专利名称：：集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及集成电路制造中金属化工序的一种实现金属互连的工艺，尤指以低接触电阻及高可靠的接触质量为工艺改进方向的集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺。
背景技术：
：现行集成电路金属化工艺是采用铝源，以溅射或蒸发的方式实现芯片内各元件接触孔互连。接触孔是经过多次扩散工艺而形成的高杂质浓度区域(P+或n+)。P+或n+区与铝再经过合金即形成低阻欧姆接触。铝互连具有相对较低的电阻率和易刻蚀的优点，在大、中规模集成电路制造初期得到广泛的应用。随着集成电路产品可靠性及成品率提高，金属互连的质量越来越受到人们的重视。铝硅接触经过一定温度合金，在缺陷处容易形成合金点，由于这些存在合金点处的扩散机构不同于其他地方，扩散速度特别快，pn结面不平坦，造成低击穿、分段击穿甚至穿通，使成品率受到严重影响。
发明内容本发明提供一种能够较佳的达到低接触电阻和阻挡合金产生的集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺，从而使成品率和成品电路的可靠性大为提高。为此，采用如下技术方案一种集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺，其工艺流程为①、将待作金属的晶圆装入溅射装置中；②、在高真空条件下先溅射厚度为9001100A的阻挡金属钼Mo;③、在高真空条件下再溅射厚度为10000A-20000A的金属铝A1，溅射源采用含硅1%2%的铝合金靶；、溅射工序完成后从真空室取出晶圆。本发明为避免合金点的产生，在铝层与硅层之间加入一层阻挡金属钼(Mo)。原因在于首先，钼的熔点高达2615t:，铝不易穿透阻挡金属层与Si形成合金点；其次，钼在常温下的电阻率为5.7e-6欧姆*厘米，且与二氧化硅有很高的粘附性；光刻容易刻蚀，相对符合熔点、粘附性、易刻蚀的要求金属钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)而言电阻率最低。同时为了在较低温度下得到低接触电阻的要求及进一步防止合金点产生，采用熔点较低的含硅1%2%铝合金靶作为溅射源，含硅的主要作用为了提高合金层的欧姆接触特性，在接触加热的处理中，使铝合金更倾向于与合金内部的硅发生作用。最终使中测成品率和成品电路的可靠性大为提高。容易改变且投入低。金属化Mo，Si-Al层试验原理及实验数据分析如下试验原理薄膜电阻率尺寸效应的公式是Lovell-A卯leyard公式，其表达式如下3CN8"(1)上述公式中，PF是金属薄膜的电阻率，PB是金属块体材料的电阻率，AB是金属块体材料的自由电子的平均自由程，d是薄膜的膜厚。从上述公式中可以看出，当薄膜的膜厚同块体材料的自由电子的平均自由程可比时，薄膜的电阻率是大于块体材料的电阻率的；当薄膜的膜厚远远大于块体材料的自由电子的平均自由程时，上述公式中右边第二项趋近于零，薄膜的电阻率是趋于块体材料电阻率的，也即，当薄膜的膜厚很厚时，薄膜也就变成了块体材料。根据公式pF=Rs*d(2)其中PF为金属薄膜的电阻率，d金属层厚度，Rs为一定厚度金属层所对应的方块电阻，根据测量所得方块电阻和厚度值计算现行工艺条件下一定厚度所对应的铝薄层电阻率。由Lovell-A卯leyard公式金属薄层电阻率与厚度的倒数存在线性关系，以厚度为自变量，以电阻率为随变量对三组数据进行线性拟合。可得到拟合曲线的斜率K和截距b。随变量p相对于自变量1/d具有斜率K=(3*PB*AB)/8;截距b=PBpB禾PAB。然后将PB禾PAB的值代入公式(1)则可求得对应一定厚度的金属薄层的电阻率。薄层电阻率求得之后根据公式(2)计算一定厚度所对应的方块电阻，具体数据见下表实验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>通过实验数据可得，钼层厚度不同使其对应方块电阻不同，同时，金属布线合金后以二极管为例的特性也不同。钼层太厚，体电阻大，二极管特性V变大。钼层太薄，上层铝会穿透钼层，使二极管反向漏电流变大。当钼层厚度为ioooA时，二极管特性较佳，能够达到低接触电阻和阻挡合金产生的最佳效果。具体实施例方式实施例1，以溅射工艺为例，设备为JS600-4/X磁控溅射台一种集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺，其工艺流程为①、开启溅射台，将待溅射的晶圆装入真空室；启动分子泵对真空室抽真空；②、当真空室真空度达到2.4e6Pa时，分别溅射厚度为900A或1000A或1100A的钼层；溅射Mo完成后，再次抽真空；③、当真空室真空度再次达到2.4e6Pa时，溅射厚度为10000-20000A的金属铝A1，溅射源采用含硅1%2%的铝合金靶；、溅射工序完成后从真空室取出晶圆。权利要求一种集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺，其特征在于该工艺流程为①、将待作金属的晶圆装入溅射装置中；②、在高真空条件下先溅射厚度为的阻挡金属钼Mo；③、在高真空条件下再溅射厚度为的金属铝Al，溅射源采用含硅1％～2％的铝合金靶；④、溅射工序完成后从真空室取出晶圆。F2009101177370C00011.tif,F2009101177370C00012.tif2.根据权利要求1所述的集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺，其特征在于在高真空条件下先溅射阻挡金属钼Mo的厚度为ioooA时最佳。全文摘要一种集成电路金属化Mo、Si-Al两层结构的互连工艺，其工艺流程为将待作金属的晶圆装入溅射装置中；在高真空条件下先溅射厚度为900～1100的阻挡金属钼Mo，后溅射厚度为10000-20000的金属铝Al，溅射源采用含硅1％～2％的铝合金靶；溅射工序完成后从真空室取出晶圆。本发明为避免合金点的产生，在铝层与硅层之间加入一层阻挡金属钼(Mo)。同时为了在较低温度下得到低接触电阻的要求及进一步防止合金点产生，采用熔点较低的含硅1％～2％铝合金靶作为溅射源，含硅的主要作用为了提高合金层的欧姆接触特性，在接触加热的处理中，使铝合金更倾向于与合金内部的硅发生作用。最终使中测成品率和成品电路的可靠性大为提高。文档编号H01L21/70GK101740483SQ20091011773公开日2010年6月16日申请日期2009年12月14日优先权日2009年12月14日发明者刘惠林,张景春,张舒怡,朱爱玲,王林,王永功,石彩虹,郑吉春,郑金柱,马美玲申请人:天水天光半导体有限责任公司