包括扩散阻挡层的多层结构体、包括其的器件和电子器件制造技术

本发明专利技术涉及包括扩散阻挡层的多层结构体、包括其的器件和电子器件。所述多层结构体包括第一材料层、第二材料层、和扩散阻挡层。所述第二材料层连接至所述第一材料层。所述第二材料层与所述第一材料层隔开。所述扩散阻挡层在所述第一材料层和所述第二材料层之间。所述扩散阻挡层可包括二维(2D)材料。所述2D材料可为非基于石墨烯的材料，如具有2D晶体结构的基于金属硫属化物的材料。所述第一材料层可为半导体或绝缘体，且所述第二材料层可为导体。所述多层结构体的至少一部分可构成用于电子器件的互连。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年7月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0108864的优先权，其公开内容全部在此引入作为参考。
本公开内容涉及扩散阻挡层、包括所述扩散阻挡层的多层结构体、和/或包括所述多层结构体的器件。
技术介绍
通常，许多电子器件和半导体器件是通过将半导体、绝缘体和导体彼此组合和连接而制造的。例如，多种集成电路(IC)是通过如下制造的：在半导体基底上形成多个单元元件并且在所述多个单元元件上重复地堆叠绝缘层(层间绝缘层)和电极线。然而，当所述电子器件或半导体器件以该方式制造或在运行下时，由于电压或电流的施加，其构成层的温度可升高并且可出现电应力。因此，材料(原子)在相邻的构成层之间扩散，由此造成所述电子器件或半导体器件的特性的劣化以及其可靠性和耐久性的降低。随着所述电子器件或半导体器件的集成程度提高，更难解决由材料在构成层之间的扩散造成的限制。
技术实现思路
提供具有优异特性的扩散阻挡层和/或包括所述扩散阻挡层的多层结构体。提供包括二维(2D)材料的扩散阻挡层和/或包括所述扩散阻挡层的多层结构体。提供可形成为具有非常小的厚度以适合于高集成度器件的扩散阻挡层和/或包括所述扩散阻挡层的多层结构体。提供包括所述扩散阻挡层和/或所述多层结构体的器件。提供形成所述扩散阻挡层的方法和/或制造所述器件的方法。另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，并且将部分地从所述描述明晰，或者可通过实例实施方式的实践而知晓。根据实例实施方式，多层结构体包括第一材料层、第二材料层和扩散阻挡层。所述第二材料层连接至所述第一材料层并且与所述第一材料层隔开。所述扩散阻挡层在所述第一材料层和所述第二材料层之间。所述扩散阻挡层包括非基于石墨烯的二维(2D)材料。在实例实施方式中，所述2D材料可包括具有2D晶体结构的基于金属硫属化物的材料。在实例实施方式中，所述基于金属硫属化物的材料可包括至少一种选自钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、钒(V)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、锝(Tc)、铼(Re)、钌(Ru)、钴(Co)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锗(Ge)和铅(Pb)的金属元素。所述基于金属硫属化物的材料可包括至少一种选自硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和氧(O)的硫属元素。在实例实施方式中，所述2D材料可包括过渡金属二硫属化物(TMDC)。在实例实施方式中，所述2D材料可具有三角棱柱晶体结构或八面体晶体结构。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有大于0nm且小于或等于约10nm的厚度。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有大于0nm且小于或等于约5nm的厚度。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有大于0nm且小于或等于约3nm的厚度。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有约10-2Ω·cm或更小的电阻率。例如，所述扩散阻挡层可具有约10-4Ω·cm-约10-2Ω·cm的电阻率。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可掺杂有掺杂剂。在实例实施方式中，所述第一材料层可包括绝缘体，且所述第二材料层可包括导体。在实例实施方式中，所述第一材料层可包括半导体，且所述第二材料层可包括导体。在实例实施方式中，所述多层结构体可包括导体、下层结构体和在所述下层结构体上的绝缘材料层。所述绝缘材料层可限定开口。所述扩散阻挡层可覆盖所述绝缘材料层的开口。所述导体可覆盖所述开口中的所述扩散阻挡层。所述第一材料层可包括所述下层结构体和所述绝缘材料层之一的至少一部分。所述第二材料层可包括所述导体的至少一部分。在实例实施方式中，所述多层结构体可进一步包括在所述扩散阻挡层与所述第一和第二材料层之一之间的粘合层。在实例实施方式中，所述粘合层可包括至少一种选自钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、钒(V)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、锝(Tc)、铼(Re)、钌(Ru)、钴(Co)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锗(Ge)和铅(Pb)的金属。在实例实施方式中，在所述粘合层中的金属可与在所述扩散阻挡层中的金属相同。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可包括不同类型的多个2D材料层。所述多个2D材料层之中的第一2D材料层可包括非基于石墨烯的2D材料。在实例实施方式中，所述多层结构体的至少一部分可构成用于电子器件的互连。根据实例实施方式的方面，器件可包括上述具有扩散阻挡层的多层结构体。根据实例实施方式，电子器件包括下层结构体、在所述下层结构体上并且限定开口的绝缘材料层、覆盖下层结构体上的绝缘材料层的开口的扩散阻挡层、和导体。所述扩散阻挡层可包括非基于石墨烯的二维(2D)材料。所述导体可在所述开口中的所述扩散阻挡层上。在实例实施方式中，所述2D材料可包括具有2D晶体结构的基于金属硫属化物的材料。在实例实施方式中，所述基于金属硫属化物的材料可包括至少一种选自钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、钒(V)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、锝(Tc)、铼(Re)、钌(Ru)、钴(Co)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锗(Ge)和铅(Pb)的金属元素。所述基于金属硫属化物的材料可包括至少一种选自硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和氧(O)的硫属元素。在实例实施方式中，所述2D材料可包括过渡金属二硫属化物(TMDC)。在实例实施方式中，所述2D材料可具有三角棱柱晶体结构或八面体晶体结构。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有大于0nm且小于或等于约10nm的厚度。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有大于0nm且小于或等于约5nm的厚度。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有大于0nm且小于或等于约3nm的厚度。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可具有约10-2Ω·cm或更小的电阻率。例如，所述扩散阻挡层可具有约10-4Ω·cm-约10-2Ω·cm的电阻率。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可掺杂有掺杂剂。在实例实施方式中，所述下层结构体可包括半导体区域，且所述扩散阻挡层可限制或防止材料在所述半导体区域和所述导体之间扩散。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可限制或防止材料在所述绝缘材料层和所述导体之间扩散。在实例实施方式中，所述电子器件可进一步包括在所述扩散阻挡层和所述导体之间的粘合层。在实例实施方式中，所述粘合层可包括至少一种选自钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、钒(V)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、锝(Tc)、铼(Re)、钌(Ru)、钴(Co)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锗(Ge)和铅(Pb)的金属。在实例实施方式中，在所述粘合层中的金属可与在所述扩散阻挡层中的金属相同。在实例实施方式中，所述扩散阻挡层可包括不同类型的多个2D材料层。所述多个2D材料层之中的第一2D材料层可包括非基于石墨烯的2D材料。在实例实施方式中，所述电子器件可包括互连部分。所述互连部分可包括在基底部分上的活性(有源)器件部分。所述互连部分可在所述活性器件部分上。所述互连部分可包括所述绝缘材料层、所述扩散阻挡层和所述导体。根据实例实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层结构体，包括：第一材料层；连接至所述第一材料层的第二材料层，所述第二材料层与所述第一材料层隔开；以及在所述第一材料层和所述第二材料层之间的扩散阻挡层，所述扩散阻挡层包括非基于石墨烯的二维2D材料。

【技术特征摘要】
2015.07.31 KR 10-2015-01088641.多层结构体，包括：第一材料层；连接至所述第一材料层的第二材料层，所述第二材料层与所述第一材料层隔开；以及在所述第一材料层和所述第二材料层之间的扩散阻挡层，所述扩散阻挡层包括非基于石墨烯的二维2D材料。2.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述2D材料包括具有2D晶体结构的基于金属硫属化物的材料。3.如权利要求2所述的多层结构体，其中所述基于金属硫属化物的材料包括至少一种选自钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、钒(V)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、锝(Tc)、铼(Re)、钌(Ru)、钴(Co)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)、锗(Ge)和铅(Pb)的金属元素，且所述基于金属硫属化物的材料包括至少一种选自硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和氧(O)的硫属元素。4.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述2D材料包括过渡金属二硫属化物TMDC。5.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述2D材料具有三角棱柱晶体结构或八面体晶体结构。6.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述扩散阻挡层具有大于0nm且小于或等于约5nm的厚度。7.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述扩散阻挡层具有大于0nm且小于或等于约3nm的厚度。8.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述扩散阻挡层具有约10-4Ω·cm-约10-2Ω·cm的电阻率。9.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述扩散阻挡层掺杂有掺杂剂。10.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述第一材料层包括绝缘体，且所述第二材料层包括导体。11.如权利要求1所述的多层结构体，其中所述第一材料层包括半导体，且所述第二材料层包括导体。12.如权利要求1所述的多层结构体，进一步包括：导体；下层结构体；和在所述下层结构体上的绝缘材料层，其中所述绝缘材料层限定开口，所述扩散阻挡层覆盖所述绝缘材料层的开口，所述导体覆盖所述开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伣在，南胜杰，朴晟准，申建旭，申铉振，李载昊，李昌锡，赵连柱，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR