[发明专利]半导体结构及形成方法

说明书

一种半导体结构及形成方法，其中形成方法包括：形成衬底，所述衬底内具有前层待连接件；形成覆盖所述前层待连接件的第一帽层；形成位于所述第一帽层上的介质叠层；在所述介质叠层和所述第一帽层内形成开口，所述开口底部露出所述前层待连接件；向所述开口内填充导电材料，形成互连结构；使所述第一帽层与所述前层待连接件反应，形成强化层。本发明通过在介质叠层与前层待连接件之间形成第一帽层；并在形成互连结构时使所述第一帽层与所述前层待连接件相互反应形成强化层。所述强化层的形成，能够提高所述前层待连接件与介质叠层的连接强度，从而能够改善所形成互连结构的电迁移问题，提高所形成互连结构的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体结构及形成方法。

背景技术

随着集成电路制造技术的不断发展，人们对集成电路的集成度和性能的要求变得越来越高。为了提高集成度，降低成本，元器件的关键尺寸不断变小，集成电路内部的电路密度越来越大，这种发展使得晶圆表面无法提供足够的面积来制作所需要的互连线。

为了满足关键尺寸缩小过后的互连线所需，目前不同金属层或者金属层与衬底的导通是通过互连结构实现的。随着技术节点的推进，互连结构的尺寸也变得越来越小。

随着互连结构尺寸的缩小，现有技术所形成互连结构的可靠性有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体结构及形成方法，以提高互连结构的可靠性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括：

形成衬底，所述衬底内具有前层待连接件；形成覆盖所述前层待连接件的第一帽层；形成位于所述第一帽层上的介质叠层；在所述介质叠层和所述第一帽层内形成开口，所述开口底部露出所述前层待连接件；向所述开口内填充导电材料，形成互连结构；使所述第一帽层与所述前层待连接件反应，形成强化层。

可选的，形成第一帽层的步骤包括：形成厚度范围在到的第一帽层。

可选的，形成第一帽层的步骤包括：通过原子层沉积或化学气相沉积的方式形成所述第一帽层。

可选的，形成第一帽层的步骤包括：形成材料包括钴的所述第一帽层。

可选的，通过含钴有机物形成所述第一帽层的步骤包括：形成所述第一帽层的过程中所采用的工艺气体包括羰基钴。

可选的，形成衬底的步骤中，所述前层待连接件的材料包括铜；形成强化层的步骤中，所述强化层的材料包括铜钴合金。

可选的，形成强化层的步骤包括：通过退火处理的方式使所述第一帽层与所述前层待连接件反应形成强化层。

可选的，通过退火处理形成强化层的步骤包括：通过温度范围在100℃到400℃，时间范围在1秒到3600秒的退火处理使所述第一帽层与所述前层待连接件反应形成强化层。

可选的，形成第一帽层之后，形成介质叠层之前，还包括：形成覆盖所述第一帽层的第二帽层；形成强化层的步骤中，使所述第二帽层和所述第一帽层反应形成位于所述强化层上的连接层。

可选的，形成第二帽层的步骤包括：形成厚度范围在到的第二帽层。

可选的，形成第二帽层的步骤包括：原子层沉积或化学气相沉积的方式形成所述第二帽层。

可选的，形成第二帽层的步骤包括：形成材料包括氮化硼的第二帽层。

可选的，形成第二帽层的步骤包括：形成覆盖所述第一帽层上的连接前驱层；形成覆盖所述连接前驱层的缓冲层。

可选的，形成所述连接前驱层的步骤包括：形成材料包括富硼氮化硼的所述连接前驱层；形成所述缓冲层的步骤包括：形成材料包括富氮氮化硼的所述缓冲层。