一种石墨烯/铜复合互连结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种石墨烯/铜复合互连结构及其制造方法。该石墨烯/铜复合互连结构包括：底部沟槽，形成在绝缘介质(200)内，内部填充底层铜互连线(201)；通孔，贯穿第一刻蚀终止层(202)和第一绝缘介质层(203)所构成的第一介质叠层，通孔内填充有石墨烯(204)；顶部沟槽，贯穿第二刻蚀终止层(205)和第二绝缘介质层(206)所构成的第二介质叠层，内部填充有顶层铜互连线；介质覆盖层(210)，覆盖上述结构的上表面，其中，所述石墨烯(204)的上下表面分别与顶层铜互连线和底层铜互连线(201)相接触。本发明专利技术通过石墨烯连通各层金属连线，能够有效降低电阻率，提高散热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/铜复合互连结构及其制造方法
本专利技术涉及集成电路制造领域，具体涉及一种石墨烯/铜复合互连结构及其制造方法。
技术介绍
随着超大规模集成电路的高速发展，芯片的集成度不断提高，特征尺寸不断减小。金属互连的多层布线导致金属导线的电阻、线间电容和层间电容增大，从而使RC延迟时间、串扰噪声和功耗等增加，这些问题成为集成电路进一步发展的制约因素。为了解决上述问题，一方面采用Cu金属互连线(电阻率为1.7μΩ·cm)代替Al金属互联线(电阻率为3μΩ·cm)，减小电阻；另一方面用低介电常数(低k)介质材料(如SiCOH)代替二氧化硅(k＞＞3.9)，降低金属互连层间的寄生电容。随着技术节点的不断推进，铜互连双镶嵌工艺沟槽以及通孔的横向尺寸不断缩小。为了能够在铜互连双镶嵌工艺沟槽以及通孔中填充更多无孔洞、低电阻率的铜层，集成电路后道工艺对扩散阻挡层的厚度以及质量的要求越来越高。根据国际半导体工艺技术发展规划，集成电路工艺中先进微处理器(MPU)技术对扩散阻挡层厚度要求，在10nm以下技术节点时，阻挡层将缩减到2nm以下。对于如此薄的扩散阻挡层，仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯/铜复合互连结构，其特征在于，/n包括：/n底部沟槽，形成在绝缘介质(200)内，内部填充底层铜互连线(201)；/n通孔，贯穿第一刻蚀终止层(202)和第一绝缘介质层(203)所构成的第一介质叠层，通孔内填充有石墨烯(204)；/n顶部沟槽，贯穿第二刻蚀终止层(205)和第二绝缘介质层(206)所构成的第二介质叠层，内部填充有顶层铜互连线；/n介质覆盖层(210)，覆盖上述结构的上表面，/n其中，所述石墨烯(204)的上下表面分别与顶层铜互连线和底层铜互连线(201)相接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/铜复合互连结构，其特征在于，
包括：
底部沟槽，形成在绝缘介质(200)内，内部填充底层铜互连线(201)；
通孔，贯穿第一刻蚀终止层(202)和第一绝缘介质层(203)所构成的第一介质叠层，通孔内填充有石墨烯(204)；
顶部沟槽，贯穿第二刻蚀终止层(205)和第二绝缘介质层(206)所构成的第二介质叠层，内部填充有顶层铜互连线；
介质覆盖层(210)，覆盖上述结构的上表面，
其中，所述石墨烯(204)的上下表面分别与顶层铜互连线和底层铜互连线(201)相接触。


2.根据权利要求1所述的石墨烯/铜复合互连结构，其特征在于，
所述顶层铜互连线包括铜扩散阻挡层(207)、Cu籽晶层(208)和金属铜(209)，其中，所述铜扩散阻挡层(207)覆盖所述顶部沟槽的侧壁和下表面，所述Cu籽晶层(208)覆盖所述铜扩散阻挡层(207)，所述金属铜(209)覆盖所述Cu籽晶层(208)，并完全填充所述顶部沟槽。


3.根据权利要求1所述的石墨烯/铜复合互连结构，其特征在于，
所述第一刻蚀终止层、所述第二刻蚀终止层是SiCN、SiN、SiC、SiON和SiOC中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的石墨烯/铜复合互连结构，其特征在于，
所述介质覆盖层是SiCN、SiC、SiN中的至少一种。


5.一种石墨烯/铜复合互连结构制造方法，其特征在于，
包括：
在绝缘介质(200)内形成底部沟槽，并在底部沟槽内填充底层铜互连线(201)；
依次形成第一刻蚀终止层(202)和第一绝缘介质层(203)，刻蚀所述第一刻蚀终止层...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝，陈琳，孙清清，张卫，
申请(专利权)人：复旦大学，上海集成电路制造创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31