半导体具有导电的“导体”和不导电的“绝缘体”的特性。在纯硅中加入杂质的离子注入工艺(lonImplantation)使具有导电性的半导体可以根据需要调节电流是否流动。

反复进行光刻,蚀刻,离子注入和沉积工艺,会在晶圆上形成大量的半导体电路。电路正常运行需要来自外部的电脉冲,为了保证顺利传输信号,根据半导体电路图连接电路(金属线)的过程,称为金属布线工艺。

满足以上条件且具有代表性的金属有铝(Al)、(Ti)、钨(W)等等。那么,金属布线工艺是如何完成的呢?

铝是具有代表性的半导体用金属配线材料,是因为它可加工性强,与氧化膜(二氧化硅,SiliconDixide)的粘附性好。

但是,当铝(Ai)与硅(Si)相遇时,会相互混合。因此,对于硅晶圆来说,在铝接线过程中会出现接合面被破坏的现象。为了防止这种情况的发生,在铝和晶圓接合面之间进行沉积,增加起到阻挡(Barrier)作用的金属,称为阻挡金属(BarrierMetal)。这样形成双层薄膜后,可以防止接合面被破坏。金属布线也是通过沉积完成的。将金属放入真空室(Chamber)中,在低压下煮沸或电击时,金属就会变成蒸气状态。这时,将晶圆放入真空室中,就会形成金属薄膜。

日益精细化的半导体工艺,通过不懈的研发,不断发生着变化。在金属布线工艺中,也正向化学气相沉积(CVD)过渡。