[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件的制造方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底上依次形成蚀刻停止层和层间介电层；

在所述层间介电层中形成铜金属互连结构；

在所述铜金属互连结构中形成铜金属层；以及

在所述铜金属层的顶部形成自下而上层叠的钴金属层和AlN层，由所述钴金属层和所述AlN层构成的层叠结构未覆盖所述层间介电层，所述AlN层与后续形成的另一蚀刻停止层之间存在良好的附着性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用选择性化学气相沉积工艺形成所述钴金属层，所述钴金属层的厚度为1-20埃。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述沉积钴金属层的工艺条件为：温度为小于400℃，压力为0.01-20Torr，载气为氦气或氩气，所使用的前驱物为仅选择性沉积在金属表面的有机钴化合物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机钴化合物为二羰基环戊二烯基钴。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述AlN层的工艺步骤包括：在所述钴金属层上形成铝金属层；使用含氮气体对所述铝金属层实施等离子体处理，使其转化为所述AlN层。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用选择性化学气相沉积工艺形成所述铝金属层，所述铝金属层的厚度为1-20埃。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述沉积铝金属层的工艺条件为：温度为小于400℃，压力为0.01-20Torr，载气为氦气或氩气，所使用的前驱物为仅选择性沉积在金属表面的有机铝化合物。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述有机铝化合物为二甲基乙基胺配铝烷。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述等离子体处理的工艺条件为：温度为10-400℃，压力为0.001-7.0Torr，功率为100-2000W，所述含氮气体的流量为100-2000sccm。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述含氮气体为氮气或氨气。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述铜金属互连结构之后，还包括去除通过所述铜金属互连结构露出的蚀刻停止层以及实施蚀刻后处理的步骤。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述铜金属层之前，还包括在所述铜金属互连结构的底部和侧壁上依次形成铜金属扩散阻挡层和铜金属种子层的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述铜金属扩散阻挡层的材料为金属、金属氮化物或者其组合。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蚀刻停止层的材料为SiCN、SiC或SiN，所述层间介电层的材料为具有低介电常数的材料。

15.一种采用如权利要求1-14中的任一方法制备的半导体器件，包括：

半导体衬底；

形成在所述半导体衬底上的自下而上层叠的蚀刻停止层和层间介电层；

形成在所述层间介电层中的铜金属互连结构；

形成在所述铜金属互连结构中的铜金属层；以及

形成在所述铜金属层上的自下而上层叠的钴金属层和AlN层，由所述钴金属层和所述AlN层构成的层叠结构未覆盖所述层间介电层。