[发明专利]一种金属扩散阻挡层结构及其形成方法在审
| 申请号： | 202010863932.4 | 申请日： | 2020-08-25 |
| 公开（公告）号： | CN112133674A | 公开（公告）日： | 2020-12-25 |
| 发明（设计）人： | 朱建军;林威豪;武青青 | 申请（专利权）人： | 上海集成电路研发中心有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/768 | 分类号： | H01L21/768 |
| 代理公司： | 上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31275 | 代理人： | 张磊;吴世华 |
| 地址： | 201210 上*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 金属 扩散 阻挡 结构 及其 形成 方法 | ||
1.一种金属扩散阻挡层结构，其特征在于，依次包括覆盖于槽或孔的内壁表面上的第一金属层、第一石墨烯层、第二金属层和第二石墨烯层。
2.根据权利要求1所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述槽或孔内还填充有第三金属层，所述第一石墨烯层形成于所述第一金属层与所述第二金属层的界面上，所述第二石墨烯层形成于所述第二金属层与所述第三金属层的界面上。
3.根据权利要求1或2所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述第一石墨烯层和第二石墨烯层由向所述第二金属层中注入碳进行掺杂，并进行热处理而形成。
4.根据权利要求1所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述槽包括互联线槽，所述孔包括通孔。
5.根据权利要求1或4所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述槽或孔形成于介质层上。
6.根据权利要求5所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述介质层包括低介电常数材料层、二氧化硅层、氮化硅层、碳化硅层、氧化铝层和氮化铝层中的至少一层。
7.根据权利要求1所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述第一金属层材料包括钽，所述第二金属层材料包括镍。
8.根据权利要求1所述的金属扩散阻挡层结构，其特征在于，所述第一石墨烯层和/或所述第二石墨烯层为单层或多层。
9.一种金属扩散阻挡层结构形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：提供一衬底，在所述衬底上形成介质层，以及在所述介质层上形成槽或孔；
步骤二：在所述槽或孔的内壁表面上依次形成第一金属层和第二金属层；
步骤三：利用离子注入工艺，向所述第二金属层中掺杂碳原子；
步骤四：在所述槽或孔中继续填充第三金属层；
步骤五：退火，在所述第一金属层与所述第二金属层的界面上以及所述第二金属层与所述第三金属层的界面上分别形成石墨烯层。
10.根据权利要求9所述的金属扩散阻挡层结构形成方法，其特征在于，所述退火包括激光退火，所述退火时的温度为400～600℃。
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