本发明提供了一种金属导线复合层及其制备方法、以及半导体器件，涉及集成电路制造技术领域。其中，该方法包括：在第一金属导线层上形成第一介电层、第二介电层和第三介电层；在第三介电层上形成第一过孔，在第二介电层上形成大于第一过孔内径的第二过孔；在第一介电层上形成小于第二过孔内径的第三过孔；上述三个过孔贯通，且在第一金属导线层上的正投影均与第一金属导线交叠；在第三介电层中嵌入第二金属导线，第二金属导线通过上述三个过孔与第一金属导线互连。本发明可以在内径较大的第二过孔中形成线宽较大的互连结构，在保证导线通过互连结构有效接触的同时，无需增大导线线宽，能够减小金属导线间的寄生电容，减弱半导体器件的信号干扰。