[发明专利]用于传导垫的保护层及其形成方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及传导垫，并且更特别地涉及用于传导垫的保护层及其形成方法。

背景技术

半导体器件包括许多诸如晶体管之类的使用金属线互连的器件。传统上，互连金属化包括铝线。然而，尤其是在金属线定标（scale）时，铝金属线表现出比等效铜金属线更高的电阻和更差的可靠性。因此，在较低层级的金属互连处引入了铜金属线以用于集成电路技术的持续定标。然而，由于使用全铜工艺的复杂性，最上面的线常规上使用铝来制造。例如，铜在暴露于环境时容易退化。类似地，接触垫在由铜制造的情况下可能在诸如操纵、存储、晶片级参数/功能测试、数据保留烘焙和其他后端处理之类的后制造操作期间腐蚀和/或氧化。因此，在将铜用在上级金属化中以便避免环境影响的情况下，必须慎之又慎。可替换地，可以从最上面的金属线避免铜以便避免环境退化，但是导致半导体器件的退化的电气性能。

发明内容

通过本发明的说明性实施例，大体上解决或克服这些和其他问题，并且大体上实现了技术优点。

依照本发明的一个实施例，一种半导体器件包括设置在衬底上方的金属线，该金属线包括金属原子。金属线的顶部表面的部分具有例如用于附接接触导线或者执行电气测试的接触区域。包括金属原子的保护层设置在接触区域上。该保护层是与金属线不同的材料。

依照本发明的一个实施例，一种形成半导体器件的方法包括在衬底上方形成金属线以及在金属线的顶部表面上方沉积合金化材料层。该方法进一步包括通过将合金化材料层与金属线组合而形成保护层。

依照本发明的一个实施例，一种形成半导体器件的方法包括在衬底上方形成包括第一金属的金属线以及在金属线的顶部表面上方沉积包括第二金属的铝层。该方法进一步包括退火以形成包括第一和第二金属的合金的保护层。

以上所述相当广泛地概括了本发明的实施例的特征，以便可以更好地理解后续的本发明的详细描述。在下文中，将描述本发明的实施例的附加的特征和优点，其形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解的是，所公开的概念和特定实施例可以容易地用作用于修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或工艺的基础。本领域技术人员还应当认识到，这样的等效构造并没有脱离如所附权利要求书中所阐明的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：

包括图1A-1C的图1图解说明了依照本发明各个实施例的半导体器件，其中图1A图解说明了半导体器件的截面图并且图1B和图1C图解说明了半导体器件的示出最上面的金属线的顶视图。

包括图2A-2C的图2图解说明了依照本发明各个实施例的半导体器件，其中图2A图解说明了半导体器件的截面图并且图2B和图2C图解说明了半导体器件的示出最上面的金属线的顶视图。

图3-13图解说明了依照本发明实施例的形成半导体器件的方法，该半导体器件具有覆盖有保护层的金属线；

图14-15图解说明了本发明的可替换实施例，其使用部分选择性蚀刻以形成具有覆盖有保护传导层的顶部金属线的半导体器件；

图16-17图解说明了本发明的另一个实施例，其使用附加的图案化步骤以形成具有覆盖有保护传导层的顶部金属线的半导体器件；

图18-20图解说明了形成半导体器件的本发明的另一个实施例，该半导体器件具有覆盖有保护传导层的顶部金属线，其中保护传导层覆盖顶部金属线的顶部表面和侧壁二者；以及

图21图解说明了依照本发明实施例的半导体器件，其中防潮层或裂缝停止层的最上面的金属线覆盖有保护层。

除非另外指出，不同图中的相应数字和符号通常涉及相应的部分。这些图被绘制来清楚地图解说明实施例的有关方面并且不一定按比例绘制。

具体实施方式

下面详细地讨论各个实施例的形成和使用。然而，应当理解的是，本发明提供了可以在各种各样的特定情境中实施的许多可应用的发明构思。讨论的特定实施例仅仅说明了形成和使用本发明的特定方式，并没有限制本发明的范围。

本发明的实施例降低了半导体器件中的暴露的铜区的由环境或制造引起的退化。