JP2012049261A - カーボンナノチューブ配線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カーボンナノチューブ配線の製造方法は、第1導電層200上に、絶縁膜18を形成し、前記絶縁膜内に、前記絶縁膜を貫通するホール40を形成し、前記ホール内の底面の前記第1導電層上および前記ホール内の側面の前記絶縁膜上に、触媒下地膜19を形成し、前記ホール内の側面の前記触媒下地膜上に、触媒不活性膜20を形成し、前記ホール内の底面の前記触媒下地膜上および前記ホール内の側面の前記触媒不活性膜上に、触媒膜21を形成し、前記ホール内の底面の前記触媒膜上から複数のカーボンナノチューブ22を成長させる。
【選択図】 図1
Description
以下に、図1乃至図6を用いて、第1の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の構造および製造方法について説明する。第1の実施形態は、ビアホール内の側面に触媒不活性膜を形成することにより、ビアホール内の側面からのカーボンナノチューブの成長速度を低下させる例である。
図1は、第1の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の断面図を示している。
図2乃至図6は、第1の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造工程の断面図を示している。
上記第1の実施形態によれば、カーボンナノチューブ配線の製造工程において、ビアホール40内(またはコンタクトホール内)の底面および側面、ビアホール40外の上面に触媒下地膜19が形成された後、ビアホール40内の側面のみに触媒不活性膜20が形成される。これにより、ビアホール40内の側面からのカーボンナノチューブ22の成長が起こらなくなる、あるいは著しく遅くなる。すなわち、ビアホール40内は、電子伝導に直接寄与する底面から成長した複数のカーボンナノチューブ22により埋め込まれる。したがって、ビア310の抵抗を低減することができ、配線構造における電気特性の向上を図ることができる。
以下に、図7乃至図9を用いて、第2の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造方法について説明する。第2の実施形態は、ビアホール内の側面だけではなく、ビアホール外の上面にも触媒不活性膜を形成することにより、ビアホール外の上面からのカーボンナノチューブの成長速度を低下させる例である。なお、第2の実施形態において、上記第1の実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について詳説する。
図7乃至図9は、第2の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造工程の断面図を示している。
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下に、図10乃至図12を用いて、第3の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造方法について説明する。第3の実施形態は、ビアとしてカーボンナノチューブとメタルとが形成される例である。なお、第3の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について詳説する。
図10は、第3の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の断面図を示している。
図11乃至図12は、第3の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造工程の断面図を示している。
上記第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下に、図13乃至図15を用いて、第4の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造方法について説明する。第4の実施形態は、カーボンナノチューブの形成前に、ビアホール外の上面から触媒膜および触媒下地膜を除去する例である。なお、第4の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について詳説する。
図13乃至図15は、第4の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造工程の断面図を示している。
上記第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下に、図16乃至図18を用いて、第5の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造方法について説明する。第5の実施形態は、カーボンナノチューブの形成前に、ビアホール外の上面から触媒下地膜を除去する例である。なお、第5の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について詳説する。
図16乃至図18は、第5の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造工程の断面図を示している。
上記第5の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
以下に、図19乃至図22を用いて、第6の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造方法について説明する。第6の実施形態は、カーボンナノチューブの形成前に、ビアホール外の上面から触媒膜を除去する例である。なお、第6の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について詳説する。
図19乃至図20は、第6の実施形態に係るカーボンナノチューブ配線の製造工程の断面図を示している。
上記第5の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
100…コンタクト層、200…第1配線層、300…ビア層、310…ビア、400第2配線層。
Claims (5)
- 第1導電層上に、絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜内に、前記絶縁膜を貫通するホールを形成し、
前記ホール内の底面の前記第1導電層上および前記ホール内の側面の前記絶縁膜上に、触媒下地膜を形成し、
前記ホール内の側面の前記触媒下地膜上に、触媒不活性膜を形成し、
前記ホール内の底面の前記触媒下地膜上および前記ホール内の側面の前記触媒不活性膜上に、触媒膜を形成し、
前記ホール内の底面の前記触媒膜上から複数のカーボンナノチューブを成長させる
ことを特徴とするカーボンナノチューブ配線の製造方法。 - 前記触媒膜を形成した後、前記ホール内の側面の前記触媒不活性膜および前記触媒膜に対して熱処理をすることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ配線の製造方法。
- 前記触媒不活性膜を形成する際、前記触媒不活性膜は、前記ホール外の上面にも形成されることを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ配線の製造方法。
- 前記触媒膜を形成する際、前記触媒膜は、前記ホール外の上面にも形成され、
前記触媒膜を形成した後、前記ホール外の上面の前記触媒膜を除去することを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ配線の製造方法。 - 前記触媒下地膜は、Ta、Ti、TaNまたはTiNを有し、
前記触媒膜は、Co、NiまたはFeを有し、
前記触媒不活性膜は、Si、SiN、SiC、SiCN、RuまたはNiSiを有することを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ配線の製造方法。
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