一种铜互连结构及其制备方法技术

本发明专利技术属于微电子工艺技术领域，具体是一种以Ru-Al-O作为扩散、粘附阻挡层的铜互连结构以及制备方法。本发明专利技术以现有铜互连结构为基础，采用Ru-Al-O代替传统的TaN/Ta双层结构，作为铜互连结构的新的铜扩散阻挡层。利用原子层淀积（ALD）方法，在经过热氧化的二氧化硅薄膜上层淀积一层3~5nm厚的Ru-Al-O作为粘附层，并在其上生长一层5~10nm厚的Ru作为扩散阻挡层，并可作为电镀铜的籽晶层。通过调节Ru-Al-O中的Ru、Al、O三者的比例，可以获得较佳的铜扩散阻挡能力和粘附特性。本发明专利技术可以提高扩散阻挡层与下层二氧化硅层的粘附强度，并保持与籽晶层连接的紧密性，为现有的铜互连技术在增强粘附能力方面提供一种改善的可行性方案。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电子工艺
，具体涉及一种以Ru-Al-0\Ru叠层结构作为扩散、粘附阻挡层的新型铜互连结构以及制备方法。
技术介绍
在铜互连工艺中，为了防止Cu扩散到Si器件中引起器件性能受损，需要在铜互连线外面包裹一层扩散阻挡层，以起到隔离Cu与Si02、Si，以及提高Cu与它们之间的粘附性的效果。传统工艺中TaN/Ta的双层结构得到了广泛的应用，然而随着器件尺寸的减小，在特征尺寸小于45nm的情况下，为了保证铜互连仍然能够拥有好的填充效果，扩散阻挡层面临着挑战，即要求有更薄的厚度并且仍然拥有较强的阻挡效果。传 统的TaN/Ta双层结构由于主要用物理汽相淀积(PVD)技术而导致台阶覆盖能力差、沟槽和通孔填充能力不佳，从而表现出阻挡致密性差，阻挡效果不佳，因此为了适应器件尺寸减小的节奏，寻找其他材料充当扩散阻挡层迫在眉睫。在其他可以考虑作为扩散阻挡层的材料中，Ru是一种非常具有前景的材料。通过引入Ru材料作为扩散阻挡层，可以有效的克服传统的TaN/Ta结构的不足。其主要原因在于Ru与Cu的粘附性极好，可以增强粘附性，同时Ru是一种惰性金属，与Ta和TaN相比，Ru的电阻率要低许多。不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜互连结构，以现有铜互连结构为基础，其特征在于利用Ru？Al？O作为粘附层，Ru作为在此之上的扩散阻挡层，这两层的厚度分别为3~5nm和5~10nm。

【技术特征摘要】
1.一种铜互连结构，以现有铜互连结构为基础，其特征在于利用Ru-Al-O作为粘附层，Ru作为在此之上的扩散阻挡层，这两层的厚度分别为3飞nm和5 10nm。2.一种如权利要求I所述的铜互连结构制备方法，其特征在于具体步骤为 (1)采用RCA工艺清洗ρ型硅(111)的硅基衬底； (2)在硅基衬底上依次形成一层刻蚀阻挡层、绝缘介质层； (3)通过光刻、刻蚀工艺，定义出互连位置，形成金属沟槽、接触孔或通孔； (4)在上述步骤形成的结构上，利用ALD方法生长厚度为3飞nm的Ru-Al-O粘附层，此后在此粘附层上面生长一层厚度为5 10nm的Ru，作为扩散阻挡层，同时充当传统结构的籽晶层的作用； (5)之后再采用电镀的方法，获得铜互连结构； (6)最后用化学机械抛光工艺平整化晶片表面。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：卢红亮，张卫，谢立恒，丁士进，王鹏飞，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：