[发明专利]一种适用于铜金属化半导体器件的薄膜结构及其制备方法

权利要求书

1.一种适用于铜金属化半导体器件的薄膜结构，其特征在于，包括依次设置于上层金属层和衬底之间的铜金属层、阻挡层和粘附层，

所述阻挡层用于防止铜向衬底扩散，

所述粘附层用于将阻挡层粘附在衬底上；

所述阻挡层为Ti、TiN、Ta、TaN、Co或Ni的单层，或者为Ti、TiN、Ta、TaN、Co和Ni中的两层或多层的复合层；

所述粘附层对所述铜金属层的铜向衬底材料的扩散有一定的阻挡作用；

所述粘附层为单层的铝层、钨层、钛层、铝硅合金层、钛钨合金层或硅化钛层，或者为铝层、钨层、钛层、铝硅合金层和钛钨合金层中任意两层或多层的复合层；

所述上层金属层为镍、钯、金、银、锡或铅的单层金属结构，或者为镍、钯、金、银、锡和铅的两层或多层的复合层金属结构；所述上层金属层的主要作用是保护器件；

所述阻挡层、所述铜金属层和所述上层金属层可以通过物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、电镀或化学镀形成。

2.根据权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述粘附层为单层的铝层、钨层、钛层、铝硅合金层或钛钨合金层，所述铝层、钨层、钛层、铝硅合金层或钛钨合金层的厚度为0.001～5μm。

3.根据权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述粘附层为硅化钛层，所述硅化钛层的厚度为0.001～2μm。

4.根据权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述阻挡层的厚度为0.001～5μm。

5.根据权利要求1所述的薄膜结构，其特征在于，所述铜金属层的厚度为0.1～100μm。

6.一种适用于铜金属化半导体器件的薄膜结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或化学镀的方式在衬底上依次生长粘附层和阻挡层；

步骤二：通过光刻工艺在阻挡层上形成图形；

步骤三：在形成的图形中，通过物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、电镀或化学镀的方式在阻挡层上依次形成铜金属层和上层金属层；

步骤四：通过干法去胶或湿法去胶的方式将光刻胶去除；

步骤五：通过干法刻蚀或湿法刻蚀的方式将阻挡层和粘附层多余的部分去除。