[發明專利]互連結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201410366450.2
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105336675B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 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;H01L23/522;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;駱蘇華

本發明提供一種互連結構及其形成方法，形成方法包括：提供襯底，形成第一層間介質層以及第一導電插塞；依次形成第一擴散阻擋層、第二擴散阻擋層；硬度高于第二擴散阻擋層的蓋帽層以及粘附層；形成所述粘附層之后，在粘附層上形成第二層間介質層。本發明還提供一種互連結構，包括襯底，第一層間介質層以及第一導電插塞、第一擴散阻擋層、第二擴散阻擋層、蓋帽層以及粘附層，形成于所述粘附層上的第二層間介質層。本發明的有益效果在于，可以減小第一導電插塞與第一層間介質層、互連結構的其他構件之間發生交叉擴散發生的幾率、減少等離子體損傷、增加第一層間介質層與第二層間介質層之間的粘附力。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體涉及一種互連結構及其形成方法。

背景技術

在現有的形成半導體互連結構的工藝中，每層互連結構之間通常需要形成隔離層，以將不同的互連結構相互隔離。在隔離層上形成新的互連結構時再將部分隔離層去除，從而使不同互連結構之間的導電插塞相互接觸以實現電連接。

隨著半導體器件特征尺寸的減小以及集成密度增加等因素，互連結構中的寄生電容、RC延遲的問題變得愈發明顯。現有技術采用具有較低k值的材料來形成的層間介質層以及隔離層等部件，以減小寄生電容。

但是低k材料也容易導致其他問題，參考圖1為現有技術中互連結構的結構示意圖，低k材料的層間介質層3、4中分別設有金屬插塞1、2，層間介質層3、4之間設有低k材料的隔離層5。低k材料在減小互連結構寄生電容的同時也會帶來其他問題，進而影響互連結構的性能。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種互連結構及其形成方法，以提升形成的互連結構的性能。

為解決上述問題，本發明提供一種互連結構的形成方法，包括：

提供襯底，

在所述襯底上形成第一層間介質層，并在所述第一層間介質層中形成第一導電插塞；

在所述第一層間介質層以及第一導電插塞上形成第一擴散阻擋層；

在所述第一擴散阻擋層上形成第二擴散阻擋層；

在所述第二擴散阻擋層上形成硬度高于第二擴散阻擋層的蓋帽層；

在所述蓋帽層上形成粘附層；

在粘附層上形成第二層間介質層。

可選的，形成第一擴散阻擋層的步驟包括：形成碳化硅材料的第一擴散阻擋層。

可選的，形成第二擴散阻擋層的步驟包括：形成摻氮碳化硅材料的第二擴散阻擋層。

可選的，形成第一擴散阻擋層的步驟包括：

采用等離子體化學氣相沉積的方式形成所述碳化硅材料的第一擴散阻擋層；

其中，形成碳化硅材料的第一擴散阻擋層的反應氣體中包括四甲基硅烷氣體、三甲基硅烷氣體、二甲基硅烷氣體或者甲基硅烷氣體。

可選的，形成第一擴散阻擋層的步驟包括：四甲基硅烷氣體、三甲基硅烷氣體、二甲基硅烷氣體或者甲基硅烷氣體反應氣體的流量在100～10000標況毫升每分的范圍內，沉積壓強氣壓在0.1～10托的范圍內，并使沉積設備的功率在100～500瓦的范圍內。

可選的，提供襯底的步驟之后，形成第一擴散阻擋層的步驟之前，所述形成方法還包括：

采用氨氣對所述第一導電插塞的表面進行預處理。

可選的，形成第二擴散阻擋層的步驟包括：

采用化學氣相沉積的方式形成所述第二擴散阻擋層；

其中，使形成第二擴散阻擋層的反應氣體中包括氨氣，以及還包括四甲基硅烷氣體或者三甲基硅烷氣體。