[实用新型]中大功率半导体器件压点的金属连线结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中大功率半导体器件，尤其涉及中大功率半导体器件压点的金属连线结构。

背景技术

中大功率半导体器件的工作电流比较大、功率比较大、耐压比较高，中大功率半导体器件的压点的区域往往是整个器件中发热量最大的部位，压点的位置的电流密度也是整个器件中最大的，出现电迁移的概率最高，电迁移是半导体器件制造工艺中最重要的一个失效机制。

由于中大功率半导体器件的压点区域的电流密度较大，因此，中大功率半导体器件的压点区域的金属连线厚度也比较大（通常在2.5～5微米）。然而，器件的其他区域金属连线厚度通常只需0.4～1.5微米，其他区域金属连线的线条宽度也通常只有0.5～1.5微米。这样，对中大功率半导体器件的压点区域的金属连线的刻蚀的时候，往往很容易引起其他区域金属线条的侵蚀，特别是对其他区域细线条的侵害特别大、可能引起其他区域细线条的断路。

此外，由于中大功率半导体器件的压点区域的金属连线的面积比较大、厚度也较大，因此，中大功率半导体器件的压点区域的金属连线的应力也相对较大，应力问题也是半导体器件失效的重要因素。

可见，在半导体器件制造工艺中，对于细线条的厚金属层的反刻工艺是比较难以控制，中大功率半导体器件的压点区域的金属连线结构及其制造工艺是影响该类器件性能的最重要因素，中大功率半导体器件的压点区域的金属连线的问题，就可能造成整个器件金属连线的质量问题，影响器件的稳定性、可靠性、有效性、使用寿命。如何改善金属层工艺的侵蚀现象，如何提高金属层刻蚀工艺质量，如何提高金属连线工艺质量，已成为工程技术人员重要研究课题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种中大功率半导体器件压点的金属连线结构，该结构有效地消除产品失效机制、提高产品的性能、尤其是提高产品的寿命。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种中大功率半导体器件压点的金属连线结构，包括设有衬底区的中大功率半导体器件，所述衬底区设有体区和压点区，其特征在于：所述体区上设有第一介质薄膜层，所述第一介质薄膜层中部设有沟槽和接触孔，所述第一介质薄膜层的沟槽和接触孔的深度穿透第一介质薄膜层至压点区；所述第一介质薄膜层的沟槽和接触孔内由下往上依次设有钛钨过渡层和第一层压点连线金属层；所述第一介质薄膜层上设有第二介质薄膜层，所述第二介质薄膜层中部设有沟槽和接触孔，所述第二介质薄膜层的沟槽和接触孔的深度穿透第二介质薄膜层至第一介质薄膜层；所述第二介质薄膜层的沟槽内设有第二层压点连线金属层；所述第二介质薄膜层上设有表面钝化保护层，所述表面钝化保护层的中部设有压点凹槽，所述压点凹槽的深度穿透表面钝化保护层至第二介质薄膜层。

进一步地，所述第一介质薄膜层为单层介质薄膜层或多层复合介质薄膜层。

进一步地，所述第一介质薄膜层为二氧化硅、氮化硅、多晶硅、硼硅玻璃、磷硅玻璃、硼磷硅玻璃、无掺杂硅玻璃、旋涂硅玻璃或正硅酸四乙脂的介质薄膜层。

进一步地，所述钛钨过渡层的厚度为0.03~0.05微米，优先选用0.04微米。

进一步地，所述第一层压点连线金属层和第二层压点连线金属层均为铝硅铜合金层，其厚度均为1.5~2.5微米，优先选用2.0微米。

进一步地，所述第二介质薄膜层的接触孔为多孔状介质结构。

进一步地，所述第二介质薄膜层为二氧化硅或氮化硅的介质薄膜层。

进一步地，所述表面钝化保护层为氮化硅或磷硅玻璃的保护层。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点。

（1）本实用新型改变了传统的压点金属连线结构：将传统的单层厚金属结构，改变为：双层薄金属结构、两金属层中间夹着一层薄的多孔状介质层，以便将两个薄金属层连通。这样的改变，会引起三个变化：①、可以极大改善压点区域的应力结构、减少压点应力报废、提高成品率；②、可以较好地改善金属层反刻工艺的侵蚀现象，提高刻蚀工艺质量，提高金属连线工艺质量，使得厚金属层的细线条工艺变得更加容易控制；③、整个过程工艺变动较少：金属布线掩膜版使用两次，每次淀积金属层厚度变为原来得二分之一；增加一个压点孔状介质层，该层掩膜版图只须将压点版图作轻微变更。