[发明专利]一种化合物半导体的金属连线结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种化合物半导体的金属连线结构及其制作方法，所述方法包括在第一金属层上方形成金属附着层和电镀种子层，通过电镀工艺形成电镀金属层以及形成保护层的步骤；其中在电镀制程之后蚀刻金属附着层和电镀种子层过程中，通过于裸露的金属侧壁形成第二介质层侧翼的方式控制金属附着层的蚀刻程度，使得得到的结构中金属附着层的边缘位于电镀金属层边缘和侧翼边缘之间，避免其深入电镀金属层下方的情况，从而提高金属与保护层的粘附能力，避免保护层和金属之间产生裂缝，实现金属层的形状达到要求，提高器件可靠度。

技术领域

本发明涉及化合物半导体器件及制作工艺，尤其涉及一种化合物半导体的金属连线结构及其制作方法。

背景技术

在半导体生产工艺中，金属层的制备方法分为蒸镀和电镀两种方法。其中电镀制程的成本相对蒸镀更低，更具有优势，故电镀制备方法已被引入到化合物半导体电路的金属连线结构的制备中来。例如，参考图1，常规的金属连线结构具有上下设置的第一金属层M1和第二金属结构M2，其中第二金属结构M2可通过电镀制程形成，且外部覆盖有保护层。常规的电镀第二金属结构M2包括依次层叠的附着层、种子层和电镀层，其中种子层和电镀层组成导电层。但是由于电镀制程的需要，所用的光阻厚度较厚，经过后续的制程形成的第二金属结构M2的截面形状不符合工艺要求，具体，其电镀所用附着层形成深入至电镀层下方的侧蚀刻状况(见图1中圆圈处)，该形貌容易导致其与上层的保护层黏附性降低或者破裂，从而带来可靠性问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种化合物半导体的金属连线结构及其制作方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种化合物半导体的金属连线结构的制作方法，包括以下步骤：

1)提供已完成部分器件制程的晶片，所述晶片上设有第一金属层；

2)于上述结构上沉积第一介质层；

3)涂布绝缘层，蚀刻所述绝缘层以形成位于所述第一金属层上方的开口；

4)依次沉积金属附着层和电镀种子层；

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，且所述显开窗口的宽度大于所述开口；

6)通过电镀工艺于所述显开窗口之内沉积厚度高于所述开口的电镀金属层，然后剥离光阻；

7)依次蚀刻电镀种子层和金属附着层，并通过于裸露的金属侧壁形成第二介质层侧翼的方式控制金属附着层的蚀刻程度；

8)沉积保护层。

可选的，步骤7)包括以下子步骤：于步骤6)形成的结构上沉积第二介质层；对第二介质层进行干法蚀刻以留下附着于所述电镀金属层侧壁的侧翼；蚀刻去除裸露的电镀种子层；蚀刻去除裸露的金属附着层。

可选的，步骤7)包括以下子步骤：蚀刻去除裸露的电镀种子层；于上述结构表面沉积第二介质层；对第二介质层进行干法蚀刻以留下附着于所述电镀金属层和电镀种子层侧壁的侧翼；蚀刻去除裸露的金属附着层。

可选的，所述金属附着层为TiW，厚度为10～100nm。

可选的，所述电镀种子层和电镀金属层均为Au，其中电镀种子层厚度为100～600nm，电镀金属层厚度为2～8μm。

可选的，所述第二介质层和保护层均为SiN。

可选的，所述第二介质层的厚度为200～600nm，所述保护层的厚度为200～1000nm。

可选的，所述开口角度为45°到90°，所述显开窗口角度为70°到90°。

可选的，步骤8)中，沉积所述保护层之前，还包括于所述电镀金属层顶部形成Ti层的步骤。