[發明專利]半導體結構及其的形成方法

有效

• 申請號: 201610216906.6
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN107275279B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 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;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底，所述襯底包括金屬層和圍繞所述金屬層的介質層，所述襯底表面暴露出金屬層的表面以及介質層表面；

在所述金屬層表面形成石墨烯層、在介質層表面形成無定形碳層；

對所述石墨烯層進行氟離子摻雜，形成摻氟石墨烯層；

在所述無定形碳層和摻氟石墨烯層表面形成粘附層；

所述摻氟石墨烯層的介電系數小于2。

2.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用等離子體增強化學氣相沉積工藝形成所述石墨烯層和無定形碳層。

3.根據權利要求2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述等離子體增強化學氣相沉積工藝采用CH₄作為沉積氣體，N₂和H₂作為載氣，流量為2sccm～5sccm，溫度為372℃～425℃，射頻功率為30W～50W，氣壓為25mTorr～30mTorr。

4.根據權利要求2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述石墨烯層之前，采用氫等離子體對金屬層表面進行清洗。

5.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述石墨烯層的厚度為1～30個原子層厚度。

6.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用含氟氣體對所述石墨烯層進行等離子體處理，從而對所述石墨烯層進行氟離子摻雜。

7.根據權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述等離子體處理采用的含氟氣體為CF₄，溫度為175℃～225℃，時間為40min～60min，射頻功率為10W～1000W，壓強為0.1Torr～1000Torr。

8.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述摻氟石墨烯層位于石墨烯層表面，且所述摻氟石墨烯層的厚度與石墨烯層的厚度之比為1/3～1。

9.根據權利要求1或8所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述摻氟石墨烯層的摩爾原子濃度為1％～50％。

10.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在對石墨烯層進行氟離子摻雜的同時，對所述無定形碳層進行氟離子摻雜。

11.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述金屬層的材料為Cu。

12.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述粘附層的材料為SiCN或SiN。

13.根據權利要求12所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述粘附層的厚度為

14.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述介質層的材料為低K介質材料。

15.根據權利要求1至14中任一方法形成的半導體結構，其特征在于，包括：

襯底，所述襯底包括金屬層和圍繞所述金屬層的介質層，所述襯底表面暴露出金屬層的表面以及介質層表面；

位于所述金屬層表面的摻氟石墨烯層；

位于介質層表面的無定形碳層；

位于所述無定形碳層和摻氟石墨烯層表面的粘附層。