[发明专利]改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法

说明书

本发明提供一种改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法，所述方法包括：提供一半导体结构，所述半导体结构包括硅衬底，且所述硅衬底的上方形成有接触孔；于所述半导体结构的表面形成金属阻挡层；于所述金属阻挡层的表面形成钨层；于所述钨层的表面形成铝层或铝合金层；刻蚀所述接触孔以外区域预设范围内的所述金属阻挡层、所述钨层及所述铝层/所述铝合金层。通过本发明解决了现有的钨回刻及铝刻蚀的工艺流程中较大关键尺寸的接触孔易发生铝穿通的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法。

背景技术

在当前12英寸绝缘栅双极型晶体管(IGBT)制造领域，接触孔(CT)通常使用金属钨进行填充。然而，由于不同产品的设计差异，同一颗芯片内存在不同关键尺寸(CD)的接触孔，因此，在后续钨回刻的过程中，具有较小CD的接触孔，金属钨可以将接触孔沟槽完全填充，而具有较大CD的接触孔，金属钨只保留在接触孔沟槽的侧壁上，接触孔沟槽的底部只留下很薄的金属阻挡层(比如氮化硅膜层)，而随着后续金属铝的淀积，12英寸的硅片受应力影响较大，翘曲度发生较大改变，金属阻挡层薄膜随硅片翘曲产生破裂，因此，金属铝在沉积时会直接穿通CT底部的硅，形成铝穿通的缺陷，从而造成铝硅互溶，进而导致器件失效。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法，用于解决现有的钨回刻及铝刻蚀的工艺流程中较大关键尺寸的接触孔易发生铝穿通的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法，所述方法包括：

提供一半导体结构，所述半导体结构包括硅衬底，且所述硅衬底的上方形成有接触孔；

于所述半导体结构的表面形成金属阻挡层；

于所述金属阻挡层的表面形成钨层；

于所述钨层的表面形成铝层或铝合金层；

刻蚀所述接触孔以外区域预设范围内的所述金属阻挡层、所述钨层及所述铝层/所述铝合金层。

可选地，所述接触孔的关键尺寸大于1.5μm。

可选地，所述金属阻挡层的材质包括氮化钛或氮化钽。

可选地，所述钨层的厚度范围为2000埃～4000埃。

可选地，所述铝合金层包括铝-硅合金层或铝-硅-铜合金层。

可选地，所述铝-硅合金层中硅的重量百分比为1％～2％；所述铝-硅-铜合金中硅的重量百分比为1％～2％，铜的重量百分比为2％～4％。

可选地，于所述衬底的上方形成所述接触孔的方法包括：于所述硅衬底的表面形成介质层，刻蚀所述介质层形成所述接触孔。

可选地，所述介质层的材质包括氧化硅。

可选地，刻蚀所述接触孔以外区域预设范围内的所述金属阻挡层、所述钨层及所述铝层/所述铝合金层的方法包括：先刻蚀去除所述铝层/所述铝合金层，再刻蚀去除所述钨层及所述金属阻挡层。

可选地，刻蚀去除所述铝层/所述铝合金层、所述钨层及所述金属阻挡层的方法包括干法刻蚀或湿法刻蚀。

如上所述，本发明的改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法，通过在金属钨沉积后直接沉积金属铝或铝合金，防止铝与衬底硅之间接触，从而能够防止产生铝穿通，有效改善铝穿通缺陷带来的铝硅互溶问题；而且，对铝或铝合金层刻蚀后再刻蚀金属钨及金属阻挡层以去除不需要的金属膜层，可避免因金属互联造成的短路问题，且分步刻蚀可改善因晶圆翘曲导致的金属阻挡层断裂的问题。

附图说明

图1显示为本发明的改善IGBT器件铝穿通缺陷的方法流程图。