内联机结构及其制造方法技术

一种内联机结构，是在介电层中形成一开口，再以原子层沉积法（ＡＬＤ）在开口侧壁与底部上形成扩散阻障层与低阻值金属层作为复合式扩散阻障层，以阻隔后续形成的铜导线扩散并增进其附着力。较佳的复合式扩散阻障层为以原子层沉积法形成的双层式ＴｉＮ、双层式ＴａＮ、三层式Ｔａ／ＴａＮ／富Ｔａ的ＴａＮ复合层或三层式Ｔａ／ＴａＮ／Ｔａ复合层。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于半导体制程，特别有关于一种铜金属内联机结构以及该结构的制造方法，藉以加强其导线与介电层间的扩散阻障效果与附着度。
技术介绍
在集成电路的金属内联机制程中，铝与铝合金被广泛用于内联机的导线。然而，对于半导体组件而言，作为内联机结构的导线材料的阻值越低时，可提升半导体组件的讯号传播。因此，铜金属则由于其阻值低，可避免电致迁移(electromigration，EM)与抗应力等优点，目前成为大型与超大规模集成电路的内联机导线的主要材料。目前，铜内联机结构通常藉由所谓“镶嵌”或“双镶嵌”(dual damascene)制程所形成，以取代现有的铝内联机结构。简要而言，镶嵌式的金属联机制程乃在半导体芯片表面先形成开口或沟槽，再将铜金属或铜合金填入这些开口中而形成导线结构。然而，铜制程会遭遇到铜扩散至相邻的绝缘材料中，例如扩散至氧化硅层或含氧聚合物层等问题，而导致铜导线的腐蚀，造成后续附着力不佳，剥落，产生孔洞或线路的电性问题等。因此，对于铜内联机结构而言，需要形成扩散阻障层以隔离铜导线与介电层。因此，在现有技术中，半导体基底上形成的半导体组件，如MOS晶体管，或导电组件等，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内联机结构，其特征是，包含：一半导体基底，其上具有一第一导体；一介电层，覆盖于该半导体基底上，该介电层上具有一开口，以露出该第一导体；一复合式扩散阻障层，是以原子层沉积法形成，内衬于该开口的侧壁与底部；以及　 　一第二导体，填充于该开口中，以与该第一导体成电性连结。

【技术特征摘要】
US 2003-9-4 10/654,7571.一种内联机结构，其特征是，包含一半导体基底，其上具有一第一导体；一介电层，覆盖于该半导体基底上，该介电层上具有一开口，以露出该第一导体；一复合式扩散阻障层，是以原子层沉积法形成，内衬于该开口的侧壁与底部；以及一第二导体，填充于该开口中，以与该第一导体成电性连结。2.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该第一导体是选择自由铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钽、钨、金属硅化物、合金或金属化合物所组成的族群中。3.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该介电层包含一含硅氧材料。4.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该介电层的介电常数小于2.8。5.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该开口的宽度为100-800。6.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该复合式扩散阻障层的厚度为20-200。7.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该复合式扩散阻障层为双层或三层式迭层结构，其各层是选择自由钛、钽、钨、氮化钛、氮化钽与富钽的氮化钽所组成的族群中。8.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该复合式扩散阻障层包含非晶形氮化钛或非晶形氮化钽。9.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该复合式扩散阻障层包含富钽的氮化钽。10.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该第二导体是选择自由铜、铜合金、铝与铝合金所组成的族群中。11.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，含一碳硅化物保护层，覆盖于该介电层与该第二导体之上。12.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，更包含一导电性保护层覆盖于该第二导体上。13.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该介电层包含一含硅氧材料。14.根据权利要求1所述的内联机结构，其中该第二导体的宽度为200-1000。15.根据权利要求1所述的内联机结构，其特征是，该复合式扩散阻障层的厚度为20-200。16.一种内联机结构，其特征是，包含一半导体基底；一第一低介电常数介电层，覆盖于该半导体基底上，该第一低介电常数介电层中嵌有一第一导体；一第二低介电常数介电层，覆盖于该第一低介电常数介电层上；一第二导体，是由铜或铜合金构成，是嵌入于该第二低介电常数介电层中，并与该第导体成电性连结，且该第二低介电常数介电层的表面低于该第二导体表面；以及一低阻值金属层，是由原子层沉积法形成，厚度为10-100，设置于该第二导体与该第二低介电常数介电层之间。17.根据权利要求16所述的内联机结构，其特征是，该低阻值金属层包含Ta或Ti。18.根据权利要求16所述的内联机结构，其特征是，该第二低介电常数介电层的介电常数值小于该第一低介电常数介电层的介电常数值。19.根据权利要求16所述的内联机结构，其特征是，该第二低介电常数介电层的表面低于该第二导体100-500。20.一种制造内联机结构的方法，其特征是，包含下列步骤提供一半导体基底，其上具有一第一导体；在该半导体基底上形成一介电层；在该介电层上形成一开口以露出该第一导体；以原子层沉积法形成一复合式扩散阻障层内衬于该开口中；以及在该开口中填入导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：余振华，曾鸿辉，章勋明，胡正明，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]