[發明專利]一種半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201310312323.X
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN104347476B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 周鳴
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

1.一種半導體器件的制造方法，包括：

提供半導體襯底，在所述半導體襯底上依次形成蝕刻停止層和層間介電層；

在所述層間介電層中形成銅金屬互連結構；

在所述銅金屬互連結構中形成銅金屬層；以及

在所述銅金屬層的頂部形成自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層，由所述鈷金屬層和所述AlN層構成的層疊結構未覆蓋所述層間介電層，所述AlN層與后續形成的另一蝕刻停止層之間存在良好的附著性。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，采用選擇性化學氣相沉積工藝形成所述鈷金屬層，所述鈷金屬層的厚度為1-20埃。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述沉積鈷金屬層的工藝條件為：溫度為小于400℃，壓力為0.01-20Torr，載氣為氦氣或氬氣，所使用的前驅物為僅選擇性沉積在金屬表面的有機鈷化合物。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述有機鈷化合物為二羰基環戊二烯基鈷。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述AlN層的工藝步驟包括：在所述鈷金屬層上形成鋁金屬層；使用含氮氣體對所述鋁金屬層實施等離子體處理，使其轉化為所述AlN層。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，采用選擇性化學氣相沉積工藝形成所述鋁金屬層，所述鋁金屬層的厚度為1-20埃。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述沉積鋁金屬層的工藝條件為：溫度為小于400℃，壓力為0.01-20Torr，載氣為氦氣或氬氣，所使用的前驅物為僅選擇性沉積在金屬表面的有機鋁化合物。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述有機鋁化合物為二甲基乙基胺配鋁烷。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述等離子體處理的工藝條件為：溫度為10-400℃，壓力為0.001-7.0Torr，功率為100-2000W，所述含氮氣體的流量為100-2000sccm。

10.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述含氮氣體為氮氣或氨氣。

11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述銅金屬互連結構之后，還包括去除通過所述銅金屬互連結構露出的蝕刻停止層以及實施蝕刻后處理的步驟。

12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述銅金屬層之前，還包括在所述銅金屬互連結構的底部和側壁上依次形成銅金屬擴散阻擋層和銅金屬種子層的步驟。

13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述銅金屬擴散阻擋層的材料為金屬、金屬氮化物或者其組合。

14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述蝕刻停止層的材料為SiCN、SiC或SiN，所述層間介電層的材料為具有低介電常數的材料。

15.一種采用如權利要求1-14中的任一方法制備的半導體器件，包括：

半導體襯底；

形成在所述半導體襯底上的自下而上層疊的蝕刻停止層和層間介電層；

形成在所述層間介電層中的銅金屬互連結構；

形成在所述銅金屬互連結構中的銅金屬層；以及

形成在所述銅金屬層上的自下而上層疊的鈷金屬層和AlN層，由所述鈷金屬層和所述AlN層構成的層疊結構未覆蓋所述層間介電層。