本揭露實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體裝置、一種膜堆疊體以及其制造方法。

背景技術(shù)：

氮化鉭(tan)膜已廣泛使用在半導(dǎo)體工業(yè)中，此是由于它的抗擴(kuò)散以及抗腐蝕能力。然而，氮化鉭膜的本質(zhì)上大的壓縮應(yīng)力以及易脆性質(zhì)導(dǎo)致剝離問題以及粒子議題，其需要被解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在示范性方面中，提供了一種半導(dǎo)體裝置。所述半導(dǎo)體裝置包含第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層、阻障層、以及多層膜。所述第一導(dǎo)電層在襯底上方。所述第二導(dǎo)電層在所述第一導(dǎo)電層上方且電連接到所述第一導(dǎo)電層。所述阻障層是在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間。所述多層膜圍住所述第二導(dǎo)電層的側(cè)壁，其中所述多層膜包括多個(gè)彼此交替布置的第一含金屬膜與第二含金屬膜。所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度高于在所述第一含金屬膜中所具者。

在另一示范性方面中，提供了一種膜堆疊體。所述膜堆疊體包含多個(gè)第一含金屬膜，以及多個(gè)第二含金屬膜。所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜彼此交替堆疊。所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素以及相同非金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度是大于50％。

在又另一方面中，提供了一種用于形成膜堆疊體在襯底上的方法。所述方法包含下列操作。(a)形成第一含金屬膜在所述襯底上方。(b)形成第二含金屬膜在所述第一含金屬膜上方，其中所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度高于在所述第一含金屬膜中所具者。(c)重復(fù)操作(a)及(b)而形成所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜交替布置的膜堆疊體，直到達(dá)到所述膜堆疊體的所要厚度。

附圖說明

本揭露實(shí)施例的方面將在與隨附圖式一同閱讀下列詳細(xì)說明下被最好地理解。請注意根據(jù)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)作法，各種結(jié)構(gòu)未依比例繪制。事實(shí)上，為了使討論內(nèi)容清楚，各種結(jié)構(gòu)的尺寸可刻意放大或縮小。

圖1是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示用于形成膜堆疊體在襯底上的方法的流程圖。

圖2是根據(jù)本揭露的一些示范性實(shí)施例繪示用于形成膜堆疊體在襯底上的方法的流程圖。

圖3是根據(jù)本揭露的一些示范性實(shí)施例繪示用于形成膜堆疊體在襯底上的方法的流程圖。

圖4a是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示氮化鉭層與富含鉭的氮化鉭層的膜堆疊體的能量散布波譜(energydispersivespectroscopy，eds)。

圖4b是根據(jù)本揭露的一些其它實(shí)施例繪示氮化鉭層與富含鉭的氮化鉭層的一膜堆疊體的eds。

圖5a是繪示形成在襯底上方的金屬-非金屬復(fù)合膜的示意圖。

圖5b是繪示形成在襯底上的金屬-非金屬復(fù)合膜與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的膜堆疊體的示意圖。

圖6是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。

圖7是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。

圖8是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。

圖9是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。

圖10是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

下列揭露實(shí)施例提供許多用于實(shí)施所提供目標(biāo)的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。為了簡化本揭露?shí)施例，于下描述組件及布置的具體實(shí)例。當(dāng)然這些僅為實(shí)例而非意圖為限制性。例如，在下面說明中，形成一第一特征在一第二特征上方或上可包含其中所述第一及第二特征是經(jīng)形成為直接接觸的實(shí)施例，以及也可包含其中額外特征可形成在所述第一與第二特征之間而使得所述第一及第二特征不可直接接觸的實(shí)施例。此外，本揭露實(shí)施例可重復(fù)參考編號(hào)及/或字母于各種實(shí)例中。此重復(fù)是為了簡單與清楚的目的且其本身并不決定所討論的各種實(shí)施例及/或構(gòu)形之間的關(guān)系。

再者，空間相關(guān)詞匯，例如“于…之下(beneath)”、“下面(below)”、“下(lower)”、“上面(above)”、“上(upper)”、“在…上(on)”和類似詞匯，可能是為了使說明書便于描述如圖式繪示的一個(gè)組件或特征與另一個(gè)(或多個(gè))組件或特征的相對關(guān)系而使用于本文中。除了圖式中所畫的方位外，這些空間相對詞匯也意圖用來涵蓋裝置在使用中或操作時(shí)的不同方位。所述設(shè)備可以其它方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或于其它方位)，據(jù)此在本文中所使用的這些空間相關(guān)說明符可以類似方式加以解釋。

如本文中所使用者，詞匯例如“第一”以及“第二”描述各種組件、組件、區(qū)、層及/或區(qū)段，但這些組件、組件、區(qū)、層及/或區(qū)段應(yīng)不限于這些詞匯。這些詞匯可僅用于將一個(gè)組件、組件、區(qū)、層或區(qū)段與另一個(gè)組件、組件、區(qū)、層或區(qū)段區(qū)別。除非內(nèi)文中明確指出，否則當(dāng)于本文中使用詞匯例如“第一”以及“第二”時(shí)，不意味順序或次序。

如本文所使用者，詞匯“含金屬膜(metal-containingfilm)”是指金屬膜、金屬-非金屬復(fù)合膜、合金膜或任何其它包括金屬材料的膜。所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括一(多)相同金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度高于在所述第一含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度。在內(nèi)文中，詞匯“第一含金屬膜(firstmetal-containingfilm)”以及詞匯“金屬-非金屬復(fù)合膜(metal-nonmetalcompoundfilm)”(或“金屬貧乏的金屬-非金屬復(fù)合膜(metal-deficientmetal-nonmetalcompoundfilm)”可互換使用，以及詞匯“第二含金屬膜(secondmetal-containingfilm)”以及詞匯“富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜(metal-deficientmetal-nonmetalcompoundfilm)”可互換使用。

如本文中所使用者，詞匯“富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜”以及“金屬-非金屬復(fù)合膜”被稱作兩個(gè)具有大體上相同的金屬以及非金屬組分但呈不同比率的金屬-非金屬復(fù)合膜。在一些實(shí)施例中，在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜中金屬組分的濃度相對較高于在金屬-非金屬復(fù)合膜中所具者。在一些實(shí)施例中，在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜中金屬元素的濃度高于非金屬元素的濃度。與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜相比，金屬-非金屬復(fù)合膜也可稱作金屬貧乏的金屬-非金屬復(fù)合膜。

在本揭露實(shí)施例中，多層膜(也稱作膜堆疊體)是通過交替堆疊金屬-非金屬復(fù)合膜與富含金屬的金屬-非金屬(metal-richmetal-nonmetal)復(fù)合膜而形成。在一些實(shí)施例中，多層膜用以提供粘貼效果，而防止粒子掉落。在一些實(shí)施例中，多層膜用以減少應(yīng)力，而避免剝離。在一些實(shí)施例中，多層膜用以減少電阻，而增進(jìn)電性特性以及改善阻障及保護(hù)效果。

圖1是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示用于形成膜堆疊體在襯底上的方法的流程圖。方法100開始于操作110，于其中形成第一含金屬膜在所述襯底上方。方法100繼續(xù)為操作120，于其中形成第二含金屬膜在所述第一含金屬膜上方。所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度高于在所述第一含金屬膜中所具者。方法100接著為操作130，通過重復(fù)操作110及120而形成所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜交替布置的膜堆疊體，直到達(dá)到所述膜堆疊體的所要厚度。

方法100僅為實(shí)例，且不意圖限制本揭露實(shí)施例超出權(quán)利要求書所明確記載者。額外操作可在方法100之前、期間或之后提供，且為了所述方法的額外實(shí)施例可將所述的一些操作置換、排除或搬動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包含相同的金屬元素以及非金屬元素，但卻在比例上不同。在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度高于在所述第二含金屬膜中所述非金屬元素的所述濃度。在所述第一含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度大體上等于或小于在所述第一含金屬膜中所述非金屬元素的所述濃度。在一些實(shí)施例中，在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度大于50％。在一些實(shí)施例中，在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度大于55％。在一些實(shí)施例中，在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度大于60％。在一些實(shí)施例中，在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度大于75％。在一些實(shí)施例中，在所述第一含金屬膜中所述金屬元素的所述濃度小于或大體上等于50％。

圖2是根據(jù)本揭露的一些示范性實(shí)施例繪示用于形成膜堆疊體在襯底上的方法的流程圖。方法200開始于操作210，通過在反應(yīng)性氣體存在下以反應(yīng)性氣體的第一量濺鍍金屬靶材而形成第一含金屬膜在所述襯底上方。方法200接著為操作220，通過在所述反應(yīng)性氣體存在下以小于所述第一量的反應(yīng)性氣體的第二量濺鍍所述金屬靶材而形成第二含金屬膜在所述第一含金屬膜上方。方法200接著為操作230，通過重復(fù)操作210及220而形成所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜交替布置的膜堆疊體，直到達(dá)到所述膜堆疊體的所要厚度。

在一些實(shí)施例中，所述金屬-非金屬復(fù)合膜以及所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜是通過但不限于物理氣相沉積(physicalvapordeposition，pvd)，例如濺鍍制造。在一些示范性實(shí)施例中，所述襯底裝載到pvd反應(yīng)艙中。在操作210中，供給偏壓，且在所述反應(yīng)性氣體存在下以反應(yīng)性氣體的第一量濺鍍金屬靶材而形成所述金屬-非金屬復(fù)合膜。在操作220中，于所述偏壓下再次濺鍍所述金屬靶材，但將具有第二量的所述反應(yīng)性氣體引入到所述反應(yīng)艙中，所述第二量小于所述第一量。在所述金屬-非金屬復(fù)合膜中或在所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜中所述金屬元素對所述非金屬元素的比率可通過個(gè)別控制所述反應(yīng)性氣體的所述量或所述濺鍍操作的其它參數(shù)調(diào)整。在一些示范性實(shí)施例中，所述反應(yīng)性氣體的所述量通過控制引入所述反應(yīng)性氣體的持續(xù)時(shí)間而修改。例如，在操作220中引入所述反應(yīng)性氣體的時(shí)間短于在操作210中所用者。在一些實(shí)施例中，所述反應(yīng)性氣體的所述量可通過修改其它參數(shù)，例如引入到所述反應(yīng)艙的反應(yīng)性氣體的流速或比例而調(diào)整。

方法200僅為實(shí)例，且不意圖限制本揭露實(shí)施例超出權(quán)利要求書所明確記載者。額外操作可在方法200之前、期間或之后提供，且為了所述方法的額外實(shí)施例可將所述的一些操作置換、排除或搬動(dòng)。

圖3是根據(jù)本揭露的一些示范性實(shí)施例繪示用于形成膜堆疊體在襯底上的方法的流程圖。方法300開始于操作310，通過濺鍍金屬靶材而形成第一金屬膜，以及之后以第一量的反應(yīng)性氣體處理所述第一金屬膜而形成所述第一含金屬膜。方法300接著為操作320，通過濺鍍所述金屬靶材而形成第二金屬膜在所述第一含金屬膜上方，以及之后以小于所述第一量的第二量的所述反應(yīng)性氣體處理所述第二金屬膜而形成所述第二含金屬膜。方法300接著為操作330，通過重復(fù)操作310及320而形成所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜交替布置的膜堆疊體，直到達(dá)到所述膜堆疊體的所要厚度。

方法300僅為實(shí)例，且不意圖限制本揭露實(shí)施例超出權(quán)利要求書所明確記載者。額外操作可在方法300之前、期間或之后提供，且為了所述方法的額外實(shí)施例可將所述的一些操作置換、排除或搬動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，所述金屬靶材包括鉭靶材，以及所述反應(yīng)性氣體包括氮?dú)?。?jù)此，所述金屬-非金屬復(fù)合膜是氮化鉭膜，以及所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜是富含鉭的氮化鉭膜。在一些實(shí)施例中，所述金屬靶材包括鉭靶材，以及所述反應(yīng)性氣體包括氧氣。據(jù)此，所述金屬-非金屬復(fù)合膜是氧化鉭膜，以及所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜是富含鉭的氧化鉭膜。在一些其它實(shí)施例中，所述金屬-非金屬復(fù)合膜以及所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜可包含其它金屬以及非金屬元素。

在一些實(shí)施例中，所述膜堆疊體的所述所要厚度大于1200埃。在一些實(shí)施例中，所述膜堆疊體的所述所要厚度大于1800埃。在一些實(shí)施例中，所述膜堆疊體的所述所要厚度大于2000埃。在一些實(shí)施例中，所述膜堆疊體的所述所要厚度大于3000埃。

在一些替代實(shí)施例中，所述第二含金屬膜可以是金屬膜。也就是說，所述膜堆疊體可包含交替布置的金屬膜與金屬-非金屬復(fù)合膜。可以以各種方式形成金屬膜與金屬-非金屬復(fù)合膜的膜堆疊體。在一些實(shí)施例中，所述金屬膜通過下列形成：在反應(yīng)性氣體不存在下濺鍍金屬靶材。所述金屬-非金屬復(fù)合膜可通過下列形成：在反應(yīng)性氣體存在下濺鍍所述金屬靶材。在一些其它實(shí)施例中，所述金屬-非金屬復(fù)合膜可通過下列形成：在反應(yīng)性氣體不存在下濺鍍所述金屬靶材而形成金屬膜，以及之后以反應(yīng)性氣體處理所述金屬膜。

圖4a是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示氮化鉭層與富含鉭的氮化鉭層的膜堆疊體的能量散布波譜(energydispersivespectroscopy，eds)，以及圖4b是根據(jù)本揭露的一些其它實(shí)施例繪示氮化鉭層與富含鉭的氮化鉭層的膜堆疊體的eds。如圖4a中所繪示，膜堆疊體5包含交替形成的兩個(gè)氮化鉭層5a與兩個(gè)富含鉭的氮化鉭層5b。在本實(shí)施例中，膜堆疊體5的整體厚度為約2000埃，且氮化鉭層5a與富含鉭的氮化鉭層5b的厚度為約1000埃。在一些實(shí)施例中，富含鉭的氮化鉭層5b對氮化鉭層5a的厚度比率為約1:4。富含鉭的氮化鉭層5b對氮化鉭層5a的厚度比率可被修改，例如通過調(diào)整圖2中操作210以及220的持續(xù)時(shí)間或通過調(diào)整在操作310以及320的處理中反應(yīng)性氣體的量。如圖4b中所繪示，膜堆疊體5包含交替形成的三個(gè)氮化鉭層5a與三個(gè)富含鉭的氮化鉭層5b。在本實(shí)施例中，膜堆疊體5的整體厚度為約1800埃，且氮化鉭層5a與富含鉭的氮化鉭層5b的厚度為約600埃。在一些實(shí)施例中，富含鉭的氮化鉭層5b對氮化鉭層5a的厚度比率為約1:3。

如圖4a以及4b所顯示，eds分析顯示清楚波峰以及波谷，其意指包括所述金屬-非金屬復(fù)合膜與所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的所述膜堆疊體可通過圖1到3中所揭示之前述方法制造。

應(yīng)理解，所述金屬-非金屬復(fù)合膜以及所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的數(shù)目以及厚度不限于前述實(shí)施例，且可基于所要要求以及規(guī)格修改。

金屬-非金屬復(fù)合膜，例如氮化鉭膜或氧化鉭膜是用來作為保護(hù)層以及阻障層，此是由于它的抗擴(kuò)散以及抗腐蝕能力。然而，金屬-非金屬復(fù)合膜患于剝離問題以及粒子(particle)議題，尤其是當(dāng)于一些應(yīng)用中要求厚的膜厚度時(shí)。所述金屬-非金屬復(fù)合膜與所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的所述膜堆疊體用以作為厚保護(hù)層或阻障層而無患于剝離問題以及粒子議題。

除了緩解剝離問題以及粒子議題外，所述金屬-非金屬復(fù)合膜與所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的所述膜堆疊體也能夠減少應(yīng)力。再者，所述金屬-非金屬復(fù)合膜與所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的所述膜堆疊體可減少電阻。與厚金屬-非金屬復(fù)合膜相比，所述金屬-非金屬復(fù)合膜與所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的所述膜堆疊體具有較低電阻，導(dǎo)致電性特性的改善。

圖5a是繪示形成在襯底上方的金屬-非金屬復(fù)合膜的示意圖。如圖5a中所繪示，金屬-非金屬復(fù)合膜2形成在襯底1上。隨著厚度增加，固有的針孔3或裸片邊界4傾向于沿著金屬-非金屬復(fù)合膜2的厚度方向蔓延，其將會(huì)導(dǎo)致剝離。此外，當(dāng)金屬-非金屬復(fù)合膜2用以作為阻障層以及保護(hù)層時(shí)，蔓延的針孔3以及裸片邊界4影響金屬-非金屬復(fù)合膜2的抗擴(kuò)散以及抗腐蝕能力。當(dāng)金屬-非金屬復(fù)合膜2的厚度增加到約1200?；蚋邥r(shí)，粒子議題也變得嚴(yán)重。因?yàn)榻饘?非金屬復(fù)合膜2，例如氮化鉭具有本質(zhì)上大的壓縮應(yīng)力以及易脆性質(zhì)，預(yù)期粒子議題是因操作期間粒子從反應(yīng)艙墻掉落所致。

圖5b是繪示形成在襯底上的金屬-非金屬復(fù)合膜與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜的膜堆疊體的示意圖。如圖5b中所繪示，金屬-非金屬復(fù)合膜2a與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜2b的膜堆疊體是用以阻擋針孔3以及裸片邊界4的蔓延路徑。具體地，針孔3以及裸片邊界4的蔓延路徑被阻擋在金屬-非金屬復(fù)合膜2a與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜2b之間的接口。如此，金屬-非金屬復(fù)合膜2a與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜2b的膜堆疊體的阻障以及保護(hù)效果更可靠。剝離議題也被緩解。

所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜也用以作為粘貼層，以緩解粒子議題。具體地，由于金屬-非金屬復(fù)合膜2a與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜2b交替堆疊在襯底1上，金屬-非金屬復(fù)合膜2a以及富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜2b也被形成在反應(yīng)艙墻上。在反應(yīng)艙墻上的富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜2b能夠粘貼易脆的金屬-非金屬復(fù)合膜2a的粒子，借此減少粒子從反應(yīng)艙墻掉落。據(jù)此，粒子議題被緩解，特別是當(dāng)膜堆疊體的厚度超出1200埃時(shí)。

圖6是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。如圖6中所繪示，半導(dǎo)體裝置10包含襯底20、金屬間介電(inter-metaldielectric，imd)層11、第一導(dǎo)電層12、鈍化層22、第二導(dǎo)電層14、阻障層16、以及多層膜18。襯底20包含半導(dǎo)體襯底或晶片，所述半導(dǎo)體襯底或晶片待于其上方形成裝置例如半導(dǎo)體裝置以及其它主動(dòng)或被動(dòng)裝置的半導(dǎo)體襯底或晶片。在一些實(shí)施例中，襯底20包含半導(dǎo)體襯底，例如主體半導(dǎo)體襯底。所述主體半導(dǎo)體襯底包含元素半導(dǎo)體，例如硅或鍺；化合物半導(dǎo)體，例如硅鍺、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦或砷化銦；或其組合。在一些實(shí)施例中，襯底20包含多層襯底，例如絕緣體上硅(silicon-on-insulator，soi)襯底，其包含底部半導(dǎo)體層、埋藏氧化物層(buriedoxidelayer，box)以及頂部半導(dǎo)體層。

在一些實(shí)施例中，imd層11為最頂?shù)膇md層，以及第一導(dǎo)電層12為互連層的最頂?shù)慕饘倩瘜?。第一?dǎo)電層12形成在襯底20上方以及第一導(dǎo)電層12的一部份被imd層11所暴露。第一導(dǎo)電層12可通過平坦化操作，例如化學(xué)機(jī)械研磨(chemicalmechanicalpolishing，cmp)處理，而得到與imd層11大體上共平面的經(jīng)平坦化表面。第一導(dǎo)電層12的材料可包含但不限于，例如銅、銅合金或銅系導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，imd層11為低k介電層，具有小于約3.9的介電常數(shù)。例如，imd層11的材料可包含但不限于氧化硅、氮化硅、硅氧氮化物、磷硅酸鹽玻璃(phosphosilicateglass，psg)、硼磷硅酸鹽玻璃(borophosphosilicateglass，bpsg)、含氟氧化硅或其它合適的無機(jī)及/或有機(jī)介電材料。

在一些實(shí)施例中，鈍化層22形成在imd層11上方以保護(hù)第一導(dǎo)電層12。鈍化層22具有開口22h，暴露第一導(dǎo)電層12的上表面12u的至少一部分。鈍化層22的材料可包含但不限于氧化硅，例如原硅酸四乙酯(tetraethylorthosilicate，teos)氧化物、氮化硅或任何其它合適的絕緣材料。

第二導(dǎo)電層14形成在第一導(dǎo)電層12上方且電連接到第一導(dǎo)電層12。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層14的材料可包含但不限于鋁銅。第二導(dǎo)電層14的材料可包含銅或任何其它合適的導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)電層14的表面14u大體上為平面。

阻障層16形成在第一導(dǎo)電層12與第二導(dǎo)電層14之間。阻障層16用以作為擴(kuò)散阻障，以防止從第一導(dǎo)電層12擴(kuò)散。阻障層16也可用以增進(jìn)第一導(dǎo)電層12與第二導(dǎo)電層14之間的粘著，以及也用以作為應(yīng)力緩沖層。阻障層16可以是單層或多層。在一些實(shí)施例中，阻障層16是導(dǎo)電的。在一些實(shí)施例中，阻障層16的材料可包含但不限于鉭、鈦、氮化鉭、氮化鈦、鎢、其組合或任何其它合適的導(dǎo)電以及阻障材料。在一些實(shí)施例中，阻障層16大體上共形，且填充在鈍化層22的開口22h中。

多層膜18包含多個(gè)彼此交替布置與堆疊的金屬-非金屬復(fù)合膜181與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182。在一些實(shí)施例中，金屬-非金屬復(fù)合膜181是金屬氮化物膜，以及富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182是富含金屬的金屬氮化物膜。舉例來說，金屬-非金屬復(fù)合膜181是氮化鉭膜，以及富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182是富含鉭的氮化鉭膜。在一些其它實(shí)施例中，金屬-非金屬復(fù)合膜181是金屬氧化物膜，以及富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182是富含金屬的金屬氧化物膜。舉例來說，金屬-非金屬復(fù)合膜181是氧化鉭膜，以及富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182是富含鉭的氧化鉭膜。

在一些實(shí)施例中，多層膜18的厚度大于1200埃。在一些實(shí)施例中，多層膜18的厚度大于1800埃。在一些實(shí)施例中，多層膜18的厚度大于2000埃。在一些實(shí)施例中，多層膜18的厚度大于3000埃。

在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182中金屬元素的濃度高于在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182中非金屬元素的濃度。在一些實(shí)施例中，在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182中金屬元素的濃度大于50％。在一些實(shí)施例中，在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182中金屬元素的濃度大于55％。在一些實(shí)施例中，在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182中金屬元素的濃度大于60％。在一些實(shí)施例中，在富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182中金屬元素的濃度大于75％。

在一些實(shí)施例中，多層膜18圍住第二導(dǎo)電層14的側(cè)壁14s并覆蓋第二導(dǎo)電層14的表面14u。多層膜18用以防止第二導(dǎo)電層14在后續(xù)操作期間被腐蝕。由于金屬-非金屬復(fù)合膜181與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182所形成的多層膜18能夠緩解針孔以及裸片邊界的蔓延，環(huán)繞第二導(dǎo)電層14的多層膜18可提供實(shí)質(zhì)阻障以及保護(hù)效果。此外，由于與具有較少量金屬元素的所述金屬-非金屬復(fù)合膜相比，具有較高量金屬元素的所述富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜具有減少的電阻，故包含金屬-非金屬復(fù)合膜181與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182的多層膜18具有減少的電阻。與單層厚金屬-非金屬復(fù)合層相比，多層膜18具有較低電阻，而導(dǎo)致電性特性的改善。

圖7是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。如圖7中所繪示，圖7中的半導(dǎo)體裝置10a與圖6中的半導(dǎo)體裝置10之間的差異的一者在于第二導(dǎo)電層14的表面14u凹陷。據(jù)此，包含金屬-非金屬復(fù)合膜181與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜182的多層膜18嚙合到凹陷的表面14u中，借此增進(jìn)多層膜18與第二導(dǎo)電層14之間的粘著。

圖8是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。如圖8中所繪示，在半導(dǎo)體裝置10b中，形成介電層24，環(huán)繞多層膜18的側(cè)向側(cè)。介電層24的材料可包含任何合適的介電材料。多層膜18具有開口18h，開口18h暴露第二導(dǎo)電層14的表面14u的至少一部分。在一些實(shí)施例中，表面14u的外圍部分，其靠近第二導(dǎo)電層14的側(cè)壁14s，被多層膜18覆蓋。

在一些實(shí)施例中，介電層24以及多層膜18的開口18h可通過但不限于相同的光微影操作圖案化。例如，介電層24以及多層膜18可通過濕式蝕刻圖案化。如此，環(huán)繞第二導(dǎo)電層14的側(cè)壁14s的多層膜18用以防止第二導(dǎo)電層14被蝕刻或清潔溶液腐蝕。

在一些實(shí)施例中，多層膜18的一部份大體上沿著第二導(dǎo)電層14的側(cè)壁14s延伸。所述種部份用以作為的間隔件以環(huán)繞側(cè)壁14s。所述部分的曲度或形態(tài)大體上依循側(cè)壁14s的曲度或形態(tài)。因此，多層膜18提供圍繞側(cè)壁14s的復(fù)合側(cè)壁間隔件。所述復(fù)合側(cè)壁間隔件是含金屬結(jié)構(gòu)。

半導(dǎo)體裝置10b進(jìn)一步包含導(dǎo)體26，在第二導(dǎo)電層14上方，且透過多層膜18的開口18h電連接到第二導(dǎo)電層14。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電特征26可以是接合墊、導(dǎo)電凸塊或任何其它導(dǎo)電特征。

在一些實(shí)施例中，導(dǎo)體26部分地被多層膜18環(huán)繞。導(dǎo)體26的被環(huán)繞部分靠近表面14u，其也是導(dǎo)體26與第二導(dǎo)電層14之間的接口。

圖9是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示一半導(dǎo)體裝置的示意圖。如圖9中所繪示，圖9中的半導(dǎo)體裝置10c與圖8中的半導(dǎo)體裝置10b之間的差異的一者在于，在半導(dǎo)體裝置10c中，第二導(dǎo)電層14的表面14u凹陷。據(jù)此，導(dǎo)體26嚙合到凹陷的表面14u中，借此增進(jìn)導(dǎo)體26與第二導(dǎo)電層14之間的粘著。

圖10是根據(jù)本揭露的一些實(shí)施例繪示半導(dǎo)體裝置的示意圖。如圖10中所繪示，半導(dǎo)體裝置10d進(jìn)一步包含電子裝置30。電子裝置30可包含發(fā)光裝置、集成電路(integratedcircuit，ic)芯片、中介物或任何其它合適的電子裝置。電子裝置30可透過倒置芯片接合、打線接合或任何其它合適的接合方法連接到導(dǎo)體26。

在本揭露實(shí)施例中，多層膜(膜堆疊體)包含在多階段沉積中交替形成的金屬-非金屬復(fù)合膜與富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜。多層膜可對粒子提供粘貼效果、可減少應(yīng)力以避免剝離、可減少電阻以增進(jìn)電性特性、以及可改善阻障以及保護(hù)效果。

在示范性方面中，提供了一種半導(dǎo)體裝置。所述半導(dǎo)體裝置包含第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層、阻障層、以及多層膜。所述第一導(dǎo)電層在一襯底上方。所述第二導(dǎo)電層在所述第一導(dǎo)電層上方且電連接到所述第一導(dǎo)電層。所述阻障層在所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間。所述多層膜圍住所述第二導(dǎo)電層的側(cè)壁，其中所述多層膜包括多個(gè)彼此交替布置的第一含金屬膜與第二含金屬膜。所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度高于在所述第一含金屬膜中所具者。

在另一示范性方面中，提供了一種膜堆疊體。所述膜堆疊體包含多個(gè)第一含金屬膜，以及多個(gè)第二含金屬膜。所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜彼此交替堆疊。所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素以及相同非金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度大于50％。

在又另一方面中，提供了一種用于形成膜堆疊體在襯底上的方法。所述方法包含下列操作。(a)形成第一含金屬膜在所述襯底上方。(b)形成第二含金屬膜在所述第一含金屬膜上方，其中所述第一含金屬膜以及所述第二含金屬膜包括相同金屬元素，以及在所述第二含金屬膜中所述金屬元素的濃度高于在所述第一含金屬膜中所具者。(c)重復(fù)操作(a)及(b)而形成所述第一含金屬膜與所述第二含金屬膜交替布置的膜堆疊體，直到達(dá)到所述膜堆疊體的所要厚度。

前面列述了數(shù)個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)以便所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可更好地理解本揭露實(shí)施例的方面。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)了解他們可輕易地使用本揭露實(shí)施例作為用以設(shè)計(jì)或修改其它過程及結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)以實(shí)現(xiàn)本文中所介紹實(shí)施例的相同目的及/或達(dá)成本文中所介紹實(shí)施例的相同優(yōu)點(diǎn)。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也應(yīng)體認(rèn)到這些均等構(gòu)造不會(huì)悖離本揭露實(shí)施例的精神及范圍，以及他們可在不悖離本揭露實(shí)施例的精神及范圍下做出各種改變、取代或替代。

符號(hào)說明

100、200、300：方法

110、120、130、210、220、230、310、320、330：操作

1、20：襯底

2、2a、181：金屬-非金屬復(fù)合膜

2b、182：富含金屬的金屬-非金屬復(fù)合膜

3：針孔

4：裸片邊界

5：膜堆疊體

5a：氮化鉭層

5b：富含鉭的氮化鉭層

10、10a、10b、10c、10d：半導(dǎo)體裝置

11：金屬間介電層/imd層

12：第一導(dǎo)電層

12u：上表面

14：第二導(dǎo)電層

14u：表面

14s：側(cè)壁

16：阻障層

18：多層膜

18h、22h：開口

22：鈍化層

24：介電層

26：導(dǎo)電特征

30：電子裝置