半导体结构及其制造方法技术

一种半导体结构及其制造方法。所述方法包括：提供基底；在所述基底上形成钨层；在所述钨层表面形成金属互连层；刻蚀所述钨层和金属互连层，形成至少一个金属互连线；在所述金属互连线和所述基底上覆盖第二绝缘层；在所述第二绝缘层内形成第二金属互连结构，所述第二金属互连结构位于所述金属互连线上方。先形成一层较薄的钨层再形成金属互连层，构成金属互连线；所述钨层作为所述金属互连线的一部分材料，当器件导通时，所述钨层起到了电流分流作用，可以改善金属迁移失效现象。

Semiconductor structure and manufacturing method thereof

Semiconductor structure and manufacturing method thereof. The method includes: providing a substrate; forming a tungsten layer on the substrate; the tungsten layer formed on the surface of the metal interconnection layer; etching the tungsten layer and a metal interconnection layer, forming at least one metal interconnect; covering second insulating layer on the metal interconnect and the metal substrate; second the interconnection structure formed on the second insulating layer, the second metal interconnection structure is arranged at the top of the metal interconnects. To form a thin layer of tungsten layer and forming a metal interconnection layer, a metal interconnect; the tungsten layer as the metal interconnect part of the material, when the device is turned on, the tungsten layer plays a role in current shunt, can improve the metal migration failure phenomenon.

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构及其制造方法。
技术介绍
随着集成电路技术的发展，集成电路的特征尺寸不断减小，这对实现器件之间电连接的金属互连线提出了更高的要求。参考图1，示出了现有技术后段工艺中互连结构的结构示意图。互连结构包括：第一金属互连结构110，用于实现不同层的器件之间的电连接；与所述第一金属互连结构110相连的金属互连线120，用于实现同层的器件之间的电连接。由于铜的导电性较好，相比纯铝，采用AlCu合金作为金属互连线120的材料可以降低所述金属互连线120的电阻，进而降低后段互连电阻电容(ResistanceCapacitor，简称RC)延迟。在现有技术的半导体制造中，金属互连线120的材料通常为AlCu合金，第一金属互连结构110的采用钨作为材料。但是随着器件特征尺寸的越来越小，采用现有技术形成的金属互连结构存在电阻较大的问题，从而导致器件或金属互连线性能退化或失效的问题
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体结构及其制造方法，从而优化金属互连线的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的制造方法。包括：提供基底，所述基底中形成有第一绝缘层和位于所述第一绝缘层内的第一金属互连结构；在所述基底上依次覆盖导电层和金属互连层；刻蚀所述金属互连层和导电层，形成至少一个金属互连线，所述金属互连线位于第一金属互连结构上且露出所述第一绝缘层的部分表面；在所述金属互连线和所述第一绝缘层上覆盖第二绝缘层；在所述第二绝缘层内形成第二金属互连结构，所述第二金属互连结构位于所述金属互连线上方。可选的，所述导电层的电迁移率低于所述金属互连层的电迁移率。可选的，所述导电层为钨层。可选的，所述钨层的形成工艺为物理气相沉积法。可选的，所述钨层的厚度为至可选的，形成所述金属互连层的步骤包括：依次在所述导电层上形成粘合层、金属层和第一阻挡层。可选的，所述粘合层和所述第一阻挡层均为Ti层和TiN层构成的叠层结构。可选的，所述金属层的材料为AlCu合金。可选的，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料为氧化硅。可选的，所述第一金属互连结构和所述第二金属互连结构的材料为钨。可选的，在所述第二绝缘层内形成第二金属互连结构的方法包括：刻蚀所述第二绝缘层，在所述第二绝缘层内形成第二通孔，所述第二通孔位于所述金属互连线上方且暴露出所述金属互连线表面；在所述第二通孔的侧壁和底部形成第二阻挡层；形成第二阻挡层后，向所述第二通孔内填充满导电材料，形成第二金属互连结构。可选的，所述第二阻挡层为Ti层和TiN层构成的叠层结构。本专利技术还提供一种半导体结构，包括：基底，所述基底中形成有第一绝缘层和位于所述第一绝缘层内的第一金属互连结构；位于所述基底上的至少一个金属互连线，与所述第一金属互连结构相接触，所述金属互连线包括依次位于所述第一金属互连结构上的导电层和金属互连层；第二绝缘层，覆盖所述金属互连线和金属互连线露出的所述第一绝缘层；第二金属互连结构，位于所述第二绝缘层内，且所述第二金属互连结构位于所述金属互连线上方。可选的，所述导电层的电迁移率低于所述金属互连层的电迁移率。可选的，所述导电层为钨层。可选的，所述钨层的厚度为至可选的，所述金属互连层包括：依次位于所述导电层上的粘合层、金属层和第一阻挡层。可选的，所述第一粘合层和第一阻挡层均为Ti层和TiN层构成的叠层结构。可选的，所述金属层的材料为AlCu。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：在金属互连线制造工艺中，在形成金属互连层之前，先形成一层导电层，所述导电层与所述金属互连层刻蚀后形成金属互连线，所述导电层作为所述金属互连线的一部分材料，且所述导电层与金属互连层形成叠层结构，等同于并联电路结构，当半导体器件导通并有电流流过所述金属互连线时，所述导电层起到了电流分流作用，减小所述金属层内因电流密度过大而在局部区域出现空洞的问题，从而减小电阻变大的问题，进而优化半导体器件的性能、减少器件的失效问题。进一步，所述导电层的电迁移率低于所述金属互连层的电迁移率，所述导电层为钨层，因此所述钨层的电迁移失效时间比所述金属层的的电迁移失效时间更长，即使所述金属层因电流过大发生电迁移失效，所述钨层还可以处于未失效状态从而起到电连接作用，从而保证金属互连结构能够实现电连接，并保证器件能正常工作。可选方案中，形成所述钨层的工艺为物理气相沉积法，使形成的钨层杂质浓度较低，且可以更好地控制所述钨层的厚度。可选方案中，所述钨层的厚度为至的范围内，厚度较薄，从而保证形成所述金属互连线的刻蚀工艺不受影响，还可以保证所述金属互连线的导电电阻不受影响。附图说明图1是现有技术的半导体制造方法形成的互连结构的结构示意图；图2至图8是本专利技术半导体制造方法一实施例各步骤对应结构示意图。具体实施方式现有技术金属互连结构存在电阻较大的问题，结合图1分析金属互连线电阻较大的原因，随着集成电路技术的发展，集成电路的特征尺寸不断减小，金属互连线120的横截面也越来越小，因此，金属互连线120承受的电流密度急剧增加，容易出现金属电迁移失效的问题。所述金属电迁移失效指的是：在器件工作时，金属互连线120内有一定电流通过并产生电场，在所述电场的作用下，金属离子会沿着导体产生质量的输运，形成金属离子的迁移。金属离子的迁移容易在金属互连线120的局部区域产生空洞130，当所述空洞130达到一定程度时，金属互连线120的电阻大大增加，从而造成金属互连结构性能退化或失效。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种半导体结构的制造方法，包括：形成基底，所述基底中形成有第一绝缘层和位于所述第一绝缘层内的第一金属互连结构；在所述基底上依次覆盖导电层和金属互连层；刻蚀所述金属互连层和导电层，形成至少一个金属互连线，所述金属互连线位于第一金属互连结构上且露出所述第一绝缘层的部分表面；在所述金属互连线和所述第一绝缘层上覆盖第二绝缘层；在所述第二绝缘层内形成第二金属互连结构，所述第二金属互连结构位于所述金属互连线上方。在金属互连线制造工艺中，在形成金属互连层之前，先形成一层的导电层，所述导电层与所述金属互连层刻蚀后形成金属互连线，所述导电层作为金属互连线的一部分材料，且所述导电层与金属互连层形成叠层结构，等同于并联电路结构。当半导体器件导通并有电流流过所述金属互连线时，所述导电层起到了电流分流作用，减小所述金属层内因电流密度过大而在局部区域出现空洞的问题，从而减小电阻变大的问题，进而优化半导体器件的性能、减少器件的失效问题进一步，由于所述导电层的电迁移率低于所述金属层的电迁移率，因此所述导电层的电迁移失效时间比所述金属互连层的电迁移失效时间更长，即使所述金属层因电流过大发生电迁移失效，所述导电层还可以处于未失效状态从而起到电连接作用，从而保证金属互连结构能够实现电连接，并保证器件能正常工作为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2至图8是本专利技术半导体制造方法一实施例各步骤对应结构示意图。参考图2，形成一基底200，所述基底200中形成有第一绝缘层210和位于所述第一绝缘层210内的第一金属互连结构220。所述第一金属互连结构220用于与待形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的制造方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底中形成有第一绝缘层和位于所述第一绝缘层内的第一金属互连结构；在所述基底上依次覆盖导电层和金属互连层；刻蚀所述金属互连层和导电层，形成至少一个金属互连线，所述金属互连线位于第一金属互连结构上且露出所述第一绝缘层的部分表面；在所述金属互连线和所述第一绝缘层上覆盖第二绝缘层；在所述第二绝缘层内形成第二金属互连结构，所述第二金属互连结构位于所述金属互连线上方。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的制造方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底中形成有第一绝缘层和位于所述第一绝缘层内的第一金属互连结构；在所述基底上依次覆盖导电层和金属互连层；刻蚀所述金属互连层和导电层，形成至少一个金属互连线，所述金属互连线位于第一金属互连结构上且露出所述第一绝缘层的部分表面；在所述金属互连线和所述第一绝缘层上覆盖第二绝缘层；在所述第二绝缘层内形成第二金属互连结构，所述第二金属互连结构位于所述金属互连线上方。2.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述导电层的电迁移率低于所述金属互连层的电迁移率。3.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述导电层为钨层。4.如权利要求3所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述钨层的形成工艺为物理气相沉积法。5.如权利要求3所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述钨层的厚度为至6.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，形成所述金属互连层的步骤包括：依次在所述导电层上形成粘合层、金属层和第一阻挡层。7.如权利要求6所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述粘合层和所述第一阻挡层均为Ti层和TiN层构成的叠层结构。8.如权利要求6所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述金属层的材料为AlCu合金。9.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料为氧化硅。10.如权利要求1所述的半导体结构的制造方法，其特征在于，所述第一金属互连结构和所述第二金属互连结构的材料为钨。11.如权利要求1所述的半导体结...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠群，何朋，蒋剑勇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31