一種減少鋁薄膜產生小丘狀缺陷的工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種減少鋁薄膜產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氣直至防反射層氮化鈦薄膜中的氮含量達到飽和。本發明的有益效果是：采用簡單的工藝流程克服了鋁薄膜在生產工藝過程中鋁晶粒無序增大使鋁薄膜產生小丘狀的缺陷。
【專利說明】
一種減少鋁薄膜產生小丘狀缺陷的工藝
技術領域
[0001]本發明涉及一種減少鋁薄膜產生小丘狀缺陷的新工藝，尤其涉及一種應用于CIS產品制造中減少鋁薄膜產生小丘狀缺陷的工藝。
【背景技術】
[0002]目前，以金屬氧化物半導體技術來制造攝像傳感器技術(CIS: CMOS imagesensor)已經成為新興成像領域的主流工藝。金屬薄膜具有良好的可見光反射傳導性能，可以作為各個像素單元格隔絕柵，也是當前大家普遍采用的辦法。鋁薄膜因其可見光反射性能優異和制造工藝簡單，而被大多數主流CIS廠商所采用。但是，鋁薄膜容易在后續高溫退火工藝中，產生小丘狀缺陷，容易使鋁薄膜表面形成光線漫反射效應，進而會嚴重影響可見光傳導的數量和質量，最終影響成像品質。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種減少鋁薄膜產生小丘狀缺陷的工藝，克服了鋁薄膜在生產過程中鋁薄膜產生小丘狀的缺陷。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種減少鋁薄膜產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氣直至所述防反射層氮化鈦薄膜中的氮含量達到飽和。
[0009]進一步，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氣直至所述防反射層氮化鈦薄膜中的氮含量達到飽和步驟中，所述氧化鋁中的鋁元素與氧元素的質量比為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溫度為20?40°C。
[0010]進一步，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溫度為20?40°C。
[0011 ]進一步，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溫度為20?40°C。
[0012]進一步，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溫度為200?350°C。
[0013]本發明的有益效果是:采用簡單的工藝流程克服了鋁薄膜在生產工藝過程中鋁晶粒無序增大使鋁薄膜產生小丘狀的缺陷。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的減少鋁薄膜產生小丘狀缺陷的工藝的結構示意圖。
[0015]附圖中，各標號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。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0018]如圖1所示，本發明一種減少鋁薄膜產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]本發明一種減少鋁薄膜產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原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體或等離子體過程，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然后通入氮氣直至所述防反射層氮化鈦薄膜I中的氮含量達到飽和。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通入氮氣將金屬鈦原子氮化而生成防反射層氮化鈦薄膜I。
[0020]當采用的是在鋁薄膜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，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量比為0.9?1.5:0.5?I，招氧質量比優選為1:
0.89，鋁氧濃度梯度以鋁薄膜3為開始，逐漸變大，添加物薄膜層2中氧化鋁薄膜的厚度為20?70埃，優選厚度為40埃，添加氧化鋁薄膜是根據原位引入原理，添加物薄膜層2添加氧化鋁時是以鋁薄膜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合性，可以防止兩層薄膜因性質差異太大導致高溫穩定性差而使兩層薄膜分離開裂，在鋁薄膜3的表面沉積一層高應力的氧化鋁薄膜，可以通過這層高應力的薄膜抑制鋁晶粒在高溫退火過程中的無序長大；當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然后再通入氮氣直至防反射層氮化鈦薄膜I中的氮含量達到飽和狀態工藝時，是以防反射層氮化鈦薄膜I為基體原位改變氮化鈦的質量比，原防反射層氮化鈦薄膜I中的鈦氮質量比為70?80: 20?30，優選鈦氮質量比為77.3:22.7,防反射層氮化鈦薄膜I的厚度為400?600埃，優選厚度為500埃，反應的溫度為20?40 °C，通過通入氮氣原位增加氮的含量制造氮含量達到飽和狀態，防反射層氮化鈦薄膜的厚度不變仍為400?600埃，優選厚度為500埃，反應的溫度為20?40°C，氮含量達到飽和狀態后可以提高氮化鈦薄膜I的應力，優化防反射層氮化鈦薄膜I中的氮鈦質量比可以提高防反射層氮化鈦薄膜I的應力，通過這層高應力的薄膜來抑制鋁晶粒在高溫退火過程中的無序長大。采用以上兩種工藝方法所達到的效果都是通過抑制鋁晶粒在高溫退火過程中的無序長大，從而減少鋁薄膜小丘狀缺陷的產生。
[0021]如圖1所示，工藝過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，優選250埃，粘附層鈦薄膜沉積工藝的反應溫度為20?40°C，反應的能量為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，優選250埃，阻擋層氮化鈦薄膜沉積工藝的反應溫度為20?40°C，反應的能量為8000?10800W。阻擋層氮化鈦薄膜4的上表面覆蓋著需要生產的鋁薄膜3，鋁薄膜3的厚度為1500?2500埃，優選厚度為2000埃，鋁薄膜沉積工藝的反應溫度為200?350°C，優選溫度為270°C，反應的能量為10000?22000W。
[0022]以上工藝采用了原位引入的原理，用較低的成本實現了較高的經濟效益，節約了資源，提高了經濟效益。
[0023]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種減少鋁薄膜產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氣直至所述防反射層氮化鈦薄膜中的氮含量達到飽和。2.根據權利要求1所述的一種減少鋁薄膜產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氣直至所述防反射層氮化鈦薄膜中的氮含量達到飽和步驟中，原所述防反射層氮化鈦薄膜中鈦和氮的質量比為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溫度為20?40°C。3.根據權利要求1所述的一種減少鋁薄膜產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溫度為20?40°C。4.根據權利要求1所述的一種減少鋁薄膜產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溫度為20?40°C。5.根據權利要求1?4任一所述的一種減少鋁薄膜產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溫度為200?350°C。
【文檔編號】H01L21/02GK105957804SQ201610440482
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2013年11月18日
【發明人】封鐵柱
【申請人】武漢新芯集成電路制造有限公司