[發(fā)明專利]與化合物半導體的銅互連相關的改善的結(jié)構(gòu)、裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380016231.5
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN104221130B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設計）人: K.程
• 申請（專利權(quán)）人: 天工方案公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336;H01L29/78
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 邱軍

1.一種用于化合物半導體裝置的金屬化結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括：

第一鈦(Ti)層，設置在與該化合物半導體裝置關聯(lián)的基板之上；

第一屏障層，設置在該第一鈦(Ti)層之上；

第二鈦(Ti)層，設置在該第一屏障層之上，所述第二鈦(Ti)層與所述第一屏障層的整個頂表面接觸；

銅(Cu)層，設置在該第二鈦(Ti)層之上，該第二鈦(Ti)層構(gòu)造為抑制該銅(Cu)層和該屏障層的合金化；以及

設置在該銅(Cu)層之上的第三鈦(Ti)層和設置在該第三鈦(Ti)層之上的第二屏障層，該第三鈦(Ti)層與該銅(Cu)層直接接觸，并且該第二屏障層與該第三鈦(Ti)層直接接觸。

2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一鈦(Ti)層、該第一屏障層和該第二鈦(Ti)層構(gòu)造為在該銅(Cu)層和形成在該基板上的歐姆金屬層之間產(chǎn)生屏障。

3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一屏障層包括鉑(Pt)、鈀(Pd)或鎳(Ni)。

4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該第二屏障層包括鉑(Pt)、鈀(Pd)或鎳(Ni)。

5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一屏障層與該第一鈦(Ti)層直接接觸，該第二鈦(Ti)層與該第一屏障層直接接觸，該銅(Cu)層與該第二鈦(Ti)層直接接觸。

6.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一屏障層和該第二鈦(Ti)層的厚度選擇為在該銅(Cu)層和歐姆金屬層之間提供足夠的屏障功能性，該歐姆金屬層設置在該第一鈦(Ti)層和該基板之間。

7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一鈦(Ti)層的厚度足以用作粘合層。

8.如權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一鈦(Ti)層的厚度為約1,000埃，該第一屏障層的厚度為約500埃，并且該第二鈦(Ti)層的厚度為約1,000埃。

9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中該銅(Cu)層的厚度選擇為產(chǎn)生類似于金層的電阻值，該金層被銅(Cu)層取代。

10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)，其中該銅(Cu)層的厚度為約25,000埃。

11.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括設置在該第二屏障層之上的金(Au)層。

12.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其中該第三鈦(Ti)層和該第二屏障層的厚度選擇為在該銅(Cu)層和該金(Au)層之間產(chǎn)生足夠的鈍化功能性。

13.如權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)，其中該第三鈦(Ti)層的厚度為約500埃，并且該第二屏障層包括厚度為約500埃的鉑(Pt)層。

14.如權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，還包括設置在該金(Au)層之上的第四鈦(Ti)層。

15.如權(quán)利要求14所述的結(jié)構(gòu)，其中該金(Au)層的厚度為約1,200埃，并且該第四鈦(Ti)層的厚度為約90埃。

16.如權(quán)利要求14所述的結(jié)構(gòu)，其中該第一鈦(Ti)層、該第一屏障層、該第二鈦(Ti)層、該銅(Cu)層、該第三鈦(Ti)層、該第二屏障層、該金(Au)層和該第四鈦(Ti)層的每一個通過蒸發(fā)形成。

17.一種形成用于化合物半導體裝置的金屬化結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：

在與該化合物半導體裝置相關的基板之上形成第一鈦(Ti)層；

在該第一鈦(Ti)層之上形成第一屏障層；

在該第一屏障層之上形成第二鈦(Ti)層，并且該第二鈦(Ti)層與該第一屏障層的整個頂表面接觸；

在該第二鈦(Ti)層之上形成銅(Cu)層；

在該銅(Cu)層之上形成第三鈦(Ti)層，并且該第三鈦(Ti)層與該銅(Cu)層直接接觸；以及

在該第三鈦(Ti)層之上形成第二屏障層，并且該第二屏障層與該第三鈦(Ti)層直接接觸。

18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在該第二屏障層之上形成金(Au)層。

19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在該金(Au)層之上形成第四鈦(Ti)層。