[发明专利]一种用于集成电路芯片的复合通孔互连结构及其制备方法

权利要求书

1.一种用于集成电路芯片的复合通孔互连结构，其特征在于：包括第一导电层、第二导电层、碳纳米管束和填充的导电金属，第一导电层和第二导电层之间设有垂直通孔，碳纳米管束位于垂直通孔内且与第一导电层垂直，导电金属为填充碳纳米管内的空隙和通孔内碳纳米管之间的间隙。

2.根据权利要求1所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构，其特征在于：所述第一导电层和第二导电层均为Cu、Al、Au、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ag、Ir、Ti和W中的一种或两种以上任意比例的金属合金。

3.根据权利要求1所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构，其特征在于：所述碳纳米管束为束密度为(1000-8000)μm^-2的多壁碳纳米管束、束密度为(2000-10000)μm^-2的单壁碳纳米管束或束密度为(1000-10000)μm^-2的由单壁和多壁碳纳米管以任意比例混合的碳纳米管束。

4.根据权利要求1所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构，其特征在于：所述导电金属为Cu、Al、Au、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ag、Ir、Ti和W中的一种或两种以上任意比例的金属合金。

5.一种如权利要求1所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构的制备方法，其特征在于步骤如下：

1)在衬底上沉积下电介质层，在下电介质层上制备第一导电层；

2)在第一导电层上沉积一层催化剂；

3)在催化剂层上沉积上电介质层，然后对其进行刻蚀直至露出催化剂层，形成用于生长碳纳米管且垂直于第一导电层的通孔结构；

4)在催化剂层上生长由碳纳米管构成的碳纳米管束且生长的碳米管垂直于第一导电层；

5)用导电金属填充碳纳米管内的空隙及通孔内碳纳米管之间的间隙；

6)在碳纳米管束顶端沉积一层金属形成第二导电层。

6.根据权利要求5所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构的制备方法，其特征在于：所述催化剂为Ni、Fe、Co、Pt、Mo、W、Y、Au和Pd中的一种或两种以上任意比例的金属合金。

7.根据权利要求5所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构的制备方法，其特征在于：所述上电介质层和下电介质层为氧化硅、氮化硅、氟硅酸盐、氟硅、氮化钛、SiCOH、掺氟氧化硅、掺碳氧化硅、有机硅化物、聚对二甲苯或聚酰亚胺。

8.根据权利要求5所述用于集成电路芯片的复合通孔互连结构的制备方法，其特征在于：所述导电金属的填充方法为电镀法、电子束沉积法、原子层沉积法、磁溅射法或离子束溅射法。