本申請涉及半導體器件及集成電路，尤其涉及一種鋁金屬焊盤的形成方法。

背景技術：

1、半導體集成電路制造工藝包括前道(front?end?of?line，feol)工藝和后段(backend?of?line，beol)工藝。其中，后段工藝就是在集成有晶體管的晶圓上形成若干層的導電金屬連線，不同層次的金屬連線之間通過接觸孔(via)實現(xiàn)電性連接，不同的金屬連線之間通過層間介電(inter?layer?dielectric，ild)層實現(xiàn)絕緣和隔離。

2、在后段制程中，可采用銅(cu)金屬層形成金屬連線，而焊盤(bond?pad)可采用熔點較低的鋁(al)金屬層以利于后續(xù)封裝過程中金(au)線(或銅線)連接。在鋁金屬層的沉積過程中，其平整度會對封裝有很大的影響，如果鋁金屬層的表面不平整，可能會導致焊接不牢固或焊接面積不均勻，從而影響電連接的可靠性和穩(wěn)定性；同時也可能導致封裝過程中產(chǎn)生空隙或氣泡(void)，影響芯片的使用壽命和可靠性。

3、相關技術中，通常采用物理氣相沉積(physical?vapor?deposition，pvd)工藝沉積形成鋁金屬層，在沉積鋁金屬層前，會形成氮化鈦(tin)層或氮化鉭(tan)層作為阻擋層，而形成的前層薄膜層會直接影響鋁金屬層的顆粒度(grain)和平整度。鑒于此，亟待提供一種鋁金屬焊盤的形成方法以優(yōu)化鋁金屬層的顆粒度和平整度。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N鋁金屬焊盤的形成方法，可以解決相關技術中提供的鋁金屬焊盤由于阻擋層的存在影響其顆粒度和平整度的問題，所述方法包括：

2、提供一晶圓，所述晶圓上形成有半導體器件，半導體器件上方形成有層間介電層，所述層間介電層填充所述半導體器件的空隙，所述層間介電層中形成有溝槽，所述溝槽下方形成有銅接觸孔，所述溝槽用于形成金屬焊盤；

3、在所述層間介電層和所述溝槽表面形成第一阻擋層，所述第一阻擋層用于阻擋銅金屬層擴散；

4、在所述第一阻擋層上形成第二阻擋層，所述第二阻擋層用于阻擋鋁金屬層擴散；

5、在所述第二阻擋層上形成鈦金屬層；

6、在所述鈦金屬層上形成鋁金屬層，在形成所述鋁金屬層的過程中，通過加熱使所述鈦金屬層和所述鋁金屬層接觸的區(qū)域形成鋁鈦合金層以改善鋁金屬層的顆粒度和平整度；

7、進行平坦化處理，去除所述溝槽外的第一阻擋層、第二阻擋層、鈦金屬層、鋁鈦合金層以及鋁金屬層。

8、在一些實施例中，所述第一阻擋層包括氮化鉭層。

9、在一些實施例中，所述氮化鉭層的厚度為200埃至500埃。

10、在一些實施例中，所述第二阻擋層包括氮化鈦層。

11、在一些實施例中，所述氮化鈦層的厚度為50埃至700埃。

12、在一些實施例中，所述鈦金屬層的厚度為25埃至100埃。

13、在一些實施例中，所述鋁金屬層的厚度為8000埃至40000埃。

14、本申請技術方案，至少包括如下優(yōu)點：

15、通過在鋁金屬焊盤的制作過程中，在金屬焊盤對應的溝槽中依次形成第一阻擋層和第二阻擋層后，形成鈦金屬層，再形成鋁金屬層，且在形成鋁金屬層的過程中通過加熱使鈦金屬層和鋁金屬層接觸的區(qū)域形成鋁鈦合金層，由于合金晶界處原子排列的不完美性，合金具有較大的晶界能，晶界能越大，晶粒越小，隨著鋁金屬層底部的晶粒較小，上層的晶核形成難度增加，從而使鋁金屬層整體的晶粒尺寸減小，表面更平整，進而改善了鋁金屬層的顆粒度和平整度。

技術特征：

1.一種鋁金屬焊盤的形成方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阻擋層包括氮化鉭層。

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述氮化鉭層的厚度為200埃至500埃。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二阻擋層包括氮化鈦層。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述氮化鈦層的厚度為50埃至700埃。

6.根據(jù)權利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述鈦金屬層的厚度為25埃至100埃。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述鋁金屬層的厚度為8000埃至40000埃。

技術總結(jié)
本申請公開了一種鋁金屬焊盤的形成方法，包括：提供一晶圓，該晶圓上形成有半導體器件，半導體器件上方形成有層間介電層，層間介電層填充半導體器件的空隙，層間介電層中形成有溝槽，溝槽下方形成有銅接觸孔，該溝槽用于形成金屬焊盤；在層間介電層和溝槽表面形成第一阻擋層，第一阻擋層用于阻擋銅金屬層擴散；在第一阻擋層上形成第二阻擋層，第二阻擋層用于阻擋鋁金屬層擴散；在第二阻擋層上形成鈦金屬層；在鈦金屬層上形成鋁金屬層，在形成鋁金屬層的過程中，通過加熱使鈦金屬層和鋁金屬層接觸的區(qū)域形成鋁鈦合金層以改善鋁金屬層的顆粒度和平整度；進行平坦化處理，去除溝槽外的第一阻擋層、第二阻擋層、鈦金屬層、鋁鈦合金層以及鋁金屬層。

技術研發(fā)人員：邢中豪,焦嘉偉,李宗旭,梁金娥,趙正元,張守龍
受保護的技術使用者：華虹半導體（無錫）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/18