專利名稱：互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，銅互連工藝得到了廣泛的應(yīng)用。和相同工藝尺寸的鋁互連技術(shù)相比，金屬銅的電阻率較低 ，而且對電遷移(electoomigration)現(xiàn)象具有更強的抵抗力。電遷移現(xiàn)象指的是互連結(jié)構(gòu)受到流過其中的電流的不斷影響，其形貌逐漸發(fā)生改變直至發(fā)生短路或斷路，導(dǎo)致電路失效。此外，為了減小器件的電阻-電容延遲(RCdelay)，銅互連工藝中往往采用低介電常數(shù)(Iowk)材料作為絕緣材料。圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種互連結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括半導(dǎo)體襯底10，所述半導(dǎo)體襯底10可以是硅襯底、硅鍺襯底、III-V族元素化合物襯底等，其中可以形成有MOS場效應(yīng)晶體管等半導(dǎo)體器件；介質(zhì)層11，覆蓋所述半導(dǎo)體襯底10的表面，所述介質(zhì)層11的材料可以是氧化硅、摻雜的硅玻璃、低k介質(zhì)材料等，所述介質(zhì)層11上形成有開口，在雙鑲嵌工藝中，所述開口為溝槽和通孔相接的結(jié)構(gòu)；阻擋層12，覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁，其材料一般為氮化鉭或鉭；金屬銅13，形成于所述阻擋層12之上，填充所述開口，其表面與介質(zhì)層11的表面齊平，所述金屬銅13的形成方法一般是電鍍法，在填充金屬銅13之前，一般還需要使用物理氣相沉積(PVD)等方法形成籽晶層(圖中未示出)，所述籽晶層覆蓋阻擋層12的表面。但是，隨著半導(dǎo)體工藝水平的進一步提高，器件特征尺寸(CD，CriticalDimension)進一步減小,互連結(jié)構(gòu)的尺寸也相應(yīng)的減小，由于鉭、氮化鉭以及金屬銅的電阻率以及其本身性質(zhì)的限制，使得現(xiàn)有技術(shù)中基于銅互連工藝的互連結(jié)構(gòu)的電阻增大，電遷移現(xiàn)象較為嚴重，影響整個芯片的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中的互連結(jié)構(gòu)電阻較大，電遷移現(xiàn)象較為嚴重的問題。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種互連結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層上形成有開口 ；覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁的阻擋層；填充所述開口的填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上且其上表面與所述介質(zhì)層的上表面齊平；所述阻擋層的材料包括碳、摻碳銅(carbon-containing copper) >摻碳娃銅(carbon-and-silicon-containing copper)、石墨、碳納米管薄膜(carbon-nanotubenetwork film)、釕其中一種或任意幾種的組合?？蛇x地，所述阻擋層為第一阻擋層和第二阻擋層的疊層結(jié)構(gòu)，所述第一阻擋層的材料選自碳、摻碳銅、摻碳娃銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，所述第二阻擋層的材料選自鉭和/或氮化鉭，所述第一阻擋層位于所述第二阻擋層之上或之下?？蛇x地，所述填充金屬的材料為摻碳銅，其中碳的含量為1%至10%?？蛇x地，所述填充金屬包括籽晶層和位于其上的互連結(jié)構(gòu)主體，所述籽晶層的材料選自銅、摻碳銅、摻碳娃銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合。可選地，所述籽晶層為第一籽晶層和第二籽晶層的疊層結(jié)構(gòu)，所述第一籽晶層的材料選自摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，所述第二籽晶層的材料為銅，所述第一籽晶層位于所述第二籽晶層之上或之下。可選地，所述互連結(jié)構(gòu)主體的材料為選自銅、摻碳銅或二者的組合。可選地，所述互連結(jié)構(gòu)主體的材料為摻碳銅，其中碳的含量為1%至10%。 可選地，所述開口為溝槽、通孔或二者的組合。本發(fā)明還提供了一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有介質(zhì)層； 在所述介質(zhì)層上形成開口 ；在所述開口的底部和側(cè)壁形成阻擋層；在所述開口中形成填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上并填充所述開口，且其上表面與所述介質(zhì)層的上表面齊平；所述阻擋層的材料選自碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合?？蛇x地，所述在所述開口的底部和側(cè)壁形成阻擋層包括在所述開口的底部和側(cè)壁依次形成第一阻擋層和第二阻擋層，或依次形成第二阻擋層和第一阻擋層，所述第一阻擋層的材料選自碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，所述第二阻擋層的材料選自鉭和/或氮化鉭。可選地，使用化學(xué)氣相沉積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)或原子層沉積(ALD)形成所述第一阻擋層?？蛇x地，所述填充金屬的材料為摻碳銅，其中碳的含量為1%至10%?？蛇x地，所述在所述開口中形成填充金屬包括形成籽晶層，所述籽晶層覆蓋所述阻擋層，所述籽晶層的材料選自銅、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合；在所述籽晶層上形成互連結(jié)構(gòu)主體，所述互連結(jié)構(gòu)主體填充所述開口?？蛇x地，所述形成籽晶層包括在所述阻擋層上依次形成第一籽晶層和第二籽晶層，或依次形成第二籽晶層和第一籽晶層，所述第一籽晶層的材料選自摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，所述第二籽晶層的材料為銅。可選地，使用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積形成所述第一籽晶層?？蛇x地，所述互連結(jié)構(gòu)主體的材料為選自銅、摻碳銅或二者的組合?？蛇x地，使用電鍍法形成所述互連結(jié)構(gòu)主體。可選地，所述開口為溝槽、通孔或二者的組合。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實施例有如下優(yōu)點本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)及其形成方法中，阻擋層的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，有利于減小整個互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象。此外，本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)中的籽晶層的材料選自銅、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，互連結(jié)構(gòu)主體的材料可以是銅、摻碳銅或二者的組合，從而進一步減小互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象。此外，本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的形成方法中，所述阻擋層和籽晶層可以是疊層結(jié)構(gòu)，即可以將材質(zhì)為碳、摻碳銅、 摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合的第一阻擋層形成在傳統(tǒng)的鉭和/或氮化鉭材質(zhì)的第二阻擋層之上或之下，將材質(zhì)為摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合的第一籽晶層形成在傳統(tǒng)的金屬銅材質(zhì)的第二籽晶層之上或之下，從而減少對現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的銅互連工藝流程的改變。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的一種互連結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的互連結(jié)構(gòu)的形成方法的實施例的流程示意圖；圖3至圖14是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)的形成方法實施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖及局部放大圖。
具體實施例方式現(xiàn)有技術(shù)中的銅互連結(jié)構(gòu)隨著尺寸的不斷減小，受到其中所使用到的鉭、氮化鉭以及金屬銅材料本身性質(zhì)的限制，電阻較大，容易發(fā)生電遷移現(xiàn)象。本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)及其形成方法中，阻擋層的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，有利于減小整個互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象。此外，本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)中的籽晶層的材料選自銅、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，互連結(jié)構(gòu)主體的材料可以是銅、摻碳銅或二者的組合，從而進一步減小互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象。此外，本發(fā)明實施例的互連結(jié)構(gòu)的形成方法中，所述阻擋層和籽晶層可以是疊層結(jié)構(gòu)，即可以將材質(zhì)為碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合的第一阻擋層形成在傳統(tǒng)的鉭和/或氮化鉭材質(zhì)的第二阻擋層之上或之下，將材質(zhì)為摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合的第一籽晶層形成在傳統(tǒng)的金屬銅材質(zhì)的第二籽晶層之上或之下，從而減少對現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的銅互連工藝流程的改變。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式
的限制。圖2示出了本發(fā)明的互連結(jié)構(gòu)的形成方法的實施例的流程示意圖，包括
步驟S21，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有介質(zhì)層；步驟S22，在所述介質(zhì)層上形成開口 ；步驟S23，在所述開口的底部和側(cè)壁形成阻擋層，所述阻擋層的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合；步驟S24，在所述開口中形成填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上并填充所述開口，且其上表面與所述介質(zhì)層的上表面齊平。圖3至圖14示出了本發(fā)明的互連結(jié)構(gòu)的形成方法的實施例的剖面示意圖及局部放大圖，下面結(jié)合圖2和圖3至圖14對該實施例進行詳細說明。 結(jié)合圖2和圖3，執(zhí)行步驟S21，提供半導(dǎo)體襯底20，所述半導(dǎo)體襯底20上形成有介質(zhì)層21。所述半導(dǎo)體襯底20可以是硅襯底、硅鍺襯底、III-V族元素化合物襯底、碳化硅襯底或其疊層結(jié)構(gòu)，或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他半導(dǎo)體材料襯底，在本實施例中，所述半導(dǎo)體襯底20為硅襯底，其中可以形成有MOS場效應(yīng)晶體管等半導(dǎo)體器件。所述介質(zhì)層21的材料可以是氧化硅、摻雜的硅玻璃、低k材料等絕緣材料，在本實施例中為低k材料，其形成方法具體可以為化學(xué)氣相沉積等。結(jié)合圖2和圖4，執(zhí)行步驟S22，在所述介質(zhì)層21上形成開口 21a。所述開口 21a可以是溝槽、通孔或二者的組合，本實施例中具體為溝槽和通孔相接的結(jié)構(gòu)，其形成方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)的雙鑲嵌工藝中溝槽和通孔結(jié)構(gòu)的形成方法，包括光刻、刻蝕等。結(jié)合圖2和圖5，執(zhí)行步驟S23，在所述開口 21a的底部和側(cè)壁形成阻擋層22，所述阻擋層22的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合。本實施例中，所述阻擋層22還覆蓋所述介質(zhì)層21的上表面。選擇碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合作為阻擋層22的材質(zhì)，由于上述材料的電阻率較低，對電遷移現(xiàn)象有較高的抵抗力，因而有利于降低互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象，改善整個芯片的性能。依據(jù)具體實施例的不同，圖6至圖8分別示出了圖5中區(qū)域23中的阻擋層22局部放大后的三種結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖5和圖6，依據(jù)具體實施例的不同，所述阻擋層22可以是第一阻擋層22a構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，其材料選自碳、摻碳銅、摻碳娃銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積。結(jié)合圖5和圖7，依據(jù)具體實施例的不同，所述阻擋層22可以是第一阻擋層22a以及位于第一阻擋層22a之上的第二阻擋層22b的疊層結(jié)構(gòu)。其中第一阻擋層22a的材料選自碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積；第二阻擋層22b的材料選自鉭和/或氮化鉭，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積。結(jié)合圖5和圖8，依據(jù)具體實施例的不同，所述阻擋層22可以是第二阻擋層22b以及位于第二阻擋層22b之上的第一阻擋層22a的疊層結(jié)構(gòu)。其中第一阻擋層22a的材料選自碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積；第二阻擋層22b的材料選自鉭和/或氮化鉭，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積。采用疊層結(jié)構(gòu)的阻擋層22可以使得本實施例的工藝流程與現(xiàn)有技術(shù)的銅互連工藝的工藝流程之間的差別較小，即在現(xiàn)有技術(shù)中形成傳統(tǒng)材質(zhì)的第二阻擋層22b的步驟之前或之后，增加形成第一阻擋層22a的步驟。結(jié)合圖2和圖14，執(zhí)行步驟S24，在所述開口中形成填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上并填充所述開口，其上表面與所述介質(zhì)層21的上表面齊平。本實施例中所述填充金屬包括覆蓋在阻擋層22上的籽晶層24以及位于籽晶層24上的互連結(jié)構(gòu)主體26，所述互連結(jié)構(gòu)主體26填充所述開口。具體地，首先參考圖9，形成籽晶層24，所述籽晶層24覆蓋所述阻擋層22，所述籽晶層24的材料選自銅、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合。由于上述材料的電阻率較低，對電遷移現(xiàn)象有較高的抵抗力，因而有利于降低互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象，改善整個芯片的性能。根據(jù)具體實施例的不同，圖10至圖12分別示出了圖9中區(qū)域25中的籽晶層24 局部放大后的三種結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖9和圖10,依據(jù)具體實施例的不同,所述籽晶層24可以是第一籽晶層24a的單層結(jié)構(gòu)，其材料選自摻碳銅、摻碳娃銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積。結(jié)合圖9和圖11，依據(jù)具體實施例的不同，所述籽晶層24可以是第一籽晶層24a和位于第一籽晶層24a之上的第二籽晶層24b的疊層結(jié)構(gòu)。其中第一籽晶層24a的材料選自摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，形成方法可以是化 學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積；第二籽晶層24b的材料為金屬銅，其形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積。結(jié)合圖9和圖12，依據(jù)具體實施例的不同，所述籽晶層24可以是第二籽晶層24b和位于第二籽晶層24b之上的第一籽晶層24a的疊層結(jié)構(gòu)。其中第一籽晶層24a的材料選自摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積；第二籽晶層24b的材料為金屬銅，其形成方法可以是化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積。采用疊層結(jié)構(gòu)的籽晶層24可以使得本實施例的工藝流程與現(xiàn)有技術(shù)的銅互連工藝的工藝流程之間的差別較小，即在現(xiàn)有技術(shù)中形成傳統(tǒng)材質(zhì)的第二籽晶層24b的步驟之前或之后，增加形成第一籽晶層24a的步驟。之后參考圖13，在所述開口中填充互連結(jié)構(gòu)主體26，所述互連結(jié)構(gòu)主體26位于籽晶層24上，其材料選自銅、摻碳銅或二者的組合，形成方法可以是電鍍法。本實施例中互連結(jié)構(gòu)主體26的材料優(yōu)選為摻碳銅，所述摻碳銅中碳的含量為1%至10%，有利于降低整個互連結(jié)構(gòu)的電阻，提高對電遷移現(xiàn)象的抵抗力。經(jīng)過電鍍填充之后，所述互連結(jié)構(gòu)主體26還溢出所述開口，并覆蓋在介質(zhì)層21上表面上方的籽晶層24上。之后對所述介質(zhì)層21上表面上的阻擋層22、籽晶層24和互連結(jié)構(gòu)主體26進行平坦化，至暴露出所述介質(zhì)層21的上表面，使得所述互連結(jié)構(gòu)主體26的上表面與所述介質(zhì)層21的上表面齊平。所述平坦化方法可以是化學(xué)機械拋光(CMP)等。另外，本文中，術(shù)語“齊平”指的是二者表面的高度差在工藝誤差范圍內(nèi)。至此，本實施例形成的互連結(jié)構(gòu)如圖14所示，包括半導(dǎo)體襯底20 ;形成于所述半導(dǎo)體襯底20上的介質(zhì)層21，所述介質(zhì)層21上形成有開口 ；覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁的阻擋層22，所述阻擋層22的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合；填充所述開口的填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層22上且其上表面與所述介質(zhì)層21的上表面齊平。本實施例中，所述填充金屬包括覆蓋阻擋層22的籽晶層24，以及位于籽 晶層24上的互連結(jié)構(gòu)主體26。所述阻擋層22和籽晶層24可以是疊層結(jié)構(gòu)，其詳細信息請參考前文，這里不再贅述。需要說明的是，在本發(fā)明的其他具體實施例中，也可以在形成阻擋層22之后，直接在所述開口中形成填充金屬，而省略形成籽晶層24的步驟，類似的，所述填充金屬的材料可以是銅或摻碳銅，優(yōu)選為碳含量占1%至10%的摻碳銅。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種互連結(jié)構(gòu)，包括 半導(dǎo)體襯底； 形成于所述半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層上形成有開口 ； 覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁的阻擋層； 填充所述開口的填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上且其上表面與所述介質(zhì)層的上表面齊平； 其特征在于，、 所述阻擋層的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述阻擋層為第一阻擋層和第二阻擋層的疊層結(jié)構(gòu)，所述第一阻擋層的材料選自碳、摻碳銅、摻碳娃銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，所述第二阻擋層的材料選自鉭和/或氮化鉭，所述第一阻擋層位于所述第二阻擋層之上或之下。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述填充金屬的材料為摻碳銅，其中碳的含量為1%至10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述填充金屬包括籽晶層和位于其上的互連結(jié)構(gòu)主體，所述籽晶層的材料選自銅、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述籽晶層為第一籽晶層和第二籽晶層的疊層結(jié)構(gòu)，所述第一籽晶層的材料選自摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，所述第二籽晶層的材料為銅，所述第一籽晶層位于所述第二籽晶層之上或之下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述互連結(jié)構(gòu)主體的材料為選自銅、摻碳銅或二者的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述互連結(jié)構(gòu)主體的材料為摻碳銅，其中碳的含量為1%至10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開口為溝槽、通孔或二者的組合。
9.一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有介質(zhì)層； 在所述介質(zhì)層上形成開口； 在所述開口的底部和側(cè)壁形成阻擋層； 在所述開口中形成填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上并填充所述開口，且其上表面與所述介質(zhì)層的上表面齊平； 其特征在于， 所述阻擋層的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述在所述開口的底部和側(cè)壁形成阻擋層包括在所述開口的底部和側(cè)壁依次形成第一阻擋層和第二阻擋層，或依次形成第二阻擋層和第一阻擋層，所述第一阻擋層的材料選自碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合，所述第二阻擋層的材料選自鉭和/或氮化鉭。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，使用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積形成所述第一阻擋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述填充金屬的材料為摻碳銅，其中碳的含量為1%至10%。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述在所述開口中形成填充金屬包括 形成籽晶層，所述籽晶層覆蓋所述阻擋層，所述籽晶層的材料選自銅、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合； 在所述籽晶層上形成互連結(jié)構(gòu)主體，所述互連結(jié)構(gòu)主體填充所述開口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述形成籽晶層包括 在所述阻擋層上依次形成第一籽晶層和第二籽晶層，或依次形成第二籽晶層和第一籽晶層，所述第一籽晶層的材料選自摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜其中一種或任意幾種的組合，所述第二籽晶層的材料為銅。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，使用化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積或原子層沉積形成所述第一籽晶層。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述互連結(jié)構(gòu)主體的材料為選自銅、摻碳銅或二者的組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，使用電鍍法形成所述互連結(jié)構(gòu)主體。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的互連結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述開口為溝槽、通孔或二者的組合。
全文摘要
一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，所述互連結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底；形成于所述半導(dǎo)體襯底上的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層上形成有開口；覆蓋所述開口的底部和側(cè)壁的阻擋層；填充所述開口的填充金屬，所述填充金屬位于所述阻擋層上且其上表面與所述介質(zhì)層的上表面齊平；所述阻擋層的材料包括碳、摻碳銅、摻碳硅銅、石墨、碳納米管薄膜、釕其中一種或任意幾種的組合。本發(fā)明有利于減小互連結(jié)構(gòu)的電阻，避免或減弱電遷移現(xiàn)象。
文檔編號H01L21/768GK102738117SQ20111009212
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者朱慧瓏, 梁擎擎, 趙超, 鐘匯才 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所