目錄1．金屬化互連的作用與基本流程3.7金屬化2．常用的互連金屬材料3．電極和金屬互連結構4．金屬層制備工藝5．表面平坦化工藝CMP4．金屬層制備工藝(1)真空蒸發在高真空蒸發工作室中使金屬原子獲得足夠能量，脫離金屬表面束縛成為蒸汽原子，在其飛行途中遇到基片就淀積在基片表面形成金屬薄膜。按提供能量的方式不同，蒸發方法分為兩種。①鎢絲加熱蒸發在鎢絲上掛有金屬材料（如Al絲），當電流通過鎢絲時產生歐姆熱，使金屬材料熔化蒸發。4．金屬層制備工藝(1)真空蒸發②電子束蒸發由加熱燈絲產生的電子束通過電磁場，在電場加速下具有足夠高能量的電子束由磁場控制偏轉運動方向，使其準確打到蒸發源材料中心表面上。高速電子與蒸發源表面碰撞時放出能量使蒸發源材料熔融蒸發。電子束蒸發淀積膜純度高，鈉離子污染少，已基本取代鎢絲加熱蒸發。4．金屬層制備工藝(2)真空濺射在真空濺射工作室中充入一定的惰性氣體，在高壓電場作用下由于氣體放電形成離子，受強電場加速轟擊靶源材料使靶源材料的原子逸出，高速濺射到硅片上淀積成需要的薄膜。用濺射方法能形成合金和難熔金屬薄層。在集成電路發展早期，廣泛采用蒸發技術形成金屬層，但目前已越來越多地被濺射技術的代替。4．金屬層制備工藝(3)制作Cu互連的“鑲嵌技術”(a)形成銅互連的基本步驟①采用等離子刻蝕等技術在介質層（例如SiO2）上刻蝕出用于鑲嵌銅互連線的溝槽②在整個芯片表面淀積金屬銅③采用化學機械拋光技術去除掉表面多余的金屬層，得到平坦化的表面，同時在表面介質層的溝槽中形成了所需要的銅互連線采用鑲嵌技術形成銅互連是IC互連技術的一次飛躍，明顯提升了金屬互連系統的性能。4．金屬層制備工藝(3)制作Cu互連的“鑲嵌技術”(b)同時形成銅互連和通孔的雙鑲嵌工藝①通過兩次光刻和刻蝕，在晶圓表面介質層的下半部分刻蝕出需要的通孔/接觸孔，在介質層的上半部分刻蝕出用于鑲嵌互連線的溝槽。上半層次介質層只是用于鑲嵌金屬互連線。對于多層布線，帶有通孔的下半層介質層起到相鄰兩層互連線之間絕緣層的作用。對于半導體表面的金屬層，通孔就是接觸孔，用于連接互連線與半導體4．金屬層制備工藝(3)制作Cu互連的“鑲嵌技術”(b)同時形成銅互連和通孔的雙鑲嵌工藝②首先淀積一層薄薄的TiN層，然后再填滿金屬銅。說明：銅穿過二氧化硅能力很強。銅進入硅將起復合中心作用，明顯降低載流子壽命，嚴重影響器件性能。在填充銅之前先淀積一薄層TiN就是起阻擋層的作用，防止銅原子穿過二氧化硅進入硅。4．金屬層制備工藝(3)制作Cu互連的“鑲嵌技術”(b)同時形成銅互連和通孔的雙鑲嵌工藝③采用化學機械拋光技術去除掉表面多余的銅以及阻擋層金屬，得到平坦化的表面。在介質層的通孔中填滿了金屬銅，同時在表面溝槽中形成了所需要的銅互連線。4．金屬層制備工藝(4)Poly/金屬硅化物柵電極①生成多晶硅柵、生成側墻以及LDD源漏摻雜②

淀積金屬（例如Co或者Ni），并生成金屬硅化物（例如CoSi或者NiSi）。注意：未與硅接觸的金屬保持不變③腐蝕金屬，留下金屬硅化物電極。多晶硅與金屬硅化物共同構成多層金屬柵電極源、漏位置也同時生產金屬硅化物電極。5．表面平坦化工藝CMP多層金屬布線的核心技術之一是采用化學機械拋光CMP(chemical-mechanicalpolishing)方法保證表面的平坦化。CMP原理是通過機械研磨和化學腐蝕的共同作用，使得晶片表面呈現鏡面式的平面化。C