一种金属互连结构包括设置在第一层间电介质层中的下部金属互连层。在第一层间电介质层和下部金属层图形上设置暴露出下部金属层图形的一部分表面的具有通路接触孔的金属间电介质层。在金属间电介质层上形成暴露出通路接触孔的具有沟槽的第二层间电介质层。在通路接触的纵向表面和第二下部金属互连层图形的露出表面上形成阻挡金属层。在阻挡金属层上设置第一上部金属互连层图形，从而填充通路接触孔和一部分沟槽。在第一金属互连层图形上设置空隙扩散阻挡层，以及在空隙扩散阻挡层上设置第二上部金属互连层图形以完全填充沟槽。