一种用于铜互连的导电阻挡层材料及制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于铜互连的导电阻挡层材料，由硅衬底、导电阻挡层组成，其特征在于：导电阻挡层材料是采用磁控溅射法在硅衬底基体上生长非晶态Ｔｉ－Ａｌ二元合金薄膜，然后在Ｔｉ－Ａｌ二元合金薄膜上原位生长Ｃｕ薄膜制成。本发明专利技术利用Ｔｉ－Ａｌ材料同Ｓｉ和Ｃｕ具有良好的热力学稳定性；非晶的Ｔｉ－Ａｌ薄膜不存在扩散通道，可以有效避免Ｃｕ生长过程中向硅衬底的扩散；Ｔｉ－Ａｌ薄膜具有成本低、热力学稳定性好、同Ｓｉ衬底粘附性好、导电性良好、熔点高等特点。研究发现应用磁控溅射法制备的非晶态的Ｔｉ－Ａｌ薄膜可以避免Ｃｕ和Ｓｉ在高温退火时发生反应，起到用于铜互连的阻挡层的功能。本发明专利技术易于控制、设备要求低、可以与半导体工艺兼容，广泛应用于微电子领域。

【技术实现步骤摘要】
—种用于铜互连的导电P且挡层材料及制备方法技糊域本专利技术涉及到一种用于铜互连的阻挡层材料及制备方法，特别适用于超大 规模集成电路中的铜互连技术，属于微电子器件或其部件的希隨或处理方法技 术领域。
技术介绍
目前，集成电路技术已飞速发展至鹏大规t鎮成电路(ULSI)阶段，謝一生能 向着更高速、低功率毛方向发展，相应的微细加工工艺也已迸入深亚微米量级， 剛寸使得高水平的互连线技术的可靠性变得越来越为迫切。由于金属铝有成膜、 图形化加工容易实现，与硅和二氧化硅粘附l勉邻勺特点，目前LSI和VLSI集成 电路多采用铝布线技术。但是随着微细加工线条尺寸的縮小，通电,互连线 中的金属铝离子会沿电子流方向迁徙，这种传输在高温(T>200°C)和大电流密度 (j>=Kf A/cnf)的作用下尤为显著。经历几百小吋甚至几小时后，铝布线i[会出 现空洞，空洞逐渐聚集而造成集成电路失效，这就是众所周知的电徙动现 象。随着集成电路集成度的不断提高，要求集成电S各的特征尺寸越来越小，因 此，对于ULSI若仍然继续采用铝布线，将严識响誠电路的可讀生。Cu的电 阻率比A1低35X另外，Cu在275。C的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铜互连的导电阻挡层材料，由硅衬底、导电阻挡层组成，其特征在于：导电阻挡层材料是采用磁控溅射法在硅衬底基体上生长非晶态Ｔｉ－Ａｌ二元合金薄膜，然后在Ｔｉ－Ａｌ二元合金薄膜原位生长Ｃｕ薄膜料制成。

【技术特征摘要】
1、一种用于铜互连的导电阻挡层材料，由硅衬底、导电阻挡层组成，其特征在于导电阻挡层材料是采用磁控溅射法在硅衬底基体上生长非晶态Ti-Al二元合金薄膜，然后在Ti-Al二元合金薄膜原位生长Cu薄膜料制成。2、 根据权利要求1所述用于铜互连的导电阻挡层材料，其特征在于所 述的硅，寸底为拋光的单晶硅或表面生长有多晶硅的单晶硅。3、 根据权利要求1所述用于铜互连的导电阻挡层材料，其特征在于所述的T1-A1 二元餘薄膜厚度为3-100nm。4、 根据杈利要求1戶腿用于铜5S的导电阻挡层材料，其稱正在于所 述的Cu薄膜厚度为5300nm。5、 根据杈利要求1所述用于铜互连的导电阻挡层材料，其特征在于所 述硅衬底基体上生长的T1-A1 二元合金薄辭[)Cu潮莫为平面结构或大马士革 结构。6、 丰點居权利要求1-5任一顶权利要求所述用于铜互连的导电阻挡层材料 的制备方法，其稱正包括如下步骤A、 选用T1和A1比率为3:U镀为99.99^的T1-A1I^D乡镀为99.95X 的Cu圆形耙材，先用细沙敏了齲巴的表面，以去除革隨面的杂质，t逝丙酮、 无水乙醇清洗后用高纯氮气吹干，分别将 巴材安装在真空室中的^ttil座上；B、 把拋光的单晶硅衬底依次用HF、去离子水超声处理后，用高纯氮气吹干ifim置到 i^i射真空室的样品台上；C、 应用分子泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘保亭，马良，邢金柱，霍骥川，边芳，赵庆勋，郭庆林，王英龙，
申请(专利权)人：河北大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]