[發(fā)明專利]具有超薄金屬硫族元素阻擋材料的集成電路互連結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114446932A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·內(nèi)勒;C·杰澤斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/532
• 分類號: H01L23/532;H01L21/768;H01L21/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文

1.一種集成電路(IC)互連結(jié)構(gòu)，包括：

電介質(zhì)材料內(nèi)的線或過孔金屬化部，其中，所述線或過孔金屬化部包括：

包括第一金屬的填充材料；以及

在所述填充材料和所述電介質(zhì)材料之間的阻擋材料，所述阻擋材料包括第二金屬和一種或多種硫族元素。

2.如權(quán)利要求1所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述第一金屬是Co、Mo、W或Cu。

3.如權(quán)利要求2所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述第二金屬是Ta或W。

4.如權(quán)利要求1所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述一種或多種硫族元素包括S或Se中的至少一種。

5.如權(quán)利要求4所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋材料還包括氮。

6.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的IC互連結(jié)構(gòu)，還包括在所述填充材料和所述電介質(zhì)材料之間的金屬硫族化物層，其中，所述金屬硫族化物層至少包括所述第二金屬和所述一種或多種硫族元素。

7.如權(quán)利要求6所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋材料主要包括Ta和N，并且其中，所述金屬硫族化物層主要包括Ta、以及S或Se中的至少一種。

8.如權(quán)利要求6所述的IC互連結(jié)構(gòu)，所述金屬硫族化物層在所述填充材料和所述阻擋材料之間。

9.如權(quán)利要求6所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述阻擋材料具有第一厚度，所述金屬硫族化物層具有第二厚度，并且其中，所述第一厚度和所述第二厚度的和不大于2nm。

10.如權(quán)利要求9所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述第二厚度小于1nm，并且其中，所述金屬硫族化物層具有比所述阻擋層更大的結(jié)晶度。

11.如權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的IC互連結(jié)構(gòu)，其中，所述IC互連結(jié)構(gòu)包括：

在所述電介質(zhì)材料之下的第一線金屬化部；

穿過所述電介質(zhì)材料并耦合到所述第一線金屬化部的過孔金屬化部；以及

第二線金屬化部，所述第二線金屬化部在所述第一線金屬化部之上并通過所述過孔金屬化部耦合到所述第一線金屬化部，其中，所述第二線金屬化部包括：

所述填充材料和所述阻擋材料，并且其中，所述第一金屬是銅。

12.一種計(jì)算機(jī)平臺，包括：

電源；以及

耦合到所述電源的集成電路(IC)，其中，所述IC包括：

包括多個(gè)晶體管的器件層，所述多個(gè)晶體管包括一種或多種半導(dǎo)體材料；以及

多個(gè)互連層級，所述互連層級還包括：

第一線金屬化部；

所述第一線金屬化部之上的電介質(zhì)材料；

穿過所述電介質(zhì)材料并耦合到所述第一線金屬化部的過孔金屬化部；以及

第二線金屬化部，所述第二線金屬化部在所述第一線金屬化部之上并通過所述過孔金屬化部耦合到所述第一線金屬化部，其中，所述第二線金屬化部包括阻擋材料，所述阻擋材料包括金屬、氮和一種或多種硫族元素。

13.如權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)平臺，其中，所述IC包括微處理器。

14.如權(quán)利要求12-13中的任一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)平臺，其中，金屬硫族化物層與所述阻擋材料物理接觸，所述金屬硫族化物層包括所述金屬和所述一種或多種硫族元素。

15.一種制造集成電路(IC)互連結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：

在電介質(zhì)材料中形成過孔開口或溝槽中的至少一種；

在所述電介質(zhì)材料的表面上沉積阻擋材料，所述阻擋材料包括第一金屬；

在所述過孔開口或所述溝槽內(nèi)的所述阻擋材料之上沉積填充材料；以及

用一種或多種硫族元素對所述阻擋材料進(jìn)行摻雜。