《半导体工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）第11章 金属化工艺

Chapter11金属化工艺 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 1 Chapter 11金属化工艺

目标 ·解释金属化制成的组件应用 ·列出最常使用的三种材料 ·列出三种金属沉积的方法 ·说明溅镀工艺 ·解释在金属沉积工艺中高真空需求的目 的 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 2 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 2 目标 • 解释金属化制成的组件应用 • 列出最常使用的三种材料 • 列出三种金属沉积的方法 • 说明溅镀工艺 • 解释在金属沉积工艺中高真空需求的目 的

金属化工艺 ·定义 ·应用 ·物理气相沉积Vs.化学气相沉积 ·方法 ·真空 ·金属 ·工艺 ·未来的趋势 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 3 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 3 金属化工艺 • 定义 • 应用 • 物理气相沉积vs.化学气相沉积 • 方法 • 真空 • 金属 • 工艺 • 未来的趋势

金属化工艺 ·处理在晶圆表面沉积金属薄膜. Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo x k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 4 金属化工艺 • 处理在晶圆表面沉积金属薄膜

应用 ·金属联机 。栅极和电极 。微-镜面(micro-mirror). ·融合(Fuse) Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 5 应用 • 金属联机 • 栅极和电极 • 微-镜面(micro-mirror) • 融合(Fuse)

CMOS:标准金属化工艺 Ti/TiN TiN.ARC TiSiz 金属C BPSG n P型井区 N型井☒ P型磊晶层 P型晶圆 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 6 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 6 CMOS:标准金属化工艺 P型晶圆 P型井区 N型井区 STI n + n + USG p + p + 金属1,Al•Cu BPSG W P型磊晶层 TiSi2 Ti/TiN TiN, ARC

应用：局部联机 Global interconnect Contact stud Local Word interconnect line Diffusion Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 7 应用: 局部联机

应用：局部联机 ·取决于金属化工艺 ·最常使用的是铜一铝合金 ·8090年代的技术：钨栓塞 ·钛，焊接层 ·TN,阻挡层，附着与抗金属反射镀膜 层 。未来使用的是-铜！ Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 8 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 8 应用: 局部联机 • 取决于金属化工艺 • 最常使用的是铜—铝合金 • 80~90年代的技术：钨栓塞 • 钛, 焊接层 • TiN,阻挡层,附着与抗金属反射镀膜 层 • 未来使用的是 – 铜!

以铜当导体联机的IC剖面图 Ti/TiN SiN CoSiz Ta或TaN MI Cu FSG Cu FSG PSG W STI n n USG P型井区 N型井区 P型磊晶层 P型晶圆 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 9 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 9 以铜当导体联机的IC剖面图 P型磊晶层 P型晶圆 P型井区 N型井区 n + STI p + p + USG PSG W W FSG n + M1 Cu CoSi Ti/TiN SiN 2 Ta或TaN Cu Cu FSG

晶圆制造流程图 材料 IC生产厂房 化学机械 介电质沉 测试 金属化 研磨 积 晶圆 加热工艺 离子注入与 蚀刻与光 封装 光阻剥除 阻剥除 光罩 微影工艺 最后测试t 设计 Hong Xiao,Ph.D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo 10 k.htm

Hong Xiao, Ph. D. www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Boo k.htm 10 材料 设计 光罩 IC生产厂房 测试 封装 最后测试t 加热工艺 微影工艺 蚀刻与光 阻剥除 离子注入与 光阻剥除 金属化 化学机械 研磨 介电质沉 积 晶圆 晶圆制造流程图