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DE102004031128A1 - An electrical circuit having a carbon conductive pattern and method of fabricating a carbon conductive pattern of an electrical circuit - Google Patents

An electrical circuit having a carbon conductive pattern and method of fabricating a carbon conductive pattern of an electrical circuit Download PDF

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DE102004031128A1
DE102004031128A1 DE102004031128A DE102004031128A DE102004031128A1 DE 102004031128 A1 DE102004031128 A1 DE 102004031128A1 DE 102004031128 A DE102004031128 A DE 102004031128A DE 102004031128 A DE102004031128 A DE 102004031128A DE 102004031128 A1 DE102004031128 A1 DE 102004031128A1
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DE
Germany
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carbon
electrical circuit
conductor structure
layer
hectopascal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102004031128A
Other languages
German (de)
Inventor
Gernot Dr. Steinlesberger
Manfred Dr. Engelhardt
Franz Dr. Kreupl
Wolfgang Dr. Hönlein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE102004031128A priority Critical patent/DE102004031128A1/en
Priority to PCT/DE2005/000905 priority patent/WO2006000175A1/en
Publication of DE102004031128A1 publication Critical patent/DE102004031128A1/en
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    • H10W20/4462
    • H10W70/05
    • H10W70/095
    • H10W70/664
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D88/00Three-dimensional [3D] integrated devices

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

Ein elektrischer Schaltkreis weist zumindest eine Kohlenstoff-Leiterstruktur auf, welche mittels einer im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Schicht ausgebildet ist, welche einen spezifischen Widerstand von weniger als 1 mΩcm aufweist.One electrical circuit has at least one carbon conductor structure on, which by means of a layer consisting essentially of carbon is formed, which has a specific resistance of less as 1 mΩcm having.

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Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltkreis mit einer Kohlenstoff-Leiterstruktur und ein Verfahren zum Herstellen einer Kohlenstoff-Leiterstruktur eines elektrischen Schaltkreises.The The invention relates to an electrical circuit having a carbon-conductor structure and a method for producing a carbon conductor pattern an electrical circuit.

Gegenwärtig wird bei dem Herstellen von integrierten Schaltkreisen oder elektronischen Bauelementen eine immer stärkere Miniaturisierung angestrebt. Eine Möglichkeit den Platzbedarf eines integrierten Schaltkreises zu verringern, ist die so genannte 3D-Integration, d.h. ein geeignetes Übereinanderausbilden oder Übereinanderstapeln der einzelnen Komponenten oder Systemeinheiten des integrierten Schaltkreises [1]. Hierdurch ist es möglich die Packungsdichte zu erhöhen und damit den Platz, welcher in einer Ebene benötigt wird, zu senken. Eine weitere Anwendung der 3D-Integration ist das Übereinanderstapeln von unterschiedlichen integrierten Schaltkreisen, so genannter Systeme, welche auf einem gemeinsamen Chip integriert werden sollen, wodurch ein so genannter System-on-Chip (SoC) ausgebildet wird.At present becomes in the manufacture of integrated circuits or electronic Components an ever stronger Miniaturization sought. One way the space requirement of a integrated circuit is the so-called 3D integration, i.e. a suitable superimposing or stacking up the individual components or system units of the integrated Circuit [1]. This makes it possible to increase the packing density increase and thus to reduce the space required in a plane. Another Application of 3D integration is the stacking of different ones integrated circuits, so-called systems, which on one common chip to be integrated, creating a so-called System-on-chip (SoC) is formed.

Durch das Übereinanderstapeln einzelner Komponenten ist es möglich, lange Leiterstrukturen, so genannte Leiterbahnen, innerhalb einer Ebene zu reduzieren und diese durch vertikale Leiterstrukturen, so genannte Vias, zu ersetzen. Weiterhin ist die 3D-Integration für manche Technologiesysteme von Vorteil, wenn parallel prozessierende Einheiten, d.h. integrierte Schaltkreise, schichtweise angeordnet werden. Dies ist beispielsweise für die technologische Realisierung von Bildverarbeitung und Mustererkennung nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns der Fall [2].By the stacking up individual components it is possible long ladder structures, so-called tracks, within one Level and reduce this by vertical ladder structures, so-called vias, to replace. Furthermore, the 3D integration for some Technology systems are advantageous when parallel processing units, i.e. integrated circuits are arranged in layers. This is for example the technological realization of image processing and pattern recognition on the model of the human brain of the case [2].

Für eine 3D-Integration sind die Eigenschaften der Metallisierungssysteme, d.h. der elektrischen Leiterstrukturen und der sie umgebenden dielektrischen Schichten, welche einzelne Komponenten der integrierten Schaltkreise miteinander verbinden, von besonderer Bedeutung. Wichtige Eigenschaften eines Metallisierungssystems sind die elektrischen Eigenschaften, wie der elektrische Widerstand der einzelnen Leiterstrukturen, sowohl der Leiterstrukturen innerhalb einer Ebene, d.h. der so genannten Leiterbahnen, als auch der Leiterstrukturen, welche zwei Ebenen miteinander verbinden, den so genannten Vias. Ferner sind auch die dielektrischen Eigenschaften der isolierenden dielektrischen Schichten zwischen den Leiterstrukturen des Metallisierungssystems für den integrierten Schaltkreis von großer Bedeutung. Um die RC-Schaltzeiten für eine Signalübertragung innerhalb des integrierten Schaltkreises möglichst gering zu halten, versucht man sowohl den Widerstand R als auch die Kapazität C, d.h. die Dielektrizitätskonstante k der isolierenden Schichten, möglichst gering zu halten. Folglich werden bevorzugt Materialien mit geringem spezifischen Widerstand und Dielektrika mit geringem k eingesetzt.For a 3D integration are the properties of the metallization systems, i. the electrical conductor structures and the surrounding dielectric layers, which are single Interconnect components of the integrated circuits, really important. Important properties of a metallization system are the electrical properties, such as the electrical resistance the individual ladder structures, both of the ladder structures within a plane, i. the so-called tracks, as well as the ladder structures, which connect two levels, the so-called vias. Furthermore, the dielectric properties of the insulating are dielectric layers between the conductor structures of the metallization system for the integrated circuit of great importance. To the RC switching times for a signal transmission within the integrated circuit as low as possible, trying Both the resistance R and the capacitance C, i. the dielectric constant k of the insulating layers, if possible to keep low. Consequently, preferred are materials with low resistivity and low k dielectrics are used.

Ferner ist es auch wünschenswert, dass das Metallisierungssystem einfach, reproduzierbar und kostengünstig prozessiert werden kann und eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit aufweist.Further it is also desirable that the metallization system processes easily, reproducibly and cost-effectively can be and has a low probability of failure.

Übliche Materialien, aus denen heutzutage Leiterbahnen hergestellt werden, sind Metalle wie Wolfram, Aluminium oder Kupfer. Wolfram und Aluminium kommen vor allem in Speicherprodukten mit wenig Metallebenen zum Einsatz. In leistungsstarken Logikchips wird, wegen der höheren elektrischen Leitfähigkeit, bevorzugt Kupfer eingesetzt. Die schwierige Prozessierbarkeit von Kupfer, z.B. die schwierige Ätzbarkeit, führt zur Einführung von neuen Integrationsschemen, d.h. neuer Prozessschritte. Ein solches neues Integrationsschema ist die so genannte Damaszener-Technik, eine Einlegetechnik, welche bei Kupfer das subtraktive Verfahren, welches bei Aluminium Metallisierungssystemen verwendet wird, abgelöst hat. Hierzu mussten speziell angepasste Füll- und Planarisierungsprozesse, die zum Teil mit hohen Kosten verbunden sind, entwickelt werden. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung der genannten Materialien ist, dass der spezifische Widerstand bei Strukturbreiten der Leiterbahnen von unter 100 nm aufgrund von Elektronenstreuprozessen zunimmt.Usual materials, Today's tracks are made of metals like tungsten, aluminum or copper. Tungsten and aluminum are coming especially in memory products with little metal levels used. In high-performance logic chips, because of the higher electrical conductivity, preferably used copper. The difficult processability of Copper, e.g. the difficult etchability, leads to introduction of new integration schemes, i. new process steps. Such new integration scheme is the so-called damascene technique, an insertion technique, which in copper the subtractive method, which used in aluminum metallization systems has detached. For this purpose, specially adapted filling and planarization processes, which are partly associated with high costs. Another disadvantage with the use of said materials is that the resistivity at pattern widths of the tracks increases below 100 nm due to electron scattering processes.

Speziell zum Ausbilden von Vias, d.h. den die vertikale Verdrahtung in der 3D-Integration bildenden Leiterstrukturen, werden metallische Verdrahtungen oder Interconnects auf Wolframbasis, wie beispielsweise in [1] gezeigt, oder dotiertes Polysilizium, wie beispielweise in [2] gezeigt, verwendet. Ein Nachteil beim Ausbilden der Vias mittels Wolfram-Technologie oder Polysilizium-Technologie ist, dass es bei den üblichen Abscheideprozessen dieser Materialien zu einer inhomogenen Seitenwandbedeckung kommt, wodurch das Füllen von Löchern, durch welches die vertikale Verdrahtung ausgebildet wird, mit hohen Aspektverhältnissen, also einem hohen Verhältnis von Höhe zu Breite des Loches, sehr erschwert wird. Die inhomogene Seitenwandbedeckung führt zu Fehlstellen, so genannten Voids, innerhalb des Via. Das Füllen von Löchern mit einem Aspektverhältnis zwischen 20 und 50 kann im Falle von hoch dotierten Polysilizium nur in einem Mehrstufenprozess durchgeführt werden, wodurch der Herstellungsprozess eines 3D-integrierten Schaltkreises verkompliziert und verteuert wird. Wird das Via aus Wolfram ausgebildet, kann zwar eine gute Seitenwandbedeckung erzielt werden, jedoch wird hierbei großer Stress, d.h. eine hohe mechanische Belastung, erzeugt.specially for forming vias, i. the vertical wiring in the 3D integration forming conductor structures, become metallic wiring or tungsten-based interconnects, such as shown in [1], or doped polysilicon such as shown in [2]. One Disadvantage when forming the vias using tungsten technology or Polysilicon technology is that in the usual deposition processes of these materials results in an inhomogeneous sidewall covering, whereby the filling from holes, through which the vertical wiring is formed, with high aspect ratios, So a high ratio of height to the width of the hole, very difficult. The inhomogeneous sidewall covering leads to Defects, so-called voids, within the Via. The filling of holes with an aspect ratio between 20 and 50, in the case of highly doped polysilicon only be carried out in a multi-stage process, eliminating the manufacturing process a 3D-integrated Circuit complicated and expensive. Will the via of tungsten Although a good sidewall coverage can be achieved, However, this is great Stress, i. a high mechanical load generated.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen elektrischen Schaltkreis mit einer Leiterstruktur aus einem alternativen Material und ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterstruktur aus einem alternativen Material eines elektrischen Schaltkreises zu schaffen, bei dem das Material der Leiterstruktur gegenüber den bekannten Materialien verbesserte elektrische Eigenschaften hat und es auf einfache Weise in herkömmliche Prozesstechnologien integriert werden kann.Of the The invention is based on the problem of an electrical circuit with a ladder structure of an alternative material and a Method for producing a conductor structure from an alternative To provide material of an electrical circuit in which the Material of the conductor structure compared to the known materials has improved electrical properties and it in a simple way in conventional Process technologies can be integrated.

Das Problem wird durch den elektrischen Schaltkreis mit einer Kohlenstoff-Leiterstruktur und das Verfahren zum Herstellen einer Kohlenstoff-Leiterstruktur eines elektrischen Schaltkreises mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.The Problem is caused by the electrical circuit with a carbon-conductor structure and the method for producing a carbon conductor pattern an electrical circuit solved with the features of the independent claims.

Ein elektrischer Schaltkreis weist zumindest eine Kohlenstoff-Leiterstruktur auf, welche mittels einer im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Schicht ausgebildet ist, welche einen spezifischen Widerstand von weniger als 1 mΩcm aufweist.One electrical circuit has at least one carbon conductor structure, which by means of a layer consisting essentially of carbon is formed, which has a specific resistance of less as 1 mΩcm having.

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Kohlenstoff-Leiterstruktur eines elektrischen Schaltkreises auf einem Substrat wird beim Herstellen der Kohlenstoff-Leiterstruktur auf einer Oberfläche des Substrats in einer Atmosphäre mit einem Wasserstoffpartialdruck zwischen 1 Hektopascal und 6 Hektopascal und bei einer Temperatur zwischen 700°Celsius und 1000°Celsius die Kohlenstoff-Leiterstruktur als im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehende Schicht mittels Zuführens eines kohlenstoffhaltigen Gases ausgebildet.at a method of manufacturing a carbon conductive pattern of an electrical circuit on a substrate becomes in manufacturing the carbon-conductor structure on a surface of the substrate in an atmosphere with a hydrogen partial pressure between 1 hectopascal and 6 hectopascal and at a temperature between 700 ° Celsius and 1000 ° Celsius the Carbon conductor structure as consisting essentially of carbon Layer by means of feeding formed of a carbonaceous gas.

Anschaulich kann ein Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass anstelle von metallischen Leiterstrukturen Leiterstrukturen verwendet werden, welche im wesentlichen aus Kohlenstoff ausgebildet sind. Vorteilhaft an Kohlenstoff-Leiterstrukturen sind die sehr gute Prozessierbarkeit von Kohlenstoff und die Möglichkeit der Ausbildung in einfachen Prozessen. D.h. es werden Metallisierungssysteme, deren Leiterstrukturen im wesentlichen Kohlenstoff aufweisen, ausgebildet. Unter Metallisierungssystemen werden erfindungsgemäß nicht nur Metallisierungssysteme mit Metall-Leiterstrukturen verstanden, sondern allgemein Systeme, welche dem elektrischen kontaktieren verschiedener Komponenten eines integrierten elektrischen Schaltkreises dienen und in welchen zumindest auch einzelne Leiterstrukturen aus Kohlenstoff ausgebildet sein können. Unter einer Leiterstruktur werden erfindungsgemäß insbesondere Leiterbahnen, d.h. Leiterbahnen innerhalb einer Ebene oder Schicht oder anders ausgedrückt im wesentlichen horizontale Leiterbahnen, und Vias, d.h. elektrisch leitfähige Verbindungen zwischen zwei Ebenen oder Schichten oder anders ausgedrückt im wesentlichen vertikale Leiter, verstanden. Wobei Vias sowohl zwischen den verschiedenen Ebenen einer 3D-Integration ausgebildet sein können, als auch innerhalb einer Ebene, beispielsweise zwischen zwei Schichten einer Schichtanordnung, welche einen elektronischen Schaltkreis, beispielsweise einen Transistor ausbilden.clear An aspect of the invention may be seen in that instead be used by metallic conductor structures conductor structures, which are formed essentially of carbon. Advantageous on carbon conductor structures are the very good processability of carbon and the possibility training in simple processes. That it will be metallization systems, whose conductor structures essentially have carbon formed. Under metallization systems are not according to the invention only understood metallization systems with metal conductor structures, but Generally, systems that contact the electrical various components serve an integrated electrical circuit and in which at least individual conductor structures made of carbon may be formed can. Under a conductor structure according to the invention, in particular conductor tracks, i.e. Tracks within a layer or layer or otherwise expressed essentially horizontal tracks, and vias, i. electrical conductive Essentially, connections between two levels or layers, or in other words vertical ladder, understood. Where Vias is between the different ones Levels of 3D integration can be formed, as well as within a Plane, for example between two layers of a layer arrangement, which an electronic circuit, such as a transistor form.

Kohlenstoff-Leiterstrukturen können hierbei so ausgebildet sein, dass sie einen spezifischen Widerstand aufweisen, welcher vergleichbar mit den von Metallen ist. Insbesondere kann durch Verwendung von Kohlenstoff als Material der Leiterstrukturen erreicht werden, dass bei kleinen Strukturbreiten, d.h. Strukturbreiten von weniger als 100 nm, die Elektronenstreuprozessen in der Leiterstruktur reduziert werden, wodurch es nicht zu dem Anstieg des spezifischen Widerstandes kommt, wie er bei Metallen zu beobachten ist, für welche bei Strukturbreiten von weniger als 100 nm der spezifische Widerstand, welcher für makroskopische Systemen gegeben ist, nicht erreichbar ist.Carbon-conductor structures can in this case be designed so that they have a specific resistance which is comparable to that of metals. Especially can by using carbon as the material of the conductor structures be achieved that at small feature sizes, i. linewidths less than 100 nm, the electron scattering processes in the conductor structure be reduced, which does not increase the specific Resistance comes, as it is observed in metals, for which at structural widths of less than 100 nm, the resistivity which for given macroscopic systems is unreachable.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Kohlenstoff-Leiterstrukturen ist, dass der Kohlenstoff gleichzeitig als Diffusionsbarriere wirkt. Somit sind spezielle Diffusionsbarrieren, wie sie beispielsweise bei der Verwendung von Kupfer und Siliziumoxid verwendet werden, und welche den Herstellungsprozess von elektrischen Schaltkreisen erschweren und verlangsamen, nicht nötig. Auch so genannte Haftvermittlungsschichten sind bei Kohlenstoff-Leiterstrukturen nicht nötig, da Kohlenstoff in Gegensatz zu beispielsweise Kupfer auf Siliziumoxid haftet. Solche Diffusionsbarrieren und Haftvermittlungsschichten werden bei der Verwendung von Kupfer als Material der Leiterstrukturen üblicherweise aus Tantalbasierten Materialien hergestellt, welche teuer sind [3]. Der gesamte Herstellungsprozess kann somit durch Einsparung von Prozessschritten zeitlich verkürzt und kostengünstiger gestaltet werden. Die Abscheidungzeit einer Schicht aus Kohlenstoff, welche als Kohlenstoff-Leiterstruktur verwendet wird, ist relativ kurz. Ferner ist auch ein paralleler so genannter Batch-Prozess mit guter Reproduzierbarkeit möglich. Die Kohlenstoffschicht weist hierbei eine Rauhigkeit von beispielsweise 2 nm ± 0,3 nm mit einer durchschnittlichen Korngröße 1 nm bis 2 nm auf.One Another advantage of using carbon conductor structures is that the carbon is simultaneously acts as a diffusion barrier. Thus, special diffusion barriers, as for example when using copper and silica be used, and which the manufacturing process of electrical Circuits complicate and slow down, not necessary. Also So-called adhesion-promoting layers are in carbon-conductor structures not necessary, because carbon is in contrast to, for example, copper on silica liable. Such diffusion barriers and adhesion-promoting layers are when using copper as the material of the conductor patterns usually made of tantalum-based materials that are expensive [3]. The entire manufacturing process can thus be achieved by saving process steps shortened in time and cheaper be designed. The deposition time of a layer of carbon, which is used as the carbon conductor structure is relative short. There is also a parallel so-called batch process possible with good reproducibility. The Carbon layer in this case has a roughness of, for example 2 nm ± 0.3 nm with an average grain size of 1 nm to 2 nm.

Eine abgeschiedene Kohlenstoffschicht lässt sich auch auf einfache Weise strukturieren, um eine Kohlenstoff-Leiterstruktur auszubilden. Dies kann beispielsweise mittels eines Wasserstoff- und/oder Sauerstoffplasmas und/oder Luftplasmas geschehen.A deposited carbon layer can also be easily Structure a way to form a carbon-conductor structure. This can be, for example by means of a hydrogen and / or oxygen plasma and / or air plasma happen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung, die im Zusammenhang mit einem der unabhängigen Ansprüche beschrieben sind, sind sinngemäß in wechselseitiger Weise auch als Ausgestaltungen des jeweils anderen unabhängigen Anspruchs zu verstehen.Preferred developments of the invention will become apparent from the dependent claims. The further embodiments of the invention, which are described in connection with one of the independent claims are mutatis mutandis in Wechselsei tiger way to understand as embodiments of each other independent claim.

Bevorzugt weist der elektrischer Schaltkreis zumindest zwei Teilschaltkreise auf, wobei die zumindest zwei Teilschaltkreise mittels der Kohlenstoff-Leiterstruktur elektrisch miteinander verbunden sind.Prefers The electrical circuit has at least two subcircuits on, wherein the at least two subcircuits by means of the carbon-conductor structure electrically connected to each other.

Besonders bevorzugt sind die zumindest zwei Teilschaltkreise in zwei unterschiedlichen Ebenen ausbildet und die Kohlenstoff-Leiterstruktur bildet eine Vertikal-Verbindung zwischen den zwei unterschiedlichen Ebenen aus.Especially Preferably, the at least two subcircuits are in two different Planes forms and the carbon conductor structure forms a vertical connection between the two different levels.

In dem Verfahren kann mittels der Kohlenstoff-Leiterstruktur ein Via ausgebildet werden, welches Teilschaltkreise des elektrischen Schaltkreises miteinander verbindet, welche in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.In The method can use the carbon-conductor structure via a via be formed, which subcircuits of the electrical circuit with each other connects, which are arranged in different levels.

Das Verwenden der Kohlenstoff-Leiterstruktur zum Ausbilden einer Vertikal-Verbindung, eines so genannten Via, ist eine einfache Art und Weise solch ein Via auszubilden. Insbesondere kann die Kohlenstoff-Leiterstruktur mittels eines einfachen Abscheideprozesses mit optimaler Kantenbedeckung und sehr guten Fülleigenschaften ausgebildet werden. Auch sind mit einer Vertikal-Verbindung aus Kohlenstoff sehr hohe Aspektverhältnisse, d.h. eines Verhältnisses von Höhe zu Breite, des Via, möglich. Erfindungsgemäß lassen sich Löcher mit Aspektverhältnisse von 100 bis 200 homogen füllen, d.h. es lassen sich Aspektverhältnisse realisieren, welche sich beispielsweise mittels Wolfram oder dotierten Polysilizium nicht erreichen lassen. Ferner ist die elektrische Leitfähigkeit eines Via aus Kohlenstoff auch zumindest vergleichbar mit dem von hoch dotierten Polysilizium, so dass eine ausreichende Leitfähigkeit der Vertikal-Verbindung sichergestellt werden kann. Die Teilschaltkreise können hierbei alle bekannten integrierte Schaltkreise sein, wie beispielsweise Speicher, Transistoren, Logikgatter oder Dioden.The Using the carbon conductor structure to form a vertical connection, a so-called Via, is a simple way such a Via train. In particular, the carbon conductor structure by means of a simple deposition process with optimal edge coverage and very good filling properties be formed. Also, with a vertical compound made of carbon very high aspect ratios, i.e. of a relationship of height to width, the Via, possible. According to the invention holes with aspect ratios fill homogeneously from 100 to 200, i.e. it can be aspect ratios realize, for example, by means of tungsten or doped Do not reach polysilicon. Furthermore, the electrical conductivity a via of carbon also at least comparable to that of highly doped polysilicon, so that sufficient conductivity of the Vertical connection can be ensured. The subcircuits can in this case be all known integrated circuits, such as Memory, transistors, logic gates or diodes.

In einer Weiterbildung beträgt das Aspektverhältnis der Vertikal-Verbindung zwischen 50 und 500, bevorzugt zwischen 100 und 400 und besonders bevorzugt zwischen 100 und 200.In a training is the aspect ratio the vertical connection between 50 and 500, preferably between 100 and 400 and more preferably between 100 and 200.

Durch ein solche hohes Aspektverhältnis, welches mittels Wolfram oder dotierten Polysilizium nicht oder nur sehr schwer erreichbar ist, ist es möglich, auch bei kleinen Strukturen mit kleinen kritischen Dimensionen eine 3D-Integration durchzuführen. D.h. es ist möglich auch bei Vias, welche einen kleinen Durchmesser bei einer großen Höhe haben auszubilden, wodurch es möglich ist stark miniaturisierte und integrierte elektrische Schaltkreise übereinander mit einem ausreichenden vertikalen Abstand zueinander anzuordnen.By such a high aspect ratio, which by tungsten or doped polysilicon not or only very difficult to reach, it is possible even with small structures with small critical dimensions one Perform 3D integration. That it is possible also with vias, which have a small diameter at a high altitude to train, making it possible is highly miniaturized and integrated electrical circuits on top of each other to arrange a sufficient vertical distance from each other.

Die Teilschaltkreise können jeweils einzelne Chips sein.The Partial circuits can each individual chips.

Durch das Ausbilden der einzelnen Teilschaltkreise als einzelne Chips, welche vorzugsweise selbständige Chips, beispielsweise Logikkomponenten sind, welche mittels einer Kohlenstoff-Leiterstruktur miteinander elektrisch leitend verbunden sind, ist es möglich eine hochintegrierte 3D-Integration von Chips zu erzielen. Insbesondere ist es möglich unterschiedliche Systeme, d.h. Komponenten oder Chips unterschiedlicher Funktion, übereinander zu stapeln und so so genannte System-on-Chips (SoC) herzustellen.By forming the individual subcircuits as individual chips, which are preferably independent Chips, for example, logic components, which by means of a Carbon conductor structure are electrically connected to each other, it is possible a to achieve highly integrated 3D integration of chips. Especially Is it possible different systems, i. Different components or chips Function, over each other stack and produce so-called system-on-chips (SoC).

Besonders bevorzugt ist zumindest ein Teilschaltkreis ein Bio-Chip.Especially Preferably, at least one subcircuit is a bio-chip.

Das Ausbilden von Bio-Chips bei denen eine Kohlenstoff-Leiterstruktur ausgebildet ist, ist besonders vorteilhaft, da Kohlenstoff biokompatibel ist, d.h. Biomoleküle oder Zellen nicht schädigt.The Forming bio-chips in which a carbon-conductor structure is formed is particularly advantageous because carbon is biocompatible, i.e. biomolecules or damage cells.

In einem Ausführungsbeispiel ist die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehende Leiterstruktur aus polykristallinen Kohlenstoff.In an embodiment is the essentially made of carbon conductor structure polycrystalline carbon.

Unter einer polykristalliner Kohlenstoffschicht wird in der Anmeldung eine Schicht verstanden, welche in Teilbereichen jeweils eine graphitähnliche Struktur aufweist. Es ist jedoch keine großflächige hexagonale Struktur ausgebildet. Die einzelnen Teilbereiche mit graphitähnlicher Struktur haben eine Größe, welche zu der Korngröße der polykristallinen Kohlenstoffschicht korrespondiert und etwa 1 nm bis 2 nm beträgt. Anschaulich sind die einzelnen Teilbereiche mit hexagonaler Graphitstruktur immer wieder durch Bereiche unterbrochen, in denen keine regelmäßige Graphitstruktur vorhanden ist oder in denen die hexagonalen Graphitstrukturen zumindest eine andere Ausrichtung aufweisen.Under a polycrystalline carbon layer is in the application a layer understood, which in some areas each a graphite-like Structure has. However, it is not a large hexagonal structure formed. The individual partial areas with graphite-like structure have a size which to the grain size of the polycrystalline carbon layer corresponds and is about 1 nm to 2 nm. Illustrative are the individual Subareas with hexagonal graphite structure repeatedly through Areas interrupted in which no regular graphite structure exists or in which the hexagonal graphitic structures at least one other Have alignment.

Anschaulich kann man die einzelnen Teilbereiche mit einer regelmäßigen Graphitstruktur als "kristalline" Bereiche auffassen. Somit weist der polykristalline Kohlenstoff eine Vielzahl von "kristallinen" Bereichen auf. Aus diesem Grunde wurde im Rahmen dieser Anmeldung der Begriff "polykristalliner Kohlenstoff" für das Material gewählt. Die einzelnen kristallinen Bereiche, d.h. die Graphitstrukturen, weisen im Allgemeinen eine Vorzugsrichtung auf, d.h. es bilden sich schichtähnliche Strukturen aus dem polykristallinen Kohlenstoff. clear you can see the individual sections with a regular graphite structure as "crystalline" areas. Thus, the polycrystalline carbon has a plurality of "crystalline" regions. Out For this reason, in the context of this application, the term "polycrystalline carbon" for the material selected. The individual crystalline regions, i. the graphite structures, generally have a preferred direction, i. it is formed layer-like Structures of the polycrystalline carbon.

Bevorzugt weist die Kohlenstoff-Leiterstruktur einen spezifischen Widerstand zwischen 1 μΩcm und 100 μΩcm und besonders bevorzugt zwischen 1 μΩcm und 5 μΩcm auf.Prefers For example, the carbon conductor pattern has a resistivity between 1 μΩcm and 100 μΩcm and especially preferably between 1 μΩcm and 5 μΩcm.

Kohlenstoff-Leiterstrukturen mit solchen spezifischen Widerständen, welche vergleichbar mit spezifischen Widerständen von Metallen sind, sind besonders geeignet, um in elektrischen integrierten Schaltkreisen verwendet zu werden. Insbesondere bei der Verwendung der Kohlenstoff-Leiterstruktur bei kleinen Strukturgrößen ist der Widerstand der Kohlenstoff-Leiterstruktur sogar geringer als der einer metallischen Leiterstruktur, weil es bei metallischen Leiterstrukturen, wie bereits erwähnt, bei Strukturengrößen von weniger als 100 nm zu Elektronenstreuprozessen kommt. Durch den geringen Widerstand können die RC-Schaltzeiten der elektrischen Schaltkreise verringert werden. Die geringen spezifischen Widerstände lassen sich mit Kohlenstoff-Leiterstrukturen erzielen, welche mittels üblicher Dotierstoffe, wie Bor, Phosphor oder Arsen, dotiert sind, wobei die Dotierung mittels so genannter In-Situ Dotierung oder Implantation durchgeführt werden kann. Auch eine Interkalation mittels Metallhalogeniden, wie beispielsweise Arsenfluorid (AsF5) oder Antimonfluorid (SbF5), ist möglich. Bei der Interkalierung mit AsF5 ist beispielsweise ein spezifischer elektrischer Widerstand von bis zu 1,1 μΩcm [4) erzielbar.Carbon conductor structures with such spe For example, resistances comparable to resistivities of metals are particularly suitable for use in electrical integrated circuits. In particular, in the case of the use of the carbon conductor structure with small feature sizes, the resistance of the carbon conductor structure is even lower than that of a metallic conductor structure, since metallic conductor structures, as already mentioned, result in electron scattering processes with feature sizes of less than 100 nm. Due to the low resistance, the RC switching times of the electrical circuits can be reduced. The low specific resistances can be achieved with carbon conductor structures which are doped by means of customary dopants, such as boron, phosphorus or arsenic, the doping being able to be carried out by means of so-called in-situ doping or implantation. Intercalation by means of metal halides, such as, for example, arsenic fluoride (AsF 5 ) or antimony fluoride (SbF 5 ), is also possible. When intercalating with AsF 5 , for example, a specific electrical resistance of up to 1.1 μΩcm [4] can be achieved.

Die spezifischen Widerstände von dotierten Kohlenstoff-Leiterstrukturen sind wesentlich geringer als die von hoch dotierten Polysilizium, welches üblicherweise im Stand der Technik für die Ausbildung von Vertikal-Verbindungen verwendet wird. Insbesondere im Vergleich zu hoch dotierten Polysilizium weist die Kohlenstoff-Leiterstruktur auch eine bessere thermische Leitfähigkeit auf, wodurch in 3D-integrierten Schaltkreisen die entstehende Wärme besser abgeleitet werden kann, und somit einer Chiperwärmung entgegengewirkt werden kann.The specific resistances of doped carbon conductor structures are significantly lower than those of highly doped polysilicon, which usually in the prior art for the training of vertical connections is used. Especially Compared to highly doped polysilicon has the carbon-conductor structure also have better thermal conductivity, which makes it in 3D integrated Circuits the resulting heat can be derived better, and thus counteracted a chip heating can be.

Vorzugsweise wird die Kohlenstoff-Leiterstruktur dotiert und/oder interkaliert.Preferably the carbon-conductor structure is doped and / or intercalated.

Durch das Dotieren oder Interkalieren ist es möglich auf einfache Weise einen spezifischen Widerstand der Kohlenstoff-Leiterstruktur zu erzielen, welche zumindest gleich gut oder besser als die von metallischen Leiterstrukturen ist.By Doping or intercalating makes it possible to easily create one to achieve specific resistance of the carbon-conductor structure, which at least equally good or better than that of metallic conductor structures is.

Besonders bevorzugt wird die dotierte und/oder interkalierte Kohlenstoff-Leiterstruktur thermisch aktiviert.Especially the doped and / or intercalated carbon conductor structure is preferred thermally activated.

Insbesondere beim Verwenden von Fluor als Dotierstoff, d.h. wenn Fluor in die Kohlenstoff-Leiterstruktur eingebracht wird, ist das thermische Aktivieren ein geeigneter Verfahrensschritt, um die Eigenschaften, beispielsweise den spezifischen Widerstand, der Kohlenstoff-Leiterstruktur günstig zu beeinflussen. Die thermische Aktivierung kann durchgeführt werden, indem ein Gas erhitzt wird, welches sich in einer Kammer befindet, in welcher der elektrische Schaltkreis prozessiert wird. Eine alternative Möglichkeit ist es den Wafer, auf welchen der elektrische Schaltkreis prozessiert wird, selber zu erhitzen, beispielsweise über eine elektrische Heizung des so genannten Chucks. Bei der thermischen Aktivierung ist zu beachten, dass diese nicht bei so hohen Temperaturen durchgeführt wird, dass in dem elektrischen Schaltkreis ausgebildete Komponenten beschädigt werden können, beispielsweise eine Dotierung von ausgebildeten Transistoren beeinflusst werden kann.Especially when using fluorine as a dopant, i. if fluorine in the Carbon conductor structure is introduced, is the thermal Activate a suitable process step to determine the properties, for example, the resistivity, the carbon-conductor structure Cheap to influence. The thermal activation can be carried out by heating a gas which is in a chamber, in which the electrical circuit is processed. An alternative possibility it is the wafer on which the electrical circuit is processed is to heat itself, for example, via an electric heater the so-called chuck. At the thermal activation is too note that this is not done at such high temperatures, that components formed in the electrical circuit are damaged can, For example, a doping of trained transistors influenced can be.

Die Kohlenstoff-Leiterstruktur kann eine Kohlenstoff-Leiterbahn und/oder ein Via aus im wesentlichen Kohlenstoff sein.The Carbon conductor structure may be a carbon trace and / or a via of being substantially carbon.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine selektive Aktivierung der dotierten und/oder interkalierten Kohlenstoff-Leiterstruktur mittels Lasers durchgeführt.In An embodiment of the invention is a selective activation the doped and / or intercalated carbon conductor structure by means of Lasers performed.

Die Verwendung eines Lasers ist ein besonders geeignetes Mittel um eine selektive Aktivierung der dotierten und/oder interkalierten Kohlenstoff-Leiterstruktur durchzuführen, da mittels eines Lasers gezielt Bereiche selektiv thermisch behandelt, d.h. erwärmt, werden können.The Using a laser is a particularly suitable means to one selective activation of the doped and / or intercalated carbon conductor structure perform, since selectively selectively thermally treated areas by means of a laser, i.e. heated can be.

Das kohlenstoffhaltige Gas kann Methan, Äthan, Alkoholdampf und/oder Azetylen sein.The Carbonaceous gas can be methane, ethane, alcohol vapor and / or Acetylene.

Diese kohlenstoffhaltigen Gase sind besonders geeignet, um in dem Verfahren zum Herstellen einer polykristallinen Kohlenstoffschicht verwendet zu werden und können einzeln oder kombiniert verwendet werden.These Carbonaceous gases are particularly suitable for use in the process used for producing a polycrystalline carbon layer can and can be used individually or in combination.

In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Temperatur zwischen 900°Celsius und 970°Celsius und der Wasserstoffpartialdruck im wesentlichen 1 Hektopascal und wird beim Ausbilden der Kohlenstoff-Leiterstruktur so viel kohlenstoffhaltiges Gas zugeführt, dass sich ein Gesamtdruck zwischen 500 Hektopascal und 700 Hektopascal einstellt. Bevorzugt beträgt die Temperatur 950°Celsius und der Gesamtdruck 600 Hektopascal.In an embodiment is the temperature between 900 ° Celsius and 970 ° Celsius and the hydrogen partial pressure becomes essentially 1 hectopascal and becomes so much carbonaceous in forming the carbon-conductor structure Supplied with gas, that a total pressure between 500 hectopascal and 700 hectopascal established. Preferred is the temperature 950 ° Celsius and the total pressure is 600 hectopascals.

Alternativ beträgt die Temperatur zwischen 750°Celsius und 850°Celsius, der Wasserstoffpartialdruck im wesentlichen 3,5 Hektopascal und wird beim Ausbilden der Kohlenstoff-Leiterstruktur so viel kohlenstoffhaltiges Gas zugeführt, dass sich ein Partialdruck des kohlenstoffhaltigen Gases zwischen 8 Hektopascal und 12 Hektopascal einstellt. Bevorzugt beträgt die Temperatur 800°Celsius und der Partialdruck des kohlenstoffhaltigen Gases 10 Hektopascal.alternative is the temperature between 750 ° Celsius and 850 ° C, the hydrogen partial pressure is substantially 3,5 hectopascal and becomes so much carbonaceous in forming the carbon conductor structure Supplied with gas, that is a partial pressure of the carbonaceous gas between 8 hectopascal and 12 hectopascal sets. The temperature is preferably 800 ° Celsius and the partial pressure of the carbonaceous gas is 10 hectopascals.

Unter diesen Bedingungen ist eine Ausbildung einer Schicht für eine Kohlenstoff-Leiterstruktur und einen spezifischen Widerstand von weniger als 1 mΩcm besonders effektiv und auf einfache Weise durchführbar.Under these conditions, formation of a layer for a carbon conductive pattern and a resistivity of less than 1 mΩcm is particularly effective and easy feasible.

Bevorzugt wird die Temperatur zumindest teilweise mittels einer Photonen-Heizung aufrecherhalten. Das Verwenden einer Photonen-Heizung, um zumindest einen Teil der Energie des Heizens auf die benötigte Temperatur bereitzustellen, ist vorteilhaft, da sich gezeigt hat, dass in diesem Fall die Temperatur im Verfahren gesenkt werden kann. Hierdurch wird beim Durchführen des Verfahrens eine geringere Energiezufuhr benötigt und die Gefahr der Beeinträchtigung von schon ausgebildeten Teilschaltkreisen gesenkt.Prefers the temperature is at least partially by means of a photon heater aufrecherhalten. Using a photon heater to at least to provide some of the energy of heating to the required temperature, is advantageous because it has been shown that in this case the temperature can be lowered in the process. As a result, when performing the Procedure requires a lower energy intake and the risk of impairment lowered by already trained subcircuits.

Zusammenfassend kann ein Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass mittels der Erfindung eine Alternative für bisher verwendete Materialien für Leiterstrukturen oder Metallisierungssystemen von integrierten Schaltungen geschaffen wird. Anstelle der bisherigen Verwendung von Metallen oder, im Falle von Vertikal-Verbindungen, von dotierten Polysilizium wird Kohlenstoff verwendet. Die Kohlenstoff-Leiterstrukturen zeichnen sich durch sehr einfache und kostengünstige Herstellung und einfache Prozessierbarkeit aus, insbesondere ist auch die Zeit, welche benötigt wird eine Kohlenstoffschicht auszubilden, wesentlich geringer als das Ausbilden einer Kupferschicht im Damaszenerverfahren und beträgt etwa 15 Minuten.In summary An aspect of the invention can be seen in that means the invention an alternative for previously used materials for Conductor structures or metallization systems of integrated circuits is created. Instead of the previous use of metals or, in the case of vertical connections, is made of doped polysilicon Used carbon. Draw the carbon conductor structures characterized by very simple and inexpensive production and simple Processability, in particular, the time is needed to form a carbon layer, much lower than that Forming a copper layer in the damascene process and is about 15 minutes.

Ferner weisen die Kohlenstoff-Leiterstrukturen, insbesondere bei kleinen Strukturen oder gegenüber dotierten Polysilizium, einen geringeren spezifischen Widerstand als Leiterstrukturen aus bisher üblichen Materialien in Metallisierungssystemen auf. Hierdurch ist es möglich die Schaltzeiten der integrierten Schaltkreise zu verkleinern, d.h. die integrierten Schaltkreise mit einem schnelleren Takt zu betreiben, als es heute mit Kupfermetallisierungen möglich ist. Ein weiterer Vorteil von dotierten Kohlenstoff insbesondere gegenüber dotierten Polysilizium ist, dass auch die thermische Leitfähigkeit des dotierten Kohlenstoffes besser ist, wodurch eine bessere thermische Kopplung zwischen verschiedenen Komponenten bei der 3D-Integration von integrierten Schaltkreisen erreicht werden kann, was zu einer verbesserten Wärmeabfuhr nach außen führt.Further have the carbon-conductor structures, especially in small Structures or opposite doped polysilicon, a lower resistivity as ladder structures from usual ones Materials in metallization on. This makes it possible the Reduce switching times of the integrated circuits, i. operate the integrated circuits at a faster rate, as it is possible today with copper metallizations. Another advantage of doped carbon, in particular over doped polysilicon, that too the thermal conductivity the doped carbon is better, resulting in a better thermal Coupling between different components in 3D integration of integrated circuits can be achieved, resulting in an improved heat dissipation outward leads.

Auch ist Kohlenstoff auf einfache Weise auf Metall abzuscheiden, wodurch sich die Einsatzmöglichkeiten einer Kohlenstoff-Leiterstruktur weiter erhöhen und die Herstellungsprozesse weiter vereinfachen. Ferner ist auch die mechanische Stabilität einer Kohlenstoffschicht auf Metall, oder Siliziumoxid oder Silizium ausreichend und liegt über der üblichen geforderten Festigkeit von 400 kg/m2. Erfindungsgemäß können die Kohlenstoff-Leiterstrukturen, sowohl als Leiterbahnen innerhalb einer Ebene oder Schicht oder anders ausgedrückt als im wesentliche horizontale Leiterstrukturen, als auch als so genante Vias, d.h. im wesentliche vertikale Leiterstrukturen eingesetzt werden. Hierbei können die Vias sowohl Vias einer 3D-Integration, d.h. Vias sein, welche ein Ebene einer 3D-Integration mit einer anderen Ebene der 3D-Integration miteinander verbinden, als auch Vias sein, welche innerhalb einer Ebene einer 3D-Integration verschiedene Schichten einer Schichtanordnung, welche beispielsweise einen elektrischen Schaltkreis ausbildet, miteinander verbindet.Also, carbon is easily deposited on metal, which further increase the potential for use of a carbon-conductor structure and further simplify the manufacturing processes. Furthermore, the mechanical stability of a carbon layer on metal, or silicon oxide or silicon is sufficient and is above the usual required strength of 400 kg / m 2 . According to the invention, the carbon conductor structures, both as interconnects within a plane or layer or, in other words, as substantially horizontal conductor structures, as well as so-called vias, ie in the substantially vertical conductor structures can be used. In this case, the vias may be vias of a 3D integration, ie vias, which connect one level of 3D integration with another level of 3D integration, as well as vias, which have different layers of a layer arrangement within a level of 3D integration which forms, for example, an electrical circuit, connects to each other.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the figures and will be explained in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1a eine schematische Schnittansicht einer Schichtanordnung nach ersten Teilschritten eines Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 1a a schematic sectional view of a layer arrangement according to the first part steps of a method according to a first embodiment;

1b eine schematische Schnittansicht der Schichtanordnung aus 1a nach zusätzlichen Teilschritten des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, welche dem Strukturieren der Schichtanordnung dienen; 1b a schematic sectional view of the layer arrangement of 1a after additional substeps of the method according to the first embodiment, which serve to structure the layer arrangement;

1c eine schematische Schnittansicht der Schichtanordnung aus 1b nach zusätzlichen Teilschritten des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, welche dem Ausbilden einer Deckschicht dienen; 1c a schematic sectional view of the layer arrangement of 1b after additional substeps of the method according to the first embodiment, which serve to form a cover layer;

1d eine schematische Schnittansicht der Schichtanordnung aus 1c nach zusätzlichen Teilschritten des Verfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, welche dem Planarisieren der Deckschicht dienen; 1d a schematic sectional view of the layer arrangement of 1c after additional substeps of the method according to the first embodiment, which serve to planarize the cover layer;

2a eine Raster-Elektonenmikroskop-Aufnahme eines mit einer erfindungsgemäßen Kohlenstoffschicht gefüllten Loches oder Via; 2a a scanning electron micrograph of a filled with a carbon layer according to the invention hole or via;

2b eine Raster-Elektonenmikroskop-Aufnahme der Kohlenstoffschicht aus 2a, welche die Homogenität der Kohlenstoffschicht zeigt; und 2 B a scanning electron micrograph of the carbon layer 2a showing the homogeneity of the carbon layer; and

3 eine schematische Schnittansicht eines 3D- integrierten elektrischen Schaltkreises. 3 a schematic sectional view of a 3D integrated electrical circuit.

1a zeigt eine schematische Darstellung einer Schichtanordnung 100 nach ersten Teilschritten eines Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines elektrischen Schaltkreises mit Kohlenstoff-Leiterstrukturen. Das in 1 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine so genannte Air-Gap-Struktur, in welcher Kohlenstoff-Leiterstrukturen ausgebildet sind. 1a shows a schematic representation of a layer arrangement 100 after first part steps of a method according to a first embodiment for producing an electrical circuit with carbon-conductor structures. This in 1 schematically illustrated embodiment relates to a so-called air-gap structure in which carbon conductor structures are formed.

Unter einer Air-Gap-Struktur wird in dieser Anmeldung eine Schichtanordnung verstanden, in welcher zum Zwecke des Verringerns der Dielektrizitätskonstante, und damit der parasitären Kapazitäten, der Schichtanordnung in Teilbereichen der Struktur keine Dielektrika sondern luftgefüllte oder mit einem geeigneten Gas gefüllte Hohlraumstrukturen, Air-Gaps, vorgesehen sind. Anders ausgedrückt sind einige Dielektrikumschichten einer Schichtanordnung durch Hohlräume ersetzt. Jede einzelne Dielektrikumschicht kann aus einem oder mehreren unterschiedlichen Dielektrika ausgebildet sein und/oder die Materialen der Dielektrikumschichten können für unterschiedliche Dielektriumschichten unterschiedlichen sein. Hierdurch wird die Gesamtdielektrizitätszahl der Air-Gap-Struktur gesenkt.Under an air-gap structure in this application is a layer arrangement in which, for the purpose of reducing the dielectric constant, and thus the parasitic Capacities, the layer arrangement in subregions of the structure no dielectrics but air-filled or cavity structures filled with a suitable gas, air-gaps, are provided. In other words Some dielectric layers of a layer arrangement are replaced by cavities. Each individual dielectric layer may consist of one or more different ones Dielectrics be formed and / or the materials of the dielectric layers can for different Dielectric layers be different. This will be the Gesamtdielektrizitätszahl the air gap structure lowered.

Die Schichtanordnung 100 weist in 1a eine erste Schicht 101 auf, welche beispielsweise aus Siliziumoxid ausgebildet ist. Auf dieser ersten Schicht 101 wird eine zweite Schicht 102 ausgebildet, welche als Material im wesentlichen Kohlenstoff aufweist und aus welcher nachfolgend Kohlenstoff-Leiterstrukturen ausgebildet werden. Die Kohlenstoffschicht 102 kann mittels verschiedener Prozesse ausgebildet werden, von denen zwei nachfolgend genauer beschrieben werden.The layer arrangement 100 points in 1a a first layer 101 on, which is formed for example of silicon oxide. On this first layer 101 becomes a second layer 102 formed, which has as material substantially carbon and from which subsequently carbon-conductor structures are formed. The carbon layer 102 can be formed by means of various processes, two of which will be described in more detail below.

Bei einem ersten Prozess wird bei einer Temperatur zwischen 900°Celsius und 970°Celsius, vorzugsweise 950°Celsius, eine Wasserstoffatmosphäre mit einem Druck von 0,001 bar, oder 1 Hektopascal, erzeugt. Anschließend wird ein kohlenstoffhaltiges Gas beispielsweise Methan (CH4), Äthan (C2H6), Alkoholdampf (C2H5OH) oder Azetylen (C2H4) eingeleitet, bis sich ein Gesamtdruck von etwa 0,6 bar, oder 600 Hektopascal, einstellt. Bei diesen Bedingungen scheidet sich eine polykristalline Kohlenstoffschicht 102 auf der Oberfläche der ersten Schicht 101 ab. Das kohlenstoffhaltige Gas wird während des Abscheideprozesses ständig eingeleitet, so dass der Gesamtdruck im wesentlichen konstant bleibt.In a first process, at a temperature between 900 ° Celsius and 970 ° Celsius, preferably 950 ° Celsius, a hydrogen atmosphere with a pressure of 0.001 bar, or 1 hectopascal, is generated. Subsequently, a carbon-containing gas such as methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), alcohol vapor (C 2 H 5 OH) or acetylene (C 2 H 4 ) is introduced until a total pressure of about 0.6 bar, or 600 hectopascal, sets. Under these conditions, a polycrystalline carbon layer separates 102 on the surface of the first layer 101 from. The carbonaceous gas is constantly introduced during the deposition process, so that the total pressure remains substantially constant.

Bei einem zweiten Prozess wird bei einer Temperatur von etwa 800°Celsius eine Wasserstoffatmosphäre von etwa 2 Torr bis 3 Torr, vorzugsweise 2,5 Torr, was etwa 3,33 Hektopascal entspricht, erzeugt. Gleichzeitig zum Heizen mittels eines normalen Ofens wird ein so genannter Photonen-Ofen verwendet, d.h. eine Lichtquelle, welche zusätzlich Energie zur Verfügung stellt. Hierdurch lässt sich die Temperatur gegenüber dem oben beschriebenen Verfahren senken, was je nach Anwendungsgebiet vorteilhaft sein kann. In die Wasserstoffatmosphäre wird anschließend wiederum ein kohlenstoffhaltiges Gas beispielsweise Methan (CH4), Äthan (C2H6), Alkoholdampf (C2H5OH) oder Azetylen (C2H4) eingeleitet, bis ein Partialdruck des kohlenstoffhaltigen Gases zwischen 6,5 Torr und 8,5 Torr, vorzugsweise 7,5 Torr, was etwa 10 Hektopascal entspricht, erreicht ist. Bei diesen Bedingungen scheidet sich eine polykristalline Kohlenstoffschicht ab. Auch in diesem Prozess wird das kohlenstoffhaltige Gas ständig eingeleitet, solange die konforme Abscheidung durchgeführt wird.In a second process, at a temperature of about 800 ° Celsius, a hydrogen atmosphere of about 2 Torr to 3 Torr, preferably 2.5 Torr, which corresponds to about 3.33 hectopascal, is generated. Simultaneously with heating by means of a normal oven, a so-called photon furnace is used, ie a light source which additionally provides energy. As a result, the temperature can be reduced compared to the method described above, which can be advantageous depending on the field of application. A carbon-containing gas, for example methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), alcohol vapor (C 2 H 5 OH) or acetylene (C 2 H 4 ) is then in turn introduced into the hydrogen atmosphere until a partial pressure of the carbon-containing gas between 6 , 5 Torr and 8.5 Torr, preferably 7.5 Torr, which corresponds to about 10 hectopascals. Under these conditions, a polycrystalline carbon layer separates out. Also in this process, the carbonaceous gas is constantly introduced as long as the conformal deposition is performed.

Die Dicke der Kohlenstoffschicht 102, lässt sich in beiden beschriebenen Prozessen über die Zeitdauer der Abscheidung einstellen und bestimmt gleichzeitig die Höhe der Kohlenstoff-Leiterstrukturen. Die so abgeschiedene Kohlenstoffschicht 102 weist einen spezifischen Widerstand von etwa 1 mΩcm auf. Um die Leitfähigkeit zu erhöhen kann die Kohlenstoffschicht 102 dotiert oder interkaliert werden. Hierzu lassen sich die in der Siliziumtechnologie üblichen Dotierstoffe, wie beispielsweise Bor, Phosphor oder Arsen verwenden. Interkalation ist mit Metallhalogeniden, wie Arsenfluorid oder Antimonfluorid, möglich. Durch Dotierung/Interkalation sind spezifische Widerstände bis etwa 1 μΩcm möglich. Nach der Interkalation wird eine thermische Aktivierung, vorzugsweise selektiv mittels eines Lasers, ausgeführt.The thickness of the carbon layer 102 , can be adjusted in both processes described over the duration of the deposition and at the same time determines the height of the carbon-conductor structures. The thus deposited carbon layer 102 has a resistivity of about 1 mΩcm. To increase the conductivity, the carbon layer can 102 be doped or intercalated. For this purpose, it is possible to use the dopants customary in silicon technology, such as, for example, boron, phosphorus or arsenic. Intercalation is possible with metal halides such as arsenic fluoride or antimony fluoride. By doping / intercalation specific resistances up to about 1 μΩcm are possible. After the intercalation, thermal activation is carried out, preferably selectively by means of a laser.

Auf der Kohlenstoffschicht 102 werden nachfolgend eine dritte Schicht 103 und eine vierte Schicht 104 ausgebildet, welche beide aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Siliziumoxid, sind und welche dazu dienen die Kohlenstoffschicht 102 elektrisch zu isolieren. Alternativ kann auch Siliziumnitrid verwendet werden als dielektrisches Material verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Material verwendet was in nachfolgenden Ätzschritten eine Selektivität gegenüber den sonstigen verwendeten Materialein aufweist und welches leicht abgeschieden werden kann.On the carbon layer 102 subsequently become a third layer 103 and a fourth layer 104 are formed, which are both made of a dielectric material, such as silicon oxide, and which serve the carbon layer 102 electrically isolate. Alternatively, silicon nitride may also be used as the dielectric material. Preferably, a material is used which in subsequent etching steps has a selectivity to the other materials used and which can be easily deposited.

Nachfolgend wird, wie in 1b gezeigt, die Schichtanordnung 100 strukturiert, indem ein Photolack 105 auf der vierten Schicht 109 ausgebildet und strukturiert wird, wodurch eine Maske ausgebildet wird. Mittels dieser Maske wird dann mit einem herkömmlichen Trockenätzprozess, beispielsweise mittels eines Sauerstoffplasmas und/oder Wasserstoffplasmas oder Luftplasmas, die vierte Schicht 104, die dritte Schicht 103 und die Kohlenstoffschicht 102 geätzt und strukturiert, wodurch ein Graben 106 ausgebildet wird.The following will, as in 1b shown the layer arrangement 100 structured by a photoresist 105 on the fourth layer 109 is formed and structured, whereby a mask is formed. By means of this mask is then with a conventional dry etching process, for example by means of an oxygen plasma and / or hydrogen plasma or air plasma, the fourth layer 104 , the third layer 103 and the carbon layer 102 etched and structured, creating a ditch 106 is trained.

Nachfolgend wird, wie in 1c gezeigt, die Photolackschicht 105 entfernt und eine fünfte Schicht 107 aus einem dielektrischen Material ausgebildet. Die fünfte Schicht 107 wird hierbei nur selektiv auf der dritten Schicht 103 abgeschieden, wodurch der Graben 106, welche durch das Zurückätzen der Kohlenstoffschicht 102 entstanden ist, abgedeckt und überbrückt wird, wodurch ein Hohlraum, Air-Gap, entsteht. Auf der fünften Schicht 107 wird nachfolgend eine sechste Schicht 108 aus einem dielektrischen Material ausgebildet. Die fünfte Schicht 107 und die sechste Schicht 108 dienen beide der Abdeckung des Grabens 106, welcher somit eine Lücke oder Kammer in der Schichtanordnung 100, ein Air-Gap, bildet. Ferner dienen die fünfte Schicht 107 und die sechste Schicht 108 der Isolierung und Passivierung der Schichtanordnung 100, insbesondere der Kohlenstoffschicht 102. Auch die Erzeugung von selbstjustierenden Air-Gap-Strukturen, wie sie beispielsweise in [5] gezeigt ist, sind durch eine geeignete Siliziumdioxid-Stapel Abscheidung auf einfache Weise möglich.The following will, as in 1c shown the photoresist layer 105 removed and a fifth layer 107 formed of a dielectric material. The fifth shift 107 This is only selective on the third layer 103 separated, causing the ditch 106 obtained by etching back the carbon layer 102 is created, covered and bridged, creating a cavity, Air Gap, arises. On the fifth layer 107 subsequently becomes a sixth layer 108 formed of a dielectric material. The fifth shift 107 and the sixth layer 108 Both serve to cover the trench 106 , which thus has a gap or chamber in the layer arrangement 100 , an air gap, forms. Furthermore, serve the fifth layer 107 and the sixth layer 108 the isolation and passivation of the layer arrangement 100 , in particular the carbon layer 102 , The generation of self-aligning air-gap structures, as shown for example in [5], are also possible in a simple manner by suitable silicon dioxide stack deposition.

Nachfolgend werden, wie in 1d gezeigt, die fünfte Schicht 107 und die sechste Schicht 108, d.h. die Isolierung bzw. Passivierung, in einem Verfahrensschritt, vorzugsweise mittels chemisch mechanischen Polierens, planarisiert. Hierdurch wird eine planarisierte Oberfläche ausgebildet, auf welcher nachfolgend weitere Ebenen von Metallisierungen oder Ebenen mit integrierten elektrischen Schaltkreisen ausgebildet werden können. Erfindungsgemäß lassen sich eine Mehrzahl von Metallisierungsebenen, welche miteinander elektrisch gekoppelt werden können, übereinander ausbilden, wodurch eine 3D-Integration der integrierten Schaltkreise erzielt werden kann.Below are, as in 1d shown the fifth layer 107 and the sixth layer 108 , ie, the insulation or passivation, planarized in a process step, preferably by means of chemical mechanical polishing. As a result, a planarized surface is formed, on which subsequently further planes of metallizations or planes with integrated electrical circuits can be formed. According to the invention, a plurality of metallization levels, which can be electrically coupled to each other, form one above the other, whereby a 3D integration of the integrated circuits can be achieved.

2a zeigt eine Raster-Elektonenmikroskop-Aufnahme (REM-Aufnahme) einer Schichtanordnung 200 eines mit einer erfindungsgemäßen Kohlenstoffschicht gefüllten Loches oder Via. 2a shows a scanning electron micrograph (SEM image) of a layer arrangement 200 a hole or via filled with a carbon layer according to the invention.

Anhand der REM-Aufnahme, welche in 2a gezeigt ist, kann man erkennen, dass es mittels der erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, schmale Löcher und Hohlräume in einer ersten Schicht 201 oder Substrat mit einer Kohlenstoffschicht 202 zu füllen und hierdurch eine Vertikal-Verbindung oder Via zwischen zwei Ebenen eines 3D-integrierten Schaltkreises auszubilden. Das dargestellte Loch besitzt einen Durchmesser, von weniger als 50 nm. Das Loch wurde mittels eines der oben beschriebenen Verfahren zum Ausbilden einer polykristallinen Kohlenstoffschicht gefüllt. Andeutungsweise lassen sich in der REM-Aufnahme auch verschiedene Bereiche in der Kohlenstoffschicht erkennen, welche den einzelnen kristallinen Bereichen der polykristallinen Kohlenstoffschicht entsprechen. Diese sind in der REM-Aufnahme etwas dunkler als der umgebende Kohlenstoff.On the basis of the SEM image, which in 2a As shown, it can be seen that it is possible by means of the inventive method, narrow holes and cavities in a first layer 201 or substrate with a carbon layer 202 to fill and thereby form a vertical connection or via between two levels of a 3D integrated circuit. The illustrated hole has a diameter of less than 50 nm. The hole was filled by one of the methods described above for forming a polycrystalline carbon layer. By way of example, it is also possible in the SEM image to detect different regions in the carbon layer which correspond to the individual crystalline regions of the polycrystalline carbon layer. These are somewhat darker in the SEM image than the surrounding carbon.

Mit einer erfindungsgemäßen Kohlenstoffschicht ist es auf einfache Weise möglich, Vertikal-Verbindungen auszubilden, welche ein hohes Aspektverhältnis haben. Es lassen sich Aspektverhältnisse zwischen 100 und 400 erzielen. Weiterhin lässt sich die erfindungsgemäße Kohlenstoffschicht auch bei hohen Aspektverhältnissen mit sehr homogener Schichtdicke abscheiden, wie es in 2b zu sehen ist, insbesondere in der Ausschnittsvergrößerung, in der zu sehen ist, dass die Dicke der Kohlenstoffschicht gleich groß ist sowohl auf der dem Substrat, an den Seitenwänden der Vertikal-Verbindungen und auf den Böden der Vertikal-Verbindungen, wobei die Vertikal-Verbindungen hier als schmale Löcher ausgebildet sind.With a carbon layer according to the invention, it is possible in a simple manner to form vertical connections which have a high aspect ratio. Aspect ratios between 100 and 400 can be achieved. Furthermore, the carbon layer according to the invention can be deposited even at high aspect ratios with a very homogeneous layer thickness, as it is in 2 B it can be seen, in particular in the detail enlargement, in which it can be seen that the thickness of the carbon layer is the same on both the substrate, on the sidewalls of the vertical connections and on the floors of the vertical connections, the vertical connections here are designed as narrow holes.

In 3 ist eine schematische Schnittansicht eines 3D-integrierten elektrischen Schaltkreises gezeigt.In 3 a schematic sectional view of a 3D integrated electrical circuit is shown.

Ein 3D-integrierter Schaltkreis 300 weist einen ersten Wafer 301 auf, auf welchem in 3 schematisch Teilschaltkreise 302 303 und 304, welche beispielsweise Transistoren darstellen können, ausgebildet sind. Auf den ersten Wafer 301 und den Teilschaltkreisen ist eine Passivierungsschicht 305 ausgebildet, welche den ersten Wafer 301 von einen zweiten Wafer 306 trennt, welcher auf der Passivierungsschicht 305 ausgebildet ist. Auch auf dem zweiten Wafer 306 sind schematisch Teilschaltkreise 307, 308 und 309 ausgebildet. Einzelne Komponenten oder Teilschaltkreise der beiden Wafer sind miteinander durch erfindungsgemäße Vertikal-Verbindungen 310 und 311 aus Kohlenstoff-Leitern gekoppelt. Auch einzelne Komponenten innerhalb einer einzelnen Ebene sind durch Kohlenstoff-Leiterstrukturen 312 und 313 gekoppelt. Anders ausgedrückt wird zumindest ein Teil des Metallisierungssystems eines 3D-integrierten Schaltkreises durch Leiterstrukturen ausgebildet, welche als Material im wesentlichen Kohlenstoff aufweisen.A 3D integrated circuit 300 has a first wafer 301 on which in 3 schematically partial circuits 302 303 and 304 , which may represent transistors, for example, are formed. On the first wafer 301 and the subcircuits is a passivation layer 305 formed, which the first wafer 301 from a second wafer 306 separates which on the passivation layer 305 is trained. Also on the second wafer 306 are schematic subcircuits 307 . 308 and 309 educated. Individual components or partial circuits of the two wafers are connected to one another by vertical connections according to the invention 310 and 311 coupled from carbon conductors. Also, individual components within a single plane are through carbon conductor structures 312 and 313 coupled. In other words, at least part of the metallization system of a 3D integrated circuit is formed by conductor structures which essentially comprise carbon as the material.

Zusammenfassend kann ein Aspekt der Erfindung darin gesehen werden, dass mittels der Erfindung eine Alternative für bisher verwendete Materialien für Leiterstrukturen oder Metallisierungssystemen von integrierten Schaltungen geschaffen wird. Anstelle der bisherigen Verwendung von Metallen oder, im Falle von Vertikal-Verbindungen, von dotierten Polysilizium wird Kohlenstoff verwendet. Die Kohlenstoff-Leiterstrukturen zeichnen sich durch sehr einfache und kostengünstige Herstellung und einfache Prozessierbarkeit aus, insbesondere ist auch die Zeit, welche benötigt wird eine Kohlenstoffschicht auszubilden, wesentlich geringer als das Ausbilden einer Kupferschicht im Damaszenerverfahren.In summary An aspect of the invention can be seen in that means the invention an alternative for previously used materials for Conductor structures or metallization systems of integrated circuits is created. Instead of the previous use of metals or, in the case of vertical connections, is made of doped polysilicon Used carbon. Draw the carbon conductor structures characterized by very simple and inexpensive production and simple Processability, in particular, the time is needed to form a carbon layer, much lower than that Forming a copper layer in Damascus process.

In dieser Anmeldung sind folgende Dokumente zitiert:

  • [1] M. Engelhardt, Proc. 3rd International AVS Conference on Microelectronics and Interfaces ICMI (2002), Seite 19
  • [2] M. Koyanagi et al., "Neuromorphic Vision Chip Fabricated Using Three-Dimensional Integration Technology", IEEE International Solid-State Circuits Conference ISSCC (2001)
  • [3] http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/231798.pdf
  • [4] H. Matsubara et al., Synthetic Metals, 18 (1987), Seite 503–507
  • [5] DE 101 25 019
In this application the following documents are cited:
  • [1] M. Engelhardt, Proc. 3rd International AVS Conference on Microelectronics and Interfaces ICMI (2002), page 19
  • [2] M. Koyanagi et al., "Neuromorphic Vision Chip Fabricated Using Three-Dimensional Integration Technology", IEEE International Solid-State Circuits Conference ISSCC (2001)
  • [3] http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/niobium/231798.pdf
  • [4] H. Matsubara et al., Synthetic Metals, 18 (1987), Page 503-507
  • [5] DE 101 25 019

100100
Schichtanordnunglayer arrangement
101101
erste Schicht (dielektrisch)first Layer (dielectric)
102102
Zweite Schicht (Kohlenstoff)Second Layer (carbon)
103103
dritte Schicht (dielektrisch)third Layer (dielectric)
104104
vierte Schicht (dielektrisch)fourth Layer (dielectric)
105105
PhotolackschichtPhotoresist layer
106106
Grabendig
107107
fünfte Schicht (dielektrisch)fifth shift (Dielectric)
108108
sechste Schicht (dielektrisch)sixth Layer (dielectric)
200200
Schichtanordnunglayer arrangement
201201
erste Schicht 201 (Substrat)first Layer 201 (substrate)
202202
KohlenstoffschichtCarbon layer
300300
3D-integrierter Schaltkreis3D integrated circuit
301301
erster Waferfirst wafer
302302
TeilschaltkreisSubcircuit
303303
TeilschaltkreisSubcircuit
304304
TeilschaltkreisSubcircuit
305305
Passivierungsschichtpassivation
306306
zweiter Wafersecond wafer
307307
TeilschaltkreisSubcircuit
308308
TeilschaltkreisSubcircuit
309309
TeilschaltkreisSubcircuit
310310
Vertikal-VerbindungVertical compound
311311
Vertikal-VerbindungVertical compound
312312
Kohlenstoff-LeiterbahnCarbon conductor track
313313
Kohlenstoff-LeiterbahnCarbon conductor track

Claims (19)

Elektrischer Schaltkreis mit zumindest einer Kohlenstoff-Leiterstruktur, welche mittels einer im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Schicht ausgebildet ist, welche einen spezifischen Widerstand von weniger als 1 mΩcm aufweist.Electrical circuit having at least one carbon conductor structure, which formed by means of a layer consisting essentially of carbon which has a resistivity of less than 1 mΩcm. Elektrischer Schaltkreis gemäß Anspruch 1, welcher zumindest zwei Teilschaltkreise aufweist, wobei die zumindest zwei Teilschaltkreise mittels der Kohlenstoff-Leiterstruktur elektrisch miteinander verbunden sind.Electrical circuit according to claim 1, which is at least has two sub-circuits, wherein the at least two sub-circuits electrically connected to each other by means of the carbon conductor structure are. Elektrischer Schaltkreis gemäß Anspruch 2, bei dem die zumindest zwei Teilschaltkreise in zwei unterschiedlichen Ebenen ausbildet sind und die Kohlenstoff-Leiterstruktur eine Vertikal-Verbindung zwischen den zwei unterschiedlichen Ebenen ausbildet.An electrical circuit according to claim 2, wherein the at least two subcircuits in two different levels forms and the carbon conductor structure is a vertical connection between forms the two different levels. Elektrischer Schaltkreis gemäß Anspruch 3, bei dem das Aspektverhältnis der Vertikal-Verbindung zwischen 50 und 500 beträgt.An electrical circuit according to claim 3, wherein the aspect ratio of Vertical connection is between 50 and 500. Elektrischer Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Teilschaltkreise jeweils einzelne Chips sind.Electrical circuit according to one of claims 2 to 4, in which the subcircuits are each individual chips. Elektrischer Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem zumindest ein Teilschaltkreis ein Bio-Chip ist.Electrical circuit according to one of claims 2 to 5, in which at least one subcircuit is a biochip. Elektrischer Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Schicht eine polykristalline Kohlenstoffschicht ist.Electrical circuit according to one of claims 1 to 6, wherein the layer consisting essentially of carbon a polycrystalline carbon layer. Elektrischer Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Kohlenstoff-Leiterstruktur einen spezifischen Wididerstand zwischen 1 μΩcm und 100 μΩcm aufweist.Electrical circuit according to one of claims 1 to 7, in which the carbon conductor structure has a specific resistance between 1 μΩcm and 100 μΩcm. Elektrischer Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Kohlenstoff-Leiterstruktur einen spezifischen Widerstand zwischen 1 μΩcm und 5 μΩcm aufweist.Electrical circuit according to one of claims 1 to 8, in which the carbon conductor structure has a resistivity between 1 μΩcm and 5 μΩcm. Elektrischer Schaltkreis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Kohlenstoff-Leiterstruktur eine Kohlenstoff-Leiterbahn und/oder ein Via aus im wesentlichen Kohlenstoff ist.Electrical circuit according to one of claims 1 to 9, in which the carbon-conductor structure has a carbon trace and / or a via is essentially carbon. Verfahren zum Herstellen einer Kohlenstoff-Leiterstruktur eines elektrischen Schaltkreises auf einem Substrat, bei dem beim Herstellen der Kohlenstoff-Leiterstruktur auf einer Oberfläche des Substrats in einer Atmosphäre mit einem Wasserstoffpartialdruck zwischen 1 Hektopascal und 6 Hektopascal und bei einer Temperatur zwischen 700°Celsius und 1000°Celsius die Kohlenstoff-Leiterstruktur als im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehende Schicht mittels Zuführens eines kohlenstoffhaltigen Gases ausgebildet wird.Method for producing a carbon conductor structure an electrical circuit on a substrate, wherein the Producing the carbon conductor pattern on a surface of the substrate in an atmosphere with a hydrogen partial pressure between 1 hectopascal and 6 hectopascal and at a temperature between 700 ° Celsius and 1000 ° Celsius the Carbon conductor structure as consisting essentially of carbon Layer by means of feeding a carbonaceous gas is formed. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem mittels der Kohlenstoff-Leiterstruktur ein Via ausgebildet wird, welches Teilschaltkreise des elektrischen Schaltkreises miteinander verbindet, welche in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.Method according to claim 11, in which a via is formed by means of the carbon conductor structure, which subcircuits of the electrical circuit with each other connects, which are arranged in different levels. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem die Kohlenstoff-Leiterstruktur, dotiert und/oder interkaliert wird.Method according to one the claims 11 or 12, in which the carbon conductor structure, doped and / or is intercalated. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die dotierte und/oder interkalierte Kohlenstoff-Leiterstruktur thermisch aktiviert wird.Method according to claim 13, in which the doped and / or intercalated carbon conductor structure thermally activated. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem eine selektive Aktivierung der dotierten und/oder interkalierten Kohlenstoff-Leiterstruktur mittels Lasers durchgeführt wird.Method according to claim 13 or 14, in which a selective activation of the doped and / or intercalated Carbon conductor structure is performed by laser. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem das kohlenstoffhaltige Gas Methan, Äthan, Alkoholdampf und/oder Azetylen ist.Method according to one the claims 11 to 15, in which the carbonaceous gas methane, ethane, alcohol vapor and / or acetylene. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem die Temperatur zwischen 900°Celsius und 970°Celsius, der Wasserstoffpartialdruck 1 Hektopascal beträgt und beim Ausbilden der Kohlenstoff-Leiterstruktur so viel kohlenstoffhaltiges Gas zugeführt wird, dass sich ein Gesamtdruck zwischen 500 Hektopascal und 700 Hektopascal einstellt.Method according to one of the claims 11 to 16, where the temperature is between 900 ° Celsius and 970 ° Celsius, the hydrogen partial pressure is 1 hectopascal, and so much carbon-containing gas is supplied to form the carbon-conductor structure that a total pressure of between 500 hectopascal and 700 hectopascal is established. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem die Temperatur zwischen 750°Celsius und 850°Celsius, der Wasserstoffpartialdruck 3,5 Hektopascal beträgt und beim Ausbilden der Kohlenstoff-Leiterstruktur so viel kohlenstoffhaltiges Gas zugeführt wird, dass sich ein Partialdruck des kohlenstoffhaltigen Gases zwischen 8 Hektopascal und 12 Hektopascal einstellt.Method according to one the claims 11 to 16, where the temperature is between 750 ° Celsius and 850 ° Celsius, the hydrogen partial pressure is 3.5 hectopascals and in forming the carbon-conductor structure as much carbon-containing gas is supplied, that is a partial pressure carbonaceous gas between 8 hectopascal and 12 hectopascal established. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, bei dem die Temperatur zumindest teilweise mittels einer Photonen-Heizung aufrecherhalten wird.Method according to one the claims 11 to 18, wherein the temperature at least partially by means of a Photon heating will be upkeep.
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