專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及制造方法，尤其涉及一種高壓工藝鈍化填充方法及 利用所述高壓工藝鈍化填充方法制造的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代高壓功率器件的開發(fā)要求低功耗，強(qiáng)驅(qū)動(dòng)，在單個(gè)功率器件自身導(dǎo)通電阻 (Rdson)不斷變小的情況下，外圍結(jié)構(gòu)的電阻(孔接觸電阻，金屬布線電阻等)在電路中占 據(jù)著越來越大的比例。整體電路在外圍互連所產(chǎn)生的功率損耗越來越大，為了減小多余的功耗，很多高 壓制程工藝的最后一層金屬(top metal)互連采用厚度很厚的金屬工藝，比如0. 5um工藝 最后一層鋁硅銅(AlSiCu)金屬使用25000人的厚度，同時(shí)考慮成本的縮減，設(shè)計(jì)規(guī)則定為 lum*lum，臺(tái)階比高達(dá)2. 5。圖1是傳統(tǒng)的頂層高臺(tái)階金屬鈍化層填充的示意圖。傳統(tǒng)的鈍化層填充通常采用 兩步化學(xué)氣相淀積(CVD)的方式。在經(jīng)過光刻腐蝕形成的高臺(tái)階金屬層101上先淀積一層 二氧化硅薄膜102，作為氮化硅薄膜103的過渡層，減弱氮化硅對(duì)硅表面的應(yīng)力作用；然后 再淀積一層較為致密的，硬度比較高的氮化硅薄膜103，用來保護(hù)表面器件不會(huì)受到外界的 水汽，雜質(zhì)或其它一些可能存在的物理化學(xué)作用的影響，保證器件性能穩(wěn)定。但是當(dāng)金屬臺(tái)階比達(dá)到2. 5，二氧化硅薄膜在金屬與外底腳處由于強(qiáng)大的應(yīng)力作 用產(chǎn)生裂紋A，使鈍化層失去對(duì)表面的保護(hù)作用；同時(shí)由于介質(zhì)首先在金屬的頂角處封口， 而在金屬的間隙產(chǎn)生空洞B，后續(xù)做鈍化光刻所涂布的光刻膠進(jìn)入這些空洞，形成殘留，并 在最后的鈍化合金工藝中“爆發(fā)”出來并被碳化變黑，對(duì)圓晶片的表面形貌和器件本身可靠 度都會(huì)產(chǎn)生很大影響。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種改善圓晶片的表面形貌和器件本身可靠度的高臺(tái)階半 導(dǎo)體器件的制造方法。此外，還有必要提供一種改善圓晶片的表面形貌和器件本身可靠度的半導(dǎo)體器 件。一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟在頂層高臺(tái)階金屬外層淀積隔離二氧化硅層；進(jìn)行旋涂玻璃涂布和爐管回流；對(duì)涂布后旋涂玻璃進(jìn)行回刻；進(jìn)行砷離子普注；淀積二氧化硅薄膜；淀積氮化硅薄膜。優(yōu)選的，所述隔離二氧化硅層采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體化學(xué)氣相淀積方法淀積。優(yōu)選的，所述隔離二氧化硅層厚度為1500A至2700A。優(yōu)選的，所述旋涂玻璃為旋涂玻璃512B。優(yōu)選的，所述旋涂玻璃涂布的主工藝旋轉(zhuǎn)速度為2500至4000轉(zhuǎn)/分。優(yōu)選的，所述爐管回流選用標(biāo)準(zhǔn)的425°C，60分鐘爐管回流。優(yōu)選的，所述對(duì)旋涂玻璃進(jìn)行回刻采用干法回刻。優(yōu)選的，所述旋涂玻璃回刻厚度為2000A。優(yōu)選的，所述砷離子普注注入厚度為1000A至1500A。優(yōu)選的，所述二氧化硅薄膜采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離 子體化學(xué)氣相淀積方法淀積，厚度為3000A至7000A。優(yōu)選的，所述氮化硅薄膜采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子 體化學(xué)氣相淀積方法淀積，厚度為5000人至7000人。一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括淀積在高臺(tái)階金屬外層的隔離二氧化硅層、二 氧化硅薄膜、涂布在所述隔離二氧化硅層與所述二氧化硅薄膜之間的旋涂玻璃及淀積在所 述二氧化硅薄膜外層的氮化硅薄膜。優(yōu)選的，所述旋涂玻璃外層普注有砷離子。優(yōu)選的，所述砷離子注入厚度為IOOOA至1500A。優(yōu)選的，所述淀積的隔離二氧化硅層厚度為1500A至2700A。上述半導(dǎo)體器件及其制造方法，采用旋涂玻璃作為鈍化填充的一部分，選用合適 的旋涂玻璃，調(diào)整旋涂玻璃的涂布菜單，并對(duì)旋涂玻璃進(jìn)行蝕刻和砷離子普注，避免了旋涂 玻璃較大厚度時(shí)本身發(fā)生裂痕和殘留導(dǎo)致金屬開口發(fā)黃，很好的解決了傳統(tǒng)鈍化填充工藝 中的產(chǎn)生裂紋和空洞的問題，同時(shí)成本較低。

圖1是傳統(tǒng)的頂層高臺(tái)階金屬鈍化層填充的示意圖。圖2是涂布后旋涂玻璃厚度分布的示意圖。圖3是采用本發(fā)明方法鈍化填充后半導(dǎo)體器件剖面示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)本發(fā)明一種較佳實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟Sll 在頂層高臺(tái)階金屬外層淀積隔離二氧化硅層。所述隔離二氧化硅層采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體 化學(xué)氣相淀積方法淀積，厚度在1500A至2700人之間。所述隔離二氧化硅層將作為旋涂玻 璃(SOG)與金屬的隔離層，防止旋涂玻璃與金屬產(chǎn)生反應(yīng)和不匹配的應(yīng)力作用。S12 進(jìn)行旋涂玻璃涂布和爐管回流。涂布一層旋涂玻璃作為金屬與鈍化層的過渡層。旋涂玻璃選取的材料優(yōu)選為美國(guó) Honeywell公司粘滯系數(shù)較高的旋涂玻璃512B，其填充性能好，流動(dòng)性強(qiáng)。旋涂玻璃的旋涂可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，以使旋涂玻璃達(dá)到很好的均勻性，避免旋涂玻璃本身發(fā)生裂痕。在本 實(shí)施方式中，旋涂玻璃的旋涂主工藝的旋轉(zhuǎn)速度為2500至4000轉(zhuǎn)/分鐘。所述爐管回流選用標(biāo)準(zhǔn)的425°C，60分鐘爐管回流工藝?？梢岳肧OG良好的流 動(dòng)性填充金屬之間的空隙。結(jié)合圖2是涂布后旋涂玻璃厚度分布的示意圖。旋涂玻璃在平板陪片M上的厚 度為6000A至9000A，實(shí)際最小間距22填充為17000A,大面積金屬頂部21邊緣殘留旋涂 玻璃厚度小于3000A,小面積金屬頂部23無旋涂玻璃。S13 對(duì)涂布后旋涂玻璃進(jìn)行回刻。采用干法回刻工藝對(duì)旋涂玻璃進(jìn)行蝕刻，回刻厚度為2000人，消除旋涂玻璃可能 產(chǎn)生的氣泡及進(jìn)行進(jìn)一步的平坦化。蝕刻后大面積金屬頂部邊緣的旋涂玻璃厚度下降到 1000A以內(nèi)。金屬開口之間旋涂玻璃完全回刻掉，避免旋涂玻璃殘留與水汽等接觸導(dǎo)致金 屬開口發(fā)黃。S14 進(jìn)行砷離子(As+)普注。砷離子(As+)普注注入厚度在IOOOA至1500A之間，使大面積金屬頂部邊緣的旋 涂玻璃致密化，防止金屬中毒(旋涂玻璃具有毒性)。S15 淀積二氧化硅薄膜。二氧化硅薄膜采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體化學(xué)氣 相淀積方法淀積，厚度為3000A至7000A。S16 淀積氮化硅薄膜。氮化硅薄膜采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體化學(xué)氣相 淀積方法淀積，厚度為5000A至7000A。圖3是采用本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法鈍化填充后的半 導(dǎo)體器件剖面示意圖。隔離二氧化硅層32淀積在高臺(tái)階金屬31外層，厚度為1500A至 2700A。隔離二氧化硅層32與二氧化硅薄膜34之間涂布有旋涂玻璃33，旋涂玻璃33外層 普注有砷離子36，砷離子36注入厚度為1000A至1500A。氮化硅薄膜；35淀積在二氧化硅 薄膜34外層。上述半導(dǎo)體器件及其制造方法，采用旋涂玻璃作為鈍化填充的一部分，選用合適 的旋涂玻璃，調(diào)整旋涂玻璃的涂布菜單，并對(duì)旋涂玻璃進(jìn)行蝕刻和砷離子普注，避免了旋涂 玻璃較大厚度時(shí)本身發(fā)生裂痕和殘留導(dǎo)致金屬開口發(fā)黃，很好的解決了傳統(tǒng)鈍化填充工藝 中的產(chǎn)生裂紋和空洞的問題，同時(shí)成本較低。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能 因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟在頂層高臺(tái)階金屬外層淀積隔離二氧化硅層；進(jìn)行旋涂玻璃涂布和爐管回流；對(duì)涂布后旋涂玻璃進(jìn)行回刻；進(jìn)行砷離子普注；淀積二氧化硅薄膜；淀積氮化硅薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述隔離二氧化硅層 采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體化學(xué)氣相淀積方法淀積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述隔離二氧化硅層 厚度為1500A至2700A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述旋涂玻璃為旋涂 玻璃512B。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述旋涂玻璃涂布的 主工藝旋轉(zhuǎn)速度為2500至4000轉(zhuǎn)/分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述爐管回流選用標(biāo) 準(zhǔn)的425°C，60分鐘爐管回流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述對(duì)旋涂玻璃進(jìn)行 回刻采用干法回刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述旋涂玻璃回刻厚 度為2000A。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述砷離子普注注入 厚度為IOOOA至1500A。
10.根據(jù)權(quán)利要求ι所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述二氧化硅薄膜 采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體化學(xué)氣相淀積方法淀積，厚度為 3000人至7000人。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于所述氮化硅薄膜采 用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積方法或者高密度等離子體化學(xué)氣相淀積方法淀積，厚度為 5000A 至7000A。
12.—種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括淀積在高臺(tái)階金屬外層的隔離二氧化硅層、二 氧化硅薄膜、涂布在所述隔離二氧化硅層與所述二氧化硅薄膜之間的旋涂玻璃及淀積在所 述二氧化硅薄膜外層的氮化硅薄膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述旋涂玻璃外層普注有砷離子。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述砷離子注入厚度為1000A 至1500A。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述淀積的隔離二氧化硅層厚 度為1500A 至2700A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟在金屬外層淀積隔離二氧化硅層，進(jìn)行旋涂玻璃涂布和爐管回流，對(duì)涂布后旋涂玻璃進(jìn)行回刻，進(jìn)行砷離子普注，淀積二氧化硅薄膜，淀積氮化硅薄膜。本發(fā)明采用旋涂玻璃作為鈍化填充的一部分，很好的解決了傳統(tǒng)鈍化填充工藝中的產(chǎn)生裂紋和空洞的問題，同時(shí)成本較低。
文檔編號(hào)H01L23/28GK102087975SQ20091018849
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者羅澤煌, 郭立 申請(qǐng)人:無錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤(rùn)上華科技有限公司