JP2011187722A - 電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板11が載置されたチャンバ4内に炭素を含有する原料ガスを供給する。基板11の周囲からチャンバ4内のアノード1に向けて電子を放出させてチャンバ4内にプラズマ14を発生させ、基板11上にグラファイト、グラフェン等のカーボン膜を形成する。
【選択図】図1
Description
先ず、第1の実施形態について説明する。本実施形態では、プラズマCVD法によりカーボン膜を形成する。ここで、第1の実施形態で用いるプラズマCVD装置について説明する。図1は、第1の実施形態で用いるプラズマCVD装置を示す模式図である。
次に、第2の実施形態について説明する。図2は、第2の実施形態で用いるプラズマCVD装置を示す模式図である。
次に、第3の実施形態について説明する。図3は、第3の実施形態で用いるプラズマCVD装置を示す模式図である。
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、図1に示すプラズマCVD装置を用いる。但し、図4に示すように、第3の実施形態と同様に、基板11として、その表面に電子放出層13が形成されたものを用いる。そして、アノード1に負荷6を介してバイアス電源7の正極が接続され、カソード3及び電子放出電極12だけでなく電子放出層13にもバイアス電源7の負極が接続される。
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態でも、図1に示すプラズマCVD装置を用いる。但し、図5に示すように、バイアス電源7の負極は電子放出電極12に接続され、カソード3には、バイアス電源7とは異なるバイアス電源31の正極が接続される。他の構成は、図1に示すプラズマCVD装置と同様である。
次に、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態でも、図1に示すプラズマCVD装置を用いる。また、基板11として、その表面に導電層32が形成されたものを用いる。導電層32は、例えばTa膜、TaN膜、Ti膜、TiN膜等のバリアメタル膜である。但し、図6に示すように、バイアス電源7の負極は電子放出電極12に接続され、カソード3には、バイアス電源7とは異なるバイアス電源31の正極が接続される。また、導電層32にもバイアス電源31の正極が接続される。他の構成は、図1に示すプラズマCVD装置と同様である。
図7は、第7の実施形態に係る電子デバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
次に、第8の実施形態について説明する。図8は、第8の実施形態に係る電子デバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
次に、第9の実施形態について説明する。図9は、第9の実施形態に係る電子デバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
次に、第10の実施形態について説明する。図10は、第10の実施形態に係る電子デバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
次に、第11の実施形態について説明する。第11の実施形態では、デュアルダマシン法を採用する。図11は、第11の実施形態に係る電子デバイスの製造方法を工程順に示す断面図である。
第1の実験では、Si基板上にSi酸化膜を形成し、その上に、材料を変化させて、種々の電子放出層を形成した。そして、チャンバ内の圧力とプラズマ放電電流の強さとの関係を調査した。このとき、カソード及びアノード間のバイアスは150Vとした。また、カソード及びアノード間のバイアスの大きさとプラズマ放電電流の強さとの関係も調査した。このとき、チャンバ内の圧力は80Paとした。前者の圧力依存性の調査結果を図12に示し、後者のバイアス依存性の調査結果を図13に示す。なお、図12及び図13中の「Ta/TaN」は、TaN膜上にTa膜が形成された積層体を意味し、「TaN/Ta」は、Ta膜上にTaN膜が形成された積層体を意味する。
第2の実験では、実施例として、第3の実施形態に沿ってカーボン膜を形成した。このとき、電子放出層としては、上記のTaN膜上にTa膜が形成された積層体を用い、基板としては、表面にSi酸化膜が形成されたSi基板を用いた。また、比較例として、表面にSi酸化膜が形成されたSi基板上に、同様の条件下でカーボン膜を形成した。なお、比較例では、カーボン膜の成長温度を変化させた。そして、実施例、比較例で形成したカーボン膜の抵抗率及びG/D比を測定した。カーボン膜の抵抗率の測定結果を図14(a)に示し、G/D比の測定結果を図14(b)に示す。
基板が載置されたチャンバ内に炭素を含有する原料ガスを供給する工程と、
前記基板の周囲から前記チャンバ内のアノードに向けて電子を放出させて前記チャンバ内にプラズマを発生させ、前記基板上にカーボン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
前記電子を放出させる工程は、前記基板の周囲に配置した電極に、前記アノードよりも低い電位を付与する工程を有することを特徴とする付記1に記載の電子デバイスの製造方法。
前記電極は、Cu、Pt、Au、Pd、及びAlからなる群から選択された少なくとも1種を含有することを特徴とする付記2に記載の電子デバイスの製造方法。
前記電極は、前記基板から離間して配置されていることを特徴とする付記2又は3に記載の電子デバイスの製造方法。
前記基板に、前記電極よりも低い電位又は高い電位を付与する工程を有することを特徴とする付記4に記載の電子デバイスの製造方法。
前記電極は、基板ホルダであることを特徴とする付記2又は3に記載の電子デバイスの製造方法。
表面に導電層が形成された基板が載置されたチャンバ内に炭素を含有する原料ガスを供給する工程と、
前記導電層から前記チャンバ内のアノードに向けて電子を放出させて前記チャンバ内にプラズマを発生させ、前記基板上にカーボン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
前記電子を放出させる工程は、前記導電層に、前記アノードよりも低い電位を付与する工程を有することを特徴とする付記7に記載の電子デバイスの製造方法。
前記導電層は、
TaN膜と、
前記TaN膜上に形成されたTa膜と、
を有することを特徴とする付記8に記載の電子デバイスの製造方法。
前記カーボン膜を形成する工程において、前記チャンバ内の圧力を10Pa以上1000Pa以下とすることを特徴とする付記1乃至9のいずれか1項に記載の電子デバイスの製造方法。
ビアホール及び配線溝が形成された層間絶縁膜と、
前記ビアホール及び前記配線溝内に形成され、前記ビアホールの下端から前記配線溝の上端まで連続するグラフェンを含むカーボン膜と、
を有することを特徴とする電子デバイス。
3:カソード
8a、8b:基板ホルダ
11:基板
12:電子放出電極
13:電子放出層
14:プラズマ
15:電子
Claims (6)
- 基板が載置されたチャンバ内に炭素を含有する原料ガスを供給する工程と、
前記基板の周囲から前記チャンバ内のアノードに向けて電子を放出させて前記チャンバ内にプラズマを発生させ、前記基板上にカーボン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記電子を放出させる工程は、前記基板の周囲に配置した電極に、前記アノードよりも低い電位を付与する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記電極は、Cu、Pt、Au、Pd、及びAlからなる群から選択された少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項2に記載の電子デバイスの製造方法。
- 表面に導電層が形成された基板が載置されたチャンバ内に炭素を含有する原料ガスを供給する工程と、
前記導電層から前記チャンバ内のアノードに向けて電子を放出させて前記チャンバ内にプラズマを発生させ、前記基板上にカーボン膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記電子を放出させる工程は、前記導電層に、前記アノードよりも低い電位を付与する工程を有することを特徴とする請求項4に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記導電層は、
TaN膜と、
前記TaN膜上に形成されたTa膜と、
を有することを特徴とする請求項5に記載の電子デバイスの製造方法。
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