[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本发明涉及一种半导体结构及其形成方法。其中在钨层与焊盘金属层之间形成有过渡层，所述过渡层贴附在钨层的上表面，所述焊盘金属层贴附在过渡层的上表面。过渡层在钨层和焊盘金属层之间起到了过渡作用，可降低较粗糙的钨层表面对焊盘金属层的形貌影响，优化位于钨层上的焊盘金属层的表面形貌，有助于降低后续封测过程的难度，提高封测准确性。

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结构及其形成方法。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细，一种提高集成密度的方法是，利用芯片的垂直空间，在金属层上的绝缘材料中形成通孔，再在该通孔中填充金属材料形成导通孔(即TSV)，然后在导通孔上覆盖另一金属层，从而通过该导通孔实现上下两层金属层之间的电连接。

上述导通孔中常用的导电材料为钨(W)，并且，为了使钨材料较好地填充在通孔内，常采用CVD工艺(即化学气相沉积)沉积钨。钨材料通常还覆盖在通孔外的基底上(此处将通孔内外的钨材料整体称为钨层)，并根据需要作图形化处理，后续再在钨层上通过CVD工艺或者PVD工艺(即物理气相沉积)沉积金属层(如金属铝(Al))。该金属层例如，所述焊盘通过钨层与顶金属层电性连接。

但是，在上述钨层上制作用于形成焊盘的焊盘金属层时，焊盘金属层的表面平整性较差，甚至具有一些突起(hillock)缺陷，导致续封测过程的难度增加，且影响封测准确性。

发明内容

通过研究获悉，利用CVD工艺沉积钨时，钨是以柱状晶生长方式成膜，所形成的钨层的表面粗糙度较大，继而在钨层上沉积焊盘金属层时，粗糙的钨基底会影响到焊盘金属材料的晶体取向和应力释放，导致焊盘金属层的粗糙度较大，且部分区域发生的晶格畸变表现为突起缺陷。

为了改善位于钨层上的焊盘金属层的表面形貌，本发明提供一种半导体结构和一种半导体结构的形成方法。

一方面，本发明提供一种半导体结构，包括：

半导体基底，所述半导体基底包括一顶金属层，并且在所述顶金属层上设置有暴露所述顶金属层的通孔；

钨层，所述钨层填充所述通孔并从所述通孔内延伸覆盖在所述半导体基底的顶表面；

焊盘金属层，设置于所述钨层上；以及，

过渡层，贴附在所述钨层的上表面，所述焊盘金属层的下表面贴附在所述过渡层的上表面。

可选的，所述过渡层包括钛层。

可选的，所述过渡层包括沿远离所述钨层的方向依次叠加的氮化钛层和钛层。

可选的，所述焊盘金属层的材料包括金属铝或金属铜。

可选的，所述通孔的侧表面设置有绝缘层以及覆盖所述绝缘层的粘附层，所述钨层覆盖所述粘附层。

一方面，本发明提供一种半导体结构的形成方法，包括以下步骤：

提供半导体基底，所述半导体基底包括一顶金属层，并且在所述顶金属层上设置有暴露所述顶金属层的通孔；

采用CVD工艺在所述半导体基底上沉积钨，以形成钨层，所述钨层填充所述通孔并从所述通孔内延伸覆盖在所述半导体基底的顶表面；以及，

依次在所述钨层上沉积过渡层和焊盘金属层，所述过渡层贴附在所述钨层的上表面，所述焊盘金属层贴附在所述过渡层的上表面。

可选的，所述焊盘金属层的材料包括金属铝或金属铜，所述过渡层的材料包括金属钛。

可选的，所述过渡层包括沿远离所述钨层的方向依次叠加的氮化钛层和钛层。

可选的，所述过渡层仅包括钛层。