一種方法、一種半導體器件以及一種層布置與流程

各種實施例一般涉及一種方法、一種半導體器件以及一種層布置。

背景技術：

一般，當暴露于環境的影響時，金屬表面可能發生化學作用。例如，金屬表面可能氧化、吸收有機物質和/或變得潤濕。化學作用可以改變物理特性(像粘附性能和/或電導率)。這使一些制造步驟(像電接觸金屬表面)復雜化并且需要額外的工作來逆轉或避免物理特性的改變。

對于金屬化層(例如，Cu層)，像氧化物(例如，CuO或CuO₂)的形成的化學反應是具有挑戰性的問題。在接觸焊盤的情況中，氧化物的形成導致焊盤變色以及焊盤上不粘(NSOP)失效(例如，鍵合不正常、引線鍵合粘附不足)。在金屬界面中的氧化物層(例如，Cu與Cu的互聯)可能有害地刻蝕界面，減弱引線鍵合的粘附并且還損害界面的電導率。

常規地，人造氧化物保護層(例如，由氧化鋁形成)被布置在金屬表面之上以便增加化學穩定性。常規的保護層需要很大的努力來提供高保護性能，由于他們對金屬表面的質量敏感(舉例來說，對其清潔度)，例如對表面污染物(來自之前工藝的化學殘留)或者對其顆粒邊界內的污染物敏感。污染物損害保護層的沉積(例如，在通過原子層沉積(ALD)形成保護層的情況下)并且因此損害相對于進一步處理步驟的保護層的保護性能和魯棒性。常規的保護層需要窄工藝窗口來實現所需的保護性能和對進一步工藝步驟的兼容性(例如，引線鍵合的接觸性)。

備選地，常規的保護層可以基于半導體材料。基于半導體的保護層表現為易碎的結構并且因此容易形成裂縫(例如，再強力的Cu棘輪期間)，這損害了他們對廣泛的進一步處理步驟的兼容性。。

技術實現要素：

一種半導體器件可以包括：襯底；金屬化層，被布置成以下中的至少一種：在襯底中或在襯底之上；至少部分地布置在金屬化層之上的保護層，其中金屬化層包括銅、鋁、金、銀中的至少一種，并且其中保護層包括氮化物材料，氮化物材料包括銅、鋁、金、銀中的至少一種。

附圖說明

在附圖中，相同的附圖標記貫穿不同附圖一般指示相同的部分。附圖不一定成比例，重點而是一般放在圖示本發明的原理。在以下的描述中，參考以下附圖描述本發明的各種實施例，其中：

根據各種實施例，圖1A和圖1B分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；

根據各種實施例，圖2A和圖2B分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；

根據各種實施例，圖3A到圖3C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的保護層。

根據各種實施例，圖4A到圖4C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的保護層。

根據各種實施例，圖5示出了根據方法中的各種實施例的組分特性。

根據各種實施例，圖6A到圖6C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件。

根據各種實施例，圖7A和圖7B分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；

根據各種實施例，圖8A到圖8C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件。

根據各種實施例，圖9A到圖9C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件。

根據各種實施例，圖10A到圖10C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件。

根據各種實施例，圖11A和圖11B分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；

根據各種實施例，圖12A和圖12B分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；

根據各種實施例，圖13A和圖13B分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；

根據各種實施例，圖14A示出了根據方法中的各種實施例的層布置。

根據各種實施例，圖14B示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件；以及

圖15以示意流程圖示出了根據各種實施例的方法。

具體實施方式

以下的詳細描述參考通過圖示的方式示出具體細節和在其中可以實施本發明的實施例的附圖。

本文所使用的詞語“示例性”意指“用作示例、實例或例證”，本文中描述成“示例性”的任何實施例或設計不一定被解釋成優于或勝于其他實施例或設計。

關于在側面或表面“之上”形成的沉積材料所使用的詞語“之上”在本文中可以用于意指該沉積材料可以“直接”形成在所暗指的側面、表面上，例如與所暗指的側面或表面直接接觸。關于在側面或表面“之上”形成的沉積材料所使用的詞語“之上”在本文中可以用于意指該沉積材料可以“間接”形成在所暗指的側面或表面上，一個或多個附加層被布置在所暗指的側面或表面和在該沉積材料之間。

關于結構的“橫向”延伸(或襯底、晶片或載體的“橫向”延伸)或“橫向”相鄰所使用的術語“橫向”在本文中可以用于意指沿襯底(例如，晶片或載體)的表面的延伸或位置關系。這意指襯底的表面(例如，載體的表面和晶片的表面)可以作為基準，通常被稱為襯底的主處理表面(或載體或晶片的主處理表面)。另外，關于結構的“寬度”(或結構元件的寬度)所使用的術語“寬度”在本文中可以用于意指結構的橫向延伸。另外，關于結構的“高度”(或結構元件的高度)所使用的術語“高度”在本文中可以用于意指沿垂直于襯底的表面(例如，垂直于襯底的主處理表面)的方向的結構的延伸。關于層的“厚度”所使用的術語“厚度”在本文中可以用于意指垂直于層在其上沉積的支撐(材料)的表面的層的空間延伸。如果支撐的表面平行于襯底的表面(例如，平行于主處理表面)，那么在支撐上沉積的層的“厚度”可與層的高度相同。另外，“垂直”結構可以被稱為在垂直于橫向(例如，垂直于襯底的主處理表面)的方向上的結構延伸并且“垂直”延伸可以被稱為沿著垂直于橫向的延伸(例如，垂直于襯底的主處理表面的延伸)。

根據各種實施例，半導體器件可以包括(在半導體器件制造期間(換句話說，在形成半導體器件的方法中)形成的)一種或多種集成電路結構(也被稱為半導體芯片、IC、芯片或微芯片)。可以利用各種半導體處理技術在對應的半導體區域(也被稱為有緣芯片區域)中在襯底之上或在襯底里中的至少一個至少部分地處理集成電路結構。半導體電路結構可以包括一種或多種(例如，多個)電氣電路部件(其中的這些可以是晶體管、電阻器、電容器中的至少一種)，電氣電路部件被電互連并且被配置成在被完全處理的集成電路結構中執行操作(例如，計算操作或存儲操作)。在進一步的半導體器件制造中，在半導體器件被晶片-切割處理之后，從襯底中可以單個化多個半導體器件以從襯底的多個半導體器件中提供多個單個化的半導體器件(也被稱為半導體芯片)。另外，半導體器件制造的最終階段可以包括單個化的半導體器件的包裝(也被稱為組裝、封裝或密封)，其中單個化的半導體器件可以被包住(例如，到支撐材料(也被稱為模型材料或封裝材料)中)以防止物理損壞和/或半導體器件的腐蝕。支撐材料將半導體器件包住(舉例來說，形成包裝或模型)并且可以可選地支持電接觸和/或引線框架以將半導體器件連接到外圍設備，例如到電路板。

根據各種實施例，在半導體器件制造期間，可以處理各種材料類型以形成集成電路結構、電氣電路部件、接觸焊盤、電互連、其余的一些可以是電氣絕緣材料、電氣半導電材料(也被稱為半導體材料)或電氣導電材料(也被稱為電氣導通材料)。

根據各種實施例，襯底(也被稱為載體或晶片)可以包括或由各種類型的至少一種半導體材料形成，包括IV族半導體(例如，硅(Si)或鍺(Ge))、III-V族半導體(例如，砷化鎵)或其他半導體類型(例如，包括III族半導體、V族半導體或聚合物)。在各種實施例中，襯底由硅(摻雜或未摻雜的)構成，在備選的實施例中，襯底是絕緣體上硅(SOI)晶片。作為備選，任何其他適合的半導體材料可以用作襯底，例如半導體化合物材料(諸如磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、還有任何適合的三元半導體化合物材料或四元半導體化合物材料(諸如砷化鎵銦(InGaAs)))。半導體材料、層、區域等可以被理解成具有適度的電導率，例如，(在室溫和恒定電場方向(例如，恒定電場)下測量的)在從大約10^-6S/m到大約10⁶S/m范圍中的電導率。

根據各種實施例，電氣導電的材料、層、區域等可以包括或由金屬材料(例如，金屬或金屬合金)、硅化物(例如，硅化鈦、硅化鉬、硅化鉭或硅化鎢)、導電聚合物、多晶半導體(例如，多晶的硅也被稱為多晶硅)或高摻雜的半導體(例如，高摻雜的硅)。電氣導電材料、層、區域等可以被理解成具有優良的電導率，例如，(在室溫和恒定電場方向(例如，恒定電場)下測量的)大于大約10⁶S/m(例如，大于大約5·10⁶S/m)的電導率或者被理解成具有高電導率，例如大于大約10⁷S/m(例如，大于大約5·10⁷S/m)的電導率。

根據各種實施例，金屬(例如，類金屬、過渡金屬、后過渡金屬、堿金屬或堿土金屬)是指化學元素(諸如鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鎂(Mg)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錫(Sn)、金(Au)、銀(Ag)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銦(In)、鎘(Cd)、鉍(Bi)、釩(V)、鈦(Ti)、鈀(Pd)或鋯(Zr))。

金屬合金可以包括至少兩種金屬(例如，兩種或兩種以上的金屬，例如在金屬間化合物的情況下)或者至少一種金屬(例如一種或一種以上的金屬)和至少另一種化學元素(例如，非金屬或半金屬)。例如，金屬合金可以包括或可以由至少一種金屬和至少一種非金屬(例如，碳(C)或氮(N))形成，例如在鋼或氮化物的情況中。例如，金屬合金可以包括或可以由一種以上的金屬形成(例如，兩種或以上金屬)，例如，各種組分的鋁和金、各種組分的鋁和銅、各種組分的銅和鋅(例如，“黃銅”)或各種組分的銅和錫(例如，“青銅”)，例如包括各種金屬間化合物。

電氣絕緣的(例如，電介質)材料、層、區域等可以被理解成具有差電導率，例如，(在室溫和恒定電場方向(例如，恒定電場)下測量的)小于大約10^-6S/m的電導率，例如，小于大約10^-8S/m的電導率，例如，小于大約10^-10S/m的電導率。

電氣絕緣的材料可以包括或由氧化物半導體、金屬氧化物、陶瓷、氮化物半導體、碳化物半導體、玻璃(例如，氟硅酸鹽玻璃(FSG))、聚合物(例如，樹脂、粘合劑、光刻膠、苯并環丁烯(BCB)或聚酰亞胺(PI)、硅酸鹽(例如，硅酸鉿或硅酸鋯)、過渡金屬氧化物(例如，二氧化鉿或二氧化鋯)、氮氧化物(例如，氮氧化硅)或任意其他電介質材料類型形成。

電氣導電層可以被理解成包括(例如，主要)或由電氣導電材料形成。電氣絕緣層可以被理解成包括(例如，主要)或由電氣絕緣材料形成。金屬層可以被理解成包括(例如，主要)或由金屬材料形成。

根據各種實施例，包括或由包括金屬和氮的氮化物材料(例如Cu_xN_y)形成(也被稱為金屬亞硝酸鹽)的保護層被提供。舉例來說，保護層簡化了制造工藝、降低了材料成本并且簡化了所需的制造裝備。另外，保護層可以提供以下的至少一種：在整個襯底之上的均勻的層(與表面拓撲一致)、向其他層提供穩固的機械界面(例如，酰亞胺層或粘附層鈍化)、關于進一步的工藝步驟(例如，支持等離子體的工藝、支持有機溶劑的工藝)的化學魯棒性、可鍵合的表面、用于電鍍的電氣導電的表面、防氧化的表面、防潮的表面、耐溫度的表面。進一步工藝步驟可以包括集成工藝，諸如形成聚酰亞胺層、形成環氧樹脂鈍化、裸片附接、引線鍵合、電鍍、包封、鋸切或切割。

根據各種實施例，可以使用反應直流磁控濺射形成的保護層(例如，具有小于大約40nm的厚度)被提供。可以在形成金屬化層(例如，在前端工藝中的Cu籽晶層、電鍍的Cu層或Cu電金屬沉積)之后直接形成保護層。舉例來說，保護層提供對于化學攻擊(諸如高濕度(例如，大于大約95％)或高溫(例如，大于大約60℃))的高魯棒的表面并且可以長時間穩定(例如，大于大約15個月)或者可以承受化學攻擊的組合(例如，很多個月的大于大約100℃的高溫)。保護層可以穩定而不變色或氧化。

根據各種實施例，保護層可以代替在設備制造中常規使用的其它層。舉例來說，保護層可以向其他材料(像聚合物(例如，聚酰亞胺)和金屬)提供良好的粘附性和/或可以提供良好的阻障特性。因此，保護層可以代替常規的氮化物半導體層、氧化物層和碳化物半導體層。例如，保護層可以代替氮化硅(SNIT)(例如，可以代替SNIT用作粘附層)例如以用于基于Cu的技術。例如，保護層可以代替在一些前端(FE)技術中被用作界面層的薄(例如，大約40nm)SNIT層。例如，保護層可以代替在一些前端(FE)技術中被用作阻障層的SiC層。例如，保護層可以代替薄(例如，小于10氮化物材料厚度)AlO_x層。

根據各種實施例，保護層可以提供成在方法中對其物理特性(例如，電特性)上調節。例如，保護層在某些組分(例如，包括或由Cu₃N形成，換句話說，具有25at.％的氮濃度)和/或在某些層厚度(例如，大于大約1μm厚)提供半導電行為。隨著降低氮的濃度(例如，在大于大約25at.％的氮濃度開始)，保護層的電導率增加(例如，達到趕得上純金屬(像純Cu)的值)。可以通過加熱調整保護層的組分。當保護層的溫度超過臨界值(例如，在更高溫度)時，隨著增加時間、增加溫度中的一種，氮的濃度降低。最終，保護層可以提供金屬行為。舉例來說，調整保護層的組分增加了其到半導體器件制造中的可集成性及其與進一步的工藝步驟的可兼容性。例如，保護層的組分可以被調整成大于20at.％的氮濃度，這舉例來說提供了高魯棒的表面以及金屬化層抵抗進一步工藝步驟的保護性。

根據各種實施例，由于可以減少工藝步驟，因此使用保護層可以加速工藝并且可以降低工藝成本。例如，用以去除金屬氧化物層的附加的刻蝕可以不是必需的(例如，在鍵合或隨后的層的形成之前)，或者SiN的形成可以不是必需的。另外，保護層可以被快速并且成本高效地形成，例如使用反應磁控濺射和ALD中的至少一種來形成保護層。

根據各種實施例，圖1A以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件100a。

半導體器件100a可以包括襯底102(例如，半導體襯底102)。半導體襯底102可以包括或者由半導體材料(例如，Si)形成。另外，半導體器件100a可以包括在襯底102中或在襯底102之上布置或形成的金屬化層104(也被稱為第一金屬化層104)。另外，半導體器件100a可以包括至少部分地布置或形成在金屬化層104的之上的保護層106。可以至少部分與襯底102直接物理接觸地形成金屬化層104。備選地或附加地，可以在金屬化層104和襯底102之間至少部分(換句話說，部分或全部)地延伸形成至少一個附加的層。可以至少部分與金屬化層104直接物理接觸地形成保護層106。備選地或附加地，可以在保護層106和金屬化層104之間至少部分延伸地形成至少一個附加的層。

根據各種實施例，金屬化層104包括或由以下金屬中的至少一種金屬(也被稱為第一金屬)形成：銅、鋁、金和銀。可選地，金屬化層104包括或由金屬合金(第一金屬合金)形成，金屬合金包括以下金屬中的至少一種金屬：銅、鋁、金和銀。金屬化層104的金屬合金可以可選地包括合金元素，諸如Mg、Al、Zn、Zr、Sn、Ni、Pd、Si。

保護層106包括或由氮化物材料形成。氮化物材料可以包括以下金屬中的至少一種金屬：銅、鋁、金、銀、第一金屬。氮化物材料可以是金屬的氮化物(也被稱為金屬氮化物)，換句話說，氮和金屬的化學化合物。氮化物材料可以至少包括或由金屬和氮(N)形成。根據各種實施例，金屬化層104的金屬是銅(Cu)并且氮化物材料可以是氮化銅(Cu_xN_y)。

例如，金屬化層104和氮化物材料可以包括相同的金屬，例如，銅、鋁、金或銀。這允許保護層106到半導體器件100a的制造工藝中的更好的集成，至少因為現有的沉積技術和材料可以用于金屬化層104和保護層106二者。

金屬化層104可以主要包括金屬(換句話說，金屬化層104可以基本由金屬形成)，例如，金屬化層104中的金屬的濃度(原子濃度)可以大于大約60原子百分比(at.％)并且備選地或附加地小于或等于100at.％(例如，在從大約60at.％到100at.％的范圍中)，例如大于大約70at.％、例如大于大約80at.％、例如大于大約90at.％、例如大于大約95at.％、例如大于大約99at.％。濃度可以被理解成在材料、層、區域等中相對于原子的總數的原子的數量的百分比。例如，金屬化層104可以包括或由銅形成。可選地，金屬化層104可以包括或可以由包含銅的金屬合金(例如，銅合金)形成。

保護層106可以主要包括氮化物材料(換句話說，保護層106基本由氮化物材料形成)，例如，保護層106中的氮化物材料的濃度(原子濃度)可以大于大約60原子百分比(at.％)并且備選地或附加地小于或等于100at.％(例如，在從大約60at.％到100at.％的范圍中)，例如大于大約70at.％、例如大于大約80at.％、例如大于大約90at.％、例如大于大約95at.％、例如大于大約99at.％。例如，保護層106可以包括或可以由含銅的氮化物材料形成。

根據各種實施例，保護層106可以至少部分(這意指保護層106的至少一部分可以)被暴露于例如環境影響。換句話說，保護層106的至少一部分可以未被覆蓋。保護層106可以被配置成提供關于環境影響(諸如氧氣、溶劑、磨料、刻蝕劑、濕度、溫度等)的化學穩定性。這意指在化學組分、物理特性、化學鍵(例如，分解、重結晶)中的至少一個上沒有基本的變化。例如，保護層106(例如，在周圍環境狀況高于350℃)可以提供抗腐蝕性。舉例來說，保護層106可以是自穩定的。

保護層可以具有厚度106d(保護層厚度106d)并且金屬化層104可以具有厚度104d(金屬化層厚度104d)。根據各種實施例，保護層厚度106d可以小于或等于金屬化層厚度104d，例如小于或等于金屬化層厚度104d的大約50％、例如小于或等于金屬化層厚度104d大約10％、例如小于或等于金屬化層厚度104d的大約1％、例如小于或等于金屬化層厚度104d的大約0.1％、例如小于或等于金屬化層厚度104d的大約0.01％。

根據各種實施例，保護層厚度106d可以小于或等于大約1微米(μm)并且備選地或附加地大于大約0.01nm，例如小于或等于大0.5μm、例如小于或等于大約0.4μm、例如小于或等于大約0.3μm、例如小于或等于大約0.2μm、例如小于或等于大約0.1μm(對應于100nm)、例如小于或等于大約50納米(nm)、例小于或等于大約40nm、例如小于或等于大約30nm、例如小于或等于大約20nm、例如小于或等于大約10nm、例如小于或等于大約5nm。根據各種實施例，保護層厚度可以大于或等于大約0.01nm(例如，原子單層的形式)，例如大于或等于大約0.05nm、例如大于或等于大約0.1nm、例如大于或等于大約0.5nm、例如大于或等于大約1nm、例如大于或等于大約2nm。例如，保護層厚度可以在從大約5nm到大約0.5μm的范圍，例如在從大約10nm到大約0.2μm的范圍、例如從大約20nm到大約100nm的范圍。

如在下文詳細描述的，至少金屬化層104和保護層106可以是層布置120的一部分。

根據各種實施例，圖1B以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件100b。半導體器件100b可以與半導體器件100a類似，其中在半導體器件100b中，可以在襯底102中至少部分地布置或形成金屬化層104(第一金屬化層104)，例如，埋入到襯底102中。根據各種實施例，襯底102可以是半導體襯底102。

根據各種實施例，半導體器件100b可以包括在襯底102之上(例如，在襯底102上)形成的另一金屬化層108(也被稱為第二金屬化層108)。備選地，可以在襯底102中至少部分地形成第二金屬化層108(未示出)，例如埋入到襯底102中。可以在第一金屬化層104和保護層106之間(例如，在襯底102和保護層106之間)布置或形成第二金屬化層108。

第二金屬化層108可以包括或由另一金屬形成(第二金屬)。可選地，第二金屬化層108可以包括或由包括第二金屬的金屬合金(第二金屬合金)形成。第二金屬可以是以下金屬中的至少一種：Al、Cu、Au、Ag、第一金屬。第二金屬化層108可以主要包括第二金屬(換句話說，基本由第二金屬形成)，例如，在第二金屬化層108中的第二金屬的濃度(原子濃度)可以大于大約60at.％并且備選地或附加地小于或等于100at.％(例如，在從大約60at.％到100at.％的范圍)，例如大于大約70at.％、例如大于大約80at.％、例如大于大約90at.％、例如大于大約95at.％、例如大于大約99at.％。例如，第二金屬化層108可以包括或可以由包括第二金屬的金屬合金(例如，Al合金或Cu合金并且可選地包括合金化的元素，諸如Si、Mg、Al、Zn、Zr、Sn、Ni、Pd、Ag或Au)形成。

可以至少部分與襯底102直接物理接觸地形成第二金屬化層108。備選地或附加地，可以至少部分(換句話說，部分或全部)地在第二金屬化層108和襯底102之間延伸形成至少一個附加的層。可以至少部分與第二金屬化層108直接物理接觸地形成保護層106。備選地或附加地，可以至少部分地在保護層106和第二金屬化層108之間延伸地形成至少一個附加的層。

在該配置中，第二金屬化層108可以包括或由最終的金屬化形成，例如包括接觸焊盤(例如，鍵合焊盤)，并且第一金屬化層104可以包括或由層間金屬化(例如用于接觸電路部件，例如與第二金屬化層108電接觸)形成。

根據各種實施例，第一金屬化層104、第二金屬化層108中的至少一個可以電氣導電，例如具有(在室溫和恒定電場方向下測量的)大于大約10⁶西弗特每米(S/m)的電導率，例如大于大約5·10⁶S/m、例如大于大約10⁷S/m、例如，大于大約5·10⁷S/m。

第二金屬化層108可以具有厚度108d(第二金屬化層厚度104d)。根據各種實施例，保護層厚度106d可以小于或等于第二金屬化層厚度108d，例如小于或等于第二金屬化層厚度108d的大約50％、例如小于或等于第二金屬化層厚度108d大約10％、例如小于或等于第二金屬化層厚度108d的大約1％、例如小于或等于第二金屬化層厚度108d的大約0.1％、例如小于或等于第二金屬化層厚度108d的大約0.01％。

至少第一金屬化層104、第二金屬化層108以及保護層106可以是層布置120的一部分。

根據各種實施例，圖2A以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件200a。半導體器件200a可以與半導體器件100a類似，其中半導體器件200a可以附加地包括第二金屬化層108。

根據各種實施例，可以在保護層106之上布置或形成第二金屬化層108。可以至少部分與第二金屬化層108直接物理接觸地形成保護層106。備選地或附加地，可以至少部分地在保護層106和第二金屬化層108之間延伸形成至少一附加層。

對各種實施方式來說，該配置可能是有益的。例如，第一金屬化層104和第二金屬化層108可以包括或由再分布層(例如，通過電鍍形成)形成，其中保護層106可以包括或由中間層形成。備選地，第一金屬化層104可以包括或由籽晶層(例如，具有小于大約10nm的厚度)形成并且第二金屬化層108可以通過在籽晶層之上電鍍形成，例如，使用籽晶層作為電極和圖案。備選地，第二金屬化層108可以包括或由最終金屬化(例如，包括接觸焊盤(例如，鍵合焊盤))形成并且第一金屬化層104可以包括或由層間金屬化(例如用于接觸電路部件或另一金屬化層)形成，或者第一金屬化層104可以包括或由再分布層(例如，用于將多個電路部件與彼此互連例如以形成集成電路結構)形成。

如本文所描述的，至少第一金屬化層104、第二金屬化層108和保護層106可以是層布置120的一部分。

根據各種實施例，圖2B以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件200b。半導體器件200b可以與半導體器件100a類似，其中半導體器件200b可以附加地包括第二金屬化層108。

根據各種實施例，可以在第一金屬化層104和襯底102之間布置或形成第二金屬化層108。可以至少部分與襯底102直接物理接觸地形成第二金屬化層108。備選地或附加地，可以至少部分在第二金屬化層108和襯底102之間延伸地形成至少一個附加層。可以至少部分與第二金屬化層108直接物理接觸地形成第一金屬化層104。備選地或附加地，可以至少部分在第一金屬化層104和第二金屬化層108之間延伸地形成至少一個附加層。可以至少部分與第一金屬化層104直接物理接觸地形成保護層106。備選地或附加地，可以至少部分在保護層106和第一金屬化層104之間延伸地形成至少一個附加層。

至少第一金屬化層104、第二金屬化層108和保護層106可以是層布置120的一部分。

根據各種實施例，圖3A到圖3C分別以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的保護層106。

保護層106可以至少包括或由第一區域106a和第二區域106b形成。第一區域106a和第二區域106b至少可以通過化學組分(例如，通過氮的濃度或原子比)與彼此不同。

例如，在其第一區域106a中的保護層106的氮的第一濃度(第一氮濃度)與在其第二區域106b中的保護層106的氮的第二濃度(第二氮濃度)不同。氮濃度可以被理解成在材料、層、區域等(例如，第一區域)中相對于原子的總數的氮的原子的數量的百分比。第一氮濃度和第二氮濃度可以通過調整保護層106的組分(化學組分)形成，例如，至少調整第一區域106a的組分和第二區域106b的組分。舉例來說，第一區域106a可以包括比第二區域106b更多或更少的氮。

氮濃度可以限定在材料、層、區域等中的金屬與氮的原子比。金屬(M)與氮(N)的原子比可以被理解成在材料、層、區域等(例如在保護層106中(例如在其第一區域106a中和/或在其第二區域106b中))中相對于氮原子的數量的金屬原子的數量的百分比。根據各種實施例，在第一區域106a中M與N的第一原子比可以與在第二區域106b中的M與N的第二原子比不同。例如，在第一區域106a中銅與氮的原子比可以與在第二區域106b中的銅與氮的原子比不同。

根據各種實施例，可以調整組分(分別限定氮的濃度或M與N的原子比)使得(參見圖5)材料、層、區域等是電氣導電的(例如，具有大于大約10⁶S/m的電導率)、電氣半導電的(例如，具有在從大約10⁶S/m到大約10^-6S/m的范圍的電導率)或電氣絕緣的(例如，具有小于大約10^-6S/m的電導率)。

例如，可以調整第一區域106a的第一組分(分別限定氮的濃度或第一原子比)使得第一區域106a是電氣導電的。備選地或附加地，可以調整第二區域106b的第二組分(分別限定氮的濃度或第一原子比)使得第二區域106b是電氣半導電的。

根據各種實施例，如在圖3A中所圖示的，第二區域106b和第一區域106a相互之間可以具有距離。備選地，第二區域106b和第一區域106a可以與彼此物理接觸。可選地，如在圖3B中所圖示的，第二區域106b可以(例如，至少部分地)被布置在第一區域106a之上。例如，第一區域106a和第二區域106b之間的界面的至少一部分(換句話說，至少截面地)可以沿著垂直(垂直于橫向)方向延伸。備選地或附加地，如在圖3C中所圖示的，可以(例如，至少部分地)在橫向上彼此相鄰地布置或形成第一區域106a和第二區域106b。例如，第一區域106a和第二區域106b之間的界面的至少一部分(換句話說，至少截面地)可以沿著橫向延伸。

根據各種實施例，至少在第一區域106a中，第一組分在空間上基本恒定。備選地或附加地，至少在第二區域106b中，第二組分可以在空間上基本恒定。換句話說，第一區域106a和第二區域106b中的至少一個可以包括或由均勻的組分形成。

根據各種實施例，圖4A到圖4C分別以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的保護層106。

根據各種實施例，保護層106包括組分分布106g(分別限定了氮濃度梯度分布或原子比梯度分布)。例如，氮濃度梯度分布106g可以至少在從第一氮濃度到第二氮濃度的范圍。例如，原子比梯度分布106g可以至少在從第一原子比到第二原子比的范圍。

組分梯度分布106g可以限定指向最大梯度的方向的梯度方向。如在圖4A中所圖示的，梯度方向可以包括垂直方向部件和橫向部件。備選地，如在圖4B中所圖示的，梯度方向可以排他地包括垂直方向部件。備選地，如在圖4C中所圖示的，梯度方向可以排他地包括橫向部件。

組分梯度分布106g可以至少部分地在第一區域106a和第二區域106b之間延伸。備選地或附加地，組分梯度分布106g可以至少部分地延伸到第一區域106a、第二區域106b中的至少一個中。備選地或附加地，組分梯度分布106g可以至少基本穿過第一區域106a、第二區域106b中的至少一個延伸。

根據各種實施例，圖5在示意圖500中圖示了根據方法中的各種實施例的保護層的組分特性。在圖中圖示了電導率511(以S/m計)取決于組分513(此處涉及以原子百分比計的氮濃度)的關系501。虛線503圖示了根據半導電行為的電導率范圍505(換句話說，半導電范圍505)與根據導電行為的電導率范圍507(換句話說，導電范圍507)之間的轉變。如在圖5中圖示的，隨著保護層中(例如，在保護層的第一區域、保護層的第二區域中的至少一個中)的氮濃度的降低，電導率511增加。

根據各種實施例，保護層(例如，其第一區域106a、其第二區域106b中的至少一個)可以包括或由具有小于大約25at.％(對應于大約3的M與N的原子比)(例如小于大約20at.％(對應于大約4的M與N的原子比)、例如小于大約16at.％(對應于大約5.25的M與N的原子比)、例如小于大約13at.％(對應于大約6.7的M與N的原子比)、例如小于大約10at.％(對應于大約9的M與N的原子比)、例如小于大約8at.％(對應于大約11.5的M與N的原子比)、例如小于大約5at.％(對應于大約19的M與N的原子比)、例如小于大約4at.％(對應于大約24的M與N的原子比)、例如小于大約2at.％(對應于大約49的M與N的原子比)、例如小于大約1at.％(對應于大約99的M與N的原子比))的(例如，空間平均的)氮濃度的組分或氮化物材料形成。備選地或附加地，保護層(例如，其第一區域106a、其第二區域106b中的至少一個)可以包括或由具有大于大約0.1at.％的(例如，空間平均的)氮濃度的組分或氮化物材料形成。

例如，當保護層包括或由氮化物材料M_xN_y(例如，Cu_xN_y)形成時(其中M指示氮化物材料的金屬(例如，Cu)、x指示氮化物材料中的金屬的濃度并且y指示氮化物材料中的氮濃度)，M與N的原子比通過x/y限定。

保護層或它的至少一部分(例如，其第一區域106a、其第二區域106b中的至少一個)可以包括或由具有局部變化的組分(具有限定的x與y的比)和局部變化的結晶度中的至少一個(例如，在空間有限的體積內基本恒定(也被稱為顆粒)的例如在納米、微米或毫米級別(也被稱為顆粒尺寸))的氮化物材料形成。例如，保護層可以包括或由具有以下組分：M₃N、M₂N、MN、MN₂、MN₃中的至少一種的氮化物材料M_xN_y形成。例如，氮化物材料Cu_xN_y可以包括或由以下組分：Cu₃N、Cu₂N、CuN、CuN₂和CuN₃中的至少一種形成。備選地或附加地，保護層可以包括例如沉淀物的金屬夾雜物(例如，銅夾雜物)。例如，Cu夾雜物可以分布在Cu₃N陣列中。保護層的顆粒的分布和組分可以限定保護層(例如，其氮化物材料)的(例如，空間平均的)組分(分別地，氮濃度或原子比)。

小于20at.％的氮濃度導致從電氣半導電行為505轉變到電氣導電行為507。可以根據預定的導電行為調整保護層(例如，其第一區域和其第二區域中的至少一個)的組分。例如，第一區域可以具有比第二區域大的導電率。在這種情況下，第一原子比可以大于第二原子比。換句話說，第一氮濃度可以小于第二氮濃度。

根據各種實施例，保護層的第一區域可以根據電氣導電行為包括或由一組分形成。在這種情況下，第一原子比等于或大于大約4(例如等于或大于大約5、例如等于或大于大約6、例如等于或大于大約7、例如等于或大于大約8、例如等于或大于大約9、例如等于或大于大約10、例如等于或大于大約15、例如等于或大于大約20、例如等于或大于大約50、例如在從大約4到大約100的范圍、例如在從大約5到大約20的范圍)。

根據各種實施例，保護層的第二區域可以根據電氣半導電行為包括或由一組分形成。在這種情況下，第二原子比小于4，例如在大約3到大約4的范圍。

用于形成保護層(例如，氮化物材料)的工藝參數可以影響保護層中的顆粒尺寸。例如，在形成保護層期間，隨著增加溫度，顆粒尺寸可能增加(例如，從小顆粒尺寸(大約30nm到大約50nm)直到大約200nm的顆粒尺寸)。例如，保護層可以包括多晶級的多個顆粒。

根據各種實施例，圖6A以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件600a。

根據各種實施例，半導體器件600a可以包括在保護層106之上至少部分布置或形成的焊接點602。可以至少與保護層106直接物理接觸地布置或形成焊接點602。備選地或附加地，可以至少部分在焊接點602和保護層106之間延伸地形成至少一個附加的層。

焊接點602可以包括或由焊錫材料形成。焊錫材料可以包括或由以下金屬：Pb、Sn、Ag、Al中的至少一種金屬(也被稱為第三金屬)形成。可選地，焊錫材料可以包括或由包括以下金屬：Pb、Sn、Ag、Al中的至少一種金屬的金屬合金(也被稱為焊錫合金)形成。例如，焊錫合金可以是Sn基焊錫合金或Pb基焊錫合金。焊錫合金可以可選地包括合金元素，諸如Mg、Zn、Zr、Ni、Pd或Au。

可選地，保護層106可以包括至少部分從底下的金屬化層104、108(第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個)到焊接點602延伸(例如，與二者物理接觸)的電氣導電的第一區域。

根據各種實施例，圖6B以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件600b。

根據各種實施例，半導體器件600b可以包括在保護層106之上至少部分形成或布置的鍵合接點604。可以至少部分與保護層106直接物理接觸地形成鍵合接點604。備選地或附加地，可以至少部分在鍵合接點604和保護層106之間延伸地形成至少一個附加的層。

鍵合接點604可以包括或由鍵合材料形成。鍵合材料可以包括或由以下金屬中的至少一種金屬(也被稱為第四金屬)形成：Ag、Al、Au、Cu。可選地，鍵合材料可以包括或由包括以下金屬：Ag、Al、Au、Cu中的至少一種金屬的金屬合金(也被稱為鍵合合金)形成。例如，鍵合合金可以是Ag基合金(換句話說，合金主要包括Ag)或Al基合金。鍵合合金可以可選地包括合金元素，諸如Mg、Zn、Zr、Sn、Ni和Pd。

在這種情況中，保護層106可以包括或由至少部分從底下的金屬化層104、108(第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個)到鍵合接點604延伸(例如，與二者物理接觸)的電氣導電的氮化物材料形成。

根據各種實施例，圖6C以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件600c。

根據各種實施例，保護層106可以包括可以至少部分暴露底下的金屬化層104、108的開口106o。在這種情況中，鍵合接點604可以至少部分穿過(換句話說，到其中或穿過)保護層106地延伸。例如，如果穿過保護層106延伸，那么鍵合接點604可以與底下的金屬化層104、108物理接觸。在這種情況中，保護層106可以包括或由電氣絕緣氮化物材料形成(例如，至少部分包圍開口106o)。

根據各種實施例，保護層106d的厚度小于大約0.1μm并且備選地或附加地大于大約0.01nm。這使得能夠經由鍵合工藝來破裂保護層106，例如，通過在保護層106d上鍵合。這還可以被稱為穿過保護層106的鍵合。換句話說，可以通過向保護層106施加機械負荷(來自于鍵合(舉例來說，刮擦))形成開口106o。備選地，可以通過從保護層106中去除材料(例如，通過磨蝕(ablation)和刻蝕中的至少一種)形成開口106o。

根據各種實施例，圖7A以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件700a。

半導體器件700a可以包括在保護層106之上至少部分布置或形成的聚合物層702。可以可選地在底下的金屬化層104、108之上至少部分形成或布置聚合物層702。

聚合物層702可以包括或由以下聚合物：酰亞胺、樹脂、環氧樹脂、模型化合物、粘合劑中的至少一種聚合物形成。例如，聚合物層702可以包括或由粘合劑層(例如，由粘合劑形成)形成。備選地或附加地，聚合物層702可以包括或由掩膜(例如，由樹脂形成)形成。備選地或附加地，聚合物層702可以包括或由鈍化層(例如，由酰亞胺或模型化合物形成)形成。

根據各種實施例，聚合物層702可以包括至少部分暴露保護層106的開口702o。換句話說，保護層106的至少一部分可以未被覆蓋。舉例來說，暴露的部分可以被配置成例如通過鍵合或焊接接觸(參見圖6A或圖6B)。

根據各種實施例，圖7B以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件700b。半導體器件700b可以包括在襯底102(例如，是半導體襯底102)中或在襯底102之上中的至少一個布置或形成的電氣絕緣層704。根據各種實施例，在電氣絕緣層704中至少部分布置或形成底下的金屬化層104、108。換句話說，底下的金屬化層104、108的至少一部分可以延伸到電氣絕緣層704中(例如，在電氣絕緣層704中形成的凹槽中)。電氣絕緣層704可以包括或由電介質材料(例如，低K電介質材料)(例如，碳化物半導體(例如，碳化硅(SiC))、氧化物半導體(例如，氧化硅(SiO₂))、氮化物半導體(例如，氮化硅(SiN))和碳氧化物半導體(例如，碳氧化硅))中的至少一種形成。

舉例來說，電氣絕緣層704可以包括或由阻障層形成。備選地或附加地，電氣絕緣層704可以包括或由蝕刻停止層形成。備選地或附加地，電氣絕緣層704可以包括或由間隔層形成。例如，底下的金屬化層104、108可以包括或由再分布層和接觸焊盤中的至少一種形成。

可選地，保護層106可以至少部分被暴露。可選地，底下的金屬化層104、108可以至少部分被暴露。備選地，底下的金屬化層104、108可以被完全覆蓋(例如，通過保護層106和電氣絕緣層704中的至少一個)。

根據各種實施例，圖8A到圖8C分別以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件。

如在圖8A中圖示的，方法可以包括在800a中提供襯底102(例如，半導體襯底102)。如在圖8B中圖示的，方法可以包括在800b中在襯底102中或在襯底102之上至少部分形成金屬化層104(也被稱為第一金屬化層104)。備選于圖8B中圖示的幾何形狀，如本文所描述的(參見示例圖1A、圖1B、圖2A、圖2B)，形成金屬化層104可能導致另一幾何形狀。形成金屬化層104可以包括至少部分在襯底102中或在襯底102之上(例如，通過物理氣相沉積(PVD)(諸如濺射(例如磁控濺射、例如反應磁控濺射)或諸如離子束沉積)、諸如ALD的化學氣相沉積(CVD)、電極沉積(諸如鍍層(例如電鍍))中的至少一種)沉積金屬(也被稱為第一金屬)或金屬合金(也被稱為第一金屬合金)。

如在圖8C中圖示的，方法可以包括在800c中在金屬化層104之上至少部分形成保護層106。形成保護層106可以包括在襯底102之上(例如，至少部分在金屬化層104之上，例如通過PVD、諸如ALD的CVD、電極沉積中的至少一種)至少部分沉積氮化物材料(例如，第一金屬的氮化物)。

例如(例如，在PVD的情況中)，為了形成保護層106，金屬(例如，第一金屬)可以從包括或由該金屬形成的目標中被蒸發(例如，通過濺射)。另外，氮(例如，以氣體的形式)可以被加入到蒸發的第一金屬中。可以通過金屬和氮之間的化學反應形成氮化物材料。備選地或附加地，氮離子可以被加入到沉積工藝中。例如，可以使用包括氮離子流的氮離子束輻射保護層106。

形成保護層106可以包括覆蓋金屬化層104的垂直面(例如，正面)和金屬化層的側面中的至少一個。例如，垂直面可以與襯底102相對地被布置并且側面可以從垂直面到襯底102至少部分地延伸。可選地，方法可以包括(例如，在形成保護層106之前)從金屬化層104中去除氧化物(例如，金屬氧化物)。

備選于圖8C中圖示的幾何形狀，如本文所描述的(參見示例圖1A、圖1B、圖2A、圖2B)，形成保護層106可能導致另一幾何形狀。如果形成了另一金屬化層108，那么方法可以可選地包括在另一金屬化層108之上至少部分形成保護層106(類似于在金屬化層104之上至少部分形成保護層106)。可選地，方法可以包括在形成保護層106之前從另一金屬化層108中去除氧化物。

去除材料可以包括刻蝕或磨蝕材料、層、區域等。術語“刻蝕”可以包括各種刻蝕過程，例如，化學刻蝕(例如，濕法刻蝕或干法刻蝕)、物理刻蝕、等離子體刻蝕、離子刻蝕等。對于刻蝕，刻蝕劑可以被施加到指定待被去除的層、材料或區域。刻蝕劑可以與層、材料或區域反應形成可以被容易去除的物質(或化學復合物)(例如，揮發性物質)。備選地或附加地，刻蝕劑例如可以原子化指定待被去除的材料、層、區域等。

根據各種實施例，圖9A、圖9B和圖9C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件。方法在900a、900b和900c中可以包括調整保護層106的組分。

可以根據預定的組分調整保護層106的組分(例如，分別地，氮濃度或金屬與氮的原子比)。備選地或附加地，可以根據組分的預定的空間分布調整保護層106的組分(例如，分別地，空間平均氮濃度或金屬與氮的空間平均原子比)。備選地或附加地，可以根據電導率(也被稱為導電類型，例如根據電氣導電行為或電氣半導電行為)調整保護層106的組分。

方法在900a中包括通過調整用于形成保護層106的工藝參數調整組分。工藝參數可以包括以下中的至少一種：氣體流量(例如，氮氣流量)、氣體分壓(氮分壓)、溫度(例如，襯底102的溫度)、沉積速率(例如，金屬的沉積速率或氮化物材料的沉積速率)、離子流密度(例如，氮離子流密度)、目標襯底距離(也被稱為沉積距離)。

調整工藝參數可以包括在形成保護層106期間(例如，在形成第一區域106a和形成第二區域106b中的至少一個期間)將工藝參數設置成預定值。

方法在900a中可以包括形成至少包括電氣導電區域的保護層106。因此，可以形成第一區域106a，第一區域106a可以根據第一導電類型(例如，電氣導電行為)包括一組分。例如，第一區域106a可以由具有小于大約20at.％的氮濃度的氮化物材料形成。因此，(例如在反應磁控濺射的情況中)根據第一導電類型的氮氣流量和氮分壓中的至少一個可以用于形成第一區域106a。舉例來說，氮氣流量和氮分壓中的至少一個可以被設置成低值以用于形成第一區域106a。

備選地，方法在900a中可以包括形成至少包括電氣半導電區域的保護層106。因此，可以形成第二區域106b，第二區域106b可以根據第二導電類型(例如，電氣導電行為)包括一組分。例如，第二區域106b可以由具有大于大約20at.％并且備選地或附加地小于或等于25at.％(例如，在大約20at.％到大約25at.％的范圍)的氮的濃度的氮化物材料形成。因此，(例如在反應磁控濺射的情況中)根據第二導電類型的氮氣流量和氮分壓中的至少一個可以用于形成第二區域106b。第二導電類型可以與第一導電類型不同。舉例來說，氮氣流量和氮分壓中的至少一個可以被設置成高值以用于形成第二區域106b。

根據各種實施例，可以在第一區域106a之上至少部分形成第二區域106b，導致如在圖9B中圖示的層堆疊。在這種情況中，可以與底下的金屬化層104、108物理接觸地形成第一區域106a。備選地，可以在第一區域106a和底下的金屬化層104、108之間至少部分地形成第二區域106b，導致如在圖9C中圖示的層堆疊。

可以參考圖9B和圖9C描述方法的進一步修改。

方法在900b中可以可選地包括在形成保護層期間通過改變工藝參數調整保護層106的組分。舉例來說，(例如，在形成保護層106期間)工藝參數可以導致沉積的氮化物材料在半導電行為和導電行為之間的轉變。如在圖9B中圖示的，可以再第一區域106a之上形成第二區域106b，第二區域106b可以根據第二導電類型(例如，電氣半導電行為)包括一組分(例如，與根據第一導電類型(例如，電氣導電行為)的第一區域106a的組分不同)。備選地(未圖示)，可以再第二區域106b之上形成第一區域106a。

例如，調整保護層106的組分可以包括改變(例如，逐步地或連續地)氣體流量(例如，氮氣流量)和氣體分壓(氮分壓)中的至少一種。針對在第一區域106a之上形成第二區域106b，(例如，在形成保護層106期間)可以增加氮氣流量和氮分壓中的至少一個。

備選地或附加地，調整保護層106的組分可以包括在保護層106的形成期間改變(例如，逐步地或連續地)半導體襯底102的溫度(例如，增加溫度)。溫度越高，氮濃度將越低。例如，溫度可以具有大約或等于大約100℃并且備選地或附加地小于或等于大約1000℃的值(例如，大于或等于大約150℃、大于或等于大約200℃、大于或等于大約250℃、大于或等于大約300℃)。

方法在900c中可以可選地(例如，在形成保護層期間和/或在形成保護層之后)通過加熱保護層106的至少一部分(也被稱為加熱步驟)調整保護層106的組分。例如，可以通過將電氣半導電區域至少部分地(這意指至少一部分(換句話說，部分或全部))轉變成電氣導電區域來調整保護層106的組分。因此，可以將保護層106的(例如第二區域106b(可以是電氣半導電的)的)至少一部分(參見圖9A)轉變成電氣導電區域。因此，可以加熱保護層106的至少一部分來根據需要的導電類型(例如，電氣導電區域)來調整該組分(例如，用于降低加熱的部分的氮濃度(例如，使得(加熱之后)該部分中的氮的濃度(例如，小于大約20at.％)與需要的導電類型一致)。

可選地，保護層106可以基本全部被轉變成電氣導電區域，導致如在圖9A中圖示的層堆疊。備選地，保護層可以部分(例如，在第一區域106a中)被轉變成電氣導電區域，例如，導致如在圖9B或圖9C中圖示的層堆疊。

方法在900c中包括將保護層106的至少一部分加熱(例如，局部加熱保護層106)到大于或等于大約100℃并且備選地或附加地小于或等于1000℃的溫度(例如，大于或等于大約150℃、大于或等于大約200℃、大于或等于大約250℃、大于或等于大約300℃)。例如，保護層106的一部分可以被加熱(例如，通過利用光(例如，使用激光源)輻照911或通過利用電子束(例如，使用電子束源)輻照或另一輻照(使用另一輻照源))例如來形成電氣導電區域(例如在第一區域106a中)。

可以改變(例如，通過加熱)被加熱的區域(例如，第一區域106a)的組分，例如被加熱的區域的氮的濃度可以被降低。例如，被加熱區域的電導率可以被改變(例如增加(通過加熱))。換句話說，調整保護層106的組分可以在900c中包括根據電氣導電行為調整保護層106的區域(例如，至少第一區域106a)的組分。

備選地或附加地，方法可以在900c中包括根據電氣半導電行為調整保護層106的至少一區域的組分。因此，方法在900c中可以包括將保護層106的區域(例如，第二區域106b)暴露于氮反應物(反應氮氣氛(例如，包括氮的等離子體)或氮離子束)。例如，保護層106的暴露的區域(例如，第二區域106b)的組分可以被改變(例如，可以增加氮的濃度)。例如，暴露的區域的電導率可以被改變(例如，降低(通過暴露))。

根據各種實施例，通過加熱保護層106的第一區域106a可以將氮轉移出保護層106的第一區域106a并且通過將保護層106的第二區域106b暴露于氮反應物可以將氮轉移到保護層106的第二區域106b中。

方法在900b和/或900c中可以包括在第一區域106a和第二區域106b中的至少一個內形成空間上基本恒定的相應的組分。備選地或附加地，方法在900b和/或900c中可以包括在保護層106中形成相應的組分梯度分布(例如，氮濃度梯度分布和原子比梯度分布中的至少一個)。組分梯度分布可以至少在從第一區域106a的組分到第二區域106b的組分的范圍。

舉例來說，(例如在引線鍵合之前、例如在后端工藝(BE)期間)可以根據某些要求通過加熱步驟調整保護層106的物理特性。例如，調整保護層的組分可以提供高電導率的保護層106(或者至少保護層106的高電導率的第一區域106a)，例如以用于電接觸保護層106。

根據各種實施例，圖10A、圖10B和圖10C分別以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件。方法在1000a、1000b和1000c中包括電氣接觸金屬化層104、108(例如，第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個)。

如在圖10A中圖示的，方法在1000a中可以包括在金屬化層104、108之上(例如在保護層106之上、例如在保護層106的第一區域106a之上)形成鍵合接點604。第一區域106a可以是電氣導電的(換句話說，第一區域106a可以是電氣導電區域)。舉例來說，這可以在鍵合接點604和金屬化層104、108之間建立具有低歐姆電阻的電連接。

例如，氮化銅(Cu_xN_y)保護層106(例如，具有小于40nm的厚度106d)可以用于保護金屬表面(例如，Cu表面)。可以通過反應磁控濺射沉積保護層106并且可以被配置成是可鍵合的(例如，保護層可以是電氣導電的以用于引線鍵合)。

如在圖10B中圖示的，方法在1000b中可以包括至少部分地(例如，至少第二區域106b)打開保護層106。換句話說，可以在保護層106中形成開口106o。開口可以至少部分穿過保護層106(例如，穿過第二區域106b(例如，可以是半導電區域))延伸。在這種情況中，鍵合接點604可以解除第一區域106a(例如，可以是導電區域)。備選地，開口106a可以完全穿過保護層106延伸(例如，參見圖6C)。

舉例來說，保護層106或者至少半導電區域可以被配置成足夠薄以在鍵合過程中破裂(例如，由于通過鍵合施加的對應的機械負荷)。通過調整保護層106的厚度106d(例如，至少保護層106的半導電區域的厚度)，可以通過引線鍵合至少部分地破裂保護層106以獲得高電導率的導線與金屬化的鏈接(例如，用于互聯的Cu導線與Cu金屬化層界面)。在這種情況中，保護層106可以保護剩下的金屬化層104、108(例如，其表面)，甚至在更高溫度下的延長的浸濕(moisture soak)之后(例如，在前段(FEOL)工藝和后段(BEOL)工藝中的至少一個期間)。

如在圖10C中圖示的，方法在1000b中可以包括電氣接觸保護層106的第一區域106a(例如，可以是導電區域)。第一區域106a可以穿過保護層106延伸并且可以至少部分地被第二區域106b(例如，可以是半導電區域)包圍。保護層106的第一區域106a可以與鍵合接點604以及金屬化層104、108物理接觸。舉例來說，保護層106的第一區域106a可以包括或由鍵合區域形成。例如，可以針對引線鍵合配置第一區域106a中的N的濃度(舉例來說，足夠低)。

根據各種實施例，圖11A以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件1100a。半導體器件1100a可以包括襯底102(例如，半導體襯底102)、背面金屬化層1104b、第一金屬化層104、第二金屬化層108、第一聚合物層702-1、第二聚合物層702-2以及至少一個保護層106。第一聚合物層702-1可以包括或由酰亞胺(例如，聚酰亞胺)形成，第二聚合物層702-2可以包括或由樹脂(例如，環氧樹脂)形成。

可以在襯底102和第一金屬化層104之間至少部分地布置或形成第二金屬化層108。可以在第一金屬化層104和第二金屬化層108之間至少部分地布置或形成第一聚合物層702-1。可以至少部分地在襯底102之上并且至少部分地在第二金屬化層108之上形成或布置第一聚合物層702-1。可以至少部分地在第一聚合物層702-1之上并且至少部分地在第一金屬化層104之上形成或布置第二聚合物層702-2。可以在襯底102之上并且至少部分在第二金屬化層108之上形成第二聚合物層702-2。

半導體器件1100a可以可選地包括背面金屬化籽晶層1104s和背面涂層1114中的至少一個。可以在襯底102和背面金屬化層1104b之間形成背面金屬化籽晶層1104s。可以在背面金屬化層1104b之前形成背面金屬化籽晶層1104s。背面金屬化層1104b可以包括或由背面接觸焊盤形成。例如，背面金屬化層1104b可以被電連接到電路部件的電氣導電區域(例如，到漏極區域)。背面涂層1114可以被形成在背面金屬化層1104b下方形成并且可以包括或由金屬(例如，Ag或Sn)形成。背面涂層1114可以提供可鍵合的界面和可焊接的界面中的至少一個。

第一聚合物層702-1可以具有小于第二聚合物層702-2的厚度的厚度。例如，第一聚合物層702-1可以具有在從大約1μm到大約10μm的范圍(例如，在從大約2μm到大約6μm的范圍(例如，大約5μm))的厚度。例如，第二聚合物層702-2可以具有在從大約5μm到大約50μm的范圍(例如，在從大約10μm到大約20μm的范圍)的厚度。

第一金屬化層104可以具有大于第二金屬化層108的厚度的厚度。例如，第一金屬化層104可以具有在從大約5μm到大約20μm的范圍(例如，在從大約8μm到大約15μm的范圍(例如，大約10μm))的厚度。例如，第二金屬化層108可以包括在從大約0.1μm到大約5μm的范圍(例如，在從大約1μm到大約3μm的范圍)的厚度。第二金屬化層108的厚度可以小于第一聚合物層702-1的厚度。

襯底102(例如，半導體襯底102)可以具有在從大約10μm到大約200μm的范圍的厚度(例如，在從大約20μm到大約100μm的范圍(例如，大約50μm))。背面金屬化層1104b可以具有在從大約1μm到大約50μm的范圍的厚度(例如，在從大約5μm到大約20μm的范圍(例如，大約10μm))。背面涂層1114可以具有小于背面金屬化層1104b的厚度的厚度。

如在圖11A中圖示的，第一金屬化層104可以包括或由最終的金屬化形成(例如，包括或由一個或多個接觸焊盤(例如，鍵合焊盤)形成)。第二金屬化層可以包括或由層間金屬化層形成，例如包括或由電連接到一個或多個電路部件(例如，到以下中的至少一個：電路部件的源極區域、電路部件的漏極區域、電路部件的柵極區域)的一個或多個互聯焊盤形成。至于電連接，互聯焊盤也可以被稱為柵極焊盤、漏極焊盤或源極焊盤。例如，可以由Cu形成第一金屬化層104。

根據各種實施例，第二金屬化層108可以包括或由金屬合金形成，該金屬合金包括或由包括第二金屬以及可選地另一金屬和Si中的至少一種的第二金屬合金形成。例如，第二金屬合金可以包括或由Cu和Al形成(例如，以CuAl合金的形式)。備選地，第二金屬合金可以包括或由Si和Al形成(例如，以AlSi合金的形式)。

根據各種實施例，圖11B以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件1100b。半導體器件1100b可以包括第一電氣絕緣層704-1、第二電氣絕緣層704-2、第一金屬化層104、第二金屬化層108、聚合物層702以及至少一個保護層106。

第一電氣絕緣層704-1可以包括或由氧化物(例如，氧化物半導體)形成。在這種情況中，第一電氣絕緣層704-1也可以被稱為氧化物中間層。可以通過穿過(未示出)第一電氣絕緣層704-1延伸的電連接(層間連接，也被稱為過孔(via))電氣連接在第一電氣絕緣層704-1兩個面上電氣導電層(例如，金屬化層)。第一電氣絕緣層704-1可以具有小于第一金屬化層104、聚合物層702、第二電氣絕緣層704-2中的至少一個的厚度的厚度。例如，第一電氣絕緣層704-1可以具有在從大約100nm到大約5μm的范圍的厚度(例如，在從大約300nm到大約1μm的范圍(例如，大約600nm))。

第二電氣絕緣層704-2可以包括或由氧化物半導體和氮化物半導體(例如，SiN)中的至少一種形成。在這種情況中，可以使用高密度等離子體工藝至少部分地形成第二電氣絕緣層704-2。第二電氣絕緣層704-2可以具有小于第一金屬化層104和聚合物層702中的至少一個的厚度的厚度。例如，第二電氣絕緣層704-2可以具有在從大約100nm到大約5μm的范圍的厚度(例如，在從大約1μm到大約2μm的范圍(例如，大約1.6μm))。

可選地，第二金屬化層108可以包括一種以上的電氣導電層，例如金屬合金層(例如，包括第一金屬(例如，AlCu合金))、金屬層(例如，Ti層)、氮化物層(例如，TiN)中的至少兩種。

聚合物層702可以包括或由具有在從大約5μm到大約100μm的范圍的厚度(例如，在從大約10μm到大約50μm的范圍(例如，大約32μm))的酰亞胺(例如，聚酰亞胺)形成。第一金屬化層104可以包括或由在從大約1μm到大約50μm的范圍的厚度(例如，在從大約10μm到大約20μm的范圍(例如，大約20μm))的第一金屬(例如，Cu)形成。

保護層106可以至少部分覆蓋第一金屬化層104的垂直面(例如，正面)并且至少部分覆蓋第一金屬化層104的側面。在這種情況中，保護層106可以代替常規的粘合層鈍化，例如，覆蓋第一金屬化層104的至少一部分。備選地，保護層可以完全覆蓋第一金屬化層104。

根據各種實施例，圖12A以示意側視圖或示意橫截面圖示出了根據方法中的各種實施例的半導體器件1200a。半導體器件1200a可以包括半導體襯底102、第一金屬化層104、第二金屬化層108、聚合物層702和至少一個保護層106。聚合物層702可以包括或由酰亞胺(例如，聚酰亞胺)形成。可以與半導體器件1100a類似地形成半導體器件1200a。

半導體器件1200a可以可選地包括劃片槽(kerf)區域1202。劃片槽區域1202可以限定一路徑，半導體襯底102被指定沿著該路徑被切割(例如，鋸切、研磨(mill)、劃片等)以便從半導體襯底102中單個化半導體器件1200a。

根據各種實施例，圖12B以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件1200b。半導體器件1200b可以包括第一電氣絕緣層704-1、第二電氣絕緣層704-2、第三電氣絕緣層704-3、第一金屬化層104、第二金屬化層108和至少一個保護層106。

第一電氣絕緣層704-1和第三電氣絕緣層704-3可以分別包括或由氧化物形成(例如，氧化物半導體(例如，被配置成氧化層中間層))。第二電氣絕緣層704-2可以包括或由氮化物半導體(例如，SiN)形成。第二電氣絕緣層704-2可以包括或由阻障層和蝕刻停止層中的至少一個形成。第一電氣絕緣層704-1和第三電氣絕緣層704-3中的至少一個可以可選地進一步包括一個或多個阻障層和一個或多個蝕刻停止層中的至少一種(未示出)，例如，與第二電氣絕緣層704-2類似。

第一金屬化層104和第二金屬化層108可以包括或由再分布層形成。第二金屬化層108的一部分可以被形成為穿過第二電氣絕緣層704-2延伸的層間連接。第一金屬化層104和第二金屬化層108可以與彼此耦合，例如，相互電氣連接。第一金屬化層104可以被至少部分地布置或形成在第一電氣絕緣層704-1中。第二金屬化層108可以被至少部分地布置或形成在第二電氣絕緣層704-2中。因此，第一電氣絕緣層704-1可以包括在形成第一金屬化層104之前形成的開口704o。備選地或附加地，第三電氣絕緣層704-3可以包括在形成第二金屬化層108之前形成的開口704o。

第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個可以包括或由Cu或者包括Cu的各種金屬合金(Cu合金，例如，Cu基的，可選地包括Mg、Zn、鋯(Zr)、Sn、鎳(Ni)或鈀(pd))形成。形成第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個可以包括使用電鍍沉積Cu或Cu合金。因此，籽晶層(未示出)可以被形成在對應的電氣絕緣層上、至少部分在對應的電氣絕緣層的開口704o中(例如，鑲襯開口704o)。籽晶層可以提供增強的成核以及電鍍的Cu或Cu合金的粘附性。籽晶層可以包括可選地包括諸如Mg、Al、Zn、Zr、Sn、Ni、Pd、Ag或Au的合金元素的Cu合金。可以使用濺射沉積或使用CVD形成籽晶層。第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個可以被形成或布置在對應的開口704o中。

第一金屬化層104、第二金屬化層108和保護層106中的至少一個可以與層布置120類似地被布置或形成，例如，如在圖2A和/或圖7B中圖示的。

根據各種備選的實施例，半導體器件1200a可以不包括第二電氣絕緣層704-2。

根據各種實施例，圖13A以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件1300a，例如，與如本文描述的配置類似(參見，例如圖1A、圖1B、圖2A、圖2B)。

半導體器件1300a可以包括襯底1302。襯底1302可以包括或由半導體襯底和電氣絕緣層中的至少一個形成。半導體器件1300a可以進一步包括可以是電路部件的一部分的電氣導電區域1302。可以在襯底1302中或在襯底1302之上(例如，在半導體襯底中或在半導體襯底之上)形成電氣導電區域1302。如在圖13A中圖示的，半導體器件1300a可以進一步包括保護層106和第一金屬化層104。第一金屬化層104可以電連接(例如，通過可以包括或由以下的至少一種形成：再分布層、層間連接、層間金屬化的電互連)到電氣導電區域1302。

根據各種實施例，圖13B以示意側視圖或示意橫截面圖圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件1300b，例如，與如本文描述的配置類似(參見，例如圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖13A、圖12B)。

如在圖13B中圖示的，半導體器件1300b可以包括可以在電氣導電區域1302之上至少部分地形成的保護層106、第一金屬化層104和第二金屬化層108。第一金屬化層104可以電連接(例如，以物理接觸)到電氣導電區域1302。

可以在襯底1302(可以包括或由半導體襯底和一種或多種電氣絕緣層中的至少一種形成)中至少部分地形成第一金屬化層104和第二金屬化層108。第二金屬化層108可以包括或由再分布層形成并且可以是電連接的一部分。

根據各種實施例，圖14A圖示了根據方法中的各種實施例的層布置120。

根據各種實施例，層布置120可以包括具有金屬表面1402的第一層1404。金屬表面1402可以包括或由金屬(例如，以下金屬：銅、鋁、金和銀中的至少一種金屬)形成。第一層1404可以包括或由至少一個金屬層(例如，第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個)形成。該至少一個金屬層可以可選地被形成在絕緣材料和半導電材料中的至少一種之上。

層布置120可以進一步包括保護層106。保護層106可以包括或由Cu_xN_y形成并且可以被至少部分地形成在金屬表面之上。x和y的和等于1。備選地或附加地，x/y的比可以限定Cu與N的原子比。可選地，層布置120可以包括在保護層106之上至少部分地形成的第二層1408。第二層可以包括或由以下：金屬層(例如，第一金屬化層104和第二金屬化層108中的至少一個)、電氣絕緣層、聚合物層、支撐材料層(例如，包裝的一部分)中的至少一個形成。支撐材料可以包括或由模型材料(例如，模型化合物)形成。

例如，第二層1408可以包括或由電接觸、鈍化、阻障、包裝、金屬化中的至少一種形成。

第二層1408可以包括或由電氣導電材料(例如，金屬、焊錫材料、鍵合材料、第一金屬、第二金屬、金屬合金中的至少一種)形成。備選地或附加地，第二層1408可以包括或由電氣絕緣材料(例如，氧化物、氮化物半導體、聚合物、模型材料中的至少一種)形成。備選地或附加地，層1408可以包括或由半導電的材料形成。備選地，層1408可以包括或由第二金屬化層108、電氣絕緣層(例如，第二電氣絕緣層704-2或第三電氣絕緣層704-3)、聚合物層(例如，第一聚合物層702-1或第二聚合物層702-2)中的至少一種形成。

在層1408包括模型材料的情況中，層1408可以是至少部分包圍襯底102、第一金屬化層104和保護層106中的至少一個的包裝(例如，集成電路包裝)的一部分。換句話說，襯底102、第一金屬化層104和保護層106中的至少一個可以被至少部分嵌入到模型材料中。

在層1408包括鍵合材料的情況中，層1408可以是鍵合接點604的一部分(參見例如圖6B)。在層1408包括焊錫材料的情況中，層1408可以是焊接點602的一部分(參見例如圖6A)。在層1408包括電氣絕緣材料的情況中，層1408可以是鈍化(例如，最終鈍化)的一部分。換句話說，層1408可以包括或由鈍化層形成。

根據各種實施例，保護層106的厚度106d可以小于或等于大約500nm并且備選地或附加地大于大約0.01nm(例如小于或等于大約0.4μm、例如小于或等于大約0.3μm、例如小于或等于大約0.2μm、例如小于或等于大約0.1μm(100nm)、例如小于或等于大約50nm、例如小于或等于大約40nm、例如小于或等于大約30nm、例如小于或等于大約20nm、例如小于或等于大約10nm、例如小于或等于大約5nm)。

備選地或附加地，保護層106的厚度小于或等于第一層1404的厚度1404d(例如小于第一層1404的厚度1404d的大約50％、例如小于大約第一層1404的厚度1404d的10％、例如小于第一層1404的厚度1404d的大約1％、例如小于第一層1404的厚度1404d的大約0.1％、例如小于第一層1404的厚度1404d的大約0.01％)。

備選地或附加地，保護層106的厚度小于或等于第二層1408的厚度1408d(例如小于第二層1408的厚度1408d的大約50％、例如小于大約第二層1408的厚度1408d的10％、例如小于第二層1408的厚度1408d的大約1％、例如小于第二層1408的厚度1408d的大約0.1％、例如小于第二層1408的厚度1408d的大約0.01％)。

根據各種實施例，保護層106可以被配置成用于保護金屬表面1402免受環境影響(例如，在形成第二層1408期間)。

根據各種實施例，圖14B圖示了根據方法中的各種實施例的半導體器件1400b。

半導體器件1400b可以包括襯底102(例如，半導體襯底)、形成或布置在襯底102中或在襯底102之上的至少一個的第一金屬化層102和在第一金屬化層104之上至少部分布置或形成的保護層106。保護層可以包括或由Cu_xN_y形成。第一金屬化層102可以包括或由以下中的至少一種形成：第一金屬、第一金屬合金。第一金屬合金可以包括第一金屬以及可選地另一金屬(例如，合金元素)。

可選地，半導體器件1400b可以進一步包括在保護層106之上至少部分形成或布置的層1412(例如，第二層1408)。

可選地，半導體器件1400b可以進一步包括在襯底102(例如，半導體襯底102)中集成的電路部件1414。可選地，半導體器件1400b可以進一步包括電互連1416，電互連1416可以包括或由以下：再分布層、層間連接、層間金屬化中的至少一種形成。電互連1416可以將電路部件1414電連接到第一金屬化層104。

圖15以示意流程圖圖示了根據各種實施例的方法1500。方法可以在1502中包括提供襯底(例如，半導體襯底)。方法可以在1504中進一步包括在襯底中或在襯底之上的至少一個形成金屬化層。方法可以在1506可以進一步包括在金屬化層之上至少部分地形成保護層，其中金屬化層包括銅、鋁、金、銀中的至少一種，并且其中保護層包括氮化物材料，該該氮化物材料包括銅、鋁、金、銀中的至少一種。如本文所描述的，可以進一步配置方法。

根據各種實施例，保護層可以包括或由納米晶(例如，具有在從大約40nm到大約60nm的范圍的顆粒尺寸)氮化物材料(例如，M_xN_y)形成。可以使用直流(DC)濺射形成保護層。保護層的電導率可以與保護層中的氮的濃度成反比。保護層的大約21％的氮的濃度經由滲流機制(percolation mechanism)可以導致具有優良電導率的金屬導電保護層，而略微的亞化學計量M₃N金屬合金(其中金屬M可以是Cu)可以具有帶有1.85eV的光學帶隙的欠缺半導體的典型行為。

人為的老化測試可以模擬對保護層的化學攻擊，例如在很多個月(多于15個月)的大約60℃的大約95％的濕度的情況下。根據各種實施例，保護層足夠化學穩定(惰性)以避免老化測試期間在其光學特征上的改變。取決于底下的層(例如，第一金屬化層)，保護層甚至可以在很多個月的高于100℃下化學穩定。

根據各種實施例，保護層的晶粒尺寸、顆粒尺寸和表面粗糙度可以隨著溫度增加，例如，在形成保護層和調整保護層的組分中的至少一個期間。另外，具有氮的保護層的金屬(例如，像Cu的過渡金屬)的活性可以隨著溫度而增加，例如，在形成保護層和調整保護層的組分中的至少一個期間。

根據各種實施例，可以通過逆向工程(例如，聚焦在金屬化層(例如，第一金屬化層和第二金屬化層中的至少一個)的截面和表面中的至少一個上)半導體器件來識別保護層的組分和保護層的存在中的至少一個。通過分析在金屬化層之上或在金屬化層里中的至少一個(例如，在其表面)的區域的組分(例如，化學組分、深度分布、兩種化學元素的原子比、化學元素的濃度和原子組分中的至少一種)，可以揭示保護層的組分和保護層的存在中的至少一種。可以使用能量色散X射線光譜儀(EDX)、透射電鏡(TEM)和X射線光電子光譜儀(XPS)中的至少一種獲得(例如，保護層的)組分。可以使用俄歇電子光譜儀(AES)和二次離子質譜儀(SIMS)中的至少一種獲得深度分布。EDX分析可以穿透金屬化層的整個層厚度并且可以因此被用來獲得空間上的平均(例如，至少沿著垂直方向(厚度方向)平均)組分，例如，保護層的N的空間上的平均組分和保護層的空間上的平均原子比(例如，金屬與氮的)。

材料、層、區域等的空間上的平均組分(例如，空間上的平局濃度和空間上的平均原子比中的至少一種)可以被理解成基本在材料、層、區域等的延伸(例如，處置延伸(厚度)和橫向延伸中的至少一種)上(例如，基本在材料、層、區域等的體積上，(例如在材料、層、區域等的延伸(或體積，分別地)的至少大約50％上、例如在延伸(或體積，分別地)的至少大約60％上、例如在延伸(或體積，分別地)的至少大約70％上、例如在延伸(或體積，分別地)的至少大約80％上、例如在延伸(或體積，分別地)的至少大約90％上、例如在延伸(或體積，分別地)的至少大約100％上)被平均。

另外，在下文中將描述優選的實施例。

一種半導體器件可以包括：襯底；金屬化層(也被稱為第一金屬化層)，被布置成以下中的至少一種：在襯底中或在襯底之上；至少部分布置在金屬化層之上的保護層，其中金屬化層包括或由銅、鋁、金、銀中的至少一種形成，并且其中保護層包括氮化物材料，氮化物材料包括銅、鋁、金、銀中的至少一種。

一種半導體器件可以包括：襯底；第一金屬化層，被布置成以下中的至少一種：在襯底中或在襯底之上；至少部分布置在金屬化層之上的保護層，其中第一金屬化層包括或由第一金屬形成并且其中保護層包括或由具有第一金屬的氮化物材料形成。

根據各種實施例，襯底是半導體襯底，例如，襯底可以包括或由硅形成。

根據各種實施例，保護層與金屬化層至少部分物理接觸。

根據各種實施例，金屬化層包括或由包括銅、鋁、金和銀中的至少一種的金屬合金形成。

根據各種實施例，金屬化層包括或由銅形成。

根據各種實施例，保護層包括或或由含銅的氮化物材料形成。

根據各種實施例，保護層包括或由至少第一區域和第二區域形成，第一區域和第二區域通過至少化學組分而彼此不同。

根據各種實施例，第一區域中的氮的濃度與第二區域中的氮的濃度不同。

根據各種實施例，第一區域中的氮的濃度小于第二區域中的氮的濃度。

根據各種實施例，第一區域中的氮的濃度等于或小于大約20原子百分比并且第二區域中的氮的濃度大于大約20原子百分比，例如，第二區域中的氮的濃度在從大約20原子百分比到大約25原子百分比的范圍。

根據各種實施例，第一區域中的金屬與氮的原子比與第二區域中的金屬與氮的原子比不同。

根據各種實施例，第一區域中的金屬與氮的原子比大于第二區域中的金屬與氮的原子比。

根據各種實施例，第一區域中的金屬與氮的原子比等于或大于大約4并且第二區域中的金屬與氮的原子比小于大約4。

根據各種實施例，第一區域的電導率大于第二區域的電導率。

根據各種實施例，第一區域是電氣導電的并且第二區域是電氣半導電的。

根據各種實施例，第二區域的至少一部分被布置在第一區域之上。

根據各種實施例，在橫向上至少部分彼此相鄰地布置第一區域和第二區域。

根據各種實施例，保護層包括從第一組分到第二組分的范圍的組分梯度分布。

根據各種實施例，組分梯度分布包括從氮的第一濃度到氮的第二濃度的范圍的濃度梯度分布。

根據各種實施例，組分梯度分布包括從金屬與氮的第一原子比到金屬與氮的第二原子比范圍的原子比梯度分布。

根據各種實施例，在保護層的至少一個區域內氮的濃度在空間上基本恒定。

根據各種實施例，在保護層的至少一個區域內金屬與氮的原子比在空間上基本恒定。

根據各種實施例，在保護層內的金屬與氮的空間平均原子比等于或大于大約3。

根據各種實施例，在保護層內的金屬與氮的空間平均原子比等于或大于大約4。

根據各種實施例，在保護層內的金屬與氮的空間平均原子比等于或大于大約5。

根據各種實施例，在保護層內的金屬與氮的空間平均原子比在從大約3到大約20的范圍.

根據各種實施例，在保護層內的氮的空間平均濃度等于或小于大約25原子百分比。

根據各種實施例，在保護層內的氮的空間平均濃度在從大約5原子百分比到大約25原子百分比的范圍。

根據各種實施例，在保護層內的氮的空間平均濃度等于或小于大約20原子百分比。

根據各種實施例，在保護層內的氮的空間平均濃度等于或小于大約12.5原子百分比。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：至少部分布置在保護層之上的焊接點。

根據各種實施例，焊接點包括或由鉛、錫、銀、鋁中的至少一種形成。

根據各種實施例，焊接點包括或由包括鉛、錫、銀、鋁中的至少一種的金屬合金形成。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：至少部分布置在保護層之上的鍵合接點。

根據各種實施例，鍵合接點包括或由金、鋁、銀和銅中的至少一種形成。

根據各種實施例，鍵合接點包括或由包括金、鋁、銀和銅中的至少一種的合金形成。

根據各種實施例，鍵合接點至少部分穿過保護層地延伸。

根據各種實施例，鍵合接點與金屬化層至少部分物理接觸。

根據各種實施例，保護層的厚度小于大約1μm。根據各種實施例，保護層的厚度小于或等于大約0.5μm。根據各種實施例，保護層的厚度小于或等于大約100nm。

根據各種實施例，保護層的厚度大于或等于大約0.01nm。

根據各種實施例，氮化物材料是氮化銅。

根據各種實施例，金屬化層包括由以下：接觸焊盤、層間金屬化、再分布層、籽晶層中的至少一種形成。

根據各種實施例，保護層至少部分被暴露(換句話說，未被覆蓋)。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：集成電路部件，被布置成以下中的至少一種：在襯底中或在襯底之上，其中金屬化層與集成電路部件電耦合。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：電絕緣層，被布置成以下中的至少一種：在襯底中或在襯底之上，其中至少部分在電氣絕緣層中布置金屬化層。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：至少部分布置在保護層之上的聚合物層。聚合物層可以包括以下：酰亞胺、樹脂、環氧樹脂、模型化合物(mold compound)中的至少一種。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：另一金屬化層(也被稱為第二金屬化層)至少部分地被布置在保護層之上并且包括至少銅、鋁、金、銀中的至少一種。

根據各種實施例，另一金屬化層的材料與金屬化層的材料相同。換句話說，金屬化層和另一金屬化層由相同的材料形成。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：另一金屬化層至少部分地被布置在保護層和金屬化層之間并且比金屬化層包括另一材料。換句話說，金屬化層和另一金屬化層由不同的材料形成。

根據各種實施例，半導體器件可以包括：襯底；在襯底中或在襯底之上中的至少一個布置的金屬化層；至少部分布置在金屬化層之上的保護層，其中金屬化層包括或由銅形成；并且其中保護層包括或由含銅的氮化物材料形成。

根據各種實施例，襯底是半導體襯底，例如，襯底可以包括或由硅形成。

根據各種實施例，保護層的厚度小于或等于大約0.5μm。

根據各種實施例，金屬化層包括由以下：接觸焊盤、層間金屬化、再分布層、籽晶層中的至少一種形成。

根據各種實施例，半導體器件可以進一步包括：至少部分布置在保護層之上的鍵合接點。

根據各種實施例，半導體器件可以包括：襯底；在襯底中或在襯底之上布置的鍵合焊盤；至少部分布置在鍵合焊盤之上的保護層；其中鍵合焊盤包括或由金屬形成和其中保護層包括或由該金屬的氮化物形成。

根據各種實施例，層布置可以包括：金屬表面；保護層包括含銅的氮化物材料并且至少部分被布置在金屬表面之上；其中保護層的厚度小于或等于大約500nm。根據各種實施例，金屬表面銅表面。

根據各種實施例，層布置可以包括：金屬表面；保護層包括金屬表面的金屬的氮化物材料并且至少部分被布置在金屬表面之上；以及至少部分布置在保護層之上的以下中的至少一個：聚合物層、焊接點、鍵合接點。

根據各種實施例，一種方法可以包括：提供襯底；將金屬化層形成在以下中的至少一種：在襯底中或在襯底之上；在金屬化層之上至少部分地形成保護層，其中金屬化層包括或由銅、鋁、金、銀中的至少一種形成，并且其中保護層包括或由包括銅、鋁、金、銀中的至少一種的氮化物材料形成。

根據各種實施例，一種方法可以包括：提供金屬表面；形成包括金屬表面的金屬的氮化物材料的保護層，其中在金屬表面之上至少部分地形成保護層；以及在保護層之上至少部分地形成以下中的至少一種：聚合物層、焊接點、鍵合接點。金屬表面可以是金屬化層的一部分。

根據各種實施例，金屬化層(或金屬表面)包括或由銅形成；并且保護層包括或由含銅的氮化物材料形成。

根據各種實施例，一種方法可以包括：提供襯底；將接觸焊盤形成在以下中的至少一種：在半導體襯底中或在半導體襯底之上；在接觸焊盤之上至少部分地形成保護層，其中鍵合焊盤包括或由金屬形成和其中保護層包括或由金屬的氮化物形成。

根據各種實施例，方法可以進一步包括在形成保護層之前從金屬化層去除表面層。

根據各種實施例，方法可以進一步包括在保護層之上至少部分地形成聚合物層。

根據各種實施例，形成保護層包括使用反應濺射和原子層沉積中的至少一種。

根據各種實施例，方法可以進一步包括根據預定的導電類型調整保護層的組分。

根據各種實施例，方法可以進一步包括調整組分的空間分布。

根據各種實施例，調整組分包括以下中的至少一種：加熱保護層的至少一部分；在形成保護層期間調整工藝參數；使保護層暴露于反應物。

根據各種實施例，調整組分包括在形成保護層期間調整工藝參數，其中工藝參數是以下中的至少一種：氣體流量、氣體分壓、溫度(例如，半導體襯底的)、沉積速率。

根據各種實施例，調整組分包括加熱保護層的至少一部分，其中加熱保護層的至少一部分包括在保護層中形成從第一溫度到第二溫度范圍的溫度梯度、形成在保護層的至少一部分內在空間上基本恒定的溫度分布中的至少一種。

根據各種實施例，調整組分包括加熱保護層的至少一部分，其中加熱保護層的至少一部分包括使用激光源。

根據各種實施例，調整保護層的組分包括以下中的至少一種：修改在保護層的至少一個區域中的氮的濃度、修改在保護層的至少一個區域中的金屬與氮的原子比、在保護層的至少一個區域中形成組分梯度分布、在保護層的至少一個區域內形成在空間上基本恒定的組分。

根據各種實施例，方法可以進一步包括在金屬化層之上形成鍵合接點。

根據各種實施例，形成鍵合接點包括使用鍵合至少部分地打開保護層。打開保護層可以包括使用鍵合導線向保護層施加力。鍵合導線可以被壓(例如，施加力)向保護層并且可以相對于保護層被移動，例如，在擺動移動中。

根據各種實施例，形成金屬化層(在金屬表面之上)包括以下中的至少一種：使用大馬士革工藝、使用雙大馬士革工藝。

根據各種實施例，方法可以進一步包括：在第一金屬化層和保護層之間形成另一金屬化層(也被稱為第二金屬化層)，其中另一金屬化包括與金屬化層的材料不同的材料。

根據各種實施例，方法可以進一步包括：在襯底和金屬化層(或者金屬表面)之間形成另一金屬化層，其中另一金屬化包括與金屬化層(或者金屬表面)的材料不同的材料。

根據各種實施例，方法可以進一步包括：在保護層之上至少部分地形成另一金屬化層，其中另一金屬化包括或由銅、鋁、金和銀中的至少一種形成。