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金属互连、装置、以及方法制造方法及图纸

技术编号:23564039 阅读:48 留言:0更新日期:2020-03-25 08:27
本文提供的是金属互连,其可以包括钴合金、镍合金、或镍。本文还提供的是制作金属互连的方法。金属互连可以包括阻挡和/或粘附层、籽晶层、填充材料、帽、或其组合,并且阻挡和/或粘附层、籽晶层、填充材料、或帽中的至少一个可以包括钴合金、镍合金、镍、或其组合。

Metal interconnection, devices, and methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属互连、装置、以及方法
技术介绍
集成电路(IC)装置通常包括形成在半导体衬底内或半导体衬底上的电路元件(诸如晶体管、电容器和电阻器)。互连结构用于将分立电路元件电耦合或连接到功能电路中。互连结构通常包括铜或钨。然而,铜和钨引起关于按比例增大互连大小的一个或多个困难。例如,当使用铜或钨时,互连的无空隙制造是困难的。当使用铜时,通常需要阻挡/粘附层和籽晶层,并且铜互连的处理通常依赖于场抑制/超填充方法。当使用钨时,通常需要阻挡/粘附层和成核层。成核层倾向于具有相对高的电阻,并且钨的处理通常依赖于化学气相沉积(CVD)或保形工艺,这可能在互连结构中引起接缝、孔眼或其组合。此外,铜互连结构的电阻率可随着结构尺寸的减小(随着特征按比例缩放)而增加,并且当结构几何尺寸按比例缩放时,电流密度要求可能增加,这可能使其电迁移性能变差。由于与铜或钨相关联的一个或多个缺点,钴已经被测试为互连中的替代材料。钴通常具有:[1]比钨成核层和Ta阻挡层更低的电阻率,[2]比铜更高的熔点,这导致用于扩散的高活化能,从而改善可靠性/电迁移,[3]在退火时再结晶化的能力,从而能够实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属互连,包括:根据式(I)或(II)的化合物-/nCo

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属互连,包括:根据式(I)或(II)的化合物-
CoaQqZz(式(I)),
NidXeYf(式(II));
其中a、q和z是基于根据式(I)的所述化合物的总重量的重量百分比,a为约50%至约99.99%,q为约0.01%至约50%,并且z为0%至约49.9%;
当z为0%时,Q选自Ni、Al、Mn、Si、Cr、V、Mo、Zr、Nb、Ta或W;
当Z不为0%时,Q选自Ni、Al、Mn、Si、Cr、V、Zr、Nb或Ta,并且Z选自Mo或W;
其中d、e和f是基于根据式(II)的所述化合物的总重量的重量百分比,d为约50%至100%,e为0%至约50%,f为0%至约49.99%;
当f为0%时,X选自Co、Al、Mn、Si、Cr、V、Mo、Zr、Nb、Ta或W;
当f不为0%时,X选自Co、Al、Mn、Si、Cr、V、Zr、Nb或Ta,并且Y选自Mo或W。


2.如权利要求1所述的金属互连,还包括以下材料或层中的两种或更多种:(i)阻挡和/或粘附层,(ii)籽晶层,(iii)填充材料,或(iv)帽,其中根据式(I)或式(II)的所述化合物存在于所述阻挡和/或粘附层、所述籽晶层、所述填充材料、或所述帽中的至少一个中。


3.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(I)的所述化合物,其中Q为Ni,a为约80%至约95%,q为约5%至约20%,并且z为0%。


4.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(I)的所述化合物,其中Q为Ni,a为约84%至约88%,q为约12%至约16%,并且z为0%。


5.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(I)的所述化合物,其中Q为Ni,a为约86%,q为约14%,并且z为0%。


6.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(I)的所述化合物,其中Q为Ni,a为约96%至约99%,q为约1%至约4%,并且z为0%。


7.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(I)的所述化合物,其中Q为Ni,a为约97%,q为约3%,并且z为0%。


8.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(I)的所述化合物,其中Q为Si,并且z为0%。


9.如权利要求1或2所述的金属互连,其中所述金属互连包括根据式(II)的所述化合物,其中e和f为0%。


10.一种形成金属互连的方法,所述方法包括:
设置镶嵌或双镶嵌结构;
在所述镶嵌或所述双镶嵌结构上沉积阻挡和/或粘附层;
在所述阻挡和/或粘附层上沉积籽晶层;
在所述镶嵌或所述双镶嵌结构中沉积填充材料;以及
在所述填充材料上沉积(i)过载体,或(ii)帽;
其中所述阻挡和/或粘附层、所述籽晶层、所述填充材料、所述过载体、或所述帽中的至少一个包含根据式(I)或式(II)的化合物-
CoaQqZz(式(I)),
NidXeYf(式(II));
其中a、q和z是基于根据式(I)的所述化合物的总重量的重量百分比,a为约50%至约99.99%,...

【专利技术属性】
技术研发人员:D齐拉思S穆赫吉J法默C甘普尔J林
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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