、基礎物質
と充填されたバイアの上にその後形成される金属相互接
続部との間の接触部の抵抗を許容できない程度に増大さ
せる。
【図２】本発明の構造の一部の側方断面図であって、こ
の構造は、集積回路構造のバイアの中に形成されたチタ
ン／ケイ素窒化物の障壁層を有しており、この障壁層
は、障壁物質によるボイドの形成を生じさせることなく
拡散を阻止するに十分な厚さを有している。
の構造は、集積回路構造のバイアの中に形成されたチタ
ン／ケイ素窒化物の障壁層を有しており、この障壁層
は、障壁物質によるボイドの形成を生じさせることなく
拡散を阻止するに十分な厚さを有している。
【図３】本発明のプロセスを示す流れ図である。
２ 集積回路構造 ４ 露出面 １０ 絶縁層 １２ バイア又は接点開口 ３０ 障壁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チェイハイ・ワン アメリカ合衆国カリフォルニア州94087, サニーヴェール，ダンホルム・ウェイ 655 (72)発明者 ウィルバー・ジー・キャタベイ アメリカ合衆国カリフォルニア州95051, サンタ・クララ，ポメロイ 936
Claims (23)
- 【請求項１】 集積回路構造のバイア又は接点開口に使
用される障壁層を形成する障壁層の形成方法であって、 （ａ） 絶縁層がその上に設けられており、該絶縁層に
は１又はそれ以上のバイア又は接点開口が形成されてい
る集積回路構造を半導体基板の上に準備する工程と、 （ｂ） 前記半導体基板をＣＶＤチャンバの中に入れる
工程と、 （ｃ） 前記チャンバの中に反応ガスを流入させる工程
とを備えており、前記反応ガスは、（ｉ）気体のチタン
源と、（ｉｉ）気体のシリコン源と、（ｉｉｉ）気体の
窒素源とを含んでおり、 これにより、前記バイア又は接点開口の表面にＴｉＳｉ
Ｎの障壁層を形成することを特徴とする障壁層の形成方
法。 - 【請求項２】 請求項１の障壁層の形成方法において、
前記気体のチタン源は、有機物の気体チタン源を含むこ
とを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項３】 請求項２の障壁層の形成方法において、
前記気体のシリコン源は、前記有機物の気体チタン源の
有機物部分と反応して気体の副生物を形成することので
きる物質を含み、これにより、前記チャンバの中に炭素
質物質が堆積するのを阻止することを特徴とする障壁層
の形成方法。 - 【請求項４】 請求項２の障壁層の形成方法において、
前記気体のシリコン源は、組成式ＳｉＨnＸn-4を有して
おり、ｎは０から４の整数であり、Ｘはハロゲンである
ことを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項５】 請求項２の障壁層の形成方法において、
前記気体の窒素源は、前記有機物の気体チタン源の有機
物部分と反応して気体の副生物を形成することのできる
物質を含み、これにより、前記チャンバの中に炭素質物
質が堆積するのを阻止することを特徴とする障壁層の形
成方法。 - 【請求項６】 請求項２の障壁層の形成方法において、
前記気体の窒素源は、アンモニアを含むことを特徴とす
る障壁層の形成方法。 - 【請求項７】 請求項１の障壁層の形成方法において、
前記ＣＶＤチャンバに流入する前記気体のシリコン源対
前記気体の窒素源の比が、体積割合で約１：１００から
約２：１の範囲であることを特徴とする障壁層の形成方
法。 - 【請求項８】 請求項１の障壁層の形成方法において、
前記ＣＶＤチャンバに流入する前記気体のチタン源対前
記気体のシリコン源及び前記気体の窒素源の中の多い方
の比が、体積割合で約１：２０から約１：１の範囲であ
ることを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項９】 請求項１の障壁層の形成方法において、
前記ＣＶＤチャンバの中の前記シリコン基板を約１００
°Ｃから約５００°Ｃの温度に維持しながら、前記蒸着
を行うことを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１０】 請求項１の障壁層の形成方法におい
て、前記ＣＶＤチャンバを約１００ミリトールから約１
００トールの圧力に維持しながら、前記蒸着を実行する
ことを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１１】 請求項１の障壁層の形成方法におい
て、３５リットルのチャンバの中の６インチ（約１５ｃ
ｍ）の直径を有するウエーハに関して、前記チャンバの
中のプラズマを約１００ワットから約１，０００ワット
のパワーレベルに等価なパワーレベルに維持しながら、
前記蒸着を前記ＣＶＤチャンバの中で実行することを特
徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１２】 集積回路構造のバイア又は接点開口に
使用される障壁層を形成する障壁層の形成方法であっ
て、 （ａ） 絶縁層がその上に設けられており、該絶縁層に
は１又はそれ以上のバイア又は接点開口が形成されてい
る集積回路構造を半導体基板の上に準備する工程と、 （ｂ） 約１００ミリトールから約１００トールの圧力
に維持されたＣＶＤチャンバの中で、前記半導体基板を
約１００°Ｃから約５００°Ｃの温度に維持する工程
と、 （ｃ） 前記チャンバの中に反応ガスを流入させる工程
とを備えており、前記反応ガスは、（ｉ）有機物の気体
チタン源と、（ｉｉ）該有機物の気体チタン源の有機物
部分と反応して気体の副生物を形成することのできる気
体のシリコン源と、（ｉｉｉ）前記有機物の気体チタン
源の有機物部分と反応して気体の副生物を形成すること
のできる気体の窒素源とを含んでおり、 （ｄ） 選択に応じて、３５リットルのチャンバにおけ
る約１００ワットから約１，０００ワットのパワーレベ
ルと等価のパワーレベルで前記チャンバの中にプラズマ
を発生させる工程とを備えており、 これにより、前記バイア又は接点開口の表面にＴｉＳｉ
Ｎの障壁層を形成することを特徴とする障壁層の形成方
法。 - 【請求項１３】 請求項１２の障壁層の形成方法におい
て、前記気体のシリコン源は、組成式ＳｉＨnＸn-4を有
しており、ｎは０から４の整数であり、Ｘはハロゲンで
あることを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１４】 請求項１２の障壁層の形成方法におい
て、前記気体の窒素源は、アンモニアを含むことを特徴
とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１５】 請求項１２の障壁層の形成方法におい
て、前記ＣＶＤチャンバに流入する前記シリコン源対前
記窒素源の比が、体積割合で約１：１００から約２：１
の範囲であることを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１６】 請求項１２の障壁層の形成方法におい
て、前記ＣＶＤチャンバに流入する前記気体のチタン源
対前記気体のシリコン源及び前記気体の窒素源の中の多
い方の比が、体積割合で約１：２０から約１：１の範囲
であることを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項１７】 請求項１２の障壁層の形成方法におい
て、前記有機物のチタン源は、ＴＤＭＡＴ及びＴＤＥＡ
Ｔから成る群から選択されることを特徴とする障壁層の
形成方法。 - 【請求項１８】 集積回路構造のバイア又は接点開口に
使用される障壁層を形成する障壁層の形成方法であっ
て、 （ａ） 絶縁層がその上に設けられており、該絶縁層に
は１又はそれ以上のバイア又は接点開口が形成されてい
る集積回路構造を半導体基板の上に準備する工程と、 （ｂ） 約１００ミリトールから約１００トールの圧力
に維持されたＣＶＤチャンバの中で、前記半導体基板を
約１００°Ｃから約５００°Ｃの温度に維持する工程
と、 （ｃ） 前記チャンバの中に反応ガスを流入させる工程
とを備えており、前記反応ガスは、（ｉ）有機物の気体
チタン源と、（ｉｉ）該有機物の気体チタン源の有機物
部分と反応して気体の副生物を形成することのできる組
成式ＳｉＨnＸn -4（ｎは０から４の整数、Ｘはハロゲ
ン）を有する気体のシリコン源と、（ｉｉｉ）前記有機
物の気体チタン源の有機物部分と反応して気体の副生物
を形成することのできるアンモニアを含む気体の窒素源
とを含んでおり、 （ｄ） 選択に応じて、３５リットルのチャンバの中の
６インチ（約１５ｃｍ）の直径を有するウエーハに関し
て、約１００ワットから約１，０００ワットのパワーレ
ベルと等価のパワーレベルで前記チャンバの中にプラズ
マを発生させる工程とを備えており、 これにより、前記バイア又は接点開口の表面にＴｉＳｉ
Ｎの障壁層を形成することを特徴とする障壁層の形成方
法。 - 【請求項１９】 請求項１８の障壁層の形成方法におい
て、前記ＣＶＤチャンバに流入する前記シリコン源対前
記窒素源の比が、体積割合で約１：５から約２：１の範
囲であることを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項２０】 請求項１８の障壁層の形成方法におい
て、前記ＣＶＤチャンバに流入する前記気体のチタン源
対前記気体のシリコン源及び前記気体の窒素源の中の多
い方の比が、体積割合で約１：１０から約１：２の範囲
であることを特徴とする障壁層の形成方法。 - 【請求項２１】 絶縁層と、該絶縁層に形成された１又
はそれ以上のバイア又は接点開口と、前記１又はそれ以
上のバイア又は接点開口の表面に形成されたＴｉＳｉＮ
の障壁層とを含む、半導体基板上に設けられた集積回路
構造であって、 （ａ） 前記半導体基板をＣＶＤチャンバの中に入れる
工程と、 （ｂ） 前記チャンバの中に反応ガスを流入させる工程
とを備えていて、前記反応ガスが、（ｉ）気体のチタン
源、（ｉｉ）気体のシリコン源、及び、（ｉｉｉ）気体
の窒素源を含んでおり、これにより、前記１又はそれ以
上のバイア又は接点開口の表面にＴｉＳｉＮの障壁層を
形成する方法によって形成されることを特徴とする集積
回路構造。 - 【請求項２２】 請求項２１の集積回路構造において、 （ａ） 前記気体のチタン源は、チタンの有機化合物で
あり、 （ｂ） 前記気体のシリコン源は、組成式ＳｉＨnＸn-4
（ｎは０から４の整数、Ｘはハロゲン）を有しており、 （ｃ）前記気体の窒素源は、アンモニアを含むことを特
徴とする集積回路構造。 - 【請求項２３】 請求項２１の集積回路構造において、
前記ＴｉＳｉＮの障壁層の厚さは、少なくとも４０オン
グストロームであって約１５０オングストロームを超え
ないことを特徴とする集積回路構造。
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