[发明专利]一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构及其制备方法

权利要求书

1.一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构，其特征在于：所述合金化铜Cu(Ni)的成分占比是Cu_98.34Ni_1.66/Si、Cu_96.41Ni_3.59/Si或Cu_90.84Ni_9.16/Si，将Cu_98.34Ni_1.66/Si记作Cu(Ni)₁，Cu_96.41Ni_3.59/Si记作Cu(Ni)₂，Cu_90.84Ni_9.16/Si记作Cu(Ni)₃。

2.根据权利要求1所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构，其特征在于：所述Cu(Ni)无扩散阻挡层是采用磁控溅射镀膜法在Si基体上制备合金化铜Cu(Ni)薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构，其特征在于：所述Cu(Ni)₁的Ni的原子百分比为1.66at.％，所述Cu(Ni)₂的Ni的原子百分比为3.59at.％，所述Cu(Ni)₃的Ni的原子百分比为9.16at.％。

4.根据权利要求1所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构，其特征在于：所述合金化铜Cu(Ni)薄膜的厚度为纳米级。

5.一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

(1)用导电胶将纯Ni片贴在铜靶上；

(2)分别使用丙酮、酒精和去离子水对硅片采用超声波清洗10～15分钟，接着将硅片放置到质量分数为3～6wt％的HF溶液中浸泡1～3分钟，用去离子水清洗后，再用氮气吹干；

(3)将硅片基片放置在真空室内顶部，关闭真空腔门，使用机械泵将腔室抽真空至气压低于5Pa；

(4)关闭机械泵打开分子泵抽真空至腔室气压到达6.5×10^-4～7.8×10^-4Pa，开始通入氩气；

(5)工作气压至0.5～0.8Pa，挡上挡板，使用40～80W的功率对样品进行预溅射5～10min；

(6)打开挡板，使用90～120W的功率溅射24～50min；

(7)镀膜完成后，真空退火，将样品冷却后取出，得到Cu(Ni)薄膜。

6.根据权利要求5所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中导电胶被纯Ni片完全覆盖。

7.根据权利要求5所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中溅射靶材纯Ni片均匀放置在离铜靶垂直高度为15～25mm的区域。

8.根据权利要求5所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中纯Ni片的数量为1～3片。

9.根据权利要求5所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中选用的硅片是(100)取向的单晶硅片。

10.根据权利要求5所述的一种合金化铜Cu(Ni)无扩散阻挡层互连结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中氩气的气体流量为18～30sccm。