布线结构和采用该布线结构的电子装置制造方法及图纸

技术编号:14185611 阅读:102 留言:0更新日期:2016-12-14 16:21
示例实施方式涉及布线结构、形成该布线结构的方法以及采用该布线结构的电子装置。该布线结构包括第一导电材料层和在第一导电材料层上与金属层直接接触的纳米晶石墨烯层。

Wiring structure and electronic device using the same

Example embodiment relates to wiring structure, method for forming the wiring structure and electronic device using the same. The wiring structure includes a first conductive material layer and a nano crystalline graphene layer which is directly contacted with the metal layer on the first conductive material layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
示例实施方式涉及布线结构和/或采用该布线结构的电子装置,更具体地,示例实施方式涉及能够减小线宽并降低布线电阻的布线结构和/或采用该布线结构的电子装置。
技术介绍
关于高密度和高性能的半导体器件,已经努力减小金属布线的线宽和厚度。当金属布线的线宽和厚度减小时,对于每个晶片而言,将聚集的半导体芯片的数目可以增加。此外,当金属布线的厚度减小时,线的电容可以减小,因而,在动态随机存取存储器(DRAM)等中的感测裕度可以增加。然而,当金属布线的线宽和厚度减小时,电阻典型地增加。因此,降低布线结构的电阻的重要性提高。当前的互连技术接近其中比电阻随着线宽的显著减小而大大增加的物理极限。因此,在形成布线结构时用于减小电阻的新材料和新工艺可以是有利的。
技术实现思路
技术问题示例实施方式涉及能够通过包括石墨烯而减小线宽和布线电阻的布线结构和/或采用该布线结构的电子装置。针对该问题的方案额外的示例实施方式将在以下的描述中部分地阐述且部分将自该描述明显,或者可以通过示例实施方式的实践而习知。根据至少一个示例实施方式,一种布线结构包括第一导电材料层和形成在第一导电材料层上的纳米晶石墨烯。纳米晶石墨烯层可以满足以下条件的至少之一:纳米晶石墨烯具有小于第一导电材料层的厚度的20%的厚度,纳米晶石墨烯具有等于或大于0.05的拉曼光谱的2D/G比值,纳米晶石墨烯具有等于或小于2的D/G比值,以及纳米晶石墨烯具有等于或大于1nm的晶体尺寸。纳米晶石墨烯层可以通过沉积形成在第一导电材料层上。纳米晶石墨烯层可以用掺杂成分掺杂。掺杂成分可以包括以下至少之一:NO2BF4、NOBF4、NO2SbF6、HCl、H2PO4、CH3COOH、H2SO4、HNO3、二氯二氰基醌、oxon、二肉豆蔻酰磷脂酰肌醇以及三氟甲磺酰亚胺;由HPtCl4、AuCl3、HAuCl4、AgOTfs、AgNO3、H2PdCl6、Pd(OAc)2以及Cu(CN)2组成的无机p-掺杂剂组;由取代的或未被取代的烟酰胺的还原物质、与取代的或未被取代的烟酰胺化学键合的化合物的还原物质以及在分子结构中包含两个(种)或更多个(种)吡啶衍生物并且在至少一个(种)吡啶衍生物的环内包含还原的氮的化合物组成的有机n-掺杂剂组;(2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌)DDQ和(苯甲基紫罗碱)BV。第一导电材料层可以通过使用包括包含Ni、Cu、Co、Fe或Ru的过渡金属,TiN、W、NiSi、CoSi、CuSi、FeSi、MnSi、RuSi、RhSi、IrSi、PtSi、TiSi和WSi的至少之一,或其合金,或多晶硅的材料而形成为单层或多层。纳米晶石墨烯层可以在第一导电材料层上形成为与第一导电材料层直接接触。第一导电材料层可以是或包括金属层。布线结构还可以包括形成在第一导电材料层上的籽晶层。纳米晶石墨烯层可以直接生长在籽晶层上。籽晶层可以是或包括金属-碳键合层。籽晶层可以具有等于或小于1nm的厚度。布线结构还可以包括形成在纳米晶石墨烯上的第二导电材料层。布线结构还可以包括在被转移到纳米晶石墨烯上的石墨烯层。第一导电材料层可以包括多晶硅层和金属层,并且第二导电材料层可以包括由金属材料形成或包括金属材料。金属层可以包括TiN或TiSiN,第二导电材料层可以包括W,籽晶层可以由Ti-C形成。第一导电材料层可以包括多晶硅层,并且第二导电材料层可以由金属材料形成或包括金属材料。第二导电材料层可以包括W,籽晶层可以由Si-C形成或包括Si-C。第一导电材料层可以由使用一材料的单层或多层结构形成,或者包括使用一材料的单层或多层结构,所述材料包括包含Ni、Cu、Co、Fe或Ru的过渡金属,TiN、W、NiSi、CoSi、CuSi、FeSi、MnSi、RuSi、RhSi、IrSi、PtSi、TiSi、TiSiN和WSi的至少之一,或其合金,或多晶硅。根据另一示例实施方式,一种布线结构包括:导电材料层;纳米晶石墨烯层,形成在导电材料层上以与导电材料层直接接触;以及形成在纳米晶石墨烯层上的石墨烯层。纳米晶石墨烯层可以满足以下条件的至少之一:纳米晶石墨烯具有小于导电材料层的厚度的20%的厚度、纳米晶石墨烯具有等于或大于0.05的拉曼光谱的2D/G比值、纳米晶石墨烯具有等于或小于2的D/G比值、以及纳米晶石墨烯具有等于或大于1nm的晶体尺寸。纳米晶石墨烯层可以通过沉积形成在导电材料层上。纳米晶石墨烯层可以在去除在导电材料层上的自然氧化物膜之后被形成。自然氧化物膜可以通过还原被去除。石墨烯层可以通过转移分离生长的石墨烯而形成。石墨烯层可以配置为单层至三十层的石墨烯。石墨烯层可以具有等于或小于大约10nm的厚度。石墨烯层和纳米晶石墨烯层的至少之一可以用掺杂成分掺杂。掺杂成分可以包括一下中至少一种:由NO2BF4、NOBF4、NO2SbF6、HCl、H2PO4、CH3COOH、H2SO4、HNO3、二氯二氰基醌、oxon、二肉豆蔻酰磷脂酰肌醇以及三氟甲磺酰亚胺组成的有机p-掺杂剂组;由HPtCl4、AuCl3、HAuCl4、AgOTfs、AgNO3、H2PdCl6、Pd(OAc)2以及Cu(CN)2组成的无机p-掺杂剂组;由取代的或未被取代的烟酰胺的还原物质、与取代的或未被取代的烟酰胺化学键合的化合物的还原物质以及在分子结构中包含两个(种)或更多个(种)吡啶衍生物并且在至少一个(种)吡啶衍生物的环内包含还原的氮的化合物组成的有机n-掺杂剂组;DDQ;和BV。导电材料层可以通过使用包括包含Ni、Cu、Co、Fe或Ru的过渡金属,TiN、W、NiSi、CoSi、CuSi、FeSi、MnSi、RuSi、RhSi、IrSi、PtSi、TiSi、TiSiN和WSi的至少之一,或其合金,或多晶硅的材料形成为单层或多层。根据另一示例实施方式,一种电子装置包括上述布线结构。电子装置还可以包括多个元件。所述多个元件的每个可以包括晶体管、电容器和电阻器的至少之一。布线结构可以用于所述多个元件之间的连接或每个元件内的连接。布线结构可以用于在每个由所述多个元件的组合组成的单位单元之间的连接。布线结构可以用于在每个由所述单位单元组成的芯片之间的连接。电子装置还可以包括多个元件。所述多个元件的每个可以包括晶体管、电容器和电阻器的至少之一。布线结构可以用于在每个由所述多个元件的组合组成的单位单元之间的连接。电子装置还可以包括多个元件。所述多个元件的每个可以包括从由晶体管、电容器和电阻器组成的组选择的至少一个。布线结构可以用于在每个由所述多个元件的组合组成的单位单元之间的连接。根据至少一个示例实施方式,一种布线结构包括金属层、基本上从其表面去除的其自然氧化物膜、以及在金属层上与金属层的金属性表面直接接触的纳米晶石墨烯。本专利技术的有益效果按照根据示例实施方式的布线结构以及形成该布线结构的方法,纳米晶石墨烯直接生长在用于布线结构的导电材料层或籽晶层上。因而,可以实现具有关于金属表面的高粘合强度并具有降低的布线电阻的布线结构。附图说明这些和/或其它示例实施方式将从结合附图对示例实施方式的以下描述变得明显且更容易理解,在图中:图1是示出根据至少一个示例实施方式的布线结构的示意性截面图;图2是示出根据另一示例实施方式的布线结构的示意性本文档来自技高网...
<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/59/201580020424.html" title="布线结构和采用该布线结构的电子装置原文来自X技术">布线结构和采用该布线结构的电子装置</a>

【技术保护点】
一种布线结构,包括:第一导电材料层;以及在所述第一导电材料层上的纳米晶石墨烯层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.19 KR 10-2014-0019211;2014.10.30 KR 10-2011.一种布线结构,包括:第一导电材料层;以及在所述第一导电材料层上的纳米晶石墨烯层。2.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述纳米晶石墨烯层具有以下至少之一:小于所述第一导电材料层的厚度的20%的厚度、等于或大于0.05的拉曼光谱的2D/G比值、等于或小于2的D/G比值、以及等于或大于1nm的晶体尺寸。3.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述纳米晶石墨烯层具有大约1nm至大约100nm的晶体尺寸。4.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述纳米晶石墨烯层通过沉积形成在所述第一导电材料层上。5.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述纳米晶石墨烯层用掺杂成分掺杂。6.根据权利要求5所述的布线结构,其中所述掺杂成分包含包括NO2BF4、NOBF4、NO2SbF6、HCl、H2PO4、CH3COOH、H2SO4、HNO3、二氯二氰基醌、oxon、二肉豆蔻酰磷脂酰肌醇以及三氟甲磺酰亚胺的至少之一的有机p-掺杂剂组;由HPtCl4、AuCl3、HAuCl4、AgOTfs、AgNO3、H2PdCl6、Pd(OAc)2以及Cu(CN)2组成的无机p-掺杂剂组;由取代的或未被取代的烟酰胺的还原物质、与取代的或未被取代的烟酰胺化学键合的化合物的还原物质以及在分子结构中包含两个(种)或更多个(种)吡啶衍生物并且在至少一个(种)吡啶衍生物的环内包含还原的氮的化合物组成的有机n-掺杂剂组;DDQ;以及BV。7.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述第一导电材料层具有包括一材料的单层结构或多层结构,所述材料包括包含Ni、Cu、Co、Fe或Ru的至少一过渡金属,TiN、W、NiSi、CoSi、CuSi、FeSi、MnSi、RuSi、RhSi、IrSi、PtSi、TiSi、TiSiN和WSi的至少之一,或其合金,或多晶硅。8.根据权利要求1所述的布线结构,其中所述纳米晶石墨烯层在所述第一导电材料层上并且与所述第一导电材料层直接接触。9.根据权利要求8所述的布线结构,其中所述第一导电材料层是金属层。10.根据权利要求1所述的布线结构,还包含在所述第一导电材料层上的籽晶层,其中所述纳米晶石墨烯层直接生长在所述籽晶层上。11.根据权利要求10所述的布线结构,其中所述籽晶层是金属-碳键合层。12.根据权利要求11所述的布线结构,其中所述籽晶层具有等于或小于1nm的厚度。13.根据权利要求10所述的布线结构,还包含在所述纳米晶石墨烯层上的第二导电材料层。14.根据权利要求13所述的布线结构,还包含在所述纳米晶石墨烯层上的石墨烯层。15.根据权利要求13所述的布线结构,其中所述第一导电材料层包含多晶硅层和金属层,并且所述第二导电材料层包括金属性材料。16.根据权利要求15所述的布线结构,其中所述金属层包含TiN或TiSiN,所述第二导电材料层包括W,所述籽晶层包括Ti-C。17.根据权利要求13所述的布线结构,其中所述第一导电材料层包含多晶硅层,并且所述第二导电材料层包括金属性材料。18.根据权利要求17所述的布线结构,其中所述第二导电材料层包含W,所述籽晶层包括Si-C。19.根据权利要求10所述的布线结构,其中所述第一导电材料层包含包括一材料的单层或多层结构,所述材料包括包含Ni、Cu、Co、Fe或Ru的过渡金属,TiN、W、NiS...

【专利技术属性】
技术研发人员:李昌锡申铉振朴晟准任桐贤朴显申建旭李钟鸣林汉镇
申请(专利权)人:三星电子株式会社
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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