多层布线技术

（ Ｓ２ＷＳ２Ｔｉｉ ， 成多层 结构 的栅 电极 。 Ｍｏ ｉ ， ｉ Ｓ２ 形 ， ）
典 型的布 线 金 属 是 铝 （ Ｓ 或 Ｃ ） 但是 随 掺 ｉ ｕ， 着 布线尺寸 的微 小 化 ， 布 线 的可 靠 性 下 降 。为 铝 解决这 一 问题 ， 将 ， ｉＴＮ 等材 料 组 合 成 复合 Ｔ， ｉ
率 如表 １所示 。
表 １ 用于 布 线 的 各种 材 料 电阻 率 ， 在 问 题 及解 决 方 法 存
材
＼
料
＼
实 例
电 率［． ］ 阻 ０ｃ ｍ
存 问 ／决 法 在 题解 方
电极 的 低 阻 化 ／ 晶 多 硅 上 淀 积 硅 化 物
栅 电极 材 料
多 晶 硅 。 种 硅 化 多 晶 硅 １ ｑ 各 ０ 物 ， 熔 点 金 属 （ 、 各 种硅 化物 １ 高 钨 ０ 钼等 ） 高 熔 点 金 属 １ ０
４层布 线 。
、＼ 项 目
１ 多 层布 线技 术
１ １ 多 层布线 材料 ． 用于 多层布 线 的 材料 ， 好 的 欧姆接触 外 ， 能 还必 须 具 有和绝缘 介 质层粘 附性好 ， 匹配性 好 ， 热 及可抗 腐蚀性 好 的特 点 。常 用 的材 料 有 ： １ 作 为 ＭＯ （） Ｓ 晶体 管栅 电极材 料 的 多 晶硅 ；２ 晶体 管 源 、 区 （） 漏 的扩散层 ；３ 金属材 料 。典 型 的布线 材料 及 电阻 （）
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１ ２
第 ２ Ｏ卷 第 ２期
利用光刻 掩摸 开 出窗 口， 经沸 水 热 处 理 生成 氧 化 铝膜 。 去胶 、 合金 后 淀积 Ｐ Ｇ 并刻 出通 道 孔 ， Ｓ， 然 后涂 布二 氧 化 硅 乳胶 ， 阶段 加温 （ ０ ０ 分 ６ ～２ ０度 ） 固化 ， 在 ５ ０度 下 进 行增 密热 处 理 。其 后 再 次 并 ０
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第 ２ ０卷 第 ２期 ２０ ０ ２年 ６月
撼
ＪＣ Ｉ ＨＥＮＧＤＩ ＡＮＬＵ Ｔ ＯＮＧ ＸＵＮ
Ｖｏ ２ ＮＯ． １． ０ ２
Ｊ ｎ． ０ ２ ｕ ２ ０
多 层 布 线 技 术
孔 荆钟 安 涛 张 新
７０４ ） １０ ８
适合 于两 层以上 的布线 。
线、 合金 。两次 光刻 通道孔 时 ， 注 意将通道 孔 台 应
阶减缓 。
１ ３ 布线 的平坦 化技术 ． 通过 以上工 艺 所形 成 的 多层 布 线 层次 中， 越
是处 于上 层的布 线 层 ， 间绝 缘 膜表 面 间 的 凹凸 层
所使 用 的二氧 化 硅 乳胶 ， 一种 处 于 高 能 量 是 状 态硅 醇类活性 状 态物质 溶于 乙醇后形 成 的乳胶
结构 ， 或采 用 比 的 电阻率 小 的 Ｃ ｕ作 为 布线 材
料。
１ ２ 布线涂 层工 艺 多层布 线 介 质涂 层 工 艺 称 之 为 布 线 涂 层 工 艺 。 比较典 型 的有 二氧 化硅 乳胶涂 层和 聚酰亚 胺 布线涂 层工 艺 。 在二氧 化硅 乳胶 涂 层 工 艺 中 ， 先沉 积 第 一 首 层铝 布线层 ， 图形 加工 后再 次在铝 线交 叠部 位 经
１— ０ １一 ０
扩 散 层 金 属 材 料
Ｎ Ｐ ．
发 射 区 ， 、 区 源 漏
（ｉＣ ） Ｓ， ｕ Ｃ ｕ等
防止 Ｐ 结 击 穿／ Ｎ 采 用 Ｔ Ｎ 等 势 垒金 属 ｉ 布线的高可 靠性／ 采 用 。 ｉ ＴＮ 复 Ｔ， ｉ 合 结 构
长期 以来 ， 大部 分 的 ＭＯＳ晶体 管是 以 Ｐ 磷 ） （ 掺 杂的 Ｎ 型 多 晶 硅 硅栅 作 为 栅 电极 材 料。 随 着 器件 的微 小 型化 ， 须 降低 栅 电极 的 电阻 。为 此 必 采 用在 多晶硅 上淀积 高熔 点的 金属 材料 的硅化 物
（ 西安理 工 大 学 电子 工程 系 西 安
摘
要 以布线 材料 ， 布线 工 艺， 线平坦 化技 术 以及 影响 布 线质量 的 因素等 几个 方面详 细讨论 了 布 多层布 线 ＶＬ Ｉ 平 坦化 Ｓ
多层布 线技 术 ， 并讨 论 了当前 多层布 线技 术 面临 的 问题 。 关键词
淀积 Ｐ Ｇ， 蚀 通道 孔 。 最 后 进 行 第 二 层 铝 布 Ｓ 刻
聚 酰亚胺涂 布工 艺 比较 简单。 在第一 层铝布 线 后， 直接 用匀胶 方法涂 布聚 酰亚胺胶 ， 然后 热固 化 。固化 成膜后 进 行 光刻 通 道孔 ， 后 进行 第 二 其 层 铝布线 ， 完成 布 线 加工 。聚 酰亚 胺 胶具 有 良 即 好 的防水性 ， 与金 属 的粘 附性及 热 匹配性好 ， 特别
引言
在 ＶＬ Ｉ Ｓ 设计 中， 不仅使 芯 片 的尺 寸 增 加 ， 而 且使布 线引起 的延 迟 时 间变 长 ， 阻碍 电路 速 度 将 的提 高。为 了解决 这 一 问题 ， 可通 过 增 加 布 线 层 数 ， 上 下布线 层 间靠层 间绝 缘膜 的开孔 （ 使 也称 穿 孔 ， 孔， 孔 ） 接 ， 通 过 连 这种 布线 多层化 的 技术称 为 多 层布线技 术 。多层 布线 的层数 随大 规模 集成 化 而增 多 ， 在 ＶＬ Ｉ 现 Ｓ 逻辑 集 成 电路 中一般使 用 ３ ～
液 。一般 在 乳 胶 中 添 加 适 量 的五 氧 化 二磷 （ ｇ ５／
程度 较大 ， 极难形 成性能 稳定 的精细 布线。为 此， 开发 了许多 使表 面 平坦 化 的 技术 ， 间 绝缘 膜 的 层 主要平 坦化 技术 如表 ２所示 。
Ｌ 来改 善成 膜后 的抗 玷污 性 。乳 胶 固化后 ， ） 乳胶 中二氧化 硅 的含量 约为 ５ ９ 质量分数 ） ． ％（ 。