[发明专利]内连线结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构及其形成方法的，特别是涉及一种内连线结构及其形成方法。

背景技术

随着半导体元件持续微型化，而半导体元件效能的需求持续增加,两层以上的金属导线设计，已成为超大型集成电路技术所必须采用的方法。此外,目前逐渐多以铜来取代铝作为内连线，以降低金属导线的电阻值。

在铜导线方面，由于铜在氧化硅层、氮化硅层或氮氧化硅层等介电层中呈现较高的扩散系数，其会在导线之间的介电层进行扩散，而使得相邻的导线产生桥接，进而降低元件的元件效能及可靠度。此外，随着半导体元件持续微型化，铜在介电层中的扩散现象会使得元件效能及可靠度更趋恶化。

由此可见，上述现有的内连线结构及其形成方法在产品结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的内连线结构及其形成方法,实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的内连线结构存在的缺陷，而提供一种新的内连线结构，所要解决的技术问题是使其可以避免导体材料扩散的问题，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的内连线结构存在的缺陷，而提供一种新的内连线结构，所要解决的技术问题是使其可以提升元件效能及可靠度，从而更加适于实用。

本发明的再一目的在于，克服现有的内连线结构的形成方法存在的缺陷，而提供一种新的内连线结构的形成方法，所要解决的技术问题是使其可抑制导体之间产生桥接，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种内连线结构，其包括基底、第一介电层、扩散层及导体层。第一介电层配置于基底上且具有至少一开口。扩散层配置于第一介电层的表面中。导体层配置于开口中。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的内连线结构，其中所述的扩散层例如是富电子层。

前述的内连线结构，其中所述的富电子层例如是掺杂磷层、掺杂硫层或其组合。

前述的内连线结构，其中所述的扩散层例如是N型掺杂层。

前述的内连线结构，其中所述的N型掺杂层例如是掺杂磷层、掺杂硫层或其组合。

前述的内连线结构，其中所述的表面包括顶表面及侧表面。

前述的内连线结构，其中所述的扩散层配置于第一介电层的顶表面中，且内连线结构还包括阻障层，其配置于导体层与第一介电层之间。

前述的内连线结构，其中所述的扩散层还配置于第一介电层的侧表面中，且内连线结构还包括阻障层，其配置于导体层与扩散层之间。

前述的内连线结构，还包括第二介电层，其配置于第一介电层及导体层上。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种内连线结构，其包括基底、第一介电层、富电子层（electron-rich layer）及导体层。第一介电层配置于基底上且具有至少一开口。富电子层位于第一介电层的表面中。导体层配置于开口中。

本发明的目的及解决其技术问题另外再采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种内连线结构的形成方法，此方法包括下列步骤。在基底上形成第一介电层。在第一介电层中形成至少一开口。在第一介电层的表面中形成扩散层。在开口中形成导体层。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的内连线结构的形成方法，其中所述的表面包括顶表面及侧表面。

前述的内连线结构的形成方法，其中在第一介电层中形成开口之前,在第一介电层的顶表面中形成扩散层。

前述的内连线结构的形成方法，还包括在开口的侧壁及底部形成阻障层。

前述的内连线结构的形成方法，其中在第一介电层中形成开口之后,在第一介电层的顶表面及侧表面中形成扩散层。

前述的内连线结构的形成方法，还包括在开口的侧壁及底部形成阻障层。

前述的内连线结构的形成方法，其中所述的扩散层的形成方法例如是离子植入法或扩散法。

前述的内连线结构的形成方法，其中所述的扩散层例如是富电子层。

前述的内连线结构的形成方法，还包括在第一介电层及导体层上形成第二介电层。