[發(fā)明專利]石墨烯和金屬互連

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380065932.8
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104885210B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑軍靜;G·伯尼拉;R·G·菲利皮;N·E·拉斯汀;A·H·希門;S·S·喬伊
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/3205;H01L21/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

1.一種互連結(jié)構(gòu)，包括：

石墨烯(30)連接器；

襯墊層(28)，其襯在包括所述石墨烯(30)連接器的溝槽(26)內(nèi)；

上通孔(36)，所述上通孔的下端與石墨烯(30)連接器的第一端相連，其中所述上通孔(36)穿透所述石墨烯(30)連接器；以及

下通孔(16)，所述下通孔的頂端與石墨烯(30)連接器的第二端相連，其中所述襯墊層(28)和所述石墨烯(30)連接器的所述第二端二者的一部分水平地穿過所述下通孔(16)。

2.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中所述上通孔(36)與襯墊層(28)在所述石墨烯(30)連接器的底部處接觸。

3.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中所述上通孔(36)與襯墊層(28)在所述石墨烯(30)連接器的側(cè)壁處接觸。

4.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中所述襯墊層(28)包括Ru或Ta的至少之一。

5.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中所述石墨烯(30)連接器和所述下通孔(26)的頂端的一部分共面。

6.如權(quán)利要求1所述的互連結(jié)構(gòu)，其中所述上通孔(36)和所述下通孔(26)的一個或全部包括填充其相應(yīng)內(nèi)部部分的填充金屬，所述填充金屬是銅、鋁、銀、金、鈣、鉑、錫、鋰、鋅、鎳、鎢中一種或多種的元素形式或合金。

7.一種形成互連結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：

刻蝕第一溝槽(26)，從而去除第一通孔(16)的頂端的至少一部分，所述第一溝槽(26)的第一端與所述第一通孔(16)的頂部交叉；

形成進(jìn)入第一溝槽(26)的襯墊層(28)；

形成進(jìn)入第一溝槽(26)的石墨烯催化劑層；

在所述第一溝槽(26)中形成多層石墨烯(30)；

沉積介電材料層以便在第一溝槽和第一通孔上形成蓋(25)；

在蓋(25)的頂上施加絕緣材料(32)；以及

在絕緣材料(32)、蓋(25)以及被填充了石墨烯(30)的第一溝槽的第二端的一部分中形成開口，使得所述開口穿透所述多層石墨烯(30)。

8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括：

向所述開口中沉積勢壘材料層(38)；以及

用填充金屬填充所述開口以形成第二通孔(36)。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述勢壘材料(38)包括鈷、釕、鉭、氮化鉭、氧化銦、氮化鎢和氮化鈦中的一個或多個。

10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述填充金屬是銅、鋁、銀、金、鈣、鉑、錫、鋰、鋅、鎳、鎢中一種或多種的元素形式或合金。

11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中生長多層石墨烯包括碳源的化學(xué)氣相沉積。

12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述碳源是液體。

13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述碳源是固體。

14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述化學(xué)氣相沉積時的溫度為300℃到400℃。

15.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述石墨烯催化劑層包括鎳、鈀、釕、銥和銅的一種或多種的元素形式或合金。