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制造工艺

半导体工艺(六)
连接电路的金属布线工艺

半导体具有导电的“导体”和不导电的“绝缘体” 的特性。在纯硅中加入杂质的离子注入工艺 (lon Implantation)使具有导电性的半导体可以根据需要调节电流是否流动。 反复进行光刻,蚀刻,离子注入和沉积工艺,会 在晶圆上形成大量的半导体电路。电路正常运行需要来自外部的电脉冲,为了保证顺利传输信号,根据半导体电路图连接电路(金属线)的过程,称为金属布线工艺。
满足以上条件且具有代表性的金属有铝(Al)、 (Ti)、钨(W)等等。那么,金属布线工艺是如何完 成的呢?
铝是具有代表性的半导体用金属配线材料,是因 为它可加工性强,与氧化膜(二氧化硅, Silicon Dixide)的粘附性好。 但是,当铝(Ai)与硅(Si)相遇时,会相互混合。因 此,对于硅晶圆来说,在铝接线过程中会出现接 合面被破坏的现象。为了防止这种情况的发生, 在铝和晶圓接合面之间进行沉积,增加起到阻挡 (Barrier)作用的金属,称为阻挡金属(Barrier Metal)。这样形成双层薄膜后,可以防止接合面被破坏。 金属布线也是通过沉积完成的。将金属放入真空 室(Chamber)中,在低压下煮沸或电击时,金属 就会变成蒸气状态。这时,将晶圆放入真空室中,就会形成金属薄膜。 日益精细化的半导体工艺,通过不懈的研发,不断发生着变化。在金属布线工艺中,也正向化学 气相沉积(CVD)过渡。