一种降低应力迁移的金属互连结构的制作方法

本实用新型涉及的是一种半导体领域的技术，具体是一种降低应力迁移的金属互连结构。

背景技术：

随着半导体技术的不断进步，集成电路的集成度增加，而体积逐渐减小，因此，已经没有足够的面积来制作所需的金属内连线。为了增加内连线结构而节省体积，目前集成电路结构大都采用多层金属内连线结构。

应力迁移是指互连金属与阻挡层、覆盖层和层间介质材料之间的热膨胀系数不同，使得互连系统中存在残余应力，在残余应力的作用下，由金属内部缺陷及晶粒生长产生的空位沿着应力梯度方向移动，并聚集成为空洞，从而导致失效。

互连系统中，热机械应力之间的相互作用和空位扩散共同作用导致了应力迁移。

如图1-2所示，传统的金属互连结构中，包括了下金属层100、上金属层300，上金属层300和下金属层100通过连接通孔500相连，连接通孔500贯穿整个介质层400。介质层400位于上金属层300和下金属层 100之间，位于介质层400中的连接通孔500中填充金属，上层金属和下层金属通过连接通孔500中填充的金属相连。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种降低应力迁移的金属互连结构。本实用新型能够通过沟槽阻碍空位扩散，并且通过伪通孔对应金属层中的应力梯度进行分散，能够有效的阻碍下金属层和窄金属层处的空位聚集并降低该处的应力，从而能够降低应力迁移。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种降低应力迁移的金属互连结构，包括：

相邻设置的下金属层和上金属层，所述下金属层和所述上金属层之间设有介质层；

连接通孔，所述连接通孔设置于所述介质层，所述连接通孔上端与所述上金属层相连，所述连接通孔的下端通过一呈条形的窄金属层与所述下金属层相连；

多个伪通孔，所述伪通孔为设置于所述介质层中的盲孔，所述伪通孔的开口与所述下金属层相接。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述下金属层的上表面开设有一沟槽，所述沟槽位于所述下金属层和所述窄金属层的连接处。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述沟槽呈条形，所述沟槽的长度方向与所述窄金属层的长度方向相垂直。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述沟槽呈L字形，所述沟槽的一边垂直于所述窄金属层的长度方向。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述沟槽呈正方形，所述沟槽的一边垂直于所述窄金属层的长度方向。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述伪通孔均匀排列于所述窄金属层的两侧。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述窄金属层的两侧的所述伪通孔组成多个条形队列，每一所述条形队列的延伸方向与所述窄金属层的长度方向平行。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述窄金属层的两侧分别设置两条或三条所述条形队列。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述伪通孔横截面呈矩形。

优选的，该降低应力迁移的金属互连结构，其中，所述伪通孔的长度方向垂直于所述下金属层。

上述技术方案的有益效果是：

本实用新型能够通过沟槽阻碍空位扩散，并且通过伪通孔对应金属层中的应力梯度进行分散，能够有效的阻碍下金属层和窄金属层处的空位聚集并降低该处的应力，从而能够降低应力迁移。

附图说明

图1为现有技术中，金属互连结构示意图；

图2为现有技术中，于图1基础上，沿A-A剖视图；

图3为本实用新型的较佳的实施例中，一种降低应力迁移的金属互连结构示意图；

图4为本实用新型的较佳的实施例中，于图3基础上，沿B-B剖视图；

图5为本实用新型的较佳的实施例中，一种降低应力迁移的金属互连结构示意图；

图6为本实用新型的较佳的实施例中，于图5基础上，沿C-C剖视图；

图7为本实用新型的较佳的实施例中，于图3基础上，空位扩散示意图；

图8为本实用新型的较佳的实施例中，于图5基础上，空位扩散示意图；

图中：100下金属层、200窄金属层、300上金属层、400介质层、 500连接通孔、110条形队列、120沟槽、111伪通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实施例涉及一种降低应力迁移的金属互连结构。

如图3～4所示，本实施例包括：

相邻的下金属层100和上金属层300，所述下金属层100和所述上金属层300之间设有介质层400；

用于填充金属的连接通孔500，所述连接通孔500设置于所述介质层400，所述连接通孔500上端与所述上金属层300相连，所述连接通孔 500的下端通过一呈条形的窄金属层200与所述下金属层100相连；

多个伪通孔111，所述伪通孔111为设置于所述介质层400中的盲孔，所述伪通孔111的开口与所述下金属层100相连。

本实施例中的下金属层100为矩形，下金属层100也可以是其它形状。窄金属层200的一端与下金属层100的一边相连。上金属层300通过连接通孔500中的金属与窄金属层200的另一端相连，从而实现上金属层 300和下金属层100的互连。

所述伪通孔111均匀排列于所述窄金属层200的两侧。

所述伪通孔111横截面呈矩形。

所述伪通孔111的长度方向垂直于所述下金属层100，伪通孔111 设置于下金属层100上方的介质层400中，即位于下金属层100的上方，伪通孔111的开口与下金属层100相接。

所述窄金属层200的两侧的所述伪通孔111组成多个条形队列110，每一所述条形队列110的延伸方向与所述窄金属层200的长度方向平行。

所述窄金属层200的两侧分别设置两条所述条形队列110，也可以分别设置3条条形队列110。

较佳的实施例中，如图5～6所示，所述下金属层100的上表面设有一沟槽120，所述沟槽120位于所述下金属层100和所述窄金属层200的连接处，沟槽中填充介质。

沟槽120呈条形，所述沟槽120的长度方向与所述窄金属层200的长度方向相垂直。

较佳的实施例中，所述沟槽120呈L字形，所述沟槽120的一边垂直于所述窄金属层200的长度方向。

较佳的实施例中，所述沟槽120呈正方形，正方形的沟槽120的一边与所述窄金属层200的长度方向垂直，且正方形的沟槽120的与窄金属层200相对边的中点处与所述沟槽120的连接端相对。

沟槽120以及伪通孔111均设置于下金属层100和窄金属层200 的连接端的附近。

如图7所示，在窄金属层200的两侧即下金属层100的两端分别设置两条由伪通孔111横向排列而成的条形队列110。位于窄金属层200上方的伪通孔111可以分散下金属层100和窄金属层200连接处的集中应力，减少应力梯度。当下金属层100受热时，分布于下金属层100中的空位向两侧的伪通孔111聚集，从而减少了向下金属层100和窄金属层200 连接处集中的空位，减小了应力迁移。

如图8所示，设置于下金属层100中的沟槽120可以进一步的阻挡空位向金属层和窄金属层200的连接处集中，从而进一步减小了窄金属层 200上的应力梯度，到达了减少应力迁移的效果。

与现有技术相比：

本实用新型能够通过沟槽阻碍空位扩散，并且通过伪通孔对应金属层中的应力梯度进行分散，能够有效的阻碍下金属层和窄金属层处的空位聚集并降低该处的应力，从而能够降低应力迁移。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。