[发明专利]金属互连结构及其制作方法

权利要求书

1.一种金属互连结构，其特征在于，包括：

层间介质层；

开口，所述开口形成在所述层间介质层内；

金属材料，所述金属材料填充满所述开口；

形成在所述金属材料的表面以及所述金属材料与层间介质层之间的石墨烯层。

2.如权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于，所述层间介质层为二氧化硅。

3.如权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于，所述层间介质层为介电常数为4至2.2的低介电材料或介电常数小于2.2的超低介电材料。

4.如权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于，所述金属材料为铜、铝或钨。

5.如权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于，所述石墨烯层少于10个原子层。

6.如权利要求1所述的金属互连结构，其特征在于，所述开口是通孔或由通孔与沟槽组成的双镶嵌结构。

7.如权利要求6所述的金属互连结构，其特征在于，所述通孔的宽度小于45nm。

8.一种金属互连结构的制作方法，其特征在于，包括：

提供半导体基底；

在所述半导体基底上形成牺牲层；

在所述牺牲层内形成开口；

在所述开口内填充金属材料；

去除所述牺牲层以暴露金属材料的侧壁；

在所述金属材料的表面形成石墨烯层。

9.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述牺牲层为氧化硅、氮氧化硅或有机涂层。

10.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，利用干法刻蚀形成所述开口。

11.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述开口为双大马士革工艺中形成的通孔与沟槽组成的双镶嵌结构形状的开口。

12.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述填充金属材料的方式为电镀、化学气相淀积或物理气相淀积。

13.如权利要求12所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，利用电镀填充金属材料的步骤包括：在所述开口的侧壁形成籽晶层；在籽晶层上电镀形成金属材料，填满所述开口。

14.如权利要求13所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述去除牺牲层以暴露金属材料的侧壁的步骤还包括去除籽晶层。

15.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述形成石墨烯层的方式为低压化学气相沉积或激光化学气相沉积。

16.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，在形成石墨烯层后，另包括形成层间介质层的步骤。

17.如权利要求16所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述形成层间介质层的方式为化学气相淀积或者旋涂。

18.如权利要求16所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述层间介质层为二氧化硅。

19.如权利要求16所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述层间介质层为介电常数不小于2.2的低介电材料或介电常数小于2.2的超低介电材料。

20.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述去除牺牲层的方式为灰化法、干法刻蚀或湿法刻蚀。

21.如权利要求8所述的金属互连结构的制作方法，其特征在于，所述填充金属材料的步骤之后、去除牺牲层的步骤之前，还包括进行化学机械研磨至暴露牺牲层的步骤。