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1、10申请公布号CN104221130A43申请公布日20141217CN104221130A21申请号201380016231522申请日2013022061/602,88620120224USH01L21/28200601H01L21/336200601H01L29/7820060171申请人天工方案公司地址美国马萨诸塞州72发明人K程74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人邱军54发明名称与化合物半导体的铜互连相关的改善的结构、装置和方法57摘要本申请公开了与诸如化合物半导体的半导体的铜互连金属化相关的改进的结构、装置和方法。在示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之。
2、上的第一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二TI层和设置在第二TI层之上的铜CU层。在另一个示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的TI层、设置在第一TI层之上的第一氮化钛TIN层和设置在第一TIN层之上的CU层。在再一个示例性构造中，金属化结构可包括设置在化合物半导体之上的堆叠，并且该堆叠包括势垒、设置在势垒之上的CU层和设置在CU层之上的第一TI层。该金属化结构还可包括设置在第一TI层之上的溅射的钛钨TIW层。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014092486PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/02695320130。
3、22087PCT国际申请的公布数据WO2013/126458EN2013082951INTCL权利要求书5页说明书21页附图18页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书5页说明书21页附图18页10申请公布号CN104221130ACN104221130A1/5页21一种化合物半导体装置的金属化结构，该结构包括第一钛TI层，设置在与该化合物半导体装置关联的基板之上；第一阻挡层，设置在该第一TI层之上；第二TI层，设置在该第一阻挡层之上；以及铜CU层，设置在该第二TI层之上，该第二TI层构造为抑制该CU层和该阻挡层的合金化。2如权利要求1所述的结构，其中该第一TI层、该第一阻。
4、挡层和该第二TI层构造为在该CU层和形成在该基板上的欧姆金属层之间产生势垒。3如权利要求1所述的结构，其中该第一阻挡层包括铂PT、钯PD或镍NI。4如权利要求1所述的结构，还包括设置在该CU层之上的第三TI层和设置在该第三TI层之上的第二阻挡层。5如权利要求4所述的结构，其中该第二阻挡层包括铂PT、钯PD或镍NI。6如权利要求5所述的结构，其中该第一阻挡层与该第一TI层直接接触，该第二TI层与该第一阻挡层直接接触，该CU层与该第二TI层直接接触，该第三TI层与该CU层直接接触，并且该第二阻挡层与该第三TI层直接接触。7如权利要求5所述的结构，其中该第一阻挡层和该第二TI层的厚度选择为在该CU层。
5、和欧姆金属层之间提供足够的势垒功能性，该欧姆金属层设置在该第一TI层和该基板之间。8如权利要求7所述的结构，其中该第一TI层的厚度足以用作粘合层。9如权利要求8所述的结构，其中该第一TI层的厚度为约1,000埃，该第一PT层的厚度为约500埃，并且该第二TI层的厚度为约1,000埃。10如权利要求4所述的结构，其中该CU层的厚度选择为产生类似于被该CU层取代的金层的电阻率值。11如权利要求10所述的结构，其中该CU层的厚度为约25,000埃。12如权利要求4所述的结构，还包括设置在该第二阻挡层之上的金AU层。13如权利要求12所述的结构，其中该第三TI层和该第二阻挡层的厚度选择为在该CU层和该。
6、AU层之间产生足够的钝化功能性。14如权利要求13所述的结构，其中该第三TI层的厚度为约500埃，并且该第二阻挡层包括厚度为约500埃的铂PT层。15如权利要求12所述的结构，还包括设置在该AU层之上的第四TI层。16如权利要求15所述的结构，其中该AU层的厚度为约1,200埃，并且该第四TI层的厚度为约90埃。17如权利要求15所述的结构，其中该第一TI层、该第一阻挡层、该第二TI层、该CU层、该第三TI层、该第二阻挡层、该AU层和该第四TI层中的每一层通过蒸发形成。18一种形成化合物半导体装置的金属化结构的方法，该方法包括在与该化合物半导体装置关联的基板之上形成第一钛TI层；在该第一TI层。
7、之上形成第一阻挡层；在该第一阻挡层之上形成第二TI层；以及在该第二TI层之上形成铜CU层。权利要求书CN104221130A2/5页319如权利要求18所述的方法，还包括在该CU层之上形成第三TI层；以及在该第三TI层之上形成第二阻挡层。20如权利要求19所述的方法，还包括在该第二阻挡层之上形成金AU层。21如权利要求20所述的方法，还包括在该AU层之上形成第四TI层。22如权利要求21所述的方法，其中该第一TI层、该第一阻挡层、该第二TI层、该CU层、该第三TI层、该第二阻挡层、该AU层和该第四TI层中的每一层通过蒸发形成。23如权利要求19所述的方法，其中该第一阻挡层和该第二阻挡层中的每一。
8、层包括铂PT、钯PD或镍NI。24一种化合物半导体芯片，包括半导体装置，形成在化合物半导体基板上；以及该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在与该半导体装置关联的基板之上的第一钛TI层、设置在该第一TI层之上的第一阻挡层、设置在该第一阻挡层之上的第二TI层以及设置在该第二TI层之上的铜CU层。25如权利要求24所述的芯片，其中该互连金属化堆叠还包括设置在该CU层之上的第三TI层和设置在该第三TI层之上的第二阻挡层。26如权利要求25所述的芯片，其中该互连金属化堆叠还包括设置在该第二阻挡层之上的金AU层和设置在该AU层之上的第四TI层。27如权利要求26所述的芯片，其中该第一阻挡层和。
9、该第二阻挡层中的每一层包括铂PT、钯PD或镍NI。28如权利要求24所述的芯片，其中该化合物半导体芯片是砷化镓GAAS芯片。29如权利要求24所述的芯片，其中该半导体装置包括赝配高电子迁移率晶体管PHEMT、金属半导体场效应晶体管MESFET、异质结双极晶体管HBT、马赫MACHZEHNDER，MZ调制器、光伏器件、发光二极管LED、双极FETBIFET、双极HEMTBIHEMT、激光二极管或表面声波SAW装置。30一种射频RF模块，包括封装基板，构造为容纳多个部件；以及芯片，安装在该封装基板上，该芯片包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置和该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置。
10、在与该半导体装置关联的基板之上的第一钛TI层、设置在该第一TI层之上的第一阻挡层、设置在该第一阻挡层之上的第二TI层以及设置在该第二TI层之上的铜CU层。31一种射频RF装置，包括天线；RF电路，与该天线连通，该RF电路构造为提供发射和/或接收功能；以及模块，构造为利于该天线和该RF电路的运行，该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置，该模块还包括该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在与该半导体装置关联的基板之上的第一钛TI层、设置在该第一TI层之上的第一阻挡层、设置在该第一阻挡层之上的第二TI层以及设置在该第二TI层之上的铜CU层。32一种化合物半导体装置的金属化结构，该。
11、结构包括权利要求书CN104221130A3/5页4第一钛TI层，设置在与该化合物半导体装置关联的基板之上；第一氮化钛TIN层，设置在该第一TI层之上；以及铜CU层，设置在该第一TIN层之上。33如权利要求32所述的结构，其中该第一TI层和该第一TIN层构造为在该CU层和该基板之间产生势垒。34如权利要求32所述的结构，还包括设置在该CU层之上的第二TIN层和设置在该第二TIN层之上的第一铂PT层。35如权利要求34所述的结构，其中该第一TIN层与该第一TI层直接接触，该CU层与该第一TIN层直接接触，该第二TIN层与该CU层直接接触，并且该第一PT层与该第二TIN层直接接触。36如权利要求3。
12、4所述的结构，其中该第一TIN层的厚度选择为在该CU层和欧姆金属层之间提供足够的势垒功能性，该欧姆金属层设置在该第一TI层和该基板之间。37如权利要求36所述的结构，其中该第一TI层的厚度足以用作粘合层。38如权利要求37所述的结构，其中该第一TI层的厚度为约1,000埃，并且该第一TIN层的厚度为约500埃。39如权利要求34所述的结构，其中该CU层的厚度选择为产生与被该CU层取代的金层类似的电阻率值。40如权利要求39所述的结构，其中该CU层的厚度为约25,000埃。41如权利要求34所述的结构，还包括设置在该第一PT层之上的金AU层。42如权利要求41所述的结构，还包括设置在该AU层之上。
13、的第二TI层。43如权利要求42所述的结构，其中该AU层的厚度为约1,200埃，并且该第二TI层的厚度为约90埃。44如权利要求42所述的结构，其中该第一TI层、该第一TIN层、该CU层、该第二TIN层、该第一PT层、该AU层和该第二TI层中的每一层通过蒸发形成。45一种形成化合物半导体装置的金属化结构的方法，该方法包括在与该化合物半导体装置关联的基板之上形成第一钛TI层；在该第一TI层之上形成第一氮化钛TIN层；以及在该第一TIN层之上形成铜CU层。46如权利要求45所述的方法，还包括在该CU层之上形成第二TIN层；以及在该第二TIN层之上形成第一PT层。47如权利要求46所述的方法，还包括。
14、在该第一PT层之上形成金AU层。48如权利要求47所述的方法，还包括在该AU层之上形成第二TI层。49如权利要求48所述的方法，其中该第一TI层、该第一TIN层、该CU层、该第二TIN层、该第一PT层、该AU层和该第二TI层中的每一层通过蒸发形成。50如权利要求49所述的方法，其中该第一TIN层和第二TIN层中的每一层的蒸发包括在离子源的辅助下蒸发TI；以及在由离子源蒸发TI的至少部分过程中引入氮气。权利要求书CN104221130A4/5页551一种化合物半导体芯片，包括半导体装置，形成在化合物半导体基板上；以及该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在与该半导体装置关联的基板之上。
15、的第一钛TI层、设置在该第一TI层之上的第一氮化钛TIN层和设置在该第一TIN层之上的铜CU层。52如权利要求51所述的芯片，其中该互连金属化堆叠还包括设置在该CU层之上的第二TIN层和设置在该第二TIN层之上的铂PT层。53如权利要求52所述的芯片，其中该互连金属化堆叠还包括设置在该PT层之上的金AU层和设置在该AU层之上的第二TI层。54如权利要求51所述的芯片，其中该化合物半导体芯片是砷化镓GAAS芯片。55如权利要求51所述的芯片，其中该半导体装置包括赝配高电子迁移率晶体管PHEMT、金属半导体场效应晶体管MESFET、异质结双极晶体管HBT、马赫MZ调制器、光伏器件、发光二极管LED。
16、、双极FETBIFET、双极HEMTBIHEMT、激光二极管或表面声波SAW装置。56一种射频RF模块，包括封装基板，构造为容纳多个部件；以及芯片，安装在该封装基板上，该芯片包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置和该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在与该半导体装置关联的基板之上的第一钛TI层、设置在该第一TI层之上的第一氮化钛TIN层和设置在该第一TIN层之上的铜CU层。57一种射频RF装置，包括天线；RF电路，与该天线连通，该RF电路构造为提供发射和/或接收功能；以及模块，构造为利于该天线和该RF电路的运行，该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置，该模块还包括该半导。
17、体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在与该半导体装置关联的基板之上的第一钛TI层、设置在该第一TI层之上的第一氮化钛TIN层以及设置在该第一TIN层之上的铜CU层。58一种化合物半导体装置的金属化结构，该结构包括堆叠，设置在与该化合物半导体装置关联的基板之上，该堆叠包括势垒和设置在该势垒之上的铜CU层；以及溅射的钛钨TIW层，设置在该堆叠之上。59如权利要求58所述的结构，其中该势垒包括设置在TI层之上的氮化钛TIN层。60如权利要求58所述的结构，其中该势垒包括第一钛层、设置在该第一TI层之上的阻挡层以及设置在该阻挡层之上的第二TI层。61如权利要求60所述的结构，其中该阻挡层包括铂。
18、PT、钯PD或镍NI。62如权利要求58所述的结构，其中该堆叠还包括设置在该CU层和该溅射的TIW层之间的钛TI层。63如权利要求62所述的结构，还包括设置在该溅射的TIW层之上的金AU层。64如权利要求63所述的结构，其中该溅射的TIW层的厚度足以抑制该CU层和该AU权利要求书CN104221130A5/5页6层之间的交互作用。65如权利要求63所述的结构，还包括设置在该AU层之上的TI层。66如权利要求65所述的结构，其中该堆叠的每一层通过蒸发形成。67如权利要求66所述的结构，其中该AU层和该AU层之上的该TI层中的每一层通过蒸发形成。68如权利要求58所述的结构，其中该溅射的TIW基本。
19、上没有分支或桁条特征。69一种形成化合物半导体装置的金属化结构的方法，该方法包括在与该化合物半导体装置关联的基板之上形成光刻胶掩模，该光刻胶掩模限定开口；在该开口内以及在该基板之上形成堆叠，该堆叠包括势垒和形成在该势垒之上的铜CU层；以及以允许该光刻胶掩模通过剥离工艺被去除的方式、在该堆叠之上溅射钛钨TIW层。70如权利要求69所述的方法，其中该光刻胶掩模在该开口处具有凹陷轮廓。71如权利要求70所述的方法，其中形成该堆叠还包括在该CU层和该TIW层之间形成钛TI层。72如权利要求71所述的方法，还包括在该TIW层之上形成金AU层。73如权利要求72所述的方法，还包括在该AU层之上形成TI层。。
20、74如权利要求73所述的方法，还包括剥离该光刻胶掩模以由此产生梯形形状的堆叠。75一种化合物半导体芯片，包括半导体装置，形成在化合物半导体基板上；以及该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在势垒之上的铜CU层，该金属化堆叠还包括设置在该CU层之上的溅射的钛钨TIW层。76如权利要求75所述的芯片，其中该金属化堆叠还包括设置在该CU层和该TIW层之间的钛TI层。77一种射频RF模块，包括封装基板，构造为容纳多个部件；以及芯片，安装在该封装基板上，该芯片包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置和该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在势垒之上的铜CU层，该金属化堆叠还包括设。
21、置在该CU层之上的溅射的钛钨TIW层。78一种射频RF装置，包括天线，实施为接收或发射RF信号；与该天线连通的RF电路，该RF电路构造为提供发射和/或接收功能；以及模块，构造为利于该天线和该RF电路的运行，该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置和该半导体装置的互连金属化堆叠，该金属化堆叠包括设置在势垒之上的铜CU层和设置在该CU层之上的溅射的钛钨TIW层。权利要求书CN104221130A1/21页7与化合物半导体的铜互连相关的改善的结构、装置和方法0001相关申请的交叉引用0002本申请要求2012年2月24日提交的名称为为“DEVICESANDMETHODOLOGIESRELATE。
22、DTOCOPPERINTERCONNECTSFORCOMPOUNDSEMICONDUCTORS“的美国临时申请NO61/602,886的优先权，其全部内容明确地通过引用并入于此。技术领域0003本公开总体上涉及与化合物半导体的铜互连相关的装置和方法。背景技术0004化合物半导体装置采用诸如金的金属来形成诸如总线的互连线。这些互连通常涉及金属1、金属2和金属3。金属1或M1典型地是指金属互连的第一层，其例如接触欧姆金属以及与集成电路相关的其它有源和/或无源元件例如，电阻器、电容器和电感器。金属2或M2典型地是指连接到M1的层。金属3或M3典型地是指例如装置中的散热器，比如功率放大器。0005金因。
23、其诸如低电阻系数、化学惰性和理想的引线接合特性等特性而被选为用于前述某些或全部应用。然而，金的价格相对较高，因此增加了化合物半导体的相关制造成本。发明内容0006在某些实施方式中，本公开涉及化合物半导体装置的金属化结构。该结构包括设置在与化合物半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层。该结构还包括设置在第一TI层之上的第一阻挡层。该结构还包括设置在第一阻挡层之上的第二TI层。该结构还包括设置在第二TI层之上的铜CU层，其中第二TI层构造为抑制CU层和阻挡层的合金化。0007在某些实施例中，第一TI层、第一阻挡层和第二TI层可构造为在CU层和形成在基板上的欧姆金属层之间产生势垒。在某些实施例中，第。
24、一阻挡层可包括铂PT、钯PD或镍NI。0008在某些实施例中，该结构还可包括设置在CU层之上的第三TI层和设置在第三TI层之上的第二阻挡层。第二阻挡层可包括铂PT、钯PD或镍NI。在某些实施例中，第一阻挡层可与第一TI层直接接触，第二TI层可与第一阻挡层直接接触，CU层可与第二TI层直接接触，第三TI层可与CU层直接接触，并且第二阻挡层可与第三TI层直接接触。在某些实施例中，第一阻挡层和第二TI层的厚度可选择为在CU层和欧姆金属层之间提供足够的势垒功能性，该欧姆金属层设置在第一TI层和基板之间。第一TI层的厚度可足以用作粘合层。作为示例，第一TI层的厚度可为约1,000埃，第一PT层的厚度可为。
25、约500埃，并且第二TI层的厚度可为约1,000埃。0009在某些实施例中，CU层的厚度可选择为产生类似于由该CU层取代的金层的电阻值。作为示例，CU层的厚度可为约25,000埃。0010在某些实施例中，该结构还可包括设置在第二阻挡层之上的金AU层。第三TI说明书CN104221130A2/21页8层和第二阻挡层的厚度可选择为在CU层和AU层之间提供足够的钝化功能性。作为示例，第三TI层的厚度可为约500埃，并且第二阻挡层可包括厚度为约500埃的铂PT层。0011在某些实施例中，该结构还可包括设置在AU层之上的第四TI层。作为示例，AU层的厚度可为约1,200埃，并且第四TI层的厚度可为约90。
26、埃。在某些实施例中，第一TI层、第一阻挡层、第二TI层、CU层、第三TI层、第二阻挡层、AU层和第四TI层中的每一层可通过蒸发形成。0012根据大量的实施方式，本公开涉及形成化合物半导体装置的金属化结构的方法。该方法包括在与化合物半导体装置相关的基板之上形成第一钛TI层。该方法还包括在第一TI层之上形成第一阻挡层。该方法还包括在第一阻挡层之上形成第二TI层。该方法还包括在第二TI层之上形成铜CU层。0013在某些实施例中，该方法还可包括在CU层之上形成第三TI层，并且在第三TI层之上形成第二阻挡层。在某些实施例中，该方法还可包括在第二PT层之上形成金AU层。在某些实施例中，该方法还可包括在AU。
27、层之上形成第四TI层。0014在某些实施例中，第一TI层、第一阻挡层、第二TI层、CU层、第三TI层、第二阻挡层、AU层和第四TI层中的每一层可通过蒸发形成。在某些实施例中，第一阻挡层和第二阻挡层中的每一层可包括铂PT、钯PD或镍NI。0015根据大量实施方式，本公开涉及化合物半导体芯片，其包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二TI层以及设置在第二TI层之上的铜CU层。0016在某些实施例中，互连金属化堆叠还可包括设置在CU层之上。
28、的第三TI层以及设置在第三TI层之上的第二阻挡层。在某些实施例中，互连金属化堆叠还可包括设置在第二阻挡层之上的金AU层以及设置在AU层之上的第四TI层。在某些实施例中，第一阻挡层和第二阻挡层中的每一层可包括铂PT、钯PD或镍NI。0017在某些实施例中，化合物半导体芯片可为砷化镓GAAS芯片。在某些实施例中，半导体装置可包括赝配高电子迁移率晶体管PHEMT、金属半导体场效应晶体管MESFET、异质结双极晶体管HBT、马赫MZ调制器、光伏器件、发光二极管LED、双极FETBIFET、双极HEMTBIHEMT、诸如垂直腔激光VCSEL二极管的激光二极管或诸如SAW滤波器或共鸣器的表面声波SAW装置。
29、。0018在大量实施方式中，本公开涉及射频RF模块，其包括构造为容纳多个元件的封装基板。该模块还包括芯片，该芯片安装在封装基板上且具有形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二TI层和设置在第二TI层之上的铜CU层。0019根据某些实施方式，本公开涉及射频RF装置，其包括天线和RF电路，该RF电路与天线连通且构造为提供发射和/或接收功能。RF装置还包括构造为利于天线和RF电路的运行的模块。该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该。
30、模块还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一阻挡层、设置在第一阻挡层之上的第二TI层和设置在说明书CN104221130A3/21页9第二TI层之上的铜CU层。0020在某些实施方式中，本公开涉及化合物半导体装置的金属化结构。该结构包括设置在与化合物半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层。该结构还包括设置在第一TI层之上的第一氮化钛TIN层。该结构还包括设置在第一TIN层之上的铜CU层。0021在某些实施例中，第一TI层和第一TIN层可构造为在CU层和基板之间产生势垒。在某些实施例中，该结构还可包括设置在CU层之。
31、上的第二TIN层和设置在第二TIN层之上的第一铂PT层。第一TIN层可与第一TI层直接接触，CU层可与第一TIN层直接接触，第二TIN层可与CU层直接接触，并且第一PT层可与第二TIN层直接接触。0022在某些实施例中，第一TIN层的厚度可选择为在CU层和欧姆金属层之间提供足够的势垒功能性，欧姆金属层设置在第一TI层和基板之间。第一TI层的厚度为可足以用作粘合层。作为示例，第一TI层的厚度可为约1,000埃，并且第一TIN层的厚度可为约500埃。0023在某些实施例中，CU层的厚度可选择为产生与由CU层取代的金层类似的电阻值。作为示例，CU层的厚度可为约25,000埃。0024在某些实施例中，。
32、该结构还可包括设置在第一PT层之上的金AU层。在某些实施例中，该结构还可包括设置在AU层之上的第二TI层。作为示例，AU层的厚度可为约1,200埃，并且第二TI层的厚度可为约90埃。在某些实施例中，第一TI层、第一TIN层、CU层、第二TIN层、第一PT层、AU层和第二TI层中的每一层可通过蒸发形成。0025根据某些实施方式，本公开涉及形成化合物半导体装置的金属化结构的方法。该方法包括在与化合物半导体装置相关的基板之上形成第一钛TI层。该方法还包括在第一TI层之上形成第一氮化钛TIN层。该方法还包括在第一TIN层之上形成铜CU层。0026在某些实施例中，该方法还可包括在CU层之上形成第二TIN。
33、层和在第二TIN层之上形成第一PT层。在某些实施例中，该方法还可包括在第一PT层之上形成金AU层。在某些实施例中，该方法还可包括在AU层之上形成第二TI层。0027在某些实施例中，第一TI层、第一TIN层、CU层、第二TIN层、第一PT层、AU层和第二TI层中的每一层可通过蒸发形成。第一和第二TIN层中的每一层的蒸发可包括在离子源的辅助下蒸发TI以及在由离子源蒸发TI的至少部分过程中引入氮气以形成TIN层。0028根据大量的实施方式，本公开涉及化合物半导体芯片，其包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第。
34、一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一氮化钛TIN层以及设置在第一TI层之上的铜CU层。0029在某些实施例中，互连金属化堆叠还可包括设置在CU层之上的第二TIN层以及设置在第二TIN层之上的铂PT层。在某些实施例中，互连金属化堆叠还可包括设置在PT层之上的金AU层以及设置在AU层之上的第二TI层。0030在某些实施例中，化合物半导体芯片可为砷化镓GAAS芯片。在某些实施例中，半导体装置可包括赝配高电子迁移率晶体管PHEMT、金属半导体场效应晶体管MESFET、异质结双极晶体管HBT、马赫MZ调制器、光伏器件、发光二极管LED、双极FETBIFET、双极HEMTBIHEMT、诸如垂直腔面发射激。
35、光VCSEL二极管的激光二极管或诸如SAW滤波器或共振器的表面声波SAW装置。说明书CN104221130A4/21页100031在大量实施方式中，本公开涉及射频RF模块，其包括构造为容纳多个元件的封装基板。该模块还包括芯片，该芯片安装在封装基板上且包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一氮化钛TIN层以及设置在第一TIN层之上的铜CU层。0032在某些实施方式中，本公开涉及射频RF装置，其包括天线和RF电路，RF电路与天线连通且构造为提供发射和/或接收功能。RF装。
36、置还包括构造为利于天线和RF电路的运行的模块。该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该模块还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在与半导体装置相关的基板之上的第一钛TI层、设置在第一TI层之上的第一氮化钛TIN层以及设置在第一TIN层之上的铜CU层。0033在大量实施方式中，本公开涉及化合物半导体装置的金属化结构。该结构包括设置在与化合物半导体装置相关的基板之上的堆叠。该堆叠包括势垒和设置在势垒之上的铜CU层。该结构还包括设置在堆叠之上的溅射的钛钨TIW层。0034在某些实施例中，该势垒可包括设置在TI层之上的氮化钛TIN层。在某些实施例中，该势垒可包括第一钛层、设置在。
37、第一TI层之上的阻挡层以及设置在阻挡层之上的第二TI层。阻挡层可包括铂PT、钯PD或镍NI。0035在某些实施例中，该堆叠还可包括设置在CU层和溅射的TIW层之间的钛TI层。在某些实施例中，该堆叠还可包括设置在溅射的TIW层之上的金AU层。溅射的TIW层的厚度可足以抑制CU层和AU层之间的交互作用。在某些实施例中，该堆叠还可包括设置在AU层之上的TI层。在某些实施例中，该堆叠的每一层可通过蒸发形成。在某些实施例中，AU层和AU层之上的TI层中的每一层可通过蒸发形成。在某些实施例中，溅射的TIW可基本上没有分支WING或桁条STRINGER特征。0036根据大量的实施方式，本公开涉及形成化合物半。
38、导体装置的金属化结构的方法。该方法包括形成光刻胶掩模，该掩模在与化合物半导体装置相关的基板之上限定开口。该方法还包括在该开口内以及该基板之上形成堆叠。该堆叠包括势垒和形成在势垒之上的铜CU层。该方法还包括以允许光刻胶掩模通过剥离工艺去除的方式在该堆叠之上溅射钛钨TIW层。0037在某些实施例中，光刻胶掩模可具有在该开口处的凹陷形状。在某些实施例中，该堆叠的形成还可包括在CU层和TIW层之间形成钛TI层。在某些实施例中，该方法还可包括在TIW层之上形成金AU层。在某些实施例中，该方法还可包括在AU层之上形成TI层。在某些实施例中，该方法还可包括剥离光刻胶掩模从而产生梯形形状的堆叠。0038根据某。
39、些实施方式，本公开涉及化合物半导体芯片，其包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在势垒之上的铜CU层。金属化堆叠还包括设置在CU层之上的溅射的钛钨TIW层。0039在某些实施例中，金属化堆叠还可包括设置在CU层和TIW层之间的钛TI层。0040在大量实施方式中，本公开涉及射频RF模块，其包括构造为容纳多个元件的封装基板。该模块还包括芯片，该芯片安装在封装基板上且包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该芯片还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在势垒之上的铜CU层。金属化堆叠还包括设置在CU层之上的溅射的钛钨TIW层。
40、。说明书CN104221130A105/21页110041在某些实施方式中，本公开涉及射频RF装置，其包括天线和RF电路，该RF电路与天线连通且构造为提供发射和/或接收功能。RF装置还包括构造为利于天线和RF电路的运行的模块。该模块包括形成在化合物半导体基板上的半导体装置。该模块还包括半导体装置的互连金属化堆叠。金属化堆叠包括设置在势垒之上的铜CU层。金属化堆叠还包括设置在CU层之上的溅射的钛钨TIW层。0042根据大量的实施方式，本公开涉及化合物半导体的金属化结构。该结构包括设置在化合物半导体表面之上的粘合层。该结构还包括设置在粘合层之上的阻挡层。该结构还包括设置在阻挡层之上的铜CU层。阻挡。
41、层构造为基本上承受在约200的温度下至少100小时的高温工作寿命HTOL试验应力。0043在某些实施例中，该结构还可包括设置在CU层之上的钝化层。在某些实施例中，粘合层可包括第一钛TI层。0044在某些实施例中，阻挡层可包括第二TI层和第一铂PT层，其中第二TI层设置在第一PT层之上。钝化层可包括第二PT层和第三TI层，其中第二PT层设置在第三TI层之上。在某些实施例中，该结构还可包括设置在第二PT层之上的金层。0045在某些实施例中，阻挡层可包括第一氮化钛TIN层。钝化层可包括第二PT层和第二TIN层，其中第二PT层设置在第二TIN层之上。在某些实施例中，该结构还可包括设置在第二PT层之上的。
42、金层。0046在某些实施例中，粘合层、阻挡层、CU层和钝化层中的每一层可通过蒸发沉积形成。在某些实施例中，至少一些钝化层可包括溅射层。在某些实施例中，钝化层可包括溅射的钛钨TIW层和蒸发的钛TI层，其中TIW层设置在TI层之上。0047在某些实施例中，粘合层、阻挡层、CU层和TI层的侧面轮廓可对应于凹陷的光刻胶轮廓。CU层的厚度可足以使沉积在凹陷的光刻胶轮廓上的铜产生修改的光刻胶轮廓，该修改的光刻胶轮廓的尺寸允许形成溅射的TIW层而基本上没有分支或桁条特征，从而利于剥离工艺。0048在某些实施例中，该结构还可包括设置在第二TIW层之上的金层。在某些实施例中，化合物半导体可包括砷化镓GAAS。0。
43、049根据某些实施方式，本公开涉及半导体芯片，其包括集成电路IC，该IC具有形成在化合物半导体基板上的至少一个晶体管。该芯片还包括构造为利于晶体管电连接的金属化结构。金属化结构包括设置在化合物半导体表面之上的粘合层、设置在粘合层之上的阻挡层以及设置在阻挡层之上的铜CU层，其中阻挡层构造为基本上承受在270和273之间的温度下至少100小时或500小时的高温工作寿命HTOL试验。0050在某些实施例中，化合物半导体基板可包括砷化镓GAAS。在某些实施例中，该至少一个晶体管可包括异质结双极晶体管HBT或赝配高电子迁移率晶体管PHEMT。0051在大量实施方式中，本公开涉及封装电子模块，其包括构造为。
44、容纳多个元件的封装基板。该模块还包括安装在封装基板上的半导体芯片。该芯片包括集成电路，该集成电路具有形成在化合物半导体基板上的至少一个晶体管。该芯片还包括构造为利于晶体管电连接的金属化结构。金属化结构包括设置在化合物半导体表面之上的粘合层、设置在粘合层之上的阻挡层以及设置在阻挡层之上的铜CU层。阻挡层构造为基本上承受在270和273之间的温度下至少100小时或500小时的高温工作寿命HTOL试验。该模块还包括说明书CN104221130A116/21页12接触焊盘CONTACTPAD，该接触焊盘设置在封装基板上且电连接到金属化结构。0052在某些实施方式中，本公开涉及射频RF装置，其包括构造为。
45、产生发射信号和/或处理接收信号的RF电路。RF装置还包括构造为利于发射信号的传输和/或接收信号的处理的模块。该模块包括半导体芯片，该半导体芯片具有形成在化合物半导体基板上的至少一个晶体管。该芯片还包括构造为利于晶体管电连接的金属化结构。金属化结构包括设置在化合物半导体表面之上的粘合层、设置在粘合层之上的阻挡层以及设置在阻挡层之上的铜CU层。阻挡层构造为基本上承受住在270和273之间的温度下至少100小时或500小时的高温工作寿命HTOL试验。0053在某些实施例中，RF装置可包括无线装置。在某些实施例中，无线装置可包括移动电话。0054在某些实施方式中，本公开涉及形成金属化结构的方法。该方法。
46、包括提供化合物半导体基板。该方法还包括在基板之上形成光刻胶层。该方法还包括图案化该光刻胶层以限定开口。该方法还包括在图案化的光刻胶层之上蒸发铜堆叠。铜堆叠包括粘合层、阻挡层和铜层。该方法还包括在铜堆叠之上形成钝化层。该方法还包括执行剥离工艺以去除该铜堆叠位于光刻胶层之上的部分，从而在开口的位置产生金属化结构。0055已在此描述了本发明的某些方面、优点和新颖性特征以用于概括本公开。应理解，根据本发明的任何特定的实施例可不必实现所有这些优点。因此，本发明可以以实现或优化在此教导的一个或一组优点的方式实施或执行，而不必实现在此教导或提出的其它优点。附图说明0056图1示意性地示出了在某些实施方式中具。
47、有在此描述的一个或多个特征的装置可形成在诸如晶片的化合物半导体基板上；0057图2A和2B示出了图1中装置的示例，其中该装置可包括铜基金属化结构；0058图3示出了铜基金属堆叠结构的示例；0059图4示意性地示出了铜基金属堆叠结构的第一示例性构造；0060图5A示出了图4中示例性金属化堆叠的截面图的照片；0061图5B示出了图5A中示例性金属化堆叠的近视图；0062图6A示出了在不包含图4和5中示例性金属化堆叠的一个或多个特征的情况下、势垒可能失效的示例；0063图6B示出了在不包含图4和5中示例性金属化堆叠的一个或多个特征的构造中、M1可能变色并且引线接合性能可能下降的示例；0064图7示意。
48、性地示出了铜基金属堆叠结构的第二示例性构造；0065图8A示出了图7中示例性金属化堆叠的截面图的照片；0066图8B示出了图8A中示例性金属化堆叠的近视图；0067图9A示出了在不包含图7和8中示例性金属化堆叠的一个或多个特征的构造中、铜层中会形成明显空隙的示例；0068图9B示出了在不包含图7和8中示例性金属化堆叠的一个或多个特征的构造中、M1可能变色并且引线接合性能可能下降的示例；说明书CN104221130A127/21页130069图10示意性地示出了铜基金属堆叠结构的第三示例性构造；0070图11示出了预剥离阶段，其可被实施以制造图10中示例性金属堆叠结构；0071图12示出了已经成。
49、功经受了剥离工艺的金属层的下侧；0072图13示出了可被实施以制造图4和5中第一示例性金属堆叠的工艺；0073图14示出了图13中示例性制造工艺的不同阶段；0074图15示出了可被实施以制造图7和8中第一示例性金属堆叠的工艺；0075图16示出了图15中示例性制造工艺的不同阶段；0076图17A和17B示出了可被实施以制造图10和11中第一示例性金属堆叠的工艺；0077图18A和18B示出了图17A和17B中示例性制造工艺的不同阶段；0078图19示出了图4和5中金属化结构样品的高温工作寿命HTOL试验性能的示例；0079图20示出了不包含图4和5中金属化结构的势垒功能性的样品的HTOL试验失败的示例；0080图21示出了在图19中的一个样品上进行1,400小时的HTOL试验后的金属化结构的光学图像；0081图22示出了图20中的一个样品在HTOL试验失败后其上金属化结构的光学图像；0082图23示出了可被实施以制造具有在此描述的一个或多个金属化结构的芯片的工艺；0083图24示意性地示出了可通过图23中的制造工艺形成的芯片；0084图25A和25B示意性地示出了具有图24中一个或多个芯片的模块；0085图26示意性地示出了射频RF装置，其包括具有在此描述的一个或多个特征的一个或多个芯片和/或一个或多个模块；0086图27示出了图26中RF装置实施为无线装置的更多具体。