半导体金属引线的制造方法和半导体金属引线与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体金属引线的制造方法和半导体金属引线。

背景技术：

随着半导体器件的技术发展，人们对半导体器件的性能要求越来越高。

在半导体器件的生产过程中，无论是集成电路产品还是分立器件产品，必然会用到金属引线的生产工艺。目前在半导体制造过程中通常使用的金属引线都是金属铝，然而金属引线的铝衬底与半导体的硅衬底之间易发生铝硅互溶的问题，造成半导体器件的良率降低。

技术实现要素：

本发明提供一种半导体金属引线的制造方法和半导体金属引线，通过在半导体的金属层下方增加一层隔离层，形成独特的两层金属引线结构，以从根本上避免例如铝硅互溶问题，从而提高产品的生产良率和可靠性，降低生产成本，提高半导体制造的产品的市场竞争力。

本发明提供一种半导体金属引线的制造方法，包括：

在半导体衬底上进行绝缘介质生长，形成层间介质层；

对所述层间介质层进行刻蚀，形成引线孔；

在形成所述引线孔后的半导体衬底上沉积隔离介质，形成隔离层；

在所述隔离层上沉积金属介质，形成金属层；

对所述隔离层和所述金属层进行刻蚀，形成金属引线。

可选的，所述在形成所述引线孔后的半导体衬底上沉积隔离介质，形成隔离层，包括：

采用化学气相沉积工艺在形成所述引线孔后的半导体衬底上沉积高掺杂多晶硅，形成高掺杂低电阻的多晶硅层。

可选的，所述在形成所述引线孔后的半导体衬底上沉积隔离介质，形成隔离层，包括：

在形成所述引线孔后的半导体衬底上沉积多晶硅，在所沉积的多晶硅内注入或扩散掺杂介质，形成高掺杂低电阻的多晶硅层。

可选的，所述高掺杂低电阻的多晶硅层中所包含的掺杂介质包括以下介质中的至少一种：硼、磷、砷、锑。

可选的，所述对所述隔离层和所述金属层进行刻蚀，包括：

采用干法刻蚀对所述隔离层和所述金属层进行刻蚀，形成金属引线。

可选的，所述半导体衬底包括以下衬底中的任意一种：硅衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底。

可选的，所述金属介质为铝。

可选的，所述绝缘介质为氧化硅或氮化硅。

本发明还提供一种半导体金属引线，包括：半导体衬底上形成的层间介质层；所述层间介质层为绝缘层；

所述层间介质层上形成有引线孔；

所述引线孔内形成有隔离层和金属层；

其中，所述引线孔内的所述隔离层与所述半导体衬底相接触，所述金属层位于所述隔离层上方。

可选的，所述隔离层为高掺杂低电阻的多晶硅层。

本发明的半导体金属引线的制造方法和半导体金属引线，其在半导体的制造方法中，通过在半导体衬底上进行绝缘介质生长，形成层间介质层；并对该层间介质层进行刻蚀，形成引线孔；在形成引线孔后的半导体衬底上沉积隔离介质，形成隔离层；在隔离层上沉积金属介质，形成金属层；对隔离层和金属层进行刻蚀，从而形成独特的由隔离层和金属层构成的两层金属引线结构，从根本上避免了金属层元素与半导体衬底层元素发生互溶的问题，提高半导体产品的生产良率和可靠性，降低生产成本，提高半导体制造的产品的市场竞争力。

附图说明

图1为一示例性实施例示出的半导体金属引线的制造方法的流程图；

图2～图5为图1所示实施例的各个步骤中所形成的半导体的剖面结构示意图；

图6为另一示例性实施例示出的半导体金属引线的制造方法的流程图。

附图说明：

半导体衬底1、层间介质层2、引线孔3、隔离层4、金属层5。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为一示例性实施例示出的半导体金属引线的制造方法的流程图，图2～图5为图1所示实施例的各个步骤中所形成的半导体的剖面结构示意图，如图1～5所示，本实施例的方法包括：

步骤101、在半导体衬底1上进行绝缘介质生长，形成层间介质层2。

步骤102、对层间介质层2进行刻蚀，形成引线孔3(如图2所示)。

步骤103、在形成引线孔3后的半导体衬底上沉积隔离介质，形成隔离层4(如图3所示)。

步骤104、在隔离层4上沉积金属介质，形成金属层5(如图4所示)。

步骤105、对隔离层4和金属层5进行刻蚀，形成金属引线(如图5所示)。

在半导体器件的生产过程中，需要制作金属引线，然而构成金属引线的金属层中的金属介质易发生与其下的下层介质，如硅介质发生融合，从而影响了金属引线的导电性能，使得半导体器件的良品率降低。本发明在进行金属层沉积工艺前，先沉积一层隔离介质，该隔离介质具有低电阻，不会对金属层的导电性能构成影响，同时还能对金属层与其下层介质间的融合起到隔离作用。具体实现为，首先在半导体衬底1上进行绝缘介质生长，该绝缘介质可以采用任意类型的绝缘介质，例如，氧化硅sio2、氮化硅si3n4等形成该层间介质层2。对层间介质层2采用光刻和刻蚀，形成引线孔3。再在形成了引线孔3后的整个半导体衬底的上表面分别沉积隔离介质和金属介质，形成隔离层4和金属层5。其中，隔离介质可以采用经过掺杂处理的多晶硅，从而获得高掺杂低电阻的多晶硅隔离层4，用于沉积的金属介质可以采用铝或其他金属材料，以构成金属层5。再对隔离层4和金属层5一起采用光刻和刻蚀工艺，保留引线孔3内以及孔外预设范围内的隔离层4和金属层5，形成半导体的金属引线结构。其中，刻蚀方式可以采用利用反应气体与等离子体进行刻蚀的干法刻蚀技术，也可以采用利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀的湿法刻蚀技术。本实施例对刻蚀方法不作具体限制，本领域技术人员可以根据半导体器件的个体特性进行选择。

本实施例的半导体金属引线的制造方法，通过在半导体衬底上进行绝缘介质生长，形成层间介质层；并对该层间介质层进行刻蚀，形成引线孔；在形成引线孔后的半导体衬底上沉积隔离介质，形成隔离层；在隔离层上沉积金属介质，形成金属层；对隔离层和金属层进行刻蚀，从而形成独特的由隔离层和金属层构成的两层金属引线结构，从根本上避免了金属层元素与半导体衬底层元素发生互溶的问题，提高半导体产品的生产良率和可靠性，降低生产成本，提高半导体制造的产品的市场竞争力。

图6为另一示例性实施例示出的半导体金属引线的制造方法的流程图，在上一实施例的基础上，进一步地，本实施例包括以下具体的步骤：

步骤201、在半导体衬底1上进行绝缘介质生长，形成层间介质层2。

步骤202、对层间介质层2进行刻蚀，形成引线孔3。

步骤203、在形成引线孔3后的半导体衬底上沉积多晶硅。

步骤204、在所沉积的多晶硅内注入或扩散掺杂介质，形成高掺杂低电阻的多晶硅层4(也就是隔离层4)。

步骤205、在高掺杂低电阻的多晶硅层4上沉积金属介质，形成金属层5。

步骤206、对隔离层和金属层进行刻蚀，形成金属引线。

具体的，在形成引线孔后的半导体衬底上沉积多晶硅，以使多晶硅对金属介质(例如铝)和半导体衬底(例如硅)的硅铝融合问题起到隔离作用。但是由于沉积了多晶硅后的多晶硅层与金属层一起形成金属引线，为了尽可能减少半导体器件的阻值，对多晶硅层可以采用离子注入工艺或扩散工艺，进行掺杂处理，形成高掺杂低电阻的多晶硅层。其中，所谓扩散就是将一定数量和一定种类的杂质掺入到多晶硅中，以改变多晶硅的电学性质，形成低电阻的多晶硅层。根据所掺杂的杂质源的不同，可以进行固态源扩散、液态源扩散、气态源扩散。本实施例中高掺杂低电阻的多晶硅层中所包含的掺杂介质包括以下介质中的至少一种：硼、磷、砷、锑；其中，硼(b)以乙硼烷(气体)进行气态源扩散，还可以以三氟化硼(气体)进行气态源扩散，还可以以三溴化硼(液体)进行液态源扩散；磷(p)以磷烷(气体)进行气态源扩散，还可以以三氯氧磷(液体)进行液态源扩散；砷(as)以砷烷(气体)进行气态源扩散；锑(sb)以五氯化锑(固体)进行固态源扩散。所谓离子注入是在高真空的复杂系统中，通过离子注入的浓度产生电离杂质并形成高能量的离子束，再将其打到硅片靶中进行多晶硅层的掺杂处理。离子注入层的深度依赖于离子能量，杂质浓度依赖于离子剂量，因此通过精确控制掺杂层的深度和浓度可以获得所需的尽可能小的电阻阻值的高掺杂多晶硅层。注入掺杂和扩散掺杂对比来说，离子注入掺杂的加工温度低、容易制作浅结、均匀的大面积注入杂质、易于自动化，但成本较高。本申请对于掺杂的具体工艺没有限定，但掺杂后的多晶硅层需要具备预设的低电阻阻值。

进一步地，对于隔离层的形成，除了采用先沉积多晶硅层，再在多晶硅层内采用离子注入或扩散工艺进行掺杂处理外，还可以预先形成高掺杂多晶硅，再利用化学气相沉积工艺将预先形成的高掺杂多晶硅沉积在半导体衬底上，形成高掺杂低电阻的多晶硅层。相较于步骤203和步骤204，直接在待加工的半导体上进行离子注入，易造成晶格损伤，所以可以采用预先加工好高掺杂低电阻的多晶硅，再将掺杂后的多晶硅沉积在半导体衬底上。

在上述实施例的基础上，

可选的，步骤206中对隔离层和金属层的刻蚀，可以采用干法刻蚀工艺。

可选的，半导体衬底可以包括以下衬底中的任意一种：硅衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底。

可选的，构成金属层的金属介质可以为铝介质。

可选的，步骤201中在半导体衬底上进行绝缘介质生长，该绝缘介质可以为氧化硅或氮化硅。

参照图5，本发明还提供一种半导体金属引线，包括：半导体衬底1上形成的层间介质层2；层间介质层2为绝缘层；层间介质层2上形成有引线孔3；引线孔3内形成有隔离层4和金属层5；其中，引线孔3内的隔离层4与半导体衬底1相接触，金属层5位于隔离层4上方。其中，该隔离层4为高掺杂低电阻的多晶硅层。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。