[發(fā)明專利]納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層薄膜及制備工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010285661.5
• 申請日: 2010-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN101969067A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳秀華;張偉強(qiáng);項(xiàng)金鐘;張?jiān)谟?/a>;王莉紅
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/02
• 分類號(hào): H01L29/02;H01L21/31;H01L21/3105
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

1.一種納米級(jí)ULSI-Cu布線擴(kuò)散阻擋層薄膜，其特征在于：在Si基底上有一層由Hf靶或Si靶或HfSi合金靶濺射沉積的非晶態(tài)HfSiN薄膜，且非晶態(tài)HfSiN薄膜總厚度≤45nm。

2.按權(quán)利要求1所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線擴(kuò)散阻擋層薄膜，其特征在于：沉積生成的HfN薄膜中Si的摻雜質(zhì)量百分比含量為2.8％。

3.按權(quán)利要求2所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線擴(kuò)散阻擋層薄膜，其特征在于：各種靶材的純度皆≥99.999％，阻擋層薄膜從外至內(nèi)為HfSiN/Cu/HfSiN/SiO₂/Si。

4.一種納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層材料的制備工藝，其特征在于：

①靶材選取：選取Hf、Si靶或HfSi合金靶分別在基底Si上濺射；

②進(jìn)行薄膜沉積：靶材在N₂與Ar混合氣體中進(jìn)行磁控濺射，依次沉積生成總厚度≤45nm的HfSiN/Cu/HfSiN/SiO₂/Si非晶態(tài)薄膜。

③薄膜制備工藝參數(shù)：采用射頻磁控濺射，高真空度為10^-4～10^-5Pa，濺射氣壓為1～10Pa，N₂流量為0.5～4sccm，Ar氣流量為16～20sccm，濺射功率為20～60W，工作溫度為室溫～400℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層材料的制備工藝，其特征在于：濺射靶材的純度≥99.999％，各層厚度為HfSiN＝5nm，Cu＝35nm，HfSiN＝5nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層材料的制備工藝，其特征在于：通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)工藝優(yōu)化后的HfSiN薄膜制備參數(shù)濺射氣壓為4Pa，N₂流量為0.5sccm，Ar氣流量為19.5sccm，濺射功率為40W，工作溫度為400℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層材料的制備工藝，其特征在于：通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)工藝優(yōu)化后的Cu薄膜制備參數(shù)濺射氣壓為4Pa，Ar氣流量為20sccm，濺射功率為30W，工作溫度為室溫。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層材料的制備工藝，其特征在于：通過磁控濺射沉積得到的HfSiN/Cu/HfSiN/SiO₂/Si多層膜，放入管式爐中，通入N₂氣氛，在700℃下退火1h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米級(jí)ULSI-Cu布線HfSiN擴(kuò)散阻擋層材料的制備工藝，其特征在于：通過磁控濺射沉積得到的HfSiN/Cu/HfSiN/SiO₂/Si多層膜，放入管式爐中，通入O₂氣氛，在550℃下退火1h。