公开(公告)号：CN103681478B

公开(公告)日：2017-01-11

申请号：CN201310700297.8

申请日：2013-12-19

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  朱尚斌 ,  张卫

IPC: H01L21/768 ,  H01L23/532

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，具体为一种铜互连结构以及制备方法。本发明依托于原有的铜互连结构，采用双层Ru/TiAlN结构作为扩散阻挡层/粘附层/籽晶层结构。具体制备步骤为：使用原子层淀积方法，先在绝缘介质层上淀积一层TiAlN薄膜，再淀积一层Ru薄膜，最后可直接电镀铜获得铜互连结构。由于在TiN薄膜中加入了Al，可以获得非晶态的TiAlN薄膜，使其能够有比TiN薄膜更好的Cu扩散阻挡性能。本发明使用致密度高的非晶态TiAlN薄膜，不存在晶界这样的可供快速扩散的通道，提供了理想的扩散阻挡性和热稳定性，为22nm及其以下工艺技术节点的铜互连技术提供了一种更为切实可靠的方案。

公开(公告)号：CN103325769A

公开(公告)日：2013-09-25

申请号：CN201310235765.9

申请日：2013-06-15

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  朱尚斌 ,  孙清清 ,  张卫

IPC: H01L23/532 ,  H01L21/768

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种铜互连结构以及制备方法。本发明在原有的铜互连结构为基础，以单层Ru-N结构取代传统的扩散阻挡层/粘附层/籽晶层3层结构。具体制备步骤为：使用原子层淀积方法，先在绝缘介质层上淀积一层Ru薄膜，再进行原位等离子体处理使其转化为Ru-N薄膜，最后直接沉积Cu籽晶层或电镀铜获得铜互连结构。通过调节Ru-N薄膜中的Ru、N比例，可以同时获得较佳的导电特性、Cu扩散阻挡特性和粘附特性。本发明的优点是使用Ru-N可以获得更好的扩散阻挡性能和粘附性能，并且简化了铜互连技术的工艺，从而大大提高了整体集成密度，为22nm及其以下工艺技术节点的铜互连技术提供了一种更为切实可靠的方案。

公开(公告)号：CN103603018B

公开(公告)日：2016-05-11

申请号：CN201310500309.2

申请日：2013-10-23

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  朱尚斌 ,  孙清清 ,  丁士进 ,  张卫

IPC: C25D5/18 ,  C25D7/12 ,  C25D7/04 ,  H01L21/768

Abstract: 本发明属于半导体互连工艺技术领域，具体涉及一种脉冲电镀方法及其应用。本发明方法包括：若干个阶段，每个阶段包括若干个周期；每个周期为施加一个正向脉冲，再施加一个反向脉冲，反向脉冲的电流大于正向脉冲的电流，反向脉宽短于正向脉宽，反向脉间和正向脉间相同；其中，每个阶段中的正向脉间和反向脉间不变；后一个阶段的正向脉间短于前一个阶段的正向脉间。其优点在于反向的脉冲电流来加速离子浓度恢复，两次脉冲之间的电流关断时间提供一个弛豫时间，并且此周期中的退镀过程也提高了镀层表面平整性。本发明方法可用于金属互连结构的制备中。

公开(公告)号：CN103681478A

公开(公告)日：2014-03-26

申请号：CN201310700297.8

申请日：2013-12-19

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  朱尚斌 ,  张卫

IPC: H01L21/768 ,  H01L23/532

CPC classification number: H01L23/53233 ,  H01L21/76838 ,  H01L23/5329

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，具体为一种铜互连结构以及制备方法。本发明依托于原有的铜互连结构，采用双层Ru/TiAlN结构作为扩散阻挡层/粘附层/籽晶层结构。具体制备步骤为：使用原子层淀积方法，先在绝缘介质层上淀积一层TiAlN薄膜，再淀积一层Ru薄膜，最后可直接电镀铜获得铜互连结构。由于在TiN薄膜中加入了Al，可以获得非晶态的TiAlN薄膜，使其能够有比TiN薄膜更好的Cu扩散阻挡性能。本发明使用致密度高的非晶态TiAlN薄膜，不存在晶界这样的可供快速扩散的通道，提供了理想的扩散阻挡性和热稳定性，为22nm及其以下工艺技术节点的铜互连技术提供了一种更为切实可靠的方案。

公开(公告)号：CN103603018A

公开(公告)日：2014-02-26

申请号：CN201310500309.2

申请日：2013-10-23

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  朱尚斌 ,  孙清清 ,  丁士进 ,  张卫

IPC: C25D5/18 ,  C25D7/12 ,  C25D7/04 ,  H01L21/768

Abstract: 本发明属于半导体互连工艺技术领域，具体涉及一种脉冲电镀方法及其应用。本发明方法包括：若干个阶段，每个阶段包括若干个周期；每个周期为施加一个正向脉冲，再施加一个反向脉冲，反向脉冲的电流大于正向脉冲的电流，反向脉宽短于正向脉宽，反向脉间和正向脉间相同；其中，每个阶段中的正向脉间和反向脉间不变；后一个阶段的正向脉间短于前一个阶段的正向脉间。其优点在于反向的脉冲电流来加速离子浓度恢复，两次脉冲之间的电流关断时间提供一个弛豫时间，并且此周期中的退镀过程也提高了镀层表面平整性。本发明方法可用于金属互连结构的制备中。

公开(公告)号：CN103745971A

公开(公告)日：2014-04-23

申请号：CN201310701169.5

申请日：2013-12-19

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  张远 ,  耿阳 ,  朱尚斌 ,  孙清清 ,  张卫

IPC: H01L23/532 ,  H01L21/768

Abstract: 本发明属于微电子技术领域，具体为集成电路铜互连结构及其制备方法。本发明采用Ru-N-Ti结构代替传统的TaN/Ta结构作为扩散阻挡层/粘附层/仔晶层。使用原子层沉积镀膜（ALD）方法制备出Rux(TiN)y薄膜，x,y的取值范围是0.05-0.95，x与y之和为1。通过调节Ru与TiN两者的比例，可以得到对Cu优秀的粘附能力和扩散阻挡能力。本发明可在高纵横比结构上生长出均匀非晶薄膜，获得的Ru-N-Ti结构可同时作为Cu的扩散阻挡层/粘附层/籽晶层，减少工艺步骤与薄膜器件的整体厚度，改善对Cu的扩散阻挡与粘附性能，提高铜互连的导电性能。

公开(公告)号：CN103325770A

公开(公告)日：2013-09-25

申请号：CN201310235819.1

申请日：2013-06-16

Applicant: 复旦大学

Inventor： 卢红亮 ,  张远 ,  朱尚斌 ,  耿阳 ,  孙清清 ,  张卫

IPC: H01L23/532 ,  H01L21/768

Abstract: 本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种集成电路铜互连结构与制备方法。本发明提出一种新的Ru-N-Ta结构代替传统的TaN/Ta结构作为扩散阻挡层/粘附层/籽晶层。使用原子层沉积镀膜（ALD）方法制备出Rux(TaN)y薄膜，x，y的取值范围是0.05-0.95，x与y之和为1。通过调节Ru与TaN两者的比例，可以得到较好的Cu扩散阻挡能力和粘附能力。本发明的优点可在高深宽比结构上生长均匀非晶薄膜的特点，制备出Ru-N-Ta结构同时充当Cu扩散阻挡层/粘附层/籽晶层，大大减小薄膜厚度；可以改善Cu阻挡与粘附性能，减少工艺步骤，还可以提高铜互连的导电性能，为铜互连工艺提供了一种简单实用的可行性方案。