專利名稱：有源區(qū)鍵合兼容高電流的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的構(gòu)造，更為具體地，涉及在鍵合焊盤下的有源電路的形成。
背景技術(shù)：
集成電路包括在半導(dǎo)體材料的襯底之中或之上形成的兩個(gè)以上的電子器件。一般地，集成電路包括兩層以上的用于形成選擇器件和所述器件之間的互連的金屬層。金屬層還向集成電路的輸入和輸出連接提供電路徑。通過鍵合焊盤來制作集成電路的輸入和輸出連接。鍵合焊盤形成在集成電路的頂部金屬層上。鍵合工藝(即球鍵合布線至鍵合焊盤的鍵合)會(huì)損傷形成在要形成鍵合焊盤的金屬層下的有源電路。因此，目前的電路布局標(biāo)準(zhǔn)不允許在鍵合焊盤下形成任何電路或僅允許必須要認(rèn)真測(cè)試的限制結(jié)構(gòu)。
鍵合焊盤下的損傷由很多種原因引起，但主要取決于在鍵合布線附著工藝期間發(fā)生的應(yīng)力和隨后在封裝之后的應(yīng)力。例如，在封裝之后的溫度偏移在整個(gè)結(jié)構(gòu)上施加橫向和垂直力。集成電路的金屬層一般由通過較硬的氧化層彼此分離的軟鋁制成。軟鋁在壓力下易于彎曲而較硬的氧化層不會(huì)。這最終導(dǎo)致氧化層中的裂縫。一旦氧化層裂縫，濕氣會(huì)進(jìn)入導(dǎo)致鋁層的腐蝕并最終導(dǎo)致電路功能失靈。因此，鍵合工藝一般需要鍵合焊盤下的固定結(jié)構(gòu)(real estate)僅用作防止在鍵合工藝期間發(fā)生損傷的緩沖層。然而，隨著芯片設(shè)計(jì)師盡力減小芯片的尺寸，期望能夠?qū)㈡I合焊盤下的固定結(jié)構(gòu)用于有源電路或互連。
由于上述原因和下述其它原因，這些原因?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀和理解本說明書將變得顯而易見，在本領(lǐng)域中需要有效允許鍵合焊盤下的固定結(jié)構(gòu)用于有源電路和互連的改善的集成電路。

發(fā)明內(nèi)容
上述問題和其它問題由本發(fā)明來解決并通過閱讀和研究下述說明書來理解。
在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種集成電路。該集成電路包括襯底；頂部導(dǎo)電層；一層或多層中間導(dǎo)電層；絕緣材料層和器件。頂部導(dǎo)電層具有至少一個(gè)鍵合焊盤和相對(duì)堅(jiān)硬材料的亞層。一層或多層中間導(dǎo)電層形成于頂部導(dǎo)電層和襯底之間。絕緣材料層分離導(dǎo)電層。而且，絕緣層中的一層相對(duì)較硬且位于頂部導(dǎo)電層與最接近頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間。器件形成在集成電路中。另外，至少最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層適合于鍵合焊盤下的選擇器件的實(shí)用互連。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種集成電路。該集成電路包括襯底；器件區(qū)；頂部金屬層；第二金屬層和一層相對(duì)較厚的絕緣材料層。器件區(qū)形成于襯底上和襯底中。頂部金屬層具有形成于其上的一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤。器件區(qū)位于襯底于頂部金屬層之間。第二金屬層位于頂部金屬層和器件區(qū)之間。相對(duì)較厚的絕緣材料層將頂部金屬層與第二金屬層分離。相對(duì)較厚的絕緣層適合于抵抗裂縫。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了另一種集成電路。該集成電路包括襯底；多個(gè)器件；第二金屬層和第一絕緣材料層。多個(gè)器件形成于襯底上和襯底中。頂部金屬層具有至少一個(gè)形成在頂部金屬層表面上的鍵合焊盤。第二金屬層位于頂部金屬層與襯底之間。而且，第二金屬層具有適合于增強(qiáng)集成電路的間隙。第一絕緣材料層形成于頂部金屬層和第二金屬層之間。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種形成具有在鍵合焊盤下的有源電路的集成電路的方法。該方法包括在襯底中和襯底上形成器件；形成第一金屬層；形成覆蓋第一金屬層的第一相對(duì)較厚的絕緣材料層，其中絕緣材料的厚度增強(qiáng)集成電路；形成覆蓋相對(duì)較厚的絕緣材料的頂部金屬層和在頂層的表面上形成鍵合焊盤。
在另一實(shí)施例中，公開了一種形成集成電路的方法。該方法包括在襯底中形成器件區(qū)；沉積覆蓋器件區(qū)的第一金屬層；構(gòu)圖第一金屬層以形成間隙；其中間隙在電流流動(dòng)的方向上延伸；形成覆蓋第一金屬層的絕緣層并填充間隙，其中間隙通過提供較硬絕緣材料的支柱來增強(qiáng)集成電路；沉積覆蓋氧化層的金屬層并在頂部金屬層的表面上形成鍵合焊盤。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，公開了一種形成集成電路的方法。該方法包括在襯底中和襯底上形成器件區(qū)；形成覆蓋器件區(qū)的第一金屬層；形成覆蓋第一金屬層的絕緣層；形成覆蓋絕緣層的包括接近于氧化層的相對(duì)較硬的材料亞層的頂部金屬層；并在頂部金屬層的表面上形成鍵合焊盤。


當(dāng)考慮到優(yōu)選實(shí)施例的描述和下述附圖，將更容易理解本發(fā)明，且其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和使用將更加顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集成電路的部分橫截面圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有間隙的金屬層的部分的頂視圖；和圖3A至3G是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的一種形成集成電路的方法的部分橫截面圖。
根據(jù)普通實(shí)踐，所述的各種特征并非按比例繪制而是為強(qiáng)調(diào)與本發(fā)明相關(guān)的特殊特征來繪制。貫穿附圖和全文參考標(biāo)記表示相似的元件。
具體實(shí)施例方式
在下述優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中，參考附圖，附圖形成實(shí)施例部分的且其中通過示例的方式來示出可以實(shí)踐本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實(shí)踐本發(fā)明，并理解可以使用其它實(shí)施例且可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下作出邏輯、機(jī)械和電的改變。因此，下述詳細(xì)描述并非限定意義，且本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書和其等同物來限定。
在下述說明中，術(shù)語(yǔ)襯底通常用來指在其上形成集成電路的任何結(jié)構(gòu)、以及在集成電路制造的各階段期間的這種結(jié)構(gòu)。該術(shù)語(yǔ)包括摻雜的和未摻雜的半導(dǎo)體、在支撐半導(dǎo)體或絕緣材料上的半導(dǎo)體外延層、這種層的結(jié)合、以及其它本領(lǐng)域公知的這類結(jié)構(gòu)。用于該申請(qǐng)中的相對(duì)位置的術(shù)語(yǔ)根據(jù)平行于常規(guī)平面或晶片或襯底的工作表面的平面來限定，而無關(guān)于晶片或襯底的取向。用于該申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)“水平平面”和“橫向平面”限定為平行于常規(guī)平面或晶片或襯底的工作表面的平面，而無關(guān)于晶片或襯底的取向。術(shù)語(yǔ)“垂直”是指垂直于水平的方向。諸如“上”、“側(cè)”(如“側(cè)壁”)、“較高”、“較低”、“之上”、“頂部”和“底部”的術(shù)語(yǔ)是相對(duì)于常規(guī)平面或晶片或襯底的頂表面上的工作表面來限定的，無關(guān)于晶片或襯底的取向。
本發(fā)明的實(shí)施例提供集成電路的方法和結(jié)構(gòu)，該集成電路允許使用鍵合焊盤下的固定結(jié)構(gòu)來用于有源器件和互連。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供可以使用鍵合焊盤下的所有金屬層用于器件的實(shí)用互連的結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明的實(shí)施例還提供允許使用TiN頂層的亞微米互連線和能夠承載高電流的相對(duì)較寬的線同時(shí)存在于鍵合焊盤下面的結(jié)構(gòu)。
圖1，示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集成電路100的部分橫截面圖。在該實(shí)施例中，示出的集成電路100的部分包括N溝道MOS功率器件102、N-DOMS器件104和NPN雙極性器件106。圖1還示出三層導(dǎo)電層，在該實(shí)施例中，這三層導(dǎo)電層包括第一金屬層M1 108、第二金屬層M2 110和第三金屬層M3112。金屬層108、110和112可以由諸如鋁、銅等導(dǎo)電材料制成。此外，在另一實(shí)施例中，金屬層108、110和112的其中至少一層通過形成許多交替導(dǎo)電層的亞層的亞微米工藝制成。第三金屬層M3 112可以稱為頂部金屬層112。如示出，通過構(gòu)圖鈍化層132在第三金屬層M3 112的表面上形成鍵合焊盤130。球鍵合布線114(鍵合布線114)可以耦合于鍵合焊盤130以提供到集成電路100的輸入和輸出。雖然，該實(shí)施例僅示出三層金屬層108、110和112，其它實(shí)施例具有更多或更少的金屬層。例如，在多于三層金屬層的實(shí)施例中，附加的金屬層形成在金屬層108和110之間。通過本領(lǐng)域公知的諸如沉積和構(gòu)圖的常規(guī)方法來形成每一互連金屬層108、110和112。
如圖1中所示，通路116選擇性地耦合于互連金屬層110和108以在集成電路100的器件102、104和106之間形成電互連。還示出提供到器件102、104和106的元件和第一金屬層108的電互連的通路118。
在一個(gè)實(shí)施例中，使用亞微米工藝來形成金屬層M2 110和金屬層M3112。亞微米工藝使用許多亞層來形成金屬層。在一個(gè)實(shí)施例中，亞層為Ti、TiN和Al合金的交替層。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬層110的亞層的頂層(即面對(duì)金屬112的亞層)為TiN層120。TiN層120用于該位置，是由于其有助于金屬層110構(gòu)圖的低反射特性。然而，亞層120的存在易于增加在分離金屬層110與金屬層112的氧化層中形成裂縫的可能性。特別是，由于TiN層很硬，當(dāng)施加應(yīng)力時(shí)其不能彎曲。結(jié)果，在分離氧化層上的橫向應(yīng)力易于在分離氧化層中形成裂縫。此外，在另一實(shí)施例中，一層TiW形成亞層120。
本發(fā)明的實(shí)施例減小在分離氧化層122中形成裂縫的可能性。在一個(gè)實(shí)施例中，將分離氧化層122(即分離金屬層110與金屬層112的氧化層)形成的相對(duì)較厚。在一個(gè)實(shí)施例中，將分離氧化層122形成為至少1.5μm厚。相對(duì)較厚的分離氧化層122的使用減小了在氧化層122中形成裂縫的可能性。在另一實(shí)施例中，分離氧化層通常為電介質(zhì)或絕緣層。
此外在一個(gè)實(shí)施例中，第三金屬層M3 112包括非常堅(jiān)硬材料的相對(duì)較硬的亞層126。將硬亞層126形成為相鄰于分離氧化層122并相對(duì)于形成鍵合焊盤114的第三金屬層的一側(cè)。硬亞層126相比于鋁非常堅(jiān)硬。硬亞層在氧化層122的較大區(qū)域上分布橫向和垂直應(yīng)力，由此減小氧化層122中的裂縫傾向。在一個(gè)實(shí)施例中，用于硬亞層126的材料為TiN。這取決于TiN與常規(guī)亞微米沉積和蝕刻技術(shù)的適應(yīng)性。在另一實(shí)施例中，硬亞層126為氮化物層。在一個(gè)實(shí)施例中，硬亞層126近似80nm厚。在另一實(shí)施例中，諸如TiW的材料用于硬亞層126。
在另一實(shí)施例中，形成在被選擇的區(qū)域中具有間隙124的第二金屬層M2110。非常寬(橫向?qū)挾?的第二金屬層110易于使結(jié)構(gòu)變?nèi)酰虼耸乖诜蛛x氧化層122出現(xiàn)裂縫的幾率更高。在該實(shí)施例中，間隙124易于通過提供較硬的氧化物柱體來增強(qiáng)該結(jié)構(gòu)。通過正確的布圖使間隙124在集成電路功能上的影響最小化。即，可以使間隙的密度最小化以便于布圖設(shè)計(jì)不受顯著限制。在一個(gè)實(shí)施例中，間隙124占鍵合焊盤下的第二金屬層M2 110的總面積的不足10％。在另一個(gè)實(shí)施例中，間隙如此趨向以便于最小化對(duì)流經(jīng)第二金屬層M2110的電流的影響。在圖2中示出形成最小化對(duì)流經(jīng)第二金屬層M2中的電流的影響的間隙124的實(shí)例。圖3還示出第三金屬層112。
圖3A至3G示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的相關(guān)方面的形成。圖3A示出在襯底301上的集成電路300形成開始的部分橫截面?zhèn)纫晥D。該部分橫截面?zhèn)纫晥D示出該實(shí)施例中的集成電路300包括N溝道MOS302、N-DMOS304和NPN器件306。本領(lǐng)域人員會(huì)理解可以在集成電路300中形成其它類型的器件且本發(fā)明不限于僅具有N溝道MOS、N-DMOS和NPN器件的集成電路。由于器件302、304和306的形成并非本發(fā)明的特征部分，圖3A示出已經(jīng)形成它們。通過諸如沉積、蝕刻掩模和注入的本領(lǐng)域公知技術(shù)來形成這些器件302、304和306。形成覆蓋器件302、304和306的第一絕緣層308。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣層308為第一氧化層308的一層。通過諸如掩模和蝕刻的本領(lǐng)域公知技術(shù)來形成通路310。然后由導(dǎo)電材料填充通路310以形成與第一金屬層312和器件302、304以及306的接觸。通過首先沉積金屬層然后構(gòu)圖第一金屬層312以形成選擇互連來形成第一金屬層312。然后形成覆蓋第一金屬層M1 312和第一氧化層308的暴露區(qū)域的第二絕緣層314。在一個(gè)實(shí)施例中，第二絕緣層314為第二氧化層314。通過掩模第二氧化層的表面來在第二氧化層314中形成通路并向下蝕刻通路316到被構(gòu)圖的第一金屬層312的選擇的部分。然后用導(dǎo)電材料填充通路316。
參考圖3B，在第二氧化層的表面上沉積第二金屬層M2 318。在一個(gè)實(shí)施例中，通過包括多個(gè)交替不同金屬層的亞微米工藝形成第二金屬層318。在一個(gè)實(shí)施例中，交替金屬層為Ti、TiN和Al合金。第二金屬層M2 318的頂部亞層320由有助于第二金屬層M2 318構(gòu)圖的TiN制成。在圖3C中示出頂部亞層320。如圖3中示出，在該實(shí)施例中，然后構(gòu)圖第二金屬層318以形成間隙322。間隙322通過提供堅(jiān)硬氧化物柱體來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。然后形成覆蓋第二金屬層M2的第三絕緣層324。這在圖3D中示出。在一個(gè)實(shí)施例中，第三絕緣層324為第三氧化層324。第三氧化層324還填充間隙322。在一個(gè)實(shí)施例中，形成相對(duì)較厚的第三氧化層324(分離氧化層324)。此外，在一個(gè)實(shí)施例中分離氧化層324的厚度為至少1.5μm。
然后在分離氧化層324的表面上形成一層相對(duì)較堅(jiān)硬的金屬層326。這在圖3E中示出。該硬層326在分離氧化層324的較大區(qū)域上分布橫向和垂直應(yīng)力。由一層諸如TiN或SiN的氮化物層形成一些實(shí)施例的硬層326。在另一實(shí)施例中，由一層TiW形成硬層326。而且，在一個(gè)實(shí)施例中，硬層326形成近似80nm厚。參考圖3F，形成覆蓋硬層326的第三金屬層M3 328。在一個(gè)實(shí)施例中，硬層326為在第三金屬層M3 328形成期間通過常規(guī)亞微米沉積和蝕刻技術(shù)形成的亞層。在另一實(shí)施例中(未示出)，硬層326為接近于分離氧化層324形成的第三金屬層M3 328的亞層。然后在第三金屬層M3 328的上表面上通過構(gòu)圖沉積的鈍化層332來形成鍵合焊盤330。這在圖3G中示出。在圖3G中還示出，然后將球形鍵合布線334耦合于鍵合焊盤330。雖然，未在圖中示出，在相對(duì)較厚的氧化層324中形成通路以便于頂部金屬層328還可以用于互連器件。此外，在本領(lǐng)域中會(huì)理解單個(gè)集成電路可以具有多個(gè)鍵合焊盤且本發(fā)明不限于單個(gè)鍵合焊盤。
雖然已經(jīng)在本文中示出并描述了具體的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解，計(jì)劃獲得相同目的的任何布置可以替代示出的具體實(shí)施例。該申請(qǐng)旨在覆蓋本發(fā)明的任何修改和變化。因此，主要目的是該發(fā)明僅由權(quán)利要求書及其等同物來限定。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括襯底；頂部導(dǎo)電層，頂部導(dǎo)電層具有至少一個(gè)鍵合焊盤和相對(duì)堅(jiān)硬材料的亞層；一個(gè)或多個(gè)形成于頂部導(dǎo)電層與襯底之間的中間導(dǎo)電層；將導(dǎo)電層彼此分離的絕緣材料層，絕緣材料層中的一層相對(duì)堅(jiān)硬并位于頂部導(dǎo)電層與最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間；和形成在集成電路中的器件，其中至少最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層適用于在鍵合焊盤下的選擇器件的實(shí)用互連。
2.權(quán)利要求1的集成電路，其中亞層由TiN制成。
3.權(quán)利要求1的集成電路，其中亞層由TiW制成。
4.權(quán)利要求1的集成電路，其中亞層為氮化物層。
5.權(quán)利要求1的集成電路，其中器件為相對(duì)較高的電流器件且一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層形成相對(duì)較寬的互連線以容納相對(duì)較高的電流。
6.權(quán)利要求1的集成電路，其中至少一個(gè)導(dǎo)電層還包括通過亞微米工藝形成的導(dǎo)電亞層。
7.權(quán)利要求1的集成電路，其中導(dǎo)電層為金屬層。
8.權(quán)利要求7的集成電路，其中至少一層金屬層由包括鋁和銅的金屬層組中的金屬層形成。
9.權(quán)利要求1的集成電路，其中一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層還包括第二導(dǎo)電層，通過相對(duì)較厚的絕緣層將第二導(dǎo)電層與頂部導(dǎo)電層分離。
10.權(quán)利要求9的集成電路，其中相對(duì)較厚的絕緣層為至少1.5μm厚的氧化層。
11.權(quán)利要求9的集成電路，其中第二導(dǎo)電層還包括相鄰于相對(duì)較厚的絕緣層的TiN層。
12.權(quán)利要求9的集成電路，其中第二導(dǎo)電層具有間隙。
13.權(quán)利要求12的集成電路，其中間隙占至少一個(gè)鍵合焊盤下的第二金屬層的總面積的不足10％。
14.權(quán)利要求12的集成電路，其中間隙取向?yàn)樽钚』瘜?duì)流經(jīng)第二金屬層的電流的影響。
15.一種集成電路，包括襯底；形成在襯底上和襯底中的器件區(qū)；頂部金屬層，頂部金屬層具有一個(gè)或多個(gè)形成于其上的鍵合焊盤，器件區(qū)位于襯底與頂部金屬層之間；第二金屬層，位于頂部金屬層與器件區(qū)之間；相對(duì)較厚的絕緣材料層，將頂部金屬層與第二金屬層分離，其中相對(duì)較厚的絕緣層適于防止裂縫。
16.權(quán)利要求15的集成電路，其中相對(duì)較厚的絕緣層為具有至少1.5μm厚度的氧化層。
17.權(quán)利要求15的集成電路，還包括位于器件區(qū)與第二金屬層之間的一個(gè)或多個(gè)中間金屬層。
18.權(quán)利要求15的集成電路，其中第二金屬層包括相鄰于相對(duì)較厚的絕緣材料層設(shè)置的TiN亞層。
19.權(quán)利要求15的集成電路，其中第二金屬層具有適合于增強(qiáng)集成電路的間隙。
20.權(quán)利要求19的集成電路，其中間隙占一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤下的第二金屬層的總面積的不足10％。
21.權(quán)利要求19的集成電路，其中將間隙取向成最小化對(duì)流經(jīng)第二金屬線的電流的影響。
22.權(quán)利要求15的集成電路，還包括一層適于在相對(duì)較厚的絕緣層的較大區(qū)域上分布橫向和垂直應(yīng)力的相對(duì)較堅(jiān)硬的材料層。
23.權(quán)利要求22的集成電路，其中相鄰于頂部金屬層和相對(duì)較厚的絕緣層形成相對(duì)較堅(jiān)硬的材料層。
24.權(quán)利要求22的集成電路，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料層由TiN制成。
25.權(quán)利要求22的集成電路，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料層由TiW制成。
26.權(quán)利要求22的集成電路，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料的厚度近似80nm。
27.權(quán)利更求22的集成電路，其中將對(duì)較堅(jiān)硬的材料層為氮化物層。
28.權(quán)利要求22的集成電路，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料層為由亞微米工藝形成的頂部金屬層的亞層。
29.權(quán)利要求28的集成電路，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料亞層形成在接近于相對(duì)較厚的絕緣層。
30.一種集成電路，包括襯底；形成于襯底上和襯底中的多個(gè)器件；頂部金屬層，具有至少一個(gè)形成于頂部金屬層表面上的鍵合焊盤；位于頂部金屬層與襯底之間的第二金屬層，第二金屬層具有適于增強(qiáng)集成電路的間隙；和形成于頂部金屬層與第二金屬層之間的第一絕緣材料層。
31.權(quán)利要求30的集成電路，其中最小化第二金屬層中的間隙密度以最小化對(duì)集成電路功能的影響。
32.權(quán)利要求30的集成電路，其中間隙占相關(guān)鍵合焊盤下的第二金屬線的總面積的不足10％。
33.權(quán)利要求30的集成電路，其中間隙在電流流動(dòng)的方向上延伸。
34.權(quán)利要求30的集成電路，其中頂部金屬層包括相鄰于第一絕緣層設(shè)置的相對(duì)較堅(jiān)硬的亞層。
35.權(quán)利要求30的集成電路，其中第二金屬層包括相鄰于第一絕緣層設(shè)置的TiN亞層。
36.權(quán)利要求30的集成電路，其中第二金屬層包括相鄰于第一絕緣層設(shè)置的TiW亞層。
37.權(quán)利要求30的集成電路，其中第一絕緣層相對(duì)較厚。
38.權(quán)利要求37的集成電路，其中第一絕緣層為具有至少1.5μm厚度的第一氧化層。
39.一種形成在鍵合焊盤下具有電路的集成電路的方法，該方法包括在襯底中和襯底上形成器件；形成第一金屬層；形成覆蓋第一金屬層的相對(duì)較厚的第一絕緣材料層，其中第一絕緣層的厚度增強(qiáng)集成電路；形成覆蓋相對(duì)較厚的絕緣層的頂部金屬層；和在頂部層的表面上形成鍵合焊盤。
40.權(quán)利要求39的方法，其中相對(duì)較厚的第一絕緣材料層為具有至少1.5μm厚的氧化層。
41.權(quán)利要求39的方法，還包括在器件與第一金屬層之間形成一個(gè)或多個(gè)中間金屬層。
42.權(quán)利要求39的方法，其中形成第一金屬層，還包括構(gòu)圖第一金屬層以形成間隙。
43.權(quán)利要求42的方法，其中間隙占鍵合焊盤下的第一金屬層的總面積的不足10％。
44.權(quán)利要求42的方法，其中將間隙如此取向形成以便于最小化流經(jīng)第一金屬層的電流的影響。
45.權(quán)利要求42的方法，其中形成間隙以在電流流經(jīng)第一金屬層中的方向上延伸。
46.權(quán)利要求39的方法，其中形成頂部金屬層，還包括形成相對(duì)較堅(jiān)硬材料的亞層。
47.權(quán)利要求46的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料為TiN。
48.權(quán)利要求46的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料由氮化物層制成。
49.權(quán)利要求46的方法，其中接近于相對(duì)較厚的第一絕緣材料層形成相對(duì)較堅(jiān)硬的材料。
50.一種形成集成電路的方法，該方法包括在襯底中形成器件區(qū)；沉積覆蓋器件區(qū)的第一金屬層；構(gòu)圖第一金屬層以形成間隙，其中間隙在電流流動(dòng)的方向上延伸；形成覆蓋第一金屬層的絕緣層并填充間隙，其中間隙通過提供較硬絕緣材料的柱體來增強(qiáng)集成電路；沉積覆蓋絕緣層的頂部金屬層；和在頂部金屬層的表面上形成鍵合焊盤。
51.權(quán)利要求50的方法，其中絕緣層為至少1.5μm厚的氧化層。
52.權(quán)利要求50的方法，其中第一金屬層中的間隙占鍵合焊盤下的金屬線的總面積的不足10％。
53.權(quán)利要求50的方法，其中形成頂部金屬層，還包括相鄰于該絕緣層形成相對(duì)較堅(jiān)硬材料的亞層。
54.權(quán)利要求53的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料為TiN。
55.權(quán)利要求53的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料為TiW。
56.權(quán)利要求53的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料由氮化物亞層制成。
57.一種形成集成電路的方法，該方法包括形成在襯底中和襯底上的器件區(qū)；形成覆蓋器件區(qū)的第一金屬層；形成覆蓋第一金屬層的絕緣層；形成覆蓋絕緣層的包括接近于絕緣層的相對(duì)較堅(jiān)硬的材料亞層的頂部金屬層；和在頂部金屬層的表面上形成鍵合焊盤。
58.權(quán)利要求57的方法，其中相對(duì)較厚的材料亞層為TiN。
59.權(quán)利要求57的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的材料為TiW。
60.權(quán)利要求57的方法，其中相對(duì)較厚的材料亞層由氮化物層形成。
61.權(quán)利要求57的方法，其中絕緣層為具有不小于1.5μm厚度的氧化層。
62.權(quán)利要求57的方法，其中形成第一金屬層還包括構(gòu)圖第一金屬層以形成間隙，其中間隙占鍵合焊盤下的第一金屬層的總層面積的不足10％。
63.權(quán)利要求57的方法，還包括在第一金屬層與器件區(qū)之間形成一個(gè)或多個(gè)中間金屬層；和構(gòu)圖一個(gè)或多個(gè)中間金屬層以在器件之間形成互連。
64.權(quán)利要求14的集成電路，其中將間隙取向成最小化對(duì)流經(jīng)第二金屬層的電流的影響，還包括在電流流動(dòng)的方向上延伸間隙。
65.權(quán)利要求21的集成電路，其中將間隙取向成最小化對(duì)流經(jīng)第二金屬層的電流的影響，還包括在電流流動(dòng)的方向上延伸間隙。
66.權(quán)利要求39的方法，其中在襯底中和襯底上形成器件包括在鍵合焊盤下形成至少一個(gè)器件。
67.權(quán)利要求50的方法，其中鍵合焊盤直接形成在至少一個(gè)器件區(qū)上。
68.一種集成電路，包括襯底；頂部導(dǎo)電層，頂部導(dǎo)電層具有至少一個(gè)鍵合焊盤和至少一個(gè)亞層，其中至少一個(gè)亞層比頂部導(dǎo)電層的其它亞層相對(duì)較堅(jiān)硬；在頂部導(dǎo)電層與襯底之間形成的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層；將一層或多層導(dǎo)電層彼此分離的一層或多層絕緣材料層；和形成在集成電路中的器件，其中最接近于頂部導(dǎo)電層的至少一個(gè)中間導(dǎo)電層適用于鍵合焊盤下的選擇器件的實(shí)用互連。
69.權(quán)利要求68的集成電路，其中至少一個(gè)亞層為包括TiN、SiN和TiW的組中的一種。
70.權(quán)利要求68的集成電路，其中至少一層中間導(dǎo)電層具有間隙。
71.權(quán)利要求70的集成電路，其中間隙在電流流動(dòng)的方向上延伸以最小化它們對(duì)電流流動(dòng)的影響。
72.權(quán)利要求68的集成電路，其中至少一個(gè)中間導(dǎo)電層為最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層。
73.權(quán)利要求68的集成電路，其中絕緣材料層中的一層比其它絕緣材料層厚，且位于頂部導(dǎo)電層與最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間。
74.一種集成電路，包括襯底；形成在襯底上和襯底中的器件區(qū)；頂部金屬層，頂部金屬層具有形成于其上的一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤，器件區(qū)位于襯底與頂部金屬層之間；第二金屬層，位于頂部金屬層與器件區(qū)之間；和將頂部金屬層與第二金屬層分離的第一絕緣材料層，其中絕緣層具有選擇防止裂縫的厚度。
75.權(quán)利要求74的集成電路，其中絕緣材料層至少1.5μm厚。
76.權(quán)利要求74的集成電路，其中第二金屬層具有一個(gè)或多個(gè)在電流流動(dòng)方向上延伸的間隙。
77.權(quán)利要求74的集成電路，還包括位于頂部金屬層與襯底之間的多個(gè)中間金屬層，多個(gè)金屬層包括第二金屬層；和將導(dǎo)電層彼此分離的絕緣材料層，絕緣材料層包括第一絕緣材料層。
78.權(quán)利要求77的集成電路，其中在一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤下的多個(gè)中間導(dǎo)電層適用于有源器件和實(shí)用互連。
79.一種集成電路，包括襯底；頂部導(dǎo)電層，頂部導(dǎo)電層具有至少一個(gè)形成于其上的鍵合焊盤；形成于頂部導(dǎo)電層與襯底之間的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層；將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層彼此分離的一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層；一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中最接近于頂部導(dǎo)電層的一層具有適合于增強(qiáng)集成電路的間隙；和形成在集成電路中的器件，其中一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層適合于鍵合焊盤下的選擇器件的實(shí)用互連。
80.權(quán)利要求79的集成電路，還包括比頂部導(dǎo)電層堅(jiān)硬的相對(duì)較堅(jiān)硬的材料亞層，相對(duì)較堅(jiān)硬的材料亞層形成在頂部導(dǎo)電層與分離最接近于頂部導(dǎo)電層的至少一個(gè)中間導(dǎo)電層的一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層中的一層之間。
81.權(quán)利要求79的集成電路，其中絕緣材料層中的一層比絕緣材料的其它層厚且位于頂部導(dǎo)電層與最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間。
82.權(quán)利要求79的集成電路，其中在一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中的最接近于頂部導(dǎo)電層的一層中的間隙在電流流動(dòng)的方向上延伸以最小化它們對(duì)電流流動(dòng)的影響。
83.權(quán)利要求79的集成電路，其中在一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中的最接近于頂部導(dǎo)電層的一層中的間隙占至少一個(gè)鍵合焊盤下的面積的不足10％。
84.一種集成電路，包括襯底；頂部導(dǎo)電層，頂部導(dǎo)電層具有至少一個(gè)形成于其上的鍵合焊盤和至少一個(gè)亞層，其中至少一個(gè)亞層比剩余的頂部導(dǎo)電層相對(duì)較堅(jiān)硬；形成于頂部導(dǎo)電層與襯底之間的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層，一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中最接近于頂部導(dǎo)電層的一層具有適合于增強(qiáng)集成電路的間隙；將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層彼此分離的一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層，一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層包括分離頂部金屬層與一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中的最接近的一層的第一絕緣材料層，其中該絕緣層具有選擇防止裂縫的厚度；和形成在集成電路中的器件，其中至少一個(gè)鍵合焊盤下的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層適合于有源器件和實(shí)用互連。
85.一種形成集成電路的方法，該方法包括形成在襯底上和襯底中的器件；形成覆蓋襯底的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層；形成將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層彼此分離的一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層；形成頂部導(dǎo)電層，頂部導(dǎo)電層包括比剩余頂部導(dǎo)電層相對(duì)較堅(jiān)硬材料的至少一個(gè)亞層；和在頂部導(dǎo)電表面上形成至少一個(gè)鍵合焊盤，其中至少一個(gè)相對(duì)較堅(jiān)硬的材料亞層適合于防止在至少一個(gè)鍵合焊盤下的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層的裂縫以便于在至少一個(gè)鍵合焊盤下的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層可以用于器件中被選擇的各器件的實(shí)用互連。
86.權(quán)利要求85的方法，其中相對(duì)較堅(jiān)硬的亞層由來自包括TiN、SiN和TiW的材料組中的一種制成。
87.權(quán)利要求85的方法，還包括將一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層中的在頂部導(dǎo)電層與最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間的一層形成得比剩余的多個(gè)絕緣層中的一層相對(duì)較厚。
88.權(quán)利要求85的方法，還包括在一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中的一層中形成間隙以形成通過一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中的一層的相對(duì)較堅(jiān)硬的絕緣材料柱體。
89.權(quán)利要求88的方法，其中一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層的一層為最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層。
90.一種形成集成電路的方法，該方法包括在襯底上和襯底中形成器件區(qū)；形成覆蓋襯底的第一金屬層；形成覆蓋第一金屬層的頂部金屬層；在頂部金屬層上形成至少一個(gè)鍵合焊盤；和形成分離頂部金屬層與第一金屬層的第一絕緣材料層，其中第一絕緣材料層具有被選擇為防止裂縫的厚度。
91.權(quán)利要求90的方法，其中第一絕緣材料層形成為至少1.5μm厚。
92.權(quán)利要求90的方法，還包括在第一金屬層與襯底之間形成一個(gè)或多個(gè)中間金屬層；和形成一個(gè)或多個(gè)絕緣層以將一個(gè)或多個(gè)中間金屬層彼此分離。
93.權(quán)利要求90的方法，還包括在頂部金屬層與第一絕緣材料層之間形成材料亞層，材料亞層比剩余的頂部金屬層相對(duì)較堅(jiān)硬以便于在一個(gè)或多個(gè)鍵合焊盤形成其間在頂部金屬層上出現(xiàn)的應(yīng)力分布在第一絕緣材料層的較大區(qū)域上以減小使第一絕緣材料層裂縫的可能性。
94.權(quán)利要求90的方法，還包括在第一金屬層中形成間隙以形成通過第一金屬層的相對(duì)堅(jiān)硬的絕緣材料柱體。
95.一種形成集成電路的方法，該方法包括在襯底中和襯底上形成器件；形成覆蓋襯底的頂部導(dǎo)電層；在頂部導(dǎo)電層上形成至少一個(gè)鍵合焊盤；在頂部導(dǎo)電層與襯底之間形成一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層；形成將一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層彼此分離的一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層；和在一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中最接近于頂部導(dǎo)電層的一層中形成間隙，該間隙適合于通過形成穿通一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中最接近于頂部導(dǎo)電層的一層的相對(duì)較堅(jiān)硬的絕緣材料的柱體來防止至少一個(gè)鍵合焊盤下的一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層裂縫，其中一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層適合于鍵合焊盤下的選擇器件的實(shí)用互連。
96.權(quán)利要求95的方法，其中一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中最接近于頂部導(dǎo)電層的一層中的間隙形成在電流流動(dòng)的方向上以減小間隙對(duì)電流流動(dòng)的影響。
97.權(quán)利要求95的方法，還包括在頂部導(dǎo)電層與將一個(gè)或多個(gè)中間導(dǎo)電層中最接近于頂部導(dǎo)電層的一層與頂部導(dǎo)電層分離的絕緣材料層中的一層之間形成材料亞層，該材料亞層比剩余的頂部導(dǎo)電層相對(duì)較堅(jiān)硬以便于在至少一個(gè)鍵合焊盤形成期間出現(xiàn)在頂部導(dǎo)電層上的應(yīng)力分布在一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層的較大區(qū)域上以減小使一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層裂縫的可能性。
98.權(quán)利要求95的方法，還包括在頂部導(dǎo)電層與最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間形成比剩余的多個(gè)絕緣層的一層相對(duì)較厚的一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層中的一層。
全文摘要
一種在鍵合焊盤下具有電路的集成電路。在一個(gè)實(shí)施例中，該集成電路包括襯底；頂部導(dǎo)電層；一層或多層中間導(dǎo)電層；絕緣材料層和器件。頂部導(dǎo)電層具有至少一個(gè)鍵合焊盤和相對(duì)堅(jiān)硬的材料亞層。一層或多層中間導(dǎo)電層形成于頂部導(dǎo)電層和襯底之間。絕緣材料層分離導(dǎo)電層。而且，絕緣層中的一層相對(duì)較硬且位于頂部導(dǎo)電層與最接近頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層之間。器件形成在集成電路中。另外，至少最接近于頂部導(dǎo)電層的中間導(dǎo)電層適合于鍵合焊盤下的選擇器件的實(shí)用互連。
文檔編號(hào)H01L23/485GK1645606SQ20041009594
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者約翰·T.·加斯納, 邁克爾·D.·丘奇, 薩米爾·D.·帕拉博, 小保羅·E.·貝克曼, 戴維·A.·德克羅斯塔, 羅伯特·L.·羅曼尼科, 克里斯·A.·邁克卡迪 申請(qǐng)人:英特塞爾美國(guó)公司