[发明专利]混合碳－金属互连结构

权利要求书

1.一种集成电路组件，所述组件包括：

衬底；

金属互连层，所述金属互连层设置在所述衬底上且与所述衬底直接接触并且配置成作为石墨烯层的生长起始层；以及

石墨烯层，其中所述石墨烯层在所述金属互连层上直接形成，所述金属互连层和石墨烯层被配置成路由电信号。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述石墨烯层包括一层或多层单层的石墨烯纳米带。

3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，进一步包括：

插入器，所述插入器包括衬底，

其中：

所述衬底由半导体、玻璃或金属中的一种或多种构成；

所述衬底不包括在衬底上形成的任何有源晶体管器件；

所述金属互连层由铜(Cu)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铱(Ir)、铂(Pt)或钯(Pd)构成；以及

所述金属互连层和石墨烯层配置成将电信号路由通过所述插入器。

4.如权利要求1－3中的任一项所述的组件，其特征在于，进一步包括：

第一介电层，所述第一介电层设置在所述石墨烯层上，所述第一介电层与所述石墨烯层直接接触并且被配置成在使用氧等离子体、自由基或离子沉积第二介电层期间保护所述石墨烯层；

第二介电层，所述第二介电层设置在所述第一介电层上，所述第二介电层与所述第一介电层直接接触，其中：

所述第一介电层和第二介电层由氧化硅、碳化硅、硅碳氮化物、或氮化硅中的一种或多种构成；以及

所述金属互连层具有(111)纹理。

5.如权利要求1-3中任一项所述的组件，其特征在于，所述石墨烯层的材料设置在所述金属互连层的顶表面和侧壁表面上。

6.如权利要求1-3中任一项所述的组件，其特征在于，所述金属互连层和石墨烯层形成线结构，所述组件进一步包括：

通孔结构，其中所述通孔结构的导电材料终止于所述石墨烯层。

7.如权利要求1-3中任一项所述的组件，其特征在于，所述金属互连层和石墨烯层形成线结构，所述组件进一步包括：

通孔结构，其中所述通孔结构的导电材料延伸通过所述石墨烯层并且终止于所述金属互连层。

8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述通孔结构的导电材料包括封装在介电材料中的碳纳米管，所述线结构为第一线结构，所述金属互连层为第一金属互连层并且所述石墨烯层为第一石墨烯层，所述组件进一步包括：

第二金属互连层，所述第二金属互连层设置在所述通孔结构上并且与所述通孔结构电耦合，所述第二金属互连层被配置成作为第二石墨烯层的生长起始层；以及

所述第二石墨烯层，其中所述第二石墨烯层在所述第二金属互连层上直接形成，其中第二金属互连结构和第二石墨烯层形成第二线结构。

9.如权利要求1－3中的任一项所述的组件，其特征在于：

所述金属互连层包括其中所述金属互连层的金属已被移除的区域，以形成至少两个金属互连结构；以及

所述石墨烯层在所述石墨烯层的平面内的方向上延伸，以提供在金属已被移除的区域上的悬挂的石墨烯部分，所述悬挂的石墨烯部分被配置成电耦合两个金属互连结构。

10.如权利要求9所述的组件，其特征在于，所述两个金属互连结构是以螺旋线圈形式配置的电通道的部分，所述电通道在所述金属互连层和石墨烯层的平面中。

11.一种制造集成电路组件的混合碳－金属互连的方法，所述方法包括：

提供衬底；

在所述衬底上直接形成金属互连层；以及

使用所述金属互连层作为石墨烯层的生长起始层在所述金属互连层上直接形成石墨烯层，所述金属互连层和石墨烯层被配置成路由电信号。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：

所述提供衬底包括提供插入器的衬底，所述插入器的衬底不包括在所述衬底上形成的任何有源晶体管器件并且包括在所述衬底上形成的一个或多个无源器件；以及

所述形成石墨烯层包括在大于或等于800℃的温度下在所述金属互连层上沉积一层或多层单层的石墨烯纳米带。