[发明专利]互连结构及其形成方法

权利要求书

1.一种互连结构，包括：

半导体衬底；

形成于所述半导体衬底上的介质层，所述介质层上形成有开口；

覆盖所述开口的底部和侧壁的阻挡层；

填充所述开口的填充金属，所述填充金属位于所述阻挡层上且其上表面与所述介质层的上表面齐平；

其特征在于，

所述阻挡层的材料包括碳、掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜、钌其中一种或任意几种的组合。

2.根据权利要求1所述的互连结构，其特征在于，所述阻挡层为第一阻挡层和第二阻挡层的叠层结构，所述第一阻挡层的材料选自碳、掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜、钌其中一种或任意几种的组合，所述第二阻挡层的材料选自钽和/或氮化钽，所述第一阻挡层位于所述第二阻挡层之上或之下。

3.根据权利要求1或2所述的互连结构，其特征在于，所述填充金属的材料为掺碳铜，其中碳的含量为1％至10％。

4.根据权利要求1所述的互连结构，其特征在于，所述填充金属包括籽晶层和位于其上的互连结构主体，所述籽晶层的材料选自铜、掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜其中一种或任意几种的组合。

5.根据权利要求4所述的互连结构，其特征在于，所述籽晶层为第一籽晶层和第二籽晶层的叠层结构，所述第一籽晶层的材料选自掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜其中一种或任意几种的组合，所述第二籽晶层的材料为铜，所述第一籽晶层位于所述第二籽晶层之上或之下。

6.根据权利要求4或5所述的互连结构，其特征在于，所述互连结构主体的材料为选自铜、掺碳铜或二者的组合。

7.根据权利要求4或5所述的互连结构，其特征在于，所述互连结构主体的材料为掺碳铜，其中碳的含量为1％至10％。

8.根据权利要求1所述的互连结构，其特征在于，所述开口为沟槽、通孔或二者的组合。

9.一种互连结构的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有介质层；

在所述介质层上形成开口；

在所述开口的底部和侧壁形成阻挡层；

在所述开口中形成填充金属，所述填充金属位于所述阻挡层上并填充所述开口，且其上表面与所述介质层的上表面齐平；

其特征在于，

所述阻挡层的材料包括碳、掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜、钌其中一种或任意几种的组合。

10.根据权利要求9所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述在所述开口的底部和侧壁形成阻挡层包括：

在所述开口的底部和侧壁依次形成第一阻挡层和第二阻挡层，或依次形成第二阻挡层和第一阻挡层，所述第一阻挡层的材料选自碳、掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜、钌其中一种或任意几种的组合，所述第二阻挡层的材料选自钽和/或氮化钽。

11.根据权利要求10所述的互连结构的形成方法，其特征在于，使用化学气相沉积或物理气相沉积或原子层沉积形成所述第一阻挡层。

12.根据权利要求9或10所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述填充金属的材料为掺碳铜，其中碳的含量为1％至10％。

13.根据权利要求9所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述在所述开口中形成填充金属包括：

形成籽晶层，所述籽晶层覆盖所述阻挡层，所述籽晶层的材料选自铜、掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜其中一种或任意几种的组合；

在所述籽晶层上形成互连结构主体，所述互连结构主体填充所述开口。

14.根据权利要求13所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述形成籽晶层包括：

在所述阻挡层上依次形成第一籽晶层和第二籽晶层，或依次形成第二籽晶层和第一籽晶层，所述第一籽晶层的材料选自掺碳铜、掺碳硅铜、石墨、碳纳米管薄膜其中一种或任意几种的组合，所述第二籽晶层的材料为铜。

15.根据权利要求14所述的互连结构的形成方法，其特征在于，使用化学气相沉积或物理气相沉积或原子层沉积形成所述第一籽晶层。

16.根据权利要求13或14所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述互连结构主体的材料为选自铜、掺碳铜或二者的组合。