TW202213687A - 用石墨烯捲繞的金屬互連 - Google Patents

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Abstract

揭示例如在半導體封裝中的互連結構的實例。互連結構可以包括具有石墨烯的金屬線。石墨烯有助於降低在互連中使用的金屬的電阻率。石墨烯亦用作擴散勢壘。當導電結構的臨界尺寸減小時，這些特性是優勢。

Description

用石墨烯捲繞的金屬互連
本專利申請案主張於2020年8月25日提出申請的題為「METAL INTERCONNECT WRAP AROUND WITH GRAPHENE」的非臨時申請案第17/002,127號的優先權，該申請案經由整體引用明確併入本文。
本案整體上係關於半導體封裝中的互連結構，並且更具體地但不排他地係關於包括用石墨烯捲繞的金屬互連的互連結構及其製造技術。
經由使主動部件小型化，積體電路技術在提高計算能力態樣取得了長足的進步。封裝設備可以在很多電子設備中找到，包括處理器、伺服器、射頻（RF）積體電路等。封裝技術在高引腳數的設備及/或高生產量的部件中變得具有成本效益。
由於表面散射，當尺寸縮小時，銅（Cu）的電阻會迅速攀升。亦即，當臨界尺寸（CD）（例如，金屬的寬度）縮小時，電阻迅速增加。由於該行業正在向越來越小的尺寸（例如，12 nm及以下）發展，電阻的增加會導致更大的電阻電容（RC）延遲。
因此，需要能夠克服習知互連結構封裝的缺陷的系統、裝置和方法，包括本文中提供的方法、系統和裝置。
以下呈現與與本文中揭示的裝置和方法相關聯的一或多個態樣及/或實例相關的簡化概述。因此，以下概述不應當被視為與所有預期態樣及/或實例相關的廣泛概述，以下概述亦不應當被視為標識與所有預期態樣及/或實例相關的主要或關鍵要素或者界定與任何特定態樣及/或實例相關聯的範疇。因此，以下概述的唯一目的在於在下文呈現的詳細描述之前以簡化形式呈現與與本文中揭示的裝置和方法相關的一或多個態樣及/或實例相關的某些概念。
揭示一種示例性互連結構。互連結構可以包括形成在介電體中的下部線。互連結構亦可以包括形成在下部線上或上方的上部線。上部線可以與下部線電耦合。上部線可以包括形成在下部線上或上方的上部金屬。上部線亦可以包括上部石墨烯，上部石墨烯形成在上部金屬的上表面的至少一部分、上部金屬的第一側表面的至少一部分及/或上部金屬的第二側表面的至少一部分上。
揭示一種製造示例性互連的方法。該方法可以包括在介電體中形成下部線。該方法亦可以包括在下部線上或上方形成上部線。上部線可以與下部線電耦合。上部線可以包括形成在下部線上或上方的上部金屬。上部線亦可以包括上部石墨烯，上部石墨烯形成在上部金屬的上表面的至少一部分、上部金屬的第一側表面的至少一部分及/或上部金屬的第二側表面的至少一部分上。
基於附圖和詳細描述，與本文中揭示的裝置和方法相關聯的其他特徵和優點對於本發明所屬領域中具有通常知識者將是清楚的。
在以下針對具體實施例的描述和相關附圖中圖示本案的各態樣。在不脫離本文中的教導的範疇的情況下，可以設計替代態樣或實施例。此外，本文中的說明性實施例的眾所周知的元素可能不會被詳細描述或可能被省略，以免混淆本案中教導的相關細節。
在某些所描述的示例性實現中，標識出其中各種部件結構和操作的部分可以取自已知的習知技術並且隨後根據一或多個示例性實施例進行佈置的情況。在這種情況下，可以省略已知的習知的部件結構及/或部分操作的內部細節，以幫助避免對本文中揭示的說明性實施例中示出的概念的潛在混淆。
本文中使用的術語僅用於描述特定實施例的目的，並非意欲限制。如本文中使用的，單數形式「一個（a）」、「一個（an）」和「該（the）」意欲亦包括複數形式，除非上下文另有明確說明。將進一步理解，術語「包括（comprises）」、「包括（comprising）」、「包括（includes）」及/或「包括（including）」在本文中使用時指定所述特徵、整體、步驟、操作、元素及/或部件的存在，但是不排除一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元素、部件及/或其組的存在或添加。
圖1圖示習知互連結構100的實例，互連結構100包括第一蝕刻停止層110、在第一蝕刻停止層110上的第一介電體120、在第一介電體120內的下部線132、在第一介電體120上的第二蝕刻停止層112、在第二蝕刻停止層112上的第二介電體122、在下部線130上的過孔140、在過孔140上的上部線150、和鄰近線160。過孔140、上部線150和鄰近線160在第二介電體122內。
下部線130、過孔140、上部線150和鄰近線160都是導電的。上部線150和下部線130經由過孔140彼此電耦合。鄰近線160與上部線150、過孔140和下部線130電去耦。下部線130包括下部氮化鉭（TaN）134和下部Cu 132，過孔140包括過孔TaN 144和過孔Cu 142，上部線150包括上部TaN 154和上部Cu 152，鄰近線160包括鄰近TaN 164和鄰近Cu 162。
如前述，由於未縮放的勢壘/襯墊厚度和電子散射，互連的臨界尺寸（CD）的減小能夠導致電阻率的增加。例如，隨著下部線130及/或過孔140的寬度（例如，下部Cu 132及/或過孔Cu 142的寬度）減小，互連結構100的電阻增加。這又會導致不希望的RC延遲增加。
根據本文中揭示的各個態樣，為了解決與習知互連結構相關聯的問題，提出用石墨烯包封金屬互連。一個優點是，具有石墨烯包封的金屬的電阻率低於沒有石墨烯包封的金屬的電阻率。因此，使用石墨烯可以減少RC延遲。另一優點是，石墨烯是一種非常好的擴散勢壘。這表示，在製造程序中，可以縮短鄰近導線之間的距離，而不必擔心由於導電材料的擴散而導致意外短路。
圖2A、圖2B圖示根據本案的一或多個態樣的實例互連結構200A、200B。互連結構200A、200B之每一者可以包括下部線230、過孔240、上部線250和鄰近線260，所有這些皆可以是導電的。下部線230、過孔240和上部線250可以電耦合在一起。可以與上部線250水平鄰近的鄰近線260可以與下部線230、過孔240和上部線250電去耦。下部線230可以形成在介電體（圖2A中的第一介電體220、圖2B中的介電體220）中。過孔240、上部線250和鄰近線260可以形成在不同介電體（圖2A中的第二介電體222）或相同介電體（圖2B中的介電體220）中。
下部線230可以包括形成在介電體220上的阻擋層234以及在阻擋層234上的下部導體232。在這種情況下，「在……上」可以與「與……接觸」同義。注意，阻擋層234可以是可選的，亦即，下部線230可以包括沒有阻擋層234的下部導體232。在這種情況下，下部導體232可以形成在介電體220上。一態樣，下部導體232的上表面和介電體220的上表面可以基本上是平面的。
過孔240可以包括過孔金屬242和過孔黏附層244（可選）。上部線250可以包括上部金屬252和上部黏附層254（可選）。鄰近線260可以包括鄰近金屬262和鄰近黏附層264（可選）。過孔金屬242、上部金屬252及/或鄰近金屬262可以各自包括以下各項的任何組合：銠（Rh）、鉑（Pt）、銥（Ir）、鈮（Nb）、鎳（Ni）、鋁（Al）、釕（Ru）、鉬（Mo）、鋨（Os）、銅（Cu）、鈷（Co）等。通常，可以使用過渡金屬及/或後過渡金屬的一或多個組合。過孔黏附層244、上部黏附層254及/或鄰近黏附層264可以各自包括TiN、TaN、WN、RuN等。
上部線250亦可以包括在上部金屬252的一或多個表面上的上部石墨烯255。例如，上部石墨烯255可以形成在上部金屬252的上表面的至少一部分上、在上部金屬252的第一側表面（例如，左表面）的至少一部分上、及/或在上部金屬252的第二側表面（例如，右表面）的至少一部分上。若存在，上部石墨烯255亦可以形成在上部黏附層254的第一側表面及/或第二側表面上。通常，上部石墨烯255可以形成為儘可能多地包封上部金屬252，以最大限度地降低上部線250的電阻率。
鄰近線260亦可以包括在鄰近金屬262的一或多個表面上的鄰近石墨烯265。例如，鄰近石墨烯265可以形成在鄰近金屬262的上表面的至少一部分上、在鄰近金屬262的第一側表面（例如，左表面）的至少一部分上、及/或在鄰近金屬262的第二側表面（例如，右表面）的至少一部分上。若存在，鄰近石墨烯265亦可以形成在鄰近黏附層264的第一側表面及/或第二側表面上。通常，鄰近石墨烯265可以形成為儘可能多地包封鄰近金屬265，以最大限度地降低鄰近線260的電阻率。例如，鄰近石墨烯265可以形成在鄰近金屬262的整個上表面上、在鄰近金屬262的整個第一側表面上及/或在鄰近金屬262的整個第二側表面上，如圖2A和圖2B所示。
上部金屬252和鄰近金屬262可以由相同的金屬或相同的金屬組合形成。例如，兩種金屬皆可以由相同的沉積製程形成（細節在下文進一步提供）。
在圖2A、圖2B中，互連結構200A、200B兩者的過孔240和上部線250被示出為在下部線230上方。應當注意，諸如「下部」、「上部」、「左側」、「右側」、「下方」、「上方」、「水平」、「豎直」等術語或短語是為了方便起見。除非另有具體說明，否則此類術語/措辭不意欲指示絕對取向或方向。同樣，如所指出的，除非另有具體說明，否則術語「在……上」和「與……接觸」可以同義使用。
互連結構200A、200B之間的區別在於過孔240和上部線250的相對定位。在互連結構200A（圖2A）中，過孔240被示出為形成在下部線230的上表面上和上部線250的下表面上，亦即，在上部線250與下部線230之間。因此，在互連結構200A中，上部線250可以經由過孔240與下部線230電耦合。上部金屬252和過孔金屬242可以由相同的金屬或相同的金屬組合形成。實際上，它們可以一體形成，例如形成為單個部件。
如所指出的，可以優選地用上部石墨烯255儘可能多地包封或以其他方式覆蓋上部金屬252。隨後，在關於互連結構200A的一個態樣，上部石墨烯255可以形成在上部金屬252的整個上表面上、在上部金屬252的整個第一側表面上及/或在上部金屬252的整個第二側表面上。
在互連結構200B（圖2B）中，過孔240可以形成在上部線250的上部金屬252的上表面上。上部線250本身可以形成在下部線230的上表面上。因此，在互連結構200B中，過孔240可以經由上部線250與下部線230電耦合。上部金屬252和過孔金屬242可以由相同的金屬或相同的金屬組合形成。
在關於互連結構200B的一個態樣，為了最小化電阻率（或最大程度地降低電阻率），上部石墨烯255可以形成在未被過孔240覆蓋的上部金屬252的整個上表面上、在上部金屬252的整個第一側表面上、及/或在上部金屬252的整個第二側表面上。
在互連結構200B中，過孔240亦可以包括過孔石墨烯245，過孔石墨烯245形成在過孔金屬242的上表面的至少一部分上、在過孔金屬242的第一側表面（例如，左表面）的至少一部分上、及/或在過孔金屬242的第二側表面（例如，右表面）的至少一部分上。同樣，為了最小化電阻率（或最大程度地降低電阻率），過孔石墨烯245可以形成在過孔金屬242的整個上表面上、在過孔金屬242的整個第一側表面上及/或在過孔金屬242的整個第二側表面上。上部石墨烯255和過孔石墨烯245可以一體形成。
圖3A-圖3E圖示根據本案的一或多個態樣的製造互連結構（例如，互連結構200A）的實例階段。
圖3A圖示如下階段，在該階段可以蝕刻過孔圖案340以露出下部線230的上表面的至少一部分，下部線230可以形成在第一介電體220內。特別地，第二蝕刻停止層212（例如，碳氮化矽（SiCN）、氮化鋁/氧摻雜碳（AlN/ODC）等）和第二介電體222可以被鑲嵌蝕刻。
圖3B圖示可以在第二介電體222上沉積黏附層354（例如，TiN、TaN、WN、RuN等）的階段，黏附層354包括在過孔圖案340內裸露的部分、在過孔圖案340內的蝕刻停止層212的裸露部分、以及下部線230的上表面的裸露部分。此後，金屬層352（例如，Rh、Pt、Ir、Nb、Ni、Al、Ru、Mo、Os、Cu、Co等）可以沉積在黏附層354上以填充過孔圖案340。用金屬層352填充過孔圖案340可以有效地形成過孔240。
注意，黏附層354可以是可選的。若不提供黏附層354，則金屬層352可以直接沉積在第二介電體222上以填充過孔圖案340，第二介電體222包括在過孔圖案340內的裸露部分、在過孔圖案340內的蝕刻停止層212的裸露部分、以及下部線230的上表面的裸露部分。同樣，當過孔圖案340被金屬層352填充時，可以有效地形成過孔240。
隨後，可以說圖3B圖示可以在第二介電體層322上或上方以及在下部線230上或上方沉積金屬層352的階段。金屬層352可以填充過孔圖案340以形成過孔240。
圖3C圖示可以蝕刻金屬層352以形成上部金屬252和鄰近金屬262的階段。若存在黏附層354，則蝕刻金屬層352的製程亦可以蝕刻黏附層354以形成上部黏附層254和鄰近黏附層264。注意，過孔金屬242、上部金屬252和鄰近金屬262可以皆是相同的金屬或金屬組合，因為它們都來自相同的金屬層352。實際上，過孔金屬242和上部金屬252可以一體形成。
圖3D圖示可以形成上部石墨烯255和鄰近石墨烯265的階段。一態樣，可以使用相同的低溫化學氣相沉積（CVD）製程來同時地生長上部石墨烯255和鄰近石墨烯265。例如，它們可以同時生長。
上部石墨烯255可以生長在上部金屬252的上表面的至少一部分上、在上部金屬252的第一側表面的至少一部分上及/或在上部金屬252的第二側表面的至少一部分上。優選地，上部石墨烯255可以生長在上部金屬252的整個上表面、第一側表面及/或第二側表面上。
類似地，鄰近石墨烯265可以生長在鄰近金屬262的上表面的至少一部分上、在鄰近金屬262的第一側表面的至少一部分上及/或在鄰近金屬262的第二側表面的至少一部分上。優選地，鄰近石墨烯265可以生長在鄰近金屬262的整個上表面、第一側表面及/或第二側表面上。
圖3E圖示完成第二介電體222以包圍過孔240、上部線250和鄰近線260的階段。一態樣，可以使用低k介電體膜（例如，SiOC、SiCOH、SiO等）用於回流填充。
圖4A-圖4D圖示根據本案的一或多個態樣的製造互連結構（例如，互連結構200B）的實例階段。
圖4A圖示可以在介電體220和下部線230上沉積第一黏附層454（可以是可選）（例如，TiN、TaN、WN、RuN等）的階段。隨後，第一金屬層452（例如，Rh、Pt、Ir、Nb、Ni、Al、Ru、Mo、Os、Cu、Co等）可以沉積在第一黏附層454上。當不存在第一黏附層454時，可以說第一金屬層452可以沉積在介電體220和下部線230上。當存在第一黏附層454時，可以說第一金屬層452可以沉積在介電體220之上和下部線230之上。
圖4A亦圖示可以在第一金屬層452的上表面上沉積第二黏附層444（可以是可選）（例如，TiN、TaN、WN、RuN等）。此後，第二金屬層442（例如，Rh、Pt、Ir、Nb、Ni、Al、Ru、Mo、Os、Cu、Co等）可以沉積在第二黏附層444上。當不存在第二黏附層444時，可以說第二金屬層442可以沉積在第一金屬層452上。當存在第二黏附層444時，可以說第二金屬層442可以沉積在第一金屬層452之上。第一金屬層452和第二金屬層442可以相同或不同。
圖4B圖示可以蝕刻第一金屬層452和第二金屬層442以形成上部金屬252和在上部金屬252上方形成過孔金屬242的階段。在第一金屬層452被蝕刻時，亦可以形成鄰近金屬262。若存在第一黏附層454，則蝕刻第一金屬層452的製程亦可以蝕刻第一黏附層454以形成上部黏附層254和鄰近黏附層264。若存在第二黏附層444，則蝕刻第二金屬層442的製程亦可以蝕刻第二黏附層444以形成過孔黏附層244。注意，上部金屬252和鄰近金屬262可以是相同的金屬或金屬組合，因為它們都是由相同的第一金屬層452形成的。根據第一金屬層452和第二金屬層442是否相同或不同，過孔金屬242可以是相同或不同的金屬或金屬組合。
圖4C圖示可以形成上部石墨烯255、鄰近石墨烯265和過孔石墨烯245的階段。一態樣，可以使用相同的低溫化學氣相沉積（CVD）製程來同時生長上部石墨烯255、鄰近石墨烯265和過孔石墨烯245。例如，它們可以同時生長。
上部石墨烯255可以生長在上部金屬252的上表面的至少一部分上、在上部金屬252的第一側表面的至少一部分上及/或在上部金屬252的第二側表面的至少一部分上。優選地，上部石墨烯255可以生長在未被過孔240覆蓋的上部金屬252的整個上表面、上部金屬252的整個第一側表面及/或上部金屬252的整個第二側表面上。
鄰近石墨烯265可以生長在鄰近金屬262的上表面的至少一部分上、在鄰近金屬262的第一側表面的至少一部分上及/或在鄰近金屬262的第二側表面的至少一部分上。優選地，鄰近石墨烯265可以生長在鄰近金屬262的整個上表面、第一側表面及/或第二側表面上。
過孔石墨烯245可以生長在過孔金屬242的上表面的至少一部分上、在過孔金屬242的第一側表面的至少一部分上及/或在過孔金屬242的第二側表面的至少一部分上。優選地，過孔石墨烯245可以生長在鄰近金屬262的整個上表面、第一側表面及/或第二側表面上。
圖4D圖示完成第二介電體222以包圍過孔240、上部線250和鄰近線260的階段。一態樣，可以使用低k介電體膜（例如，SiOC、SiCOH、SiO等）用於回流填充。
圖5圖示根據本案的一或多個態樣的製造互連結構（例如，互連結構200A、200B）的實例方法500的流程圖。
在方塊510中，可以在介電體220中形成下部線230。例如，在圖2A和圖2B中，下部線230被示出為形成在介電體220中。
在方塊520中，上部線250可以在下部線230上或上方。在圖2A和圖2B中，上部線250被示出為形成在下部線230上方。在圖2B中，上部線250亦可以被描述為在下部線230上。在互連結構200A和200B中，上部線250可以與下部線230電耦合。
在方塊530中，可以在下部線230上或上方形成過孔240。在圖2A和圖2B中，過孔240被示出為形成在下部線230上方。但在圖2A中，過孔240亦可以被描述為在下部線230上。在互連結構200A和200B中，過孔240可以與下部線230和上部線250電耦合。
在方塊540中，可以在下部線230上方形成可以與上部線250水平鄰近的鄰近線260。
圖6圖示實現方塊520、530、540的實例程序的流程圖。圖6的流程圖可以被實現以製造圖2A的互連結構200A。
在方塊610中，可以在蝕刻停止層212和第二介電體層322內蝕刻過孔圖案340。蝕刻停止層212可以形成在第一介電體層220和下部線230上，並且第二介電體層322可以形成在蝕刻停止層212上。過孔圖案340可以露出下部線230的上表面的至少一部分。可以使用鑲嵌製程來蝕刻蝕刻停止層212和第二介電體層層322以形成過孔圖案340。圖3A可以表示方塊610。
可選地，在方塊615中，可以在第二介電體層322上、在蝕刻停止層212的暴露部分上以及在下部線230的上表面的暴露部分上沉積黏附層354。圖3B可以表示方塊615。
在方塊620中，可以在第二介電體層322上或上方以及在下部線230上或上方沉積金屬層352。金屬層352可以填充過孔圖案340以形成過孔240。圖3B亦可以表示方塊620。
在方塊630中，可以蝕刻金屬層352以形成上部金屬252。若存在，亦可以蝕刻黏附層354以形成上部黏附層254。金屬層352（和黏附層354（若存在）可以被同時蝕刻以形成鄰近金屬262（和鄰近黏附層264）。圖3C可以表示方塊630。
在方塊640中，可以在上部金屬252的上部、第一側表面及/或第二側表面上形成上部石墨烯255。例如，可以使用低溫CVD製程來生長上部石墨烯255。相同製程亦可以用於在鄰近金屬262的上部、第一側表面及/或第二側表面上同時形成鄰近石墨烯265。圖3D可以表示方塊640。之後，如圖3E所示，可以填充第二介電體222。
圖7圖示實現方塊520、530、540的另一實例程序的流程圖。圖7的流程圖可以被實現以製造圖2B的互連結構200B。
可選地，在方塊705中，可以在介電體220上和在下部線230的上表面上沉積上部黏附層354。圖4A可以表示方塊705。
在方塊710中，可以在介電體220上或上方以及在下部線230上或上方沉積第一金屬層452。圖4A亦可以表示方塊710。
可選地，在方塊715中，可以在第一金屬層452的上表面上沉積第二黏附層444。圖4A可以進一步表示方塊715。
在方塊720中，可以在第一金屬層452上或上方沉積第二金屬層442。圖4A可以進一步表示方塊720。
在方塊730中，可以蝕刻第一金屬層452和第二金屬層442以形成上部金屬252並且在上部金屬252上方形成過孔金屬242。若存在第一黏附層454，則可以在第一金屬層452被蝕刻時來蝕刻第一黏附層454，以形成上部黏附層254。若第二黏附層444存在，則可以在第二金屬層442被蝕刻時來蝕刻第二黏附層444，以形成過孔黏附層244。第一金屬層452（和第一黏附層454，若存在）可以被同期蝕刻以形成鄰近金屬262（和鄰近黏附層264）。圖4B可以表示方塊730。
在方塊740中，可以在上部金屬252的上部、第一側表面及/或第二側表面上形成上部石墨烯255。例如，可以使用低溫CVD製程來生長上部石墨烯255。相同製程亦可以用於在鄰近金屬262的上部、第一側表面及/或第二側表面上同時形成鄰近石墨烯265。圖4C可以表示方塊740。
在方塊750中，可以在過孔金屬242的上部、第一側表面及/或第二側表面上形成過孔石墨烯245。用於生長上部石墨烯255和鄰近石墨烯265的相同低溫CVD製程可以用於同時生長過孔石墨烯245。圖4C亦可以表示方塊750。之後，如圖4D所示，可以填充介電體22。
應當理解，上述製造製程和相關論述僅作為本案的一些態樣的一般說明而提供，並不意欲限制本案或所附請求項。此外，本發明所屬領域中具有通常知識者已知的製造製程中的很多細節可能已經被省略或組合在概要製程部分中以促進對所揭示的各個態樣的理解，而無需詳細再現每個細節及/或所有可能的製程變化。此外，應當理解，提供圖示的配置和描述僅用於説明解釋本文中揭示的各個態樣。
圖8圖示根據本案的各個態樣的可以與前述互連結構200A、200B中的任何一個整合的各種電子設備。例如，行動電話設備802、膝上型電腦設備804和固定位置終端設備806每個通常可以被視為使用者設備（UE）並且可以包括如本文所述的互連結構200A、200B。圖8所示的設備802、804、806僅是示例性的。其他電子設備亦可以包括互連結構，包括但不限於一組設備（例如，電子設備），包括行動設備、手持個人通訊系統（PCS）單元、諸如個人數位助理等可攜式資料單元、支援全球定位系統（GPS）的設備、導航設備、機上盒、音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、諸如抄表設備等固定位置資料單元、通訊設備、智慧型電話、平板電腦、電腦、可穿戴設備、伺服器、路由器、在汽車中實現的電子設備（例如，自動駕駛汽車）、物聯網路（IoT）設備、或儲存或檢索資料或電腦指令的任何其他設備、或其任何組合。
前述揭示的設備和功能可以被設計和配置成儲存在電腦可讀取媒體上的電腦檔（例如，RTL、GDSII、GERBER等）。一些或所有此類檔可以被提供給製造處理者，製造處理者基於此類檔來製造設備。所得到的產品可以包括半導體晶片，半導體晶片隨後被切割成半導體晶粒並且封裝到玻璃設備上天線中。隨後，玻璃設備上天線可以在本文中描述的設備中採用。
以下提供本案的實例的概述：
實例1：一種互連結構，包括：下部線，形成在介電體中；及上部線，在該下部線上或上方形成，該上部線與該下部線電耦合，該上部線包括：上部金屬，在該下部線上或上方形成；及上部石墨烯，在以下各項上形成：該上部金屬的上表面的至少一部分、該上部金屬的第一側表面的至少一部分及/或該上部金屬的第二側表面的至少一部分。
實例2：根據實例1之互連結構，其中該上部金屬包括以下各項中的任何一或多個：銠（Rh）、鉑（Pt）、銥（Ir）、鈮（Nb）、鎳（Ni）、鋁（Al）、釕（Ru）、鉬（Mo）、鋨（Os）、銅（Cu）和鈷（Co）。
實例3：根據實例1-2中任一項所述的互連結構，其中該上部線亦包括：上部黏附層，在該上部金屬的下表面上形成。
實例4：根據實例1-3中任一項所述的互連結構，亦包括：過孔，在該下部線上或上方形成，該過孔與該上部線和該下部線電耦合，該過孔包括過孔金屬。
實例5：根據實例4之互連結構，其中該過孔金屬由與該上部金屬相同的一或多個金屬形成。
實例6：根據實例4-5中任一項所述的互連結構，其中該過孔亦包括：過孔黏附層，在該過孔金屬的下表面上形成。
實例7：根據實例4-6中任一項所述的互連結構，其中該過孔在該下部線的上表面和該上部線的下表面上形成，使得該上部線經由該過孔與該下部線電耦合。
實例8：根據實例7之互連結構，其中該過孔金屬和該上部金屬是一體形成的。
實例9：根據實例7-8中任一項所述的互連結構，其中該上部石墨烯在以下各項上形成：在該上部金屬的整個該上表面、該上部金屬的整個該第一側表面及/或該上部金屬的整個該第二側表面。
實例10：根據實例4-6中任一項所述的互連結構，其中該過孔在該上部金屬的上表面上形成，使得該過孔經由該上部金屬與該下部線電耦合。
實例11：根據實例10之互連結構，其中該上部石墨烯在以下各項上形成：未被該過孔覆蓋的該上部金屬的整個該上表面、該上部金屬的整個該第一側表面及/或該上部金屬的整個該第二側表面上。
實例12：根據實例10-11中任一項所述的互連結構，其中該過孔亦包括過孔石墨烯，該過孔石墨烯在以下各項上形成：該過孔金屬的上表面的至少一部分、該過孔金屬的第一側表面的至少一部分及/或該過孔金屬的第二側表面的至少一部分。
實例13：根據實例12之互連結構，其中該過孔石墨烯在以下各項上形成：該過孔金屬的整個該上表面、該過孔金屬的整個該第一側表面及/或該過孔金屬的整個該第二側表面。
實例14：根據實例12-13中任一項所述的互連結構，其中該過孔石墨烯和該上部石墨烯是一體形成的。
實例15：根據實例1-14中任一項所述的互連結構，亦包括：鄰近線，與該上部線水平鄰近，該鄰近線包括：鄰近金屬；及鄰近石墨烯，在以下各項上形成：該鄰近金屬的上表面的至少一部分、該鄰近金屬的第一側表面的至少一部分及/或該鄰近金屬的第二側表面的至少一部分。
實例16：根據實例15之互連結構，其中該鄰近金屬由與該上部金屬相同的一或多個金屬形成。
實例17：根據實例1-16中任一項所述的互連結構，其中該互連結構被併入如下裝置中，該裝置選自由以下各項組成的組：音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、導航設備、通訊設備、行動設備、行動電話、智慧型電話、個人數位助理、固定位置終端、平板電腦、電腦、可穿戴設備、物聯網路（IoT）設備、筆記型電腦、伺服器和機動車輛中的設備。
實例18：一種製造互連結構的方法，該方法包括：在介電體中形成下部線；及在該下部線上或上方形成上部線，該上部線與該下部線電耦合，該上部線包括：上部金屬，形成在該下部線上或上方；及上部石墨烯，在以下各項上形成：該上部金屬的上表面的至少一部分、該上部金屬的第一側表面的至少一部分及/或該上部金屬的第二側表面的至少一部分。
實例19：根據實例18之方法，其中該上部金屬包括以下各項中的任何一或多個：銠（Rh）、鉑（Pt）、銥（Ir）、鈮（Nb）、鎳（Ni）、鋁（Al）、釕（Ru）、鉬（Mo）、鋨（Os）、銅（Cu）和鈷（Co）。
實例20：根據實例18-19中任一項所述的方法，亦包括：在該下部線上或上方形成過孔，該過孔與該上部線和該下部線電耦合，該過孔包括過孔金屬。
實例21：根據實例20之方法，其中該過孔金屬由與該上部金屬相同的一或多個金屬形成。
實例22：根據實例20-21中任一項所述的方法，其中該下部線被形成在其中的該介電體是第一介電體，其中形成該上部線和形成該過孔包括：在蝕刻停止層和第二介電體層內蝕刻過孔圖案，該蝕刻停止層在該第一介電體和該下部線上形成，該第二介電體層在該蝕刻停止層上形成，並且該過孔圖案露出該下部線的上表面的至少一部分；在該第二介電體層上或上方以及在該下部線上或上方沉積金屬層，該金屬層填充該過孔圖案以形成該過孔；蝕刻該金屬層以形成該上部金屬；及在該第一側表面和該第二側表面上以及在該上部金屬的該上表面上形成該上部石墨烯。
實例23：根據實例22之方法，其中該上部石墨烯在以下各項上形成：該上部金屬的整個該上表面、該上部金屬的整個該第一側表面及/或該上部金屬的整個該第二側表面。
實例24：根據實例22-23中任一項所述的方法，其中形成該上部線和形成該過孔亦包括：在蝕刻該過孔圖案之後並且在沉積該金屬層之前，在該第二介電體層上、在該蝕刻停止層的裸露部分上以及在該下部線的該上表面的裸露部分上沉積黏附層，其中當該金屬層被蝕刻時，該黏附層亦被蝕刻以形成上部黏附層，並且其中該上部石墨烯亦在該上部黏附層的第一側表面和第二側表面上形成。
實例25：根據實例22-24中任一項所述的方法，亦包括：形成鄰近線，該鄰近線包括鄰近金屬和鄰近石墨烯，該鄰近石墨烯在以下各項上：該鄰近金屬的上表面的至少一部分、該鄰近金屬的第一側表面的至少一部分及/或該鄰近金屬的第二側表面的至少一部分，其中該金屬層被蝕刻以與該上部金屬同時地形成該鄰近金屬，並且其中該鄰近石墨烯與該上層石墨烯同時地形成。
實例26：根據實例20-21中任一項所述的方法，其中形成該上部線和形成該過孔包括：在該介電體上或上方以及在該下部線上或上方沉積第一金屬層；在該第一金屬層上或上方沉積第二金屬層；蝕刻該第一金屬層和該第二金屬層以形成該上部金屬並且在該上部金屬上方形成該過孔金屬；在該上部金屬的該上表面的該至少一部分、該上部金屬的該第一側表面的該至少一部分及/或該上部金屬的該第二側表面的該至少一部分上形成該上部石墨烯；及在該過孔金屬的上表面的至少一部分、該過孔金屬的第一側表面的至少一部分及/或該過孔金屬的第二側表面的至少一部分上形成該過孔石墨烯。
實例27：根據實例26之方法，其中該上部石墨烯形成在未被該過孔覆蓋的該上部金屬的整個該上表面、該上部金屬的整個該第一側表面及/或該上部金屬的整個該第二側表面上，及/或其中該過孔石墨烯形成在該過孔金屬的整個該上表面、該過孔金屬的整個該第一側表面及/或該過孔金屬的整個該第二側表面上。
實例28：根據實例26-27中任一項所述的方法，其中上該上部石墨烯和該過孔石墨烯由一個石墨烯生長製程形成。
實例29：根據實例26-28中任一項所述的方法，其中形成該上部線和形成該過孔亦包括：在沉積該第一金屬層之前，在該介電體上以及在該下部線的上表面上沉積第一黏附層；及在沉積該第一金屬層之後並且在沉積該第二金屬層之前，在該第一金屬層的上表面上沉積第二黏附層，其中當該第一金屬層和該第二金屬層被蝕刻時，該第一黏附層和該第二黏附層亦被蝕刻以分別形成上部黏附層和過孔黏附層，並且其中該上部石墨烯亦形成在該上部黏附層的第一側表面和第二側表面上。
實例30：根據實例26-29中任一項所述的方法，亦包括：形成鄰近線，該鄰近線包括鄰近金屬和在該鄰近金屬的上表面的至少一部分、該鄰近金屬的第一側表面的至少一部分及/或該鄰近金屬的第二側表面的至少一部分上的鄰近石墨烯，其中該第一金屬層被蝕刻以與該上部金屬同期形成該鄰近金屬，並且其中該鄰近石墨烯與該上部石墨烯和該過孔石墨烯同時形成。
詞語「示例性」在本文中用於表示「用作實例、例子或說明」。本文中描述為「示例性」的任何細節不應當被解釋為優於其他實例。同樣，術語「實例」並不表示所有實例皆包括所論述的特徵、優勢或操作模式。此外，特定特徵及/或結構可以與一或多個其他特徵及/或結構組合。此外，本文中描述的裝置的至少一部分可以被配置為執行本文中描述的方法的至少一部分。
應當注意，術語「連接」、「耦合」或其任何變體表示元件之間的任何直接或間接的連接或耦合，並且可以包括在兩個元件之間存在中間元件，這兩個元件經由中間元件「連接」或「耦合」在一起，除非該連接被明確地揭示為直接連接。
本文中對使用諸如「第一」、「第二」等名稱的元素的任何引用不限制這些元素的數目及/或順序。相反，這些名稱用作區分兩個或兩個以上元素及/或元素實例的便利方法。此外，除非另有說明，否則一組元素可以包括一或多個元素。
本發明所屬領域中具有通常知識者將理解，資訊和訊號可以使用多種不同科技和技術中的任一種來表示。例如，在以上描述中可以引用的資料、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號和晶片可以由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或其任何組合表示。
本案中的任何陳述或圖示均不意欲將任何部件、動作、特徵、利益、優勢或均等物獻給公眾，無論該部件、動作、特徵、利益、優勢或均等物是否記載在申請專利範圍中。
在上面的詳細描述中可以看出，不同的特徵在實例中被組合在一起。這種揭示方式不應當理解為意圖所要求保護的實例具有比相應請求項中明確提及的更多特徵。相反，本案可以包括少於所揭示的個體實例的所有特徵。因此，以下請求項應當被視為併入說明書中，其中每個請求項本身可以作為單獨的實例。儘管每項請求項本身皆可以作為一個單獨的實例，但應當注意——儘管從屬請求項可以在請求項中引用與一個或一或多個請求項的特定組合——但是其他實例亦可以涵蓋或包括上述從屬請求項與任何其他從屬請求項的主題的組合或任何特徵與其他從屬和獨立請求項的組合。此類組合在本文中提出，除非明確表示不打算進行特定組合，否則。此外，亦意欲將請求項的特徵包括在任何其他獨立請求項中，即使上述請求項不直接從屬於該獨立請求項。
亦應當注意，說明書或請求項中揭示的方法、系統和裝置可以由包括用於執行所揭示的方法的相應動作及/或功能的模組的設備來實現。
此外，在一些實例中，個體動作可以細分為一或多個子動作或包含一或多個子動作。此類子動作可以被包含在個體動作的揭示中，並且是個體動作的揭示的一部分。
儘管前述揭示圖示本案的說明性實例，但是應當注意，在不脫離由所附請求項限定的本案的範疇的情況下，可以在本文中進行各種改變和修改。根據本文中描述的揭示的實例的方法請求項的功能及/或動作不需要以任何特定循序執行。此外，公知的元素將不會被詳細描述或可以被省略，以免混淆本文中揭示的態樣和實例的相關細節。此外，儘管本案的元素可以以單數形式描述或要求保護，但是除非明確聲明限制為單數，否則預期複數形式。
100:互連結構 110:第一蝕刻停止層 112:第二蝕刻停止層 120:第一介電體 122:第二介電體 130:下部線 132:下部線 134:下部氮化鉭 140:過孔 142:過孔Cu 144:過孔TaN 150:上部線 152:上部Cu 154:上部TaN 160:鄰近線 162:鄰近Cu 164:鄰近TaN 200A:互連結構 200B:互連結構 212:第二蝕刻停止層 220:介電體 222:第二介電體 230:下部線 232:下部導體 234:阻擋層 240:過孔 242:過孔金屬 244:過孔黏附層 245:過孔石墨烯 250:上部線 252:上部金屬 254:上部黏附層 255:上部石墨烯 260:鄰近線 262:鄰近金屬 264:鄰近黏附層 265:鄰近石墨烯 322:第二介電體層 340:過孔圖案 352:金屬層 442:第二金屬層 444:第二黏附層 452:第一金屬層 454:第一黏附層 500:方法 510:方塊 520:方塊 530:方塊 540:方塊 610:方塊 615:方塊 620:方塊 630:方塊 640:方塊 705:方塊 710:方塊 715:方塊 720:方塊 730:方塊 740:方塊 750:方塊 802:行動電話設備 804:膝上型電腦設備 806:固定位置終端設備
當結合僅僅為了說明而不是對本案的限制而呈現的附圖時，經由參考以下詳細描述，可以更好地理解本案的各態樣及其很多附帶優點，因此將容易獲取對本案的各態樣及其很多附帶優點的更完整理解。
圖1圖示習知互連結構的實例；
圖2A-圖2B圖示根據本案的一或多個態樣的互連結構的實例；
圖3A-圖3E和圖4A-圖4D圖示根據本案的一或多個態樣的製造互連結構的實例階段；
圖5-圖7圖示根據本案的一或多個態樣的製造互連結構的實例方法的流程圖；及
圖8圖示可以利用本案的一或多個態樣的各種電子設備。
基於附圖和詳細描述，與本文中揭示的各態樣相關聯的其他目的和優點對於本發明所屬領域中具有通常知識者來說將是很清楚的。根據慣例，附圖所圖示的特徵可能未按比例繪製。因此，為了清楚起見，可以任意擴大或縮小所圖示特徵的尺寸。根據慣例，為了清楚起見，簡化了一些附圖。因此，附圖可能未圖示特定裝置或方法的所有部件。此外，貫穿說明書和附圖，相同的元件符號表示相同的特徵。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
200A:互連結構
212:第二蝕刻停止層
220:介電體
222:第二介電體
230:下部線
232:下部導體
234:阻擋層
240:過孔
242:過孔金屬
244:過孔黏附層
250:上部線
252:上部金屬
254:上部黏附層
255:上部石墨烯
260:鄰近線
262:鄰近金屬
264:鄰近黏附層
265:鄰近石墨烯

Claims (30)

  1. 一種互連結構，包括： 一下部線，形成在一介電體中；及 一上部線，在該下部線上或上方形成，該上部線與該下部線電耦合，該上部線包括： 一上部金屬，在該下部線上或上方形成；及 一上部石墨烯，在以下各項上形成：該上部金屬的一上表面的至少一部分、該上部金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該上部金屬的一第二側表面的至少一部分。
  2. 根據請求項1之互連結構，其中該上部金屬包括以下各項中的任何一或多個：銠（Rh）、鉑（Pt）、銥（Ir）、鈮（Nb）、鎳（Ni）、鋁（Al）、釕（Ru）、鉬（Mo）、鋨（Os）、銅（Cu）和鈷（Co）。
  3. 根據請求項1之互連結構，其中該上部線亦包括： 一上部黏附層，在該上部金屬的一下表面上形成。
  4. 根據請求項1之互連結構，亦包括： 一過孔，在該下部線上或上方形成，該過孔與該上部線和該下部線電耦合，該過孔包括一過孔金屬。
  5. 根據請求項4之互連結構，其中該過孔金屬由與該上部金屬相同的一或多個金屬形成。
  6. 根據請求項4之互連結構，其中該過孔亦包括： 一過孔黏附層，在該過孔金屬的一下表面上形成。
  7. 根據請求項4之互連結構，其中該過孔在該下部線的一上表面和該上部線的一下表面上形成，使得該上部線經由該過孔與該下部線電耦合。
  8. 根據請求項7之互連結構，其中該過孔金屬和該上部金屬是一體形成的。
  9. 根據請求項7之互連結構，其中該上部石墨烯在以下各項上形成：該上部金屬的整個該上表面、該上部金屬的整個該第一側表面及/或該上部金屬的整個該第二側表面。
  10. 根據請求項4之互連結構，其中該過孔在該上部金屬的一上表面上形成，使得該過孔經由該上部金屬與該下部線電耦合。
  11. 根據請求項10之互連結構，其中該上部石墨烯在以下各項上形成：未被該過孔覆蓋的該上部金屬的一整個該上表面、該上部金屬的一整個該第一側表面及/或該上部金屬的一整個該第二側表面。
  12. 根據請求項10之互連結構，其中該過孔亦包括一過孔石墨烯，該過孔石墨烯在以下各項上形成：該過孔金屬的一上表面的至少一部分、該過孔金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該過孔金屬的一第二側表面的至少一部分。
  13. 根據請求項12之互連結構，其中該過孔石墨烯在以下各項上形成：該過孔金屬的一整個該上表面、該過孔金屬的一整個該第一側表面及/或該過孔金屬的一整個該第二側表面。
  14. 根據請求項12之互連結構，其中該過孔石墨烯和該上部石墨烯是一體形成的。
  15. 根據請求項1之互連結構，亦包括： 一鄰近線，與該上部線水平鄰近，該鄰近線包括： 一鄰近金屬；及 一鄰近石墨烯，在以下各項上形成：該鄰近金屬的上表面的至少一部分、該鄰近金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該鄰近金屬的一第二側表面的至少一部分。
  16. 根據請求項15之互連結構，其中該鄰近金屬由與該上部金屬相同的一或多個金屬形成。
  17. 根據請求項1之互連結構，其中該互連結構被併入如下裝置中，該裝置選自由以下各項組成的組：一音樂播放機、一視訊播放機、一娛樂單元、一導航設備、一通訊設備、一行動設備、一行動電話、一智慧型電話、一個人數位助理、一固定位置終端、一平板電腦、一電腦、一可穿戴設備、一物聯網路（IoT）設備、一筆記型電腦、一伺服器和一機動車輛中的一設備。
  18. 一種製造一互連結構的方法，該方法包括以下步驟： 在一介電體中形成一下部線；及 在該下部線上或上方形成一上部線，該上部線與該下部線電耦合，該上部線包括： 一上部金屬，在該下部線上或上方形成；及 一上部石墨烯，在以下各項上形成：該上部金屬的上表面的至少一部分、該上部金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該上部金屬的一第二側表面的至少一部分。
  19. 根據請求項18之方法，其中該上部金屬包括以下各項中的任何一或多個：銠（Rh）、鉑（Pt）、銥（Ir）、鈮（Nb）、鎳（Ni）、鋁（Al）、釕（Ru）、鉬（Mo）、鋨（Os）、銅（Cu）和鈷（Co）。
  20. 根據請求項18之方法，亦包括以下步驟： 在該下部線上或上方形成一過孔，該過孔與該上部線和該下部線電耦合，該過孔包括一過孔金屬。
  21. 根據請求項20之方法，其中該過孔金屬由與該上部金屬相同的一或多個金屬形成。
  22. 根據請求項20之方法， 其中該下部線被形成在其中的該介電體是一第一介電體層，並且 其中形成該上部線和形成該過孔包括以下步驟： 在一蝕刻停止層和一第二介電體層內蝕刻一過孔圖案，該蝕刻停止層在該第一介電體層上和該下部線上形成，該第二介電體層在該蝕刻停止層上形成，並且該過孔圖案使該下部線的一上表面的至少一部分露出； 在該第二介電體層上或上方以及在該下部線上或上方沉積一金屬層，該金屬層填充該過孔圖案以形成該過孔； 蝕刻該金屬層以形成該上部金屬；及 在該上部金屬的該第一側表面和該第二側表面以及該上表面上形成該上部石墨烯。
  23. 根據請求項22之方法，其中該上部石墨烯在以下各項上形成：該上部金屬的一整個該上表面、該上部金屬的一整個該第一側表面及/或該上部金屬的一整個該第二側表面。
  24. 根據請求項22之方法，其中形成該上部線和形成該過孔亦包括以下步驟： 在蝕刻該過孔圖案之後並且在沉積該金屬層之前，在該第二介電體層上、在該蝕刻停止層的裸露部分上以及在該下部線的該上表面的裸露部分上沉積一黏附層， 其中當該金屬層被蝕刻時，該黏附層亦被蝕刻以形成一上部黏附層，並且 其中該上部石墨烯亦在該上部黏附層的第一側表面和第二側表面上形成。
  25. 根據請求項22之方法，亦包括以下步驟： 形成一鄰近線，該鄰近線包括一鄰近金屬和在以下各項上的一鄰近石墨烯：該鄰近金屬的一上表面的至少一部分、該鄰近金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該鄰近金屬的一第二側表面的至少一部分， 其中該金屬層被蝕刻以與該上部金屬同時地形成該鄰近金屬，並且 其中該鄰近石墨烯與該上層石墨烯同時地形成。
  26. 根據請求項20之方法，其中形成該上部線和形成該過孔包括以下步驟： 在該介電體上或上方以及在該下部線上或上方沉積一第一金屬層； 在該第一金屬層上或上方沉積一第二金屬層； 蝕刻該第一金屬層和該第二金屬層以形成該上部金屬並且在該上部金屬上方形成該過孔金屬； 在以下各項上形成該上部石墨烯：該上部金屬的該上表面的該至少一部分、該上部金屬的該第一側表面的該至少一部分及/或該上部金屬的該第二側表面的該至少一部分；及 在以下各項上形成一過孔石墨烯：該過孔金屬的一上表面的至少一部分、該過孔金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該過孔金屬的一第二側表面的至少一部分。
  27. 根據請求項26之方法， 其中該上部石墨烯形成在以下各項上：未被該過孔覆蓋的該上部金屬的一整個該上表面、該上部金屬的一整個該第一側表面及/或該上部金屬的一整個該第二側表面，及/或 其中該過孔石墨烯形成在以下各項上：該過孔金屬的一整個該上表面、該過孔金屬的一整個該第一側表面及/或該過孔金屬的一整個該第二側表面。
  28. 根據請求項26之方法，其中該上部石墨烯和該過孔石墨烯由一個石墨烯生長製程形成。
  29. 根據請求項26之方法，其中形成該上部線和形成該過孔亦包括以下步驟： 在沉積該第一金屬層之前，在該介電體上以及在該下部線的一上表面上沉積一第一黏附層；及 在沉積該第一金屬層之後並且在沉積該第二金屬層之前，在該第一金屬層的一上表面上沉積一第二黏附層， 其中當該第一金屬層和該第二金屬層被蝕刻時，該第一黏附層和該第二黏附層亦被蝕刻以分別形成一上部黏附層和一過孔黏附層，並且 其中該上部石墨烯亦在該上部黏附層的第一側表面和第二側表面上形成。
  30. 根據請求項26之方法，亦包括以下步驟： 形成一鄰近線，該鄰近線包括一鄰近金屬和在以下各項上的一鄰近石墨烯：該鄰近金屬的一上表面的至少一部分、該鄰近金屬的一第一側表面的至少一部分及/或該鄰近金屬的一第二側表面的至少一部分上， 其中該第一金屬層被蝕刻以與該上部金屬同時地形成該鄰近金屬，並且 其中該鄰近石墨烯與該上部石墨烯和該過孔石墨烯同時地形成。
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