[发明专利]一种化合物半导体的金属层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种化合物半导体的金属层及其制备方法，是将第一金属层和绝缘层先后设于化合物半导体晶片之上，绝缘层于第一金属层上方设有开口，所述开口两侧向内倾斜45°到75°，TiW层覆盖所述开口的底部以及侧壁并延伸至周边所述绝缘层的顶面；第二金属层形成于TiW层上，填平所述开口并凸出于开口之上，其中凸出部分两侧向外倾斜75°至85°；Ti层覆盖所述TiW层的侧壁以及所述第二金属层表面，并于第二金属层顶面开有连接口；保护层覆盖所述Ti层以及绝缘层表面。通过上述结构的设置，使金属层的结构符合工艺要求，提高了连接的稳定性以及器件的可靠度，提高制程的良品率以及产品的使用寿命，有利于电镀工艺在金属层制作中的推广，降低了成本。

技术领域

本发明涉及半导体器件制作工艺，特别是涉及一种化合物半导体的金属层及其制备方法。

背景技术

在三五族化合物半导体中，金属层制备主要用蒸镀的方法来实现，但是蒸镀制程的成本会比较高，所以相对成本较低的电镀金属的制备方法就会被引入到金属层制备中来。在电镀制程中，光阻要求的厚度较厚，在显影的过程中会出现光阻底部有残留的情况，在现有的制程中很难避免。而这个缺陷在电镀结束后会使电镀的金属底部有一个明显的缺口。在后续的金属刻蚀中，因为虹吸效应，使这里的反应速度比其他地方快，导致缺口变大，甚至于金属线脱落，导致可靠性失效的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种化合物半导体的金属层的制备方法。

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层，包括第一金属层、绝缘层、TiW层、第二金属层、Ti层以及保护层；第一金属层和绝缘层先后设于化合物半导体晶片之上，绝缘层于第一金属层上方设有开口，所述开口两侧向内倾斜45°到75°，TiW层覆盖所述开口的底部以及侧壁并延伸至周边所述绝缘层的顶面；第二金属层形成于TiW层上，填平所述开口并凸出于开口之上，其中凸出部分两侧向外倾斜75°至85°；Ti层覆盖所述TiW层的侧壁以及所述第二金属层表面，并于第二金属层顶面开有连接口；保护层覆盖所述Ti层以及绝缘层表面。

可选的，所述绝缘层的开口高度为0.5-2μm，所述TiW层的厚度为60-600nm，所述第二金属层的厚度为2-6μm。

可选的，所述第一金属层的厚度为0.5-1.5μm。

可选的，所述Ti层的厚度为2-9nm。

可选的，所述保护层为SiN、SiO₂或两者的复合层，厚度为300-1000nm。

可选的，还包括一介质层，所述介质层覆盖所述第一金属层以及晶片表面，所述绝缘层设于介质层之上。

可选的，所述介质层的厚度为0.05-0.5μm。

一种上述化合物半导体的金属层的制备方法包括以下步骤：

1)在已部分完成器件制程的晶片上制备第一金属层；

2)涂布绝缘层，蚀刻所述绝缘层以形成位于所述第一金属层之上的开口，所述开口两侧向内倾斜45°到75°；

3)沉积TiW层；

4)沉积电镀种子层；

5)涂布光阻，并通过曝光、显影形成对应所述开口的显开窗口，所述显开窗口两侧向外倾斜75°到85°，且最大宽度大于所述开口的最大宽度；

6)通过电镀工艺于所述显开窗口之内沉积电镀金属层，所述电镀金属层的沉积厚度高于所述开口并低于所述光阻顶面；

7)剥离光阻；

8)涂布光阻，并通过曝光、显影形成遮蔽所述电镀金属层的第一遮蔽层，所述第一遮蔽层两侧向外倾斜的角度大于85°；