一种空气隙/石墨烯互连结构及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种空气隙/石墨烯互连结构及其制备方法，其包括先在衬底中形成下层互连线，依次淀积阻挡层和介质层，然后在介质层中形成空气隙图形孔，在空气隙图形孔中淀积加热可分解材料，再在介质层表面淀积多孔介质层，接着经光刻刻蚀形成通孔，再在通孔中淀积金属，将加热可分解材料经加热分解从而在介质层中形成空气隙，最后经薄膜转移工艺和光刻刻蚀形成上层石墨烯纳米带互连线。因此，本发明专利技术的方法中通过采用石墨烯纳米带互连线替代传统的Cu金属互连，简化了制造工艺，并且在上、下层互连线交叠位置形成空气隙，能够有效地降低耦合电容，从而减少RC的延迟时间，提高了芯片性能。

【技术实现步骤摘要】
一种空气隙/石墨烯互连结构及其制备方法
本专利技术涉及集成电路
，且特别涉及一种空气隙/石墨烯互连线结构及其制备方法。
技术介绍
近年来,电子信息产业如计算机、通信、自动化等的高速发展给人们的生活带来了巨大的便利，电子产品微型化的同时性能也越来越好。在此过程中单晶硅材料发挥了巨大作用，但随着器件尺寸的不断缩小，极限问题随之出现，如特征线宽的缩小和芯片集成度的限制：一方面，工艺上很难继续达到更窄的线宽，主要体现在光刻精度的问题；另一方面，尺寸不断缩小，一些物理效应将影响器件的正常工作，最终导致器件失效。那么，为了克服这一瓶颈，需要寻找更好的电子器件材料来代替单晶硅。科学家和研究工作者将目光和研究焦点聚集在了明星材料—石墨烯上。石墨烯是由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成，是世界上最薄的二维材料，其厚度仅为单层原子层的厚度—几埃的量级。这种特殊结构蕴含了丰富而新奇的物理现象，使石墨烯表现出许多优异性质。例如，石墨烯的强度是已测试材料中最高的，达130GPa，是钢的100多倍；其载流子迁移率达15000cm2/(V*s)，是目前已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的两倍，超过商本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底中的下层互连线；位于所述衬底上的阻挡层；位于所述阻挡层上的介质层；位于所述介质层上的多孔介质层；位于所述多孔介质层上的上层石墨烯纳米带互连线；贯穿所述阻挡层、所述介质层和所述多孔介质层的填充通孔；所述的下层互连线与所述多孔介质层、所述上层石墨烯纳米带互连线之间通过位于所述介质层中的空气隙相隔离。

【技术特征摘要】
1.一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底中的下层互连线；位于所述衬底上的阻挡层；位于所述阻挡层上的介质层；位于所述介质层上的多孔介质层；位于所述多孔介质层上的上层石墨烯纳米带互连线；贯穿所述阻挡层、所述介质层和所述多孔介质层的填充通孔；所述的下层互连线与所述多孔介质层、所述上层石墨烯纳米带互连线之间通过位于所述介质层中的空气隙相隔离；其中，所述空气隙位于所述上层石墨烯纳米带互连线和下层互连线的交叠区域。2.根据权利要求1所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述空气隙与所述填充通孔不相交。3.根据权利要求1所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述上层石墨烯纳米带互连线的厚度小于10nm。4.根据权利要求1所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述下层互连线，是单层互连线，或多层互连线的任何一层。5.根据权利要求2所述的一种空气隙/石墨烯互连结构，其特征在于：所述空气隙的顶部面积不小于所述交叠区域的面积。6.一种空气隙/石墨烯互连结构的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤S01：在衬底中形成下层互连线；步骤S02：在所述衬底表面依次淀积阻挡层和介质层；步骤S03：经光刻、刻蚀，在所述介质层上形成空气隙图形孔；步骤S04：在所述空气隙图形孔中淀积加热可分解材料；步骤S05：在所述介质层表面淀积多孔介质层；步骤S06：经光刻、刻蚀，形成贯穿所述多孔介质层、所述介质层和所述阻挡层的通孔；步骤S07：在所述通孔中淀积金属，形成填...

【专利技术属性】
技术研发人员：左青云，李铭，曾绍海，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：