[發明專利]半導體互連結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201811029481.3
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN110880489A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L23/535
• 分類號: H01L23/535;H01L21/768
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種半導體互連結構的制備方法，其特征在于，包括：

1)提供一基底，所述基底上形成有介電層，于所述介電層內形成接觸孔；

2)以低溫化學氣相沉積的方式至少于所述接觸孔的底部和側壁形成第一金屬層，所述第一金屬層包括成核層；及

3)以包含低電流密度電鍍的電鍍方式于所述第一金屬層上形成第二金屬層，所述第二金屬層包括種子層，所述第二金屬層的電阻率小于所述第一金屬層的電阻率。

2.根據權利要求1所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟1)中形成的所述接觸孔的深寬比大于5。

3.根據權利要求1所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟2)中沉積的所述第一金屬層的材料包括鎢；步驟3)沉積的所述第二金屬層的材料包括銅。

4.根據權利要求3所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟2)中，用于形成所述第一金屬層的反應氣體包括六氟化鎢及甲硅烷。

5.根據權利要求1所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟2)中，形成所述第一金屬層的溫度不高于300℃，形成的所述第一金屬層的厚度介于500埃～700埃之間。

6.根據權利要求1所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟2)包括如下步驟：

2-1)至少于所述接觸孔的底部及側壁形成所述成核層；及

2-2)于所述成核層的表面形成所述第一金屬層的主體層，所述成核層的材料與所述第一金屬層的主體層材料相同。

7.根據權利要求6所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，所述成核層的沉積周期介于8～10之間。

8.根據權利要求7所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，于不高于300℃的溫度條件下使用乙硼烷及六氟化鎢作為反應氣體沉積一個沉積周期；并于不高于300℃的溫度條件下使用甲硅烷及六氟化鎢作為反應氣體沉積7～9個沉積周期。

9.根據權利要求1所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟3)包括如下步驟：

3-1)于所述接觸孔內形成所述種子層，所述種子層位于所述第一金屬層的上表面；

3-2)于第一電流密度條件下自所述種子層的上表面至上逐步于所述接觸孔內電鍍第一厚度的第一電鍍層；及

3-3)于第二電流密度條件下于所述第一電鍍層上表面及所述介電層的上表面繼續電鍍第二厚度的第二電鍍層，所述第一電流密度小于所述第二電流密度；其中，

所述第一電鍍層與所述第二電鍍層共同構成所述第二金屬層的主體層，所述種子層的材料與所述第二金屬層的主體層材料相同。

10.根據權利要求9所述半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟3-2)中，所述第一電流密度介于1.5安～3安之間，所述第一厚度介于900埃～1100埃；步驟3-3)中，所述第二電流密度介于20安～40安之間，所述第二厚度介于3500埃～4500埃。

11.根據權利要求9所述的半導體互連結構的制備方法，其特征在于，所述種子層的厚度介于150埃～200埃之間。

12.根據權利要求1所述半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟1)與步驟2)之間還包括如下步驟：于所述接觸孔的底部、側壁及所述介電層上表面形成粘附阻擋層的步驟；步驟2)中，所述第一金屬層形成于所述粘附阻擋層的表面。

13.根據權利要求1所述半導體互連結構的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述第一金屬層還形成于所述介電層的上表面；步驟3)之后還包括去除位于所述介電層上的所述第一金屬層及所述第二金屬層的步驟。