(57)【要約】【課題】半導体デバイスの活性領域と導電層との間に導電性を付与するための従来の技術に関連する欠点および問題を軽減し、または解消する。【解決手段】本発明の１つの実施例においては、集積回路内の半導体デバイスは、その半導体デバイス１０の接点構造４０に関連する活性領域２２を含む。半導体デバイス１０はまた、半導体デバイス１０の接点構造４０と、集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する導電層３４を含む。半導体デバイス１０はまた、カーボンナノチューブ３２の第１の端部４４が活性領域２２に接続され、カーボンナノチューブ３２の第２の端部４８が導電層３４に接続された、多数のカーボンナノチューブ３２であって、接点構造４０のビア２４内を活性領域２２から導電層３４まで延びて、活性領域２２と導電層３４との間に導電性を付与する前記カーボンナノチューブ３２を含む。【選択図】　　　図２
2004006864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路内の半導体デバイスにおいて、
前記半導体デバイスの接点構造に関連する活性領域と、
前記半導体デバイスの前記接点構造と、前記集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する導電層と、
複数のカーボンナノチューブの第１の端部は前記活性領域に結合され、前記カーボンナノチューブの第２の端部は前記導電層に結合され、前記カーボンナノチューブは前記接点構造のビア内を前記活性領域から前記導電層まで延びて、前記活性領域と前記導電層との間に導電性を付与する前記複数のカーボンナノチューブと、
を含む前記半導体デバイス。
【請求項２】
集積回路内の半導体デバイスの構成方法において、該構成方法は、
前記半導体デバイスの接点構造に関連する活性領域およびビアを画定するステップと、
前記接点構造の前記ビア内の前記活性領域上に複数のカーボンナノチューブを成長させるステップであって、前記カーボンナノチューブの第１の端部は前記活性領域に結合されている、前記成長させるステップと、
前記接点構造上に導電層を堆積するステップであって、前記カーボンナノチューブの第２の端部は前記導電層に結合され、前記カーボンナノチューブは前記接点構造のビア内を前記活性領域から前記導電層まで延びて、前記活性領域と前記導電層との間に導電性を付与し、前記導電層は、前記半導体デバイスの前記接点構造と、前記集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に導電性を付与する、前記堆積するステップと、
を含む前記構成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には半導体デバイスに関し、特にカーボンナノチューブを用いた、半導体デバイスの活性領域と導電層との間への導電性の付与に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路は多数の半導体デバイスを含む。半導体デバイスの電極または他の接点構造は、その半導体デバイスの活性領域と導電層との間のビアを含む。活性領域と導電層との間に導電性を付与するためには、ビアの壁にチタンのようなバリヤ材料を堆積して被覆し、そのバリヤ材料の上に窒化チタン膜を堆積し、さらに化学蒸着（ＣＶＤ）技術を用いてそのビアにタングステンのような金属を充填する。しかし、ビアの壁をバリヤ材料により適切に被覆すること、またはそのバリヤ材料上に窒化チタン膜を適切に堆積することに失敗すると、ビア内へのタングステンの堆積が不完全となる。
【０００３】
さらに、タングステンのような金属によるビアの充填は、ビアの形状（例えば、ビア壁のテーパおよび滑らかさ）に強く依存する。接点構造の縦横比が増大すると、ビアの充填は困難さを増して信頼性を失い、しばしばビアを通しての導電性の連続性を損なう間隙、接点構造内での望ましくない加熱、および他の問題を生じる。さらに、これらの方法は、一般に、ビアの充填後に、堆積金属の上表面を除去して滑らかにするための、経費がかさみ、時には問題のある、化学機械研摩（ＣＭＰ）を必要とする。これらの理由、または他の理由のために、タングステンのような金属による第１の接点レベルのビアの充填は、接点構造の断面直径の縮小における制限要因となる。シリコンを基礎とする将来の技術は、構造間の間隔の小さい、狭い接点構造を必要とし、従って、現在の技術とは別の技術を必要とすることとなろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、半導体デバイスの活性領域と導電層との間に導電性を付与するための従来の技術に関連する欠点および問題を軽減し、または解消することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの実施例においては、集積回路内の半導体デバイスは、その半導体デバイスの接点構造に関連する活性領域を含む。その半導体デバイスはまた、その半導体デバイスの接点構造と、集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する導電層を含む。半導体デバイスはまた、カーボンナノチューブの第１の端部が活性領域に接続され、カーボンナノチューブの第２の端部が導電層に接続された、多数のカーボンナノチューブであって、接点構造のビア内を活性領域から導電層まで延びて、活性領域と導電層との間に導電性を付与する前記カーボンナノチューブを含む。
【０００６】
本発明の特定の実施例は、１つまたはそれ以上の技術的利点を提供する。例えば、ある実施例は、半導体デバイスの電極または他の接点構造内に、活性領域と導電層との間のビアを通って延びるカーボンナノチューブを用い、活性領域と導電層との間に導電性を付与する。カーボンナノチューブ、特に多重壁カーボンナノチューブは、タングステンのような金属の導電率に類似した導電率を提供する。例えば、直径約９ｎｍの六方充填多重壁カーボンナノチューブにより充填された高さ約３７５ｎｍ、直径約１２０ｎｍのビアは、カーボンナノチューブの軸方向において約３０Ωの抵抗を生じる。さらに、それぞれのカーボンナノチューブは活性領域から導電層まで延びる単分子として成長するので、カーボンナノチューブは、少なくとも部分的にはタングステンのような金属よりも堅牢である。カーボンナノチューブの使用は、活性領域と導電層との間の導電性の連続性を損なう間隙を減少または解消し、それにより、接点構造内の望ましくない加熱を減少または解消し、関連する半導体デバイスの信頼性を増大させる。
【０００７】
ある実施例においては、本発明によるカーボンナノチューブの使用は、導電性の連続性、または信頼性を犠牲にすることなく、半導体デバイス内の電極または他の接点構造の断面直径の減少を可能にする。これは、例えば、集積回路の高密度化の傾向が、構造間の間隔の小さい小形接点構造を必要としているために、有利である。さらに、本発明によるカーボンナノチューブの使用は、チタンのようなバリヤ材料、窒化チタン膜のような被覆材料、またはビア内のタングステンの堆積に関連する他の材料を、堆積する必要を解消する。さらに、接点構造の頂部から余分な金属を除去するための化学機械研摩（ＣＭＰ）のような、ビア内のタングステンのような金属の堆積に関連する追加のプロセスステップが解消される。
【０００８】
これらの、または他の、技術的利点の、１つまたはそれ以上を取り入れたシステムおよび方法は、最新の集積回路の製造に対し申し分なく適している。本発明のある実施例は、上述の利点の、全て、またはあるものを提供し、あるいはなにも提供しない。ある実施例は、１つまたはそれ以上の他の技術的利点を提供し、それらの１つまたはそれ以上は、当業者にとっては、ここに含まれる図面、説明、および特許請求の範囲から容易に明らかとなろう。
本発明および、本発明の特徴および利点の、さらに完全な理解のためには、添付図面と共に以下の説明を参照されたい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、カーボンナノチューブが活性領域と導電層との間に導電性を付与する、集積回路内の半導体デバイス１０の例を示す。この集積回路は、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または任意の他の適切なタイプの集積回路である。図示されている実施例においては、半導体デバイス１０は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であるが、本発明では、半導体デバイス１０は適切な任意のタイプのものであると考える。
【００１０】
半導体デバイス１０は、本例においては、シリコンその他の基板１６上に形成された、ゲート電極１２ａ、ソース電極１２ｂ、およびドレイン電極１２ｃのような、１つまたはそれ以上の接点構造を含む。ゲート電極１２ａは、ポリシリコンその他の適切な導電材料と、下にあるゲート酸化層２０とを含む。電極１２はそれぞれ、活性領域２２と、例えば、周囲の二酸化シリコンその他の誘電体２６により画定された関連するビア２４とを含む。活性領域２２は、（ケイ化コバルト、ケイ化ニッケル、ケイ化チタン、または所望されるオーム接触のために適切な他の材料、の浸漬層を含む）基板１６上に選択的に堆積された、タングステンその他の適切な導電材料の薄層３０を含む。特定の実施例においては、ビア２４は、約１０００Åの直径および約３０００−１０，０００Åの高さを有するが、本発明においては、ビア２４は、特定の必要に応じて任意の適切なサイズを有するものと考える。半導体デバイス１０はまた、活性領域２２上（例えば、層３０上）に堆積された対応する触媒ナノ粒子から成長し、活性領域２２から導電層３４までビア２４内を延び、活性領域２２と導電層３４との間に導電性を付与する多数のカーボンナノチューブ３２を含む。特定の実施例においては、数百万のカーボンナノチューブが単一ビア２４内に成長する。本説明の目的のためには、層３０を活性領域２２の一部であると考えてもよいが、本発明においては、層３０のない活性領域２２を考える。さらに、当業者は、カーボンナノチューブ３２が、活性領域２２「に結合」する、または活性領域２２と導電層３４と「の間を延びる」、という場合は、カーボンナノチューブ３２が、活性領域２２上（例えば、層３０上）に堆積された対応する触媒ナノ粒子に結合し、それから延長することを含んでいることを認識するであろう。（当業者の認識するように、多重カーボンナノチューブ３２は、ある環境においては単一触媒ナノ粒子４２から成長する。）
【００１１】
図２は、カーボンナノチューブ３２が、活性領域２２と導電層３４との間に導電性を付与する、半導体デバイス１０の接点構造４０の例を示す。１つの実施例においては、接点構造４０は上述のように電極１２を含むが、接点構造４０は特定の必要に応じた任意の適切な接点構造であってよい。接点構造４０は、ビア２４内におけるカーボンナノチューブ３２の成長を容易にする、活性領域２２上（例えば、層３０上）に堆積された触媒ナノ粒子４２を含む。カーボンナノチューブ３２および触媒ナノ粒子４２に関連する本説明を通じて、接頭辞ナノが用いられるが、この接頭辞の使用は、これらの成分に関する特定のサイズを意味するものではなく、カーボンナノチューブ３２および触媒ナノ粒子４２は、特定の必要に応じて任意の適切なサイズを有することができる。触媒ナノ粒子４２は、さまざまな技術を用いて堆積することができ、本発明においては、これらの技術のいずれをも考慮する。
【００１２】
１つの実施例においては、上述のように、活性領域２２は、（ケイ化コバルト、ケイ化ニッケル、ケイ化チタン、または所望されるオーム接触のために適切な他の材料、の浸漬層を含む）基板１６上に選択的に堆積された、タングステンその他の適切な導電材料の薄層３０を含む。層３０は、例えば、ＣＶＤ技術を用いて、基板１６上のビア２４内に選択的に堆積される。適切な例として、層３０の厚さは、ある実施例において約１５０Åから約４００Åまでの範囲内にある。半導体デバイス１０は、上げられた温度において、１つまたはそれ以上のＣＶＤ前駆体にさらされ、例えば、層３０上、または層３０内に、核生成クリスタライトのような、触媒ナノ粒子４２を容易に形成する。適切なＣＶＤ前駆体は、ニッケル；コバルト；ニッケル、コバルト、セリウム、またはパラジウムの合金；鉄または酸化鉄粒子；または触媒ナノ粒子４２の形成を容易にする任意の他のＣＶＤ前駆体を含む。１つの実施例においては、基板１６上のビア２４内に選択的に堆積できる、タングステンまたは任意の他の導電材料を含む層３０は、もしそれが、ＣＶＤ前駆体のために、誘電体２６（ビア２４の壁）上におけるよりも層３０（ビア２４のフロア）の頂部上において、解離して触媒ナノ粒子４２を形成しやすければ用いることができる。１つまたはそれ以上のＣＶＤ前駆体に対して半導体デバイスをさらすのは、所望サイズの触媒ナノ粒子４２の製造のための所定時間に制限される。例えば、このさらす時間が増大すると、触媒ナノ粒子４２の平均直径は増大する。特定の実施例においては、触媒ナノ粒子４２の直径は、約２ｎｍから約１５ｎｍまでの範囲内にあり、最適サイズは約９ｎｍであるが、本発明は、任意の適切なサイズの触媒ナノ粒子４２を考慮する。
【００１３】
別の実施例においては、層３０が基板１６上に堆積されず、触媒ナノ粒子４２は、半導体デバイス１０が上げられた温度において１つまたはそれ以上のＣＶＤ前駆体にさらされ時に、直接基板１６上に形成される。さらに別の実施例においては、エッチングされたビア２４を有する半導体デバイス１０が、金属含有分子（例えばフェロセン）の１つまたはそれ以上の水溶液中に漬けられて、触媒ナノ粒子４２が形成され、次に熱処理にさらされて、基板１６（ビア２４のフロア）のみが金属または金属酸化物の触媒ナノ粒子４２を支持するようにされる。
【００１４】
触媒ナノ粒子４２は、カーボンナノチューブ３２の成長を容易にするために用いられ、１つまたはそれ以上のカーボンナノチューブ３２が、対応する触媒ナノ粒子４２に関連する。（当業者が認識するように、多重カーボンナノチューブ３２は、ある環境において単一触媒ナノ粒子４２から成長する。）１つの実施例においては、例えば、ガスまたはプラズマエンハンストＣＶＤプロセスが半導体デバイス１０上で行われ、触媒ナノ粒子４２（また、カーボンナノチューブ３２が触媒ナノ粒子４２から成長し始めた後には、得られた成長しつつあるカーボンナノチューブ３２）を、上げられた温度において炭素含有ガスまたはプラズマにさらす。そのような炭素含有ガスには、メタン、アセチレン、または、特定の必要に応じてカーボンナノチューブ３２を成長させるのに適する任意の他のガスが含まれる。例として、酸化されたシリコンまたはアルミニウムの基板上に堆積された、鉄または酸化鉄の触媒ナノ粒子４２は、適切な炭素含有ガスにさらされた後に、約５ｎｍから約１００ｎｍの直径と、約１０μｍまでの高さとを有する、カーボンナノチューブ３２を生じた。ガスまたはプラズマエンハンストＣＶＤ技術を用いたカーボンナノチューブ３２の成長は、例えば、約４００°Ｃから約６００°Ｃの範囲の温度において行われ、これは、関心をもたれるたいていの集積回路製造プロセスの熱的予算内に納まる。成長するカーボンナノチューブ３２が、そのような条件下のガスまたはプラズマにさらされる時間の長さは、一般に、カーボンナノチューブ３２の最終的な高さを決定する。得られるカーボンナノチューブ３２は、同じ長さの時間の間、同じ条件下でガスまたはプラズマにさらされても、高さの分散を生じる。
【００１５】
カーボンナノチューブ３２は、活性領域２２に対し実質的に垂直に成長し、カーボンナノチューブ３２の第１の端部は、対応する触媒ナノ粒子４２に結合している。図３は、半導体デバイス１０の活性領域２２と導電層３４との間に導電性を付与するために用いられる接点構造４０の上方から見た、カーボンナノチューブ３２の例を示す。本発明は、成長する単一壁カーボンナノチューブ３２ａ、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂ、または、ビア２４内におけるこれら双方の任意の組合せを考える。温度、ガスまたはプラズマ、または、触媒ナノ粒子４２がエンハンストＣＶＤプロセス中にさらされる他の条件は、単一壁カーボンナノチューブ３２ａ、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂ、またはこれらの双方、のいずれが最終的に成長するかを決定し、双方が成長する場合は、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂと単一壁カーボンナノチューブ３２ａの比を決定する。特定の実施例においては、カーボンナノチューブ３２は、タングステンのような単純な金属の導電率と同様の導電率を与えることが望ましい。図３に示されているように、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂは、大きい密度のカーボンナノチューブ３２を生じる。この特性は、大きい密度が、小さい密度の単一壁カーボンナノチューブ３２ａよりも、単純な金属により類似した導電率を与える点で、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂを含めることを好ましいものとする。さらに、単一壁カーボンナノチューブ３２ａは、一般に、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂよりも高い温度において成長させなければならないので、成長させるのが困難であり、これは、適用可能な集積回路製造プロセスのための熱的予算を超過させるかもしれない。また、単一壁カーボンナノチューブ３２ａの折り曲げを制御するのは、多重壁カーボンナノチューブ３２ｂにおけるよりも困難であり、特定の折り曲げは、特定の単一壁カーボンナノチューブ３２ａを半導体のように動作させる。
【００１６】
図２に帰ると、導電層３４は接点構造４０上に堆積され、接点構造４０と、関連する集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する。導電層３４は、銅または任意の他の適切な導電材料３４ａを含む。短絡および他の問題の原因となる、ビア２４の周囲の誘電体２６内への導電材料３４ａの浸透は、防止することが望ましい。１つの実施例においては、導電材料３４ａの堆積の前に、バリヤ材料３４ｂが接点構造４０上に堆積され、誘電体２６内への導電材料３４ａの浸透を実質的に防止する。バリヤ材料３４ｂは、カーボンナノチューブ３２の第２の端部を実質的に包囲するように堆積され、カーボンナノチューブ３２の第２の端部４８がビア２４から突出しないカーボンナノチューブ３２であっても、その第２の端部４８を実質的に包囲するように、ことによるとビア２４内へ広がる。バリヤ材料３４ｂは、窒化タンタル、または特定の必要に応じて誘電体２６内への導電材料３４ａの浸透を防止するのに適する任意の他の材料を含む。接点構造４０の頂部から余分な金属を除去する化学機械研摩（ＣＭＰ）のような、ビア２４内へのタングステンのような金属の堆積に関連する、追加のプロセスは解消される。これは、部分的には、カーボンナノチューブ３２の成長を制御して、カーボンナノチューブ３２の最終的な高さを制御できるからであり、また、部分的には、カーボンナノチューブ３２の第２の端部の、導電層３４内への延び込みが、活性領域２２と導電層３４との間への導電性の付与において、実際に望ましいからである。
【００１７】
１つの実施例においては、ビア２４の壁を、カーボンナノチューブ３２のＣＶＤ成長中に用いられるガスまたはプラズマにさらすと、ビア２４の壁に沿ってバリヤ材料の形成が行われる。例えば、もし誘電体２６が二酸化シリコンを含み、カーボンナノチューブ３２のＣＶＤ成長中に用いられるガスが炭素含有ガスを含めば、壁に沿って形成されるバリヤ材料は炭化シリコンを含む。このバリヤ材料は、バリヤ材料３４ｂに加えて、ビア２４の周囲の誘電体２６内への導電層３４ａの浸透を実質的に防止する。
【００１８】
本発明の特定の実施例は、１つまたはそれ以上の技術的利点を有する。例えば、ある実施例は、半導体デバイス１０の電極１２または他の接点構造４０内に、活性領域２２と導電層３４との間のビア２４を通って延びるカーボンナノチューブ３２を用い、活性領域２２と導電層３４との間に導電性を付与する。カーボンナノチューブ、特に多重壁カーボンナノチューブ３２ｂは、タングステンのような金属の導電率に類似した導電率を提供する。例えば、直径約９ｎｍの六方充填多重壁カーボンナノチューブ３２ｂにより充填された高さ約３７５ｎｍ、直径約１２０ｎｍのビア２４は、カーボンナノチューブ３２の軸方向において約３０Ωの抵抗を生じる。触媒ナノ粒子４２が形成され、１つまたはそれ以上の対応するカーボンナノチューブ３２が成長する条件に依存して本質的にランダムに、最も望ましいように、または、より起こりそうであるように、カーボンナノチューブ３２は実質的に六方充填される。さらに、それぞれのカーボンナノチューブ３２は活性領域２２から導電層材料３４まで延びる単分子として成長するので、カーボンナノチューブ３２は、少なくとも部分的にはタングステンのような金属よりも堅牢である。カーボンナノチューブ３２の使用は、活性領域２２と導電層材料３４との間の導電性の連続性を損なう間隙を減少または解消し、それにより、接点構造４０内の望ましくない加熱を減少または解消し、関連する半導体デバイス１０の信頼性を増大させる。
【００１９】
ある実施例においては、本発明によるカーボンナノチューブ３２の使用は、導電性の連続性、または信頼性を犠牲にすることなく、半導体デバイス内の電極１２または他の接点構造４０の断面直径の減少を可能にする。これは、例えば、集積回路の高密度化の傾向が、構造間の間隔の小さい小形接点構造４０を必要としているために、有利である。さらに、本発明によるカーボンナノチューブ３２の使用は、チタンのようなバリヤ材料、窒化チタン膜のような被覆材料、またはビア２４内のタングステンのような金属の堆積に関連する他の材料を、堆積する必要を解消する。さらに、接点構造４０の頂部から余分な金属を除去するための化学機械研摩（ＣＭＰ）のような、ビア２４内のタングステンのような金属の堆積に関連する追加のプロセスステップが解消される。
【００２０】
図４は、カーボンナノチューブ３２を用いて半導体デバイス１０の活性領域２２と導電層３４との間に導電性を付与する方法の例を示す。ステップ１００においては、接点構造４０の活性領域２２および関連するビア２４が、例えば、誘電体２６の形成およびその後の処理により画定される。ステップ１０２においては、タングステンまたは他の適切な第１の導電材料の薄層３０が、（ケイ化コバルト、ケイ化ニッケル、ケイ化チタン、または所望されるオーム接触のために適切な他の材料、の浸漬層を含む）基板１６上のビア２４の底部に選択的に堆積される。ステップ１０４においては、半導体デバイス１０が、上げられた温度において１つまたはそれ以上のＣＶＤ前駆体にさらされ、活性領域２２上（例えば、層３０上）に触媒ナノ粒子４２を容易に形成する。１つの実質的ににおいては、触媒ナノ粒子４２は、層３０上、または層３０内の核生成クリスタライトである。上述のように、適切なＣＶＤ前駆体は、ニッケル；コバルト；ニッケル、コバルト、セリウム、またはパラジウムの合金；鉄または酸化鉄粒子；または触媒ナノ粒子４２の形成を容易にする任意の他のＣＶＤ前駆体を含む。１つの実施例においては、基板１６上のビア２４内に選択的に堆積できる、タングステンまたは任意の他の導電材料を含む層３０は、もしそれが、ＣＶＤ前駆体のために、誘電体２６（ビア２４の壁）上におけるよりも層３０（ビア２４のフロア）の頂部上において、解離して触媒ナノ粒子４２を形成しやすければ用いることができる。上述のように、１つまたはそれ以上のＣＶＤ前駆体に対して半導体デバイスをさらすのは、所望サイズの触媒ナノ粒子４２の製造のための所定時間に制限される。例えば、このさらす時間が増大すると、触媒ナノ粒子４２の平均直径は増大する。
【００２１】
ステップ１０６においては、ガスまたはプラズマエンハンストＣＶＤプロセスが行われ、１つまたはそれ以上のカーボンナノチューブ３２の、対応する触媒ナノ粒子４２からの成長を容易にする。１つの実施例においては、触媒ナノ粒子４２（また、カーボンナノチューブ３２が触媒ナノ粒子４２から成長し始めた後には、成長しつつあるカーボンナノチューブ３２）を、上げられた温度において炭素含有ガスまたはプラズマにさらす。成長するカーボンナノチューブ３２が、そのような条件下のガスまたはプラズマにさらされる時間の長さは、一般に、カーボンナノチューブ３２の最終的な高さを決定する。１つの実施例においては、カーボンナノチューブ３２は、活性領域２２に対し実質的に垂直に成長し、１つまたはそれ以上のカーボンナノチューブ３２は、カーボンナノチューブ３２の第１の端部において対応する触媒ナノ粒子４２に結合し、単一壁カーボンナノチューブ３２ａおよび多重壁カーボンナノチューブ３２ｂの双方を含む。ステップ１０８においては、バリヤ材料３４ｂが、接点構造４０上にカーボンナノチューブ３２の第２の端部を実質的に包囲するように堆積され、カーボンナノチューブ３２の第２の端部４８がビア２４から突出しないカーボンナノチューブ３２であっても、その第２の端部４８を実質的に包囲するように、ことによるとビア２４内へ広がる。ステップ１１０においては、第２の導電材料３４ａが、接点構造４０上に堆積され、接点構造４０と、関連する集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する。１つの実施例においては、誘電体２６内への第２の導電材料３４ａの浸透が、バリヤ材料３４ｂの存在により実質的に防止される。
【００２２】
本発明をいくつかの実施例により説明し、当業者に対しては、さまざまな変化、置換、変形、変更、および改変が示唆されたことであろうが、本発明は、全てのそのような変化、置換、変形、変更、および改変を、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に属するものとして包含するように意図されている。
【００２３】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）集積回路内の半導体デバイスにおいて、
前記半導体デバイスの接点構造に関連する活性領域と、
前記半導体デバイスの前記接点構造と、前記集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する導電層と、
複数のカーボンナノチューブの第１の端部は前記活性領域に結合され、前記カーボンナノチューブの第２の端部は前記導電層に結合され、前記カーボンナノチューブは前記接点構造のビア内を前記活性領域から前記導電層まで延びて、前記活性領域と前記導電層との間に導電性を付与する前記複数のカーボンナノチューブと、
を含む前記半導体デバイス。
【００２４】
（２）前記集積回路の製造中における前記カーボンナノチューブの成長を容易にするために前記活性領域上に堆積された複数の触媒ナノ粒子であって、１つまたはそれ以上のカーボンナノチューブが対応する触媒ナノ粒子から成長する前記触媒ナノ粒子をさらに含む、第１項記載のデバイス。
【００２５】
（３）前記活性領域は基板上の前記ビアの底部に堆積された導電材料を含み、前記触媒ナノ粒子は前記導電材料に結合し、前記導電材料は前記集積回路の製造中に前記活性領域上における前記触媒ナノ粒子の形成を容易にする、第２項記載のデバイス。
【００２６】
（４）前記導電層は銅を含み、
前記触媒ナノ粒子はコバルトおよびニッケルの少なくとも一方を含み、
前記導電材料はタングステンを含む、
第３項記載のデバイス。
【００２７】
（５）集積回路内の半導体デバイスの構成方法において、該構成方法は、
前記半導体デバイスの接点構造に関連する活性領域およびビアを画定するステップと、
前記接点構造の前記ビア内の前記活性領域上に複数のカーボンナノチューブを成長させるステップであって、前記カーボンナノチューブの第１の端部は前記活性領域に結合されている、前記成長させるステップと、
前記接点構造上に導電層を堆積するステップであって、前記カーボンナノチューブの第２の端部は前記導電層に結合され、前記カーボンナノチューブは前記接点構造のビア内を前記活性領域から前記導電層まで延びて、前記活性領域と前記導電層との間に導電性を付与し、前記導電層は、前記半導体デバイスの前記接点構造と、前記集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に導電性を付与する、前記堆積するステップと、
を含む前記構成方法。
【００２８】
（６）複数の接点構造を含むディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において、それぞれの接点構造は、
活性領域および関連するビアと、
前記接点構造と、前記ＤＳＰ内の１つまたはそれ以上の他の接点構造との間に、導電性を付与する導電層と、
前記ＤＳＰの製造中におけるカーボンナノチューブの成長を容易にするために、前記活性領域上に堆積された複数の触媒ナノ粒子であって、１つまたはそれ以上のカーボンナノチューブが、対応する触媒ナノ粒子から成長する前記複数の触媒ナノ粒子と、
複数の多重壁カーボンナノチューブおよび複数の単一壁カーボンナノチューブの第１の端部は対応する触媒ナノ粒子に結合され、前記カーボンナノチューブの第２の端部は前記導電層に結合され、前記カーボンナノチューブは前記ビア内を前記活性領域から前記導電層まで延びて、前記活性領域と前記導電層との間に導電性を付与する前記カーボンナノチューブと、
を含む前記ＤＳＰ。
【００２９】
（７）前記活性領域は基板上の前記ビアの底部に堆積された導電材料を含み、前記触媒ナノ粒子は前記導電材料に結合し、前記導電材料は前記ＤＳＰの製造中に前記活性領域上における前記触媒ナノ粒子の形成を容易にする、第６項記載のＤＳＰ。
【００３０】
（８）前記導電層は銅を含み、
前記触媒ナノ粒子はコバルトおよびニッケルの少なくとも一方を含み、
前記導電材料はタングステンを含む、
第６項記載のＤＳＰ。
【００３１】
（９）前記導電層は、
前記ビアを包囲する誘電材料上に堆積されたバリヤ材料と、
前記バリヤ材料上に堆積された導電材料と、を含み、
前記バリヤ材料は前記ビア内へ広がって、前記カーボンナノチューブの少なくともあるものの前記第２の端部を実質的に包囲し、前記バリヤ材料は前記誘電材料内への前記導電材料の浸透を実質的に防止する、
第６項記載のＤＳＰ。
【００３２】
（１０）本発明の１つの実施例においては、集積回路内の半導体デバイスは、その半導体デバイス（１０）の接点構造（４０）に関連する活性領域（２２）を含む。半導体デバイス（１０）はまた、半導体デバイス（１０）の接点構造（４０）と、集積回路内の１つまたはそれ以上の他の半導体デバイスとの間に、導電性を付与する導電層（３４）を含む。半導体デバイス（１０）はまた、カーボンナノチューブ（３２）の第１の端部（４４）が活性領域（２２）に接続され、カーボンナノチューブ（３２）の第２の端部（４８）が導電層（３４）に接続された、多数のカーボンナノチューブ（３２）であって、接点構造（４０）のビア（２４）内を活性領域（２２）から導電層（３４）まで延びて、活性領域（２２）と導電層（３４）との間に導電性を付与する前記カーボンナノチューブ（３２）を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】カーボンナノチューブが活性領域と導電層との間に導電性を付与する、集積回路内の半導体デバイスの例を示す。
【図２】カーボンナノチューブが活性領域と導電層との間に導電性を付与する、半導体デバイスの接点構造の例を示す。
【図３】接点構造の上方から見た、半導体デバイスの活性領域と導電層との間に導電性を付与するために用いられるカーボンナノチューブの例を示す。
【図４】カーボンナノチューブを用いて半導体デバイスの活性領域と導電層との間に導電性を付与する方法の例を示す。
【符号の説明】
１０　半導体デバイス
２２　活性領域
２４　ビア
３２　カーボンナノチューブ
３４　導電層
４０　接点構造
４４　カーボンナノチューブの第１の端部
４８　カーボンナノチューブの第２の端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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