[发明专利]一种空气隙/石墨烯互连结构及其制备方法有效
| 申请号： | 201210449288.1 | 申请日： | 2012-11-12 |
| 公开（公告）号： | CN102956611B | 公开（公告）日： | 2017-03-15 |
| 发明（设计）人： | 左青云;李铭;曾绍海 | 申请（专利权）人： | 上海集成电路研发中心有限公司 |
| 主分类号： | H01L23/522 | 分类号： | H01L23/522;H01L23/532;H01L21/768 |
| 代理公司： | 上海天辰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31275 | 代理人： | 吴世华,林彦之 |
| 地址： | 201210 上*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 空气 石墨 互连 结构 及其 制备 方法 | ||
1.一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底中的下层互连线；
位于所述衬底上的阻挡层；
位于所述阻挡层上的介质层；
位于所述介质层上的多孔介质层；
位于所述多孔介质层上的上层石墨烯纳米带互连线；
贯穿所述阻挡层、所述介质层和所述多孔介质层的填充通孔；
所述的下层互连线与所述多孔介质层、所述上层石墨烯纳米带互连线之间通过位于所述介质层中的空气隙相隔离。
2.根据权利要求1所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述空气隙，位于所述上层石墨烯纳米带互连线和下层互连线的交叠区域，且与所述填充通孔不相交。
3.根据权利要求1所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述上层石墨烯纳米带互连线的厚度小于10nm。
4.根据权利要求1所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述下层互连线，是单层互连线，或多层互连线的任何一层。
5.根据权利要求2所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述空气隙的顶部面积不小于所述交叠区域的面积。
6.一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤S01：在衬底中形成下层互连线；
步骤S02：在所述衬底表面依次淀积阻挡层和介质层；
步骤S03：经光刻、刻蚀，在所述介质层上形成空气隙图形孔；
步骤S04：在所述空气隙图形孔中淀积加热可分解材料；
步骤S05：在所述介质层表面淀积多孔介质层；
步骤S06：经光刻、刻蚀，形成贯穿所述多孔介质层、所述介质层和所述阻挡层的通孔；
步骤S07：在所述通孔中淀积金属，形成填充通孔；
步骤S08：在所述介质层中形成空气隙；
步骤S09：在所述多孔介质层表面形成上层石墨烯纳米带互连线。
7.根据权利要求6所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：步骤S04中，淀积所述的加热可分解材料所采用的方法为化学气相沉积法(CVD)或旋涂法。
8.根据权利要求6所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：步骤S04中，在所述的加热可分解材料淀积之后，还包括采用化学机械研磨或者刻蚀工艺对所述加热可分解材料顶部的表面进行处理。
9.根据权利要求6所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：步骤S08中，对所述加热可分解材料进行加热后所述加热可分解材料完全分解并通过所述多孔介质层完全溢出，从而得到所述空气隙。
10.根据权利要求9所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：步骤S08中，所述加热分解的温度不高于500℃。
11.根据权利要求6所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：所述石墨烯互连线的形成包括如下步骤：先通过薄膜转移工艺将石墨烯薄膜转移到所述多孔介质层上形成石墨烯层，然后经刻蚀工艺对所述石墨烯层进行图形化，形成所述上层石墨烯纳米带互连线。
12.根据权利要求11所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：所述石墨烯薄膜的制备方法为CVD法、SiC热分解法、或氧化还原法。
13.根据权利要求11所述的一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于：对所述石墨烯层进行图形化是通过气体干法刻蚀完成。
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