[发明专利]金属连接结构及其形成方法

权利要求书

1.一种金属连接结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一基底，所述第一基底包括第一介质层和位于所述第一介质层内的第一金属通孔；

提供第二基底，所述第二基底包括第二介质层，所述第二介质层内形成有开口；

形成覆盖所述开口侧壁表面的第二阻挡层，所述第二阻挡层为非金属材料；

形成位于所述第二阻挡层表面且填充满所述开口的第二金属通孔；

将所述第一金属通孔表面与所述第二金属通孔表面键合，使得所述第一金属通孔与第二金属通孔电连接。

2.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层包括层间介质层和位于所述层间介质层表面的第一阻挡层；所述金属连接结构的形成方法还包括：将所述第二阻挡层表面与所述第一阻挡层表面键合。

3.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第二金属通孔的形成方法包括：在所述开口内以及第二介质层表面沉积填充满所述开口的金属材料；以所述第二介质层作为停止层，对所述金属材料进行化学机械研磨处理，在所述开口内形成第二金属通孔。

4.根据权利要求3所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，在对所述金属材料进行化学机械研磨处理的过程中，对所述第二阻挡层的研磨速率小于对所述金属材料的研磨速率。

5.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第二金属通孔的材料在所述第二阻挡层内的扩散速率小于在所述第二介质层内的扩散速率。

6.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层的材料包括氮化硅、碳化硅或BLOk中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层厚度范围为15nm～50nm。

8.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层的形成方法包括：在所述开口内壁表面和所述第二介质层表面沉积阻挡材料层；采用各向异性刻蚀工艺去除位于所述第二介质层表面以及位于所述开口底部表面的阻挡材料层，形成位于所述开口侧壁表面的第二阻挡层。

9.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第一金属通孔表面在所述第二金属通孔表面的投影完全位于所述第二金属通孔表面内。

10.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第一基底内还形成有存储阵列结构，所述第一金属通孔底部连接所述存储阵列结构；所述第二基底内还形成有CMOS电路结构，所述第二金属通孔底部连接所述CMOS电路结构。

11.根据权利要求1所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第二阻挡层环绕所述第二金属通孔呈封闭环状。

12.一种金属连接结构，其特征在于，包括：

第一基底，所述第一基底包括第一介质层和位于所述第一介质层内的第一金属通孔；

位于所述第一基底表面的第二基底，所述第二基底包括第二介质层和位于所述第二介质层内的第二金属通孔，所述第二金属通孔表面与所述第一金属通孔表面键合连接；

所述第二金属通孔侧壁和第二介质层之间具有第二阻挡层，所述第二阻挡层为非金属材料。

13.根据权利要求12所述的金属连接结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层包括层间介质层和位于所述层间介质层表面的第一阻挡层；所述第二阻挡层表面与所述第一阻挡层表面键合。

14.根据权利要求12所述的金属连接结构，其特征在于，所述第二金属通孔的材料在所述第二阻挡层内的扩散速率小于在所述第二介质层内的扩散速率。