在低热导率材料上沉积氮化钽扩散阻挡区域的方法技术

本发明专利技术涉及在低ｋ材料上沉积氮化钽（ＴａＮ）扩散阻挡区域的方法。该方法包括在腔中通过进行等离子体增强原子层沉积（ＰＥ－ＡＬＤ）在低ｋ材料衬底（１０２）上从钽基前体和氮等离子体形成保护层（１０４）。保护层（１０４）具有比其钽含量大的氮含量。然后通过进行ＰＥ－ＡＬＤ从钽基前体以及包括氢和氮的等离子体形成基本化学计量的氮化钽层。本发明专利技术还包括这样形成的氮化钽扩散阻挡区域（１０８）。在一个实施例中，该金属前体包括五氯化钽（ＴａＣｌ↓［５］）。本发明专利技术产生低ｋ材料与衬垫材料之间锐利的界面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地涉及扩散阻挡层，更特别地，涉及在低k材料上产生锐利阻挡界面的氮化钽扩散阻挡区域的等离子体增强原子层沉积的方法。
技术介绍
原子层沉积(ALD)近来已经被研究用于半导体互连技术，尤其是用于衬垫(liner)应用。ALD是逐层薄膜沉积技术，其进行化学物质的交替暴露。用于铜(Cu)互连技术的各种金属衬垫中，钽(Ta)基材料是最广泛使用的材料之一，因为它们提供高度的热和机械稳定性和扩散阻挡属性、以及良好的粘合性，这些都产生良好的可靠性。常规集成方案包括通过物理气相沉积(PVD)沉积钽/氮化钽(Ta/TaN)双层以用作铜(Cu)扩散阻挡层。然而，该方法的一个缺点在于，随着器件技术朝向亚100nm架构迁移，该技术的定向性质所导致的PVD技术的差的保形性(conformality)已成为一个潜在的问题。ALD所产生的潜在问题包括污染物引入和前体(precursor)与衬底材料之间的可能反应。恶化这些问题的一种特殊材料类型是低热导率(低k)电介质，例如道氏化学(Dow Chemical)的SiLK。例如，通常难以通过常规热ALD在低k材料上生长钽(Ta)基材料。特别地，难以在足够低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在衬底上形成氮化钽扩散阻挡区域的方法，该方法包括步骤：在腔中通过进行第一数量的第一循环在低ｋ材料衬底（１０２）上形成保护层（１０４），每个第一循环包括：将该衬底暴露于钽基前体，将该腔抽真空，从该钽基前体和 氮等离子体进行等离子体增强原子层沉积（ＰＥ－ＡＬＤ），以及将该腔抽真空；以及在该腔中通过进行第二数量的第二循环形成随后的基本化学计量的氮化钽扩散阻挡层（１０８），每个第二循环包括：将该衬底暴露于钽基前体，将该 腔抽真空，从该钽基前体以及氢和氮的等离子体进行ＰＥ－ＡＬ...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-2 10/709,8651.一种在衬底上形成氮化钽扩散阻挡区域的方法，该方法包括步骤在腔中通过进行第一数量的第一循环在低k材料衬底(102)上形成保护层(104)，每个第一循环包括将该衬底暴露于钽基前体，将该腔抽真空，从该钽基前体和氮等离子体进行等离子体增强原子层沉积(PE-ALD)，以及将该腔抽真空；以及在该腔中通过进行第二数量的第二循环形成随后的基本化学计量的氮化钽扩散阻挡层(108)，每个第二循环包括将该衬底暴露于钽基前体，将该腔抽真空，从该钽基前体以及氢和氮的等离子体进行PE-ALD，以及将该腔抽真空。2.根据权利要求1的方法，该钽基前体选自包括五氯化钽(TaCl5)、五碘化钽(TaI5)、五氟化钽(TaF5)和五溴化钽(TaBr5)的组。3.根据权利要求1的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：德伦N邓恩，金亨俊，斯蒂芬M罗斯纳杰尔，徐顺天，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]