[发明专利]金属互连结构及其形成方法在审
| 申请号： | 201910413328.9 | 申请日： | 2019-05-17 |
| 公开（公告）号： | CN110112096A | 公开（公告）日： | 2019-08-09 |
| 发明（设计）人： | 孙祥烈;吕术亮;马亮;李远;黄驰;万先进 | 申请（专利权）人： | 长江存储科技有限责任公司 |
| 主分类号： | H01L21/768 | 分类号： | H01L21/768;H01L23/532;H01L23/538 |
| 代理公司： | 上海专利商标事务所有限公司 31100 | 代理人： | 骆希聪 |
| 地址： | 430205 湖北省武汉市洪山区东*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 氮化钽层 钽层 沉积 金属互连结构 第一金属层 体心立方结构 第二金属层 表面沉积 氮化钽 金属钽 连接区 | ||
1.一种形成金属互连结构的方法，包括以下步骤：
沉积第一金属层；
在所述第一金属层的连接区沉积氮化钽层，并使所述氮化钽层的表面上的至少部分氮化钽为体心立方结构；
在所述氮化钽层的表面沉积钽层，所述钽层中的金属钽为α相钽；
以及在所述钽层上沉积第二金属层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一金属层的连接区形成氮化钽层，并使所述氮化钽层的表面上的至少部分氮化钽为体心立方结构的步骤包括：
使用氩等离子工艺轰击所述氮化钽层的表面，使得被轰击出来的氮和钽重新在所述氮化钽层的表面结合成体心立方结构。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氩等离子工艺的条件为：直流源功率100-40,000W，交流偏压大于0且小于或等于1000W，射频线圈功率100-5000W，时间1-20s。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一金属层的连接区形成氮化钽层，并使所述氮化钽层的表面上的至少部分氮化钽为体心立方结构的步骤包括：
配比所述氮化钽层中氮和钽的原子数比为0.25:1至3:1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沉积第一金属层之后还包括：
形成贯通到所述第一金属层的通孔，所述通孔暴露所述连接区；以及
在所述通孔的侧壁沉积所述氮化钽层。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一金属层和第二金属层的材料包括铜或钨。
7.一种金属互连结构，包括第一金属层和连接所述第一金属层的第二金属层，其中所述第二金属层和所述第一金属层的连接区具有阻挡层，所述阻挡层包括氮化钽层和钽层，所述氮化钽层面向所述钽层的表面上的至少部分氮化钽为体心立方结构，所述钽层中的金属钽为α相钽。
8.如权利要求7所述的金属互连结构，其特征在于，所述氮化钽层中氮和钽的原子数比为0.25:1至3:1。
9.如权利要求7所述的金属互连结构，其特征在于，所述第二金属层位于贯穿到所述第一金属层的通孔中，且所述第二金属层与所述通孔侧壁之间也具有氮化钽层和钽层。
10.如权利要求7所述的金属互连结构，其特征在于，所述第一金属层和第二金属层的材料包括铜或钨。
11.一种半导体器件，包括如权利要求7-10任一项所述的金属互连结构。
12.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件为存储器件或逻辑器件。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
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