特開 2024-112093 半導体装置およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112093

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】半導体装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H10B 43/27 20230101AFI20240813BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240813BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20240813BHJP

   H01L 29/423 20060101ALI20240813BHJP

   H01L 21/3205 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H10B43/27

H01L29/78 371

H01L21/28 301R

H01L29/58 G

H01L21/88 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016944

(22)【出願日】2023-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】池田 光雄

(72)【発明者】

【氏名】池野 大輔

(72)【発明者】

【氏名】海野 亮輔

【テーマコード（参考）】

4M104

5F033

5F083

5F101

【Ｆターム（参考）】

4M104AA01

4M104AA08

4M104BB33

4M104BB36

4M104BB37

4M104BB38

4M104BB39

4M104CC05

4M104DD03

4M104DD43

4M104DD45

4M104EE03

4M104EE16

4M104FF13

4M104FF18

4M104HH11

4M104HH16

5F033HH19

5F033HH28

5F033HH31

5F033HH34

5F033LL01

5F033LL08

5F033LL09

5F033MM08

5F033MM11

5F033MM12

5F033MM13

5F033MM15

5F033PP06

5F033QQ09

5F033QQ10

5F033QQ13

5F033QQ19

5F033RR03

5F033RR04

5F033RR06

5F033RR29

5F033VV06

5F033VV16

5F033WW01

5F033WW04

5F033XX10

5F033XX28

5F083EP18

5F083EP23

5F083EP33

5F083EP34

5F083EP76

5F083GA06

5F083GA10

5F083GA25

5F083GA27

5F083JA04

5F083JA19

5F083JA39

5F083JA40

5F083JA56

5F083KA01

5F083PR21

5F083PR33

5F101BA45

5F101BB05

5F101BD16

5F101BD22

5F101BD30

5F101BD34

5F101BF09

5F101BH02

5F101BH16

(57)【要約】

【課題】好適な特性を有する電極層を形成することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】一の実施形態によれば、半導体装置は、複数の電極層および複数の第１絶縁膜を交互に含む積層膜と、前記電極層の側面に第２絶縁膜を介して設けられた電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層の側面に第３絶縁膜を介して設けられた半導体層とを備える。前記複数の電極層のうちの少なくとも１つの電極層は、タングステンおよび窒素を含む多結晶層である第１層と、タングステンを含むアモルファス層である第２層とを含む。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電極層および複数の第１絶縁膜を交互に含む積層膜と、
前記電極層の側面に第２絶縁膜を介して設けられた電荷蓄積層と、
前記電荷蓄積層の側面に第３絶縁膜を介して設けられた半導体層とを備え、
前記複数の電極層のうちの少なくとも１つの電極層は、タングステンおよび窒素を含む多結晶層である第１層と、タングステンを含むアモルファス層である第２層とを含む、半導体装置。

【請求項2】

前記第１層は、フッ素または塩素をさらに含む、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第２層は、ボロンまたはシリコンをさらに含む、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第２層内のシリコン濃度は、６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３である、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第２層内のシリコン濃度は、前記第２層内のボロン濃度よりも高い、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記少なくとも１つの電極層は、タングステンを含む多結晶層である第３層をさらに含み、
前記第２層は、前記第１層と前記第３層との間に設けられている、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記少なくとも１つの電極層は、タングステン、シリコン、および窒素を含む第４層をさらに含み、
前記第４層は、前記第１層と前記第２層との間に設けられている、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第４層内の窒素濃度は、前記第１層内の窒素濃度よりも高い、請求項７に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第４層内の膜厚は、前記第１層内の膜厚よりも薄い、請求項７に記載の半導体装置。

【請求項10】

複数の電極層および複数の第１絶縁膜を交互に含む積層膜と、
前記電極層の側面に第２絶縁膜を介して設けられた電荷蓄積層と、
前記電荷蓄積層の側面に第３絶縁膜を介して設けられた半導体層とを備え、
前記複数の電極層のうちの少なくとも１つの電極層は、タングステンおよび窒素を含む第１層と、タングステンを含む第２層と、平均粒径が５０ｎｍ以上の複数の結晶粒を含む第３層とを含み、
前記第２層は、前記第１層と前記第３層との間に設けられている、半導体装置。

【請求項11】

前記第２層は、タングステンおよびシリコンを含むアモルファス層、またはタングステンおよびシリコンを含む多結晶層である、請求項１０に記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第３層は、タングステンを含み、平均粒径が５０ｎｍ以上の前記複数の結晶粒を含む多結晶層である、請求項１０に記載の半導体装置。

【請求項13】

前記第３層内の前記複数の結晶粒の平均粒径は、前記第３層の膜厚の２倍以上である、請求項１０に記載の半導体装置。

【請求項14】

前記少なくとも１つの電極層は、タングステン、シリコン、および窒素を含む第４層をさらに含み、
前記第４層は、前記第１層と前記第２層との間に設けられている、請求項１０に記載の半導体装置。

【請求項15】

複数の第５層および複数の第１絶縁膜を交互に含む積層膜を形成し、
前記第５層の側面に第２絶縁膜を介して電荷蓄積層を形成し、
前記電荷蓄積層の側面に第３絶縁膜を介して半導体層を形成し、
前記第５層を除去して、前記積層膜内に複数の第１凹部を形成し、
前記第１凹部内に複数の電極層を形成する、
ことを含み、
前記複数の電極層のうちの少なくとも１つの電極層は、タングステンおよび窒素を含む第１層と、タングステンを含む第２層とを含むように形成され、
前記第２層は、タングステンを含むガスと、シリコンを含む還元ガスとを用いて、３００℃以下で形成される、
半導体装置の製造方法。

【請求項16】

前記第１層は、タングステンおよびフッ素を含むガス、またはタングステンおよび塩素を含むガスを用いて形成される、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項17】

前記還元ガスは、水素をさらに含む、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項18】

前記少なくとも１つの電極層は、平均粒径が５０ｎｍ以上の複数の結晶粒を含む第３層をさらに含むように形成される、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項19】

前記第２層は、第１温度で形成され、前記第３層は、前記第２層の形成後に前記第１温度よりも高い第２温度で形成される、請求項１８に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項20】

前記少なくとも１つの電極層は、タングステン、シリコン、および窒素を含む第４層をさらに含むように形成される、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、半導体装置およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ワード線などの電極層を備える３次元半導体メモリでは、電極層の電気抵抗を低減することや、電極層に起因するブロック絶縁膜へのダメージを抑制することや、電極層に起因するリーク電流の増加を抑制することが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－３１０８４２号公報

【特許文献2】米国特許第８０５３３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

好適な特性を有する電極層を形成することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一の実施形態によれば、半導体装置は、複数の電極層および複数の第１絶縁膜を交互に含む積層膜と、前記電極層の側面に第２絶縁膜を介して設けられた電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層の側面に第３絶縁膜を介して設けられた半導体層とを備える。前記複数の電極層のうちの少なくとも１つの電極層は、タングステンおよび窒素を含む多結晶層である第１層と、タングステンを含むアモルファス層である第２層とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態の半導体装置の構造を示す斜視図である。

【図2】第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図(1/4)である。

【図3】第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図(2/4)である。

【図4】第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図(3/4)である。

【図5】第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図(4/4)である。

【図6】第１実施形態の第１比較例の半導体装置の構造と、第１実施形態の半導体装置の構造とを示す断面図である。

【図7】第１実施形態の第１比較例の半導体装置の一例と、第１実施形態の半導体装置の一例とを説明するための断面図である。

【図8】第１実施形態の半導体装置の別の例を説明するための断面図である。

【図9】第１実施形態の金属層２６内の各結晶粒Ｐ２の粒径Ｄについて説明するための図である。

【図10】第１実施形態の半導体装置の製造方法の詳細を示す断面図である。

【図11】第１実施形態の電極層６の形成方法の詳細を示す断面図である。

【図12】第１実施形態の半導体装置の特性に関するグラフである。

【図13】第１実施形態の第２比較例の半導体装置の構造を断面図である。

【図14】第１実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１～図１４において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0008】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体装置の構造を示す斜視図である。本実施形態の半導体装置は、例えば３次元半導体メモリを備えている。

【0009】

本実施形態の半導体装置は、コア絶縁膜１と、チャネル半導体層２と、トンネル絶縁膜３と、電荷蓄積層４と、ブロック絶縁膜５と、電極層６とを備えている。ブロック絶縁膜５は、絶縁膜５ａと、絶縁膜５ｂとを含んでいる。電極層６は、バリアメタル層６ａと、電極材層６ｂとを含んでいる。トンネル絶縁膜３は、第３絶縁膜の例である。絶縁膜５ａは、第２絶縁膜の例である。

【0010】

図１では、基板上に複数の電極層および複数の絶縁膜が交互に積層されており、これらの電極層および絶縁膜内にメモリホールＨ１が設けられている。図１は、これらの電極層のうちの１つの電極層６を示している。これらの電極層は例えば、３次元半導体メモリのワード線として機能する。図１は、基板の表面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、基板の表面に垂直なＺ方向とを示している。本明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、－Ｚ方向を下方向として取り扱う。－Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよいし、重力方向とは一致していなくてもよい。

【0011】

コア絶縁膜１、チャネル半導体層２、トンネル絶縁膜３、電荷蓄積層４、および絶縁膜５ａは、メモリホールＨ１内に形成されており、３次元半導体メモリのメモリセルを構成している。絶縁膜５ａは、メモリホールＨ１内の電極層および絶縁膜の側面に形成されており、電荷蓄積層４は、絶縁膜５ａの側面に形成されている。電荷蓄積層４は、３次元半導体メモリの信号電荷を蓄積することが可能である。トンネル絶縁膜３は、電荷蓄積層４の側面に形成されており、チャネル半導体層２は、トンネル絶縁膜３の側面に形成されている。チャネル半導体層２は、３次元半導体メモリのチャネルとして機能する。コア絶縁膜１は、チャネル半導体層２の側面に形成されている。

【0012】

絶縁膜５ａは、例えばＳｉＯ_２膜（シリコン酸化膜）である。電荷蓄積層４は、例えばＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）である。トンネル絶縁膜３は例えば、ＳｉＯ_２膜である。チャネル半導体層２は、例えばポリシリコン層である。コア絶縁膜１は、例えばＳｉＯ_２膜である。

【0013】

絶縁膜５ｂ、バリアメタル層６ａ、および電極材層６ｂは、上記複数の絶縁膜のうちの２つの絶縁膜間に形成されており、上側の絶縁膜の下面と、下側の絶縁膜の上面と、絶縁膜５ａの側面とに順に形成されている。上記複数の絶縁膜は、第１絶縁膜の例である。バリアメタル層６ａは、第１層の例である。電極材層６ｂは、第２および第３層の例である。

【0014】

絶縁膜５ｂは、例えばＡｌ_２Ｏ_３膜（アルミニウム酸化膜）である。バリアメタル層６ａは、例えばＷＮ膜（タングステン窒化膜）である。電極材層６ｂは、例えばＷ（タングステン）層である。バリアメタル層６ａおよび電極材層６ｂのさらなる詳細については、後述する。

【0015】

図２～図５は、第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。

【0016】

まず、基板１１を用意し、基板１１上に、複数の犠牲層１３および複数の絶縁膜１４を交互に含む積層膜１２を形成する（図２）。積層膜１２は、基板１１上に複数の犠牲層１３および複数の絶縁膜１４を交互に積層することで形成される。積層膜１２は、基板１１上に直接形成されてもよいし、基板１１上に他の層を介して形成されてもよい。基板１１は例えば、Ｓｉ（シリコン）基板などの半導体基板である。犠牲層１３は例えば、ＳｉＮ膜である。絶縁膜１４は例えば、ＳｉＯ_２膜である。犠牲層１３は第５層の例であり、絶縁膜１４は第１絶縁膜の例である。

【0017】

次に、フォトリソグラフィおよびＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により、積層膜１２内に複数のメモリホールＨ１を形成する（図２）。図２は、これらのメモリホールＨ１のうちの１つを示している。本実施形態の各メモリホールＨ１は、平面視で円形の形状を有しており、積層膜１２を貫通している。

【0018】

次に、各メモリホールＨ１内の積層膜１２の側面に、絶縁膜５ａ、電荷蓄積層４、トンネル絶縁膜３、チャネル半導体層２、およびコア絶縁膜１を順に形成する（図３）。絶縁膜５ａ、電荷蓄積層４、トンネル絶縁膜３、およびチャネル半導体層２は、Ｚ方向に延びる管状の形状を有するように形成される。コア絶縁膜１は、Ｚ方向に延びる柱状の形状を有するように形成される。

【0019】

次に、積層膜１２内に複数のスリット（不図示）を形成し、これらのスリットからリン酸水溶液などの薬液により犠牲層１３を除去する。その結果、積層膜１２内に複数の凹部Ｈ２が形成される（図４）。凹部Ｈ２は、第１凹部の例である。

【0020】

次に、各凹部Ｈ２内の絶縁膜５ａ、１４の表面に、絶縁膜５ｂ、バリアメタル層６ａ、および電極材層６ｂを順に形成する（図５）。その結果、絶縁膜５ａ、５ｂを含むブロック絶縁膜５が形成される。さらには、各凹部Ｈ２内に、バリアメタル層６ａおよび電極材層６ｂを含む電極層６が形成される。さらには、基板１１上に、複数の電極層６および複数の絶縁膜１４を交互に含む積層膜１２が形成される。このようにして、犠牲層１３を電極層６に置換（リプレイス）するリプレイス工程が行われる。

【0021】

各凹部Ｈ２は、Ｚ方向に互いに隣接する２つの絶縁膜１４間に形成される。各凹部Ｈ２内では、絶縁膜５ｂ、バリアメタル層６ａ、および電極材層６ｂが、上側の絶縁膜１４の下面、下側の絶縁膜１４の上面、および絶縁膜５ａの側面に順に形成される。その結果、各電極層６は、絶縁膜５ｂを介して絶縁膜１４間に形成される。

【0022】

このようにして、本実施形態の半導体装置が製造される（図５）。図１は、図５に示す半導体装置の一部分を示している。

【0023】

次に、図６～図８を参照して、第１実施形態とその第１比較例とを比較する。

【0024】

図６は、第１実施形態の第１比較例の半導体装置の構造と、第１実施形態の半導体装置の構造とを示す断面図である。

【0025】

図６(ａ)は、第１比較例の半導体装置の構造を示している。図６(ａ)は、図５と同様に、電荷蓄積層４、ブロック絶縁膜５、電極層６、絶縁膜１４などを示している。ただし、本比較例の電極層６は、バリアメタル層６ａの代わりに、バリアメタル層６ａ’を含んでいる。図６(ａ)はさらに、電極層６内の電極材層６ｂや、電極材層６ｂ内のエアギャップＧを示している。図６(ａ)に示すように、本比較例の電極材層６ｂは、バリアメタル層６ａ’の側面、上面、および下面に順に形成された金属層２１、２２を含んでいる。

【0026】

バリアメタル層６ａ’は、ＴｉＮ膜（チタン窒化膜）である。金属層２１は、Ｗ層である。金属層２２は、Ｗ層である。本比較例では、バリアメタル層６ａ’および金属層２２が多結晶層であり、金属層２１がアモルファス層である。よって、金属層２２の抵抗率は、金属層２１の抵抗率よりも低くなっている。

【0027】

図６(ｂ)は、図５と同様に、第１実施形態の半導体装置の構造を示している。上記比較例の電極層６が、バリアメタル層６ａ’を含んでいるのに対し、本実施形態の電極層６は、バリアメタル層６ａを含んでいる。図６(ｂ)はさらに、電極層６内の電極材層６ｂや、電極材層６ｂ内のエアギャップＧを示している。図６(ｂ)に示すように、本実施形態の電極材層６ｂは、バリアメタル層６ａの側面、上面、および下面に順に形成された金属層２３、２４を含んでいる。金属層２３は、バリアメタル層６ａと金属層２４との間に設けられている。バリアメタル層６ａは第１層の例であり、金属層２３は第２層の例であり、金属層２４は第３層の例である。

【0028】

バリアメタル層６ａは、例えばＷＮ膜である。金属層２３は、例えばＷ層である。金属層２４は、例えばＷ層である。本実施形態では、バリアメタル層６ａおよび金属層２４が多結晶層であり、金属層２３がアモルファス層である。よって、金属層２４の抵抗率は、金属層２３の抵抗率よりも低くなっている。

【0029】

本実施形態によれば、電極層６をＴｉＮ膜（バリアメタル層６ａ’）の代わりにＷＮ膜（バリアメタル層６ａ）で形成することにより、金属層２３を金属層２１に比べて薄くすることが可能となる。これにより、高抵抗層である金属層２３を薄くすることで、電極層６の電気抵抗を低減することが可能となる。

【0030】

図７は、第１実施形態の第１比較例の半導体装置の一例と、第１実施形態の半導体装置の一例とを説明するための断面図である。

【0031】

図７(ａ)は、第１比較例の半導体装置の一例を示している。図７(ａ)は、図６(ａ)と同様の構造を示しており、さらには、金属層２１に含まれるＢ（ボロン）原子を示している。

【0032】

図７(ａ)に示す例では、金属層２１が、ＷＦ_６ガスとＢ_２Ｈ_６ガスとを用いて形成されたＷ層となっている（Ｗはタングステン、Ｆはフッ素、Ｂはボロン、Ｈは水素を表す）。よって、金属層２１が、不純物原子としてＢ原子を含んでいる。金属層２１中のＢ原子がブロック絶縁膜５に拡散すると、メモリセルの消去特性が劣化するおそれや、メモリセルにてリーク電流が増加するおそれがある。一方、金属層２２は、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスとを用いて形成されたＷ層となっている。

【0033】

本比較例では、バリアメタル層６ａ’および金属層２２が多結晶層であり、金属層２１がアモルファス層である。ＷＦ_６ガスとＢ_２Ｈ_６ガスとを用いて金属層２１を形成すると、金属層２１をアモルファス層とすることができる。この場合、バリアメタル層６ａ’の表面に金属層２１を介して金属層２２を形成すると、バリアメタル層６ａ’の結晶性が、金属層２１の作用により、金属層２２の結晶性にあまり影響しなくなる。これにより、バリアメタル層６ａ’内の結晶粒の粒径が小さくても、金属層２２内の結晶粒の粒径を大きくすることが可能となる。その結果、金属層２２（電極層６）の電気抵抗を低減することが可能となる。しかしながら、図７(ａ)に示す例では、上記のように金属層２１中のＢ原子の拡散が問題となる。

【0034】

図７(ｂ)は、第１実施形態の半導体装置の一例を示している。図７(ｂ)は、図６(ｂ)と同様の構造を示しており、さらには、金属層２３に含まれるＢ原子を示している。

【0035】

図７(ｂ)に示す例では、図７(ａ)に示す例と同様に、金属層２３が、ＷＦ_６ガスとＢ_２Ｈ_６ガスとを用いて形成されたＷ層となっている。よって、金属層２３が、不純物原子としてＢ原子を含んでいる。金属層２３中のＢ原子がブロック絶縁膜５に拡散すると、メモリセルの消去特性が劣化するおそれや、メモリセルにてリーク電流が増加するおそれがある。一方、金属層２４は、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスとを用いて形成されたＷ層となっている。

【0036】

本実施形態では、バリアメタル層６ａおよび金属層２４が多結晶層であり、金属層２３がアモルファス層である。ＷＦ_６ガスとＢ_２Ｈ_６ガスとを用いて金属層２３を形成すると、金属層２３をアモルファス層とすることができる。この場合、バリアメタル層６ａの表面に金属層２３を介して金属層２４を形成すると、バリアメタル層６ａの結晶性が、金属層２３の作用により、金属層２４の結晶性にあまり影響しなくなる。これにより、バリアメタル層６ａ内の結晶粒の粒径が小さくても、金属層２４内の結晶粒の粒径を大きくすることが可能となる。その結果、金属層２４（電極層６）の電気抵抗を低減することが可能となる。さらには、電極層６をＴｉＮ膜（バリアメタル層６ａ’）の代わりにＷＮ膜（バリアメタル層６ａ）で形成することにより、金属層２３（電極層６）の電気抵抗を低減することが可能となる。しかしながら、図７(ｂ)に示す例でも、上記のように金属層２３中のＢ原子の拡散が問題となる。

【0037】

図８は、第１実施形態の半導体装置の別の例を説明するための断面図である。

【0038】

図８(ａ)に示す例では、図７(ｂ)に示す例と同様に、電極層６が、バリアメタル層６ａを含んでいる。図８(ａ)はさらに、電極層６内の電極材層６ｂや、電極材層６ｂ内のエアギャップＧを示している。図８(ａ)に示す例では、電極材層６ｂが、バリアメタル層６ａの側面、上面、および下面に順に形成された金属層２５、２６を含んでいる。金属層２５は、バリアメタル層６ａと金属層２６との間に設けられている。金属層２５も、金属層２３と同様に、第２層の例である。金属層２６も、金属層２４と同様に、第３層の例である。

【0039】

バリアメタル層６ａは、上述の通り、例えばＷＮ膜である。金属層２５は、例えばＷ層である。金属層２６は、例えばＷ層である。図８(ａ)に示す例では、バリアメタル層６ａおよび金属層２６が多結晶層であり、金属層２５がアモルファス層である。よって、金属層２６の抵抗率は、金属層２５の抵抗率よりも低くなっている。図８(ａ)はさらに、金属層２５に含まれるＳｉ（シリコン）原子を示している。

【0040】

図８(ａ)に示す例では、金属層２５が、Ｗおよびハロゲン元素を含む材料ガスと、ＳｉおよびＨを含む還元ガスとを用いて形成されたＷ層となっている。材料ガスは、例えばＷＦ_６ガスである。還元ガスは、例えばＳｉＨ_４ガスやＳｉ_２Ｈ_６ガスなどである。よって、金属層２５が、不純物原子としてＢ原子ではなくＳｉ原子を含んでいる。これにより、Ｂ原子の拡散に伴う問題を抑制することが可能となる。金属層２５は、例えば３００℃以下で形成され、好ましくは２００℃以下で形成される。

【0041】

なお、金属層２５は、Ｂ原子の拡散に伴う問題が深刻にならない程度の低濃度のＢ原子を含んでいてもよい。例えば、金属層２５は、他の層から拡散したＢ原子を含んでいてもよい。図８(ａ)に示す例では、金属層２５がＢ原子を含まない場合にも、金属層２５が低濃度のＢ原子を含む場合でも、金属層２５内のＢ濃度は、金属層２５内のＳｉ濃度よりも低くなる。金属層２５内のＳｉ濃度は、例えば６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３である。金属層２５内のＳｉ濃度は、例えば金属層２５を形成する温度に応じて変化する。金属層２５内のＷ原子の個数をＮ１とし、金属層２５内のＳｉ原子の個数をＮ２とする場合、金属層２５内のＳｉ原子の組成比Ｎ２／（Ｎ１＋Ｎ２）は、例えば０．１０～０．１５（１０～１５％）となる。

【0042】

金属層２６は、金属層２４と同様に、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスとを用いて形成されたＷ層となっている。金属層２６は例えば、材料ガスとしてのＷＦ_６ガスと、還元ガスとしてのＨ_２ガスとを用いて形成されたＷ層である。金属層２６は例えば、金属層２５の形成後に、金属層２５を形成する温度より高い温度で形成される。金属層２５を形成する温度は、第１温度の例であり、金属層２６を形成する温度は、第２温度の例である。

【0043】

図８(ａ)に示す例では、電極層６が、バリアメタル層６ａと電極材層６ｂとの間に形成された中間層６ｃを含んでいる。中間層６ｃは、例えばＷＳｉＮ膜（タングステン珪窒化膜）である。中間層６ｃは、第４層の例である。

【0044】

図８(ａ)に示す電極層６を形成する際には例えば、バリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６を順に形成し、その後にバリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６を６５０～９００℃（例えば７５０℃で１０秒間）で加熱する。その結果、バリアメタル層６ａと金属層２５との間に中間層６ｃが形成される。

【0045】

図８(ａ)に示す例によれば、電極材層６ｂ中のＦ原子が、ブロック絶縁膜５に拡散することを、中間層６ｃにより抑制することが可能となる。理由は、中間層６ｃ内のＳｉ原子が、Ｆ原子をバリアする作用を有するためと考えられる。また、図８(ａ)に示す例によれば、金属層２５中のＳｉ原子が、ブロック絶縁膜５に拡散することを、中間層６ｃにより抑制することが可能となる。理由は、中間層６ｃ内のＳｉ－Ｎ結合が、Ｓｉ原子の拡散を抑制する作用を有するためと考えられる。これにより、Ｓｉ原子が絶縁膜５ｂ（ブロック絶縁膜５）にダメージを与えることを抑制することが可能となる。

【0046】

図８(ａ)に示す例では、バリアメタル層６ａの膜厚が、例えば１．０～３．０ｎｍ（好ましくは１．５～２．０ｎｍ）である。また、図８(ａ)に示す例では、中間層６ｃの膜厚が、バリアメタル層６ａの膜厚より薄くなっており、例えば、バリアメタル層６ａの膜厚の０．１～０．５倍となっている。また、図８(ａ)に示す例では、中間層６ｃ内の窒素濃度が、バリアメタル層６ａ内の窒素濃度よりも高くなっており、かつ、中間層６ｃ内のシリコン濃度が、高濃度になっている。中間層６ｃは、アモルファス層でもよいし、多結晶層でもよい。

【0047】

図８(ｂ)は、図８(ａ)の電極層６を拡大して示している、図８(ｂ)中の太線は、バリアメタル層６ａ、中間層６ｃ、金属層２５、および金属層２６の間の界面を示している。図８(ｂ)中の細線は、バリアメタル層６ａ内の結晶粒Ｐ１間の粒界や、金属層２６内の結晶粒Ｐ２間の粒界を示している。

【0048】

図８(ａ)および図８(ｂ)に示す例では、バリアメタル層６ａおよび金属層２６が多結晶層であり、金属層２５がアモルファス層である。上記の材料ガスおよび還元ガスを用いて金属層２５を３００℃以下で形成すると、金属層２５をアモルファス層とすることができる。この場合、バリアメタル層６ａの表面に金属層２５を介して金属層２６を形成すると、バリアメタル層６ａの結晶性が、金属層２５の作用により、金属層２６の結晶性にあまり影響しなくなる。これにより、バリアメタル層６ａ内の結晶粒Ｐ１の粒径が小さくても、金属層２６内の結晶粒Ｐ２の粒径を大きくすることが可能となる。その結果、金属層２６（電極層６）の電気抵抗を低減することが可能となる。さらには、電極層６をＴｉＮ膜（バリアメタル層６ａ’）の代わりにＷＮ膜（バリアメタル層６ａ）で形成することにより、金属層２５（電極層６）の電気抵抗を低減することが可能となる。図８(ａ)および図８(ｂ)に示す例によれば、Ｂ原子の拡散に伴う問題を抑制しつつ、金属層２６内の結晶粒Ｐ２を大粒径化することが可能となる。

【0049】

金属層２６内の結晶粒Ｐ２の平均粒径は、例えば５０ｎｍ以上となる。本実施形態の金属層２６の膜厚（Ｚ方向の長さ）は、例えば２５ｎｍかそれ未満である。よって、本実施形態によれば、金属層２６内の結晶粒Ｐ２の平均粒径を、金属層２６の膜厚の２倍以上にすることが可能となる。なお、金属層２６内の結晶粒Ｐ２の平均粒径のさらなる詳細については、後述する。

【0050】

図９は、第１実施形態の金属層２６内の各結晶粒Ｐ２の粒径Ｄについて説明するための図である。

【0051】

図９(ａ)は、金属層２６のＸＹ断面の一例を示している。図９(ａ)に示すＸＹ断面は、金属層２６内の複数の結晶粒Ｐ２の断面を含んでいる。図９(ａ)はさらに、金属層２６内のある結晶粒Ｐ２の断面の面積Ａを示している。

【0052】

図９(ｂ)は、この結晶粒Ｐ２に対応する円Ｐ２’を示している。円Ｐ２’の面積は、この結晶粒Ｐ２の面積Ａと同じであるとする。図９(ｂ)はさらに、円Ｐ２’の直径Ｄを示している。面積Ａと直径Ｄとの間には、Ａ＝π（Ｄ／２）^２の関係が成り立つ。本実施形態では、この結晶粒Ｐ２の粒径は、円Ｐ２’の直径Ｄで表されるとする。よって、面積Ａを有する結晶粒Ｐ２の粒径は、Ｄ（＝（４Ａ／π）^１／２）となる。

【0053】

図９(ｃ)は、金属層２６内の複数の結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮの例として、度数平均を示している。金属層２６のあるＸＹ断面内にｎ個の結晶粒Ｐ２が含まれる場合、これらの結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮは、度数平均では、Ｄ_ＭＥＡＮ＝（ΣＤ_ｉ）／ｎで与えられる。ただし、Ｄ_ｉは、ｉ番目の結晶粒Ｐ２の粒径Ｄを表し、ΣＤ_ｉは、１番目からｎ番目の結晶粒Ｐ２の粒径Ｄの総和を表す。また、ｎは２以上の整数を表し、ｉは１≦ｉ≦ｎを満たす整数を表す。

【0054】

図９(ｄ)は、金属層２６内の複数の結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮの例として、加重平均を示している。金属層２６のあるＸＹ断面内にｎ個の結晶粒Ｐ２が含まれる場合、これらの結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮは、加重平均では、Ｄ_ＭＥＡＮ＝（ΣＤ_ｉＡ_ｉ）／（ΣＡ_ｉ）で与えられる。ただし、Ａ_ｉは、ｉ番目の結晶粒Ｐ２の面積Ａを表し、ΣＡ_ｉは、１番目からｎ番目の結晶粒Ｐ２の面積Ａの総和を表す。また、ΣＤ_ｉＡ_ｉは、１番目からｎ番目の結晶粒Ｐ２の値ＤＡの総和を表す。

【0055】

本実施形態では、金属層２６内の複数の結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮを、加重平均で表すものとする。上述のように、金属層２６内の結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮ（加重平均）は、例えば５０ｎｍ以上となる。本実施形態の金属層２６の膜厚は、例えば２５ｎｍかそれ未満である。よって、本実施形態によれば、金属層２６内の結晶粒Ｐ２の平均粒径Ｄ_ＭＥＡＮ（加重平均）を、金属層２６の膜厚の２倍以上にすることが可能となる。

【0056】

図１０は、第１実施形態の半導体装置の製造方法の詳細を示す断面図である。より詳細には、図１０は、図８(ａ)に示す半導体装置の製造方法を示している。

【0057】

各凹部Ｈ２内に電極層６を形成する際には、まず絶縁膜５ｂの表面にバリアメタル層６ａを形成する（図１０(ａ)）。バリアメタル層６ａは例えば、ＷＮ膜であり、ＷＦ_６ガスとＮＨ_３ガスとを用いて形成される。

【0058】

次に、バリアメタル層６ａの表面に金属層２５を形成する（図１０(ｂ)）。金属層２５は例えば、Ｗ層であり、ＷＦ_６ガスとＳｉＨ_４（またはＳｉ_２Ｈ_６）ガスとを用いて形成される。本実施形態の金属層２５は、例えば３００℃以下（好ましくは２００℃以下）でアモルファス層として形成される。本実施形態の金属層２５は、電極材層６ｂの初期膜として形成される。

【0059】

次に、金属層２５の表面に金属層２６を形成する（図１０(ｂ)）。金属層２６は例えば、Ｗ層であり、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスとを用いて形成される。金属層２６は、図１０(ｂ)の工程で多結晶層として形成される。本実施形態の金属層２６は、金属層２５を形成する温度より高い温度で形成され、例えば４５０℃で多結晶層として形成される。金属層２６が形成される間に、または金属層２６が形成された後に、金属層２５も、アモルファス層から多結晶層に変化してもよい。この場合、金属層２５は、例えば６００℃以上、好ましくは７５０℃以上でのアニールにより結晶化され、アモルファス層から多結晶層に変化する。本実施形態の金属層２６は、金属層２５と共に電極材層６ｂを形成する。本実施形態の金属層２６は、エアギャップＧを含むように形成されてもよい。

【0060】

本実施形態のバリアメタル層６ａは、上述のように、例えばＷＮ膜である。この場合、金属層２６を形成した後に、バリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６を高温で加熱してもよい。これにより、図１０(ｃ)に示すように、バリアメタル層６ａと金属層２５との間に中間層６ｃが形成される。中間層６ｃは例えば、バリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６を６５０～９００℃で加熱することで形成される。この際、金属層２５は、上述のようにアモルファス層から多結晶層に変化してもよい。

【0061】

本実施形態のバリアメタル層６ａは、ＷＦ_６ガスとＮＨ_３ガスとを用いて形成される場合、不純物原子としてＦ原子を含むことになる。このバリアメタル層６ａ中のＦ原子濃度は、例えば１．０×１０^２０～５．０×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３である。一方、バリアメタル層６ａは、ＷＯＣｌ_４ガスとＮＨ_３ガスとを用いて形成してもよい（Ｏは酸素を表し、Ｃｌは塩素を表す）。この場合、バリアメタル層６ａは、不純物原子としてＣｌ原子を含むことになる。このバリアメタル層６ａ中のＣｌ原子濃度は、例えば１．０×１０^２１～５．０×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３である。なお、バリアメタル層６ａは、Ｆ原子を含むＷＦ_６ガス以外のガスを用いて形成してもよいし、Ｃｌ原子を含むＷＯＣｌ_４ガス以外のガスを用いて形成してもよい。本実施形態によれば、Ｆ原子を含むガスの代わりにＣｌ原子を含むガスを用いてバリアメタル層６ａを形成することで、Ｆ原子の拡散に伴う問題を回避することが可能となる。

【0062】

なお、バリアメタル層６ａの形成工程から金属層２５の形成工程への遷移は、例えばＥｘ－ｓｉｔｕに行われる。また、金属層２５の形成工程から金属層２６の形成工程への遷移は、例えばＩｎ－ｓｉｔｕに行われる。

【0063】

図１１は、第１実施形態の電極層６の形成方法の詳細を示す断面図である。より詳細には、図１１は、図８(ａ)に示す電極層６の形成方法を示している。

【0064】

図１１(ａ)は、絶縁膜５ｂ（Ａｌ_２Ｏ_３膜）の表面に、バリアメタル層６ａ（ＷＮ膜）を形成する工程を示している。図１１(ｂ)は、バリアメタル層６ａの表面に、金属層２５（Ｗ層）を形成する工程を示している。図１１(ｂ)はさらに、金属層２５内に不純物原子として含まれるＳｉ原子を示している。図１１(ｃ)は、金属層２５の表面に、金属層２６（Ｗ層）を形成する工程を示している。

【0065】

図１１(ｄ)は、金属層２６を形成した後に、バリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６を高温で加熱する工程を示している。バリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６は、例えば６５０～９００℃で加熱される。その結果、金属層２５中のＳｉ原子と、バリアメタル層６ａ中のＮ原子とが反応し（図１１(ｄ)）、金属層２５とバリアメタル層６ａとの間に中間層６ｃ（ＷＳｉＮ膜）が形成される（図１１(ｅ)）。

【0066】

図１２は、第１実施形態の半導体装置の特性に関するグラフである。

【0067】

図１２(ａ)は、電極材層６ｂ（金属層２５、２６）の抵抗率を示している。図１２(ａ)の横軸は、金属層２５をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）で形成する際の温度（堆積温度）を表す。図１２(ａ)の縦軸は、製造後の半導体装置における電極材層６ｂの抵抗率を表す。図１２(ａ)によれば、電極材層６ｂの抵抗率は、堆積温度が２００～３００℃の場合に、堆積温度が上昇すると大きく増加することが分かる。よって、本実施形態の堆積温度は、例えば３００℃以下に設定され、好ましくは２００℃以下に設定される。

【0068】

図１２(ｂ)は、金属層２５の形成直後に金属層２５にＸ線を照射した際の散乱Ｘ線の強度を示している。具体的には、図１２(ｂ)は、金属層２５の２０度方向から８０度方向における散乱Ｘ線の強度を、堆積温度が１５０℃、１７０℃、２００℃、３００℃の場合について示している。図１２(ｂ)によれば、堆積温度が３００℃になると、散乱Ｘ線の強度に高いピークが現れている。これは、３００℃付近の堆積温度で金属層２５がアモルファス層から多結晶層に変化することを示している。

【0069】

図１２(ｃ)は、金属層２５内のＳｉ濃度を示している。図１２(ｃ)の横軸は、金属層２５をＣＶＤで形成する際の温度（堆積温度）を表す。図１２(ｃ)の縦軸は、製造後の半導体装置における金属層２５内のＳｉ濃度を表す。図１２(ｃ)によれば、金属層２５内のＳｉ濃度は、堆積温度が低下するにつれて増加し、堆積温度が２００℃付近で飽和することが分かる。

【0070】

次に、図１３および図１４を参照して、第１実施形態とその第２比較例とを比較する。

【0071】

図１３は、第１実施形態の第２比較例の半導体装置の構造を断面図である。

【0072】

図１３(ａ)に示す電極層６は、バリアメタル層６ａ’、金属層２７、および金属層２８を含んでいる。バリアメタル層６ａ’は例えば、ＴｉＮ膜であり、ＴｉＣｌ_４ガスとＮＨ_３ガスとを用いて形成される。金属層２７は例えば、Ｗ層であり、ＷＦ_６ガスとＳｉＨ_４（またはＳｉ_２Ｈ_６）ガスとを用いて形成される。金属層２８は例えば、Ｗ層であり、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスとを用いて形成される。これは、図１３(ｂ)に示す電極層６や、図１３(ｃ)に示す電極層６についても同様である。

【0073】

図１３(ａ)は、金属層２７内のＳｉ濃度が６．０×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より低い場合の金属層２７などを示している。この場合、ＷＦ_６ガスに由来するＦ原子が、金属層２８を形成する際に生じると、Ｆ原子がブロック絶縁膜５に拡散するおそれがある。その結果、ブロック絶縁膜５がＦ原子によりダメージを受けるおそれがある。

【0074】

図１３(ｂ)は、金属層２７内のＳｉ濃度が６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３の場合の金属層２７などを示している。この場合、上記のＦ原子は、金属層２７内のＳｉ原子と反応して、Ｓｉ－Ｆ結合を形成しやすくなる。これにより、Ｆ原子がブロック絶縁膜５に拡散することを抑制することが可能となる。

【0075】

図１３(ｃ)は、金属層２７内のＳｉ濃度が１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より高い場合の金属層２７などを示している。この場合にも、Ｆ原子がブロック絶縁膜５に拡散することを抑制することが可能となる。しかしながら、金属層２７が多量のＳｉ原子を含んでいるため、金属層２７中のＳｉ原子が、ブロック絶縁膜５に拡散しやすくなる。その結果、ブロック絶縁膜５がＳｉ原子によりダメージを受けるおそれがある。

【0076】

よって、金属層２７内のＳｉ濃度は、高すぎも低すぎもしないことが望ましい。そのため、金属層２７内のＳｉ濃度は、６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３であることが望ましい。ただし、本比較例の電極層６は、バリアメタル層６ａ’としてＴｉＮ膜を含んでいるため、高抵抗層である金属層２７が厚くなり、電極層６の電気抵抗が高くなってしまう。

【0077】

図１４は、第１実施形態の半導体装置の構造を示す断面図である。

【0078】

図１４(ａ)に示す電極層６は、バリアメタル層６ａ、金属層２５、および金属層２６を含んでいる。バリアメタル層６ａは例えば、ＷＮ膜であり、ＷＦ_６ガスとＮＨ_３ガスとを用いて形成される。金属層２５は例えば、Ｗ層であり、ＷＦ_６ガスとＳｉＨ_４（またはＳｉ_２Ｈ_６）ガスとを用いて形成される。金属層２６は例えば、Ｗ層であり、ＷＦ_６ガスとＨ_２ガスとを用いて形成される。これは、図１４(ｂ)に示す電極層６や、図１４(ｃ)に示す電極層６についても同様である。本実施形態によれば、バリアメタル層６ａとしてＷＮ膜を含む電極層６を形成することで、高抵抗層である金属層２５を薄くすることが可能となり、電極層６の電気抵抗を低減することが可能となる。

【0079】

図１４(ａ)は、金属層２５内のＳｉ濃度が６．０×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より低い場合の金属層２５などを示している。この場合、ＷＦ_６ガスに由来するＦ原子が、金属層２６を形成する際に生じると、Ｆ原子がブロック絶縁膜５に拡散するおそれがある。その結果、ブロック絶縁膜５がＦ原子によりダメージを受けるおそれがある。これは、図１３(ａ)の場合と同様である。

【0080】

図１４(ｂ)は、金属層２５内のＳｉ濃度が６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３の場合の金属層２５などを示している。この場合、上記のＦ原子は、金属層２５内のＳｉ原子と反応して、Ｓｉ－Ｆ結合を形成しやすくなる。これにより、Ｆ原子がブロック絶縁膜５に拡散することを抑制することが可能となる。これは、図１３(ｂ)の場合と同様である。

【0081】

図１４(ｃ)は、金属層２５内のＳｉ濃度が１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より高い場合の金属層２５などを示している。この場合にも、Ｆ原子がブロック絶縁膜５に拡散することを抑制することが可能となる。しかしながら、金属層２５が多量のＳｉ原子を含んでいるため、金属層２５中のＳｉ原子が、ブロック絶縁膜５に拡散しやすくなる。その結果、ブロック絶縁膜５がＳｉ原子によりダメージを受けるおそれがある。これは、図１３(ｃ)の場合と同様である。

【0082】

よって、金属層２５内のＳｉ濃度は、高すぎも低すぎもしないことが望ましい。そのため、本実施形態の金属層２５内のＳｉ濃度は、６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３であることが望ましい。

【0083】

なお、本実施形態によれば、バリアメタル層６ａ中のＮ原子の作用により、金属層２５中のＳｉ原子がブロック絶縁膜５に拡散することを抑制することが可能となる。よって、この作用が十分に大きい場合には、金属層２５内のＳｉ濃度は、１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より高くしてもよい。

【0084】

また、図１４(ａ)～図１４(ｃ)の各々に示す電極層６は、バリアメタル層６ａと電極材層６ｂとの間に中間層６ｃ（ＷＳｉＮ膜）を含んでいてもよい。これにより、金属層２５中のＳｉ原子や電極材層６ｂ中のＦ原子がブロック絶縁膜５に拡散することを、中間層６ｃの作用により抑制することが可能となる。よって、これらの作用が十分に大きい場合には、金属層２５内のＳｉ濃度は、６．０×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より低くしてもよいし、または１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３より高くしてもよい。

【0085】

以上のように、本実施形態の電極層６は、バリアメタル層６ａ、金属層２３（または２５）、および金属層２４（または２６）により形成される。よって、本実施形態によれば、好適な特性を有する電極層６を形成することが可能となる。

【0086】

例えば、バリアメタル層６ａをＷＮ膜とすることで、金属層２３（または２５）を薄くして電極層６の電気抵抗を低減することや、Ｆ原子が拡散することを抑制することが可能となる。また、金属層２６内の結晶粒の粒径を大きくすることで、電極層６の電気抵抗を低減することが可能となる。また、ボロンを含むガスを用いずに金属層２５を形成することで、電極層６に起因するリーク電流の増加を抑制することが可能となる。また、金属層２５内のＳｉ濃度を６．０×１０^２１～１．５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３とすることで、電極層６内のＦ原子やＳｉ原子がブロック絶縁膜５にダメージを与えることを抑制することが可能となる。また、バリアメタル層６ａと電極材層６ｂとの間に中間層６ｃを形成することで、Ｆ原子やＳｉ原子が拡散することを抑制することが可能となる。

【0087】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0088】

１：コア絶縁膜、２：チャネル半導体層、３：トンネル絶縁膜、４：電荷蓄積層、
５：ブロック絶縁膜、５ａ：絶縁膜、５ｂ：絶縁膜、６：電極層、
６ａ：バリアメタル層、６ａ’：バリアメタル層、６ｂ：電極材層、６ｃ：中間層、
１１：基板、１２：積層膜、１３：犠牲層、１４：絶縁膜、
２１：金属層、２２：金属層、２３：金属層、２４：金属層、
２５：金属層、２６：金属層、２７：金属層、２８：金属層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】