Brevet FR2884649A1 — publié le 20061020

s'oxyder par diffusion de l'oxygène de l'oxyde vers la couche de cuivre. L'invention vise à offrir une solution à ce problème notamment en insérant au moins une couche de carbure de silicium dopé à l'azote au sein de ce condensateur. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'un circuit intégré comprenant au moins un condensateur dans lequel au moins une des électrodes est en cuivre, comprenant une étape de formation d'une couche de carbure de silicium dopé à l'azote, par exemple par dépôt chimique en phase vapeur assistée par plasma, par dépôt par couche atomique, éventuellement assisté par plasma, entre l'électrode de cuivre et le diélectrique à forte constante diélectrique, afin d'isoler et de protéger l'électrode de cuivre de l'atmosphère oxydante au cours du procédé de fabrication (lu circuit intégré et de la diffusion de l'oxygène du diélectrique. Selon un mode de mise en oeuvre, le procédé comprend une étape de dépôt d'une première couche de carbure de silicium dopé à l'azote, par exemple par dépôt chimique en phase vapeur assistée par plasma, par dépôt par couche atomique éventuellement assisté par plasma, sur l'électrode inférieure en cuivre, et une étape de dépôt d'une seconde couche de carbure de silicium dopé à l'azote, par exemple par les procédés de dépôt chimique précédemment cités, sur la couche de diélectrique, avant le dépôt de la couche de cuivre, formant l'électrode supérieure. De préférence, l'épaisseur de chaque couche de carbure de silicium dopé à l'azote est au moins de 3 Angstrom. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un circuit intégré comprenant un condensateur, comprenant au moins une électrode en cuivre, et au moins une couche de carbure de silicium dopé à l'azote située entre l'électrode de cuivre et la couche de diélectrique à forte constante diélectrique. Selon un mode de réalisation, le condensateur comprend deux électrodes en cuivre, une couche de carbure de silicium dopé à l'azote entre l'électrode de cuivre inférieure et le diélectrique, et une couche de carbure de silicium dopé à l'azote entre l'électrode de cuivre supérieure et le diélectrique. De préférence, l'épaisseur de la ou des couche(s) de carbure de silicium dopé à l'azote est au moins de 3 Angstroms. D'autres objets, caractéristiques, aspects et avantages de l'invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description détaillée de modes de mise en oeuvre et de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels - les figures 1 à 5 illustrent schématiquement les principales étapes d'un mode de mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un condensateur tridimensionnel selon l'invention, - la figure 6 illustre un mode de réalisation particulier d'un condensateur selon l'invention, et la figure 7 illustre un autre mode de réalisation particulier d'un condensateur selon l'invention. La figure 1 représente un circuit intégré CI comprenant un substrat de silicium A, sur lequel a été déposée une couche de diélectrique inter polysilicium-métal B, sur laquelle repose plusieurs niveaux d'interconnexion C et D. Le niveau de métallisation Mi du niveau d'interconnexion C comprend des pistes métalliques 3a et 3b, sur lesquelles a été déposé un diélectrique intermétallique 1. Le niveau d'interconnexion D comporte le niveau de métal Mi+1 (pistes métalliques en cuivre 4a et 4b), sur lequel a été déposé un diélectrique intermétallique 2. Les niveaux d'interconnexions C et D peuvent incorporer des composants passifs. La figure 2 illustre la réalisation d'une tranchée au sein du circuit intégré CI. Une tranchée 5 a été réalisée de façon classique et connue en soi au sein du diélectrique intermétallique 2 du niveau D par photolithographie puis gravure, de manière à découvrir la piste métallique 4b. La figure 3 illustre le dépôt d'une couche de carbure de silicium dopé à l'azote 6 par exemple par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) ou par dépôt par couche atomique (ALD) ou par dépôt par couche atomique assisté par plasma (PEALD). L'épaisseur de la couche de carbure de silicium dopé à l'azote est au moins de 3 Angstrom. La figure 4 illustre le dépôt d'une couche de matériau diélectrique à forte constante diélectrique 7, sur la couche de carbure de silicium dopé à l'azote 6 précédemment déposée. Les matériaux. diélectriques à forte constante diélectrique sont des diélectrique dont, la constante diélectrique est supérieure à 6, comme par exemple l'oxyde de tantale (Ta2O5) ou l'oxyde d'hafmium (HfO2). Cette couche peut être déposée par un procédé tel que celui décrit dans la demande de brevet FR 2 847 593. Ainsi, à titre indicatif, on chauffe le cuivre à une température de chauffage comprise entre 200 C et 400 C, et on fait circuler au contact du matériau porteur chauffé, un mélange gazeux contenant du tertiobutylimino-tris-diéthyl amino tantale (t- BuN=Ta(NEt2) 3), sous atmosphère oxydante, la pression partielle du tertiobutylimino-trisdiéthyl amino tantale étant supérieure ou égale à 25 mTorr. Ainsi, la combinaison - du précurseur organométallique TBTDET, -d'une température basse, préférentiellement comprise entre 300 C et 350 C, et d'une pression partielle élevée de TBTDET, permet d'obtenir à basse température du pentoxyde de tantale de bonne qualité vis-à-vis des courants de fuite. Ainsi, à titre indicatif, sous l'application d'une tension égale en valeur absolue à 3,6 volts environ aux bornes du diélectrique, le courant de fuite mesuré en ampères par cm2 surfacique de diélectrique est inférieur à 10_ X+2o>"0> x étant l'épaisseur de pentoxyde de tantale mesurée en nanomètres et ce pour des épaisseurs allant de 25 à 65 nanomètres. Le contrôle de la pression partielle du précurseur TBTDET permet de contrôler la vitesse de dépôt et la qualité de la nucléation (ou germination). La figure 5 représente le condensateur une fois l'électrode supérieure 8 déposée sur la couche de diélectrique 7. L'électrode supérieure peut être en tungstène (W), en nitrure de titane (TiN) ou en nitrure de tantale (TaN) par exemple. La figure 6 illustre un autre mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation particulier, l'électrode inférieure 4b est en un matériau conducteur classique et l'électrode supérieure 8 est en cuivre. Ainsi, la couche de carbure de silicium dopé à l'azote 6 se situe entre la couche de diélectrique 7 et l'électrode supérieure en cuivre 8. La figure 7 représente un autre mode de réalisation, comprenant un condensateur réalisé à partir de 2 électrodes en cuivre 4b et 8. Ainsi, le condensateur comprend deux couches de carbure de silicium dopé à l'azote 6a et 6b, l'une située entre l'électrode inférieure en cuivre 4b et la couche de diélectrique 7 et l'autre située entre la couche de diélectrique 7 et l'électrode supérieure en cuivre 8. La présence de la couche de carbure de silicium dopé à l'azote permet une barrière à la fois chimique permettant d'éviter la migration des atomes d'oxygène du matériau diélectrique vers l'électrode de cuivre, et électrique, étant donné que le carbure de silicium dopé à l'azote est un matériau diélectrique (k - 5). Le carbure de silicium dopé à l'azote permet ainsi d'obtenir une barrière électrique plus efficace que la majorité des diélectriques à forte permittivité. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un circuit intégré comprenant au moins un condensateur dans lequel au moins une des électrodes est en cuivre, caractérisé en ce qu'une couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6) est formée entre l'électrode de cuivre et la couche diélectrique à forte constante diélectrique (7) du condensateur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que une première couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6a) est formée sur l'électrode inférieure en cuivre (4b), et une seconde couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6b) est formée sur la couche de diélectrique (7), avant le dépôt de la couche de cuivre, formant l'électrode supérieure (8). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6) est au moins de 3 Angstrom. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6) est formée par dépôt chimique en phase vapeur assistée par plasma. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6) est formée par dépôt par couche atomique ou par dépôt par couche atomique assisté par plasma. 6.Circuit intégré comprenant un condensateur, comprenant au moins une électrode en cuivre, et au moins une couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6) située entre l'électrode de cuivre et la couche de diélectrique (7). 7.Circuit intégré selon la revendication 6, caractérisé en ce que le condensateur comprend deux électrodes en cuivre, une couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6a) entre l'électrode de cuivre inférieure (4b) et le diélectrique (7), et une couche de carbure de silicium dopé à l'azote (6b) entre l'électrode de cuivre supérieure (8) et le diélectrique (7). 8. Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de la ou des couche(s) de carbure de silicium dopé à l'azote (6) est au moins de 3 Angstroms.