半导体结构和形成方法技术

本发明专利技术涉及半导体结构和形成方法。提供一种具有低于４．２的介电常数的介电帽盖层，其呈现比常规介电帽盖层更高的对ＵＶ和／或Ｅ束辐射的机械和电稳定性。并且，该介电帽盖层在经受沉积后处理时保持一致的压缩应力。该介电帽盖层包括三层介电材料，其中这些层中的至少一层具有良好的抗氧化性，对导电金属扩散有抵抗性，并且在至少ＵＶ固化时呈现高机械稳定性。该低ｋ介电帽盖层还包括含氮层，该含氮层包含电子施主和双键电子。该低ｋ介电帽盖层还呈现高压缩应力和高模量，且在沉积后的固化处理之下稳定，这导致较少的膜和器件开裂以及改善的器件可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般而言涉及集成电路(IC)芯片，更具体而言，涉及用于后段制程(BEOL) 互连结构，尤其是包括在超低k介电常数的介电材料内嵌入的Cu的BEOL互连结构的介电帽。
技术介绍
通常，半导体器件包括多个电路，所述电路形成了制造在半导体衬底上的IC。信号 路径的复杂网络通常被布线为连接在半导体衬底表面上分布的元件。这些信号的跨过器件 的有效布线需要形成多级或多层体系，例如，单和双镶嵌互连结构。在典型的互连结构内， 金属过孔垂直于半导体衬底延伸，而金属线路平行于半导体衬底延伸。在常规互连结构中，使用铝和铝合金作为互连冶金以向和从器件的BEOL层中的 器件提供电连接。虽然基于铝的冶金在过去已是用作金属互连的选择材料，但随着用于IC 芯片的电路密度和速度增加且器件尺寸减小到纳米尺度，铝不再满足要求。由此，在纳米电 子器件中采用铜和铜合金作为基于铝的冶金的替代品，这是因为与基于铝的冶金相比，基 于Cu的冶金具有较低的电阻率和较低的对电迁移失效的敏感性。使用基于铜的冶金的一个挑战在于，随着处理步骤的继续，铜容易扩散到周围的 介电材料中。为了抑制铜扩散，可以通过采用保护性阻挡层来隔离含铜互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电帽盖层，其自底部到顶部包括：包含含氮材料的第一介电层，其具有第一厚度和第一压缩应力并在不引起对下伏材料的损伤的条件下被设置；在所述第一介电层上设置的第二介电层，其具有第二厚度和第二压缩应力，其中所述第二厚度大于所述第一厚度，并且所述第二压缩应力大于所述第一压缩应力；以及在所述第二介电层上设置的第三介电层，其具有第三厚度和低于３．５的介电常数，其中所述第三厚度大于所述第一厚度和所述第二厚度之和，其中即使在暴露于ＵＶ辐射之后，整个介电帽盖层也具有固有的压缩应力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SA科恩，A格里尔，TJ小黑格，刘小虎，SV源，TM肖，H肖芭，
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]