[发明专利]一种化合物半导体的金属连线方法及结构

说明书

本发明公开了一种化合物半导体的金属连线方法，是在化合物半导体组件上通过光刻于介质层形成槽孔之后，采用可等向蚀刻气体蚀刻光阻层，将蚀刻窗口的关键尺寸扩大5％～50％，再依次沉积金属于蚀刻窗口之内形成扩散阻挡层和金属连线层。本发明还公开了由上述方法制得的金属连线结构。由于扩散阻挡层不仅覆设于槽孔之内，还由槽孔侧壁延伸至覆盖外围的介质层，可完全将连线层金属阻挡在阻挡层金属之外，增进了器件的可靠度。

技术领域

本发明涉及半导体技术，特别是涉及一种化合物半导体的金属连线方法及结构。

背景技术

在半导体集成电路的制作过程中，往往需要进行金属连线以实现特定的结构以及功能。现有的金属连线制程，是开孔将器件中预定进行金属连线区域的半导体基底表面暴露出来，通过蒸镀等方式在开孔之内半导体基底的表面沉积导电性良好的贵金属，例如金。对于三五族化合物半导体来说，金容易扩散到半导体基底之内而导致金容易扩散到半导体基底之内而导致器件可靠度异常，HTOL时间不能达到设计需求。现有技术中，先在开孔之内沉积扩散阻挡层，然后再沉积贵金属层，通过半导体基底和贵金属层之间的扩散阻挡层来阻止贵金属进入三五族半导体基底。

然而，由于蒸镀等沉积设备机台原理的局限性，扩散阻挡层的边缘和开孔内壁之间的衔接性不佳，贵金属仍然容易通过扩散阻挡层的边缘向下扩散至半导体基底之内而影响集成电路的整体性能，上述问题还是无法得到解决，器件的可靠度难以保证。

发明内容

本发明提供了一种化合物半导体的金属连线方法及结构，其克服了现有技术所存在的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种化合物半导体的金属连线方法包括以下步骤：

1)提供半导体组件，所述半导体组件包括三五族化合物半导体基底以及介质层，所述介质层设于所述半导体基底之上；

2)于所述介质层上形成光阻层，根据预设图形，对所述光阻层曝光、显影形成蚀刻窗口；

3)蚀刻对应所述蚀刻窗口内的介质层形成槽孔，以使所述槽孔之内的半导体基底裸露；

4)通过等向蚀刻气体蚀刻所述光阻层，将所述蚀刻窗口的关键尺寸扩大5％～50％；

5)于所述蚀刻窗口之内形成扩散阻挡层，所述扩散阻挡层覆盖所述槽孔并延伸至覆盖所述槽孔外周的所述介质层表面；

6)于所述蚀刻窗口之内的所述扩散阻挡层之上形成金属连线层；

7)剥离所述光阻层。

优选的，步骤5)中，所述扩散阻挡层是通过电镀或者蒸镀沉积钛和/或铂于所述蚀刻窗口之内形成，所述金属连线层是通过电镀或者蒸镀沉积金于所述扩散阻挡层之上形成。

优选的，所述扩散阻挡层是铂/钛/铂的叠层结构，厚度为10～80nm。

优选的，所述介质层是氮化硅，厚度为0.5～2μm。

优选的，所述半导体基底是砷化镓、氮化镓、磷化铟或磷化铟镓。

优选的，所述槽孔的尺寸为0.5～1.5μm，所述扩散阻挡层延伸至覆盖所述槽孔外周的所述介质层表面0.1～0.2μm。

优选的，步骤4)中，所述等向蚀刻气体是六氟化硫或氧气。

一种化合物半导体的金属连线结构，包括半导体组件，所述半导体组件包括三五族化合物半导体基底以及介质层，所述介质层设于所述半导体基底之上，还包括扩散阻挡层以及金属连线层；所述介质层设有槽孔，所述扩散阻挡层覆设于所述槽孔之内并延伸至覆盖所述槽孔外周的所述介质层表面，所述金属连线层设于所述扩散阻挡层之上。

优选的，所述扩散阻挡层是钛和/或铂，所述金属连线层是金。