半导体结构及半导体结构的形成方法与流程

1.本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及半导体结构的形成方法。


背景技术：

2.随着超大规模集成电路性能的不断提高、器件尺寸的逐渐缩小及密度不断增大，在半导体制程的后段金属制程中，业界选用铜和低介电常数材料作为后段金属互连及金属间介电质材料(imd，inter-metal dielectric)，以减小互连的电阻电容延迟(rc delay)；又因铜具有易扩散、难刻蚀等特点，业界引入了镶嵌工艺，其特点就是先在带有器件的衬底上形成中间介质层并刻蚀出沟槽，然后淀积铜进入刻蚀好的图形中，并应用平坦化方法除去多余的铜，以形成金属互连层。
3.然而，现有的后段金属互连工艺制程及其形成的半导体结构，性能还有待改善。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构及半导体结构的形成方法，降低金属互连结构的电阻，将金属表面的电子散射问题最小化，从而改善后段金属互连工艺制程及其形成的半导体结构。
5.为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；位于第一导电结构表面的第一防散射层；位于第一防散射层表面的第二导电结构。
6.可选的，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料。
7.可选的，所述二维晶体材料包括石墨烯或类石墨烯材料。
8.可选的，所述第一防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
9.可选的，还包括：位于衬底表面的初始防散射材料层；位于初始防散射材料层上的停止结构；位于停止结构上的介质层；位于介质层内的第一开口；位于第一开口内的第二导电结构。
10.可选的，所述初始防散射材料层的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
11.可选的，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层表面；所述第二导电结构位于部分所述第一防散射层表面。
12.可选的，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一导电结构表面；所述第二导电结构位于部分所述第一导电结构表面。
13.可选的，还包括：位于第一开口内壁表面的阻挡层；位于阻挡层表面的浸润层；位于浸润层表面的粘附层。
14.可选的，所述停止结构包括第一停止层和位于第一停止层表面的第二停止层，所述第一停止层和第二停止层的材料不同。
15.可选的，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。
16.可选的，还包括：位于第二导电结构表面的第二防散射层。
17.可选的，所述第二防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
18.相应的，本发明技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；在第一导电结构表面形成第一防散射层；在第一防散射层上形成第二导电结构。
19.可选的，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料。
20.可选的，所述二维晶体材料包括石墨烯或类石墨烯材料。
21.可选的，所述第一防散射层的形成方法包括：在衬底上形成初始防散射材料层；对所述初始防散射材料层进行热转化，在所述第一导电结构表面形成第一防散射层。
22.可选的，形成初始防散射材料层的工艺包括化学气相沉积工艺；所述化学气相沉积工艺的参数包括：反应气体包括ch4、c3h6、c2h2、c2h4和c4h8中的一种或多种的组合；反应气体流量范围为50标准毫升每分钟～1000标准毫升每分钟；反应温度范围为200摄氏度～450摄氏度。
23.可选的，所述初始防散射材料层的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
24.可选的，所述第一防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
25.可选的，在第一防散射层上形成第二导电结构之前，还包括：在第一防散射层上形成停止结构；在停止结构上形成介质层，所述第二导电结构位于所述介质层内，且所述介质层暴露出所述第二导电结构顶部表面。
26.可选的，所述第一防散射层位于全部所述第一导电结构表面。
27.可选的，所述第二导电结构的形成方法包括：在介质层上形成图形化结构，所述图形化结构暴露出部分所述介质层表面；以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层和停止结构，在所述介质层内形成第一开口，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层表面；在所述第一开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分所述第一导电结构上。
28.可选的，在所述第一开口内形成第二导电结构之前，还包括：在所述第一开口内壁表面形成阻挡层；在阻挡层表面形成浸润层；在浸润层表面形成粘附层。
29.可选的，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。
30.可选的，所述第一防散射层位于部分所述第一导电结构表面。
31.可选的，所述第二导电结构的形成方法包括：在介质层上形成图形化结构，所述图形化结构暴露出部分所述介质层表面；以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层、停止结构和第一防散射层，在所述介质层内形成第一开口，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一导电结构表面；在所述第一开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层上。
32.可选的，在所述第一开口内形成第二导电结构之前，还包括：在所述第一开口内壁表面形成阻挡层；在阻挡层表面形成浸润层；在浸润层表面形成粘附层。
33.可选的，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通。
34.可选的，所述停止结构包括第一停止层和位于第一停止层表面的第二停止层，所述第一停止层和第二停止层的材料不同。
35.可选的，还包括：在第二导电结构表面形成第二防散射层。
36.可选的，所述第二防散射层的厚度范围为1纳米～2纳米。
37.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
38.本发明技术方案中的半导体结构，所述第一导电结构表面具有第一防散射层，所述第一防散射层的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
39.进一步，所述第一防散射层的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料；所述第二防散射层的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。所述二维晶体材料的表面粗糙度较小，使得电子在二维晶体材料表面的散射(electron scattering)程度小；同时，二维晶体材料不易发生晶界缺陷，从而避免了电子在晶界处发生散射(electron scattering)的情况。石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料具有良好的导电性能，且石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面光滑，能够同时满足上述需求，使得电子在第一防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，使得电子在第二防散射层表面的散射(electron scattering)程度小。
40.进一步，所述第二导电结构表面具有第二防散射层，所述第二防散射层表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第二导电结构和与第二导电结构电连接的其它导电结构形成的电流通道运动时，所述第二导电结构内的电子在第二防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第二导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第二导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
41.进一步，所述第一防散射层位于部分所述第一导电结构表面，所述第一开口暴露出部分所述第一导电结构表面，所述第二开口暴露出部分所述第一导电结构表面。则后续在第一开口内和第二开口内形成第二导电结构，电子沿所述第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
42.本发明技术方案中半导体结构的形成方法，通过在第一导电结构表面形成第一防散射层，所述第一防散射层的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
43.进一步，通过在第二导电结构表面形成第二防散射层，所述第二防散射层的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第二导电结构内的电子在第二防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第二导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第二导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
附图说明
44.图1是一实施例中半导体结构的剖面结构示意图；
45.图2至图8是本发明一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图；
46.图9和图10是本发明另一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图；
47.图11是本发明另一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图；
48.图12是本发明另一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
具体实施方式
49.如背景技术所述，现有的金属后段制程及其形成的半导体结构，性能有待改善。现结合具体的实施例进行分析说明。
50.图1是一实施例中半导体结构的剖面结构示意图。
51.请参考图1，包括：衬底100；位于衬底100上的互连层，所述互连层包括第一介质层101和位于第一介质层101内的第一金属层102，所述第一介质层101暴露出所述第一金属层102顶部表面；位于第一介质层101表面和部分第一金属层102表面的停止层103；位于停止层103上的第二介质层104；位于第二介质层104内的第一开口(未图示)和第二开口(未图示)，所述第一开口暴露出所述第一金属层102顶部表面，所述第二开口暴露出部分所述第一金属层102顶部表面和部分第一介质层101顶部表面；位于第一开口内壁表面和第二开口内壁表面的阻挡层106；位于阻挡层106表面的第二金属层105。
52.所述半导体结构中，所述第二金属层105和第一金属层102电连接。为防止第二金属层105的离子扩散至第二介质层104内，从而需要在第一开口内壁表面和第二开口内壁表面形成阻挡层106，从而所述阻挡层106在第二金属层105底部表面与所述第一金属层102顶部表面之间形成了界面；同时，所述第二开口内的第二金属层105与部分所述第一金属层102表面电连接，从而所述停止层103在部分第一金属层102表面也形成了界面层，所述阻挡层106和停止层103均是通过沉积工艺形成的非晶态，从而表面粗糙度较大。
53.在半导体结构通电后，电子沿第一金属层102和第二金属层105形成的电流通道有序运动，电子发生碰撞的数量少，从而电子的迁移率较高。然而在有界面的地方，电子容易发生界面的散射(electron scattering)，当界面的表面粗糙度较大时，电子发生界面散射(electron scattering)的程度高，从而电子发生碰撞的数量多，电子平均自由程减小，使得电子的迁移率变小，从而使得所述第一金属层102和第二金属层105的电阻变大，使得半导体结构的电流变小，影响所述半导体结构的性能。
54.为了解决上述问题，本发明技术方案提供一种半导体结构及半导体结构的形成方法，通过在所述第一金属层表面形成第一防散射层，所述第一防散射层的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电
结构内的电子在第一防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
55.为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
56.图2至图8是本发明一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
57.请参考图2，提供衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面。
58.所述衬底包括基底200和位于基底200上的器件层201，所述器件层201包括隔离结构(未图示)和位于隔离结构内的器件结构(未图示)，所述器件结构包括晶体管、电感、电阻、电容或电互连结构等。
59.所述第一导电结构与所述器件结构电连接。
60.在本实施例中，所述第一导电结构包括第一金属层202和第二金属层203。
61.所述第一导电结构的材料包括金属，所述金属包括铜、钴、镍、铝、钛和氮化钛中的一种或多种的组合。
62.在本实施例中，所述第一导电结构的材料包括铜。
63.请参考图3，在第一导电结构表面形成第一防散射层205。
64.在本实施例中，所述第一防散射层205位于全部所述第一导电结构表面。
65.在其它实施例中，所述第一防散射层位于部分所述第一导电结构表面。
66.所述第一防散射层205的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
67.所述二维晶体材料的表面粗糙度较小，使得电子在二维晶体材料表面的散射(electron scattering)程度小；同时，二维晶体材料不易发生晶界缺陷，从而避免了电子在晶界处发生散射(electron scattering)的情况。
68.所述第一防散射层205的形成方法包括：在衬底上形成第一初始防散射材料层206；对所述第一初始防散射材料层206进行热转化，在所述第一导电结构表面形成第一防散射层205。
69.形成第一初始防散射材料层206的工艺包括化学气相沉积工艺；所述化学气相沉积工艺的参数包括：反应气体包括ch4、c3h6、c2h2、c2h4和c4h8中的一种或多种的组合；反应气体流量范围为50标准毫升每分钟～1000标准毫升每分钟；反应温度范围为200摄氏度～450摄氏度。
70.所述第一初始防散射材料层206的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
71.在真空条件下，将所述第一初始防散射材料层206的反应气体通入到第一导电结构表面，所述第一导电结构的材料包括铜，铜具有催化活性，从而能够通过加热使得反应气体催化脱氢在第一导电结构表面形成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
72.所述石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料具有良好的导电性能，且石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面光滑，电子在石墨烯
(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面的散射(electron scattering)程度小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，从而通过所述第一导电结构横截面的电子数量多，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
73.所述第一初始防散射材料层206的厚度范围为1纳米～2纳米。
74.若所述第一初始防散射材料层206的厚度小于1纳米，所述第一初始防散射材料层206的厚度太小，则所述第一初始防散射材料层206无法在高温和金属的催化作用下转化成二维晶体材料，即所述非晶态碳无法转化成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)或无定型碳(a-c,amorphous carbon)材料，从而无法在第一导电结构表面形成第一防散射层205；若所述第一初始防散射材料层206的厚度大于2纳米，则在第一导电结构表面形成的第一防散射层205的厚度较厚，则电子通过第一防散射层205的横截面积变大，从而使得所述第一防散射层205的电容变大，进而影响所述半导体结构的性能。
75.在本实施例中，形成第一防散射层205之后，还包括对所述第一防散射层205进行退火处理。所述退火处理能够进一步促进第一导电结构表面的第一初始防散射材料层206转化成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
76.所述退火处理的工艺参数包括：温度范围为300摄氏度～500摄氏度；时间为20秒～1000秒。
77.在其它实施例中，能够在形成第二防散射层之后再进行退火处理。
78.请参考图4，在第一防散射层205上形成停止结构。
79.所述停止结构包括第一停止层207和位于第一停止层207表面的第二停止层208。
80.所述第一停止层207和第二停止层208的材料不同。
81.所述第一停止层207的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的组合；所述第二停止层208的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的组合。
82.在本实施例中，所述第一停止层207的材料包括氧化铝；所述第二停止层208的材料包括氮化硅。
83.所述停止结构作为后续在介质层内形成第一开口的刻蚀停止层，避免过刻蚀对所述第一防散射层205表面和第一导电结构表面造成损伤。
84.所述第一停止层207和第二停止层208的材料不同，从而形成第一开口后去除所述第一开口底部暴露出的停止结构时，先采用干法刻蚀工艺去除所述第二停止层208，所述第一停止层207能够作为所述第二停止层208的刻蚀停止层，再采用湿法刻蚀工艺去除所述第一停止层207，从而避免了去除所述停止结构时对所述第一防散射层205表面和第一导电结构表面造成损伤，从而提升了半导体结构的性能。
85.形成第一停止层207的工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺；形成第二停止层208的工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
86.在本实施例中，形成第一停止层207的工艺包括原子层沉积工艺；形成第二停止层208的工艺包括原子层沉积工艺。所述原子层沉积工艺能够形成结构致密且厚度均匀的第
一停止层207和第二停止层208。
87.请继续参考图4，在停止结构上形成介质层209。
88.所述介质层209的材料包括介电材料，所述介电材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮碳化硅的一种或多种的组合。形成所述介质层209的工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
89.在本实施例中，所述介质层209的材料包括氧化硅；形成所述介质层209的工艺包括化学气相沉积工艺。
90.请参考图5，在介质层209上形成图形化结构，所述图形化结构暴露出部分所述介质层209表面。
91.所述图形化结构包括硬掩膜层210和位于硬掩膜层210上的光刻胶层211。
92.所述图形化结构的形成方法包括：在所述介质层209上形成硬掩膜材料层(未图示)；在所述硬掩膜材料层上形成光刻胶层211，所述光刻胶层211暴露出部分所述硬掩膜材料层表面；以所述光刻胶层211为掩膜刻蚀所述硬掩膜材料层，直至暴露出所述介质层209表面，形成所述硬掩膜层210。
93.所述硬掩膜层210的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、氮碳化硅、氮碳氧化硅、碳化硅、氮化钛、氮化铝和氧化铝中的一种或多种的组合。形成所述硬掩膜材料层的工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
94.在本实施例中，所述硬掩膜层210的材料包括氮化硅；形成所述硬掩膜材料层的工艺包括化学气相沉积工艺。
95.请继续参考图5，以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层209和停止结构，在所述介质层209内形成第一开口212和第二开口213，所述第一开口212暴露出部分或全部所述第一防散射层205表面，所述第二开口213暴露出部分第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面。
96.所述第一开口212和第二开口213的形成方法包括：以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层209，直至暴露出所述第二停止层208表面，在介质层209内形成初始第一开口(未图示)和初始第二开口(未图示)；去除所述初始第一开口和初始第二开口暴露出的第二停止层208，直至暴露出所述第一停止层207表面；去除暴露出的第一停止层207，直至暴露出所述第一防散射层205表面，形成所述第一开口212和第二开口213。
97.刻蚀所述介质层209的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种的组合；去除所述第二停止层208的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种的组合；去除所述第一停止层207的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种的组合。
98.在本实施例中，刻蚀所述介质层209的工艺包括干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺能够形成侧壁形貌较好的第一开口；去除所述第二停止层208的工艺包括干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的效率较高；去除所述第一停止层207的工艺包括湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀工艺能够在去除干净暴露出的第一停止层207的同时，对所述第一防散射层205的损伤较小。
99.由于所述第一停止层207和第二停止层208的材料不同，从而先采用干法刻蚀工艺去除所述第二停止层208时，所述第一停止层207能够作为所述第二停止层208的刻蚀停止
层，再采用湿法刻蚀工艺去除所述第一停止层207，从而避免了去除所述停止结构时对所述第一防散射层205表面和第一导电结构表面造成损伤，从而提升了半导体结构的性能。
100.在其它实施例中，所述第一开口包括第一凹槽和位于第一凹槽上的第二凹槽，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通；所述第二开口包括第三凹槽和位于第三凹槽上的第四凹槽，所述第三凹槽的孔径小于所述第四凹槽的孔径，且所述第三凹槽和第四凹槽相互贯通。
101.形成第一开口212和第二开口213之后，去除所述图形化结构。
102.在本实施例中，去除所述图形化结构的工艺包括干法刻蚀工艺。
103.请参考图6，在所述第一开口212内壁表面和第二开口213内壁表面形成阻挡层214；在阻挡层214表面形成浸润层215；在浸润层215表面形成粘附层216。
104.所述阻挡层214用于阻挡后续在第一开口212内和第二开口213内形成的第二导电结构内的金属离子扩散至介质层209中；所述粘附层216作为后续在浸润层215表面形成第二导电结构的种子层，有利于所述第二导电结构的材料附着在浸润层215表面且高效生长；所述浸润层215用于过渡所述阻挡层214和粘附层216，使得所述粘附层216在所述浸润层215表面分布均匀，使得后续在浸润层215表面生长的第二导电结构的结构致密，缺陷较少。
105.所述阻挡层214的材料包括氮化钽、钽和氮化钛中的一种或多种的组合；所述浸润层215的材料包括金属，所述金属包括钴、钌和钴锰中的一种或多种的组合；所述粘附层216的材料包括金属，所述金属包括铜、铜铝和铜锰中的一种或多种的组合。在本实施例中，对所述阻挡层214、浸润层215和粘附层216的材料不作限制。
106.在其它实施例中，能够不在所述第一开口内壁表面和第二开口内壁表面形成阻挡层、浸润层和粘附层。
107.请参考图7，形成所述粘附层216之后，在所述第一开口212内和第二开口213内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层205上，所述第二导电结构与所述第一导电结构电连接。
108.所述第二导电结构包括位于第二开口212内的第三金属层217和位于第二开口213内的第四金属层218。所述第三金属层217位于第一防散射层205上，所述第四金属层218位于部分所述第一防散射层205和初始防扩散层206上。
109.所述第二导电结构的形成方法包括：在所述第一开口212内、第二开口213内和介质层209上形成导电材料层(未图示)；平坦化所述导电材料层，直至暴露出所述介质层209表面，在所述第一开口212内和第二开口213内形成所述第二导电结构。
110.所述第二导电结构的材料包括金属，所述金属包括铜、钴、镍、铝、钛和氮化钛中的一种或多种的组合；形成所述导电材料层的工艺包括物理气相沉积工艺或电镀工艺。
111.在本实施例中，所述第二导电结构的材料包括铜；形成所述导电材料层的工艺包括电镀工艺；平坦化所述导电材料层的工艺包括化学机械抛光工艺。
112.请参考图8，在第二导电结构表面形成第二防散射层220。
113.所述第二防散射层220的材料与所述第一防散射层205的材料相同。
114.所述第二防散射层220的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
115.所述二维晶体材料的表面粗糙度较小，使得电子在二维晶体材料表面的散射
(electron scattering)程度小；同时，二维晶体材料不易发生晶界缺陷，从而避免了电子在晶界处发生散射(electron scattering)的情况。
116.所述第二防散射层220的形成方法包括：在衬底上形成第二初始防散射材料层219；对所述第二初始防散射材料层219进行热转化，在所述第一导电结构表面形成第二防散射层220。
117.形成第二初始防散射材料层219的工艺包括化学气相沉积工艺；所述化学气相沉积工艺的参数包括：反应气体包括ch4、c3h6、c2h2、c2h4和c4h8中的一种或多种的组合；反应气体流量范围为50标准毫升每分钟～1000标准毫升每分钟；反应温度范围为200摄氏度～450摄氏度。
118.所述第二初始防散射材料层219的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
119.在真空条件下，将所述第二初始防散射材料层219的反应气体通入到第二导电结构表面，所述第二导电结构的材料包括铜，铜具有催化活性，从而能够通过加热使得反应气体催化脱氢在第二导电结构表面形成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
120.所述石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料具有良好的导电性能，且石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面光滑，电子在石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面的散射(electron scattering)程度小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第二导电结构内的电子在第二防散射层表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第二导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，从而通过所述第二导电结构横截面的电子数量多，进而减小了第二导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
121.所述第二初始防散射材料层219的厚度范围为1纳米～2纳米。
122.若所述第二初始防散射材料层219的厚度小于1纳米，所述第二初始防散射材料层219的厚度太小，则所述第二初始防散射材料层219无法在高温和金属的催化作用下转化成二维晶体材料，即所述非晶态碳无法转化成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料，从而无法在第二导电结构表面形成第二防散射层220；若所述第二初始防散射材料层219的厚度大于2纳米，则在第二导电结构表面形成的第二防散射层220的厚度较厚，则电子通过第二防散射层220的横截面积变大，从而使得所述第二防散射层220的电容变大，进而影响所述半导体结构的性能。
123.在其它实施例中，形成第二防散射层之后，还包括对所述第二防散射层和第一防散射层进行退火处理。所述退火处理能够进一步促进第一导电结构表面的第一初始防散射材料层转化成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料，促进第二导电结构表面的第二初始防散射材料层转化成石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
124.所述退火处理的工艺参数包括：温度范围为300摄氏度～500摄氏度；时间为20秒～1000秒。
125.至此，形成的半导体结构，所述第一导电结构表面具有第一防散射层205，所述第一防散射层205的表面粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的
电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流；所述第二导电结构表面具有第二防散射层220，所述第二防散射层220的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第二导电结构和与第二导电结构电连接的其它导电结构形成的电流通道运动时，所述第二导电结构内的电子在第二防散射层220表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第二导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第二导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
126.相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构，请参考图8，包括：
127.衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；
128.位于第一导电结构表面的第一防散射层205；
129.位于第一防散射层205表面的第二导电结构。
130.在本实施例中，所述第一防散射层205的材料包括二维晶体材料。
131.在本实施例中，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
132.在本实施例中，所述第一防散射层205的厚度范围为1纳米～2纳米。
133.在本实施例中，所述衬底包括基底200和位于基底200上的器件层201，所述器件层包括隔离结构(未图示)和位于隔离结构内的器件结构(未图示)，所述器件结构包括晶体管、电感、电阻、电容或电互连结构。
134.在本实施例中，还包括：位于衬底表面的第一初始防散射材料层206；位于第一初始防散射材料层206上的停止结构；位于停止结构上的介质层209；位于介质层209内的第一开口(未图示)和第二开口(未图示)；位于第一开口内和第二开口内的第二导电结构。
135.在本实施例中，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层205表面，所述第二开口暴露出部分所述第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面；所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层205表面。
136.在本实施例中，所述第一导电结构包括第一金属层202和第二金属层203。
137.在本实施例中，所述第二导电结构包括第三金属层217和第四金属层218；所述第三金属层217位于部分或全部第一防散射层205表面，所述第四金属层218位于部分第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面。
138.在本实施例中，还包括：位于第一开口内壁表面的阻挡层214；位于阻挡层214表面的浸润层215；位于浸润层215表面的粘附层216。
139.在本实施例中，所述阻挡层214的材料包括氮化钽、钽和氮化钛中的一种或多种的组合；所述浸润层215的材料包括金属，所述金属包括钴、钌和钴锰中的一种或多种的组合；所述粘附层216的材料包括金属，所述金属包括铜、铜铝和铜锰中的一种或多种的组合。
140.在本实施例中，所述第一初始防散射材料层206的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
141.在本实施例中，所述停止结构包括第一停止层207和位于第一停止层207表面的第二停止层208。
142.在本实施例中，所述第一停止层207和第二停止层208的材料不同。
143.在本实施例中，所述第一停止层207的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的组合；所述第二停止层208的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的组合。
144.在本实施例中，还包括：位于第二导电结构表面的第二防散射层220；位于介质层209表面的第二初始防散射材料层219。
145.在本实施例中，所述第二防散射层220的材料与所述第一防散射层205的材料相同。
146.在本实施例中，所述第二防散射层220的厚度范围为1纳米～2纳米。
147.在本实施例中，所述第一导电结构的材料包括金属；所述第二导电结构的材料包括金属。
148.在本实施例中，所述金属包括铜、钴、镍、铝、钛和氮化钛中的一种或多种的组合。
149.所述半导体结构中，所述第一导电结构表面具有第一防散射层205，所述第一防散射层205的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流；所述第二导电结构表面具有第二防散射层220，所述第二防散射层220的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第二导电结构和与第二导电结构电连接的其它导电结构形成的电流通道运动时，所述第二导电结构内的电子在第二防散射层220表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第二导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第二导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
150.进一步，所述第一防散射层205的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)或无定型碳(a-c,amorphous carbon)材料；所述第二防散射层220的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。所述二维晶体材料的表面粗糙度较小，使得电子在二维晶体材料表面的散射(electron scattering)程度小；同时，二维晶体材料不易发生晶界缺陷，从而避免了电子在晶界处发生散射(electron scattering)的情况。石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料具有良好的导电性能，且石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面光滑，能够同时满足上述需求，使得电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，使得电子在第二防散射层220表面的散射(electron scattering)程度小。
151.图9和图10是本发明另一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
152.请参考图9，图9是在图4基础上的结构示意图，在介质层209上形成图形化结构，所述图形化结构暴露出部分所述介质层209表面。
153.所述图形化结构包括硬掩膜层310和位于硬掩膜层310上的光刻胶层311。
154.所述图形化结构的形成方法包括：在所述介质层209上形成硬掩膜材料层(未图示)；在所述硬掩膜材料层上形成光刻胶层311，所述光刻胶层311暴露出部分所述硬掩膜材料层表面；以所述光刻胶层311为掩膜刻蚀所述硬掩膜材料层，直至暴露出所述介质层209
表面，形成所述硬掩膜层310。
155.所述硬掩膜层310的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、氮碳化硅、氮碳氧化硅、碳化硅、氮化钛、氮化铝和氧化铝中的一种或多种的组合。形成所述硬掩膜材料层的工艺包括化学气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
156.在本实施例中，所述硬掩膜层310的材料包括氮化硅；形成所述硬掩膜材料层的工艺包括化学气相沉积工艺。
157.请继续参考图9，以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层209和停止结构，在所述介质层209内形成第一开口和第二开口，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层205表面，所述第二开口暴露出部分第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面。
158.在本实施例中，所述第一开口包括第一凹槽301和位于第一凹槽301上的第二凹槽302，所述第一凹槽301的孔径小于所述第二凹槽302的孔径，且所述第一凹槽301和第二凹槽302相互贯通；所述第二开口包括第三凹槽303和位于第三凹槽303上的第四凹槽304，所述第三凹槽303的孔径小于所述第四凹槽304的孔径，且所述第三凹槽303和第四凹槽304相互贯通。
159.所述第一开口和第二开口的形成方法包括：以所述图形化结构为掩膜刻蚀所述介质层209，直至在介质层209内形成所述第二凹槽302和第四凹槽304；在所述第二凹槽302底部表面和第四凹槽304底部表面形成图形化层(未图示)，所述图形化层暴露出部分所述第二凹槽302底部表面和第四凹槽304底部表面；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述介质层209，直至暴露出所述第二停止层208表面，在第二凹槽302底部形成初始第一凹槽，在第四凹槽304底部形成初始第三凹槽；去除所述初始第一凹槽和初始第三凹槽暴露出的第二停止层208，直至暴露出所述第一停止层207表面；去除暴露出的第一停止层207，直至暴露出所述第一防散射层205表面，形成所述第一开口和第二开口。
160.刻蚀所述介质层209的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种的组合；去除所述第二停止层208的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种的组合；去除所述第一停止层207的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或多种的组合。
161.在本实施例中，刻蚀所述介质层209的工艺包括干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺能够形成侧壁形貌较好的第一开口；去除所述第二停止层208的工艺包括干法刻蚀工艺，所述干法刻蚀工艺的效率较高；去除所述第一停止层207的工艺包括湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀工艺能够在去除干净暴露出的第一停止层207的同时，对所述第一防散射层205的损伤较小。
162.由于所述第一停止层207和第二停止层208的材料不同，从而先采用干法刻蚀工艺去除所述第二停止层208时，所述第一停止层207能够作为所述第二停止层208的刻蚀停止层，再采用湿法刻蚀工艺去除所述第一停止层207，从而避免了去除所述停止结构时对所述第一防散射层205表面和第一导电结构表面造成损伤，从而提升了半导体结构的性能。
163.形成第一开口和第二开口之后，去除所述图形化结构。
164.在本实施例中，去除所述图形化结构的工艺包括干法刻蚀工艺。
165.请参考图10，在所述第一开口内壁表面和第二开口内壁表面形成阻挡层312；在阻
挡层312表面形成浸润层313；在浸润层313表面形成粘附层314；形成粘附层314之后，在所述第一开口内和第二开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层205上，所述第二导电结构与所述第一导电结构电连接；在第二导电结构表面形成第二防散射层318。上述过程的具体方法、材料和工艺请参考图6至图8，在此不再赘述。
166.在本实施例中，所述第二导电结构包括第三金属层315和第四金属层316；所述第三金属层315位于部分或全部第一防散射层205表面，所述第四金属层316位于部分第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面。
167.相应的，本发明实施例还提供一种半导体结构，请参考图10，包括：
168.衬底，所述衬底内具有第一导电结构，所述衬底表面暴露出所述第一导电结构表面；
169.位于第一导电结构表面的第一防散射层205；
170.位于第一防散射层205表面的第二导电结构。
171.在本实施例中，所述第一防散射层205的材料包括二维晶体材料。
172.在本实施例中，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。
173.在本实施例中，所述第一防散射层205的厚度范围为1纳米～2纳米。
174.在本实施例中，所述衬底包括基底200和位于基底200上的器件层201，所述器件层包括隔离结构(未图示)和位于隔离结构内的器件结构(未图示)，所述器件结构包括晶体管、电感、电阻、电容或电互连结构等。
175.在本实施例中，还包括：位于衬底表面的第一初始防散射材料层206；位于第一初始防散射材料层206上的停止结构；位于停止结构上的介质层209；位于介质层209内的第一开口(未图示)和第二开口(未图示)；位于第一开口内和第二开口内的第二导电结构。
176.在本实施例中，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一防散射层205表面，所述第二开口暴露出部分所述第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面；所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层205表面。
177.在本实施例中，所述第一导电结构包括第一金属层202和第二金属层203。
178.在本实施例中，所述第二导电结构包括第三金属层315和第四金属层316；所述第三金属层315位于部分或全部第一防散射层205表面，所述第四金属层316位于部分第一防散射层205表面和部分第一初始防散射材料层206表面。
179.在本实施例中，还包括：位于第一开口内壁表面的阻挡层312；位于阻挡层312表面的浸润层313；位于浸润层313表面的粘附层314。
180.在本实施例中，所述阻挡层312的材料包括氮化钽、钽和氮化钛中的一种或多种的组合；所述浸润层313的材料包括金属，所述金属包括钴、钌和钴锰中的一种或多种的组合；所述粘附层314的材料包括金属，所述金属包括铜、铜铝和铜锰中的一种或多种的组合。
181.在本实施例中，所述第一初始防散射材料层206的材料包括含碳有机材料，所述含碳有机材料包括非晶态碳。
182.在本实施例中，所述停止结构包括第一停止层207和位于第一停止层207表面的第二停止层208。
183.在本实施例中，所述第一停止层207和第二停止层208的材料不同。
184.在本实施例中，所述第一停止层207的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的组合；所述第二停止层208的材料包括碳氮化硅、碳氧化硅、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的组合。
185.在本实施例中，所述第一开口包括第一凹槽(未图示)和位于第一凹槽上的第二凹槽(未图示)，所述第一凹槽的孔径小于所述第二凹槽的孔径，且所述第一凹槽和第二凹槽相互贯通；所述第二开口包括第三凹槽(未图示)和位于第三凹槽上的第四凹槽(未图示)，所述第三凹槽的孔径小于所述第四凹槽的孔径，且所述第三凹槽和第四凹槽相互贯通。
186.在本实施例中，还包括：位于第二导电结构表面的第二防散射层318；位于介质层209表面的第二初始防散射材料层317。
187.在本实施例中，所述第二防散射层318的材料与所述第一防散射层205的材料相同。
188.在本实施例中，所述第二防散射层318的厚度范围为1纳米～2纳米。
189.在本实施例中，所述第一导电结构的材料包括金属；所述第二导电结构的材料包括金属。
190.在本实施例中，所述金属包括铜、钴、镍、铝、钛和氮化钛中的一种或多种的组合。
191.所述半导体结构中，所述第一导电结构表面具有第一防散射层205，所述第一防散射层205的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流；所述第二导电结构表面具有第二防散射层318，所述第二防散射层318的表面的粗糙度较小，从而后续电子沿第二导电结构和与第二导电结构电连接的其它导电结构形成的电流通道运动时，所述第二导电结构内的电子在第二防散射层318表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第二导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第二导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
192.进一步，所述第一防散射层205的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料；所述第二防散射层318的材料包括二维晶体材料，所述二维晶体材料包括石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料。所述二维晶体材料的表面粗糙度较小，使得电子在二维晶体材料表面的散射(electron scattering)程度小；同时，二维晶体材料不易发生晶界缺陷，从而避免了电子在晶界处发生散射(electron scattering)的情况。石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料具有良好的导电性能，且石墨烯(graphene)或类石墨烯(graphene-like)材料表面光滑，能够同时满足上述需求，使得电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，使得电子在第二防散射层318表面的散射(electron scattering)程度小。
193.图11是本发明另一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
194.请参考图11，图11是在图5基础上的结构示意图，去除所述第一停止层207之后，去除所述暴露出的第一防散射层205，在所述介质层209内形成第一开口412和第二开口413，所述第一开口412暴露出部分或全部所述第一金属层202表面，所述第二开口413暴露出部分所述第二金属层203表面和部分所述器件层201表面。
195.在本实施例中，去除暴露出的所述第一防散射层205的工艺包括干法刻蚀工艺。
196.在本实施例中，所述第一防散射层205位于部分所述第一导电结构表面。
197.所述第一防散射层205位于部分所述第一导电结构表面，所述第一开口412暴露出部分或全部所述第一金属层202表面，所述第二开口413暴露出部分所述第二金属层203表面和部分所述器件层201表面。则后续在第一开口内和第二开口内形成第二导电结构，电子沿所述第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
198.接下来，在所述第一开口内壁表面和第二开口内壁表面形成阻挡层；在阻挡层表面形成浸润层；在浸润层表面形成粘附层；形成粘附层之后，在所述第一开口内和第二开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层205上，所述第二导电结构与所述第一导电结构电连接；在第二导电结构表面形成第二防散射层。上述过程的具体方法、材料和工艺请参考图6至图8，在此不再赘述。
199.图12是本发明另一实施例中半导体结构形成过程的剖面结构示意图。
200.请参考图12，图12是在图9基础上的结构示意图，去除所述第一停止层207之后，去除所述暴露出的第一防散射层205，在所述介质层209内形成第一开口和第二开口，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一金属层202表面，所述第二开口暴露出部分所述第二金属层203表面和部分所述器件层201表面。
201.在本实施例中，所述第一开口包括第一凹槽501和位于第一凹槽501上的第二凹槽302，所述第一凹槽501的孔径小于所述第二凹槽302的孔径，且所述第一凹槽501和第二凹槽302相互贯通；所述第二开口包括第三凹槽503和位于第三凹槽503上的第四凹槽304，所述第三凹槽503的孔径小于所述第四凹槽304的孔径，且所述第三凹槽503和第四凹槽304相互贯通。
202.在本实施例中，去除暴露出的所述第一防散射层205的工艺包括干法刻蚀工艺。
203.在本实施例中，所述第一防散射层205位于部分所述第一导电结构表面。
204.所述第一防散射层205位于部分所述第一导电结构表面，所述第一开口暴露出部分或全部所述第一金属层202表面，所述第二开口暴露出部分所述第二金属层203表面和部分所述器件层201表面。则后续在第一开口内和第二开口内形成第二导电结构，电子沿所述第一导电结构和第二导电结构形成的电流通道运动时，所述第一导电结构内的电子在第一防散射层205表面的散射(electron scattering)程度小，从而使得电子的碰撞数量减小，使得所述第一导电结构内的平均自由程更长，即：电子迁移率变大，进而减小了第一导电结构的电阻，增大了半导体结构的电流。
205.接下来，在所述第一开口内壁表面和第二开口内壁表面形成阻挡层；在阻挡层表面形成浸润层；在浸润层表面形成粘附层；形成粘附层之后，在所述第一开口内和第二开口内形成第二导电结构，所述第二导电结构位于部分或全部所述第一防散射层205上，所述第二导电结构与所述第一导电结构电连接；在第二导电结构表面形成第二防散射层。上述过程的具体方法、材料和工艺请参考图6至图8，在此不再赘述。
206.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本
发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。