[发明专利]一种金属氮化物阻挡层的制备方法

权利要求书

1.一种金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用物理气相沉积方法沉积金属层；

(2)将金属层置于等离子注入机，通过等离子注入机向所述金属层中注入氮离子。

2.如权利要求1所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中物理气相沉积方法为直流磁控溅射。

3.如权利要求1所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中等离子注入机为浸没式等离子注入机。

4.如权利要求2所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述直流磁控溅射的条件为：溅射前本底真空为10^-3-10^-6 Pa，溅射时通入氩气在0.1-1Pa下溅射，溅射速度控制在0.1-1nm/s。

5.如权利要求1所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述金属层为Ta、Hf、Ti、W、Mo、Ru、Zr、Ni、Cr或Nb层。

6.如权利要求5所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述金属层的厚度为2-50nm。

7.如权利要求1所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中等离子注入机的注入腔室的本底压强范围为10^-7Pa～1000Pa，注入腔室的工作压强范围为10^-3Pa～1000Pa；注入腔室内的氮气，流量为1～1000sccm；等离子注入机的等离子体电源的输出功率为1～100000W，所施加偏置电压为-100000～100000V；脉宽为1us～1s；占空比为1％～99％，等离子体电源的频率为1KHz～10GHz。

8.如权利要求7所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述注入腔室的本底压强范围为10^-5Pa～10Pa，注入腔室的工作压强范围为0.01Pa～100Pa；注入腔室内的氮气，流量为10～100sccm；等离子体电源的输出功率为10～50000W；所施加偏置电压为-50000～50000V；脉宽为1us～0.1s；占空比为10％～90％，等离子体电源的频率为1MHz～5GHz。

9.如权利要求8所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述注入腔室的本底压强范围为10^-5Pa～10^-3Pa；注入腔室的工作压强范围为0.1Pa～50Pa；注入腔室内的氮气，流量为20～80sccm；等离子体电源的输出功率为300～5000W；所施加偏置电压为-10000～0V；脉宽为1us～1ms；占空比为20％～80％，等离子体电源的频率为13.56MHz～5GHz。

10.如权利要求2所述的金属氮化物阻挡层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中注入氮离子时，对基片加温，注入深度通过调节注入偏压加以控制，注入的剂量由调节注入时间来控制。