第九章 金属淀积.ppt

文档介绍：第八章金属淀积
集成电路的制造可以分为两个主要的部分。首
先,在晶片的表面制造出有源器件和无源器件,这
称做前线或FEOL;在后线(BEOL)中,需要在
芯片上用金属系统来连接各个器件和不同的层。
金属薄膜在半导体技术中最一般和最常见的
用途就是表面连线。把各个元件连接到一起的材
料、工艺、连线过程一般称为金属化工艺流程。
金属化工艺的作用
金属化:在绝缘介质膜上淀积金属膜以及随后刻印图形形成互连金属线和集成电路的孔填充塞的过程。
对未来的集成电路微芯片,互连技术已成为关键技术。
为提高电路速度与集成度,应尽可能缩短互连线,或采用多层金属化系统,或减小金属电阻率——铜代替铝作为互连金属,对深亚微米线宽,利用低k层间介质。

互连(interconnect)指由导体材料如铝、多晶硅或铜制成的连线将电信号传输到芯片的不同部分。也被用于芯片上器件和整个封装之间的金属连接。
接触(contact)指芯片内部的器件与第一金属层间在硅片表面的连接。
通孔(via)指穿过各种介质从某一金属层到毗邻金属层形成电通路的开口。
填充薄膜:指用金属薄膜填充通孔,以便在两层金属间形成电连接。
合金化(alloying)指为了确保金属和晶片之间具有较好的导电性能,经常在金属的光刻之后加入一个热处理步骤。
集成电路对金属化的基本要求
(1)对N+、P+硅或多晶硅能形成低阻的欧姆接触,即金属/硅接触电阻要小;
(2)能提供低阻的互连引线,从而有利于提高电路速度;
(3)在长时期的较高电流密度负荷下,金属材料的输运问题(电迁移现象)不致引起金属化引线的失效,即抗电迁移性能要好;
(4)与绝缘体(例如Si02)有良好的附着性;
(5)耐腐蚀;
(6)易于淀积和刻蚀;
(7)易于键合,且键合点能经受长期工作;
(8)从多层互连要求讲,层与层之间绝缘要好,不互相渗透和扩散,即要求有一个扩散阻挡层等;
(9)长期的稳定性
(10)高纯度
(11)均匀的颗粒结构
(12)能够点淀积出均匀而且没有“空洞”和“小丘”的薄膜
半导体工业中常用的金属材料