双铝工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体技术，特别是涉及一种双铝工艺。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路工艺技术的发展，大功率器件对其额定电流的要求越来越严格，这 就需要不断有新的工艺技术来支持不断提升的产品要求。
[0003] 对于现有的铝制程集成电路工艺，只有一层金属采用厚铝工艺，这样设计出来的 大功率器件还不能实现大电流通道。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种能实现大电流通道的双铝工艺。
[0005] 一种双铝工艺，包括：
[0006] 以硅晶片作为衬底，在所述衬底上形成第一氧化层；
[0007] 在所述第一氧化层上形成第一金属层；
[0008] 在所述第一金属层上形成金属间介电层；
[0009] 在所述金属间介电层中刻蚀并填充通孔；
[0010] 在所述金属间介电层上形成第二金属层；
[0011] 在所述第二金属层表面形成钝化层，并露出焊盘窗口；
[0012] 其中，所述第一金属层和第二金属层的材质为铝或铝铜合金。
[0013] 在其中一个实施例中，所述第一氧化层、第一金属层、第二金属层、钝化层的形成 方式为化学气相淀积法或溅射法。
[0014] 在其中一个实施例中，所述第一金属层的厚度大于600纳米。
[0015] 在其中一个实施例中，所述第二金属层的厚度大于600纳米。
[0016] 在其中一个实施例中，在所述第一金属层上形成金属间介电层的步骤包括：
[0017] 在所述第一金属层上淀积富硅氧化物，形成富硅氧化层；
[0018] 在所述富硅氧化层上淀积氟硅玻璃，形成氟硅玻璃层；
[0019] 在所述氟硅玻璃层上淀积正硅酸乙酯，形成第二氧化层；
[0020] 采用化学机械抛光的方式将所述金属间介电层磨平。
[0021] 在其中一个实施例中，所述富硅氧化层、氟硅玻璃层、第二氧化层的厚度分别为35 纳米、600纳米、350纳米。
[0022] 在其中一个实施例中，在所述金属间介电层中刻蚀并填充通孔的步骤包括：
[0023] 光刻出通孔的光刻图形掩膜，采用干法刻蚀工艺形成通孔；
[0024] 在所述通孔的表面用溅射法形成阻挡层，然后用化学气相淀积法淀积钨填充通 孔。
[0025] 在其中一个实施例中，所述阻挡层包括钛和氮化钛。
[0026] 在其中一个实施例中，所述第一氧化层为正硅酸乙酯沉积时形成的硅氧化物。
[0027] 在其中一个实施例中，在所述第二金属层形成钝化层的步骤包括：
[0028] 在所述第二金属层上淀积氟硅玻璃，形成氟硅玻璃层；
[0029] 在所述氟硅玻璃层上淀积富硅氧化物，形成富硅氧化层；
[0030] 在所述富硅氧化层上沉积氮化硅层；
[0031] 在所述氮化硅上形成焊盘窗口的光刻图形掩膜，采用干法刻蚀工艺形成焊盘窗 □。
[0032] 上述双铝工艺通过形成第一金属层和第二金属层使其具有两层铝或铝铜合金，这 样降低了导线电阻，可以设计出大电流通道。
【附图说明】
[0033] 图1为一实施例的双铝工艺流程图；
[0034] 图2为图1所示实施例中形成第一金属层后的示意图；
[0035] 图3为图1所示实施例中刻蚀通孔后的示意图；
[0036] 图4为图1所示实施例中形成第二金属层后的示意图；
[0037] 图5为图1所示实施例中形成钝化层并露出焊盘窗口后的示意图。
【具体实施方式】
[0038] 请分别参照图1和图2~5,为一实施例的双铝工艺流程图及其对应的示意图。
[0039] 该双铝工艺包括：
[0040]步骤S110:以硅晶片作为衬底，在所述衬底上形成第一氧化层。
[0041] 在本实施例中，硅晶片110的大小为8英寸，在硅晶片110上用化学气相淀积法 (CVD，ChemicalVaporD印osition)淀积正硅酸乙酯（TE0S)，通过化学反应形成厚度为700 纳米的第一氧化层120。
[0042] 步骤S120:在所述第一氧化层上形成第一金属层。
[0043] 在本实施例中，采用溅射法（Sputter)在第一氧化层120上形成厚度为800纳米 的第一金属层130。其中，第一金属层130是掺有少量铜的铝，在本实施例中铜的含量为 0· 5%〇
[0044] 可以理解，本发明也可以根据实际需要应用于其他尺寸的硅晶片，第一氧化层120 和第一金属层130的形成方式可以为化学气相淀积法和溅射法中的任一种方式，这里不作 限定。另外，第一金属层130的厚度也不限于800纳米，第一金属层130的厚度应大于600 纳米。第一金属层130也可以是纯铝，即只使用铝金属。
[0045] 步骤S130 :在所述第一金属层上形成金属间介电层。
[0046] 在本实施例中，金属间介电层（IMD,InterMetalDielectric) 140包括厚度为35 纳米的富娃氧化物（SRO,SiliconRichOxide)、600纳米的氟娃玻璃（FSG，FluorinSilicon Glass)以及350纳米的第二氧化层。
[0047] 步骤S130具体为：
[0048] 在第一金属层130上淀积富硅氧化物，形成富硅氧化层；
[0049] 在所述富硅氧化层上淀积氟硅玻璃，形成氟硅玻璃层；
[0050]在所述氟硅玻璃层上淀积正硅酸乙酯，形成第二氧化层；
[0051] 采用化学机械抛光的方式将金属间介电层140磨平。
[0052] 步骤S140:在所述金属间介电层中刻蚀并填充通孔。
[0053] 在本实施例中，步骤S140具体为：
[0054] 光刻出通孔的光刻图形掩膜，采用干法刻蚀工艺形成通孔150;
[0055] 在所述通孔150的表面用溅射法形成阻挡层，然后用化学气相淀积法淀积钨填充 通孔。
[0056] 其中，所述阻挡层包括15纳米的钛和6纳米氮化钛，所述通孔150表面的横向尺 寸为360纳米，钨从通孔150的侧壁开始填充，钨的横向尺寸为400纳米。
[0057] 步骤S150:在所述金属间介电层上形成第二金属层。
[0058] 在本实施例中，采用溅射法在金属间介电层140上形成800纳米的第二金属层 160。其中，第二金属层160是掺有少量铜的铝，在本实施例中铜的含量为0. 5%。
[0059] 可以理解，在其他实施例中，第二金属层160的形成方式还可以为化学气相淀积 法，这里不作限定。另外，第二金属层160的厚度也不限于800纳米，第二金属层160的厚 度应大于600纳米。第二金属层160也可以是纯铝，即只使用铝金属。
[0060] 步骤S160:在所述第二金属层表面形成钝化层，并露出焊盘窗口。
[0061] 在本实施例中，钝化层170包括1000纳米的氟硅玻璃、150纳米的富硅氧化物以及 500纳米的氮化娃层。
[0062] 步骤S160具体为：
[0063] 在第二金属层160上淀积氟硅玻璃，形成氟硅玻璃层；
[0064] 在所述氟硅玻璃层上淀积富硅氧化物，形成富硅氧化层；
[0065] 在所述富硅氧化层上沉积氮化硅层；
[0066] 在所述氮化硅上形成焊盘（PAD)窗口 180的光刻图形掩膜，采用干法刻蚀工艺形 成焊盘窗口 180。
[0067] 可以理解，在其他实施例中，还可以设计多层使用铝或铝铜合金材质的金属层。
[0068] 上述双铝工艺通过形成第一金属层和第二金属层使其具有两层铝或铝铜合金，这 样降低了导线电阻，可以设计出大电流通道。
[0069] 关于上述工艺，选择了 5个不同的测试点分别对第一金属层和第二金属层的方块 电阻、两层之间的漏电、两层之间的通孔电阻三个电学参数进行了测试。具体结果请参考表 1。测试图形的设计尺寸中，〇. 44/0. 46代表第一金属层和第二金属层的宽度和两层之间的 距离，0. 36/0. 36代表通孔表面宽度和通孔的间距。测试点1、测试点2、测试点3、测试点4、 测试点5代表同一个双铝铜合金层结构上的五个不同测试位置，其下面的数字是各个参数 的测试数据。
[0070] 表1双铝铜合金层结构电学参数测试表
[0071]
[0072] 从以上的测试数据中可以看出，第一金属层与第二金属层的各项参数都符合工艺 规范。
[0073] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种双铝工艺，其特征在于，包括： 以硅晶片作为衬底，在所述衬底上形成第一氧化层； 在所述第一氧化层上形成第一金属层； 在所述第一金属层上形成金属间介电层； 在所述金属间介电层中刻蚀并填充通孔； 在所述金属间介电层上形成第二金属层； 在所述第二金属层表面形成钝化层，并露出焊盘窗口； 其中，所述第一金属层和第二金属层的材质为铝或铝铜合金。2. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，所述第一氧化层、第一金属层、第二 金属层、钝化层的形成方式为化学气相淀积法或溅射法。3. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，所述第一金属层的厚度大于600纳 米。4. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，所述第二金属层的厚度大于600纳 米。5. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，在所述第一金属层上形成金属间介 电层的步骤包括： 在所述第一金属层上淀积富硅氧化物，形成富硅氧化层； 在所述富硅氧化层上淀积氟硅玻璃，形成氟硅玻璃层； 在所述氟硅玻璃层上淀积正硅酸乙酯，形成第二氧化层； 采用化学机械抛光的方式将所述金属间介电层磨平。6. 根据权利要求5所述的双铝工艺，其特征在于，所述富硅氧化层、氟硅玻璃层、第二 氧化层的厚度分别为35纳米、600纳米、350纳米。7. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，在所述金属间介电层中刻蚀并填充 通孔的步骤包括： 光刻出通孔的光刻图形掩膜，采用干法刻蚀工艺形成通孔； 在所述通孔的表面用溅射法形成阻挡层，然后用化学气相淀积法淀积钨填充通孔。8. 根据权利要求7所述的双铝工艺，其特征在于，所述阻挡层包括钛和氮化钛。9. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，所述第一氧化层为正硅酸乙酯沉积 时形成的硅氧化物。10. 根据权利要求1所述的双铝工艺，其特征在于，在所述第二金属层形成钝化层的步 骤包括： 在所述第二金属层上淀积氟娃玻璃，形成氟娃玻璃层； 在所述氟硅玻璃层上淀积富硅氧化物，形成富硅氧化层； 在所述富硅氧化层上沉积氮化硅层； 在所述氮化硅上形成焊盘窗口的光刻图形掩膜，采用干法刻蚀工艺形成焊盘窗口。
【专利摘要】一种双铝工艺，包括：以硅晶片作为衬底，在所述衬底上形成第一氧化层；在所述第一氧化层上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成金属间介电层；在所述金属间介电层中刻蚀并填充通孔；在所述金属间介电层上形成第二金属层；在所述第二金属层表面形成钝化层，并露出焊盘窗口；其中，所述第一金属层和第二金属层的材质为铝或铝铜合金。本发明可以设计出大电流通道。
【IPC分类】H01L21/768, H01L23/532
【公开号】CN105448811
【申请号】CN201410295532
【发明人】高永亮
【申请人】无锡华润上华半导体有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年6月26日