[发明专利]用于互连应用的冗余金属阻挡结构

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

介电材料，其具有约4.0或更小的介电常数并位于衬底上方，所述介电材料具有位于其中的至少一个开口；

扩散阻挡层，其位于所述至少一个开口中；

冗余扩散阻挡层，其包括Ru和含Co材料并位于所述至少一个开口中的所述扩散阻挡层上；以及

导电材料，其位于所述至少一个开口中的所述冗余扩散阻挡层的顶上，其中所述扩散阻挡层、所述冗余扩散阻挡层、以及所述导电材料各自具有与所述介电材料的上表面共面的上表面。

2.根据权利要求1的半导体结构，其中所述介电材料包括具有约2.8或更小的介电常数的多孔性低k电介质。

3.根据权利要求1的半导体结构，其中所述介电材料包括SiO₂、硅倍半氧烷，包含Si、C、O和H的原子的C掺杂的氧化物、以及热固性聚亚芳基醚中的至少一者。

4.根据权利要求1的半导体结构，其中所述介电材料为上互连级的互连电介质。

5.根据权利要求4的半导体结构，还包括位于所述上互连级下方的下互连级，其中通过介电帽层使所述下互连级与所述上互连级至少部分地分隔开。

6.根据权利要求1的半导体结构，其中所述含Co材料为纯Co或Co合金，所述Co合金包含N、P和B中的一者。

7.根据权利要求1的半导体结构，其中所述导电材料包括Cu、W、或Al。

8.根据权利要求1的半导体结构，其中所述扩散阻挡层包括Ta、TaN、TiN、Ru、RuN、RuTa、RuTaN、W、以及WN中的一者。

9.根据权利要求1的半导体结构，其中所述冗余扩散阻挡层为双层结构，所述双层结构包括由Ru构成的顶层以及包括至少所述含Co材料的底层。

10.根据权利要求1的半导体结构，其中所述冗余扩散阻挡层为单层结构，所述单层结构包括从下面的含Co表面向上增加的Ru的梯度浓度。

11.根据权利要求1的半导体结构，其中所述冗余扩散阻挡层为多层结构，所述多层结构包括多于两个交替的Ru层和含Co层。

12.一种半导体结构，包括：

通过介电帽层而至少部分地分隔开的下互连级和上互连级，所述上互连级包括具有约4.0或更小的介电常数的介电材料，所述介电材料具有位于其中的至少一个开口；扩散阻挡层，其位于所述至少一个开口中；冗余扩散阻挡层，其包括Ru和含Co材料并位于所述至少一个开口中的所述扩散阻挡上；以及导电材料，其位于所述至少一个开口中的所述冗余扩散阻挡层的顶上，其中所述扩散阻挡层、所述冗余扩散阻挡层、以及所述导电材料各自具有与所述介电材料的上表面共面的上表面。

13.根据权利要求12的半导体结构，其中所述冗余扩散阻挡层为双层结构，所述双层结构包括由Ru构成的顶层以及包括至少所述含Co材料的底层。

14.根据权利要求12的半导体结构，其中所述冗余扩散阻挡层为单层结构，所述单层结构包括从下面的含Co表面向上增加的Ru的梯度浓度。

15.根据权利要求12的半导体结构，其中所述冗余扩散阻挡层为多层结构，所述多层结构包括多于两个交替的Ru层和含Co层。

16.一种形成半导体结构的方法，包括：

设置具有约4.0或更小的介电常数并位于衬底上方的介电材料，所述介电材料具有位于其中的至少一个开口；

在所述至少一个开口中形成扩散阻挡层；

在所述至少一个开口中的所述扩散阻挡层上形成包括Ru和含Co材料的冗余扩散阻挡层；

用导电材料填充所述至少一个开口的剩余部分；以及

平面化所述扩散阻挡层、所述冗余扩散阻挡层、以及所述导电材料，以提供这样的结构，在该结构中，所述扩散阻挡层、所述冗余扩散阻挡层以及所述导电材料各自具有与所述介电材料的上表面共面的上表面。

17.根据权利要求16的方法，还包括形成位于上互连级下方的下互连级，所述上互连级包括所述结构，其中通过介电帽层使所述下互连级与所述上互连级部分地分隔开。

18.根据权利要求16的方法，其中所述含Co材料为纯Co或Co合金，所述Co合金包含N、P和B中的一者。