[發明專利]一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構及其制備方法在審
| 申請號： | 201811362802.1 | 申請日： | 2018-11-15 |
| 公開（公告）號： | CN109461714A | 公開（公告）日： | 2019-03-12 |
| 發明（設計）人： | 李旭;汪蕾;董松濤;王琦;李源梁 | 申請（專利權）人： | 江蘇科技大學 |
| 主分類號： | H01L23/532 | 分類號： | H01L23/532;H01L21/768;C23C14/16;C23C14/35 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 212003 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 制備 擴散阻擋層 合金化 濺射 薄膜 互連結構 磁控濺射鍍膜法 磁控濺射沉積 磁控濺射鍍膜 氮氣吹干 基片清洗 均勻致密 實驗誤差 退火處理 氬氣流量 薄膜法 導電膠 附著性 可控性 阻擋層 鍍膜 銅靶 穩性 冷卻 取出 阻擋 | ||
1.一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構，其特征在于：所述合金化銅Cu(Ni)的成分占比是Cu98.34Ni1.66/Si、Cu96.41Ni3.59/Si或Cu90.84Ni9.16/Si，將Cu98.34Ni1.66/Si記作Cu(Ni)1，Cu96.41Ni3.59/Si記作Cu(Ni)2，Cu90.84Ni9.16/Si記作Cu(Ni)3。
2.根據權利要求1所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構，其特征在于：所述Cu(Ni)無擴散阻擋層是采用磁控濺射鍍膜法在Si基體上制備合金化銅Cu(Ni)薄膜。
3.根據權利要求1所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構，其特征在于：所述Cu(Ni)1的Ni的原子百分比為1.66at.％，所述Cu(Ni)2的Ni的原子百分比為3.59at.％，所述Cu(Ni)3的Ni的原子百分比為9.16at.％。
4.根據權利要求1所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構，其特征在于：所述合金化銅Cu(Ni)薄膜的厚度為納米級。
5.一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構的制備方法，其特征在于包含以下步驟：
(1)用導電膠將純Ni片貼在銅靶上；
(2)分別使用丙酮、酒精和去離子水對硅片采用超聲波清洗10～15分鐘，接著將硅片放置到質量分數為3～6wt％的HF溶液中浸泡1～3分鐘，用去離子水清洗后，再用氮氣吹干；
(3)將硅片基片放置在真空室內頂部，關閉真空腔門，使用機械泵將腔室抽真空至氣壓低于5Pa；
(4)關閉機械泵打開分子泵抽真空至腔室氣壓到達6.5×10-4～7.8×10-4Pa，開始通入氬氣；
(5)工作氣壓至0.5～0.8Pa，擋上擋板，使用40～80W的功率對樣品進行預濺射5～10min；
(6)打開擋板，使用90～120W的功率濺射24～50min；
(7)鍍膜完成后，真空退火，將樣品冷卻后取出，得到Cu(Ni)薄膜。
6.根據權利要求5所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中導電膠被純Ni片完全覆蓋。
7.根據權利要求5所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中濺射靶材純Ni片均勻放置在離銅靶垂直高度為15～25mm的區域。
8.根據權利要求5所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中純Ni片的數量為1～3片。
9.根據權利要求5所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中選用的硅片是(100)取向的單晶硅片。
10.根據權利要求5所述的一種合金化銅Cu(Ni)無擴散阻擋層互連結構的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中氬氣的氣體流量為18～30sccm。
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