包括包含MXene的互连结构的半导体器件及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115995449A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202210833246.1(22)申请日2022.07.14(30)优先权数据10-2021-01388692021.10.18KR(71)申请人爱思开海力士有限公司地址韩国京畿道(72)发明人具元泰韩在贤(74)专利代理机构北京弘权知识产权代理有限公司11363专利代理师王建国李琳(51)Int.Cl.H01L23/528(2006.01)H01L23/532(2006.01)H01L21/768(2006.01)H01L21/8238(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图11页(54)发明名称包括包含MXene的互连结构的半导体器件及其制造方法(57)摘要提供一种半导体器件以及制造半导体器件的方法。半导体器件包括：第一导电层，该第一导电层包含第一金属；第二导电层，该第二导电层电连接到第一导电层并且包含第二金属；以及互连结构，该互连结构对第一导电层与第二导电层的连接部分是共同的。互连结构包括：晶种层，该晶种层在第一导电层上，并且包含石墨烯；以及金属迁移阻挡层，该金属迁移阻挡层在晶种层上，并且包含MXene。CN115995449ACN115995449A权利要求书1/2页1.一种半导体器件，其包括：第一导电层，所述第一导电层包含第一金属；第二导电层，所述第二导电层电连接到所述第一导电层并且包含第二金属；以及互连结构，所述互连结构被设置在所述第一导电层与所述第二导电层之间的连接部分中，其中，所述互连结构包括：晶种层，所述晶种层被设置在所述第一导电层上，所述晶种层包含石墨烯；以及金属迁移阻挡层，所述金属迁移阻挡层被设置在所述晶种层上，所述金属迁移阻挡层包含MXene。2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属迁移阻挡层被设置为与所述第二导电层接触。3.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一金属和所述第二金属中的每一者包括选自由钛、钽、钨、铝和铜组成的组中的至少一者。4.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述晶种层被设置为与所述第一导电层的至少一部分接触。5.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述石墨烯是具有导电性的二维材料，以及其中，所述晶种层包括至少一层石墨烯。6.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述MXene是具有导电性的二维材料，以及其中，所述金属迁移阻挡层包括至少一层MXene。7.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述MXene包括具有化学式Mn+1Xn的二维材料，以及其中，n为1、2或3，并且M包括选自由钪、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼和钨组成的组中的至少一者；以及X包括选自碳和氮中的至少一者。8.一种半导体器件，其包括：衬底；第一导电层，所述第一导电层包含第一金属，所述第一导电层在所述衬底上；层间绝缘层，所述层间绝缘层被设置在所述第一导电层上，所述层间绝缘层包含接触图案；晶种层，所述晶种层包含石墨烯，所述晶种层被设置为在所述接触图案中与所述第一导电层接触；金属迁移阻挡层，所述金属迁移阻挡层包含MXene，所述金属迁移阻挡层被设置在所述晶种层上；以及第二导电层，所述第二导电层包含第二金属，并且被设置为与所述金属迁移阻挡层接触。9.如权利要求8所述的半导体器件，其中，所述第一金属和所述第二金属中的每一者包括选自由钛、钽、钨、铝和铜组成的组中的至少一者。10.如权利要求8所述的半导体器件，其中，所述石墨烯是具有导电性的二维材料，以及其中，所述晶种层包括至少一层石墨烯。11.如权利要求8所述的半导体器件，其中，所述MXene是具有导电性的二维材料，以及2CN115995449A权利要求书2/2页其中，所述金属迁移阻挡层包括至少一层MXene。12.如权利要求8所述的半导体器件，其中，所述MXene包括具有化学式Mn+1Xn的二维材料，以及其中，n为1、2或3，并且M包括选自由钪、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼和钨组成的组中的至少一者；以及X包括选自碳和氮中的至少一者。13.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供衬底；在所述衬底上形成包含第一金属的第一导电层；在所述第一导电层的至少一部分上形成包含石墨烯的晶种层；在所述晶种层上形成包含MXene的金属迁移阻挡层；以及在所述金属迁移阻挡层上形成包含第二金属的第二导电层，以将所述第二导电层电连接到所述第一导电层。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一金属和所述第二金属中的每一者包括选自由钛、钽、钨、铝和铜组成的组中的至少一者。15.如权利要求13所述的方法，其中，所述晶种层是使用化学气相沉积法形成的。16.如权利要求13所述的方法，其中，所述石墨烯是具有导电性的二维材料，以及其中，形成所述晶种层包括