与化合物半导体的铜互连相关的改善的结构、装置和方法制造方法及图纸

本申请公开了与诸如化合物半导体的半导体的铜互连金属化相关的改进的结构、装置和方法。在示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的第一钛(Ti)层、设置在第一Ti层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二Ti层和设置在第二Ti层之上的铜(Cu)层。在另一个示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的Ti层、设置在第一Ti层之上的第一氮化钛(TiN)层和设置在第一TiN层之上的Cu层。在再一个示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的堆叠，并且该堆叠包括势垒、设置在势垒之上的Cu层和设置在Cu层之上的第一Ti层。该金属化结构还可包括设置在第一Ti层之上的溅射的钛钨(TiW)层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本申请公开了与诸如化合物半导体的半导体的铜互连金属化相关的改进的结构、装置和方法。在示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的第一钛（Ti)层、设置在第一Ti层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二Ti层和设置在第二Ti层之上的铜（Cu)层。在另一个示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的Ti层、设置在第一Ti层之上的第一氮化钛（TiN)层和设置在第一TiN层之上的Cu层。在再一个示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的堆叠，并且该堆叠包括势垒、设置在势垒之上的Cu层和设置在Cu层之上的第一Ti层。该金属化结构还可包括设置在第一Ti层之上的滅射的钛钨（TiW)层。【专利说明】相关申请的交叉引用 本申请要求2012年2月24日提交的名称为为〃DEVICES AND METHODOLOGIES RELATED TO COPPER INTERCONNECTS FOR COMPOUND SEMICONDUCTORS〃的美国临时申请 No. 61/602, S86的优先权，其全部内容明确地通过引用并入于此。
本公开总体上涉及与化合物半导体的铜互连相关的装置和方法。
技术介绍
化合物半导体装置采用诸如金的金属来形成诸如总线的互连线。这些互连通常涉 及金属1、金属2和金属3。金属1或Ml典型地是指金属互连的第一层，其例如接触欧姆金 属以及与集成电路相关的其它有源和/或无源元件（例如，电阻器、电容器和电感器）。金 属 2或M2典型地是指连接到M1的层。金属3或M3典型地是指例如装置中的散热器，比如 功率放大器。 金因其诸如低电阻系数、化学惰性和理想的引线接合特性等特性而被选为用于前 述某些或全部应用。然而，金的价格相对较高，因此增加了化合物半导体的相关制造成本。
技术实现思路
在某些实施方式中，本公开涉及化合物半导体装置的金属化结构。该结构包括设 置在与化合物半导体装置相关的基板之上的第一钛（Ti)层。该结构还包括设置在第一 Ti 层之上的第一阻挡层。该结构还包括设置在第一阻挡层之上的第二Ti层。该结构还包括 设置在第二Ti层之上的铜（ Cu)层，其中第二Ti层构造为抑制Cu层和阻挡层的合金化。 在某些实施例中，第一 Ti层、第一阻挡层和第二Π 层可构造为在Cu层和形成在 基板上的欧姆金属层之间产生势垒。在某些实施例中，第一阻挡层可包括钼（Pt)、钯（Pd) 或線（Ni)。 在某些实施例中，该结构还可包括设置在Cu层之上的第三Ti层和设置在第三Ti 层之上的第二阻挡层。第二阻挡层可包括铂（Pt)、钯（Pd)或镍（Ni)。在某些实施例中，第 一阻挡层可与第一 Ti层直接接触，第二Ti层可与第一阻挡层直接接触，Cu层可与第二Ti 层直接接触，第三Ti层可与Cu层直接接触，并且第二阻挡层可与第三Ti层直接接触。在 某些实施例中，第一阻挡层和第二Ti层的厚度可选择为在 Cu层和欧姆金属层之间提供足 够的势垒功能性，该欧姆金属层设置在第一 Ti层和基板之间。第一 Ti层的厚度可足以用 作粘合层。作为示例，第一 Ti层的厚度可为约1，〇〇〇埃，第一 Pt层的厚度可为约500埃， 并且弟- Ti层的厚度可为约1，〇〇〇埃。 在某些实施例中，Cu层的厚度可选择为产生类似于由该Cu层取代的金层的电阻 值。作为示例，Cu层的厚度可为约25, 000埃。 在某些实施例中，该结构还可包括设置在第二阻挡层之上的金（Au)层。第三Ti 层和第二阻挡层的厚度可选择为在Cu层和Au层之间提供足够的钝化功能性。作为示例， 第三Ti层的厚度可为约500埃，并且第二阻挡层可包括厚度为约500埃的铂（pt)层。 在某些实施例中，该结构还可包括设置在Au层之上的第四Ti层。作为示例，Au层 的厚度可为约1，2〇0埃，并且第四Ti层的厚度可为约go埃。在某些实施例中，第一 Ti层、 第一阻挡层、第二Ti层、Cu层、第三Ti层、第二阻挡层、Au层和第四 π层中的每一层可通 过蒸发形成。 根据大量的实施方式，本公开涉及形成化合物半导体装置的金属化结构的方法。 该方法包括在与化合物半导体装置相关的基板之上形成第一钛（Ti)层。该方法还包括在 第一 Ti层之上形成第一阻挡层。该方法还包括在第一阻挡层之上形成第=Ti层。该方法 还包括在第二Ti层之上形成铜（Cu)层。 在某些实施例中，该方法还可包括在Cu层之上形成第三Ti层，并且在第三Ti层 之上形成桌一阻挡层。在某些实施例中，该方法还可包括在第二pt层之上形成金（Au)层。 在某些实施例中，该方法还可包括在Au层之上形成第四Ti层。 。 在某些实施例中，第一 Ti层、第一阻挡层、第二Ti层、Cu层、第三Ti层、第二阻挡 层、Au层和第四Ti层中的每一层可通过蒸发形成。在某些实施例中，第一阻挡层和第二阻 挡层中的每一层可包括铀（Pt)、钯（Pd)或镍（Ni)。 根据大量实施方式，本公开涉及化合物半导体芯片，其包括形成在化合物半导体 基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置 在与半导体装置相关的基板之上的第一钛（Ti)层、设置在第一 Ti层之上的第一阻挡层、设 置在第一阻挡层之上的第二Ti层以及设置在第二Ti层之上的铜（Cu)层。 、 在某些实施例中，互连金属化堆叠还可包括设置在Cu层之上的第三Ti层以及设 置在第三Ti层之上的第二阻挡层。在某些实施例中，互连金属化堆叠还可包括设置在第二 阻挡层之上的金（Au)层以及设置在Au层之上的第四Ti层。在某些实施例中，第一阻挡层 和第二阻挡层中的每一层可包括铂（Pt)、钯（Pd)或镍（Ni)。 在某些头施例中，化合物半导体芯片可为神化嫁GaAs芯片。在某些实施例 中，半导体装置可包括赝配尚电子迁移率晶体管（pHEMT)、金属半导体场效应晶体管 (MESFET)、异质结双极晶体管（HBT)、马赫（MZ)调制器、光伏器件、发光二极管 （LED)、双极 FET(BiFET)、双极HEMT(BiHEMT)、诸如垂直腔激光（VCSEL)二极管的激光二极管或诸如SAW 滤波器或共鸣器的表面声波（SAW)装置。 在大量实施方式中，本公开涉及射频（RF)模块，其包括构造为容纳多个元件的封 装基板。该模块还包括芯片，该芯片安装在封装基板上且具有形成在化合物半导体基板上 的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半 导体装置相关的基板之上的第一钛（Ti)层、设置在第一 Ti层之上的第一阻挡层、设置在第 一阻挡层之上的第二Ti层和设置在第二Ti层之上的铜（Cu)层。 根据某些实施方式，本公开涉及射频（RF)装置，其包括天线和RF电路，该 RF电路 与天线连通且构造为提供发射和/或接收功能。RF装置还包括构造为利于天线和RP电路 的运行的模块。该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该模块还包括半导 体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第一钛 (Ti)层、设置在第一 Ti层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二Ti层和设置在 第二Ti层之上的铜（Cu)层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化合物半导体装置的金属化结构，该结构包括：第一钛(Ti)层，设置在与该化合物半导体装置关联的基板之上；第一阻挡层，设置在该第一Ti层之上；第二Ti层，设置在该第一阻挡层之上；以及铜(Cu)层，设置在该第二Ti层之上，该第二Ti层构造为抑制该Cu层和该阻挡层的合金化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K程，
申请(专利权)人：天工方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US