JP2010272785A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板11上にエピタキシャル成長により第1絶縁膜12が積層形成され、この第1絶縁膜12上には、耐熱性の電極13が選択的に形成され、この電極13の上部には、シリカガラスを主成分とする層間絶縁膜14が形成され、この層間絶縁膜14の表面には絶縁バリア膜15が形成され、この絶縁バリア膜15の上には、Alの配線16が形成され、絶縁バリア膜15は、絶縁性の窒化物、炭化物、窒化炭化物の単層膜、多層膜、または混合膜で構成されている。
【選択図】図1
Description
層間絶縁膜14:PSGとUSGの積層膜
絶縁バリア膜15:プラズマSiN膜またはプラズマSiC膜(厚さ150nm)
配線16:スパッタAl膜(Si1%添加、バリアメタルあり)
なお、層間絶縁膜14と絶縁バリア膜15の全厚は1μmである。また、比較のために、絶縁バリア膜15もバリアメタルもない従来の半導体装置、ならびに絶縁バリア膜はなくバリアメタルだけある従来の半導体装置も作製した。
不純物 Al+ イオン
基板温度 750℃
加速電圧/ドース量 360keV/5×1013/cm2
p+ 型のベース領域のイオン注入条件
イオン種 Al+
注入温度 750℃
加速電圧/ドース量
30KeV/1.0×1015/cm2
50KeV/1.0×1015/cm2
70KeV/2.0×1015/cm2
100KeV/3.0×1015/cm2
n+ 型のソース領域のイオン注入条件
イオン種 P+ (リン)
注入温度 500℃
加速電圧/ドース量
40KeV/5.0×1014/cm2
70KeV/6.0×1014/cm2
100KeV/1.0×1015/cm2
160KeV/2.0×1015/cm2
高温イオン注入が終了した後、イオン注入時に形成されたマスクを緩衝フッ酸溶液に浸漬して除去し、SiC基板701を十分洗浄して乾燥させる。その後、活性化アニールにより先のイオン注入により形成した各前駆体領域(不純物領域)の不純物を一挙に活性化させて、p型のベース領域703a,703b、n+ 型のソース領域704a,704b、p+ 型のベース領域705a,705bをそれぞれ形成する(図8−A(a))。
12…第1絶縁膜
13…電極
14,709…層間絶縁膜
15,713…絶縁バリア膜
15a…1次絶縁バリア膜
15b…2次絶縁バリア膜
16,712…配線
31…導電領域
41…コンタクトホール
51…シリカガラス膜
61…第1層間絶縁膜
62…第1絶縁バリア膜
63…第1配線
64…第2絶縁バリア膜
65…第2層間絶縁膜
66…第3絶縁バリア膜
67…第2配線
700…ユニットセル
701…SiC基板
702…エピタキシャル層
703a,703b,705a,705b…ベース領域
704a,704b…ソース領域
706…ゲート絶縁膜
707…ゲート電極
708…多結晶シリコン酸化膜
710a,710b…ソース窓
711a,711b…ソース電極
714…ドレイン電極
715…実装電極
801,803…熱酸化膜
802…フィールド絶縁膜
804…多結晶シリコン膜
Claims (13)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に接して形成され、絶縁性の窒化物、炭化物、窒化炭化物の単層膜、多層膜または混合膜で構成されたバリア膜と、
前記バリア膜に接して形成された金属配線と
を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基板に形成され、前記絶縁膜で被覆された金属電極
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。 - 前記半導体基板に形成された導電領域
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記絶縁膜の端面を側壁とし、前記金属配線が埋め込まれるコンタクトホールを有し、
前記バリア膜は、前記コンタクトホールの側壁に形成されている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記絶縁膜、前記バリア膜ならびに前記金属配線は多層化されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記バリア膜は、絶縁性のSiC膜、SiN膜、GeC膜、GeN膜、AlN膜のいずれか1つの膜、あるいはこれらの混合膜、またはこれらの積層膜で構成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記バリア膜は、20nm程度よりも厚く、かつ前記絶縁膜の厚さよりも薄く形成されている
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記絶縁膜は、シリカガラスを主成分として構成され、
前記金属配線は、アルミニウムで構成されている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記金属配線は、バリアメタル層を含む
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 半導体基板に絶縁膜を形成する第1の工程と、
前記絶縁膜に接して第1のバリア膜を形成する第2の工程と、
前記絶縁膜と前記第1のバリア膜を選択的に除去して、側壁が前記絶縁膜の端面を含むコンタクトホールを開口する第3の工程と、
前記コンタクトホールの側壁ならびに底部に第2のバリア膜を形成する第4の工程と、
前記コンタクトホールの底部に形成された前記第2のバリア膜を選択的に除去し、前記コンタクトホールの側壁に前記第2のバリア膜を残存させる第5の工程と、
前記コンタクトホール内に金属配線を形成する第6の工程とを有し、
前記第1のバリア膜ならびに前記第2のバリア膜は、絶縁性の窒化物、炭化物、窒化炭化物の単層膜または多層膜で構成されている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第2の工程と前記第3の工程との間に、前記第1のバリア膜に接して酸化膜を形成する工程
を有することを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のバリア膜ならびに前記第2のバリア膜は、600℃程度以下の温度下で形成される
ことを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のバリア膜ならびに前記第2のバリア膜は、プラズマCVD法、MO(有機金属)CVD法、ALD(原子層成膜)法、ならびに光励起CVD法のいずれか1つの化学的気相成長法で成長形成される
ことを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
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