專利名稱：用于在工件上無電沉積NiFe的組合物和方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及鎳鐵在工件上的電化學沉積，尤其涉及利用基本不含堿金屬的沉積溶液在工件上無電沉積鎳鐵。
背景技術：
磁電子器件(magnetoelectronics)、自旋電子器件(spinelectronics device)和spintronics是同義詞，表示利用主要由電子自旋產(chǎn)生的效應的器件。磁電子效應用于許多信息設備，提供非易失、可靠、耐輻射、以及高密度的數(shù)據(jù)存儲和檢索。上述許多磁電子信息設備包括但是不限于磁隨機存取存儲器(MRAM)、磁傳感器和用于盤驅(qū)動器的讀/寫頭。
通常，磁電子信息設備由形成在襯底中的磁電子元件(例如巨磁阻(GMR)元件或者磁隧道結(jié)(MTJ)元件)的陣列構成，所述襯底還可以包括各種半導體器件，例如MOSFET。磁電子元件由載流導體所形成的磁場來編程。通常，兩個載流導體(一個形成在磁電子元件的下面(數(shù)字線，digit line)，一個形成在磁電子元件的頂部(位線，bit line))設置在交叉點矩陣中，以便為磁電子元件的編程提供磁場。
先進的半導體工藝通常使用用于載流導體的金屬互連(interconnect)。形成金屬互連的一種方法是鑲嵌或者嵌入工藝，該工藝在介電層中形成溝槽圖案并蝕刻出溝槽，然后在溝槽內(nèi)沉積通常為銅的金屬層。通常在鄰近金屬互連處形成磁通量集中系統(tǒng)。磁通量集中系統(tǒng)通常利用形成在金屬互連的三個側(cè)面上的包覆層，距離磁電子元件最近的一個側(cè)面沒有包覆層。按照這種方式，包覆層用于將互連的磁通量向磁電子元件集中。在沒有包覆層的情況下，需要高電流來實現(xiàn)所需的磁場強度。這些高電流可能對附近的沒有被編程的磁電子元件產(chǎn)生不利影響。包覆層也用于提供對外部磁場的一定程度的屏蔽。
一種常用的制造包覆層的方法包括向已經(jīng)在位于磁電子元件之上或者之下的介電層中蝕刻出的溝槽內(nèi)沉積鎳鐵(NiFe)。NiFe是一種比較流行的包覆層材料，因為它具有理想的軟磁性能。通常，利用等離子體汽相沉積(PVD)在溝槽內(nèi)沉積NiFe。但是，通過PVD來沉積NiFe已經(jīng)證明是不令人滿意的，因為NiFe不能共形地沉積在溝槽內(nèi)。非共形沉積會導致在溝槽內(nèi)形成空隙。

圖1顯示的是通過PVD沉積的NiFe層的非共形厚度。圖1以截面圖的形式示出形成在半導體工件10之上的介電層12。在介電層12中已經(jīng)形成溝槽14。介電層12環(huán)繞溝槽14的表面是場效應區(qū)16。場效應區(qū)是相對于溝槽升高的任何相鄰元件、特征或者表面。場效應區(qū)通常但不必須基本上是平的。在介電層12之上已經(jīng)通過PVD沉積了NiFe層18。場效應區(qū)16之上的NiFe層是基本均勻的。但是，溝槽14的側(cè)壁上的NiFe層不是均勻的，而是靠近溝槽14的開口的厚度20比靠近溝槽14的底部的厚度22大。
用于沉積NiFe的另一個方法是電沉積(也稱之為電鍍)。但是由于在電鍍工藝中流過工件的電流密度的不均勻性(這種不均勻性在小尺寸結(jié)構中尤其成問題)，難以在溝槽內(nèi)獲得共形的側(cè)壁覆蓋。也難以獲得適合于NiFe層的厚度來作為包覆層。
在其它應用中，通過電化學沉積方法、例如無電沉積來沉積NiFe。無電沉積已經(jīng)成功地用于實現(xiàn)零件中的共形沉積。但是無電沉積方法通常使用包括不可忽略量的堿金屬離子(通常是鈉(Na+)和鉀(K+)離子)的電化學沉積溶液。因此這種方法不適合用于制造電子器件、例如晶體管，因為即使器件中的少量Na+或K+離子也會損壞器件。
因此希望提供一種用于磁通量集中系統(tǒng)的NiFe層的改進的沉積方法。另外，希望提供一種利用基本不含堿金屬的電化學沉積溶液來無電沉積NiFe的方法。從以下結(jié)合附圖和前面的技術領域及背景技術進行的詳細說明和所附權利要求中可以更清楚地了解本發(fā)明的其它理想特點和特征。
以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明，其中類似的附圖標記表示類似的元件。
圖1顯示其上通過等離子體氣相沉積方法沉積有NiFe包覆層的工件的截面圖。
圖2-8顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例制造被包覆的數(shù)字線的方法的示意截面圖。
圖9-13顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例制造被包覆的位線的方法的示意截面圖。
具體實施例方式
以下的詳細說明本質(zhì)上僅是示例性的，不是用于限制本發(fā)明或本發(fā)明的應用及使用。而且，不希望受到在前面的技術領域、背景技術、發(fā)明內(nèi)容或者以下的詳細描述中提出的任何已表達或者已暗示出的理論的束縛。
參考附圖，圖2～8圖示出本發(fā)明示例性實施例的用于制造在磁電子設備中使用的包覆導體尤其是包覆數(shù)字線的方法。磁電子設備可以包括隨機存取存儲器，磁傳感器、感應器、用于盤驅(qū)動器的讀/寫頭，以及利用載流導體的磁特性的其它任何設備。參考圖2，該方法可以從提供具有襯底層32的工件30比如半導體晶片來開始。襯底層32可以包括一層或者多層，并且可以包括電路，例如讀出放大器、晶體管和數(shù)字電路，為了簡便起見沒有顯示該電路。介電層34可以沉積在襯底32之上。介電層34通常由任何適當類型的絕緣材料形成，例如二氧化硅(SiO2)、原硅酸四乙酯(TEOS)、氮化硅(SiN)，或者其它低k介電材料。
參考圖3，可以通過形成圖案和蝕刻來除去部分介電層34，以在介電層34中形成一個或者一個以上的溝槽36。溝槽36靠近場效應區(qū)38?？梢岳斫?，溝槽36可以是如下詳細所述適合形成被包覆的工作導體的任何長度和高度?？梢允褂脴藴实奈g刻技術例如等離子體干法蝕刻來對介電層34進行蝕刻。
參考圖4，然后可以在工件30之上和溝槽36之內(nèi)形成第一導電阻擋層40。第一導電阻擋層40阻止銅通過介電層34的擴散或者將這種擴散降到最低程度，并允許或者促進銅在介電層34上的沉積。第一導電阻擋層40可以包括一個導電層或者多于一個的導電層。第一導電阻擋層40可以由鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭硅(TaSiN)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)或者能阻礙或防止銅擴散進入周圍的材料或者與周圍的材料發(fā)生不利反應的任何其它適當?shù)慕饘佟Ｔ诒景l(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，第一阻擋層40由鉭形成。第一導電阻擋層40可以利用物理汽相沉積(PVD)、離子化金屬等離子體(IMP)、化學汽相沉積(CVD)或者半導體工業(yè)中已知的其它任何適合的技術來沉積。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，接下來可以利用PVD、IMP、CVD或者半導體工業(yè)中已知的其它任何適合的技術將第一籽晶層42沉積在第一導電阻擋層40之上和溝槽36之內(nèi)。第一籽晶層42可以由銅(Cu)、釕(Ru)、鈷(Co)、鈀(Pd)或者任何其它適當?shù)慕饘賮硇纬?。?yōu)選地，第一籽晶層42由銅形成。
然后，根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，如圖5所示，可以在銅籽晶層42之上沉積活化層44?；罨瘜?4用作催化劑，如后詳細所述促進隨后的包覆層沉積。活化層(比如活化層44)的生長在半導體工業(yè)中是已知的。活化層44可以利用半導體工業(yè)中眾所周知的浸沒沉積工藝(也稱之為置換沉積工藝)或其它任何合適的工藝來沉積。優(yōu)選地，活化層44由鈀形成，鈀會與銅籽晶層42相互反應以形成活化層44，但可以理解，活化層44可以由能夠在銅籽晶層42之上沉積并能夠促進隨后的包覆層沉積的任何適當?shù)慕饘傩纬??？梢岳斫猓谝粚щ娮钃鯇?0、第一籽晶層42以及活化層44都可以生長到適合溝槽36的尺寸的厚度。
然后利用無電沉積來沉積NiFe包覆層36。無電沉積工藝利用了基本沒有堿金屬的無電沉積溶液。這里所使用的術語“基本沒有堿金屬”的沉積溶液(或其組分)或者“基本沒有堿金屬離子”的沉積溶液(或其組分)表示沉積溶液(或其組分)中的堿金屬離子濃度足夠低，從而在沉積NiFe包覆層46的時候，靠近NiFe層的絕緣材料層，例如介電層34中的堿金屬離子的濃度不大于1×1012個原子/cm2。按照這種方式，絕緣材料層中的堿金屬離子的濃度不會危及形成在半導體工件30中的器件的物理、化學和/或電氣性能。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，靠近NiFe層的絕緣材料層，例如介電層34中的堿金屬離子的濃度不大于1×1011個原子/cm2。NiFe包覆層46的鎳濃度在大約70至大約90原子量百分比的范圍內(nèi)，亞鐵濃度在大約10至大約30原子量百分比的范圍內(nèi)，并且具有一些用于增強包覆層的磁性能的硼和/或磷。在本發(fā)明的一個實施例中，NiFe包覆層46中的硼和/或磷的濃度是大約1至大約15原子量百分比。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，NiFe包覆層46的鎳濃度在大約75至大約78原子量百分比的范圍內(nèi)，亞鐵濃度是大約16至大約18原子量百分比，并且具有大約5至大約9原子量百分比的硼和/或磷。在本發(fā)明的更優(yōu)選實施例中，NiFe包覆層46的鎳濃度大約是75原子量百分比，亞鐵濃度大約是18原子量百分比，并且具有大約7原子量百分比的硼和/或磷。
無電沉積溶液由鎳離子源和亞鐵離子源配制而成。鎳離子源可以包括氨基磺酸鎳，氯化鎳、硫酸鎳和/或任何其它合適的鎳離子源。亞鐵離子源可以包括氨基磺酸鐵，氯化鐵、硫酸鐵和/或任何其它合適的亞鐵離子源。無電沉積溶液也可以由一種或者多種絡合劑配制而成。絡合劑可以包括甘氨酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸銨、檸檬酸銨、乙酸銨、乙酸和/或用于無電沉積工藝中的任何已知的其它適當絡合劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，無電沉積溶液由兩種絡合劑即甘氨酸和酒石酸形成。無電沉積溶液也可以利用一種或者多種還原劑來配制。還原劑可以包括二甲氨絡硼烷(DMAB)、嗎啉硼烷(morpholineborane，MPB)、水合乙醛酸、次磷酸銨和/或用于無電沉積工藝的任何其它已知的適當還原劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，無電沉積溶液使用DMAB配制而成。還原劑和/或絡合劑最好如上所述向NiFe包覆層46貢獻硼和/或磷，以增強包覆層的磁性能。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，為了控制NiFe沉積的速度，無電沉積溶液的pH值可以保持在大約7.5至大約9.5的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，無電沉積溶液的pH值在大約7.8至大約8.2的范圍內(nèi)。因而也可以使用pH值調(diào)節(jié)劑來配制無電沉積溶液，以相應地調(diào)節(jié)溶液的pH值。適當?shù)膒H值調(diào)節(jié)劑可以包括電子級的氫氧化四甲銨(TMAH)、氫氧化銨和/或用于無電沉積工藝的任何其它已知的適當pH值調(diào)節(jié)劑。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，利用TMAH作為pH值調(diào)節(jié)劑來配制無電沉積溶液。
可以通過任何方便的混合方法、例如通過用機械攪拌機快速攪拌或者用機械攪拌器攪動，將無電沉積溶液的上述成分按照任何適當?shù)捻樞蛳嘟M合。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，無電沉積溶液可以利用如下成分配制而成濃度范圍大約是2.0至3.0克/升并優(yōu)選是大約2.2至大約2.4克/升的鎳離子、濃度范圍是大約0.25至大約0.40克/升并優(yōu)選是大約0.32至大約0.36克/升的亞鐵離子、濃度范圍是大約2.0至大約10克/升并優(yōu)選是大約4.0至大約5.0克/升的甘氨酸、濃度范圍是大約20.0至大約40.0克/升并優(yōu)選大約是25.0至30.0克/升的酒石酸、濃度范圍是大約1.5至大約6.0克/升并優(yōu)選是大約1.8至大約2.2克/升的DMAB、以及其用量足以將無電沉積溶液的pH值調(diào)節(jié)到大約7.5至大約9.5的范圍內(nèi)并優(yōu)選是大約7.8至大約8.2的范圍內(nèi)的TMAH的25％的溶液。
再次參考圖5，通過使活化層44與沉積溫度在大約35℃至大約65℃的上述無電沉積溶液相接觸，形成NiFe包覆層46。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，無電沉積溶液的沉積溫度在大約40℃至大約50℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是，無電沉積溶液的沉積溫度大約是41℃。無電沉積持續(xù)進行，直至覆蓋場效應區(qū)38的NiFe包覆層46的厚度在大約50至大約400埃的范圍內(nèi)，優(yōu)選是在大約150至大約200埃的范圍內(nèi)。通過利用無電沉積，所得到的NiFe包覆層46在溝槽36內(nèi)共形沉積，也就是，不管溝槽36的尺寸如何，NiFe包覆層46具有均勻厚度來覆蓋溝槽36的底部和側(cè)壁。
在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，如圖6所示，在沉積了NiFe包覆層46之后，可以在工件30之上沉積第二導電阻擋層48。第二導電阻擋層48用于減少或者消除NiFe包覆層46和隨后形成的銅互連層之間的任何金屬間干擾，這種干擾可能會對NiFe包覆層46的磁性能產(chǎn)生不利影響。第二導電阻擋層48可以由上述用于形成第一導電阻擋層40的任何材料來形成。優(yōu)選地，第二導電阻擋層48由鉭形成。第二阻擋層48可以利用PVD、IMP、CVD或者半導體工業(yè)中已知的其它任何適當?shù)募夹g來沉積。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，接下來可以在第二阻擋層48之上和溝槽36之內(nèi)沉積第二籽晶層50。第二籽晶層50可以由銅(Cu)、釕(Ru)、鈷(Co)、鈀(Pd)或者任何其它合適的金屬來形成。優(yōu)選地，第二籽晶層50由銅形成?？梢岳肞VD、IMP、CVD或者半導體工業(yè)中已知的其它任何適當?shù)募夹g來形成第二籽晶層50?？梢岳斫?，第二導電阻擋層48和第二籽晶層50都可以生長至適合溝槽36的尺寸的厚度。
然后如圖7所示，在工件30之上和溝槽36之內(nèi)形成導電互連52?？梢岳萌魏芜m當?shù)某练e工藝來形成導電互連52。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通過電鍍在工件30之上和溝槽36之內(nèi)沉積導電互連52?？梢杂摄~、鋁、金、銀等或者它們的任何合金來構成導電互連52。優(yōu)選地，由銅形成第二籽晶層50和導電互連52。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，然后可以對工件30進行退火處理以穩(wěn)定導電互連52。工件30可以在大約100至大約500℃范圍內(nèi)的退火溫度下進行退火，優(yōu)選是在大約200至大約300℃范圍內(nèi)的退火溫度下進行退火。更優(yōu)選的是，退火溫度大約是250℃?？梢允构ぜ?0退火大約15分鐘至大約1小時。優(yōu)選地，可以使工件30退火大約30分鐘。
參考圖8，在導電互連52進行了沉積和退火之后，可以利用半導體工業(yè)中已知的任何適當處理，例如化學機械平面化(CMP)、干法或者濕法蝕刻等，從場效應區(qū)38除去覆蓋場效應區(qū)38的任何多余的金屬，包括導電互連52、第二籽晶層50、第二導電阻擋層48、NiFe包覆層46、活化層44、第一籽晶層42、第一導電阻擋層40以及任何其它的金屬層，例如在工件30之上和溝槽36之內(nèi)沉積的第二包覆層。如圖8所示，上述方法可制造導電數(shù)字線54，該導電數(shù)字線54包括導電互連52和利用具有均勻厚度來環(huán)繞導電互連52的三個表面的NiFe包覆層46的磁通量集中系統(tǒng)。
圖9-13圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個示例性實施例的制造用于磁電子器件的被包覆導體、尤其是被包覆位線的方法。參考圖9，該方法可以從提供具有襯底層112的工件100例如半導體晶片來開始。襯底層112可以包括一個層或者多個層，并且可以包括電路，例如讀出放大器、晶體管和數(shù)字電路，為了簡便起見沒有顯示該電路。襯底層112還包括至少一個磁電子元件，例如巨磁阻(GMR)元件或者磁隧道結(jié)(MTJ)元件，為了簡便起見也沒有顯示該元件。介電層114可以沉積在襯底112之上。介電層114通常由任何適當類型的絕緣氧化材料形成，例如二氧化硅(SiO2)，原硅酸四乙酯(TEOS)，或者其它低k介電材料。
可以通過形成圖案和蝕刻來除去部分介電層114，以在介電層114內(nèi)形成一個或者一個以上的溝槽116。溝槽116靠近場效應區(qū)118。可以理解，溝槽116可以是如下詳細所述適合于形成有效包覆導體的任何長度和高度。可以利用標準的蝕刻技術例如等離子體干法蝕刻來對介電層114進行蝕刻。
該方法還利用如上參考圖4和5所描述的步驟來形成第一導電阻擋層120、第一籽晶層122、第一活化層124和第一NiFe包覆層126。第一導電阻擋層120、第一籽晶層122、第一活化層124和第一NiFe包覆層126可以分別利用與上述用于形成第一導電阻擋層20、第一籽晶層22、活化層24和第一NiFe包覆層26同樣的步驟和同樣的材料來形成。當形成于溝槽116中時，第一NiFe包覆層126具有位于溝槽116的底面之上的底面128和位于溝槽116的側(cè)壁之上的側(cè)壁130。
參考圖10，在工件100之上沉積了第一NiFe包覆層126之后，從溝槽116除去第一NiFe包覆層126的底面128，留下第一NiFe包覆層126的側(cè)壁130。利用單向的任何適當?shù)姆椒ā⒗鐬R射來除去底面128。
然后如圖11所示，可以在工件100之上和溝槽116之內(nèi)形成第二導電阻擋層132。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，也可以在第二導電阻擋層132之上形成第二籽晶層134。第二導電阻擋層132和第二籽晶層134可以分別利用與上述用于形成第二導電阻擋層28和第二籽晶層30同樣的步驟和同樣的材料來形成。
現(xiàn)在參考圖12，在工件100之上和溝槽116之內(nèi)形成導電互連136?？梢岳秒婂兂练e或者任何其它適當?shù)某练e工藝來形成導電互連136?？梢杂摄~或其任何合金來構成導電互連136。優(yōu)選地，由銅形成第二籽晶層134和導電互連136。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，然后可以對工件100進行退火處理以穩(wěn)定導電互連136。工件100可以在大約100至大約500℃范圍內(nèi)的退火溫度下進行退火，優(yōu)選在大約200至大約300℃范圍內(nèi)的退火溫度下進行退火。更優(yōu)選的是，退火溫度大約是250℃。工件100可以退火大約15分鐘至大約1小時。優(yōu)選地，工件100可以退火大約30分鐘。
在導電互連136進行了沉積和退火之后，可以利用半導體工業(yè)中已知的任何適當工藝、例如化學機械平面化(CMP)、干法或者濕法蝕刻等，從場效應區(qū)118除去場效應區(qū)118之上的任何多余的金屬，包括導電互連136、第二籽晶層134、第二導電阻擋層132、第一NiFe包覆層126、第一活化層124、第一籽晶層122和第一導電阻擋層120以及任何其它的金屬層，例如在工件100之上和溝槽116之內(nèi)沉積的第二包覆層。
在本發(fā)明的一個示例性實施例中，參照圖13，然后可以在導電互連136之上沉積第二或者“頂部”活化層138。此處所使用的“頂部”是指靠近溝槽116的開口的位置或者點。第二活化層138用做催化劑，如下詳細所述用于促進隨后的頂部包覆層的沉積。第二活化層138可以利用半導體工業(yè)中眾所周知的浸沒沉積工藝(也稱之為置換沉積工藝)或者其它任何適當?shù)墓に噥沓练e。優(yōu)選地，第二活化層138由鈀形成，鈀會與導電互連136相互反應以形成第二活化層138，但可以理解，第二活化層138可以由能夠沉積在導電互連136之上并能夠促進隨后的包覆層沉積的任何適當?shù)慕饘傩纬伞?br> 然后利用上述的無電沉積溶液，通過無電沉積在第二活化層138之上沉積第二或者“頂部”NiFe包覆層140。第二NiFe包覆層140可以具有與上述第一NiFe包覆層126和NiFe包覆層46同樣的組成，并由同樣的材料形成。利用上述無電沉積溶液的NiFe沉積對金屬具有選擇性，也就是說，它會沉積在活化銅層上，而不會沉積在介電材料層114上。按照這種方式，可以在銅互連層136之上沉積自對準的第二NiFe包覆層140，以形成位線142，而不需要額外的掩模和構圖步驟。因為第二NiFe包覆層140是自對準的，因此不容易發(fā)生由未對準的頂部包覆層形成的共同電觸點導致的位線142與相鄰位線的短路。
盡管已經(jīng)在前面的詳細說明中提出了至少一個示例性實施例，但是可以理解，還存在大量的變化。也可以理解，這些示例性實施例僅僅是例子，不用于以任何方式來限制本發(fā)明的范圍、應用或構成。但是，前述詳細描述可向本領域技術人員提供方便的路線圖來實現(xiàn)這些示例性實施例。應當理解，在不脫離所附權利要求及其等效方案所闡述的本發(fā)明范圍的情況下，可以在元件的功能和設置方面作出各種改變。
權利要求
1.一種用于在工件上無電沉積NiFe的沉積溶液，該沉積溶液由以下成分配制而成鎳離子源；亞鐵離子源；絡合劑；還原劑；以及pH值調(diào)節(jié)劑，其中該沉積溶液基本沒有堿金屬離子。
2.如權利要求1所述的用于在工件上無電沉積NiFe的沉積溶液，其中所述鎳離子源選自包括氨基磺酸鎳、氯化鎳和硫酸鎳在內(nèi)的組，其中所述亞鐵離子源選自包括氨基磺酸鐵、氯化鐵和硫酸鐵在內(nèi)的組，其中所述絡合劑選自包括甘氨酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸銨、檸檬酸銨、乙酸銨和乙酸在內(nèi)的組，其中所述還原劑選自包括二甲氨絡硼烷、嗎啉硼烷、水合乙醛酸和次磷酸銨在內(nèi)的組，其中所述沉積溶液的pH值在大約7.5至大約9.5的范圍內(nèi)，其中所述pH值調(diào)節(jié)劑選自包括電子級的氫氧化四甲銨和氫氧化銨在內(nèi)的組。
3.一種用于在工件上無電沉積NiFe的方法由以下成分配制基本沒有堿金屬的沉積溶液鎳離子源；亞鐵離子源；絡合劑；還原劑；以及pH值調(diào)節(jié)劑，使所述基本沒有堿金屬的沉積溶液的溫度升高至大約35℃至大約65℃范圍內(nèi)的溫度；并且使工件與所述基本沒有堿金屬的沉積溶液相接觸。
4.一種用于磁電子器件的磁通量集中系統(tǒng)的制造方法，該方法包括如下步驟提供工件；在所述工件之上形成絕緣材料層；除去所述絕緣材料的一部分，以在所述絕緣層中形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)沉積阻擋層；以及在所述阻擋層之上沉積NiFe包覆層；其中在沉積NiFe包覆層的步驟之后，靠近所述溝槽的所述絕緣材料層的堿金屬離子濃度小于大約1×1011個原子/cm2。
5.如權利要求4所述的用于磁電子器件的磁通量集中系統(tǒng)的制造方法，該方法在沉積阻擋層的步驟之后和沉積NiFe包覆層的步驟之前還包括形成籽晶層的步驟，并且在形成籽晶層的步驟之后和沉積NiFe包覆層的步驟之前還包括形成活化層的步驟。
6.如權利要求4所述的用于磁電子器件的磁通量集中系統(tǒng)的制造方法，其中沉積阻擋層的步驟包括沉積由選自包括以下材料在內(nèi)的組的至少一種材料形成的阻擋層的步驟，所述材料包括鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、氮化鉭硅、鈷、釕、銠和鈀。
7.如權利要求4所述的用于磁電子器件的磁通量集中系統(tǒng)的制造方法，其中沉積NiFe包覆層的步驟包括通過無電沉積來沉積NiFe包覆層的步驟，其中通過無電沉積來沉積NiFe包覆層的步驟包括利用由鎳離子源、亞鐵離子源、絡合劑、還原劑和pH值調(diào)節(jié)劑形成的無電沉積溶液來進行沉積的步驟，其中無電沉積溶液基本沒有堿金屬離子，其中通過無電沉積來沉積NiFe包覆層的步驟包括利用pH值在大約7.5至大約9.5的范圍內(nèi)的無電沉積溶液來進行沉積的步驟。
8.如權利要求4所述的用于磁電子器件的磁通量集中系統(tǒng)的制造方法，其中沉積NiFe包覆層的步驟包括將所述NiFe包覆層沉積至大約50至大約400埃范圍內(nèi)的厚度，其中所述NiFe包覆層的組成為大約70至大約90原子量百分比的鎳、大約10至大約30原子量百分比的亞鐵和大約1至大約15原子量百分比的硼和磷中的至少一種。
9.一種用于磁電子器件的數(shù)字線的制造方法，該方法包括如下步驟提供襯底；在所述襯底之上形成絕緣材料層；除去所述絕緣材料層的一部分，以在所述絕緣材料層中形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)沉積第一阻擋層；在所述阻擋層之上通過無電沉積來沉積NiFe包覆層；在所述NiFe包覆層之上沉積第二阻擋層；以及在所述第二阻擋層之上和所述溝槽之內(nèi)形成導電互連；其中在通過無電沉積來沉積NiFe包覆層的步驟之后，靠近所述溝槽的所述絕緣材料層的堿金屬離子濃度小于1×1011個原子/cm2。
10.一種用于磁電子器件的位線的制造方法，該方法包括如下步驟提供襯底；在所述襯底之上形成絕緣材料層；除去所述絕緣材料層的一部分，以在所述絕緣材料層中形成溝槽，所述溝槽具有底面和與其一體連接的側(cè)壁；在所述溝槽的所述底面和所述側(cè)壁之上沉積第一阻擋層；在所述阻擋層之上通過無電沉積來沉積第一NiFe包覆層，所述第一NiFe包覆層具有底面和與其一體連接的側(cè)壁，其中所述NiFe包覆層的所述底面靠近所述溝槽的所述底面；除去所述第一NiFe包覆層的所述底面；在所述NiFe包覆層的所述側(cè)壁之上和所述溝槽的所述底面之上沉積第二阻擋層；在所述第二阻擋層之上和所述溝槽之內(nèi)形成導電互連；在所述導電互連之上通過無電沉積來沉積第二NiFe包覆層；其中在通過無電沉積來沉積第一NiFe包覆層的步驟之后，靠近所述溝槽的所述絕緣材料層的堿金屬離子濃度小于1×1011個原子/cm2。
全文摘要
提供了用于在工件(30)上無電沉積NiFe的方法和組合物。用于在工件(30)上無電沉積NiFe的沉積溶液由鎳離子源、亞鐵離子源、絡合劑、還原劑和降pH值劑形成。該沉積溶液基本沒有堿金屬離子。用于磁電子器件的磁通量集中系統(tǒng)的制造方法從提供工件(30)并在工件(30)之上形成絕緣材料層(34)來開始，在絕緣材料層(34)中形成溝槽(36)，并在溝槽(36)內(nèi)沉積阻擋層(40)，在所述阻擋層(40)之上沉積NiFe包覆層(46)，在沉積了NiFe包覆層(46)之后，靠近溝槽的絕緣材料層(34)的堿金屬離子濃度小于大約1×10
文檔編號B05D5/12GK1867411SQ200480030104
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月20日 優(yōu)先權日2003年11月5日
發(fā)明者約翰·J.·德厄索, 賈納爾·A.·莫拉, 凱利·W.·凱勒 申請人:飛思卡爾半導體公司