[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件的形成方法。所述形成方法在包括顶金属层的半导体基底上制作富硅氮化硅的过程中，一方面，利用CVD工艺，采用适合的工艺气体反应生成富硅氮化硅作为半导体器件的钝化层，另一方面，为了避免含硅气体残留于顶金属层表面而在后续热处理工艺中与顶金属层反应，通过控制CVD工艺的参数，避免含硅气体残留，可以提高CVD工艺的反应效率，避免CVD反应不充分而导致含硅气体在顶金属层表面聚集，减小含硅气体腐蚀顶金属层而导致顶层金属表面被腐蚀的风险，有助于提升顶金属层的质量以及半导体器件的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

基于半导体基底如硅晶圆来制作各种半导体器件的工艺日趋成熟及精细化。为了在有限的范围使基底上制作的各个电极与器件外部电连接，通常采用在基底的垂向上制作导电接触插塞并在导电接触插塞上制作金属连接层的方法，并且，为了保护半导体器件，避免外界的杂质、离子（或电荷）、水汽等对半导体器件的不良影响，增强器件的稳定性和可靠性，在完成顶层的金属连接层之后，通常进一步会在上方覆盖钝化（passivation，PA）层。

传统应用于半导体器件顶部起保护作用的钝化层的材质为氧化硅或者氮化硅。为了增强半导体器件如功率器件的稳定性和可靠性，目前发展出通过形成富硅氮化硅（silicon rich SiN_x）作为钝化层的方法。富硅氮化硅中的硅元素的含量大于氮化硅中硅元素的含量，富硅氮化硅的膜层较氮化硅、氧化硅更致密，并且在产品应用过程中捕捉周围的杂质离子方面更具优势。

但是，在具有常规金属材质如铝的顶金属层上制作富硅氮化硅材质的钝化层并进行热处理后，原本发白的金属表面容易出现发黑的现象，这对于半导体器件的导通性能是不利的。

发明内容

为了避免富硅氮化硅材质的钝化层工艺对半导体器件顶金属层的不良影响，本发明提供了一种半导体器件的形成方法。

本发明提供的半导体器件的形成方法，包括：

在半导体基底上形成顶金属层；以及，

将所述半导体基底放入CVD腔室，并执行CVD工艺，在所述半导体基底上形成富硅氮化硅作为钝化层；

其中，控制所述CVD工艺的参数，以避免残留的含硅气体在后续热处理工艺中与所述顶金属层反应。

可选的，所述CVD工艺包括初始阶段和稳定阶段，其中，在所述初始阶段，所述CVD腔室内的工艺气体的量逐渐增加，在所述稳定阶段，所述CVD腔室内的工艺气体的量保持稳定。

可选的，控制所述CVD工艺的参数的方法包括：设置所述初始阶段和所述稳定阶段的射频偏置功率一样高。

可选的，控制所述CVD工艺的参数的方法包括：设置所述工艺气体中含硅气体的比例在所述初始阶段的值小于在所述稳定阶段的值。

可选的，所述含硅气体为硅烷、二氯氢硅或三氯硅烷中的至少一种。

可选的，所述顶金属层包括铝铜合金。

可选的，在半导体基底上形成所述顶金属层的方法包括：

将所述半导体基底放入PVD腔室，并执行PVD工艺，在所述半导体基底上形成铝铜合金层；

通过急速冷却，快速降低形成有所述铝铜合金层的半导体基底的温度，然后将所述半导体基底从所述PVD腔室取出；

执行图形化工艺，刻蚀所述铝铜合金层而得到所述顶金属层。

可选的，所述急速冷却的方法包括：

向所述PVD腔室通入惰性气体，进行对流冷却；或者，利用冷却水系统从所述半导体基底的背面冷却。