[发明专利]一种射频功率半导体器件的金属互联结构及制作方法

说明书

本发明公开了一种射频功率半导体器件的金属互联结构及制作方法，主要改善现有同类器件金属互联中存在成本高的问题。其制作过程为：在已做好源、栅、漏电极的待加工器件上生长介质；在介质层上光刻并刻蚀掉互联开孔区；在金属互联开孔区的电极和未开孔刻蚀的介质层上光刻金属互联区域，并依次淀积Ti界面、Cu导电层和W保护层，剥离后形成Ti/Cu/W三层金属堆栈结构的金属互联层；在金属互联层和介质层上生长钝化层；在钝化层上光刻并刻蚀出引线区域，完成制作。本发明降低了金属互联的制作成本，可用于制作高频大功率器件。

技术领域

本发明属于射频功率半导体器件制造领域，具体涉及一种射频功率半导体器件的金属互联结构制作方法，可用于制作高频大功率器件。

背景技术

近年来，无线通信技术在人类生产和生活中有广泛应用，人类社会进入信息化和数字化时代。射频微波技术在无线通信技术中占据重要位置，高频的电磁波如毫米波、微波有更大的信息容量和更好的穿透性，在航天应用上有着低频不可比拟的优势。射频微波技术推动了射频功率半导体器件的发展，从上世纪中旬，硅双极型晶体管开始将功率放大器应用于微波射频系统，到现在的GaAs、GaN高电子迁移率晶体管HEMT，射频功率半导体器件在军用和民用领域有着广阔的应用前景。随着无线通讯、雷达等应用对高频率、大功率的要求不断提高，对射频功率器件的研究具有现实意义。

射频功率器件的电极面积比较小，在制作过程中，为了引线或测试需要，会在电极上制作金属互联。金属互联结构对器件性能有直接影响，互联金属的电阻影响着电极的导电性，进而影响器件的微波特性，互联金属的稳定性决定了器件长期工作的可靠性。当前，射频功率半导体器件主要采用Ti/Au互联结构，Ti粘附性好，Au电阻率低，化学性能稳定，适合作顶层金属。然而，为了增强导电性以实现良好的微波特性，Au需要淀积几百纳米，其昂贵的价格无疑增加了制作成本。

发明内容

本发明的目的在于解决目前射频功率半导体器件金属互联结构的不足，提供一种射频功率半导体器件的金属互联结构及制作方法，以降低制作成本，增强互联金属的导电性，提高器件的可靠性。

本发明的技术关键是在Ti界面层上引入Cu导电层，同时在制作完W保护层后又对器件进行了钝化，使钝化层将W保护层、Cu导电层和Ti界面层的侧壁也包覆住，更全面地防止了互联金属表面氧化，提高了器件可靠性，其实现方案如下：

1.一种射频功率半导体器件的金属互联结构，是半导体基片1上设置电极2，电极2的中间设有金属互联层4，半导体基片1之上及电极2和金属互联层4以外的区域设有介质层3，介质层3之上及金属互联层4的边缘和侧壁设有钝化层5，其特征在于：

金属互联层4，采用由Ti界面层41、Cu导电层42和W保护层43组成的叠层结构。

作为优选，所述Ti界面层41的厚度为10nm～20nm。

作为优选，所述Cu导电层42的厚度为100nm～200nm。

作为优选，所述W保护层43的厚度为10nm～30nm。

2.一种制作射频功率半导体器件的金属互联结构的方法，包括如下步骤：

1)在已做好源、栅、漏电极的待加工器件上，利用等离子体增强化学气相沉积PECVD工艺生长200～300nm的SiN或SiO₂介质层；

2)在介质层上光刻金属互联开孔区，并利用感应耦合等离子体ICP工艺刻蚀掉互联开孔区的介质层；

3)在金属互联开孔区的电极和未开孔刻蚀的介质层上对金属互联区域进行光刻；

4)在金属互连区域外的光刻胶上以及金属互连区域内的电极和介质层上利用磁控溅射工艺依次淀积10～20nm的Ti界面层、100～200nm的Cu导电层和10～30nm的W保护层；