半导体结构及半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构及半导体结构的形成方法，结构包括：衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；位于第一导电结构表面的第一防散射层；位于第一防散射层表面的第二导电结构。所述半导体结构的性能得到了提升。的性能得到了提升。的性能得到了提升。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及半导体结构的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及半导体结构的形成方法。

技术介绍

[0002]随着超大规模集成电路性能的不断提高、器件尺寸的逐渐缩小及密度不断增大，在半导体制程的后段金属制程中，业界选用铜和低介电常数材料作为后段金属互连及金属间介电质材料(IMD，Inter-Metal Dielectric)，以减小互连的电阻电容延迟(RC Delay)；又因铜具有易扩散、难刻蚀等特点，业界引入了镶嵌工艺，其特点就是先在带有器件的衬底上形成中间介质层并刻蚀出沟槽，然后淀积铜进入刻蚀好的图形中，并应用平坦化方法除去多余的铜，以形成金属互连层。
[0003]然而，现有的后段金属互连工艺制程及其形成的半导体结构，性能还有待改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及半导体结构的形成方法，降低金属互连结构的电阻，将金属表面的电子散射问题最小化，从而改善后段金属互连工艺制程及其形成的半导体结构。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；位于第一导电结构表面的第一防散射层；位于第一防散射层表面的第二导电结构。
[0006]可选的，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料。
[0007]可选的，所述二维晶体材料包括石墨烯或类石墨烯材料。
[0008]可选的，所述第一防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
[0009]可选的，还包括：位于衬底表面的初始防散射材料层；位于初始防散射材料层上的停止结构；位于停止结构上的介质层；位于介质层内的第一开口；位于第一开口内的第二导电结构。
[0010]可选的，所述初始防散射材料层的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
[0011]可选的，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层表面；所述第二导电结构位于部分所述第一防散射层表面。
[0012]可选的，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一导电结构表面；所述第二导电结构位于部分所述第一导电结构表面。
[0013]可选的，还包括：位于第一开口内壁表面的阻挡层；位于阻挡层表面的浸润层；位于浸润层表面的粘附层。
[0014]可选的，所述停止结构包括第一停止层和位于第一停止层表面的第二停止层，所述第一停止层和第二停止层的材料不同。
[0015]可选的，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。
[0016]可选的，还包括：位于第二导电结构表面的第二防散射层。
[0017]可选的，所述第二防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
[0018]相应的，本专利技术技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；在第一导电结构表面形成第一防散射层；在第一防散射层上形成第二导电结构。
[0019]可选的，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料。
[0020]可选的，所述二维晶体材料包括石墨烯或类石墨烯材料。
[0021]可选的，所述第一防散射层的形成方法包括：在衬底上形成初始防散射材料层；对所述初始防散射材料层进行热转化，在所述第一导电结构表面形成第一防散射层。
[0022]可选的，形成初始防散射材料层的工艺包括化学气相沉积工艺；所述化学气相沉积工艺的参数包括：反应气体包括CH4、C3H6、C2H2、C2H4和C4H8中的一种或多种的组合；反应气体流量范围为50标准毫升每分钟～1000标准毫升每分钟；反应温度范围为200摄氏度～450摄氏度。
[0023]可选的，所述初始防散射材料层的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
[0024]可选的，所述第一防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
[0025]可选的，在第一防散射层上形成第二导电结构之前，还包括：在第一防散射层上形成停止结构；在停止结构上形成介质层，所述第二导电结构位于所述介质层内，且所述介质层暴露出所述第二导电结构顶部表面。
[0026]可选的，所述第一防散射层位于全部所述第一导电结构表面。
[0027]可选的，所述第二导电结构的形成方法包括：在介质层上形成图形化结构，所述图形化结构暴露出部分所述介质层表面；以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层和停止结构，在所述介质层内形成第一开口，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层表面；在所述第一开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分所述第一导电结构上。
[0028]可选的，在所述第一开口内形成第二导电结构之前，还包括：在所述第一开口内壁表面形成阻挡层；在阻挡层表面形成浸润层；在浸润层表面形成粘附层。
[0029]可选的，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。
[0030]可选的，所述第一防散射层位于部分所述第一导电结构表面。
[0031]可选的，所述第二导电结构的形成方法包括：在介质层上形成图形化结构，所述图形化结构暴露出部分所述介质层表面；以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层、停止结构和第一防散射层，在所述介质层内形成第一开口，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一导电结构表面；在所述第一开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层上。
[0032]可选的，在所述第一开口内形成第二导电结构之前，还包括：在所述第一开口内壁表面形成阻挡层；在阻挡层表面形成浸润层；在浸润层表面形成粘附层。
[0033]可选的，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。
[0034]可选的，所述停止结构包括第一停止层和位于第一停止层表面的第二停止层，所述第一停止层和第二停止层的材料不同。
[0035]可选的，还包括：在第二导电结构表面形成第二防散射层。
[0036]可选的，所述第二防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0038]本专利技术技术方案中的半导体结构，所述第一导电结构表面具有第一防散射层，所述第一防散射层的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层表面的散射(Electron Scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
[0039]进一步，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；位于第一导电结构表面的第一防散射层；位于第一防散射层表面的第二导电结构。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料。3.如权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述二维晶体材料包括石墨烯或类石墨烯材料。4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于衬底表面的初始防散射材料层；位于初始防散射材料层上的停止结构；位于停止结构上的介质层；位于介质层内的第一开口；位于第一开口内的第二导电结构。6.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述初始防散射材料层的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。7.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层表面；所述第二导电结构位于部分所述第一防散射层表面。8.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一导电结构表面；所述第二导电结构位于部分所述第一导电结构表面。9.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于第一开口内壁表面的阻挡层；位于阻挡层表面的浸润层；位于浸润层表面的粘附层。10.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述停止结构包括第一停止层和位于第一停止层表面的第二停止层，所述第一停止层和第二停止层的材料不同。11.如权利要求5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。12.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括：位于第二导电结构表面的第二防散射层。13.如权利要求12所述的半导体结构，其特征在于，所述第二防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。14.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；在第一导电结构表面形成第一防散射层；在第一防散射层上形成第二导电结构。15.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料。16.如权利要求15所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述二维晶体材料包括石墨烯或类石墨烯材料。
17.如权利要求14所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一防散射层的形成方法包括：在衬底上形成初始防散射材料层；对所述初始防散射材料层进行热转化，在所述第一导电结构表面形成第一防散射层。18.如权利要求17所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成初始防散射材料层的工艺包括化学气相沉积工艺；所述化学气相沉积工艺的参数包括：反应气体包括CH4、C3H6、C2H2、C2H4和C4H8中的一种或多种的组合；反应气体流量范围为50标准毫升每分钟～1000标准毫升每分钟；反应温度范围为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继全，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：