覆盖层的制备方法及导电结构的制备方法与流程

    技术2024-12-07  9


    本公开涉及半导体,特别是涉及一种覆盖层的制备方法及导电结构的制备方法。


    背景技术:

    1、随着半导体产品的集成度越来越高,电路尺寸逐渐变小,金属导线电流密度增大,对导线稳定性的要求越来越高。在常规的导电结构制备工艺中,覆盖层在金属导线工艺中承担着防止金属层氧化、提升后续制程精度以及提升器件可靠性的作用。因此随着半导体器件芯片制程的演变,对导电结构精度的需求以及器件可靠性的需求逐渐增加,对覆盖层的要求也会相应的提高。

    2、然而,常规的覆盖层制备工艺中,由于无法控制应力的释放,在沉积过程中由于温度积累以及厚度增加,会导致覆盖层产生应力缺陷,进而对器件的良率以及可靠性造成比较严重的影响。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对上述常规的覆盖层制备工艺由于无法控制应力的释放,在沉积过程中由于温度积累以及厚度增加,会导致覆盖层产生应力缺陷的问题提供一种覆盖层的制备方法及导电结构的制备方法。

    2、为了实现上述目的,一方面,本公开提供了一种覆盖层的制备方法,包括:

    3、提供衬底;

    4、于所述衬底上执行至少一个沉积周期,所述沉积周期包括n个沉积步骤,其中,n为大于等于2的整数;执行各所述沉积步骤的同时,向所述衬底提供冷却气体,以降低沉积温度;相邻所述沉积周期之间包括对所得结构执行冷却的步骤。

    5、在其中一个实施例中,对所得结构执行冷却的步骤中的冷却时间为10s~50s。

    6、在其中一个实施例中,对所得结构执行冷却的步骤中,使用所述冷却气体对所得结构进行冷却;所述冷却气体的气体流量为1sscm~5sscm;执行各所述沉积步骤的同时,向所述衬底提供的所述冷却气体的气体流量为1sscm~5sscm。

    7、在其中一个实施例中,所述冷却气体包括冷却氩气。

    8、在其中一个实施例中,每个所述沉积周期中,自第一沉积步骤至第n沉积步骤的沉积功率依次增大。

    9、在其中一个实施例中,每个所述沉积周期中,各所述沉积步骤的沉积功率为1000w~20000w。

    10、在其中一个实施例中,所述覆盖层包括氮化钛层或氮化钨层。

    11、本公开还提供一种导电结构的制备方法,包括:

    12、采用如上述任一项方案所述的覆盖层的制备方法于所述衬底上形成所述覆盖层;其中,于所述衬底上执行至少一个沉积周期之前,还包括:

    13、于所述衬底的表面形成黏附层;

    14、于所述黏附层远离所述衬底的表面形成金属导电层;所述覆盖层形成于所述导电层远离所述黏附层的表面。

    15、在其中一个实施例中,于所述衬底的表面形成黏附层包括:于所述衬底的表面形成钛层、钽层和钌层中的任意一种作为所述黏附层;

    16、于所述黏附层远离所述衬底的表面形成金属导电层包括:于所述黏附层的远离所述衬底的表面形成铜层或铝层作为所述金属导电层。

    17、在其中一个实施例中,所述金属导电层的厚度为30nm~8000nm;所述覆盖层的厚度为20nm~200nm;所述黏附层的厚度为20nm~200nm。

    18、本公开的覆盖层的制备方法,通过在衬底上执行至少一个沉积周期,沉积周期包括多个沉积步骤,将覆盖层的制备过程分为多个沉积周期,每个周期包括多个沉积步骤,以改善一次沉积较厚的覆盖层带来的应力问题;并且在各沉积步骤中均向衬底提供冷却气体以降低沉积温度,且在相邻沉积周期之间对所得结构执行冷却步骤,以降低沉积温度较高造成的晶粒过度长大而析出带来的缺陷,帮助释放应力,提升器件良率。

    19、本公开的导电结构的制备方法,于衬底的表面形成黏附层,于黏附层远离衬底的表面形成金属导电层,然后采用本公开的覆盖层的制备方法于金属导电层远离黏附层的表面形成覆盖层,通过分为多个沉积步骤形成覆盖层,以改善一次沉积较厚的覆盖层带来的应力问题,并且在各沉积步骤中均向衬底提供冷却气体以降低沉积温度,且在相邻沉积周期之间对所得结构执行冷却步骤,以降低沉积温度较高造成的晶粒过度长大而析出带来的缺陷,帮助释放应力,帮助获得性能优良的导电结构,提升器件良率。



    技术特征:

    1.一种覆盖层的制备方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的覆盖层的制备方法,其特征在于,对所得结构执行冷却的步骤中的冷却时间为10s~50s。

    3.根据权利要求1所述的覆盖层的制备方法,其特征在于,对所得结构执行冷却的步骤中,使用所述冷却气体对所得结构进行冷却;所述冷却气体的气体流量为1sscm~5sscm;执行各所述沉积步骤的同时,向所述衬底提供的所述冷却气体的气体流量为1sscm~5sscm。

    4.根据权利要求3所述的覆盖层的制备方法,其特征在于,所述冷却气体包括冷却氩气。

    5.根据权利要求1所述的覆盖层的制备方法,其特征在于,每个所述沉积周期中,自第一沉积步骤至第n沉积步骤的沉积功率依次增大。

    6.根据权利要求5所述的覆盖层的制备方法,其特征在于,每个所述沉积周期中,各所述沉积步骤的沉积功率为1000w~20000w。

    7.根据权利要求1至6中任一项所述的覆盖层的制备方法,其特征在于,所述覆盖层包括氮化钛层或氮化钨层。

    8.一种导电结构的制备方法,其特征在于,包括:

    9.根据权利要求8所述的导电结构的制备方法,其特征在于,

    10.根据权利要求8或9所述的导电结构的制备方法,其特征在于,所述金属导电层的厚度为30nm~8000nm;所述覆盖层的厚度为20nm~200nm;所述黏附层的厚度为20nm~200nm。


    技术总结
    本公开涉及一种覆盖层的制备方法及导电结构的制备方法。覆盖层的制备方法包括:提供衬底;于所述衬底上执行至少一个沉积周期,所述沉积周期包括N个沉积步骤,其中,N为大于等于2的整数;执行各所述沉积步骤的同时,向所述衬底提供冷却气体,以降低沉积温度;相邻所述沉积周期之间包括对所得结构执行冷却的步骤。通过将覆盖层的制备过程分为多个沉积周期,每个周期包括多个沉积步骤,以改善一次沉积较厚的覆盖层带来的应力问题,并且在各沉积步骤中均向衬底提供冷却气体以降低沉积温度,且在相邻沉积周期之间对所得结构执行冷却步骤,以降低沉积温度较高造成的晶粒过度长大而析出带来的缺陷,帮助释放应力,提升器件良率。

    技术研发人员:汪雷
    受保护的技术使用者:长鑫存储技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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