[实用新型]互连结构及半导体器件

说明书

本实用新型提供一种互连结构及半导体器件，所述互连结构包括：基底，第一层间介质层，位于基底上，且第一层间介质层内具有第一金属层，第二层间介质层，覆盖第一层间介质层和第一金属层，且第二层间介质层内形成有第二凹槽，第二凹槽暴露出部分第一金属层，第二阻挡层，形成于第二凹槽的侧壁及底部，且第二阻挡层的材质包含钽化钌；第二金属层，填充于第二凹槽内。在第二凹槽的侧壁及底部形成有第二阻挡层，且第二阻挡层的材质包含钽化钌，从而使得后续形成的第二金属层的浸润性更好。并且，第一金属层内形成有凹陷，使得通孔的底部呈弧形，增大了通孔电流的横截面积，从而减小通孔的接触电阻，增加抗电子迁移能力。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种互连结构及半导体器件。

背景技术

在现今的半导体工业中，铜互连线正在逐渐取代铝互连线，与铝线相比，铜线有以下优点：1)电阻率2)良好的抵抗电子发生迁移的性能，铜的抗电子迁移能力比铝高；3)铜的熔沸点比铝的高，热预算比铝好。

但是，铜与氧化硅的附着能力很差，在氧化硅和硅中扩散率很高，铜的扩散会引起严重的金属污染。一般工艺制程中采用钽/氮化钽(Ta/TaN)作为铜扩散阻挡层，钽与铜很好的附着特性，氮化钽对铜有很好的扩散阻挡性。

然而，随着特征尺寸的进一步缩小，在导线截面中，Ta/TaN所占的比例越来越大，20℃时Ta薄膜电阻率为150～180μΩ·cm，TaN为200～240μΩ·cm，使线电阻和通孔电阻增大，导致电阻电容延迟(RC delay)和功率消耗恶化，同时随着特征尺寸的进一步缩小，会影响Cu导线的抵抗电子发生迁移的性能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种互连结构及半导体器件，解决因尺寸缩小而导致铜互连线产生缺陷的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种互连结构，包括：基底；第一层间介质层，位于所述基底上，且所述第一层间介质层内具有第一金属层；第二层间介质层，覆盖所述第一层间介质层和所述第一金属层，且所述第二层间介质层内形成有第二凹槽，所述第二凹槽暴露出部分所述第一金属层；第二阻挡层，形成于所述第二凹槽的侧壁及底部，且所述第二阻挡层的材质包含钽化钌；以及，第二金属层，填充于所述第二凹槽内。

可选的，在所述互连结构中，所述第一层间介质层内形成有第一凹槽，所述第一金属层填充于所述第一凹槽内。

可选的，在所述互连结构中，还包括第一阻挡层，所述第一阻挡层位于所述第一凹槽的侧壁及底部，且所述第一阻挡层的材质包含钽化钌。

可选的，在所述互连结构中，所述第二凹槽包含：形成于所述第二层间介质层内的第三凹槽，以及形成于所述第三凹槽底部的所述第二层间介质层内的通孔，所述通孔的宽度小于所述第二凹槽的宽度，且所述通孔暴露出部分所述第一金属层。

可选的，在所述互连结构中，所述互连结构还包括保护层，形成于所述第三凹槽的侧壁及底部以及所述通孔的侧壁，所述保护层的材质包含含氮的钽化钌。

可选的，在所述互连结构中，所述保护层的厚度小于所述第二阻挡层的厚度。

可选的，在所述互连结构中，所述第一金属层内形成有凹陷使得所述通孔的底部呈弧形。

相应的，本实用新型还提供一种半导体器件，包括：基底；第一层间介质层，位于所述基底上，且所述第一层间介质层内具有第一金属层；第二层间介质层，覆盖所述第一层间介质层和所述第一金属层，且所述第二层间介质层内形成有第二凹槽，所述第二凹槽暴露出部分所述第一金属层；第二阻挡层，形成于所述第二凹槽的侧壁及底部，且所述第二阻挡层的材质包含钽化钌；第二金属层，填充于所述第二凹槽内。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：