[發明專利]互連結構及互連結構的制造方法

有效

• 申請號: 201710374681.1
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN108933100B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（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;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;H01L23/498
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

1.一種互連結構的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供表面上具有金屬互連結構和介質層的半導體襯底，所述金屬互連結構位于所述介質層的開口中，且所述金屬互連結構的上表面不低于所述介質層的上表面；

在所述金屬互連結構和所述介質層的表面上形成非金屬化合物層，所述非金屬化合物層為碳硼化硅；

在所述非金屬化合物層表面上形成摻雜硅的第一金屬化合物層，所述摻雜硅的第一金屬化合物層對所述非金屬化合物層進行硅補充；

在所述摻雜硅的第一金屬化合物層表面上形成未摻雜的第二金屬化合物層。

2.如權利要求1所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述金屬互連結構包括覆蓋所述開口內壁的擴散阻擋層和覆蓋在所述擴散阻擋層表面上的銅金屬層。

3.如權利要求2所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述擴散阻擋層為單層結構或者多層疊層結構，所述擴散阻擋層的材料包括鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮化鈦硅、氮化鉭硅、釕、氮化釕、鎢、碳化鎢和氮化鎢中的至少一種。

4.如權利要求1所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述介質層為單層結構或者多層疊層結構，當所述介質層為多層疊層結構時，所述介質層包括依次形成在所述半導體襯底表面上的刻蝕停止層和電介質層；當所述介質層為單層結構時，所述介質層為形成在所述半導體襯底表面上的電介質層。

5.如權利要求1所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述非金屬化合物層的形成工藝選自原子層沉積、化學氣相沉積和分子束外延中的至少一種。

6.如權利要求1或5所述的互連結構的制造方法，其特征在于，當所述非金屬化合物層的形成工藝選用原子層沉積時，通過原子層沉積形成所述非金屬化合物層的過程包括：

S21，通入含硅的第一前驅體，對所述金屬互連結構和所述介質層的表面進行浸潤和清洗處理，以形成非金屬元素的界面層；

S22，通入含碳、硼和氮中的至少一種元素的第二前驅體，對所述非金屬元素的界面層進行浸潤和清洗處理，以形成非金屬化合物層；

S23，采用惰性氣體對所述非金屬化合物層進行表面處理；

S24，循環重復步驟S21至S23，直到形成的非金屬化合物層厚度達到預定值。

7.如權利要求6所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述步驟S21中的第一前驅體包括硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、四氯硅烷、三甲基硅烷、四甲基硅烷、四氟化硅、乙硅烷中的至少一種。

8.如權利要求6所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述步驟S22中的第二前驅體包括三甲基硼、乙硼烷、三氟化硼、三氯化硼、氨氣、氮氣、胺類化合物、碳氫化合物、氯烷、一氯甲烷、二氯甲烷、二氯甲烷、四氟化碳和二氧化碳中的至少一種。

9.如權利要求1所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述摻雜硅的第一金屬化合物層和所述未摻雜的第二金屬化合物層的形成工藝分別選自原子層沉積、化學氣相沉積、磁控濺射沉積、脈沖激光沉積和分子束外延中的至少一種。

10.如權利要求1所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述摻雜硅的第一金屬化合物層中含有具有第一金屬元素的第一金屬化合物，所述未摻雜的第二金屬化合物層中含有具有第二金屬元素的第二金屬化合物，所述第一金屬化合物和所述第二金屬化合物分別選自金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物和金屬硼化物中的至少一種。

11.如權利要求10所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述第一金屬化合物和所述第二金屬化合物相同。

12.如權利要求10所述的互連結構的制造方法，其特征在于，所述第一金屬元素和所述第二金屬元素分別選自鋁、銅、釕、鎳、鈷、鉻、鐵、錳、鈦、鋁、鉿、鉭、鎢、釩、鉬、鈀和銀中的至少一種。