[发明专利]三五族化合物半导体组件的铜金属连接线

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体组件的铜金属连接线，尤指一种三五族化合物半导体组件的铜金属连接线。

背景技术

传统上，因为金的高度稳定性，在化合物半导体集成电路的前端制程中，金属连接线多是由包含金的金属层所构成。然而金的昂贵价格已成为化合物半导体产业控制生产成本的瓶颈之一；在应用上，对集成电路的需求趋向更高积集度与更高效率，因此需要更低电阻值与更佳散热效率的导线材料。如表1所示，与金相比，铜作为导线材料具有更低的电阻值、更佳的散热率、更高的热稳定性，最重要的是其价格远低于金，因此，若能以铜取代半化合物导体集成电路制程中的金，对降低生产成本将甚有帮助。

表1铜与金的性能比较

然而，铜制程在半导体集成电路的应用主要受限于铜的扩散问题。在半导体集成电路中，铜原子容易扩散至其它材料中，若是铜原子扩散至下层电子组件的半导体材料中，将改变材料特性，进而影响组件的功能，因此在设计以铜取代金的半导体集成电路制程时，首先要考虑的就是找出一能有效隔绝铜原子扩散的阻障层。在以硅组件为主的半导体集成电路中，铜金属化制程已有许多技术发明；然而这些技术并无法直接应用在化合物半导体的制程中。本发明即为提供一种化合物半导体的铜金属连接线结构，使其前端制程中的金属连接线能以铜取代金作为主要材料。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三五族化合物半导体组件的铜金属连接线，其前端制程中的金属连接线以铜取代金作为主要材料，因此能降低集成电路中的电阻值以及改善散热效率，并能大幅降低生产成本。

为达上述目的，本发明提供一种三五族化合物半导体组件的铜金属连接线，包含一金属接触层以及一含铜金属层；其中该金属接触层位于该含铜金属层下方，由选自下列材料组成的群组所构成：钛/钯/铜(Ti/Pd/Cu)、钛/镍钒/铜(Ti/NiV/Cu)、钛钨/氮化钛钨/钛钨/铜(TiW/TiWN/TiW/Cu)、钛钨/氮化钛钨/钛钨/金(TiW/TiWN/TiW/Au)、钛钨/铜(TiW/Cu)以及钛钨/金(TiW/Au)；该含铜金属层进一步包含一金属保护层，覆盖于该铜金属层的上方，用以防止铜金属层的氧化；该金属保护层的材料为镍/金(Ni/Au)、镍/钯/金(Ni/Pd/Au)或焊接剂(solder)。

实施时，该金属层及其上方的金属保护层由电镀方式形成。

实施时，该金属接触层由蒸镀或溅镀方式形成。

实施时，当该金属接触层的材料为钛/钯/铜(Ti/Pd/Cu)或钛/镍钒/铜(Ti/NiV/Cu)时，该金属接触层、该金属层及其上方的金属保护层亦可完全由蒸镀方式形成，以简化制作程序。

本发明采用上述技术方案，具有以下优点：

本发明提供了一种三五族化合物半导体组件的铜金属连接线，使其前端制程中的金属连接线能以铜取代金作为主要材料，不仅降低了集成电路中的电阻值以及改善散热效率，并能大幅降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的三五族化合物半导体组件的铜金属连接线的剖面结构示意图；

图2为本发明的三五族化合物半导体组件的铜金属连接线应用于半导体组件中的剖面结构示意图。

附图标记说明：

100-三五族化合物半导体组件；110-含铜金属连接线；111-金属接触层；112-含铜金属层；113-金属保护层；120-隔绝层；130-介电层。

具体实施方式