集成電路工藝原理(1)-閱讀頁
2025-05-15 18:17本頁面
【正文】 淀積內(nèi)層氧化硅到希望的厚度。的 Si3N4刻蝕阻擋層被淀積在內(nèi)層氧化硅上。 Si3N4 布線技術(shù) 金屬銅 3. 確定通孔圖形和刻蝕 光刻確定圖形、干法刻蝕通孔窗口進(jìn)入 Si3N4中，刻蝕完成后去掉光刻膠。 布線技術(shù) 金屬銅 Si3N4 布線技術(shù) 金屬銅 5. 確定互連圖形 光刻確定氧化硅槽圖形，帶膠。 6. 刻蝕互連槽和通孔 在層間介質(zhì)氧化硅中干法刻蝕溝道，停止在Si3N4層。 布線技術(shù) 金屬銅 布線技術(shù) 金屬銅 7. 淀積阻擋層金屬 在槽和通孔的底部及側(cè)壁淀積鉭和氮化鉭擴(kuò)散層 8. 淀積銅種子層 淀積連續(xù)的銅種子層，種子層必須是均勻的并且沒有針孔 布線技術(shù) 金屬銅 布線技術(shù) 金屬銅 9. 淀積銅填充 用電化學(xué)淀積 (BCD) 淀積銅填充 ，既填充通孔窗也填充槽。 最后的表面是一個金屬鑲嵌在介質(zhì)內(nèi)、形成電路的平面結(jié)構(gòu)。Cu籽晶層是為了滿足利用電鍍或化學(xué)鍍方法大規(guī)模填充 Cu的需要而淀積的，基于保證通孔和溝槽有理想的圖形結(jié)構(gòu)，濺射淀積勢壘層和籽晶層時要求是保形淀積，為了保證有高的淀積速率，在對通孔和溝槽進(jìn)行填充時均采用 CVD、 電鍍或化學(xué)鍍等高淀積速率的方法。盡管 CVD方法是集成電路工藝中最常用的淀積技術(shù)之一，但由于其所淀積的 Cu的可靠性比用電鍍或化學(xué)鍍方法淀積的要差，因此在 Cu互連集成工藝中，目前普遍采用電鍍或化學(xué)鍍的方法向通孔和溝槽中淀積 Cu。雙大馬士革法不僅有較少的制造步驟，而且排除或減少了傳統(tǒng)鋁互連金屬化中最難的步驟，包括鋁刻蝕和許多鎢與介質(zhì)的化學(xué)機(jī)械拋光步驟。阻擋金屬層是淀積金屬或金屬塞，作用是阻止層上下的材料互相混合。 阻擋層結(jié)構(gòu) 阻擋層金屬 阻擋層金屬基本特性 阻擋層金屬 阻擋層金屬的基本特性是 ： 1. 有很好的阻擋擴(kuò)散特性 ， 使分界面兩邊材料 ( 如鎢和硅 ) 的擴(kuò)散率在燒結(jié)溫度時很低 。 3. 在半導(dǎo)體和金屬之間有很好的附著 。 5. 在很薄并且高溫下具有很好的穩(wěn)定性 。 種類 通常用做阻擋層的金屬是一類具有高熔點(diǎn)、難熔的金屬 ?鈦（ Ti）： 用鈦作為阻擋層的優(yōu)點(diǎn)可以增強(qiáng)鋁合金連線的附著、減小接觸電阻、減小應(yīng)力和控制電遷移。 ?鈦鎢 (TiW)和氮化鈦不 (TiN )： 也是兩種普通的阻擋層金屬材料，它們阻止硅襯底和鋁之間的擴(kuò)散。然而 TiN和硅之間的接觸電阻不小。 阻擋層金屬 種類 ?對于銅互連來說，由于銅在硅和二氧化硅中都有很高的擴(kuò)散率，這種高擴(kuò)散率將破壞器件的性能。鉭、氮化鉭和鉭硅氮 (TaSiN) 都是阻擋層金屬的待選材料 。 阻擋層金屬 種類 阻擋層金屬 概述 硅化物 阻擋層金屬與硅在一起發(fā)生反應(yīng)，熔合時形成硅化物。在芯片制作中，硅化物是非常重要的 ，因為為了提高芯片性能 ，需要減小許多源漏和柵區(qū)的接觸電阻。cm)， 這導(dǎo)致了不應(yīng)有的 RC 信號延遲。 硅化物的形成 在硅化物形成過程中，先要去除留在硅表面的氧化硅來減小硅化物的接觸電阻。在有硅的區(qū)域 ,金屬與硅反應(yīng)形成硅化物。通常這個熱退火步驟在一個多腔集成設(shè)備中使用快速熱退火 (RTA) 處理。 硅化物 硅化物特性 下表是一些硅化物的特性： 硅化物 硅化物 TiSi2對硅片制造而言，是最普通的用于接觸的硅化物 ,它用做晶體管硅有源區(qū)和鎢填充薄膜之間的接觸。它的優(yōu)點(diǎn)是高溫穩(wěn)定，比其它硅化物的電阻率低。對于超淺的源 / 漏結(jié)，接觸層正在變薄。 硅化物特性 硅化物特性 硅化物 對 m或更低的器件技術(shù) ,鈷硅化物 (CoSi2) 是有希望的硅化物。cm ）。由于 CoSi2顆粒的尺寸較小，因此它的電接觸也比較容易形成。在一些硅化物中發(fā)現(xiàn)，硅迅速擴(kuò)散穿過硅化物進(jìn)入到金屬中。普通硅化物阻擋層薄膜是氮化鈦（ TiN）， 它對鎢和鋁都有效。 蒸發(fā) 金屬淀積系統(tǒng) 蒸發(fā)是將待蒸發(fā)的材料放置在坩堝里，在真空系統(tǒng)中加熱并使之蒸發(fā)淀積到硅片表面的過程。 蒸發(fā)最大的缺點(diǎn)是不能產(chǎn)生均勻的臺階覆蓋，在VLSI和 ULSI中，金屬化需要能夠填充具有高深寬比的孔，并且產(chǎn)生等角的臺階覆蓋。 蒸發(fā)的另一嚴(yán)重缺點(diǎn)是對淀積合金的限制。 金屬淀積系統(tǒng) 蒸發(fā)系統(tǒng) 濺射 用高能粒子從某種物質(zhì)的表面撞擊出原子的物理過程叫濺射。 在濺射過程中，高能粒子撞擊具有高純度的靶材料固體平板，撞擊出靶原子，這些靶原子在真空中運(yùn)動，最后淀積在硅片上。 2. 在開始濺射淀積以前，可以在真空中先進(jìn)行濺射清除表面上的氧化物等。 4. 能夠在直徑為 200mm或更大的硅片上控制淀積均勻薄膜。 2. 在加速過程中離子獲得動量，并轟擊靶。 4. 被撞擊出的原子遷移到硅片表面。 6. 額外材料由真空泵
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