[發明專利]具有納米管層的半導體器件及其形成方法

有效

• 申請號: 201310029975.2
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103227165B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 道格拉斯·M·雷伯
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 劉光明,穆德駿

1.一種半導體器件，包括：

襯底；

在所述襯底上的導電層；

在所述導電層上的第一介電層，所述介電層具有第一開口；

在所述介電層上的第一多個導電納米管；

在所述介電層內的所述第一開口上的第二多個導電納米管；

在所述第一多個導電納米管和所述第二多個導電納米管上的第二介電層，所述第二介電層具有在所述第二多個導電納米管上的第二開口；以及

在所述第二開口內的導電材料，穿過所述第二多個導電納米管在所述導電層和所述導電材料之間形成電接觸；

其中所述第一多個導電納米管自所述第一介電層延伸至第二介電層；所述第二多個導電納米管自所述導電層延伸至所述導電材料。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一多個和第二多個導電納米管是同質的。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第一和第二多個導電納米管的導電納米管是碳納米管。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述第二多個導電納米管和所述導電層之間的合金包括鈷。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述導電材料包括：第一金屬層，接觸所述第二開口的側壁以及所述第二多個導電納米管的頂端；以及金屬填充物，用于填充所述第二開口。

6.一種在襯底上形成半導體器件的方法，包括：

在所述襯底上形成第一導電層；

在所述第一導電層上形成第一介電層；

在所述第一介電層內形成第一開口；

在所述第一介電層上和在所述第一開口內沉積種層；

從在所述第一介電層上以及在所述第一開口上的所述種層形成導電納米管的層；

在所述導電納米管的層上形成第二介電層；

在所述第一開口上的所述第二介電層內形成第二開口；以及

在所述第二開口內沉積導電材料，

其中，所述導電納米管的第一部分從所述第一介電層延伸到所述第二介電層，并且所述導電納米管的第二部分從所述第一導電層延伸到所述導電材料。

7.根據權利要求6所述的方法，其中形成第一導電層的步驟包括：

形成銅層；以及

在所述銅層上形成鈦/鉭層。

8.根據權利要求6所述的方法，其中沉積種層的步驟包括形成鈷層。

9.根據權利要求6所述的方法，其中形成導電納米管的層的步驟的進一步的特征在于，所述導電納米管包括碳納米管。

10.一種形成穿孔的方法，包括：

在襯底上形成導電線；

在所述導電線上形成絕緣層；

在所述絕緣層內形成開口以暴露所述導電線的一部分；

形成分離的離散種子，第一多個所述離散種子在被暴露的所述導電線的一部分上，第二多個所述離散種子在所述絕緣層上；

在所述第一多個離散種子上和所述第二多個離散種子上同時生長導電納米管；以及

形成到生長自所述第一多個種子的所述導電納米管的金屬接觸，借此，生長自所述第一多個種子且與所述金屬接觸相接觸的導電納米管起到穿孔的功能，所述穿孔電連接所述金屬接觸到所述導電線，

所述方法還包括：

在所述導電納米管上形成絕緣層，其中所述絕緣層具有開口并且所述金屬接觸在所述開口內，并且其中生長自所述第二多個種子的所述導電納米管起到在所述穿孔周圍的層間電介質的功能。