专利名称：抗电致迁移的导电装置的制作方法
技术领域：
一种抗电致迁移的导电装置，特别涉及一种关于半导体组件中，导孔柱与铜铝金属层连接处的抗电致迁移导电装置。
背景技术：
随着半导体设计朝向多层结构设计之后，导孔柱(via)便成为使不同导电层产生电性连接最主要的方法。
现有的半导体结构，如图1与图2所示，半导体组件结构10由下而上一具有基本组件的半导体基底12、一导电金属层14、一介电层16与一铜铝金属层18所组成，为了使导电金属层14与铜铝金属层18产生电性连接，通常于介电层16中设置一导孔柱20，作为导电金属层14与铜铝金属层18导电的通路；其中，半导体组件中的导电装置22，是由一导孔柱20电性连接导电金属层14与铜铝金属层18所构成。
然而，随着半导体组件朝向轻薄短小的趋势发展，半导体组件的电致迁移效应愈益显著；尤其在导孔柱20与铜铝金属层18相连接处，由于电流由铜铝金属层18进入导孔柱20时，电流密度会急剧提升，因此加剧电致迁移效应，严重的还可能使导孔柱形成断路，降低半导体组件的可靠度。
因此，本发明针对上述技术问题，提出一种形成一抗电致迁移导电金属层于铜铝金属层的表面且位于铜铝金属层与导电金属层间的结构，用以降低半导体组件中导电装置的电致迁移效应。
发明内容
本发明的主要目的在于，减轻半导体组件导电装置的电致迁移效应，提高半导体组件的可靠度。
为达上述目的，本发明设置一氮化钛/金属钛所组成的抗电致迁移金属层位于铜铝金属层的表面并介于铜铝金属层与导孔柱间，用以降低电致迁移效应。
本发明解决了现有半导体组件中导孔柱因电致迁移效应影响而形成断路，从而降低半导体组件可靠度的问题。减轻了半导体组件导电装置的电致迁移效应，提高了半导体组件的可靠度。
图1为现有半导体组件结构示意图。
图2为现有半导体组件导电装置示意图。
图3为本发明的立体结构示意图。
图4为本发明结构示意图。
图5为本发明另一实施例结构示意图。
标号说明 10半导体组件结构30导电装置 12具有基本组件的半导体基底 32铜铝金属层 14导电金属层34导电金属层 16介电层36导孔柱 18铜铝金属层38抗电致迁移金属层 20导孔柱382氮化钛层 22导电装置 384钛金属层
具体实施例方式 本发明为解决现有半导体组件中导孔柱因电致迁移效应影响而形成断路，降低半导体组件可靠度的问题，提出抗电致迁移的导电装置，以降低电致迁移效应并且改善现有技术所遭遇的技术问题。
图3为本发明的立体结构示意图，图4为本发明的结构示意图，如图3与图4所示，抗电致迁移导电装置30包括一铜铝金属层32、一导电金属层34位于铜铝金属层32之下、一由具低电阻率的氮化钛层382与具高电阻率的钛金属层384所组成的抗电致迁移金属层38位于铜铝金属层32的下表面，以及一导孔柱36位于抗电致迁移金属层38与导电金属层34之间；其中，铜铝金属层32与导电金属层34间，透过抗电致迁移金属层38与导孔柱36电性连接；电流由铜铝金属层32进入导电金属层34前，先经过抗电致迁移金属层38，始得通过导孔柱36进入导电金属层34。
当然，本发明除了上述实施例外，铜铝金属层32亦可位于导电金属层34之下，如图5所示，抗电致迁移金属层38位于铜铝金属层32的上表面，并且于电致迁移层38上设置一导孔柱36电性连接铜铝金属层32与导电金属层34；电流由铜铝金属层32进入导电金属层34时，先通过铜铝金属层32上表面由氮化钛层382与金属钛层384所组成的抗电致迁移金属层38，经导孔柱36进入导电金属层34。
至此，本发明结构已说明完毕，以下特以理论公式的推导以及实验的验证，证明本发明的导电装置能有效降低电致迁移效应，提升半导体组件的电致迁移平均故障时间。
在半导体组件中，导电装置30电致迁移平均故障时间(mean time to failure，MTF)与x方向之电流密度之关系可表示为 其中，T为绝对温度、k为波兹曼常数、Ea为活化能、ρ为铜铝金属层的电阻率、β系为半导体组件建构程序而定的常数，以及jx为x方向的电流密度。
当操作温度、活化能以及输入电流密度固定时，导电装置的平均故障时间(MTF)仅与x方向之电流密度jx有关，关系式(1)可简化为 由此关系式可得知当电流密度分布
值越大，电致迁移平均故障时间(MTF)便越小，导电装置的可靠度越低，因此透过降低电流密度分布
值便可提高导电装置的电致迁移可靠度。
本发明即通过在铜铝金属层32与导孔柱36相连接的表面，增加一抗电致迁移金属层38，用以降低导电装置30的电流密度分布
值，以提升导电装置30的电致迁移可靠度。
本发明抗电致迁移金属层38中，氮化钛层382具有高电阻率时，电流密度分布
值较低；金属钛层384在低电阻率时，电流密度分布
值较低；因此当电流通过抗电致迁移金属层38时，透过提高氮化钛层382的电阻率与降低金属钛层384的电阻率，可降低
值，提升导电装置的平均故障时间(MTF)，进而达到提高半导体组件可靠度的目的。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
权利要求
1.一种抗电致迁移的导电装置，包括
一铜铝金属层；
一导孔柱，电性连接该铜铝金属层与一导电金属层；其特征在于还包括一位于该铜铝金属层的表面且介于该铜铝金属层与该导孔柱之间用以降低该导孔柱终端结构的电致迁移效应的抗电致迁移金属层。
2.根据权利要求1所述的抗电致迁移的导电装置，其特征在于该抗电致迁移金属层系为一氮化钛/钛金属层者。
3.根据权利要求2所述的抗电致迁移的导电装置，其特征在于该氮化钛层具有低电阻率。
4.根据权利要求2所述的抗电致迁移的导电装置，其特征在于该钛金属层具有高电阻率。
5.根据权利要求1所述的抗电致迁移的导电装置，其特征在于还包括一位于该铜铝金属层与该导电金属层之间的介电层，且将该导孔柱包覆于其中。
全文摘要
本发明提供一种抗电致迁移的导电装置，包括一铜铝金属层、一导孔柱使铜铝金属层与一导电金属层电性连接，以及一氮化钛/钛金属所组成的抗电致迁移金属层，位于铜铝金属层的表面，且介于铜铝金属层与导孔柱之间；透过提高氮化钛层电阻率与降低钛金属层电阻率，使导电装置的电流密度分布值降低，以减轻电致迁移效应的发生，并以此提高导电装置的可靠度。
文档编号H01L23/52GK101179064SQ20061011815
公开日2008年5月14日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者张文杰 申请人:上海宏力半导体制造有限公司