[發(fā)明專利]半導體器件、互連層和互連層的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410206393.1
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN105097658B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設計）人: 鄧浩
• 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;H01L23/538
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

本申請公開了一種半導體器件、互連層和互連層的制作方法，該互連層的制作方法包括：在半導體襯底上形成具有凹槽的介電層；在凹槽內形成金屬層；填充介電層的表面中的孔隙；在介電層的表面及金屬層的表面上形成金屬蓋層。本申請中的互連層的制作方法是在形成金屬層之后，填充介電層的表面中的孔隙，并在介電層的表面中的孔隙被填充后再在介電層的表面及金屬層的表面上形成金屬蓋層。這樣，由于介電層的表面中的孔隙已經被填充，于是，形成金屬蓋層的材料便不再容易滲透進入介電層表面的孔隙中了，進而在介電層中也不容易產生導電通路了，有效地降低了互連層出現(xiàn)漏電情況的可能性。

技術領域

本申請涉及半導體集成電路的技術領域，具體而言，涉及一種半導體器件、互連層和互連層的制作方法。

背景技術

集成電路是20世紀50年代后期至60年代發(fā)展起來的一種新型半導體器件。半導體集成電路是將晶體管、二極管等有源元件和電阻器、電容器等無源元件，按照一定的電路互連，“集成”在一塊半導體單晶片上，從而完成特定的電路或系統(tǒng)功能。由于集成電路是由許多半導體器件以及電阻等元件組成的，其中，半導體器件起著核心的作用，于是，半導體器件的性能對集成電路來說有著至關重要的作用。

在微型化半導體器件的當前工藝中，為了減少在信號傳播中由于電容效應引起的電阻電容(RC)延遲，期望低K介電材料作為導電互連件之間的金屬層間和/或層間電介質。鑒于此，電介質的介電層常數(shù)越低，鄰近導電線的寄生電容就越低，以及集成電路(IC)的RC延遲就越小。

可以通過形成前體膜來形成低K介電層。這種前體膜可以具有兩種組分，如基體材料和在基體材料內形成的成孔劑材料。一旦在期望低K介電材料存在的區(qū)域中形成并固化了前膜體，則可以從前體膜中去除成孔劑，從而形成“孔隙”，該孔隙降低了前體膜的介電常數(shù)，并形成低K介電材料。

然而，在現(xiàn)有技術中，在半導體器件的互連層的制作過程中，還需要在該介電層上形成金屬蓋層，由于在該介電層的內部具有許多孔隙，于是，在金屬蓋層與介電層的直接接觸的部位，形成金屬蓋層的材料容易滲透到介電層的孔隙中，進而很容易在介電層中產生導電通路，導致互連層的漏電指數(shù)明顯增高，從而嚴重影響了半導體器件的性能。

發(fā)明內容

本申請旨在提供一種半導體器件、互連層和互連層的制作方法，以解決現(xiàn)有技術中的互連層的金屬蓋層的形成材料容易滲透進入介電層的孔隙中的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種互連層的制作方法，包括：在半導體襯底上形成具有凹槽的介電層；在凹槽內形成金屬層；填充介電層的表面中的孔隙；在介電層的表面及金屬層的表面上形成金屬蓋層。

進一步地，使二烯烴與介電層的表面進行接觸處理以填充介電層的表面中的孔隙。

進一步地，二烯烴為1，3-環(huán)己二烯或二環(huán)庚二烯。

進一步地，接觸處理包括：采用旋涂、噴涂或浸泡的方式使二烯烴與介電層的表面接觸；加熱二烯烴以使得二烯烴與介電層的表面的材料發(fā)生交聯(lián)反應。

進一步地，形成金屬層的步驟包括：在凹槽內以及介電層的表面上形成金屬預備層；對金屬預備層進行化學機械拋光以形成金屬層。

進一步地，在形成金屬層之后，制作方法還包括：采用硅氧烷對介電層的表面進行處理。

進一步地，硅氧烷為八甲基環(huán)四硅氧烷或四甲基環(huán)四硅氧烷。

進一步地，在使二烯烴與介電層的表面進行接觸處理后，制作方法還包括：對介電層進行等離子體處理。

進一步地，等離子體為氦等離子體。

進一步地，在形成金屬蓋層的步驟之后，制作方法還包括：對介電層的表面進行紫外光照射處理以去除介電層的表面中的二烯烴。