[发明专利]集成芯片的互连结构以及集成芯片的形成方法

说明书

本公开涉及一种包括细丝通孔的集成芯片。在一些实施例中，下部金属层设置在衬底上方。细丝介电层设置在下部金属层上方。上部金属层设置在细丝介电层上方。细丝通孔设置为穿过细丝介电层并且电连接下部金属层和上部金属层。可以在完成形成集成芯片的其他步骤之后建立细丝通孔，因此可以使按比例缩小尺寸的无阻挡铜通孔成为可能。使用所公开的方法，由于细丝形成机制的固有特性，可以实现超比例缩小的通孔(例如，低至1nm)。本发明的实施例还涉及集成芯片的互连结构以及集成芯片的形成方法。

技术领域

本发明的实施例还涉及集成芯片的互连结构以及集成芯片的形成方法。

背景技术

形成互连结构通常是复杂且昂贵的。它涉及光刻、金属化和蚀刻的多个工艺模块，以形成用于金属层内横向连接的金属线和用于多个金属层之间垂直连接的金属通孔。

发明内容

本发明的实施例提供了一种集成芯片的互连结构，互连结构包括：下部金属层的第一金属线，设置在衬底上方；细丝介电层，设置在下部金属层上方；上部金属层的第一金属线，设置在细丝介电层上；以及第一细丝通孔，设置成穿过细丝介电层并电连接下部金属层的第一金属线和上部金属层的第一金属线，第一细丝通孔包括由导电金属细丝组成的金属点簇。

本发明的另一实施例提供了一种形成包括互连结构的集成芯片的方法，方法包括：形成彼此堆叠的第一金属层、第一细丝介电层、第一细丝金属层和第二金属层；分别对第二金属层和第一细丝金属层进行图案化以形成离散的部分；以及在第二金属层和第一金属层之间施加第一偏压并且形成第一细丝通孔，第一细丝通孔在第一细丝金属层和第一金属层之间穿过第一细丝介电层。

本发明的又一实施例提供了一种集成芯片的互连结构，互连结构包括：第一金属层，设置在衬底上方；第一细丝介电层，设置在第一金属层上方；第二金属层，设置在第一细丝介电层上方；第二细丝介电层，设置在第二金属层上方；第三金属层，设置在第二细丝介电层上方；第一细丝通孔以及第二细丝通孔，第一细丝通孔设置为穿过第一细丝介电层并且连接第一金属层和第二金属层，第二细丝通孔设置为穿过第二细丝介电层并且连接第二金属层和第三金属层；其中，第二细丝通孔的高度大于第一细丝通孔的高度。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了根据一些实施例的包括在两个金属层之间的细丝通孔的集成电路的截面图。

图2示出了根据一些可选实施例的包括在两个金属层之间的细丝通孔的集成电路的截面图。

图3至图4示出了根据一些实施例的包括细丝通孔的集成芯片的截面图。

图5示出了根据一些实施例的包括在多个金属层之间的细丝通孔的集成电路的截面图。

图6示出了包括在不同器件区域内并由独立偏压控制的细丝通孔的集成电路的截面图。

图7至图11示出了一些实施例的示出了形成包括在互连结构的金属层之间形成的细丝通孔的IC的方法的截面图。

图12示出了根据一些实施例的形成包括金属层之间的细丝通孔的集成电路的方法的流程图。

具体实施方式

以下公开提供了许多用于实现本发明的不同特征不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本发明。当然这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。