[發(fā)明專利]一種集成電路銅互連結構及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310701169.5
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103745971A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 盧紅亮;張遠;耿陽;朱尚斌;孫清清;張衛(wèi)
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L23/532
• 分類號: H01L23/532;H01L21/768
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.?一種集成電路銅互連結構，其特征是利用ALD技術生長TiN與Ru交替疊層結構形成的Ru-N-Ti薄膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的TaN/Ta結構，作為Cu的擴散阻擋層/粘附層/籽晶層；薄膜結構的表達式為Ru_x(TiN)_y，其中x,?y的取值范圍是0.05-0.95，x與y之和為1。

2.?一種如權利要求1所述的集成電路銅互連結構的制備方法，其特征在于具體步驟為：

（1）采用RCA工藝清洗硅基襯底，然后在硅襯底上依次生成刻蝕阻擋層與絕緣介質層，使用光刻、離子刻蝕工藝，定位互連位置，形成金屬溝槽、接觸孔或通孔；

（2）使用ALD方法沉積n1層TiN與n2層Ru的交疊結構薄膜，不斷重復上述過程，最終形成Ru-N-Ti薄膜，其中n1、n2為大于等于1的整數；

（3）使用ALD或電鍍方法在Ru-N-Ti結構表面生長Cu，獲得銅互連結構；

（4）使用化學機械拋光工藝得到平整的晶片表面。

3.?根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，Ru-N-Ti的厚度低至1nm。

4.?根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，Ru-N-Ti填入溝槽的縱橫比高達10以上。

5.?根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在22?nm節(jié)點后，由于晶體管特征尺寸已極小，可使用ALD方法進行銅互連的填充而不需要使用電鍍銅工藝。

6.?根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，反應鈦源為四(二甲基氨基)鈦、四(二乙基氨基)鈦、四(乙基甲基氨基)鈦中的一種，氣氛為氨氣、氫氣或氮氫混合氣等離子體，Ru源為Ru(Cp)₂、Ru(EtCp)₂或Ru(OD)₃，氣氛為氧氣、臭氧或氧氣等離子體。

7.?根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，沉積過程中鈦源溫度應為70~160?^oC，Ru源溫度應為60~140?^oC；反應腔溫度為100~300?^oC。