接着昨天聊,硅光集成,调制器、探测器需要金属电极与外界连接,相比较而言,可以用铝做金属互联
但是铝有两个缺点
铝的电阻率有点大,不适合高频应用
铝的金属迁移,会导致可靠性风险
常规的半导体集成电路已经慢慢的放弃的铝做金属互联层,而采用铜做互联,当然硅光集成依然可以采用较早期的集成电路方式,用铝,也很正常。
比如咱们的激光器封装,用的TOcan,也是借用的早期半导体封装技术。
够用就可以。
回到正题
铜做互联,解决了铝的两大缺点,铝的电阻率高,铜的电阻率低,适合高频,适合大功耗,适合小尺寸,等等
铝有电迁移的缺点,会形成尖刺,会随着电子风而产生金属空洞,铜就好的多。
但,铜的刻蚀,半导体刻蚀最好是形成挥发物,不要影响后续的工艺。但铜很难,反而氧化硅的刻蚀工艺比较成熟,容易形成图形。
所以,在选择铜做互联时,优选的工艺节点,是在氧化物上先做图形,内部再填充铜,也就是昨天说的大马士革镶嵌
继续,要先刻蚀氧化硅,通常选择氮化硅做停止层
氮化硅上,生长氧化硅层
刻蚀氧化硅,或者分布刻蚀台阶型
按说,这时候应该附着铜,但是铜和氧化硅的接触,有个缺点,会扩散,为了阻挡扩散,就需要一层阻挡材料。
好多理论,分析的是如何实现这些功能,真正分析工艺,讨论的是能不能把这些理论落地成产品
咱聊光模块的各个功能件的工艺,比如下头几个,都有有类似阻挡层的工艺流程
铜互联,氮化钽/钽是很适合做铜和氧化硅之间的阻挡材料,薄,附着力强,稳定性高。
阻挡层之后,用镀铜工艺,快,也方便,但是镀铜需要有一层铜做电镀的一个电极,这时候需要其他工艺在阻挡层上先长一个薄的籽晶层
最后,用Y6T36中的CMP,化学机械法做研磨,形成镶嵌的铜金属条。
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