一种铜互连集成电路的扩散阻挡层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铜互连集成电路的扩散阻挡层及其制备方法，提出新型非晶夹结晶三层结构扩散阻挡层，首先在Si或low‑K衬底上沉积一层非晶态二元合金层，其次在非晶态合金层上沉积结晶态合金层，最后在结晶态合金层上再沉积一层非晶态合金层，进而制备成三层结构的扩散阻挡层。本发明专利技术的一种铜互连集成电路的扩散阻挡层采用二元合金构建，相较于传统的氮化物陶瓷阻挡层来说与Cu的热膨胀系数更适配，且粘附性好，结合力强，无需再沉积金属粘附层；其制备方法采用双靶磁控溅射系统沉积扩散阻挡层，只需要调控双靶的溅射功率调控溅射元素的成分比以制备不同结晶形态的二元合金薄膜，沉积过程无需对系统中的原料进行更换调整，工艺简单，操作便捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路，具体地说，涉及一种铜互连集成电路的扩散阻挡层及其制备方法。

技术介绍

1、在集成电路（ic）制造领域，铜互连中扩散阻挡层的应用至关重要。随着集成电路技术的不断进步，集成更复杂的电路和缩小器件尺寸已成为关键目标。与传统的铝基互连材料相比，铜具有更强的导电性，因此已成为首选的互连材料。然而，铜原子向邻近介电材料的扩散是一个重大挑战，会导致器件性能下降和可靠性问题。扩散阻挡层是铜互连技术中的关键部件，可防止铜原子向周围的介电材料扩散。它起到保护屏障的作用，确保所制造器件的可靠性和功能性。开发有效的扩散屏障材料和技术已成为半导体制造领域的一个重要研究领域。

2、随着集成电路技术的发展，器件尺寸的不断缩小以及热稳定性较低和孔隙率增大的低介电材料的引入，使得人们有必要探索新的扩散势垒解决方案。此外，对更高互连密度和更低功耗的需求不断增加，也迫切需要稳定性更佳、导电性更好的阻挡层。半导体工业中常用ta/tan双层结构作为铜互连阻挡层，以tan作为阻挡层，ta作为tan和cu之间的粘附层，已经被认为能有效抑制cu的扩散。但是沉积态本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铜互连集成电路的扩散阻挡层的制备方法，所述扩散阻挡层用于衬底与铜引线之间，其特征在于，采用直流-射频双靶磁控溅射系统制备，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述铜互连集成电路的扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：所述衬底清洗步骤中，每次超声清洗的时间为20min，所述衬底烘干采用真空干燥箱进行烘干，烘干温度为50~80℃，烘干时间为10min。

3.根据权利要求1所述铜互连集成电路的扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：所述构建溅射系统步骤中，所述直流靶位上放置第Ⅲ周期B族元素，所述射频靶位上放置第Ⅴ周期B族元素。

4.根据权利要求3所述铜互连集成电...

【技术特征摘要】

1.一种铜互连集成电路的扩散阻挡层的制备方法，所述扩散阻挡层用于衬底与铜引线之间，其特征在于，采用直流-射频双靶磁控溅射系统制备，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述铜互连集成电路的扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：所述衬底清洗步骤中，每次超声清洗的时间为20min，所述衬底烘干采用真空干燥箱进行烘干，烘干温度为50~80℃，烘干时间为10min。

3.根据权利要求1所述铜互连集成电路的扩散阻挡层的制备方法，其特征在于：所述构建溅射系统步骤中，所述直流靶位上放置第ⅲ周期b族元素，所述射频靶位上放置第ⅴ周期b族元素。

4.根据权利要求3所述铜互连集成电路的扩散阻挡层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传彬，项成，彭健，王君君，徐志刚，章嵩，涂溶，沈强，张联盟，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室潮州分中心，
类型：发明
国别省市：