铝互连线结构及其制成方法技术

本发明专利技术提供一种集成电路中铝互连线的结构及其制成方法，该方法首先提供一硅衬底，并在硅衬底上形成一钛金属层，随后将该钛金属层暴露于含有氧气的气体环境中，形成氧化钛层，再将氮化钛层沉积于氧化钛层上，最后在所述氧化钛层上形成铝传导层，即可完成本发明专利技术铝互连线结构的制成。与现有技术相比，本发明专利技术的方法容易实施，能够在改善铝互连线微结构的同时，增强铝与其相邻物质间的界面稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路的制成方法，具体地说，涉及一种集成电路中铝 互连线的结构及其制成方法。
技术介绍
在集成电路(Integrated-Circuit， IC)制成中，集成电路芯片内部采用金属 薄膜引线来传导工作电流，这种传导电流的金属薄膜称作互连引线。随着芯片 集成度的提高，互连引线变得更细、更窄、更薄，因此其中的电流密度越来越 大。在较高的电流密度作用下，互连引线中的金属原子将会沿着电子运动方向 进行迁移，这种现象就是电迁移。电迁移能使IC中的互连引线在工作过程中产 生断路或短i 各，从而引起IC失效。现有技术中 一般采用铝互连线，其电迁移问题历来是微电子产业的研究热 点，其面临的电迁移可靠性挑战也是芯片制造业最持久和最重要的挑战之一。 请参阅图1,目前，一般采用在铝线10的上下加上防扩散阻挡层(Barrier Layer), 如钛(Ti) /氮化钛(TiN) 20等来减少电迁移效应。但是，超深亚微米(特征 尺寸^0.18 jam)铝互连技术的使用，使制成工艺面临了更加复杂的电迁移可靠性 问题。虽然钛和氮化钛能够在铝表面形成可靠稳定的阻挡层，但仍经常发生钬 或氮化钛与铝之间界面反应问题。对此，现有技术中提供了一些解决方案，如美国专利申请第6207568号和 6383915号中所述的改进铝的织构(texture)以降低电迁移效应的方法，以及美 国专利申请第5895266号和6127266号中所述的提高氧化钛与铝之间界面稳定 性的方法。但上述方法均未同时兼顾到改善铝互连线微结构与改善钛或氮化钛 与铝之间的界面两个方面的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集成电路的制程方法，具体地说，涉及一种集 成电路中铝互连线的结构及其制成方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种集成电路中铝互连线的结构及其制成方 法，该方法首先提供一硅衬底，并在硅衬底上形成一钛金属层，随后将该钛金 属层暴露于含有氧气的气体环境中，形成氧化钛层，再将氮化钛层沉积于氧化 钛层上，最后在所述氧化钛层上形成铝传导层，即可完成本专利技术铝互连线的结 构的制成。与现有技术相比，本专利技术的方法容易实施，能够在改善铝互连线^:结构的 同时，增强铝与其相邻物质间的界面稳定性。附图说明通过以下对本专利技术实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其专利技术的目 的、具体结构特征和优点。其中，附图为 图1为现有技术的铝互连线结构示意图。 图2为本专利技术的铝互连线结构示意图。 '具体实施方式首先，提供一硅衬底。然后利用偏压溅射(biassputtering)的离子化金属电 浆(Ionized Metal Plasma , IMP)賊镀方法在其上形成一4太金属层30。并将该 钛金属层30暴露于大气或其他含有氧气的气体环境中，使钬金属膜被氧化，其 上形成TixOy的氧化钛膜40。接下来，利用传统直流磁控溅镀系统(DC Magnetron Sputtering)将氮化钬 层50沉积于氧化钛膜40上，并在上述氮化钛层50上形成铝传导层60，即可完 成本专利技术铝互连线结构的制成。该铝传导层60'是通过增强的晶体取向 (crystallographic orientation)形成，使其与氮化钛层40之间具有更好的界面热 稳定性。在采用该结构以后，由于氧化钛膜中的氧元素会扩散至氮化钛膜的晶界 (grain boundary,指晶体间边缘表面)，从而阻挡了氮化钛与铝之间界面反应。 即本专利技术的方法在不破坏铝互连线微结构的基础上增强了氮化钛与铝之间界面的稳定性。最后，也可根据后续制成的需要将另一氮化钛层70沉积于铝传导层60之 上。该氮化钛层70作为覆盖层，有利于制成中光刻的进4亍。本专利技术使用了离子化金属电浆溅镀方法，这是一种集成电路制成技术中习 知的方法，因此本专利技术的技术方案容易实施。同时，根据本专利技术，如美国专利 申请第5895266号和6127266号中所述的，将氮化钬膜暴露于大气或其他含有 氧气的气体环境中这一步骤并不是必须的。即可以在整个制成过程中，省略了 将氮化钛层沉积于钛氧化膜上这一步骤，也能够达到同样的技术效果。此外， 在氮化钛层沉积不将其暴露于大气或其他含有氧气的气体环境中，有利于改善 铝互连线的微结构和表面特性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路制成中的铝互连线结构，所述铝互连线结构包括：　钛金属层；　形成于所述钛金属层之上的氮化钛层；　形成于所述氮化钛层之上的铝传导层；　其特征在于，所述钛金属层与所述氮化钛层之间还包括一氧化钛层。

【技术特征摘要】
1、一种集成电路制成中的铝互连线结构，所述铝互连线结构包括钛金属层；形成于所述钛金属层之上的氮化钛层；形成于所述氮化钛层之上的铝传导层；其特征在于，所述钛金属层与所述氮化钛层之间还包括一氧化钛层。2、 如权利要求1所述的铝互连线结构，其特征在于，所述钬金属层是形成于硅 衬底之上。3、 如权利要求2所述的铝互连线结构，其特征在于,.所述钛金属层通过偏压溅 射的离子化金属电浆溅镀方法形成。4、 如权利要求1所述的铝互连线结构，其特征在于，所述铝互连线结构进一步 包括形成于所述铝传导层之上的另一氮化钛层。5、 如权利要求1所述的铝互连线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]