[實用新型]互連結構

有效

• 申請號: 201920511807.X
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN209571414U
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 孫明亮;吳孝哲;林宗賢;吳龍江;熊建鋒;吳明
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 楊楷;毛立群

本實用新型涉及半導體器件技術領域，提供了一種半導體器件的互連機構。其中，半導體器件的互連結構包括：介質層；金屬互連層，設置于介質層內，金屬互連層由第一金屬材料制得；種子層，設置于介質層和金屬互連層之間，種子層具有第一種子層和第二種子層，第一種子層由第一金屬材料制得，第二種子層由金屬活性強于第一金屬材料的第二金屬材料制得。在本實用新型中，互連結構的種子層包括第一種子層和第二種子層，其中第二種子層的金屬活性強于第一種子層的金屬活性，從而在進行化學電鍍時，通過犧牲第二種子層，并在第一種子層上形成鈍化層保護第一種子層，緩解第一種子層被電鍍液侵蝕的現象。

技術領域

本實用新型涉及半導體器件技術領域，特別涉及一種半導體器件的互連結構。

背景技術

隨著半導體集成電路制造技術的發展，銅互連工藝已成為芯片制造中后道互連工藝的主流技術，銅導線(金屬互連層)的制備基本采用化學電鍍工藝。

在進行化學電鍍工藝之前，通常需要在待生長銅導線的區域沉積種子層，之后將長有種子層的硅片作為陰極浸入酸性的硫酸銅溶液中進行化學電鍍，由于進行化學電鍍的電鍍液呈酸性，因此，在晶圓剛浸沒在電鍍液中時，銅種子層勢必會被酸性電鍍液腐蝕，導致銅種子層表面形成銅種子層缺失現象，從而在后續電鍍銅過程中，缺失位置處銅無法生長，造成銅導線空洞缺陷，嚴重影響半導體器件的可靠性。

實用新型內容

鑒于現有技術的上述問題，本實用新型提供了一種半導體器件的互連結構，該互連結構能夠在保持種子層引發導線金屬生長的作用的同時，防止種子層在酸性溶液中被腐蝕。

本實用新型提供了一種半導體器件的互連結構，包括：介質層；金屬互連層，設置于所述介質層內，所述金屬互連層由第一金屬材料制得；種子層，設置于所述介質層和所述金屬互連層之間，所述種子層具有第一種子層和第二種子層，所述第一種子層由所述第一金屬材料制得，所述第二種子層由金屬活性強于所述第一金屬材料的第二金屬材料制得。

與現有技術相比，在本實用新型提供中，互連結構的種子層包括第一種子層和第二種子層，其中第二種子層的金屬活性強于第一種子層的金屬活性，在進行化學電鍍時，活性較強的第二種子層能夠優先參與反應，抑制第一種子層與電鍍液之間的反應。該器件結構能夠緩解第一種子層被電鍍液腐蝕的現象，減少金屬互連層中形成的空洞缺陷，確保金屬互連層的質量，提高了半導體器件的可靠性。

作為優選，所述種子層的表面還形成有鈍化層。

通過在種子層的表面形成鈍化層，能夠隔阻電鍍液與種子層，防止其直接接觸，起到了保護種子層的效果。

進一步地，作為優選，所述鈍化層由所述第二金屬材料的氧化物制得。

由第二金屬材料的氧化物制得的鈍化層可以由第二種子層與酸性電鍍液直接反應得到，更加便于制備。

另外，作為優選，所述第一金屬材料為銅。

進一步地，作為優選，所述第二金屬材料為鉿、鋁、鈦、鋯、釩、錳、鈮、鋅、鉻、鎵、鐵、鎘、銦、鉈、鈷、鎳、鉬、錫、鉛中的一種或幾種的組合。

進一步地，作為優選，所述第二金屬材料為鋅。

另外，作為優選，所述互連結構還包括設置在所述金屬互連層一側的通孔連接互連線。

另外，作為優選，所述種子層還設置在所述通孔連接互連線與所述介質層之間。

另外，作為優選，所述種子層采用包括所述第一金屬材料和所述第二金屬材料的合金材料制得，所述第一種子層和所述第二種子層構成為同一相。

通過將第一種子層與第二種子層構成為同一相，第一種子層與第二種子層具有相同界面，當第二種子層的第二金屬材料氧化形成鈍化層時，該鈍化層將同時覆蓋第一種子層的表面，以更加有效地將第一種子層和電鍍液阻隔開來。