层，其中甲基二乙氧基硅烷的流量为1.4mg/min，氧气的流量为5sCCm，反应的时间为10s，其中氧元素的含量为22wt%,碳元素的含量为52wt%,所形成的第三子初始层的厚度为20nm ；
[0056]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在第三子初始层上形成基体层以形成互连介质层，其中甲基二乙氧基硅烷的流量为5.0mg/min,氧气的流量为600sCCm，反应的时间为15s,所形成的基体层的厚度为410nm ；
[0057]刻蚀互连介质层形成通孔，以及在通孔中形成Cu层。
[0058]实施例4
[0059]本实施例提供了一种互连层的制作方法，包括以下步骤:
[0060]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在半导体基材上形成第一子初始层，其中甲基~■乙氧基娃烧的流量为0.6mg/min,氧气的流量为320sccm,反应的时间为4s,所形成的第一初始层中氧元素的含量为41wt%，碳元素的含量为45wt%，所形成的第一子初始层的厚度为20nm ；
[0061]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在第一子初始层上形成第二子初始层，其中甲基~■乙氧基娃烧的流量为1.2mg/min,氧气的流量为IlOsccm,反应的时间为4s,所形成的第二子初始层中氧元素的含量为34wt%，碳元素的含量为51wt%，所形成的第一子初始层的厚度为22nm ；
[0062]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在第二子初始层上形成第三子初始层，其中甲基二乙氧基硅烷的流量为1.6mg/min，氧气的流量为12sCCm，反应的时间为4s，其中氧元素的含量为20wt%?24wt%,碳元素的含量为50wt%?54wt%,所形成的第三子初始层的厚度为24nm ；
[0063]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在第三子初始层上形成基体层以形成互连介质层，其中甲基二乙氧基硅烷的流量为6.0mg/min,氧气的流量为700sCCm，反应的时间为18s,所形成的基体层的厚度为500nm ;
[0064]刻蚀互连介质层形成通孔，以及在通孔中形成Cu层。
[0065]对比例I
[0066]本对比例提供了一种互连层的制作方法，包括以下步骤:
[0067]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在半导体基材上形成初始层，其中甲基二乙氧基硅烷的流量为0.5mg/min，氧气的流量为200sCCm，反应的时间为10s，所形成的初始层中氧元素的含量为26wt%?32wt%，碳元素的含量为45wt%?50wt%，所形成的初始层的厚度为；
[0068]以甲基二乙氧基硅烷和氧气为反应气体，在初始层上形成基体层以形成互连介质层，其中甲基二乙氧基硅烷的流量为2.0?5.0mg/min，氧气的流量为400?600sCCm，反应的时间为10?15s,所形成的基体层的厚度为；
[0069]刻蚀互连介质层形成通孔，以及在通孔中形成Cu层。
[0070]测试:
[0071]采用扫描电镜观察实施例1至4以及对比例得到的互连层的形貌。其中实施例2至4所制备的互连层的形貌相似优于实施例所制备的互连层的形貌，为了便于比较，在图1示出了实施例1所制备的互连层的形貌，在图2示出了对比例I所制备的互连的形貌。从图1可以看出，初始层和基体层之间形成平滑连接结构；从图2可以看出，初始层和基体层之间形成台阶结构。由上述分析可以看出，应用本申请提供的技术方案，初始层和基体层之间会形成平滑连接结构，从而有利于提高互连层中互连介质层与金属层之间的结合强度。
[0072]上述实施例以甲基二乙氧基硅烷作为前驱气体以制作互连介质层。应当注意的是，本申请的前驱气体还可以为硅氧烷，比如甲基硅氧烷或氢化硅氧烷。
[0073]从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果:利用S1-O键能大于S1-C键能的特点，通过改变各子初始层种氧元素和碳元素的含量，使得沿远离半导体基材方向各子初始层的力学强度依次降低，从而减少互连介质层中初始层和基体层之间力学强度的差值。采用这种互连介质层，在刻蚀其形成通孔时，通孔中初始层和基体层之间会形成平滑连接结构，从而提高互连层中互连介质层与金属层之间的结合强度。同时，本申请还增加了初始层的厚度，从而增加了初始层和金属层之间的结合面积，进而进一步提高互连层中互连介质层与金属层之间的结合强度。
[0074]以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种互连介质层，由包含硅、氧和碳的材料组成，包括依次设置于半导体基材上的初始层和基体层，其特征在于，所述初始层包括由远离所述半导体基材方向设置的多层子初始层，且沿远离所述半导体基材方向，各层所述子初始层中氧元素的含量依次降低，碳元素的含量依次增加。2.根据权利要求1所述的互连介质层，其特征在于，各层所述子初始层中氧元素的含量依次降低6wt%?8wt%,碳元素的含量依次增加4wt%?6wt%。3.根据权利要求2所述的互连介质层，其特征在于，所述初始层包括沿远离所述半导体基材方向设置的， 第一子初始层，其中氧元素的含量为34wt%?40wt%，碳元素的含量为40wt%?44wt% ； 第二子初始层，其中氧元素的含量为26wt%?32wt%，碳元素的含量为45wt%?50wt%。4.根据权利要求3所述的互连介质层，其特征在于，所述初始层还包括设置在所述第二子初始层设置的第三子初始层，所述第三子初始层中氧元素的含量为20wt%? 24wt%，碳元素的含量为50wt%?54wt%。5.根据权利要求1所述的互连介质层，其特征在于，所述初始层的厚度为所述基体层厚度的1/10?1/5。6.根据权利要求1所述的互连介质层，其特征在于，各层所述子初始层的厚度为所述基体层的厚度的1/40?1/15。7.—种互连介质层的制作方法，所述互连介质层由包含硅、氧和碳的材料组成，所述形成互连介质层的制作方法包括在半导体基材上依次形成初始层和基体层的步骤，其特征在于，形成所述初始层的步骤包括:由远离所述半导体基材方向上，形成氧元素的含量依次降低，碳元素的含量依次增加的多层子初始层。8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，形成各层所述子初始层的步骤中，以由烃基和/或烃氧基取代的硅烷或硅氧烷，或者氢化硅氧烷为前驱气体，使其与氧气反应形成各所述子初始层。9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，形成各层所述子初始层的步骤中，通过调整所述前驱气体和氧气的比例形成氧元素的含量依次降低6wt%?8wt%，碳元素的含量依次增加4wt%?6wt%的各层所述子初始层。10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，形成所述初始层的步骤包括: 控制所述前驱气体的流量为0.3?0.5mg/min,所述氧气的流量为150?300sccm,所述反应的时间为I?3s,以形成氧元素的含量为34wt%?40wt%,碳元素的含量为40wt%?44wt%的第一子初始层； 控制所述前驱气体的流量为0.7?1.0mg/min,所述氧气的流量为50?10sccm,所述反应的时间为I?3s，以在所述第一子初始层上形成氧元素的含量为26wt%? 32wt%，碳元素的含量为45wt%?50wt%第二子初始层。11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，形成所述初始层的步骤还包括: 控制所述前驱气体的流量为1.2?1.5mg/min,所述氧气的流量小于1sccm,所述反应的时间为5?15s，以在所述第二子初始层上形成氧元素的含量为20wt%?24wt%，碳元素的含量为50wt%?54wt%的第三子初始层。12.—种互连层，包括设置于半导体基材上的互连介质层，设置于所述互连介质层中的通孔，以及设置于所述通孔中的金属层，其特征在于，所述互连介质层为权利要求1至6中任一项所述的互连介质层。
【专利摘要】本申请公开了一种互连介质层、其制作方法及包括其的互连层。其中互连介质层，由包括硅、氧和碳的材料组成，包括依次设置于半导体基材上的初始层和基体层，其中初始层包括由远离半导体基材方向设置的多层子初始层，且沿远离半导体基材方向，各层子初始层中氧元素的含量依次降低，碳元素的含量依次增加。在该互连介质层中，由于Si-O键能大于Si-C键能，因此远离半导体基材方向上各初始层的力学强度会依次降低，从而减少互连介质层中初始层和基体层之间力学强度的差值。因此，在后续刻蚀互连介质层形成通孔时，通孔中初始层和基体层之间会形成平滑连接结构，从而提高互连层中互连介质层与金属层之间的结合强度。
【IPC分类】H01L21/768, H01L23/532
【公开号】CN104952837
【申请号】CN201410126925
【发明人】周鸣
【申请人】中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月31日