[實用新型]金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721487820.3
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN207409478U
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝明燈
• 申請（專利權(quán)）人: 睿力集成電路有限公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本實用新型提供了一種金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件。利用支撐蓋層，實現(xiàn)多層互連層能夠依次堆疊在襯底上而構(gòu)成互連結(jié)構(gòu)，并且在每一互連層中的多個傳導(dǎo)部中，相鄰的傳導(dǎo)部之間沒有填充介質(zhì)材料，而是利用具備較低介電常數(shù)的空氣相互分隔，從而有效地減小了互連結(jié)構(gòu)中的寄生電容，進(jìn)一步改善了互連結(jié)構(gòu)RC延遲的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)及一種半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高性能與多功能的集成電路新時代，集成電路內(nèi)半導(dǎo)體元件的密度會隨之增加，從而使半導(dǎo)體元件尺寸之間的間距會隨之縮小，進(jìn)而會使半導(dǎo)體元件中的用于傳導(dǎo)電信號的傳導(dǎo)部之間的距離也相應(yīng)的縮減，這將直接導(dǎo)致任意兩相鄰的傳導(dǎo)部之間所產(chǎn)生的寄生電容增加。尤其是，隨著半導(dǎo)體尺寸的不斷縮減，相鄰傳導(dǎo)部之間所產(chǎn)生的寄生電容以及由寄生電容帶來的干擾越來越明顯，例如由于寄生電容的存在會導(dǎo)致由傳導(dǎo)部構(gòu)成的金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)中電容耦合上升，從而增加電力消耗并提高電阻-電容(RC)時間常數(shù)。

為解決上述問題，業(yè)界開始采用低介電常數(shù)(Low-K)的材料作為傳導(dǎo)部之間的填充材料，但還是不能滿足金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)中對填充材料的介電常數(shù)的要求，從而在一定程度上限制了半導(dǎo)體集成電路性能。

可見，如何進(jìn)一步降低傳導(dǎo)部之間的介電常數(shù)，以減小金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)中的寄生電容，對于進(jìn)一步提升半導(dǎo)體器件電路的性能至關(guān)重要。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的互連結(jié)構(gòu)中傳導(dǎo)部之間的填充材料的介電常數(shù)較高，而存在較大的寄生電容的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種背金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)，包括：

一襯底；

多層互連層，依次堆疊在所述襯底上，所述互連層包括多個傳導(dǎo)部，其中，相鄰的所述傳導(dǎo)部共同界定出一空氣間隙，所述空氣間隙位于相鄰的所述傳導(dǎo)部之間，并使所述傳導(dǎo)部具有暴露在所述空氣間隙中的非傳導(dǎo)側(cè)壁；以及，

至少一層支撐蓋層，形成在相鄰的所述互連層之間，所述支撐蓋層貼附于其下方的所述互連層中的所述傳導(dǎo)部的頂部并且并且遮蓋其下方在相鄰的所述傳導(dǎo)部之間的所述空氣間隙的上方，以及所述支撐蓋層支撐其上方的所述互連層中的所述傳導(dǎo)部。

可選的，所述傳導(dǎo)部包括一導(dǎo)電層和一披覆膜，所述披覆膜覆蓋所述導(dǎo)電層的頂部和側(cè)壁以及在所述傳導(dǎo)部之間的所述空氣間隙的底部，并且所述披覆膜中位于所述導(dǎo)電層一側(cè)的部分暴露在所述空氣間隙中。

可選的，所述披覆膜在所述導(dǎo)電層的頂部周邊形成有橫向增厚的懸空部，以縮小所述空氣間隙上方被所述支撐蓋層遮蓋的開口尺寸。

可選的，所述傳導(dǎo)部還包括一粘附層，所述粘附層位于所述導(dǎo)電層和所述披覆膜之間而覆蓋所述導(dǎo)電層的頂部和側(cè)壁，所述披覆膜覆蓋所述粘附層的表面。

可選的，所述粘附層包括一氮氧化硅層。

可選的，所述導(dǎo)電層包括一金屬層和分別位于所述金屬層的頂部和底部的金屬擴(kuò)散阻擋層。

可選的，所述空氣間隙在一線路截斷方向的寬度等于小于所述傳導(dǎo)部在同一線路截斷方向的寬度。

可選的，在每一所述互連層中，多個所述傳導(dǎo)部的頂表面之間的高度位置的差值小于等于所述支撐蓋層的厚度值。

基于以上所述的金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)，本實用新型還提供了一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括如上所述的金屬內(nèi)連線的互連結(jié)構(gòu)。