專利名稱：微波晶體管金屬化布線加固結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種微波晶體管金屬化布線加固結(jié)構(gòu)，屬于微波晶體管制造技術(shù)領(lǐng)域。
目前，為獲得高頻特性，微波器件在結(jié)構(gòu)上采用淺結(jié)帶有阻擋層的多層金屬化結(jié)構(gòu)以提高E-B結(jié)的壽命和整個(gè)器件的可靠性。該結(jié)構(gòu)由與底層半導(dǎo)體相接觸的歐姆接觸層及與該層相接觸的阻擋層和其上的金屬化層構(gòu)成。在無(wú)阻擋層的情況下，當(dāng)高電子流通過(guò)金屬化層時(shí)，由于電子風(fēng)的作用，引起金屬離子遷徙，在金屬化層正極端邊界堆積，產(chǎn)生電遷徙現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)造成金屬化層開(kāi)路或短路，使器件失效。對(duì)于帶有阻擋層回流加固結(jié)構(gòu)的金屬化系統(tǒng)，當(dāng)高電子流通過(guò)時(shí)，該結(jié)構(gòu)能在縱向和橫向減弱金屬化層的金屬離子運(yùn)動(dòng)，提高器件的穩(wěn)定性和可靠性。但傳統(tǒng)的多層金屬化結(jié)構(gòu)不能完全消除金屬化層電遷徙失效和由電遷徙失效引起的E-B結(jié)失效問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的就在于提供一種能更有效地克服電遷徙現(xiàn)象的金屬化布線加固結(jié)構(gòu)，提高器件的壽命和可靠性。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是這樣的，它包含發(fā)射區(qū)6，覆蓋于發(fā)射區(qū)6上的歐姆接觸層13，部分覆蓋發(fā)射區(qū)6并在歐姆接觸層13下部的絕緣層12，覆蓋于歐姆接觸層13上的阻擋層和覆蓋于阻擋層上的上金屬化層15，其特征在于距歐姆接觸層引出部分邊緣10一定距離處有一橫斷該層的回流間隙9，阻擋層通過(guò)回流間隙9與絕緣層12相接觸。
本實(shí)用新型中所述的回流間隙9的寬度為2～4μm。
本實(shí)用新型由于在歐姆接觸層開(kāi)設(shè)回流間隙，并填充阻擋層，當(dāng)高電子流流過(guò)時(shí)，金屬化層的金屬離子產(chǎn)生電遷徙現(xiàn)象，并在阻擋層邊緣堆積，此時(shí)，由于阻擋層邊緣的金屬離子濃度高，相應(yīng)地產(chǎn)生一個(gè)反向于電遷徙方向的壓應(yīng)力，產(chǎn)生回流。當(dāng)回流和電遷徙流達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，即可有效地克服電遷徙現(xiàn)象，提高器件的壽命和可靠性。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述

圖1金屬化布線加固結(jié)構(gòu)縱向剖面示意圖；圖2金屬化布線加固結(jié)構(gòu)歐姆接觸層俯視示意圖；圖3梳狀結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖4枝狀結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖5；覆蓋結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖6網(wǎng)格結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
上述圖中，1是發(fā)射區(qū)互連線，2是基區(qū)金屬化層，3是基區(qū)接觸孔，4是基區(qū)互連線，5是發(fā)射區(qū)金屬化層，6是發(fā)射區(qū)，7是發(fā)射區(qū)接觸孔，8是鎮(zhèn)流電阻，9是回流間隙，10是歐姆接觸層引出部分邊緣，12是絕緣層，13是歐姆接觸層，14是基區(qū)，15是上金屬化層，16是下金屬Ti層，17是TiN層，18是上金屬Ti層。
見(jiàn)圖1、2，發(fā)射區(qū)6通過(guò)發(fā)射區(qū)接觸孔7與覆蓋于其上的歐姆接觸層13相接，部分覆蓋發(fā)射區(qū)6并為歐姆接觸層13覆蓋的絕緣層12覆蓋于基區(qū)14上，歐姆接觸層13與覆蓋于其上的阻擋層及覆蓋于阻擋層上的金屬化層15構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中阻擋層由與上金屬化層15相接的上金屬Ti層18，被上金屬Ti層18所覆蓋的TiN層17和被TiN層17覆蓋的下金屬Ti層16構(gòu)成，下金屬Ti層16與歐姆接觸層13相接，下金屬Ti層16在距歐姆接觸層引出部分邊緣10一定距離處與絕緣層12相接，相應(yīng)地在歐姆接觸層13上形成一寬度為3μm并橫斷該層的回流間隙9。
該結(jié)構(gòu)可用于幾種比較流行的晶體管布線結(jié)構(gòu)中，下面分別說(shuō)明1．梳狀結(jié)構(gòu)(見(jiàn)附圖3)，包含有四個(gè)發(fā)射區(qū)金屬化引線，覆蓋于發(fā)射區(qū)6上的發(fā)射區(qū)金屬化層5與鎮(zhèn)流電阻8相接，4個(gè)鎮(zhèn)流電阻8通過(guò)發(fā)射區(qū)互連線1連接，距發(fā)射區(qū)金屬化層5歐姆接觸層引出部分邊緣10一定距離處有一橫斷歐姆接觸層13的回流間隙9，該結(jié)構(gòu)同圖1、2所示。發(fā)射區(qū)金屬化層5通過(guò)該層中部的發(fā)射區(qū)接觸孔7與發(fā)射區(qū)6相連接。分布在發(fā)射區(qū)6兩側(cè)的是覆蓋于基區(qū)14上的基區(qū)金屬化層2，基區(qū)金屬化層2通過(guò)該層中部的基區(qū)接觸孔3與基區(qū)14相連接?；鶇^(qū)金屬化層2通過(guò)基區(qū)互連線4相互連接。
2．枝狀結(jié)構(gòu)(見(jiàn)附圖4)，包含有四個(gè)發(fā)射區(qū)金屬化引線，發(fā)射區(qū)6呈枝狀分布，覆蓋于發(fā)射區(qū)6上的發(fā)射區(qū)金屬化層5與鎮(zhèn)流電阻8相接，4個(gè)鎮(zhèn)流電阻8通過(guò)發(fā)射區(qū)互連線1連接，距發(fā)射區(qū)金屬化層5歐姆接觸層引出部分邊緣10一定距離處有一橫斷歐姆接觸層13的回流間隙9，該間隙結(jié)構(gòu)同圖1、2所示。發(fā)射區(qū)金屬化層5通過(guò)分布于該層上的若干發(fā)射區(qū)接觸孔7與發(fā)射區(qū)6相連接。分布在發(fā)射區(qū)6兩側(cè)的是基區(qū)14和覆蓋于基區(qū)14上的基區(qū)金屬化層2，基區(qū)金屬化層2通過(guò)分布于該層上的若干基區(qū)接觸孔3與基區(qū)14相連接?；鶇^(qū)金屬化層2通過(guò)基區(qū)互連線4相互連接。
3．覆蓋結(jié)構(gòu)(見(jiàn)附圖5)，包含有四個(gè)發(fā)射區(qū)金屬化引線，發(fā)射區(qū)6為多個(gè)方形結(jié)構(gòu)，覆蓋于基區(qū)14上，覆蓋于發(fā)射區(qū)6上的發(fā)射區(qū)金屬化層5與鎮(zhèn)流電阻8相接，4個(gè)鎮(zhèn)流電阻8通過(guò)發(fā)射區(qū)互連線1連接，距發(fā)射區(qū)金屬化層5歐姆接觸層引出部分邊緣10一定距離處有一橫斷歐姆接觸層13的回流間隙9，該間隙結(jié)構(gòu)同圖1、2所示。發(fā)射區(qū)金屬化層5通過(guò)分布于該層上的若干發(fā)射區(qū)接觸孔7與發(fā)射區(qū)6相連接。分布在發(fā)射區(qū)6兩側(cè)的是覆蓋于基區(qū)14上的基區(qū)金屬化層2，基區(qū)金屬化層2通過(guò)該層中部的基區(qū)接觸孔3與基區(qū)14相連接。基區(qū)金屬化層2通過(guò)基區(qū)互連線4相互連接。
4．網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(見(jiàn)附圖6)，包含有五個(gè)發(fā)射區(qū)金屬化引線，覆蓋于發(fā)射區(qū)6上的發(fā)射區(qū)金屬化層5與鎮(zhèn)流電阻8相接，5個(gè)鎮(zhèn)流電阻8通過(guò)發(fā)射區(qū)互連線1連接，距發(fā)射區(qū)金屬化層5歐姆接觸層引出部分邊緣10一定距離處有一橫斷該層的回流間隙9，該間隙結(jié)構(gòu)同圖1、2所示。發(fā)射區(qū)金屬化層5通過(guò)分布于該層中部的發(fā)射區(qū)接觸孔7與發(fā)射區(qū)6相連接。在發(fā)射區(qū)6中部發(fā)射區(qū)金屬化層5旁側(cè)是基區(qū)14及覆蓋于基區(qū)14上的基區(qū)金屬化層2，基區(qū)金屬化層2通過(guò)分布于該層上的若干基區(qū)接觸孔3與基區(qū)14相連接?；鶇^(qū)金屬化層2通過(guò)基區(qū)互連線4相互連接。
以上所述的金屬化引線數(shù)量可根據(jù)晶體管功率大小進(jìn)行增加。但回流間隙9的結(jié)構(gòu)不變，寬度為3μm。各金屬化層均由歐姆接觸層13，上金屬化層15及位于前述兩層之間的阻擋層構(gòu)成，其中上金屬化層、歐姆接觸層的材料為Al-1％Si，阻擋層由與歐姆接觸層13相接的下金屬Ti層16，上金屬Ti層18和位于上、下金屬Ti層之間的TiN層17構(gòu)成。所述的絕緣層12為SiO2。
這些結(jié)構(gòu)的微波晶體管在發(fā)射區(qū)金屬化層5歐姆接觸層13特定位置采用回流間隙結(jié)構(gòu)，有效防止了電遷徙現(xiàn)象的發(fā)生，得到良好效果。
權(quán)利要求1．一種微波晶體管金屬化布線加固結(jié)構(gòu)，包含發(fā)射區(qū)(6)，覆蓋于發(fā)射區(qū)(6)上的歐姆接觸層(13)，覆蓋發(fā)射區(qū)(6)并在歐姆接觸層(13)下部的絕緣層(12)，覆蓋于歐姆接觸層(13)上的阻擋層和覆蓋于阻擋層上的上金屬化層(15)，其特征在于距歐姆接觸層引出部分邊緣(10)一定距離處有一橫斷歐姆接觸層(13)的回流間隙(9)，阻擋層通過(guò)回流間隙(9)與絕緣層(12)相接觸。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波晶體管金屬化布線加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的回流間隙(9)寬度為2～4μm。
專利摘要一種微波晶體管金屬化布線加固結(jié)構(gòu),屬于微波晶體管制造技術(shù)領(lǐng)域。包含發(fā)射區(qū)、覆蓋于發(fā)射區(qū)上的歐姆接觸層,部分覆蓋發(fā)射區(qū)并在歐姆接觸層下部的絕緣層,覆蓋于歐姆接觸層上的阻擋層和覆蓋于阻擋層上的上金屬化層,其特征在于:距歐姆接觸層引出部分邊緣一定距離處有一橫斷該層的回流間隙,阻擋層通過(guò)回流間隙與絕緣層相接觸。該結(jié)構(gòu)能有效克服電遷徒現(xiàn)象的發(fā)生,提高器件壽命和可靠性。
文檔編號(hào)H01L29/70GK2331082SQ9820654
公開(kāi)日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1998年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月1日
發(fā)明者李志國(guó), 孫英華, 張煒 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)