[实用新型]金属互连结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别涉及一种金属互连结构。

背景技术

随着集成电路的制造向超大规模集成电路（ULSI）发展，其内部的电路密度越来越大，所含元件数量不断增加，使得晶片的表面无法提供足够的面积来制造所需的互连线。为了配合元件缩小后所增加的互连线需求，利用配线槽及通孔实现的两层以上的多层金属互连线的设计，成为超大规模集成电路技术所必须采用的方法。

传统的金属互连线是由铝金属制造实现的，但随着集成电路芯片中器件特征尺寸的不断缩小，金属互连线中的电流密度不断增大，响应时间不断缩短，传统铝互连线已达到了工艺极限。当工艺尺寸小于130nm以后，传统的铝互连线技术已逐渐被铜互连线技术所取代。与铝互连线相比，铜互连线中由于铜金属的电阻率更低、电迁移寿命更长，从而可以降低互连线的RC延迟、改善电迁移等引起的可靠性问题。

随着集成电路工艺的进一步发展，电路密度进一步增大，金属互连线带来的寄生电容已经成为限制半导体电路速度的主要因素。为了减少金属互连线之间的寄生电容，低介电常数绝缘材料被用作隔离金属互连线之间的介质层，该作为介质层的低介电常数绝缘材料被称为低K介质层。其中，K表示介电系数，高和低是相对于二氧化硅的介电系数而言的，所述二氧化硅的介电系数通常为3.9。

低K介质层能够很好地减少铜互连线之间的寄生电容，但是其与铜互连线的连接可靠性也成了一个突出的问题。特别的，现有技术中，较常用的低K介质层由掺碳的氮化硅（NDC）材料形成，此种材料介电系数较低，能够很好地减少铜互连线之间的寄生电容。但是，NDC层与铜互连线的连接可靠性不高，在芯片封装等过程中，经常发生NDC层与铜互连线崩裂的问题，由此将造成所形成的芯片不合格，降低生产良率、提高制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属互连结构，以解决利用现有的低K介质层与铜互连线之间的连接可靠性不高，特别的，所述低K介质层为NDC层时尤其突出，在芯片封装等过程中，经常发生NDC层与铜互连线崩裂的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种金属互连结构，所述金属互连结构包括：半导体基底；位于所述半导体基底上的铜互连线；位于所述铜互连线上的连接层，所述连接层含碳、硼和铝；以及位于所述连接层上的低K介质层。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述连接层的厚度为10埃～1000埃。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述连接层为碳硼化铝层。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述连接层还含氢。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述低K介质层为NDC层。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述NDC层的厚度为10埃～1000埃。

可选的，在所述的金属互连结构中，还包括位于所述半导体基底上的绝缘层，所述铜互连线位于所述绝缘层中。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述绝缘层为氮化硅层或者二氧化硅层。

可选的，在所述的金属互连结构中，所述半导体基底中形成有MOS晶体管。

在本实用新型提供的金属互连结构中，通过连接层连接铜互连线和低K介质层，利用含碳、硼和铝的连接层的耐腐蚀性、抗热性、抗氧化性，以及与铜互连线和低K介质层都能很好粘合的性能，提高了低K介质层与铜互连线之间的连接可靠性，从而提高了生产良率、降低了制造成本。

附图说明

图1～图6是本实用新型的金属互连结构的形成过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的金属互连结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本申请的核心思想在于，通过连接层连接铜互连线和低K介质层，利用含碳、硼和铝的连接层的耐腐蚀性、抗热性、抗氧化性，以及与铜互连线和低K介质层都能很好粘合的性能，提高了低K介质层与铜互连线之间的连接可靠性，从而提高了生产良率、降低了制造成本。

具体的，请参考图6，在本申请实施例中，所述金属互连结构包括：半导体基底10；位于所述半导体基底10上的铜互连线13；位于所述铜互连线13上的连接层14，所述连接层14含碳、硼和铝；以及位于所述连接层14上的低K介质层15。