导电层压结构、电互连件及形成电互连件的方法技术

一些实施例包含电互连件。所述互连件可含有具有夹在非石墨烯区之间的石墨烯区的层压结构。在一些实施例中，所述石墨烯区与非石墨烯区可嵌套在彼此内。在一些实施例中，电绝缘材料可在所述层压结构的上部表面上方，且开口可穿过所述绝缘材料延伸到所述层压结构的一部分。导电材料可在所述开口内且与所述层压结构的所述非石墨烯区中的至少一者电接触。一些实施例包含形成电互连件的方法，其中非石墨烯材料与石墨烯交替地形成于沟槽内以形成嵌套的非石墨烯区与石墨烯区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
电互连件可用于电互连集成电路的各种组件。集成电路制作的持续目标是增加电路装置的密度。相关目标是开发可在相对小物理尺寸内维持高电流密度的电互连件。常规处理利用导电掺杂的半导体材料(例如，导电掺杂的硅、导电掺杂的锗等)、金属材料(例如，铜、铝等)及含金属组合物(例如，金属硅化物、金属氮化物等)中的一者或一者以上用于电互连件。由于集成电路形成为越来越高的密度，因此以常规材料来形成令人满意的电互连件正变得日益困难。相应地，期望开发新互连件结构及开发用于制作此些互连件结构的方法。
技术实现思路
附图说明·图1到7是半导体构造的一部分在实例性实施例的各种处理阶段处的图解性横截面图。图8是图7的半导体构造的图解性俯视图。图7的横截面图是沿着图8的线7-7。图9是所展示的图1到7的半导体构造在图7及8的处理阶段之后的处理阶段处的图解性横截面图。图10及11分别是所展示的图1到7的半导体构造在图9的处理阶段之后的处理阶段处的图解性横截面图及图解性俯视图。图10的横截面图是沿着图11的线10-10。图12及13分别是所展示的图1到7的半导体构造在图10及11的处理阶段之后的处理阶段处的图解性横截面图及图解性俯视图。图12的横截面图是沿着图13的线 12-12。图14及15分别是所展示的图1到7的半导体构造在图12及13的处理阶段之后的处理阶段处的图解性横截面图及图解性俯视图。图14的横截面图是沿着图15的线 14-14。图16及17分别是所展示的图1到7的半导体构造在图14及15的处理阶段之后的处理阶段处的图解性横截面图及图解性俯视图。图16的横截面图是沿着图17的线 16-16。图18及19是半导体构造的一部分在另一实例性实施例的各种处理阶段处的图解性横截面图。图18的处理阶段在图10及图11的处理阶段之后。图20及21是图10及11的半导体构造的横截面侧视图及图解性俯视图，且表示另一实例性实施例的处理阶段。图20的横截面图是沿着图21的线20-20。图22到24是图20及21的半导体构造在图20及21的处理阶段之后的处理阶段处的图解性俯视图及一对横截面侧视图。图23的横截面图是沿着图22及24的线23-23， 且图24的横截面图是沿着图22及23的线24-24。图25到27是图22到24的半导体构造在图22到24的处理阶段之后的处理阶段处的图解性俯视图及一对横截面侧视图。图26的横截面图是沿着图25及27的线26-26， 且图27的横截面图是沿着图25及26的线27-27。图28到30是图22到24的半导体构造在图25到27的处理阶段之后的处理阶段处的图解性俯视图及一对横截面侧视图。图29的横截面图是沿着图28及30的线29-29， 且图30的横截面图是沿着图28及29的线30-30。图31展示图28到30的构造在根据实例性实施例的在图30的处理阶段之后的处理阶段处的图解性横截面侧视图。具体实施方式一些实施例包含含石墨烯的导电层压结构。石墨烯可夹在非石墨烯材料之间。直接抵靠石墨烯的非石墨烯材料中的至少一者可为金属材料(例如包括铜及镍中的一者或两者的材料)。石墨烯的大表面面积直接抵靠金属材料，此可增强金属材料与石墨烯之间的电子移动性。可通过将石墨烯及非石墨烯材料包裹于沟槽内来增强石墨烯及非石墨烯材料的界面处的表面面积量。在一些实施例中，形成到含石墨烯的层压结构的电触点。所述触点可通过提供与层压结构的导电非石墨烯材料直接接触的导电材料来形成。在操作中，层压结构的石墨烯可经由互连件传导大多数电流，且可利用层压结构的导电非石墨烯材料来将电路电连接到层压结构。在一些实施例中，层压结构可适于支持超高电流密度。参照图1到30描述实例性实施例。 参照图1，其图解说明在实例性实施例的处理阶段处的半导体构造10。所述半导体构造包括基底12及在所述基底上方的电绝缘材料14。基底12可包括单晶硅，实质上由单晶硅组成，或由单晶硅组成，且可称为半导体衬底或称为半导体衬底的一部分。术语“半导电衬底”、“半导体构造”及“半导体衬底”意指包括半导电材料的任一构造，包含但不限于块体半导电材料，例如半导电晶片(单独或在包括其它材料的组合件中)；及半导电材料层(单独或在包括其它材料的组合件中)。术语“衬底”指任一支撑结构，包含但不限于上文所描述的半导电衬底。尽管展示基底12是均质的，但在一些实施例中所述基底可包括众多层。举例来说，基底12可对应于含有与集成电路制作相关联的一个或一个以上层的半导体衬底。在此些实施例中，此些层可对应于耐火金属层、障壁层、扩散层、绝缘体层等中的一者或一者以上。材料14可包括任一合适电绝缘组合物，例如(举例来说)二氧化硅、氮化硅、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、氟硅酸盐玻璃(FSG)、磷硅酸盐玻璃(PSG)等中的一者或一者以上。尽管展示材料14是均质的，但在一些实施例中材料14可包括众多层。沟槽16延伸到材料14中。可以任一合适处理来形成沟槽16。举例来说，可通过在材料14上方提供经光刻图案化的掩模(未展示)以界定沟槽的位置，通过一个或一个以上合适蚀刻蚀刻到材料14中，且然后移除所述掩模以留下图1的所展示构造来形成沟槽。参照图2，跨越绝缘材料14形成材料18。材料18给沟槽16加衬，且因此在沟槽16内形成第二沟槽20。材料18可为非石墨烯材料(换句话说，不包括石墨烯的材料)。在一些实施例中，材料18可包括适于石墨烯在其上的后续形成的导电材料，且在一些实施例中可包括金属材料。举例来说，材料18可包括铜及镍中的一者或两者，实质上由铜及镍中的一者或两者组成，或由铜及镍中的一者或两者组成，且因此可适于石墨烯在其上的后续化学气相沉积。在一些实施例中，材料18可包括适于石墨烯在其上的后续形成的电绝缘材料。在一些实施例中，材料18可包括碳化硅。参照图3，在非石墨烯材料18上方形成石墨烯22。石墨烯22给沟槽20加衬，且因此在第二沟槽20内形成第三沟槽24。石墨烯22可通过任一合适方法形成。举例来说，石墨烯可通过化学气相沉积及/ 或原子层沉积形成于金属非石墨烯材料18上方。作为另一实例，石墨烯可由碳化硅材料18 形成(例如，通过Si从SiC的升华) 。石墨烯为至少一个单层厚，且优选地不多于10个单层厚。在一些实施例中，石墨烯可为小于或等于约5个单层厚，且可为(举例来说)从约I个单层厚到约5个单层厚。在一些实例性应用中，石墨烯22可为约3个单层厚。期望石墨烯足够薄以实现所要的高导电性。在一些实施例中，石墨烯可能够维持比铜的电流密度大从约10倍到约100倍的电流密度。参照图4，在石墨烯材料22上方形成非石墨烯材料26。非石墨烯材料26给沟槽 24加衬，且因此在第三沟槽24内形成第四沟槽28。可将非石墨烯材料26称为第二非石墨烯材料以将其与第一非石墨烯材料18区别开。在一些实施例中，材料18及26可包括彼此相同的组合物，且在其它实施例中，材料18及26可包括彼此不同的组合物。在一些实施例中，材料18及26中的至少一者为导电的且另一者为电绝缘的。举例来说，材料18可包括适于石墨烯22在其上的形成的金属材料，且材料26可包括例如二氧化硅、氮化硅等电绝缘材料。在一些实施例中，非石墨烯材料18及26两者为导电的。参照图5，在非石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.09 US 12/833,0741.一种导电层压结构，其包括夹在一对非石墨烯区之间的石墨烯区。2.根据权利要求1所述的层压结构，其中所述石墨烯区为少于5个石墨烯单层厚。3.根据权利要求1所述的层压结构，其中所述石墨烯区为从1到3个石墨烯单层厚。4.根据权利要求1所述的层压结构，其中所述非石墨烯区中的至少一者为导电的。5.根据权利要求1所述的层压结构，其中所述非石墨烯区中的至少一者为电绝缘的。6.根据权利要求1所述的层压结构，其中所述石墨烯区与非石墨烯区嵌套在彼此内。7.根据权利要求6所述的层压结构，其中所述非石墨烯区中的至少一者包括一种或一 种以上金属。8.根据权利要求6所述的层压结构，其中所述非石墨烯区中的至少一者包括铜及镍中 的一者或两者。9.一种电互连件，其包括导电层压结构；所述层压结构包括嵌套在彼此内的多个区；所述嵌套区中的一者为石 墨烯区且所述嵌套区中的其它者为非石墨烯区；所述石墨烯区夹在一对非石墨烯区之间； 所述层压结构包括含有所述石墨烯区的段及所述非石墨烯区的段的最上部表面；所述非石 墨烯区中的至少一者为导电的；电绝缘材料，其在所述层压结构的上部表面上方，且具有穿过其延伸到所述层压结构 的一部分的开口 ；所述部分与所述层压结构的其它部分的不同之处在于在所述对非石墨烯 区之间具有空间而非在所述非石墨烯区之间具有石墨烯；及导电材料，其在所述开口内及在所述空间内。10.根据权利要求9所述的电互连件，其中所述非石墨烯区中的所述至少一者包括铜 及镍中的一者或两者。11.根据权利要求9所述的电互连件，所述导电材料包括至少一种金属。12.—种形成电互连件的方法，其包含在电绝缘材料中形成沟槽；在所述沟槽内形成第一非石墨烯材料以给所述沟槽加衬且形成嵌套在所述第一沟槽 内的第二沟槽；在所述第一非石墨烯材料上方形成石墨烯以给所述第二沟槽加衬且形成嵌套在所述 第二沟槽内的第三沟槽；及在所述第三沟槽内形成第二非石墨烯材料。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述石墨烯为少于5个石墨烯单层厚。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述石墨烯为从1到3个石墨烯单层厚。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一及第二非石墨烯材料为彼此相同的组 合物。16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一非石墨烯材料为不同于所述第二非石 墨烯材料的组合物。17.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一非石墨烯材料包括至少一种金属。18.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一非石墨烯材料包括铜及镍中的一者或两者。19.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二非石墨烯材料完全填充所述第三沟槽。20.根据权利要求12所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：古尔特杰·S·桑胡，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：
国别省市：