随着集成电路特征尺寸的不断减小，铜互连线的电阻率不断增加和信号延迟也随之增大，这使得器件性能不断降低，器件失效率大大增加。碳纳米管具有优异的电学性质和热学性质，成为下一代理想的集成电路互连线材料备选之一，引起了研究人员的广泛关注。然而碳纳米管作为互连线仍有很多亟需解决的问题，比如不兼容CMOS工艺，高接触电阻，碳纳米管束密度低，达不到互连要求，碳纳米管的定位、定向生长等问题。本文采用等离子体增强型化学气相沉积的方法制备横向碳纳米管，研究了催化剂种类、催化剂的厚度、衬底温度、碳氢气体比例以及生长时间对横向碳纳米管形貌的影响，通过扫描电镜，原子力显微镜，半导体参数分析仪等方法对样品进行了测试和表征，并且对采用最优条件生长的碳纳米管进行了电学特性的测量。不同催化剂对横向碳纳米管生长的影响，Fe催化剂制备出的碳纳米管管径约为20nm，密度约为200-300CNTs/μm~2，而Ni催化剂制备出的碳纳米管密度低，长度短。在同一温度下，对比不同厚度的催化剂，厚度为4nm的Fe催化剂制备的横向碳纳米管要优于其他厚度制备出的碳纳米管。在550℃-650℃的温度范围内，Fe比Ni更适合用作横向碳纳米管生长的催化剂。衬底温度对横向碳纳米管生长的影响，随着衬底温度的提高，碳纳米管的密度越来越大，而且其定向性变好。大量的碳纳米管簇拥生长造成碳纳米管定向生长。碳纳米管生长需要一定的衬底温度，当超过600℃后，碳纳米管的定向性变差并且有无定形碳产生。不同碳氢比例对横向碳纳米管生长的影响，当碳氢比按照20:60的比例通入反应室时，碳纳米管密度比较大，能够定向水平生长，含有的无定形碳少。提高了反应室内碳基团的数量，大量的碳接触到催化剂，会使催化剂被碳包裹而失去活性，有可能直接参与碳纳米管的生成，使碳纳米管弯曲。由于氢等离子体的刻蚀作用，横向碳纳米管的生长时间超过10min后，碳纳米管质量由管径均匀，密度高变为长度短，密度低。采用最终优化的工艺参数生长碳纳米管，并对电学特性进行表征，得出横向碳纳米管互连结构的电阻率为2.79cm。通过分析多壁碳纳米管的基本参数，建立其等效单元分布模型，并建立三线结构的平行多壁碳纳米管互连线模型，分析互连线间的干扰影响。通过对电路仿真得到的结果进行分析，发现随着长度增大，串扰电压消除的时间会增大；随着半径的增大，多壁碳纳米管的串扰电压会减小；介质或氧化层厚度对多壁碳纳米管互连线的影响甚微。