[發明專利]互連結構及其制造方法、包括互連結構的電子設備

有效

• 申請號: 201810149531.5
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108198801B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 朱慧瓏
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L21/768
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

公開了互連結構及其制造方法以及包括這種互連結構的電子設備。根據實施例，互連結構可以包括：處于第一高度的第一互連線，至少包括沿第一方向延伸的第一部分；處于比第一高度高的第二高度的第二互連線，至少包括沿與第一方向交叉的第二方向延伸的第二部分；設于第一互連線的第一部分與第二互連線的第二部分之間用于將第一互連線和第二互連線電連接的過孔插塞，其中，過孔插塞包括分別與第一部分的相對側壁實質上平行延伸的第一對側壁以及分別與第二部分的相對側壁實質上平行延伸的第二對側壁。

技術領域

本申請一般地涉及集成電路制造領域，更具體地，涉及一種互連結構及其制造方法以及包括這種互連結構的電子設備。

背景技術

隨著集成電路(IC)的集成密度越來越高，用于制造互連結構的空間越來越小，這使得制造難度和電阻均增加。例如，互連線通常由導電金屬如銅(Cu)、鋁(Al)、鈷(Co)或鎢(W)等制成，由于線寬減小，因而金屬晶粒尺寸較小，從而材料性能特別是導電性能劣化。而且，在使用金屬互連線時，通常需要設置擴散阻擋層如氮化鈦(TiN)或氮化鉭(TaN)等。但是，在小尺度下，擴散阻擋層的厚度可能相對過厚。于是，可能導致大電阻。另外，因對準誤差的原因，需要增加互聯線之間的間距，增加了生產成本，且小尺寸接觸孔的光刻、刻蝕和填充都比較困難。

發明內容

有鑒于此，本公開的目的至少部分地在于提供一種具有改進性能和/或制造的互連結構及其制造方法以及包括這種互連結構的電子設備。

根據本公開的一個方面，提供了一種互連結構，包括：處于第一高度的第一互連線，至少包括沿第一方向延伸的第一部分；處于比第一高度高的第二高度的第二互連線，至少包括沿與第一方向交叉的第二方向延伸的第二部分；設于第一互連線的第一部分與第二互連線的第二部分之間用于將第一互連線和第二互連線電連接的過孔插塞，其中，過孔插塞包括分別與第一部分的相對側壁實質上平行延伸的第一對側壁以及分別與第二部分的相對側壁實質上平行延伸的第二對側壁。

根據本公開的另一方面，提供了一種制造互連結構的方法，包括：在層間電介質層上依次形成第一互連線材料層和過孔插塞材料層；按照第一互連線的布局，對過孔插塞材料層和第一互連線材料層進行構圖，從而由第一互連線材料層形成第一互連線，其中，第一互連線至少包括沿第一方向延伸的第一部分；進一步升高層間電介質層至與過孔插塞材料層的頂面實質上齊平；在層間電介質層上形成第二互連線材料層；以及按照第二互連線的布局，對第二互連線材料層和過孔插塞材料層進行構圖，從而由第二互連線材料層形成第二互連線，其中，第二互連線至少包括沿與第一方向交叉的第二方向延伸的第二部分，從而在第一部分與第二部分相交之處由過孔插塞材料層形成過孔插塞。

根據本公開的又一方面，提供了一種電子設備，包括上述互連結構。

根據本公開的實施例，過孔插塞由位于其上下方的互連線來限定，因而自對準于其上下方的互連線并將它們彼此電連接。于是，可以避免誤對準。另外，互連結構可以包括金屬元素與半導體元素的化合物，例如金屬硅化物、鍺化物或硅鍺化物等。使用這種材料，在制造互連結構時，可以利用半導體材料如(多晶或非晶)硅、鍺、鍺硅等，這些材料易于填充和構圖。而且，在相同線寬下，相對于細金屬線，由金屬硅化物、鍺化物或硅鍺化物等形成的互連線可以具有更小的電阻。

附圖說明

通過以下參照附圖對本公開實施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：