金属互连结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种金属互连结构及其制造方法，利用前一金属互连层的回刻蚀形成的沟槽增大了碳纳米管的生长面积，更利于碳纳米管的高密度生长，由此形成的高密度碳纳米管可以作为后续通孔中再生长碳纳米管的生长源，提高了通孔中再生长碳纳米管的高密度，由此能够保证了通孔中生长出来的碳纳米管的密度，提高了金属互连结构的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种。
技术介绍
随着铜互连关键尺寸的进一步缩小，单纯依靠铜做导体已经很难满足电学方面的要求，所以研究人员已经开始试验一些新材料来代替铜。碳纳米管(CNT)目前作为铜互连的潜在替代材料，可以显著降低导线电阻，并且不会受到电迁移的困扰，但如何将CNT整合到铜互连中却是一个很大的挑战。请参考图1A 和 1B,现有技术(Towards Future VLSI Interconnects UsingAligned Carbon Nanotubes, 2011 IEEE)中提出了两种可行的整合流程,但都面临自身存在的问题。一种是图1A所示的流程(a),该流程(a)预先用催化剂颗粒(catalyst particle)作为生长源，依靠电场的引导在互连层Metall上形成垂直的CNT，相邻CNT与CNT之间形成CNT通孔(via)，再采用CVD的方法以形成沉积介电层，相当于在通孔中外延生长出均厚催化外延层(blanket catalyst film) SiO2,然后形成互连层Metal2,其缺陷是对CNT通孔的机械强度要求较高；另一种是图1B所示的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属互连结构的制造方法，其特征在于，包括：提供形成有前一金属互连层和前一互连介质层的半导体衬底，所述金属互连层形成于所述前一互连介质层的沟槽中；对所述前一金属互连层进行回刻蚀；在回刻蚀后的前一层金属互连层上形成多个垂直的碳纳米管；在形成所述碳纳米管的器件表面上沉积中间介质层；在所述中间介质层中形成暴露部分碳纳米管顶部的通孔；在所述通孔中再生长碳纳米管；在包含有再生长碳纳米管的器件表面形成下一互连介质层；对所述下一互连介质层进行沟槽刻蚀后形成下一金属互连层。

【技术特征摘要】
1.一种金属互连结构的制造方法，其特征在于，包括: 提供形成有前一金属互连层和前一互连介质层的半导体衬底，所述金属互连层形成于所述前一互连介质层的沟槽中； 对所述前一金属互连层进行回刻蚀； 在回刻蚀后的前一层金属互连层上形成多个垂直的碳纳米管； 在形成所述碳纳米管的器件表面上沉积中间介质层； 在所述中间介质层中形成暴露部分碳纳米管顶部的通孔； 在所述通孔中再生长碳纳米管； 在包含有再生长碳纳米管的器件表面形成下一互连介质层； 对所述下一互连介质层进行沟槽刻蚀后形成下一金属互连层。2.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述前一金属互连层和所述下一金属互连层均为铜互连层。3.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，采用湿法刻蚀对所述前一金属互连层进行回刻蚀。4.如权利要求3所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述湿法刻蚀采用的刻蚀液为酸系刻蚀液或氨水系刻蚀液。5.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，所述前一金属互连层的回刻蚀深度大于2nm。6.如权利要求1所述的金属互连结构的制造方法，其特征在于，在回刻蚀后的前一层金属互连层上形成多个垂直的碳纳米管的步骤包括: 采用图案化的掩膜以及催化剂颗粒在所述回刻蚀后的前一层金属互...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宇，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31