半導體裝置及其製造方法

2023-09-21 09:18:35 4

專利名稱：半導體裝置及其製造方法
技術領域：
本發明涉及半導體裝置及其製造方法，特別是涉及具有在半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上、經過阻擋層形成的由導電膜組成的電極或者布線的半導體裝置及其製造方法。
以下，參照圖9(a)、(b)及

圖10(a)、(b)，說明現有的以銅膜為主體的多層布線半導體裝置製造方法。
首先，如圖9(a)所示，在由矽(Si)構成的半導體襯底10上形成具有布線槽的絕緣膜11後，在該絕緣膜11的布線槽的底面及側壁面上沉積作為阻擋層的第1氮化鉭膜12。其次，在第1氮化鉭膜12上形成第1銅籽晶層13後，用電解電鍍法使第1銅籽晶層13生長形成第1銅電鍍層14。這樣，得到由第1銅籽晶層13及第1銅電鍍層14組成的下層布線。
其次，在下層布線及絕緣膜11上，順序沉積作為粘附層的氮化矽膜15和第1層間絕緣膜16後，在第1層間絕緣膜16及氮化矽膜15上形成引線孔17。其次，在第1層間絕緣膜16上形成第2層間絕緣膜18和作為增透膜的氮氧化矽膜19後，以氮氧化矽膜19作掩膜對第2層間絕緣膜18進行腐蝕形成布線槽20。
然後，如圖9(b)所示，用反應濺射法、在引線孔17及布線槽20的底面及側壁面上沉積作為阻擋層的第2氮化鉭膜21後，用濺射法在第2氮化鉭膜21上形成第2銅籽晶層22。
接著，如圖10(a)所示，用電解電鍍法使第2銅籽晶層22生長形成第2銅電鍍層23後，用化學機械研磨法(CMP)去除存在於氮化矽膜19上的部分的第2氮化鉭膜21、第2銅籽晶層22及第2銅電鍍層23，形成由第2銅籽晶層22及第2銅電鍍層23組成的針形接點24及上層布線25。
但是，由於作為阻擋層的第2氮化鉭膜21與由第1銅籽晶層22和第2銅電鍍層23組成的上層布線的粘附性不好，在後面進行的熱處理中、例如為使銅的晶粒生長的熱處理中，第2氮化鉭膜21與上層布線剝離、就產生如圖10(b)所示的在針形接點24與下層布線間形成空隙26的問題。
如果針形接點24與下層布線間形成空隙26的話，針形接點24與下層布線間的接觸電阻就明顯增大。
為達上述目的，與本發明相關的第1半導體裝置，具有阻擋層和電極或者布線；阻擋層形成在設於半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上，電極或者布線由形成在阻擋層上的導電膜組成；所述阻擋層上面的原子間距與所述導電膜下面的原子間距幾乎相等。
第1半導體裝置中，阻擋層最好具有正方晶的晶體結構，而且阻擋層的上面是(001)面取向、導電膜最好具有面心立方晶格的晶體結構，而且導電膜的下面是(111)面取向。
與本發明相關的第2半導體裝置，具有阻擋層和由導電膜組成的電極或者布線；阻擋層形成在設於半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上，組成電極或者布線的導電膜形成在所述阻擋層上；所述阻擋層是具有β結構的晶體結構的鉭膜。
採用第2半導體裝置，由於導電膜形成在由鉭膜組成的阻擋層上，而鉭膜又是β結構的晶體結構，由於構成導電膜的晶體優先取向在最密面上，提高了阻擋層和導電膜的粘附性。
第2半導體裝置中，阻擋層最好由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層疊層膜組成，第1阻擋層由氮化物膜組成，第2阻擋層由晶體結構為β結構的鉭膜組成。
這樣，由於絕緣性或導電性膜與β結構的鉭膜並不直接接觸，能夠防止在後面進行的熱處理工程中絕緣性或導電性膜與β結構的鉭膜發生反應、產生有害的化合物。
第2半導體裝置中，阻擋層由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層疊層膜組成時，第1阻擋層最好是氮化鉭膜、導電膜最好是銅膜。
這樣，能夠防止構成銅膜的銅原子通過阻擋層向絕緣性的膜擴散。
這種情況下，銅膜最好是取向(111)面。
這樣，能夠確實提高銅膜與成為阻擋層的β結構的鉭膜的粘附性。
還有，在這種情況下，氮化鉭膜中(氮的原子數)/(鉭的原子數)的值最好小於0.4。
這樣，β結構的鉭膜就能穩定的沉積在下層的氮化鉭膜上。
第2半導體裝置中，阻擋層由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層的疊層膜組成，第1阻擋層由氮化物膜組成時，絕緣性或導電性膜最好是含氟成分的絕緣膜。
這樣，由於由導電膜組成的電極或布線的下側設有相對介電常數低的絕緣膜，能夠降低電極或者布線中的靜電電容。還有，由於第1阻擋層由氮化物膜組成，能夠防止在後面進行的熱處理工序中絕緣膜中的氟與β結構的鉭膜反應形成氟化鉭。
第2半導體裝置中，所述絕緣性或者導電性膜是絕緣膜，阻擋層形成在凹陷部的底面及側壁面上、而凹陷部形成在絕緣膜上，導電膜最好是埋入凹陷部阻擋層上的針形接點或者埋入的布線。
這樣、能夠防止針形接點或者埋入的布線與阻擋層剝離，在兩者之間形成空隙。
與本發明相關的第1半導體裝置製造方法，具有以下工程在半導體襯底上的絕緣性膜或者導電性膜上形成阻擋層的工程、在阻擋層上形成由導電膜組成的電極或者布線的工程；阻擋層上面的原子間距與導電膜下面的原子間距幾乎相等。
第1半導體裝置製造方法中，最好阻擋層具有正方晶的晶體結構，而且阻擋層的上面取向(001)面，導電膜具有面心立方晶格的晶體結構，而且導電膜的下面取向(111)面。
與本發明相關的第2半導體裝置製造方法，具有以下工程在半導體襯底上的絕緣性或導電性膜上形成阻擋層的工程，在阻擋層上形成由導電膜組成的電極或者布線的工程；阻擋層是結晶結構為β結構的鉭膜。
採用第2半導體裝置製造方法，由於導電膜形成在由β結構鉭膜組成的阻擋層上，構成導電膜的晶體優先取向最密面上，提高了阻擋層與導電膜的粘附性。
第2半導體裝置的製造方法中，阻擋層最好由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層疊層膜組成，第1阻擋層由氮化物膜組成，第2阻擋層由β結構的鉭膜組成。
這樣，由於絕緣性或者導電性膜不直接與β結構的鉭膜接觸，能夠防止在以後進行的熱處理工程中，絕緣性或者導電性的膜與β結構的鉭膜反應形成有害化合物。
第2半導體裝置製造方法中，阻擋層由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層疊層膜組成時，第1阻擋層最好是氮化鉭膜，導電膜最好是銅膜。
這樣，能夠防止構成銅膜的銅原子通過阻擋層擴散到絕緣性或者導電性的膜中。
這種情況下，銅膜最好取向(111)面。
這樣，確實能夠提高銅膜與成為阻擋層的β結構的鉭膜的粘附性。
還有，這種情況下，氮化鉭膜中(氮原子數)/(鉭原子數)的值最好小於0.4。
這樣，β結構的鉭膜就能穩定的沉積在下層的氮化鉭膜上。
第2半導體裝置製造方法中，阻擋層由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層的疊層膜組成，第1阻擋層由氮化物膜組成時，絕緣性或者導性的膜最好是含氟成分的絕緣膜。
這樣，由於在由導電膜組成的電極或者布線的下側設有相對介電常數低的絕緣膜，能夠降低電極或者布線中的靜電電容。還有，由於第1阻擋層由氮化物膜組成，能夠防止在後面進行的熱處理工程中絕緣膜中的氮與β結構的鉭膜發生反應形成氟化鉭。
第2半導體裝置製造方法中，絕緣性或者導電性的膜是絕緣膜，阻擋層形成在凹陷部的底面及側壁面上，而凹陷部形成在絕緣膜上，導電膜最好是埋入凹陷部阻擋層上的針形接點或者埋入的布線。
這樣，就能防止針形接點或者埋入布線與阻擋層剝離，在二者間形成空隙。
圖2(a)及(b)是顯示與第1實施方式相關的半導體裝置的製造方法各工程的剖面圖。
圖3(a)及(b)是顯示在氮化鉭膜上沉積銅膜後進行熱處理時的狀態圖。
圖3(c)及(d)是顯示在具有α結構的鉭膜上沉積銅膜後進行熱處理時的狀態圖。
圖3(e)及(f)是顯示在具有β結構的鉭膜上沉積銅膜後進行熱處理時的狀態圖。
圖4是顯示用面內型X射線衍射裝置測量的具有α結構或者β結構鉭膜的衍射圖形的圖。
圖5(a)是顯示具有β結構的鉭膜的結晶取向性的圖。
圖5(b)是顯示具有α結構的鉭膜的結晶取向性的圖。
圖6是顯示在α-Ta膜及β-Ta膜上沉積銅膜的(111)面取向性評價結果的圖。
圖7(a)及(b)是顯示與第2實施方式相關的半導體裝置的製造方法的各工程的剖面圖。
圖8(a)及(b)是顯示與第2實施方式相關的半導體裝置的製造方法的各工程的剖面圖。
圖9(a)及(b)是顯示現有的半導體裝置制的造方法的各工程的剖面圖。
圖10(a)及(b)是顯不現有的半導體裝置的製造方法的各工程的剖面圖。
首先，如圖1(a)所示，在由矽構成的半導體襯底100上，形成絕緣膜101、絕緣膜101由氧化矽膜組成並帶有布線槽，然後，在該絕緣膜101的布線槽的底面及側壁面上沉積第1β-Ta膜102、第1β-Ta膜102具有β結構的晶體結構並成為阻擋層。其次，在第1β-Ta膜102上形成第1銅籽晶層103後，用電解電鍍法使第1銅籽晶層103生長形成第1銅電鍍層104。由此，得到由第1銅籽晶層103和第1銅電鍍層104組成的下層布線。
其次，在下層布線及絕緣膜101上，依次沉積作為粘附層的氮化矽膜105和由氧化矽膜組成的第1層間絕緣膜106後，在第1層間絕緣膜106及氮化矽膜105上形成引線孔107。其次，在第1層間絕緣膜106上、依次生長由氧化矽膜組成的第2層間絕緣膜108和成為增透膜的氮氧化矽膜109後，以氮氧化矽膜109作掩蔽膜、對第2層間絕緣膜108進行腐蝕，形成布線槽110。
接著，如圖1(b)所示，在引線孔107及布線槽110的底面及側壁面上沉積具有β結構的晶體結構的阻擋層的第2β-Ta膜111後，在第2β-Ta膜111上形成第2銅籽晶層112。
接著，如圖2(a)所示，用電解電鍍法使第2銅籽晶層112生長形成第2銅電鍍層113後，在150℃下進行60分鐘熱處理，改善第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113的晶體結構。
然後，如圖2(b)所示，用CMP法去除存在於氮氧化矽膜109上的部份由第2氮化鉭膜111、第2銅籽晶膜112及第2銅電鍍層113組成的疊層膜，形成由第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113組成的針形接點114及上層布線115。
採用第1實施方式，由於第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113形成在具有β結構的第2β-Ta膜111上，第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113具有大的(111)面取向性、同時具有大的晶粒尺寸。其原因將在後面敘述。
這樣，由於第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113對(111)面有大的取向性、即使後面進行熱處理，第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113也不凝集，第2β-Ta膜111和第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113有良好的粘附性，不形成圖10(b)所示的空隙26。
還有，由於第2銅籽晶層112及第2銅電鍍層113具有大的晶粒尺寸、提高了上層布線115的抗電致徒動性，這樣就能夠防止上層布線115的斷線。
以下，參照圖3(a)～(f)說明為評價第1實施方式進行實驗的結果。
圖3(a)及(b)是第1比較例，圖中示出在氧化矽膜121上用濺射法沉積厚度30nm的氮化鉭膜(TaN膜)122作為阻擋層，然後，用濺射法在該TaN膜122上沉積具有面心立方晶格的結晶結構的銅膜15nm，然後，在450℃溫度下進行5分鐘熱處理時的狀態，圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是剖面圖。
從圖3(a)及(b)可以明白，由於銅膜與TaN膜122的粘附性差，銅膜凝集在TaN膜122上形成銅粒子123。
圖3(c)及(d)是第2比較例，圖中示出在氧化矽膜131上用濺射法沉積厚度30nm的鉭膜(α-Ta膜)132，鉭膜具有α結構的晶體結構(α-Ta膜)，然後，用濺射法在該α-Ta膜132上沉積具有面心立方晶格的結晶結構的銅膜15nm，然後，在450℃溫度下進行5分鐘熱處理時的狀態，圖3(c)是俯視圖，圖3(d)是剖面圖。
從圖3(c)及(d)可以明白，與第1比較例相比，銅的凝集程度減小，但是，在銅籽晶層133上仍然有銅粒子134形成。
圖3(e)及(f)相當於第1實施方式，圖中示出在氧化矽膜141上用濺射法沉積厚度30nm的鉭膜142，鉭膜具有β結構的晶體結構(β-Ta膜)，然後，用濺射法在該β-Ta膜142上沉積具有面心立方晶格的結晶結構的銅膜143、膜厚15nm，然後，在450℃溫度下進行5分鐘熱處理時的狀態，圖3(e)是俯視圖，圖3(f)是剖面圖。
從圖3(c)及(f)可以明白，沒有出現銅的凝集，能夠確認β-Ta膜142與銅膜143有良好的粘附性。
這裡，就具有α結構的鉭膜的α-Ta膜和具有β結構的鉭膜的β-Ta膜的特性作一說明。
鉭膜的晶體結構有立方晶體和正方晶體，具有立方晶體的結晶結構的鉭膜稱為α-Ta膜，具有正方晶體的結晶結構的鉭膜稱為β-Ta膜。還有，α-Ta晶體的晶胞是邊長3.3的立方晶體，而β-Ta晶體是a＝b＝約10.2，c＝約5.3的長方體，β-Ta的體積比α-Ta大。
圖4示出用面內型X射線衍射裝置測量的衍射圖形，α-Ta和β-Ta由於晶體結構不同其衍射線也不同、可以由觀測不同的衍射角很明確的判斷二者。
面內型X射線衍射裝置中，由於X射線是以與樣品面幾乎平行的角度(對樣品面成0.5°角)入射、測量衍射圖形，能夠提高薄膜取向強度的測量精度。此外由於X射線是以與樣品面幾乎平行的角度入射，作為測量結果得到的結晶面是對樣品面垂直方向的面。
圖4中β-Ta的(410)面及(330)面是對β-Ta膜的表面垂直的面，與β-Ta膜表面平行的面是(001)面(參照圖5(a))。
還有，圖4中α-Ta的(1 10)面是對α-Ta膜的表面垂直的面，與α-Ta膜表面平行的面也是(110)面(參照圖5(b))。
此外，由於α-Ta具有立方晶的晶體結構，無論從與膜表面垂直方面看還是從平行方向都是呈現(110)面，因為β-Ta具有正方晶的晶體結構，從與膜表面垂直方向看的情況與從平行方向看的情況呈現的面不同。
因此，從圖4所示的X射線衍射圖可以明白α-Ta膜對膜表面垂直的軸110軸的成分多，而β-Ta膜對膜表面垂直的軸001的成分多。
但是，與α-Ta相比β-Ta最表面的原子密度低。還有，阻擋層上已成膜的銅膜是面心立方結構(fcc結構)。fcc結構中，因為(111)面是原子密度高的面，銅膜的(111)面與阻擋層的表面平行時能量穩定。
將銅膜的(111)面堆積在α-Ta膜上的情況下，在α-Ta膜的(110)面上、由於Ta原子的原子間距比Cu原子的原子間距小，從Cu原子看α-Ta(110)面平坦性差。也就是說，Cu膜的(111)面並不是整整齊齊、與表面平行的堆積在α-Ta膜的(110)面上的。
與此相反，β-Ta膜(001)面上Ta原子的間距比α-Ta膜的(110)面上大許多，Cu原子能自由充滿、以自然的狀態堆積。
圖6示出Cu膜在α-Ta膜及β-Ta膜上成膜時，Cu膜的(111)面取向性評價的結果。底層膜是β-Ta膜時的同步曲線的半高寬比底層膜是α-Ta膜時的同步曲線半高變小。也就是說，底層膜是β-Ta膜時Cu膜的(111)面取向性比底層膜是α-Ta膜時高。
因此，對將成為阻擋層的β-Ta膜的(001)面與膜表面平行的成膜，在阻擋層上成膜的Cu膜的(111)面取向性能夠提高，由此，能夠提高以Cu膜為主體的布線的可靠性。
此外，第1實施方式中，作為阻擋層用的是β-Ta膜單層，代替這種方法，也可以採用下層TaN膜、上層β-Ta膜的疊層膜。這樣，由下層TaN膜提高阻擋性，而由上層的β-Ta膜提高粘附性。第2實施方式下面，參照圖7(a)、(b)及圖8(a)、(b)說明與本發明第2實施方式相關的半導體裝置及其製造方法。
首先，如圖7(a)所示，在由矽構成的半導體襯底200上形成絕緣膜201，絕緣膜201具有由FSG(F-doped silicate Glass)膜組成的布線槽，然後，在該絕緣膜201的布線槽的底面及側壁面上形成由第1氮化鉭膜202和第1β-Ta膜203組成的阻擋層，第1β-Ta膜具有β結構的晶體結構。其次，在第1β-Ta膜203上形成第1銅籽晶層204後，用電解電鍍法使第1銅籽晶層204生長形成銅電鍍層205。由此，得到由第1銅籽晶層204及第1銅電鍍層205組成的下層布線。
其次，在下層布線及絕緣膜201上，順序沉積氮化矽膜206和由FSG膜組成的第1層間緣絕膜207、氮化矽膜206成為粘附層，然後，在第1層間絕緣膜207及氮化矽膜206上形成引線孔208。其次，在第1層間絕緣膜207上，順序形成由FSG膜組成的第2層間絕緣膜209和氮氧化矽膜201、氮氧化矽膜210成為增透膜，然後，用氮氧化矽膜210作為掩蔽膜、對第2層間絕緣膜209進行腐蝕，形成布線槽211。
再次，如圖7(b)所示，用反應性濺射法在引線孔208及布線槽211的底面及側壁面上形成由下層第2氮化鉭膜212及上層第2β-Ta膜213的疊層膜組成的阻擋層、第2β-Ta膜213具有β結構的晶體結構。
這種情況下，在將腔室內的氮氣壓分壓比(氮氣/(氮氣+氬氣))設定為小於30％的狀態下進行反應離子濺射沉積第2氮化鉭膜212、第2氮化鉭膜212的鉭和氮的原子數比(氮原子數/鉭原子數)小於40％。這樣，將第2氮化鉭膜212中鉭和氮的原子數比設定小於40％時，接著用鉭組成的靶進行反應離子濺射，在第2氮化鉭膜212上能夠穩定地沉積具有β結構的第2β-Ta膜213。
接著，在阻擋層第2β-Ta膜213上形成第2銅籽晶層214後，如圖8(a)所示，用電解電鍍法使第2銅籽晶層214生長形成第2銅電鍍層215，然後，在150℃溫度下進行60分鐘的熱處理，改善第2銅籽晶層214及第2銅電鍍層215的晶體結構。
然後，如圖8(b)所示，用CMP法除去存在於氮氧化矽膜210上的部份由第2氮化鉭膜212、第2β-Ta膜213、第2銅籽晶層214及第2銅電鍍層215組成的疊層膜，形成由第2銅籽晶層214及第2銅電鍍層215組成的針形接點216及上層布線217。
採用第2實施方式，由於第2銅籽晶層214和第2銅電鍍層215形成在第2β-Ta膜213上，而第2β-Ta膜213又具有β結構並成為阻擋層，第2銅籽晶層214和第2銅電鍍層215有很高的(111)面取向性，並具有大的晶粒尺寸。因此，即使在其後施加熱處理，第2銅籽晶層214和第2銅電鍍層215也不凝集，第2β-Ta膜213和第2銅籽晶層214及第2銅電鍍層215有良好的粘附性，沒有形成圖10(b)所示的空隙26。
還有，由於第2銅籽晶層214及第2銅電鍍層215具有大的晶粒尺寸，提高了上層布線217的抗電致徒動性。由此，能夠防止上層布線217的斷線。
還有，在第2實施方式中、由於採用相對介電常數低的FSG膜作為第1層間絕緣膜207及第2層間絕緣膜209，該FSG膜與鉭膜直接接觸、在熱處理中形成氟化鉭，電阻率及腐蝕性可能會增高。因此，第2實施方式中，將介於第1及第2層間絕緣膜207、209和第2銅籽晶層2 14之間的阻擋層製成下層為第2氮化鉭膜212及上層為第2β-Ta膜213的疊層膜結構。
這樣，由於由FSG膜組成的第1及第2層間絕緣膜207、209不與第2β-Ta膜213直接接觸，能夠防止熱處理中形成氟化鉭。
此外，第1及第2實施方式中，在具有β結構的鉭膜上沉積而成的導電膜用的是銅膜，代替它，也能夠廣泛使用鋁膜、銀膜、金膜、鎢膜、鈦膜等具有優先取向面的導電膜。
還有，在第1及第2實施方式中，對將銅膜埋入凹陷部形成針形接點及布線的情況作了說明，本發明也能廣泛適用於針形接點或者柵電極等的電極，或埋入布線或者圖形化的布線等。還有，當本發明應用於柵電極的情況時，柵電極由第1導電膜、在該導電膜上形成的阻擋層、在該阻擋層上形成的第2導電膜構成，阻擋層用的是β-Ta膜。
權利要求
1.一種半導體裝置，其特徵在於它具有阻擋層和電極或者布線，阻擋層形成在設於半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上，電極或者布線由形成在所述阻擋層上的導電膜組成，所述阻擋層上面的原子間距與所述導電膜下面的原子間距幾乎相等。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特徵在於所述阻擋層具有正方晶的晶體結構，而且所述阻擋層的上面取向(001)面，所述導電膜具有面心立方晶格的晶體結構，而且所述導電膜的下面取向(111)面。
3.一種半導體裝置，其特徵在於它具備阻擋層和由導電膜組成的電極或者布線，阻擋層形成在設於半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上，組成電極或者布線的導電膜形成在所述阻擋層上，所述阻擋層是具有β結構的晶體結構的鉭膜。
4.根據權利要求3所述的半導體裝置，其特徵在於所述阻擋層由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層疊層膜組成，所述第1阻擋層由氮化物膜組成，所述第2阻擋層由晶體結構為β結構的鉭膜組成。
5.根據權利要求4所述的半導體裝置，其特徵在於所述第1阻擋層是氮化鉭膜，所述導電膜是銅膜。
6.根據權利要求5所述的半導體裝置，其特徵在於所述銅膜取向(111)面。
7.根據權利要求5所述的半導體裝置，其特徵在於所述氮化鉭膜中(氮原子數)/(鉭原子數)的值小於0.4。
8.根據權利要求4所述的半導體裝置，其特徵在於所述絕緣性或導電性膜是含氟成分的絕緣膜。
9.根據權利要求3所述的半導體裝置，其特徵在於所述絕緣性或者導電性膜是絕緣膜，所述阻擋層形成在所述絕緣膜凹陷部的底面及側壁面上、凹陷部形成在絕緣膜上，所述導電膜是埋入所述凹陷部的所述阻擋層上的針形接點或者埋入布線。
10.一種半導體裝置的製造方法，其特徵在於它具備阻擋層形成工程和電極或者布線形成工程，阻擋層形成在半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上，電極或者布線由所述阻擋層上的導電膜組成，所述阻擋層上面的原子間距與所述導電膜下面的原子間距幾乎相等。
11.根據權利要求10所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述阻擋層具有正方晶的晶體結構，而且所述阻擋層的上面取向(001)面，所述導電膜具有面心立方晶格的晶體結構，而且所述導電膜的下面取向(111)面。
12.一種半導體裝置的製造方法，其特徵在於它具有阻擋層形成工程和由導電膜組成的電極或者布線的形成工程，阻擋層形成在半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上，組成電極或者布線的導電膜形成在所述阻擋層上，所述阻擋層是具有β結構晶體結構的鉭膜。
13.根據權利要求12所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述阻擋層由下層的第1阻擋層和上層的第2阻擋層疊層膜組成，所述第1阻擋層由氮化物膜組成，所述第2阻擋層由晶體結構為β結構的鉭膜組成。
14.根據權利要求13所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述第1阻擋層是氮化鉭膜，所述導電膜是銅膜。
15.根據權利要求14所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述銅膜取向(111)面。
16.根據權利要求14所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述氮化鉭膜中(氮原子數)/(鉭原子數)的值小於0.4。
17.根據權利要求13所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述絕緣性或者導電性膜是含氟成分的絕緣膜。
18.根據權利要求12所述的半導體裝置的製造方法，其特徵在於所述絕緣性或者導電性膜是絕緣膜，所述阻擋層形成在凹陷部的底面及側壁面上，凹陷部形成在所述絕緣膜上，所述導電膜是埋入在所述凹陷部的所述阻擋層上的針形接點或者埋入布線。
全文摘要
一種半導體裝置及其製造方法，它在設於半導體襯底上的絕緣性或者導電性膜上形成阻擋層，在該阻擋層上設置由導電膜組成的電極或者布線。阻擋層是晶體結構為β結構的鉭膜。
文檔編號H01L23/532GK1391260SQ02108138
公開日2003年1月15日 申請日期2002年3月27日 優先權日2001年6月13日
發明者岸田剛信, 多田慎也, 池田敦, 原田剛史, 杉原康平 申請人:松下電器產業株式會社