[發明專利]半導體器件、形成互連結構的方法

有效

• 申請號: 201110107566.0
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102760686A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 張海洋;洪中山;周俊卿
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及半導體器件、形成互連結構的方法。

背景技術

在半導體器件中，減小RC(resistance?capacitance?delay)延遲，可以提高半導體器件的性能。隨著半導體工藝的發展，半導體技術在摩爾定律的驅動下持續地朝更小的工藝節點邁進，工藝節點進入到65納米、45納米，甚至更低的32納米。隨著半導體技術的不斷進步，器件的功能不斷強大，器件的集成度越來越高，器件的特征尺寸(critical?dimension，CD)越來越小，相應的需要進一步減小RC延遲，這樣才可以提高半導體器件的性能。

現有技術中，半導體器件的互連結構的中使用的材料通常為鋁、銅、鎢。互連結構包括互連線以及栓塞，栓塞的材料通常使用銅或者鎢，互連線的材料通常使用銅或鋁。最初，使用鎢作為栓塞的材料，使用鋁作為互連線的材料，然而隨著半導體工藝的發展，為了減小RC延遲，采用銅作為材料的栓塞、互連線逐漸取代了鎢栓塞、鋁互連線。

然而，隨著半導體技術的發展，銅栓塞、銅互連線的RC延遲將會成為提高半導體器件性能的一大障礙，期望可以找到一種替代的材料作為互連結構的材料，用該材料形成互連結構，減少RC延遲，提高半導體器件的性能。

現有技術中有許多關于半導體器件互連結構的專利，例如，申請號為“200910052969.2”的中國專利申請，然而，均沒有解決以上所述的技術問題。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種新的形成互連結構的方法，減少RC延遲。

為解決上述問題，本發明提供一種形成互連結構的方法，包括：

提供第一襯底，在所述第一襯底上形成犧牲層；

利用壓印模具拓印所述犧牲層，在所述犧牲層上形成凸棱，所述凸棱具有頂面和兩側壁；

在所述凸棱頂面、側壁的預定位置以及相鄰的凸棱之間形成碳單原子層，作為互連結構；

形成粘附層，覆蓋所述碳單原子層；

去除所述犧牲層；

將所述粘附層、碳單原子層轉移至第二襯底上，所述第二襯底為半導體襯底，其中形成有器件結構，所述碳單原子層與所述器件結構電連接。

可選的，利用壓印模具拓印所述犧牲層，在所述犧牲層上形成凸棱包括：對所述犧牲層進行軟化；使用所述壓印模具對所述軟化后的犧牲層進行沖壓；對所述沖壓后的犧牲層進行凍結，形成凸棱；移除所述壓印模具。

可選的，所述犧牲層的材料為鎳。

可選的，在所述凸棱的頂面、側壁的預定位置以及相鄰凸棱之間形成碳單原子層包括：

在所述凸棱的兩側壁形成中間層；

去除側壁預定位置的中間層；

分解甲烷，在所述凸棱的頂面、側壁的預定位置以及相鄰凸棱之間形成碳單原子層。

可選的，在所述凸棱的兩側壁形成中間層包括：

形成中間層，覆蓋所述凸棱的頂面和兩側壁；

光刻、刻蝕去除頂面的中間層。

可選的，所述中間層的材料為氮化硅，其形成方法為化學氣相沉積。

可選的，在去除犧牲層時，還包括去除剩余的中間層。

可選的，利用鹽酸或者磷酸濕法刻蝕去除所述犧牲層、去除剩余的中間層。

可選的，在將所述粘附層、碳單原子層轉移至第二襯底上之后還包括：去除粘附層。

可選的，所述粘附層的材料為有機玻璃。

可選的，所述形成粘附層的方法為旋涂法。

可選的，利用丙酮濕法刻蝕去除粘附層。

可選的，去除粘附層后還包括退火的步驟。

可選的，去除粘附層之后，還包括形成超低k介質層，覆蓋所述第二襯底以及碳單原子層。

可選的，超低k介質層為膠狀，其材料為SiLK，聚酰亞胺，降冰片烯聚合物，苯環丁烯或聚四氟乙烯。

可選的，所述第一襯底的材料為硅或二氧化硅。

本發明還提供一種半導體器件，包括：

襯底，所述襯底中形成有器件結構；

形成在所述襯底上的互連結構，與所述器件結構電連接；

所述互連結構由碳單原子層形成。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

利用碳單原子層的高導電性，本發明形成了由碳單原子層組成的互連結構，可以降低RC延遲，提高半導體器件的性能。

附圖說明

圖1是本發明具體實施例的形成互連結構的方法的流程圖；