[發明專利]鋁互連裝置

有效

• 申請號: 201210457689.1
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103681608B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 葉菁馥;李香寰
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/532
• 分類號: H01L23/532;H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

1.一種半導體裝置，包括：

金屬結構，形成在襯底上方，其中，所述金屬結構由銅鋁合金形成；

第一合金層，形成在所述金屬結構下方；

第一阻擋層，形成在所述第一合金層下方，其中，通過在熱工藝期間所述第一合金層和鄰近的第一介電層之間的第一反應產生所述第一阻擋層；

在所述金屬結構上方形成的第二合金層；以及

在所述第二合金層上方形成的第二阻擋層，其中，通過在熱工藝期間所述第二合金層和鄰近的第二介電層之間的第二反應產生所述第二阻擋層。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述金屬結構是金屬線。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述金屬結構是T型鑲嵌結構，包括：

在第一金屬間介電層中形成的通孔部分；以及

在第二金屬間介電層中形成的溝槽部分，其中，所述第二金屬間介電層形成在所述第一金屬間介電層上。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一阻擋層由金屬氧化物材料形成。

5.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一阻擋層由金屬硅化物材料形成。

6.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述金屬結構的鋁原子具有{111}晶面。

7.一種半導體器件，包括：

襯底，包含硅；

第一金屬間介電層，形成在所述硅上方；

金屬通孔，形成在所述第一金屬間介電層中，其中，所述金屬通孔由鋁銅合金形成，并且，所述鋁銅合金的鋁原子具有{111}晶面；

第二金屬間介電層，形成在所述第一金屬間介電層上方；

金屬線，形成在所述第二金屬間介電層中，其中，所述金屬線由所述鋁銅合金形成；

在所述金屬線下方形成的第二合金層；

在所述第二合金層下方形成的第二阻擋層；

在所述金屬線上方形成的第三合金層；以及

在所述第三合金層上方形成的第三阻擋層。

8.根據權利要求7所述的半導體器件，其中，所述金屬通孔和所述金屬線形成T型金屬結構。

9.根據權利要求8所述的半導體器件，還包括：

在所述T型金屬結構下方形成的第一合金層；以及

在所述第一合金層下方形成的第一阻擋層。

10.根據權利要求9所述的半導體器件，其中，通過在第一熱工藝期間所述第一合金層和鄰近的介電材料之間的反應形成所述第一阻擋層。

11.根據權利要求7所述的半導體器件，其中：

所述第二阻擋層通過在熱工藝期間所述第二合金層和鄰近的介電材料之間的第二反應而產生；以及

所述第三阻擋層通過在所述熱工藝期間所述第三合金層和鄰近的介電材料之間的第三反應而產生。

12.根據權利要求11所述的半導體器件，其中，所述熱工藝的溫度為300度至660度。

13.一種形成半導體器件的方法，包括：

在襯底上方形成第一金屬間介電層，其中，在所述第一金屬間介電層中嵌有金屬通孔，并且在所述金屬通孔下方形成第一合金層；

在所述第一金屬間介電層上形成第二金屬間介電層，其中，在所述第二金屬間介電層中嵌有金屬線，并且在所述金屬線下方形成第二合金層；以及

對所述第一金屬間介電層和所述第二金屬間介電層實施熱工藝，其中，所述熱工藝的溫度高于300度，其中，還包括：

在所述襯底上方沉積所述第一合金層，其中，所述第一合金層由第一銅合金形成；

在所述第一合金層上方沉積鋁層；

圖案化所述鋁層以形成多個開口；

用介電材料填充所述開口；

在所述鋁層上方沉積第三合金層，其中，所述第三合金層由第二銅合金形成；

對所述第一合金層和所述第三合金層實施所述熱工藝；以及

形成第一阻擋層和第二阻擋層。

14.根據權利要求13所述的方法，其中：

通過所述第一合金層和鄰近的介電材料之間的第一反應形成所述第一阻擋層；以及

通過所述第三合金層和鄰近的介電材料之間的第二反應形成所述第二阻擋層。