光学芯片结构及其制备方法、电子设备与流程

本公开涉及集成电路制造，特别是涉及一种光学芯片结构及其制备方法、电子设备。

背景技术：

1、随着集成电路制造技术的不断发展，对于特殊工艺的光学芯片，其金属层结构非传统的三文治结构(ti/tin+alcu+ti/tin)，其金属层结构仅由下层ti/tin+alcu组成，无上层ti/tin作为金属阻挡层。

2、在无上层ti/tin阻挡层的特殊金属层结构光学芯片中，在制作上下层金属连接的通孔时，裸露的alcu易在通孔淀积ti/tin（高温制程约400℃）时，受热扩散至通孔中，导致通孔连接异常(阻值可达100ω以上)。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光学芯片结构及其制备方法、电子设备，至少能够避免在制作上下层金属连接的通孔时，金属层淀积至通孔中导致通孔连接异常。

2、为了实现上述目的及其他目的，第一方面，本公开提供了一种光学芯片结构，包括：衬底；介电层，位于衬底上；金属层，位于介电层上，金属层包括目标子金属层，目标子金属层位于金属层顶部的目标位置处，目标位置为与光学芯片结构所需的目标通孔对应的位置；介质层，位于金属层上，介质层包括目标通孔，目标通孔位于目标位置处且暴露出目标子金属层；阻挡层，位于介质层上，目标通孔内。

3、上述实施例中的光学芯片结构中，通过在金属层顶部的目标位置处形成目标子金属层作为金属阻挡层，在目标位置处形成局部的三文治结构，在在制作上下层金属连接的通孔时，目标通孔位置处的进化成由于目标子金属层的阻挡不会淀积至目标通孔内，因此，本公开实施例至少能够避免在制作上下层金属连接的通孔时，金属层淀积至通孔中导致通孔连接异常。

4、在其中一个实施例中，光学芯片结构还包括：金属连线层位于阻挡层上目标通孔内，金属连线层填充目标通孔。以形成完整的光学芯片结构。

5、在其中一个实施例中，金属层还包括第一金属层和第二金属层，第二金属层位于第一金属层上，目标子金属层位于第二金属层上。金属层通过第一金属层和第二金属层在光学芯片中形成上下层金属，并于目标子金属层在目标位置处形成三文治结构，即保证了光学芯片的特殊结构，又通过局部的三文治结构避免了上下金属层的扩散。

6、第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，包括：上述任一实施例中的光学芯片结构，至少能够避免在制作上下层金属连接的通孔时，金属层淀积至通孔中导致通孔连接异常。

7、第三方面，本公开实施例还提供了一种光学芯片结构的制备方法，包括：提供衬底；于衬底上形成介电层；于介电层上形成金属层，金属层包括目标子金属层，目标子金属层位于金属层顶部的目标位置处，目标位置为与光学芯片结构所需的目标通孔对应的位置；于金属层上形成介质层，介质层包括目标通孔，目标通孔位于目标位置处且暴露出目标子金属层；于介质层上形成阻挡层，阻挡层位于目标通孔内。

8、上述实施例中的光学芯片结构的制备方法中，在金属层顶部的目标位置处形成目标子金属层作为金属阻挡层，在目标位置处形成局部的三文治结构，在在制作上下层金属连接的通孔时，目标通孔位置处的进化成由于目标子金属层的阻挡不会淀积至目标通孔内，因此，本公开实施例至少能够避免在制作上下层金属连接的通孔时，金属层淀积至通孔中导致通孔连接异常。

9、在其中一个实施例中，于介电层上形成金属层，包括：于介电层上沉积多层结构，多层结构包括第一金属层、第二金属层和子金属层，第二金属层位于第一金属层上，子金属层位于第二金属层上；对子金属层进行刻蚀，以于第二金属层上形成目标子金属层。

10、上述实施例的光学芯片结构的制备方法中，通过沉积和刻蚀技术，在光学芯片中形成包括第一金属层和第二金属层的上下层金属，并对子金属层进行刻蚀，以在目标位置处形成三文治结构，即保证了光学芯片的特殊结构，又通过局部的三文治结构避免了上下金属层的扩散。

11、在其中一个实施例中，对子金属层进行刻蚀，包括：采用负胶工艺，于子金属层上形成图形化的光刻胶层；以图案化的光刻胶层为掩膜版，对子金属层进行刻蚀，去除除目标位置外的其他位置的子金属层，并在除目标位置外的其他位置的暴露出第二金属层，剩余的子金属层用于构成目标子金属层。

12、上述实施例的光学芯片结构的制备方法中，通过负胶工艺，对子金属层进行部分刻蚀，去除不必要的其他位置的子金属层。

13、在其中一个实施例中，于金属层上形成介质层，包括：基于沉积工艺，于金属层上形成介质层；对介质层进行刻蚀，以于目标位置处形成目标通孔，目标通孔暴露出目标子金属层。

14、上述实施例的光学芯片结构的制备方法中，通过对介质层的刻蚀，在目标位置形成目标通孔，并且目标通孔暴露出目标子金属层，以使通孔内暴露出的部分为三文治结构，在后续进行金属连线层沉积时，即保证了光学芯片的特殊结构，又通过局部的三文治结构避免了上下金属层的扩散。

15、在其中一个实施例中，于介质层上形成阻挡层，包括：基于化学气象沉积工艺，于介质层上形成阻挡层；基于平坦化工艺，去除除目标通孔内的介质层上的阻挡层。

16、在其中一个实施例中，方法还包括：于阻挡层上目标通孔内形成金属连线层，金属连线层填充目标通孔。

17、上述实施例的光学芯片结构的制备方法中，以金属连线层填充通孔，形成完整的光学芯片结构。

技术特征：

1.一种光学芯片结构，其特征在于，所述光学芯片结构包括：

2.根据权利要求1所述的光学芯片结构，其特征在于，所述光学芯片结构还包括：

3.根据权利要求1所述的光学芯片结构，其特征在于，所述金属层还包括第一金属层和第二金属层，所述第二金属层位于第一金属层上，所述目标子金属层位于所述第二金属层上。

4.一种电子设备，其特征在于，包括：

5.一种光学芯片结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的光学芯片结构的制备方法，其特征在于，于所述介电层上形成金属层，包括：

7.根据权利要求6所述的光学芯片结构的制备方法，其特征在于，对所述子金属层进行刻蚀，包括：

8.根据权利要求5所述的光学芯片结构的制备方法，其特征在于，于所述金属层上形成介质层，包括：

9.根据权利要求5所述的光学芯片结构的制备方法，其特征在于，于所述介质层上形成阻挡层，包括：

10.根据权利要求5所述的光学芯片结构的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：于所述阻挡层上所述目标通孔内形成金属连线层，所述金属连线层填充所述目标通孔。

技术总结
本公开涉及一种光学芯片结构及其制备方法、电子设备，包括：衬底；介电层，位于衬底上；金属层，位于介电层上，金属层包括目标子金属层，目标子金属层位于金属层顶部的目标位置处，目标位置为与光学芯片结构所需的目标通孔对应的位置；介质层，位于金属层上，介质层包括目标通孔，目标通孔位于目标位置处且暴露出目标子金属层；阻挡层，位于介质层上，目标通孔内。本公开至少能够避免在制作上下层金属连接的通孔时，金属层淀积至通孔中导致通孔连接异常。

技术研发人员：叶凯琳,王峰,李乐,任杰
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30