一种铜互连结构及其制造方法技术

本发明专利技术属于半导体集成电路制造工艺技术领域，公开了一种铜互连结构，其包括半导体衬底、介质层、石墨烯阻挡层、钌金属阻挡层以及金属铜。本发明专利技术提供了一种铜互连结构及其制造方法，采用钌金属阻挡层可以省去铜籽晶层，可直接进行后续的选择性铜电镀工艺，由于钌金属阻挡层较薄，其阻挡能力有限，但与其相配合的石墨烯阻挡层能有效阻挡金属铜向介质层扩散，并且其电阻率比铜更低，产生的电阻可忽略不记，从而使铜互连的整体电阻变化很小，器件功耗降低；同时，由于石墨烯阻挡层的厚度较薄，可以很好的保持通孔的轮廓形貌，不影响后续的铜电镀工艺的填充性，避免金属铜产生缝隙，提高了器件的良率和一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路制造工艺
，涉及。
技术介绍
随着CMOS晶体管尺寸不断地缩小，在高效率，高密度集成电路中的晶体管数量上升到几千万个，这些数量庞大的有源元件的信号集成需要多大十层以上的高密度金属连线，然而这些金属互连线带来的电阻和寄生电容已经成为限制这种高效集成电路的主要因素，因此，半导体工业已经从原来的铝互连工艺逐渐发展为金属铜互连。图1为现有的制备铜互连结构的工艺流程图，该方法包括以下步骤:步骤S01，请参见图la，提供一半导体衬底101，并在半导体衬底101上沉积低介电常数介质层102，采用光刻和刻蚀工艺在低介电常数介质层102上形成通孔103 ;步骤S02，请参见图lb，在通孔103的底部、侧壁以及低介电常数介质层102的上表面形成阻挡层104和铜籽晶层105。步骤S03，请参见图lc，在通孔103内填充铜互连层106，且铜互连层106覆盖铜籽晶层105的上表面；步骤S04，请参见图ld，去除通孔外的铜互连层106、铜籽晶层105以及阻挡层104，形成铜互连结构107。在目前的铜互连结构的制备工艺中，具有以下缺陷:首先，现有的铜互连工艺对于28nm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜互连结构，其特征在于，所述铜互连结构包括：半导体衬底；介质层，所述介质层覆盖在所述衬底的上表面，且所述介质层上具有一通孔；石墨烯阻挡层，形成在所述通孔的底部以及侧壁；钌金属阻挡层，覆盖在所述石墨烯阻挡层的底部以及侧壁；金属铜，填充在所述通孔内，且所述金属铜的上表面与所述介质层的上表面平齐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟旻，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31