[发明专利]一种铜纳米管垂直互连结构及其制作方法

权利要求书

1.一种铜纳米管垂直互连结构，主要包括以下结构：衬底(101)，绝缘层(201)(203)(204)，中心支撑材料(202)，铜纳米管层(302)，金属互连结构(401)(402)，其特征在于，所述的铜纳米管层垂直于衬底，并穿透衬底，所述的中心支撑材料垂直于衬底，并穿透衬底，被铜纳米管层包围，所述的铜纳米管层与衬底之间，由绝缘层隔离。

2.根据权利要求1所述的一种铜纳米管垂直互连结构，其特征在于，所述的铜纳米管层在衬底上、下表面分别与金属互连结构相连。

3.根据权利要求1所述的一种铜纳米管垂直互连结构，其特征在于，所述中心支撑材料可以为有机物、无机物或有机物和无机物的混合物。

4.一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其步骤包括

P01：在衬底上使用反应离子刻蚀或化学湿法刻蚀的方法，制作出垂直于衬底表面的深孔结构，深孔并不穿透衬底，

P02：在上述衬底上表面和垂直深孔内表面淀积绝缘层，

P03：利用干膜光刻技术，保护衬底表面，选择性地在垂直深孔内的绝缘层表面淀积催化剂层，

P04：在垂直深孔内生长铜纳米管，

P05：采用绝缘材料完全填充垂直深孔中心部分，从而形成中心支撑材料，使上述铜纳米管在所述中心支撑材料和绝缘层的挤压下相互接触，形成导电通路，

P06：去除在填充上述中心支撑材料时，残余在衬底表面及垂直深孔开口处的多余绝缘材料，

P07：在衬底上表面制作金属互连，

P08：对上述衬底进行背面减薄处理，直到上述垂直深孔的铜纳米管层从衬底下表面露出，

P09：在衬底下表面制作与铜纳米管层接连的金属互连结构，

至此，铜纳米管垂直互连结构制作完毕。

5.根据权利要求4所述的一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其特征在于，所述绝缘层的实现方法为低温二氧化硅淀积、或者化学气相淀积、或者热氧化、或者喷涂、或者旋涂方法。

6.根据权利要求4所述的一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其特征在于，所述的催化剂层材料为Pd，所述的催化剂的淀积方法包括物理气相淀积、或者原子层淀积、或者化学气相淀积或者等离子增强化学气相淀积。

7.根据权利要求4所述的一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其特征在于，所述铜纳米管层的制作方法包括电化学沉积、或者微孔/中孔分子筛模板法、或者软模板法、或者气-液-固机理生长法。

8.根据权利要求4所述的一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其特征在于，所述中心支撑材料的填充方法可以使用物理气相淀积、或者原子层淀积、或者化学气相淀积、或者等离子增强化学气相淀积。

9.根据权利要求4所述的一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其特征在于，所述衬底上表面金属互连与衬底下表面金属互连的实现方法为反应离子刻蚀、或者化学湿法刻蚀、或者金属剥离、或者大马士革方法，所述金属互连的材料为料为铜、铝、金、银、铂、钛、锡、铟、铋或其合金中的一种或多种。

10.根据权利要求4所述的一种铜纳米管垂直互连的制作方法，其特征在于，减薄的实现方法为机械研磨、反应离子刻蚀、化学湿法刻蚀、化学机械抛光中的一种或多种。