一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝。包括以下步驟：在二氧化硅襯底上，采用物理氣相沉積方法低溫沉積粘附層鈦薄膜，粘附層鈦薄膜覆蓋在二氧化硅上表面；沉積阻擋層氮化鈦薄膜，阻擋層氮化鈦薄膜覆蓋在粘附層鈦薄膜上表面；高溫沉積鋁薄膜，鋁薄膜覆蓋在阻擋層氮化鈦薄膜上表面；鋁薄膜上表面沉積一層氧化鋁薄膜之后再在氧化鋁薄膜上表面沉積一層防反射層氮化鈦薄膜，或者在鋁薄膜上表面直接沉積一層防反射層氮化鈦薄膜然后通入氮?dú)庵敝练婪瓷鋵拥伇∧ぶ械牡窟_(dá)到飽和。本發(fā)明的有益效果是：采用簡(jiǎn)單的工藝流程克服了鋁薄膜在生產(chǎn)工藝過(guò)程中鋁晶粒無(wú)序增大使鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀的缺陷。
【專利說(shuō)明】
一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的新工藝，尤其涉及一種應(yīng)用于CIS產(chǎn)品制造中減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，以金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)制造攝像傳感器技術(shù)(CIS: CMOS imagesensor)已經(jīng)成為新興成像領(lǐng)域的主流工藝。金屬薄膜具有良好的可見(jiàn)光反射傳導(dǎo)性能，可以作為各個(gè)像素單元格隔絕柵，也是當(dāng)前大家普遍采用的辦法。鋁薄膜因其可見(jiàn)光反射性能優(yōu)異和制造工藝簡(jiǎn)單，而被大多數(shù)主流CIS廠商所采用。但是，鋁薄膜容易在后續(xù)高溫退火工藝中，產(chǎn)生小丘狀缺陷，容易使鋁薄膜表面形成光線漫反射效應(yīng)，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響可見(jiàn)光傳導(dǎo)的數(shù)量和質(zhì)量，最終影響成像品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，克服了鋁薄膜在生產(chǎn)過(guò)程中鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀的缺陷。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，包括以下步驟:
[0005]在二氧化硅襯底上，采用物理氣相沉積方法沉積粘附層鈦薄膜，所述粘附層鈦薄膜覆蓋在所述二氧化硅上表面；
[0006]沉積粘附層鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積阻擋層氮化鈦薄膜，所述阻擋層氮化鈦薄膜覆蓋在所述粘附層鈦薄膜不與所述二氧化硅相接觸的那一表面上；
[0007]沉積阻擋層氮化鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積鋁薄膜，所述鋁薄膜覆蓋在所述阻擋層氮化鈦薄膜不與所述粘附層鈦薄膜相接觸的那一表面上；
[0008]所述鋁薄膜不與阻擋層氮化鈦薄膜相接觸的那一面上沉積一層氧化鋁薄膜之后再在氧化鋁薄膜不與鋁薄膜相接觸的那一面上沉積一層防反射層氮化鈦薄膜，或者在所述鋁薄膜不與阻擋層氮化鈦薄膜相接觸的那一面上直接沉積一層防反射層氮化鈦薄膜然后通入氮?dú)庵敝了龇婪瓷鋵拥伇∧ぶ械牡窟_(dá)到飽和。
[0009]進(jìn)一步，所述鋁薄膜不與阻擋層氮化鈦薄膜相接觸的那一面上沉積一層氧化鋁薄膜之后再在氧化鋁薄膜不與鋁薄膜相接觸的那一面上沉積一層防反射層氮化鈦薄膜，或者在所述鋁薄膜不與阻擋層氮化鈦薄膜相接觸的那一面上直接沉積一層防反射層氮化鈦薄膜然后通入氮?dú)庵敝了龇婪瓷鋵拥伇∧ぶ械牡窟_(dá)到飽和步驟中，所述氧化鋁中的鋁元素與氧元素的質(zhì)量比為0.9?1.5:0.5?I，所述氧化鋁薄膜厚度為20?70埃，原所述防反射層氮化鈦薄膜中鈦和氮的質(zhì)量比為70?80:20?30，所述防反射層氮化鈦薄膜厚度為400?600埃，所述防反射層氮化鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C。
[0010]進(jìn)一步，所述在二氧化硅襯底上，采用物理氣相沉積方法沉積粘附層鈦薄膜，所述粘附層鈦薄膜覆蓋在所述二氧化硅上表面步驟中，所述粘附層鈦薄膜厚度為200?300埃，所述粘附層鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C。
[0011 ]進(jìn)一步，所述沉積粘附層鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積阻擋層氮化鈦薄膜，所述阻擋層氮化鈦薄膜覆蓋在所述粘附層鈦薄膜不與所述二氧化硅相接觸的那一表面上步驟中，所述阻擋層氮化鈦薄膜厚度為200?300埃，所述阻擋層氮化鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C。
[0012]進(jìn)一步，所述沉積阻擋層氮化鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積鋁薄膜，所述鋁薄膜覆蓋在所述阻擋層氮化鈦薄膜不與所述粘附層鈦薄膜相接觸的那一表面上步驟中，所述鋁薄膜厚度為1500?2500埃，所述鋁薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為200?350°C。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:采用簡(jiǎn)單的工藝流程克服了鋁薄膜在生產(chǎn)工藝過(guò)程中鋁晶粒無(wú)序增大使鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀的缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0016]1、防反射層氮化鈦薄膜，2、添加物薄膜層，3、鋁薄膜，4、阻擋層氮化鈦薄膜，5、粘附層鈦薄膜，6、二氧化硅。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝各層膜的排布位置為最底層作為載體襯底的二氧化硅6，二氧化硅6上表面覆蓋粘附層鈦薄膜5，粘附層鈦薄膜5上表面覆蓋阻擋層氮化鈦薄膜4，阻擋層氮化鈦薄膜4上表面覆蓋鋁薄膜3，鋁薄膜3的上表面覆蓋添加物薄膜層2，添加物薄膜層2上表面覆蓋防反射層氮化鈦薄膜I。
[0019]本發(fā)明一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝的主要步驟包括:在二氧化硅6的襯底上，采用物理氣相沉積方法(所謂的物理氣相沉積方法又稱磁控濺射方法，是指在真空條件下，采用物理方法，將材料源一一固體或液體表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過(guò)低壓氣體或等離子體過(guò)程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的方法。)低溫沉積粘附層鈦薄膜5，粘附層鈦薄膜5覆蓋在二氧化硅6上表面;沉積粘附層鈦薄膜5之后，采用物理氣相沉積方法沉積阻擋層氮化鈦薄膜4，阻擋層氮化鈦薄膜4覆蓋在粘附層鈦薄膜5上表面;沉積阻擋層氮化鈦薄膜4之后，采用物理氣相沉積方法高溫沉積鋁薄膜3，鋁薄膜3覆蓋在阻擋層氮化鈦薄膜4上表面;在鋁薄膜3上表面沉積一層添加物薄膜層2再在添加物薄膜層2上表面沉積一層防反射層氮化鈦薄膜I，或者在鋁薄膜3上直接沉積一層防反射層氮化鈦薄膜I然后通入氮?dú)庵敝了龇婪瓷鋵拥伇∧中的氮含量達(dá)到飽和。添加物薄膜層2中添加的氧化物薄膜層為氧化鋁薄膜，防反射層氮化鈦薄膜I采用物理氣相沉積方法獲得，采用電漿去轟擊金屬鈦靶材，在鈦靶材被轟擊下落的同時(shí)通入氮?dú)鈱⒔饘兮佋拥煞婪瓷鋵拥伇∧。
[0020]當(dāng)采用的是在鋁薄膜3的上表面沉積一層添加物薄膜層2之后再在添加物薄膜層2的上表面沉積一層防反射層氮化鈦薄膜I工藝時(shí)，添加物薄膜層2中的添加物為氧化鋁，所述添加物氧化招中的招元素和氧元素的質(zhì)量比為0.9?1.5:0.5?I，招氧質(zhì)量比優(yōu)選為1:
0.89，鋁氧濃度梯度以鋁薄膜3為開(kāi)始，逐漸變大，添加物薄膜層2中氧化鋁薄膜的厚度為20?70埃，優(yōu)選厚度為40埃，添加氧化鋁薄膜是根據(jù)原位引入原理，添加物薄膜層2添加氧化鋁時(shí)是以鋁薄膜3為基體，引入的氧化鋁薄膜與基體鋁薄膜3兩者具有天然的良好結(jié)合性，可以防止兩層薄膜因性質(zhì)差異太大導(dǎo)致高溫穩(wěn)定性差而使兩層薄膜分離開(kāi)裂，在鋁薄膜3的表面沉積一層高應(yīng)力的氧化鋁薄膜，可以通過(guò)這層高應(yīng)力的薄膜抑制鋁晶粒在高溫退火過(guò)程中的無(wú)序長(zhǎng)大；當(dāng)采用的是直接在鋁薄膜3的上表面沉積一層防反射層氮化鈦薄膜I然后再通入氮?dú)庵敝练婪瓷鋵拥伇∧中的氮含量達(dá)到飽和狀態(tài)工藝時(shí)，是以防反射層氮化鈦薄膜I為基體原位改變氮化鈦的質(zhì)量比，原防反射層氮化鈦薄膜I中的鈦氮質(zhì)量比為70?80: 20?30，優(yōu)選鈦氮質(zhì)量比為77.3:22.7,防反射層氮化鈦薄膜I的厚度為400?600埃，優(yōu)選厚度為500埃，反應(yīng)的溫度為20?40 °C，通過(guò)通入氮?dú)庠辉黾拥暮恐圃斓窟_(dá)到飽和狀態(tài)，防反射層氮化鈦薄膜的厚度不變?nèi)詾?00?600埃，優(yōu)選厚度為500埃，反應(yīng)的溫度為20?40°C，氮含量達(dá)到飽和狀態(tài)后可以提高氮化鈦薄膜I的應(yīng)力，優(yōu)化防反射層氮化鈦薄膜I中的氮鈦質(zhì)量比可以提高防反射層氮化鈦薄膜I的應(yīng)力，通過(guò)這層高應(yīng)力的薄膜來(lái)抑制鋁晶粒在高溫退火過(guò)程中的無(wú)序長(zhǎng)大。采用以上兩種工藝方法所達(dá)到的效果都是通過(guò)抑制鋁晶粒在高溫退火過(guò)程中的無(wú)序長(zhǎng)大，從而減少鋁薄膜小丘狀缺陷的產(chǎn)生。
[0021]如圖1所示，工藝過(guò)程中在底層作為載體襯底的二氧化硅6的上表面覆蓋有粘附層鈦薄膜5，粘附層鈦薄膜5的厚度為200?300埃，優(yōu)選250埃，粘附層鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C，反應(yīng)的能量為8000?10800W。粘附層鈦薄膜5的上表面覆蓋有阻擋層氮化鈦薄膜4，阻擋層氮化鈦薄膜4的厚度為200?300埃，優(yōu)選250埃，阻擋層氮化鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C，反應(yīng)的能量為8000?10800W。阻擋層氮化鈦薄膜4的上表面覆蓋著需要生產(chǎn)的鋁薄膜3，鋁薄膜3的厚度為1500?2500埃，優(yōu)選厚度為2000埃，鋁薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為200?350°C，優(yōu)選溫度為270°C，反應(yīng)的能量為10000?22000W。
[0022]以上工藝采用了原位引入的原理，用較低的成本實(shí)現(xiàn)了較高的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約了資源，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，其特征在于，包括以下步驟: 在二氧化硅襯底上，采用物理氣相沉積方法沉積粘附層鈦薄膜，所述粘附層鈦薄膜覆蓋在所述二氧化硅上表面； 沉積粘附層鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積阻擋層氮化鈦薄膜，所述阻擋層氮化鈦薄膜覆蓋在所述粘附層鈦薄膜不與所述二氧化硅相接觸的那一表面上； 沉積阻擋層氮化鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積鋁薄膜，所述鋁薄膜覆蓋在所述阻擋層氮化鈦薄膜不與所述粘附層鈦薄膜相接觸的那一表面上； 所述鋁薄膜不與阻擋層氮化鈦薄膜相接觸的那一面上直接沉積一層防反射層氮化鈦薄膜然后通入氮?dú)庵敝了龇婪瓷鋵拥伇∧ぶ械牡窟_(dá)到飽和。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，其特征在于，所述鋁薄膜不與阻擋層氮化鈦薄膜相接觸的那一面上直接沉積一層防反射層氮化鈦薄膜然后通入氮?dú)庵敝了龇婪瓷鋵拥伇∧ぶ械牡窟_(dá)到飽和步驟中，原所述防反射層氮化鈦薄膜中鈦和氮的質(zhì)量比為70?80:20?30，所述防反射層氮化鈦薄膜厚度為400?600埃，所述防反射層氮化鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，其特征在于，所述在二氧化硅襯底上，采用物理氣相沉積方法沉積粘附層鈦薄膜，所述粘附層鈦薄膜覆蓋在所述二氧化硅上表面步驟中，所述粘附層鈦薄膜厚度為200?300埃，所述粘附層鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，其特征在于，所述沉積粘附層鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積阻擋層氮化鈦薄膜，所述阻擋層氮化鈦薄膜覆蓋在所述粘附層鈦薄膜不與所述二氧化硅相接觸的那一表面上步驟中，所述阻擋層氮化鈦薄膜厚度為200?300埃，所述阻擋層氮化鈦薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為20?40°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的一種減少鋁薄膜產(chǎn)生小丘狀缺陷的工藝，其特征在于，所述沉積阻擋層氮化鈦薄膜之后，采用物理氣相沉積方法沉積鋁薄膜，所述鋁薄膜覆蓋在所述阻擋層氮化鈦薄膜不與所述粘附層鈦薄膜相接觸的那一表面上步驟中，所述鋁薄膜厚度為1500?2500埃，所述鋁薄膜沉積工藝的反應(yīng)溫度為200?350°C。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK105957804SQ201610440482
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2013年11月18日
【發(fā)明人】封鐵柱
【申請(qǐng)人】武漢新芯集成電路制造有限公司