发明名称 电子元件及其制造方法
摘要 一种电子元件,其包括:一种由铜所构成之第一组件;一种第二金属组件,其是藉由金属间之连接而与第一组件相连接,此种电子元件之特征为:在此种连接之周围区域中此种由铜所构成之组件具有一种硬层,其在至少80℃之温度时是稳定的且在此种温度时形成一种氧-扩散位障,至少类似于一种在正常环境时所形成之以铝为主之氧化铝层(若未较优良时)。
申请公布号 TW469550 申请公布日期 2001.12.21
申请号 TW089112547 申请日期 2000.06.26
申请人 恩艾克斯巴尔斯股份有限公司 发明人 雷姆侏根
分类号 H01L21/60 主分类号 H01L21/60
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种电子元件,其包括:一种由铜所构成之第一组件;一种第二金属组件,其是藉由金属间之连接之而与第一组件相连接,此种电子元件之特征为:在此种连接之周围区域中此种由铜所构成之组件具有一种硬层,其在至少80℃之温度时是稳定的且在此种温度时形成一种氧-扩散位障,至少类似于一种在正常环境时所形成之以铝为主之氧化铝层(若未较优良时)。2.一种电子元件,其包括至少一个铜导电轨以及至少一个可与此铜导电轨相接触之连接线,其特征为:此连接线和导电轨之间的连接是以金属作为中介而达成的。3.如申请专利范围第1项之电子元件,其中由铜所构成之第一组件是铜导电轨且第二金属组件是接触此铜导电轨所用之连接线,其中铜导电轨和连接线之间之连接是以金属作为中介而达成的。4.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中此硬层在上述区域中在温度至少100,较佳是至少150℃或至少至200℃时是稳定的,特别的好情况是至少至300℃时是稳定的。5.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中此硬层至少相对于机械性和热性以及相对于氧-扩散特性而言在作用上至少近似于在正常环境时以铝为主而形成之氧化铝层(若在作用上此硬层未较氧化铝层更佳时)。6.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中第二组件至少是由铜、金或铝所构成。7.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中较佳是由铜所构成之此部份是一种晶片之接触垫,第二部份是导线。8.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中此层是导电性的或电性绝缘的且就其导电性而言较佳是另外用作此组件上之功能层。9.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中此层是由至少一种材料所构成,较佳是由下述材料之一所构成:a)SiOx,1.5≦x≦2,较佳是x<2,b)TaSiN,较佳是TaxSiyNz,其中35≦x≦5512≦y≦1832≦z≦48,x+y+z=100,特别好之情况是:Ta45Si15N40c)TiNd)AlOe)TiSiNf)TaNg)SiN,较佳是Si3N4h)WSiNi)ReOk)PdOl)ZrOm)YOn)ZrNo)NbNp)VNq)可能时亦可用之CuN。10.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中在此区域中结合氢及/或氮。11.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中此层是x射线非晶形的或玻璃形式的。12.如申请专利范围第1或第3项之电子元件,其中此层具有厚度d,其値是:d≧1.5nm,较佳是d≧2nm,更佳是2.0nm≦d≦10nm,特别好之情况是2.5nm≦d≦3.5nm。13.一种电子元件之制造方法,此种电子元件包括:至少一个由铜所构成之第一金属组件之至少一种连结区;一种由金属所构成之第二组件,本方法之特征为:此种铜组件设有一种层,其在温度至少80℃时是稳定的且其在此温度时形成一种氧-扩散位障,其至少类似于在正常环境下所形成之以铝为主之氧化铝层(若此种层未较此氧化铝层更好时),且在加热到至少上述温度时使这些组件藉由连结而相连接。14.如申请专利范围第13项之方法,其中设有一种层,其在温度至少100℃时,较佳是至少150℃或至少至200℃时,特别好之情况是至少至300℃时是稳定的。15.如申请专利范围第13项之方法,其中设有一种层,其就机械性和热性以及氧-扩散特性而言至少在作用上类似于正常环境时以铝为主而形成之氧化铝层(若此种层在作用上未较此氧化铝层更好时)。16.如申请专利范围第13项之方法,其中这些组件之第二部份至少是由铜或金或铝所构成。17.如申请专利范围第13项之方法,其中这些组件之至少一部份是导线且此种连结是一种导线连结。18.如申请专利范围第13项之方法,其中设有一种导电层或电性隔离层作为该层。19.如申请专利范围第13项之方法,其中该层由至少一种材料所构成,较佳是由以下各材料之一所构成:a)SiOx,1.5≦x≦2,较佳是x<2,b)TaSiN,较佳是TaxSiyNz,其中35≦x≦5512≦y≦1832≦z≦48,x+y+z=100,特别好之情况是:Ta45Si15N40c)TiNd)AlOe)TiSiNf)TaNg)SiN,较佳是Si3N4h)WSiNi)ReOk)PdOl)ZrOm)YOn)ZrNo)NbNp)VNq)可能时亦可用CuN。20.如申请专利范围第13项之方法,其中藉由真空涂层方法涂布一层以设置该层。21.如申请专利范围第13项之方法,其中须净化此组件,较佳是藉由氢电浆中之处理或氮-氢-电浆中之处理来进行,然后形成上述之层。22.如申请专利范围第13项之方法,其中设置此种厚度d至少是1.5nm之层,较佳是至少2.0nm,更佳之范围是:2.0nm≦d≦10nm,特别好之范围是:2.5nm≦d≦3.5nm。23.如申请专利范围第13项之方法,其中以x射线非晶形或玻璃形式设置该层。24.如申请专利范围第13项之方法,其中此种层材料具有一种氧-吸收作用,较佳是具有一种在化学计量上是欠量比値(ratio)之氧。25.如申请专利范围第13项之方法,其中设有该层,其过程是涂布一层且此层是在氮电浆中及/或在正常大气中作事后处理。26.如申请专利范围第25项之方法,其中涂布一种由SiO2所构成之层,较佳是涂布在已净化之铜表面上且在氮电浆中作事后处理。27.如申请专利范围第26项之方法,其中藉由溅镀法而施加SiO2层。28.如申请专利范围第25项之方法,其中涂布一种由矽所构成之层,较佳是藉由溅镀法来进行且藉由热处理而在正常大气中进行事后处理。29.如申请专利范围第25项之方法,其中施加一种金属层且随后使其被氧化。30.如申请专利范围第29项之方法,其中该氧化作用是藉由选取.所涂布之层厚度.氧化时之温度.氧化期间之大气来进行控制。31.如申请专利范围第30项之方法,其中此层所被涂布之厚度d是:3nm≦d≦10nm,较佳是4nm≦d≦6nm且此种氧化是在正常大气中进行。图式简单说明:第一图系施加一种1m厚之以电解液来涂布之铜层或施加一种500nm厚之已溅镀之铜层时由本发明所设置之SiO2层之连结区之厚度和剪力强度之关系图。第二图系一种设置在本发明之组件上之连结方式。
地址 列支敦斯登大公国