互連結(jié)構(gòu)及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)集成電路中的半導(dǎo)體器件越來越密集，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件電連接的互連結(jié)構(gòu)也不斷增多，互連結(jié)構(gòu)的電阻(R)及電容(C)產(chǎn)生了越來越明顯的寄生效應(yīng)，從而容易造成傳輸延遲(RC Delay)及串音(Cross Talk)等問題。
[0003]互連結(jié)構(gòu)通常采用金屬材料的導(dǎo)電插塞，為了防止金屬擴(kuò)散至互連結(jié)構(gòu)中其他相鄰的部件，現(xiàn)有技術(shù)在各個互連結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電插塞處設(shè)置擴(kuò)散阻擋層(barrier layer)，用于減少導(dǎo)電插塞中的金屬向周圍部件擴(kuò)散的問題。
[0004]同時，為了降低互連結(jié)構(gòu)中的寄生電容，現(xiàn)有技術(shù)中開始使用低介電常數(shù)(K)的材料，例如:采用一些疏松多孔的低κ材料或者超低K材料來形成層間介質(zhì)層(Inter-LayerDielectric, ILD)。
[0005]但是，這種采用低K或者超低K材料的互連結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂紋(crack)，從而影響了互連結(jié)構(gòu)的性能。例如:在這種帶有裂紋的層間介質(zhì)層中形成導(dǎo)電插塞之后，導(dǎo)電插塞的材料也很容易滲透進(jìn)這些裂紋中，進(jìn)而引起橋接等不良后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種互連結(jié)構(gòu)及其形成方法，減少裂紋缺陷的產(chǎn)生，從而優(yōu)化形成的互連結(jié)構(gòu)的性能。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底上形成含碳的擴(kuò)散阻擋層；
[0010]在所述擴(kuò)散阻擋層上形成含碳的粘附層；
[0011]在所述粘附層上形成不含碳或者碳含量小于擴(kuò)散阻擋層的層間介質(zhì)層；
[0012]在層間介質(zhì)層中形成導(dǎo)電插塞；
[0013]其中，所述粘附層靠擴(kuò)散阻擋層的區(qū)域碳含量小于或等于擴(kuò)散阻擋層的碳含量，所述粘附層靠層間介質(zhì)層的區(qū)域碳含量大于或等于層間介質(zhì)層的碳含量。
[0014]可選的，形成粘附層的步驟包括，依次在所述擴(kuò)散阻擋層上形成第一摻氧碳化硅層以及第二摻氧碳化硅層，所述第一摻氧碳化硅層的碳含量低于所述第二摻氧碳化硅層的碳含量。
[0015]可選的，形成粘附層的步驟還包括，在所述第二摻氧碳化硅層上形成含碳氧化硅層。
[0016]可選的，形成第一摻氧碳化硅層的步驟包括，形成碳含量在10%?30%范圍內(nèi)的第一摻氧碳化娃層。
[0017]可選的，形成第二摻氧碳化硅層的步驟包括，形成碳含量在0.01%?10%范圍內(nèi)的第二摻氧碳化硅層。
[0018]可選的，形成粘附層的步驟包括:形成K值在3.2?3.6范圍內(nèi)的第一摻氧碳化硅層。
[0019]可選的，形成第一摻氧碳化硅層的步驟包括:
[0020]采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第一摻氧碳化硅層。
[0021]可選的，采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第一摻氧碳化硅層的步驟包括:形成所述第一摻氧碳化硅層的反應(yīng)氣體包含四甲基硅烷氣體以及二氧化碳。
[0022]可選的，所述反應(yīng)氣體中還包含三甲基硅烷、二甲基硅烷以及一甲基硅烷中的一種或者多種。
[0023]可選的，形成第二摻氧碳化硅層的步驟包括:形成K值在4.3?4.6范圍內(nèi)的第二摻氧碳化硅層。
[0024]可選的，形成第二摻氧碳化硅層的步驟包括:采用化學(xué)氣相沉積的方式形成所述第二摻氧碳化硅層。
[0025]可選的，采用化學(xué)氣相沉積的方式形成第二摻氧碳化硅層的步驟包括:形成所述第二摻氧碳化娃層的反應(yīng)氣體包含娃燒以及二氧化碳。
[0026]可選的，形成擴(kuò)散阻擋層的步驟包括，形成摻氮碳化物材料的擴(kuò)散阻擋層。
[0027]此外，本發(fā)明還提供一種互連結(jié)構(gòu)，包括:
[0028]襯底；
[0029]位于所述襯底上含碳的擴(kuò)散阻擋層；
[0030]位于所述擴(kuò)散阻擋層上含碳的粘附層；
[0031]位于所述粘附層上不含碳或者碳含量小于擴(kuò)散阻擋層的層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層中具有導(dǎo)電插塞；
[0032]其中，所述粘附層靠擴(kuò)散阻擋層的區(qū)域碳含量小于或等于擴(kuò)散阻擋層的碳含量，所述粘附層靠層間介質(zhì)層的區(qū)域碳含量大于或等于層間介質(zhì)層的碳含量。
[0033]可選的，所述含碳的擴(kuò)散阻擋層為摻氮碳化物材料的擴(kuò)散阻擋層。
[0034]可選的，在所述層間介質(zhì)層與粘附層之間還設(shè)有含碳氧化硅層。
[0035]可選的，所述粘附層包括第一摻氧碳化硅層以及第二摻氧碳化硅層；所述第一摻氧碳化硅層中的碳含量低于所述第二摻氧碳化硅層中的碳含量。
[0036]可選的，所述第一摻氧碳化硅層的碳含量在10%?30%的范圍內(nèi)。
[0037]可選的，所述第二摻氧碳化硅層的碳含量在0.01%?10%的范圍內(nèi)。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0039]通過在襯底的擴(kuò)散阻擋層與層間介質(zhì)層之間形成粘附層，并使粘附層靠擴(kuò)散阻擋層的區(qū)域碳含量小于或等于擴(kuò)散阻擋層的碳含量、粘附層靠層間介質(zhì)層的區(qū)域碳含量大于或等于層間介質(zhì)層的碳含量，從而使粘附層的碳含量位于擴(kuò)散阻擋層的碳含量和層間介質(zhì)層的碳含量之間，且粘附層與擴(kuò)散阻擋層交界處的碳含量較為接近、粘附層與層間介質(zhì)層交界處碳含量也較為接近，可以增加粘附層與相鄰的擴(kuò)散阻擋層、層間介質(zhì)層的粘附性，進(jìn)而增加擴(kuò)散阻擋層與層間介質(zhì)層之間的粘附性，進(jìn)而不容易在層間介質(zhì)層中產(chǎn)生裂紋，整個互連結(jié)構(gòu)的性能不容易因?qū)娱g介質(zhì)層產(chǎn)生裂紋而受到影響。
【附圖說明】
[0040]圖1是現(xiàn)有技術(shù)形成的互連結(jié)構(gòu)的電鏡圖；
[0041]圖2至圖7是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)的形成方法一實(shí)施例中各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖8是采用本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)的形成方法形成的互連結(jié)構(gòu)的電鏡圖；
[0043]圖9是本發(fā)明互連結(jié)構(gòu)一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為了解決【背景技術(shù)】中提到的問題，結(jié)合互連結(jié)構(gòu)的電鏡圖分析裂紋產(chǎn)生的原因。參考圖1，示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種互連結(jié)構(gòu)的電鏡圖，在層間介質(zhì)層3中形成導(dǎo)電插塞4后，由于層間介質(zhì)層3中帶有裂紋，導(dǎo)電插塞4的部分材料會滲入這些裂紋，橢圓型框5為導(dǎo)電插塞4材料在層間介質(zhì)層3中的滲入部分。所述裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)閷娱g介質(zhì)層與擴(kuò)散阻擋層之間的粘附性不足，層間介質(zhì)層在后續(xù)的一些步驟(例如一些化學(xué)機(jī)械研磨步驟)中受到外力影響容易會出現(xiàn)裂紋。
[0045]因此，本發(fā)明提供一種互連結(jié)構(gòu)的形成方法，包括以下步驟:
[0046]提供襯底；在所述襯底上形成含碳的擴(kuò)散阻擋層；在所述擴(kuò)散阻擋層上形成含碳的粘附層；在所述粘附層上形成不含碳或者碳含量小于擴(kuò)散阻擋層的層間介質(zhì)層；在層間介質(zhì)層中形成導(dǎo)電插塞；其中，所述粘附層靠擴(kuò)散阻擋層的區(qū)域碳含量小于或等于擴(kuò)散阻擋層的碳含量，所述粘附層靠層間介質(zhì)層的區(qū)域碳含量大于或等于層間介質(zhì)層的碳含量。
[0047]通過在襯底的擴(kuò)散阻擋層與層間介質(zhì)層之間形成粘附層，并使粘附層靠擴(kuò)散阻擋層的區(qū)域碳含量小于或等于擴(kuò)散阻擋層的碳含量、粘附層靠層間介質(zhì)層的區(qū)域碳含量大于或等于層間介質(zhì)層的碳含量，從而使粘附層的碳含量位于擴(kuò)散阻擋層的碳含量和層間介質(zhì)層的碳含量之間，且粘附層與擴(kuò)散阻擋層交界處的碳含量較為接近、粘附層與層間介質(zhì)層交界處碳含量也較為接近，可以增加粘附層與相鄰的擴(kuò)散阻擋層、層間介質(zhì)層的粘附性，進(jìn)而增加擴(kuò)散阻擋層與層間介質(zhì)層之間的粘附性，進(jìn)而不容易在層間介質(zhì)層中產(chǎn)生裂紋，整個互連結(jié)構(gòu)的性能不容易因?qū)娱g介質(zhì)層產(chǎn)生裂紋而受到影響；因?yàn)閷娱g介質(zhì)層產(chǎn)生裂紋可能導(dǎo)致層間介質(zhì)層本身的電學(xué)隔離性能受到影響，且形成導(dǎo)電插塞的導(dǎo)電插塞材料也容易滲透進(jìn)所述裂紋，這會導(dǎo)致導(dǎo)電插塞本身的電學(xué)性能發(fā)生改變，且可能造成互連結(jié)構(gòu)橋接。
[0048]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作詳細(xì)的說明。
[0049]參考圖2，提供襯底40，在本實(shí)施例中，所述襯底40中可以事先形成有包括源漏區(qū)、柵極在內(nèi)的半導(dǎo)體部件，襯底中還可以形成有層間介質(zhì)層。
[0050]在本實(shí)施例中，所述襯底中的層間介質(zhì)層可以采用低k材料形成，但是本發(fā)明對此不作限定。
[0051]另外，襯底40僅在圖2中示出，后續(xù)的附圖中