[发明专利]互连结构的形成方法和半导体结构

权利要求书

1.一种互连结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成牺牲层；

刻蚀所述牺牲层至衬底表面，在所述牺牲层内形成开口，所述开口暴露出部分衬底的表面；

在所述开口底部的衬底上以及牺牲层上形成催化层；

在所述催化层表面形成垂直于衬底表面的碳纳米管束；

去除所述牺牲层、位于牺牲层上的催化层和碳纳米管束，保留位于所述开口内的碳纳米管束；

形成覆盖所述衬底表面的第一介质层，所述第一介质层的表面与剩余的碳纳米管束的表面齐平；

在所述第一介质层和碳纳米管束上形成第二介质层；

在所述第二介质层内形成第二导电层，所述第二导电层与碳纳米管束顶部电连接。

2.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述催化层由分散分布的金属粒子组成。

3.根据权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属粒子的材料至少包括金、银、铜、铁、钴或镍中的一种。

4.根据权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属粒子的直径小于10nm。

5.根据权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，相邻金属粒子之间的间距为1nm～5nm。

6.根据权利要求2所述的互连结构的形成方法，其特征在于，形成所述催化层的方法包括：通过激光烧蚀工艺形成所述金属粒子之后，将金属粒子分散在溶液中；将所述金属粒子的溶液旋涂于所述开口底部的衬底表面以及牺牲层表面；通过烘干处理，将溶剂蒸发，使金属粒子分散在所述开口底部的衬底表面和牺牲层表面形成催化层。

7.根据权利要求6所述的互连结构的形成方法，其特征在于，通过激光烧蚀工艺形成所述金属粒子的方法包括：采用待形成金属粒子的金属块材或片材作为金属靶材，利用脉冲激光烧蚀所述金属靶材，形成金属粒子，所述脉冲激光能量密度为3J/cm²～10J/cm²，频率为8Hz～12Hz。

8.根据权利要求7所述的互连结构的形成方法，其特征在于，形成所述金属粒子之后，对所述金属粒子进行筛选，选择直径均匀的金属粒子分散在溶液中。

9.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，采用等离子体增强化学气相沉积工艺形成所述碳纳米管束，所述碳纳米管束由若干分立的碳纳米管组成。

10.根据权利要求9所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述等离子体增强学气相沉积气体采用的反应气体为甲烷、乙烷、乙烯或乙炔，载气为H₂，反应气体流量为5sccm～100sccm，H₂的流量为50sccm～1000sccm，反应温度为400℃～1000℃。

11.根据权利要求9所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述碳纳米管的直径为1nm～10nm。

12.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料为光刻胶、有机底部抗反射材料或有机顶部抗反射材料。

13.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的形成方法包括：形成覆盖衬底和碳纳米管束的第一介质材料层之后，以所述碳纳米管束顶部表面作为停止位置，采用化学机械掩膜工艺对所述第一介质材料层进行平坦化，形成第一介质层。

14.根据权利要求1所述的互连结构的形成方法，其特征在于，所述衬底内具有第一导电层，所述第一导电层的表面与衬底表面齐平；所述牺牲层内的开口底部暴露出第一导电层的表面。