(57)【要約】【課題】２つの回路部品が接合されて成る半導体装置の構造の接合強度の維持および信頼性の向上の双方を実現するのに有利な技術を提供する。【解決手段】半導体装置は第１の回路部品および第２の回路部品を備え、前記第１の回路部品は、第１の半導体基板上に配線層と絶縁層とが積層されて成る第１の配線構造を有し、前記第２の回路部品は、第２の半導体基板上に配線層と絶縁層とが積層されて成る第２の配線構造を有し、前記第１及び前記第２の回路部品は、前記第１及び前記第２の配線構造が相互に面接触して電気接続されることにより接合され、それらの接合面を形成する絶縁層は、何れも、酸素原子と、炭素原子及び／又は窒素原子と、がシリコン原子に結合して組成されており、前記酸素原子の数、前記炭素原子の数および前記窒素原子の数について所定の条件式が成立するように構成されている。【選択図】図１
2020043298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路部品および第２の回路部品を備える半導体装置であって、
前記第１の回路部品は、第１の半導体基板と、前記第１の半導体基板上に１以上の配線層と１以上の絶縁層とが積層されて成る第１の配線構造と、を有し、
前記第２の回路部品は、第２の半導体基板と、前記第２の半導体基板上に１以上の配線層と１以上の絶縁層とが積層されて成る第２の配線構造と、を有し、
前記第１の回路部品と前記第２の回路部品とは、前記第１の配線構造と前記第２の配線構造とが相互に接合され、
前記第１の回路部品と前記第２の回路部品との接合面を形成する前記第１の配線構造および前記第２の配線構造の絶縁層は、何れも、酸素原子と、炭素原子及び／又は窒素原子とがシリコン原子に結合して組成されており、かつ、少なくとも前記絶縁層における酸素原子、炭素原子および窒素原子の数をそれぞれＮＯ、ＮＣおよびＮＮとしたときに、
６×ＮＯ＞３×ＮＣ＋４×ＮＮ
が成立するように構成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の配線構造及び／又は前記第２の配線構造において、前記絶縁層は水素原子を更に含む
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の配線構造及び／又は前記第２の配線構造は複数の絶縁層が積層されて成り、前記複数の絶縁層において、前記接合面を形成する最上の絶縁層とは異なる他の絶縁層は、該最上の絶縁層に比べて誘電率の低い材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記他の絶縁層の少なくとも一部は、誘電率が４．５以下の材料で構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１の配線構造及び／又は前記第２の配線構造は複数の配線層と複数の絶縁層とが積層されて成り、前記複数の配線層において前記接合面を形成する最上の配線層はバリアメタルで覆われており、かつ、前記複数の絶縁層において前記接合面を形成する最上の絶縁層の下面は前記最上の配線層の下面よりも上方に位置している
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の配線構造及び／又は前記第２の配線構造は複数の配線層と複数の絶縁層とが積層されて成り、前記複数の配線層において前記接合面を形成する最上の配線層はバリアメタルで覆われておらず、かつ、前記複数の絶縁層において前記接合面を形成する最上の絶縁層の下面は前記最上の配線層の下面よりも下方に位置している
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の配線構造及び／又は前記第２の配線構造は複数の絶縁層が積層されて成り、前記複数の絶縁層において、前記接合面を形成する最上の絶縁層とは異なる他の絶縁層は、該最上の絶縁層同様の組成で構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置。
【請求項８】
前記接合面を形成する前記絶縁層は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン炭化物（ＳｉＣ）およびシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項９】
ＮＣ＞０かつＮＮ＞０を満たす
ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記接合面を形成する前記絶縁層は、炭素原子及び窒素原子の双方の濃度が６．５×１０２０［ａｔоｍｓ／ｃｍ３］以上となるように構成されている
ことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体装置は、複数の画素を備える固体撮像装置であり、
前記複数の画素のそれぞれは、光電変換素子と、フローティングディフュージョンと、前記光電変換素子の電荷を前記フローティングディフュージョンに転送する第１トランジスタと、前記フローティングディフュージョンの電圧に応じた信号を出力する第２トランジスタと、を含み、
前記光電変換素子、前記フローティングディフュージョンおよび前記第１トランジスタは、前記第１の半導体基板に設けられており、
前記第２トランジスタは、前記第２の半導体基板に設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項記載の半導体装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置からの信号を処理するプロセッサと、を備える
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
半導体装置の製造方法であって、
第１の半導体基板と、前記第１の半導体基板上に１以上の配線層と１以上の絶縁層とが積層されて成る第１の配線構造と、を有する第１の回路部品を準備する工程と、
第２の半導体基板と、前記第２の半導体基板上に１以上の配線層と１以上の絶縁層とが積層されて成る第２の配線構造と、を有する第２の回路部品を準備する工程と、
前記第１の配線構造と前記第２の配線構造とを相互に接触させて、前記第１の回路部品と前記第２の回路部品とを接合させる工程と、
を含み、
前記第１の回路部品を準備する工程および前記第２の回路部品を準備する工程のそれぞれにおいては、前記第１の回路部品と前記第２の回路部品との接合面を形成する前記第１の配線構造および前記第２の配線構造の絶縁層を、酸素原子と、炭素原子及び／又は窒素原子とがシリコン原子に結合して組成されるように、かつ、少なくとも該接合面における酸素原子、炭素原子および窒素原子の数をそれぞれＮＯ、ＮＣおよびＮＮとしたときに、
６×ＮＯ＞３×ＮＣ＋４×ＮＮ
が成立するように、形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の回路部品を準備する工程および前記第２の回路部品を準備する工程のそれぞれにおいて、前記接合面を形成する前記絶縁層を、トリメトキシシランおよび亜酸化窒素を用いたプラズマＣＶＤにより形成する
ことを特徴とする請求項１３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】
本発明は、半導体装置、その製造方法および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置には、２つの回路部品が接合されて構成されたものもある（特許文献１参照）。これら２つの回路部品は、それぞれ半導体基板上に配線構造が設けられて成り、それらの配線構造が面接触して電気接続されることにより接合される。この接合は、２つの回路部品の接合面に所定の表面活性化処理をそれぞれ行った後に該２つの回路部品を接合面で貼り合わせて熱処理を行うことにより実現されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３２０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、配線構造における上記接合面を形成する層として、金属拡散を防止するための拡散防止膜を用いることが記載されている。この拡散防止膜には、シリコン窒化物（シリコンナイトライド）、シリコン酸炭化物（シリコンオキシカーバイド）或いはシリコン酸炭窒化物（シリコンオキシカーボナイトライド）が用いられる。このような構造によれば、配線層から絶縁層への金属拡散が防止され、装置の信頼性が向上する。
【０００５】
一方、上記２つの回路部品の接合をより強固なものにするためには、それらの接合面におけるシリコン原子と酸素原子との結合（Ｏ‐Ｓｉ‐Ｏ結合）が適切に実現されることが求められる。そのため、特許文献１の上記構造においては、接合面における接合強度を向上させて装置の信頼性を更に向上させるのに、改善の余地があると云える。
【０００６】
本発明は、２つの回路部品が接合されて成る半導体装置の構造の接合強度を向上させ、該装置の信頼性を更に向上させるのに有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの側面は半導体装置にかかり、前記半導体装置は、第１の回路部品および第２の回路部品を備える半導体装置であって、前記第１の回路部品は、第１の半導体基板上に１以上の配線層と１以上の絶縁層とが積層されて成る第１の配線構造を有し、前記第２の回路部品は、第２の半導体基板上に１以上の配線層と１以上の絶縁層とが積層されて成る第２の配線構造を有し、前記第１の回路部品と前記第２の回路部品とは、前記第１の配線構造と前記第２の配線構造とが相互に面接触して電気接続されることにより接合され、前記第１の回路部品と前記第２の回路部品との接合面を形成する前記第１の配線構造および前記第２の配線構造の絶縁層は、何れも、酸素原子と、炭素原子及び／又は窒素原子とがシリコン原子に結合して組成されており、かつ、少なくとも該接合面における酸素原子、炭素原子および窒素原子の数をそれぞれＮＯ、ＮＣおよびＮＮとしたときに、６×ＮＯ＞３×ＮＣ＋４×ＮＮが成立するように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記半導体装置の信頼性を更に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】２つの回路部品が接合されて成る半導体装置の構造の例を説明するための模式図である。
【図２】半導体装置の製造の際に用いるプラズマＣＶＤ装置の構成例を説明するための模式図である。
【図３】半導体装置の構造の他の例を説明するための模式図（Ａ）及び（Ｂ）である。
【図４】半導体装置の構造の他の例を説明するための模式図（Ｃ）である。
【図５】実施例に係る固体撮像装置の構造の例を説明するための模式図である。
【図６】実施例に係る固体撮像装置の製造方法の例を説明するための模式図（Ａ）〜（Ｄ）である。
【図７】実施例に係る固体撮像装置の製造方法の例を説明するための模式図（Ｅ）〜（Ｆ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。尚、各図は構造ないし構成を説明する目的で記載されたものに過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。
【００１１】
［半導体装置の構成例］
図１は、実施形態に係る半導体装置ＡＰの構成の一例を示す模式図である。半導体装置ＡＰは、相互に接合された回路部品（第１の回路部品）１および回路部品（第２の回路部品）２を備える。回路部品１は、半導体基板（第１の半導体基板）１０と、半導体基板１０上に設けられた配線構造（第１の配線構造）１１とを有する。また、回路部品２は、半導体基板（第２の半導体基板）２０と、半導体基板２０上に設けられた配線構造（第２の配線構造）２１とを有する。
【００１２】
先ず、回路部品１の構成について述べる。半導体基板１０には、本実施形態ではシリコン基板が用いられるものとするが、他の実施形態として、ガリウム砒素等の他の半導体材料で構成された基板が用いられてもよい。ここでは不図示とするが、半導体基板１０には、所定の回路を実現するための１以上の素子、例えば抵抗素子、容量素子、スイッチ素子（例えばＭＯＳトランジスタ）等、公知の受動素子及び／又は能動素子、が設けられる。
【００１３】
尚、以下の説明においては、半導体基板１０に対する各要素の形成面を上面として説明するものとするが、上（上方）／下（下方）等の表現は、２つの要素の相対的な位置関係を説明するものに過ぎない。このことは後述の半導体基板２０についても同様である。
【００１４】
配線構造１１は、半導体基板１０上に複数の絶縁層１１１と複数の配線層１１２とが積層されて成る。本実施形態においては、複数の絶縁層１１１は、絶縁層１１１１〜１１１３を含む。絶縁層１１１１にはシリコン酸化物（ＳｉＯ２）が用いられ、絶縁層１１１２にはシリコン炭化物（ＳｉＣ）が用いられる。また、詳細については後述とするが、絶縁層１１１３には、シリコン酸化物をベース（母材）とし且つ所定条件を満たす組成の絶縁材料が用いられるものとする。
【００１５】
複数の配線層１１２は、配線層（第１配線層）１１２１および配線層（第２配線層）１１２２を含む。また、配線構造１１には、複数の配線層１１２の一部として、半導体基板１０（基板１０上の素子）と配線層１１２１とを電気接続するコンタクトプラグ１１２ＣＴが設けられ、配線層１１２１と配線層１１２２とを電気接続するビア１１２Ｖ１が設けられる。本実施形態では、配線層１１２１およびコンタクトプラグ１１２ＣＴは、共にバリアメタル１１２９で覆われ、デュアルダマシン法で形成されるものとする。一方、配線層１１２２およびビア１１２Ｖ１は、バリアメタル１１２９で覆われずに、デュアルダマシン法で形成されるものとする。
【００１６】
デュアルダマシン法の場合、配線層１１２１およびコンタクトプラグ１１２ＣＴは一体成形され、また、配線層１１２２およびビア１１２Ｖ１は一体成形されることとなるが、ここではそれらを部位毎に区別して説明することとする。配線層１１２１及び１１２２は、半導体基板１０上面と平行な方向に延びた形状にパターニングされた部分に対応し、コンタクトプラグ１１２ＣＴ及びビア１１２Ｖ１は、半導体基板１０上面と垂直な方向に延設された柱状部分に対応する。配線層１１２１及び１１２２、コンタクトプラグ１１２ＣＴ並びにビア１１２Ｖ１には例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等が用いられ、バリアメタル１１２９にはタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）等が用いられうる。尚、他の実施形態として、配線層１１２１及び１１２２、コンタクトプラグ１１２ＣＴ並びにビア１１２Ｖ１は、ダマシン（シングルダマシン）法で形成されてもよい。
【００１７】
例えば、配線層１１２１及びコンタクトプラグ１１２ＣＴは絶縁層１１１１に取り囲まれ、絶縁層１１１１上には絶縁層１１１２が配される。その上方において、配線層１１２２及びビア１１２Ｖ１は、絶縁層１１１２及び１１１３に取り囲まれ且つ配線層１１２１に電気接続される。本実施形態では、絶縁層１１１２は、前述のとおりシリコン炭化物で構成され、配線層１１２１から絶縁層１１１３への金属拡散を防止するための拡散防止膜として機能する。
【００１８】
次に、回路部品２の構成について述べる。ここでは、回路部品２は回路部品１同様の構成を有するものとする。例えば、配線構造２１は、半導体基板２０上に複数の絶縁層２１１と複数の配線層２１２とが積層されて成る。複数の絶縁層２１１は、絶縁層２１１１〜２１１３を含む。複数の配線層２１２は、配線層（第１配線層）２１２１および配線層（第２配線層）２１２２、コンタクトプラグ２１２ＣＴ並びにビア２１２Ｖ１を含む。
【００１９】
回路部品２の各構成要素についての説明は、回路部品１の各構成要素についての前述の説明が適用されるものとする。即ち、回路部品２の各要素２０、２１、２１１、２１２等の説明は、それぞれ、回路部品１の各要素１０、１１、１１１、１１２等の説明同様とする。ここでは説明の簡易化のため配線構造１１及び２１を同様の構成とするが、他の態様として、絶縁層及び配線層の層数は配線構造１１及び２１間で互いに異なってもよいし、或いは、一部の絶縁層及び／又は配線層には他の材料が用いられてもよい。
【００２０】
上述の回路部品１においては、配線構造１１側の露出面を面Ｓ１１とし、その反対側の面を面Ｓ１２とし、また、上述の回路部品２においては、配線構造２１側の露出面を面Ｓ２１とし、その反対側の面を面Ｓ２２とする。半導体装置ＡＰは、２つの回路部品１及び２が、それらの上面Ｓ１１及びＳ２１における貼り合わせにより相互に接合されることで形成される（図中の破線は接合面Ｆ０を示す。）。即ち、配線構造１１及び１２は、それらの最上の絶縁層１１１３及び２１１３および最上の配線層１１２２及び２１２２において相互に面接触して電気接続されることとなる。
【００２１】
ここで、回路部品１及び２間の接合は、例えば、所定の表面処理が行われた面Ｓ１１及びＳ２１を相互に貼り合わせた後に熱処理を行うことで実現され、それらの接合強度は、接合面Ｆ０を形成する絶縁層１１１３及び２１１３間の接合強度に実質的に従う。例えば、絶縁層１１１３及び２１１３は、それらの接合面におけるシリコン原子と酸素原子との結合（Ｏ‐Ｓｉ‐Ｏ結合）が適切に実現されることにより比較的強固に接合されうる。一方、シリコン原子と酸素原子との上記結合を実現するため、絶縁層１１１３及び２１１３にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）を用いることも考えられる。しかし、この構成によれば、配線層１１２２から絶縁層２１１３への金属拡散及び／又は配線層２１２２から絶縁層１１１３への金属拡散が発生する可能性がある。このことは、例えば、回路部品１及び２間の不測の電気的短絡等、装置ＡＰの信頼性の低下の原因ともなりうる。
【００２２】
そのため、絶縁層１１１３及び２１１３には、それらの接合強度を高くする接合機能、及び、上記金属拡散を防止する拡散防止機能の双方が求められる。本実施形態においては、絶縁層１１１３及び２１１３は、何れも、シリコン酸化物をベースとし且つシリコン炭化物及び／又はシリコン窒化物を部分的に含む。ここでいうベースとは、少なくとも過半数がシリコン酸化物であることを示す。即ち、絶縁層１１１３及び２１１３は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）の分子数がシリコン炭化物（ＳｉＣ）の分子数とシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）の分子数の３分の１との和よりも大きくなるように組成される。このことは、絶縁層１１１３及び２１１３の双方において、酸素原子、炭素原子および窒素原子の数をそれぞれＮＯ、ＮＣおよびＮＮとしたときに、
６×ＮＯ＞３×ＮＣ＋４×ＮＮ
・・・（式１）
が成立する、とも表現可能である。この（式１）は、３ＳｉＣ又はＳｉ３Ｎ４に置き換え可能な３ＳｉＯ２の割合を示しているとも云える。
【００２３】
絶縁層１１１３及び２１１３は、シリコン炭化物及び／又はシリコン窒化物を部分的に含んでいればよく、即ち、ＮＣ＞０かつＮＮ＞０、ＮＣ＞０かつＮＮ≧０、及び、ＮＣ≧０かつＮＮ＞０、の何れかを満たせばよい。本実施形態においては、絶縁層１１１３及び２１１３は、シリコン炭化物及びシリコン窒化物の双方を含むものとする（ＮＣ＞０かつＮＮ＞０を満たす。）。
【００２４】
上記（式１）の成立の下、絶縁層１１１３及び／又は２１１３は、その趣旨を逸脱しない範囲で他の原子を更に含んでいてもよい。例えば、絶縁層１１１３は水素原子を更に含んでいてもよい。水素原子は、例えば未結合手（ダングリングボンド）を終端させるようにシリコン原子に結合していてもよいが、そうでなくてもよい（結晶構造中に単に存在しているものでもよい。）。また、絶縁層１１１３は、更に他のシリコン化合物を部分的に含んでいてもよい。
【００２５】
即ち、配線構造１１及び１２における最上の絶縁層１１１３及び２１１３は、何れも、酸素原子と、炭素原子及び／又は窒素原子とがシリコン原子に結合し且つ上記（式１）が成立するように組成されればよい。上記（式１）の成立によれば、酸素原子の数が比較的多いため、絶縁層１１１３及び２１１３の接合面におけるシリコン原子と酸素原子との結合（Ｏ‐Ｓｉ‐Ｏ結合）が適切に実現され、絶縁層１１１３及び２１１３を強固に接合可能となる。絶縁層１１１３及び２１１３間の接合強度が大きくなればよいため、上記（式１）は、少なくとも接合面Ｆ０において、好適には更に接合面Ｆ０から所定深さまでの領域において、成立するとよい。また、炭素原子及び／又は窒素原子がシリコン原子に結合してシリコン炭化物及び／又はシリコン窒化物が形成されることで、配線層１１２２及び／又は２１２２からの上記金属拡散も防止可能となる。よって、本実施形態によれば、絶縁層１１１３及び２１１３の接合機能および拡散防止機能の双方を適切に実現可能となる。
【００２６】
ここで、回路部品１及び２を貼り合わせて接合する際、配線構造１１及び２１間の電気接続が適切に実現されるように、配線層１１２２及び／又は２１２２の電極は比較的大きいサイズで設けられうる。そのサイズは、例えば、回路部品１及び２を貼り合わせる際の位置ずれの許容量に基づいて決定されうる。図１に例示された接合態様によれば、回路部品１及び２は、接合面Ｆ０の面方向に相対的にシフトした位置で相互に接合されている。この例においては、配線層１１２２及び２１２２の双方において比較的大きいサイズの電極が設けられているため、配線構造１１及び２１間の電気接続は適切に実現される。一方、この場合、配線層１１２２の電極は絶縁層２１１３と接触し、配線層２１２２の電極は絶縁層１１１３と接触することとなるが、それに伴う金属拡散は、絶縁層１１１３及び２１１３が上記（式１）を満たすように組成されることで防止可能となる。このことは、配線層１１２２及び２１２２の一方のみに比較的大きいサイズの電極が設けられた場合においても同様である。
【００２７】
上記金属拡散の態様は、配線層１１２２及び２１２２を構成する金属材料にも関連しうる。そのため、絶縁層１１１３及び２１１３は、該金属材料に応じた拡散防止機能を実現可能な炭素原子濃度及び／又は窒素原子濃度となるように構成されるとよい。例えば、絶縁層１１１３及び２１１３の双方において、炭素原子及び／又は窒素原子の濃度下限値が設けられるとよい。
【００２８】
例えば、炭素原子の濃度下限値は、４．４×１０１９〜６．５×１０２０［ａｔоｍｓ／ｃｍ３］の範囲で設けられてもよく、一例として、絶縁層１１１３及び２１１３は、窒素原子の濃度が６．５×１０２０［ａｔоｍｓ／ｃｍ３］以上となるように構成されてもよい。同様に、窒素原子の濃度下限値についても４．４×１０１９〜６．５×１０２０［ａｔоｍｓ／ｃｍ３］の範囲で設けられてもよい。本実施形態においては、絶縁層１１１３及び２１１３は、炭素原子及び窒素原子の双方の濃度が６．５×１０２０［ａｔоｍｓ／ｃｍ３］以上となるように構成されるものとする。
【００２９】
或いは、本発明者により作製された試作品の実測結果に基づいて、絶縁層１１１３及び２１１３は、例えば、
ＮＣ＋ＮＮ＞３．１［ａｔоｍｓ％］
・・・（式２）
を更に満たす組成となるように構成されてもよい。
【００３０】
［絶縁層の形成方法の一例］
前述の（式１）を満たす組成の絶縁層は、公知の半導体製造プロセスを用いて、即ち、公知の半導体製造装置を用いて、形成可能である。図２は、このような絶縁層を形成するための装置の一例として、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置９の構成例を示す。
【００３１】
プラズマＣＶＤ装置９は、チャンバ９０、上部電極９１、上部電源９２、下部電極９３、下部電源９４、排気機構９５および圧力調整用バルブ９６を備える。チャンバ９０は、処理対象であるウェハＷに対してプラズマＣＶＤを行うための処理室である。上部電極９１は、チャンバ９０内上方に配置され、プラズマＣＶＤ用の原料ガスを供給するガスノズルとしての機能を有する。上部電源９２は、プラズマＣＶＤを行う際、上部電極９１に対して例えば１３．５６ＭＨｚ程度のＡＣ電圧を加える。下部電極９３は、チャンバ９０内下方においてウェハＷを載置可能に配置され、プラズマＣＶＤを行う際に必要な熱を発生するヒータとしての機能を有する。下部電源９４は、プラズマＣＶＤを行う際、下部電極９３に対して例えば４００ｋＨｚ程度のＡＣ電圧を加える。排気機構９５と、チャンバ９０内のガスを排出可能に構成される。圧力調整用バルブ９６は、チャンバ９０内の圧力を調整し、プラズマＣＶＤを行う際のチャンバ９０内の圧力を例えば３Ｔｏｒｒ程度に維持する。
【００３２】
原料ガスとしてはトリメトキシシラン（ＴＭＳ）及び亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）が用いられ、このようなプラズマＣＶＤ装置９を用いてプラズマＣＶＤを行うことにより、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料で構成された絶縁層を形成可能となる。
【００３３】
ここでは、前述の（式１）を満たす組成の絶縁層をプラズマＣＶＤにより形成する態様を例示したが、この組成の絶縁層を形成するための方法は、上述の例に限られるものではない。例えば、上記組成の絶縁層を形成するための他の方法として、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が採用されてもよい。
【００３４】
更に他の方法として、先ずシリコン酸化膜を公知の堆積法により形成し、その後、例えばイオン注入やプラズマ処理を行うことにより、このシリコン酸化膜に対して炭素原子及び／又は窒素原子を導入し、それらをシリコン原子に結合させてもよい。例えば、ＣＶＤ法等により形成されたシリコン酸化膜に対して炭素ガス及び／又は窒素ガスを用いたプラズマ処理を行うことにより、上記組成の絶縁層を形成することも可能である。
【００３５】
尚、絶縁層の組成が前述の（式１）を満たすか否かは、例えばオージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＥＳ））により判定可能である。
【００３６】
［配線構造の他の例］
複数の絶縁層１１１及び／又は２１１の層数は、図１で例示されたものに限られるものではない。例えば、絶縁層１１１の層数が１の場合には、この絶縁層１１１が上述の最上の絶縁層となるため、この絶縁層１１１に前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられればよい。よって、絶縁層１１１及び／又は２１１の層数は１以上であればよいと云える（配線層１１２及び／又は２１２の層数についても同様である。）。また、本明細書で単一のものとして示される層は、所定の堆積法を２回以上行うことで形成されてもよく、例えば、シリコン酸化物の層は２以上のシリコン酸化膜が積層されて構成されてもよい。
【００３７】
図３（Ａ）は、他の実施形態に係る半導体装置ＡＰの構成の一例を示す模式図である。図３（Ａ）の例においては、複数の絶縁層１１１は、絶縁層１１１１〜１１１４を含む。絶縁層１１１１にはシリコン酸化物が用いられ、絶縁層１１１２にはシリコン炭化物が用いられ、絶縁層１１１３にはシリコン酸化物が用いられる。最上の絶縁層１１１４には、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。また、複数の配線層１１２について、配線層１１２２及びビア１１２Ｖ１は、共にバリアメタル１１２９で覆われ、デュアルダマシン法で形成されるものとする。
【００３８】
複数の絶縁層２１１および複数の配線層２１２についても、それぞれ、複数の絶縁層１１１および複数の配線層１１２同様の構成を有するものとする。即ち、絶縁層２１１１及び２１１３にはシリコン酸化物が用いられ、絶縁層２１１２にはシリコン炭化物が用いられ、また、最上の絶縁層２１１４には、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。また、配線層２１２２及びビア２１２Ｖ１は、共にバリアメタル２１２９で覆われ、デュアルダマシン法で形成されるものとする。
【００３９】
前述のとおり、（式１）を満たす組成の絶縁材料を用いることにより、接合機能および拡散防止機能の双方を適切に実現可能となる。よって、図３（Ａ）の例においても、回路部品１及び２を貼り合わせる際、それらを強固に接合可能となる。これと共に、配線層１１２２の電極が絶縁層２１１４と接触した場合の金属拡散を適切に防止可能となり、また、配線層２１２２の電極が絶縁層１１１４と接触した場合の金属拡散を適切に防止可能となる。
【００４０】
図３（Ａ）の構成においては、絶縁層１１１４及び２１１４は、接合面Ｆ０を形成する接合表面部のみに設けられればよい。例えば、絶縁層１１１４について、最上の配線層１１２２との関係では、配線層１１２２はバリアメタル１１２９で覆われており、かつ、絶縁層１１１４の下面は配線層１１２２の下面よりも上方に位置する。同様に、絶縁層２１１４について、最上の配線層２１２２との関係では、配線層２１２２はバリアメタル２１２９で覆われており、かつ、絶縁層２１１４の下面は配線層２１２２の下面よりも上方に位置する。
【００４１】
図３（Ｂ）は、更に他の実施形態に係る半導体装置ＡＰの構成の一例を示す模式図である。図３（Ｂ）の例においては、複数の絶縁層１１１は、絶縁層１１１１〜１１１８を含む。絶縁層１１１１、１１１３、１１１５及び１１１７にはシリコン酸化物が用いられ、絶縁層１１１２、１１１４及び１１１６にはシリコン炭化物が用いられる。また、最上の絶縁層１１１８には、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。その他の構成については図３（Ａ）の例同様とする。
【００４２】
複数の絶縁層２１１についても、複数の絶縁層１１１同様の構成を有するものとする。即ち、絶縁層２１１１、２１１３、２１１５及び２１１７にはシリコン酸化物が用いられ、絶縁層２１１２、２１１４及び２１１６にはシリコン炭化物が用いられる。また、最上の絶縁層２１１８には、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。その他の構成については図３（Ａ）の例同様とする。
【００４３】
前述のとおり、（式１）を満たす組成の絶縁材料を用いることにより、接合機能および拡散防止機能の双方を適切に実現可能となる。よって、図３（Ｂ）の例においても、回路部品１及び２を貼り合わせる際、それらを強固に接合可能となる。これと共に、配線層１１２２の電極が絶縁層２１１８と接触した場合の金属拡散を適切に防止可能となり、また、配線層２１２２の電極が絶縁層１１１８と接触した場合の金属拡散を適切に防止可能となる。
【００４４】
また、図３（Ｂ）の構成においては、絶縁層１１１２及び２１１２は、それぞれ、配線層１１２１及び２１２１を設けるための溝を形成する際のエッチング工程においてエッチングストッパとして作用する。また、絶縁層１１１６及び２１１６は、それぞれ、配線層１１２２及び２１２２を設けるための溝を形成する際のエッチング工程においてエッチングストッパとして作用する。よって、図３（Ｂ）の構成は、製造面において更に有利と云える。
【００４５】
例えば、配線構造１１において、配線層１１２２が厚さ６３０μｍ程度としたとき、絶縁層１１１８は厚さ４００μｍ程度（４００μｍ±４０μｍ）で設けられ、また、絶縁層１１１７は厚さ４００μｍ程度（４００μｍ±４０μｍ）で設けられればよい。配線構造２１における絶縁層２１１７及び２１１８並びに配線層２１２２についても、それぞれ、絶縁層１１１７及び１１１８並びに配線層１１２２同様である。
【００４６】
図４（Ｃ）は、更に他の実施形態に係る半導体装置ＡＰの構成の一例を示す模式図である。図４（Ｃ）の例においては、複数の絶縁層１１１は、絶縁層１１１１〜１１１２を含み、これら絶縁層１１１１〜１１１２の何れにも前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。同様に、複数の絶縁層２１１は、絶縁層２１１１〜２１１２を含み、これら絶縁層２１１１〜２１１２の何れにも同様の組成の絶縁材料が用いられる。
【００４７】
前述のとおり、（式１）を満たす組成の絶縁材料を用いることにより、接合機能および拡散防止機能の双方を適切に実現可能となる。そのため、図４（Ｃ）の例においては、配線層１１２１、１１２２、２１２１及び２１２２、コンタクトプラグ１１２ＣＴ、２１２ＣＴ、並びに、ビア１１２Ｖ１及び２１２Ｖ１は、何れもバリアメタルで覆われていなくてもよい。
【００４８】
また、図１の構成における絶縁層１１１３及び２１１３についても同様であるが、図４（Ｃ）の構成においては、絶縁層１１１２及び２１１２は、比較的厚く（接合面Ｆ０から比較的離れた位置まで）設けられる。例えば、絶縁層１１１２について、最上の配線層１１２２との関係では、配線層１１２２はバリアメタル１１２９で覆われておらず、かつ、絶縁層１１１２の下面は配線層１１２２の下面よりも下方に位置する。同様に、絶縁層２１１２について、最上の配線層２１２２との関係では、配線層２１２２はバリアメタル２１２９で覆われておらず、かつ、絶縁層２１１２の下面は配線層２１２２の下面よりも下方に位置する。
【００４９】
また、図４（Ｃ）の例においては、複数の絶縁層１１１において、絶縁層１１１１は最上の絶縁層１１１２同様の組成で構成される。また、複数の絶縁層２１１において、絶縁層２１１１は最上の絶縁層２１１２同様の組成で構成される。図４（Ｃ）の例によれば、個々の絶縁層の製造方法を統一することが可能となるため、比較的簡便に或いは比較的低コストで半導体装置ＡＰを製造可能となると云える。
【００５０】
小括すると、回路部品１及び２は、配線構造１１及び１２がそれらの最上の配線層および最上の絶縁層において相互に面接触して電気接続されることにより、接合される。その際、それら最上の絶縁層が何れも前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料で構成されることで、それらの接合機能および拡散防止機能の双方が適切に実現される。これにより、回路部品１及び２が強固に接合され、それと共に、接合後に生じうる金属拡散およびそれに起因する半導体装置ＡＰの信頼性の低下が適切に防止される。
【００５１】
半導体基板１０上の素子間に生じうる寄生容量あるいは下記配線層１１２において形成される寄生容量を低減するため、複数の絶縁層１１１及び２１１の大部分は、最上の絶縁層に比べて誘電率の低い材料で構成されてもよい。例えば、図３（Ａ）の例では、絶縁層１１１１、１１１３、２１１１及び２１１３にシリコン酸化物が用いられた態様を示したが、シリコン酸化物は、その組成態様により誘電率３．８〜４．１程度となる。また、シリコン酸化物は、シリコン炭化物（炭素原子）及び／又はシリコン窒化物（窒素原子）を含有することにより誘電率４．３程度となることもある。よって、複数の絶縁層１１１及び２１１の大部分は、例えば誘電率４．５以下、好適には誘電率４．３以下、より好適には誘電率４．１以下、更に好適には誘電率４．０以下、の材料で構成されるとよい。また、上記寄生容量を更に低減するため、該シリコン酸化物をポーラス構造としてもよい（いわゆるポーラスＳｉＯ２膜）。
【００５２】
一方、図４（Ｃ）の例では、絶縁層１１１１、１１１２、２１１１及び２１１２に前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられた態様を示した。この場合、回路部品１及び２の製造工数を低減可能となるが、上記組成の絶縁層は一般にシリコン酸化物に比べて誘電率が高くなりうる。そのため、図４（Ｃ）の構成例は、回路集積度が比較的低い場合（例えば、配線パターンのピッチが比較的大きい場合）に好適に採用可能と云える。
【００５３】
［実施例］
以下、図５を参照しながら、半導体装置ＡＰの一例として、複数の画素を備える固体撮像装置ＡＰ’の構成を説明する。固体撮像装置ＡＰ’は、複数の画素に入射した光を検出して該光に応じた電気信号を画素信号として出力可能に構成される。尚、以下の説明において省略される内容については、上述の内容（図１〜４（Ｃ）参照）が援用されるものとする。
【００５４】
本例においては、複数の画素のそれぞれを形成する複数の素子の一部が回路部品１に設けられ、他の一部が回路部品２に設けられる。例えば、半導体基板１０には、光電変換素子１０１、フローティングディフュージョン１０２および転送トランジスタ（第１トランジスタ）１０３が設けられる。光電変換素子１０１は、ＰＮ接合により形成されるフォトダイオードであり、光電変換により入射光の光量に応じた電荷を発生する。フローティングディフュージョン１０２は、ＰＮ接合により形成される容量成分である。転送トランジスタ１０３は、ＭＯＳトランジスタであり、光電変換素子１０１の電荷をフローティングディフュージョン１０２に転送する。
【００５５】
光電変換素子１０１およびフローティングディフュージョン１０２は、例えば、半導体基板１０のＰ型ウェルにＮ型不純物領域を設けることで形成される。また、転送トランジスタ１０３は、ここではＮチャネル型ＭＯＳトランジスタとする。尚、これらの素子の極性は必要に応じて入れ替えられてもよく、例えば、これらの素子はＮ型／Ｐ型の導電型を逆にして構成されてもよい。
【００５６】
また、半導体基板２０には、増幅トランジスタ（第２トランジスタ）１０４が設けられる。増幅トランジスタ１０４は、ＭＯＳトランジスタであり、ここでは例えばＮチャネル型ＭＯＳトランジスタとする。尚、ここでは不図示とするが、半導体基板２０には、他のトランジスタ（例えば、増幅トランジスタ１０４からの信号の出力の可否を決定するトランジスタ等）が更に設けられてもよい。
【００５７】
配線構造１１において、複数の絶縁層１１１は、絶縁層１１１１〜１１１７を含む。また、複数の配線層１１２として、配線層１１２１及び１１２２、コンタクトプラグ１１２ＣＴ並びにビア１１２Ｖ１を含む。絶縁層１１１１、１１１２、１１１４及び１１１６には、シリコン酸化物が用いられる。絶縁層１１１３及び１１１５には、シリコン炭化物が用いられる。配線構造１１における最上の絶縁層１１１７には、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。
【００５８】
本例では、コンタクトプラグ１１２ＣＴが絶縁層１１１１に取り囲まれ、その上において、配線層１１２１がバリアメタル１１２９に覆われ且つ絶縁層１１１２に取り囲まれる。絶縁層１１１３は、配線層１１２１からの金属拡散を防止する拡散防止膜として作用する。更にその上において、配線層１１２２及びビア１１２Ｖ１は、バリアメタル１１２９に覆われ且つ絶縁層１１１３〜１１１７に取り囲まれる。絶縁層１１１５は、配線層１１２２を設けるための溝を形成する際のエッチング工程においてエッチングストッパとして作用する。絶縁層１１１７は、その組成が前述の（式１）を満たすことにより接合機能および拡散防止機能の双方を実現可能とする。
【００５９】
配線構造２１において、複数の絶縁層２１１は、絶縁層２１１１〜２１１Ｂを含む。また、複数の配線層２１２として、配線層２１２１、２１２２及び２１２３、コンタクトプラグ２１２ＣＴ、並びに、ビア２１２Ｖ１及び２１２Ｖ２を含む。ビア２１２Ｖ２は、配線層２１２２及び２１２３間を電気接続する。絶縁層２１１１、２１１２、２１１４、２１１６、２１１８及び２１１１Ａには、シリコン酸化物が用いられる。絶縁層２１１３、２１１５、２１１７及び２１１９には、シリコン炭化物が用いられる。配線構造２１における最上の絶縁層２１１Ｂには、前述の（式１）を満たす組成の絶縁材料が用いられる。
【００６０】
本例では、コンタクトプラグ２１２ＣＴが絶縁層２１１１に取り囲まれ、その上において、配線層２１２１がバリアメタル２１２９に覆われ且つ絶縁層２１１２に取り囲まれる。絶縁層２１１３は、配線層２１２１からの金属拡散を防止する拡散防止膜として作用する。更にその上において、配線層２１２２及びビア２１２Ｖ１は、バリアメタル２１２９に覆われ且つ絶縁層２１１３〜２１１６に取り囲まれる。絶縁層２１１５は、配線層２１２２を設けるための溝を形成する際のエッチング工程においてエッチングストッパとして作用する。絶縁層２１１７は、配線層２１２２からの金属拡散を防止する拡散防止膜として作用する。更にその上において、配線層２１２３及びビア２１２Ｖ２は、バリアメタル２１２９に覆われ且つ絶縁層２１１７〜２１１Ｂに取り囲まれる。絶縁層２１１９は、配線層２１２３を設けるための溝を形成する際のエッチング工程においてエッチングストッパとして作用する。絶縁層２１１Ｂは、その組成が前述の（式１）を満たすことにより接合機能および拡散防止機能の双方を実現可能とする。
【００６１】
上述の配線構造１１及び２１は、フローティングディフュージョン１０２と増幅トランジスタ１０４のゲート電極とを電気接続するように構成される。これにより、光電変換素子１０１、フローティングディフュージョン１０２、転送トランジスタ１０３および増幅トランジスタ２０１が画素回路を形成し、増幅トランジスタ２０１は、フローティングディフュージョン１０２の電圧に応じた信号を出力可能とする。
【００６２】
尚、半導体基板１０及び２０には、それぞれ、素子間あるいは画素間の電気的な分離を実現するための素子分離部１０９及び２０９が設けられる。本例では素子分離部１０９及び２０９としてＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）を示すが、他の実施例として、他の分離構成が素子分離部１０９及び２０９に採用されてもよい。
【００６３】
半導体基板１０の下面側（図１の面Ｓ１２側。図５において上側。）には、光学系１５が更に設けられる。光学系１５は、反射防止膜１５１、平坦化膜１５２、カラーフィルタ層１５３およびマイクロレンズ１５４を含む。カラーフィルタ層１５３は、例えば複数の画素がベイヤ配列の画素アレイを形成するように、各画素に、対応の色の光を通過可能に設けられる。マイクロレンズ１５４は各画素に対応して設けられる。各画素への入射光は、マイクロレンズ１５４により集光され、カラーフィルタ層１５３を通過して半導体基板１０に入射する（半導体基板１０に入射した光は、前述のとおり、光電変換素子１０１により光電変換される。）。
【００６４】
小括すると、固体撮像装置ＡＰ’の各画素は、光電変換素子１０１、フローティングディフュージョン１０２、転送トランジスタ１０３および増幅トランジスタ２０１を含む。光電変換素子１０１、フローティングディフュージョン１０２および転送トランジスタ１０３は、半導体基板１０に設けられる。増幅トランジスタ２０１は、半導体基板２０に設けられる。半導体基板１０上の素子と半導体基板２０上の素子とは配線構造１１及び２１により適切に電気接続され、これにより、増幅トランジスタ２０１は、フローティングディフュージョン１０２の電圧に応じた信号を出力可能とする。
【００６５】
図６（Ａ）〜７（Ｆ）は、固体撮像装置ＡＰ’の製造方法の各工程における態様を示す模式図である。固体撮像装置ＡＰ’は、公知の半導体製造プロセス、例えばリソグラフィ技術を用いたプロセス、を用いて製造可能である。概要としては、図６（Ａ）〜６（Ｂ）の工程で回路部品１を作製し、図６（Ｃ）〜６（Ｄ）の工程で回路部品２を作製する。その後、図７（Ｅ）の工程で回路部品１及び２を貼り合わせて接合した後、図７（Ｆ）の工程で光学系１５を形成し、このような手順で固体撮像装置ＡＰ’を製造する。
【００６６】
図６（Ａ）の工程では、半導体基板１０を準備し、半導体基板１０における画素を形成すべき領域１００に、光電変換素子１０１、フローティングディフュージョン１０２、転送トランジスタ１０３および素子分離部１０９をそれぞれ形成する。尚、本明細書でいう準備とは広義に解釈可能であり、準備の概念には、作製することの他、他者により作製されたものを譲渡等により取得することも含まれうる。
【００６７】
図６（Ｂ）の工程では、図６（Ａ）の工程で得られた半導体基板１０の上に、配線構造１１を形成する。この工程は、例えば、公知の堆積法を用いた所定部材（絶縁部材または金属部材）の形成工程と、リソグラフィ技術を用いたパターニング工程（レジストパターンの形成および該レジストパターンを用いたエッチング工程）と、洗浄工程とを繰り返して行われる。また、絶縁層１１１７は、図２を参照しながら述べたプラズマＣＶＤにより形成可能である。これにより、回路部品１が得られる。
【００６８】
図６（Ｃ）の工程では、半導体基板２０を準備し、半導体基板２０における画素を形成すべき領域２００に増幅トランジスタ２０１および素子分離部２０９をそれぞれ形成する。図６（Ｄ）の工程では、図６（Ｃ）の工程で得られた半導体基板２０の上に、配線構造２１を形成する。図６（Ｄ）の工程は、図６（Ｂ）の工程同様の手順で行われ、絶縁層２１１Ｂは、図２を参照しながら述べたプラズマＣＶＤにより形成可能である。これにより、回路部品２が得られる。
【００６９】
図７（Ｅ）の工程では、図６（Ｂ）の工程で得られた回路部品１と、図６（Ｄ）の工程で得られた回路部品２とを貼り合わせ、配線構造１１及び２１を面接触させ電気接続させることにより回路部品１及び２を接合させる。回路部品１及び２の接合は、例えば、接合面（配線構造１１及び２１の上面）に対して酸素プラズマを用いた表面活性化処理を行い、それらを純水で洗浄した後に該接合面で貼り合わせ、更に熱処理（３５０℃程度）を行うことによって実現可能である。このとき、配線層１１２２及び２１２３は熱膨張して相互に接続される。尚、配線層１１２２及び２１２３に不要な配線パターンを設けないようにすることにより、接合部に生じうる応力が抑制され、配線構造１１及び２１間の接合は更に適切に実現されうる。
【００７０】
前述のとおり、上記接合面を形成する配線構造１１の絶縁層１１１７及び配線構造２１の絶縁層２１１Ｂは、何れも、それらの組成が前述の（式１）を満たし、接合機能および拡散防止機能の双方を適切に実現可能となっている。そのため、回路部品１及び２の上記接合は強固に実現されると共に、接合後に配線構造１１及び２１間に生じうる金属拡散が適切に防止される。
【００７１】
図７（Ｆ）の工程では、図７（Ｅ）の工程で得られた構造について半導体基板１０を薄膜化し、光学系１５を形成する。半導体基板１０の薄膜化は、ＣＭＰ（化学的機械研磨）あるいはエッチングにより行われる。光学系１５の要素１５１〜１５４は何れも、ＣＶＤやスピンコーティング等の成膜法、露光処理、現像処理、エッチング等を用いたパターニング法、熱処理等を用いた成形法、その他の公知の半導体製造プロセスを用いて形成可能である。
【００７２】
ここでは不図示とするが、図７（Ｆ）の工程前において、固体撮像装置ＡＰ’のうち、配線構造２１から半導体基板１０まで上下方向に延びる１以上の貫通電極（Ｔｈｒｏｕｇｈ‐Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ（ＴＳＶ））が設けられてもよい。貫通電極は、マイクロレンズ１５４が配置されない端部領域に設けられる。半導体基板２０には、貫通電極の下方あるいはその周辺部において、複数の画素を駆動するための駆動部（垂直走査回路）および該駆動された画素からの画素信号を読み出すための信号読出部（水平走査回路）が設けられてもよい。
【００７３】
尚、発明者の鋭意検討によれば、接合面Ｆ０において上記結合（Ｏ‐Ｓｉ‐Ｏ結合）が実現される部分が少なくとも過半数となることで（即ち、前述の（式１）の成立の下で図７（Ｅ）の工程を行うことで）、回路部品１及び２間の接合強度が充分に確保される。この接合強度は、上記貫通電極を形成するための工程において接合部に生じうる応力に対して充分に大きい。
【００７４】
このようにして製造された固体撮像装置ＡＰ’は、プロセッサと共に所定の電子機器に組み込まれる。固体撮像装置ＡＰ’は、複数の画素から読み出された画素信号の群をプロセッサに出力する。プロセッサは、それら画素信号の群に対して所定の信号処理を行い、画像データを生成する。尚、電子機器の概念には、撮像機能を主機能とするもの（カメラ等）の他、撮像機能を補助的に備えるもの（携帯電話、スマートフォン等）も含まれるものとする。
【００７５】
以上、本実施形態によれば、半導体装置ＡＰは２つの回路部品１及び２を備える。回路部品１は、半導体基板１０と、その上に１以上の配線層１１２と１以上の絶縁層１１１とが積層されて成る配線構造１１とを有する。回路部品２は、半導体基板２０と、その上に１以上の配線層２１２と１以上の絶縁層２１１とが積層されて成る配線構造２１とを有する。回路部品１及び２は、配線構造１１及び２１が、それらの最上の配線層および最上の絶縁層において面接触して電気接続されることにより接合される。このような構成において、上記最上の絶縁層は、酸素原子と、炭素原子及び／又は窒素原子とがシリコン原子に結合して組成され、少なくとも接合面Ｆ０において前述の（式１）を満たす組成で構成される。
【００７６】
本実施形態によれば、配線構造１１及び２１間の接合面Ｆ０におけるシリコン原子と酸素原子との結合（Ｏ‐Ｓｉ‐Ｏ結合）が適切に実現される。そのため、それらの接合強度を向上させることが可能となる。また、それらの接合部においては、炭素原子及び／又は窒素原子がシリコン原子に結合してシリコン炭化物及び／又はシリコン窒化物が形成されることにより、接合後に配線構造１１及び２１間で生じうる金属拡散が適切に防止される。そのため、本実施形態によれば、半導体装置ＡＰの信頼性を向上させることも可能となる。
【００７７】
以上では幾つかの好適な実施例を示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で部分的な変更が加えられ或いは組み合わせが行われてもよい。また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。例えば、回路部品は回路基板と表現されてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
ＡＰ：半導体装置、１：回路部品（第１の回路部品）、１０：半導体基板（第１の半導体基板）、１１：配線構造（第１の配線構造）、１１１：絶縁層、１１２：配線層、２：回路部品（第２の回路部品）、２０：半導体基板（第２の半導体基板）、２１：配線構造（第２の配線構造）、２１１：絶縁層、２１２：配線層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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