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目录：Chapter PVD1. 概述1.1 金属化工艺的作用1.2 金属化材料的要求1.3 合金材料的使用1.4金属化膜与半导体的接触1.5 薄膜沉积技术2．物理气相沉积2.1 溅射沉积2.2溅射腔体结构2.3 溅射的工艺条件2.4 膜的工艺参数及性质3．AL/SI接触及其改进3.1 AL中掺入少量的SI3.2 AL-阻挡层结构4．AL膜的电迁移4.1 提高AL膜沉积温度4.2 AL中掺入少量的Cu4.3 三层夹心结构5．金属膜的应用5.1 AL膜5.2 TI膜5.3 TIN膜5.4 金属硅化物膜6．多重内连接工艺6.1 回付法制作插塞6.2 高温AL7．台阶覆盖7.1台阶覆盖率定义7.2提高台阶覆盖率的方法8．Collimetor9．其它Chapter RTA1. RTA原理极其利用PVD 金属化工艺引言本文主要讲述了PVD的工作原理、工艺条件以及工艺参数，并结合实际列举了一些常见问题及解决方法。
讲述了金属化材料的一些性质极其在实际中的应用。
1．概述1.1 金属化工艺的作用金属化工艺的作用归纳起来有如下几点：（1）连接作用：将IC里的各元件连起来，形成一个功能完善而强大的IC。
（2）接触作用：在栅区及有源区形成欧姆接触。
（3）阻挡作用：阻挡AL与SI的互溶，防止结的穿通。
（4）ARC作用：降低AL表面反射率，有利暴光。
（5）湿润作用：在热AL工艺中，室温TI有利于AL的流动以及在WCD 工艺之前，要COLLIMETOR溅TI+TIN。
1.2 金属化材料的要求目前能用作IC金属化的材料很多，有单元金属、多元金属、合金、硅化物等。
但是，无论使用哪种材料，都必须满足如下要求：（1）电阻率要低。
（2）与n型和p型硅能形成欧姆接触。
（3）与SI和SIO2的粘附性好。
（4）抗电迁移能力强。
（5）抗腐蚀能力强。
（6）易刻蚀。
（7）便于超声或热压键合。
（8）膜的应力要低。
1.3 合金材料的使用由于纯AL材料的电阻率低，与SI（或SIO2）的粘附性又好，而且易刻蚀，是一种作为导电连线的好材料，因而得到广泛使用。
单片芯片背面金属化工艺研究发表时间：2020-08-05T07:16:56.664Z 来源：《中国科技人才》2020年第8期作者：姚吉豪[导读] 本文研究了单芯片的背面金属化技术，为小芯片的背面金属化提供了有效的途径。
深圳市创智成功科技有限公司摘要：本文研究了单芯片的背面金属化技术，为小芯片的背面金属化提供了有效的途径。
鉴于单个芯片的体积小和易碎的特性，设计了一种特殊的模具来夹紧芯片，并使用软掩膜来避免芯片侧面和正面的金属化污染。
通过实验和分析，确定了芯片背面的金属化膜系统（Ti Ni AU）的结构和厚度，并评估了样品的剪切力，热稳定性和焊接性能。
实验结果表明，该工艺制备的单芯片背面的金属化产品符合要求，性能稳定可靠。
关键词：单片芯片；背面金属化；软掩模；Ti—Ni—Au1引言晶圆背面金属化工艺（以下简称“背面金工艺”）是一种与其他物理和化学工艺相结合的综合技术。
降低功率器件的功率损耗，提高电子产品的功率利用率是一项重要技术。
它还为新产品（例如太阳能电池，微计算机处理（MEMS））奠定了基础。
目前，军事，航空，航天等领域的电路中的许多模块要求芯片和其他基本电子部件的背面具有可焊接性，以满足焊接和组装后的高可靠性要求。
晶圆背面金属化技术在中国已经相当成熟，但仍处于单芯片开发阶段。
鉴于上述情况，本文设计了一种特殊的模具来夹紧单芯片，并使用软掩模保护芯片的侧面和正面免受金属化污染。
单个芯片背面的金属化层是通过溅射制造的。
2背金工艺设计2.1掩模设计与制作与传统晶圆背衬相比，单芯片最大的困难在于如何固定单芯片以及如何确保芯片的侧面和正面不被金属化。
这就要求设计一个特殊的模具来固定单个芯片，并通过掩膜的方式来确保芯片的非背面区域不被金属化。
掩膜有两种方案，即软掩膜和硬掩膜。
由于单芯片尺寸小（小于5mm×5mm），难以保证硬掩模方案的对准精度，因此本文采用软掩模。
软掩膜的第一种方案：将模具设计为“凹形”，凹坑的大小根据单个芯片的大小而变化，从而使芯片和模具处于同一水平面，然后将芯片固定在凹坑中以进行光刻胶涂层。
什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类氧化铝陶瓷基板在很多行业发挥重要的作用，近几年的增长非常快，无论是高校、研发机构、还是产品终端企业都开启了陶瓷基板pcb的研发和生产。
氧化铝陶瓷基板是陶瓷基板的一种，导热性好、绝缘性、耐压性都很不错，因为受欢迎。
今天小编来分享一下：什么是氧化铝陶瓷基板以及氧化铝陶瓷基板都有哪些种类。
一，什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板核心成分是三氧化二铝陶瓷为主体的陶瓷材料，氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷基板是一种用途广泛的陶瓷基板，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能行业领域的需要。
氧化铝陶瓷分为普通型、纯高型两种：普通型氧化铝陶瓷基板系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。
其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件高纯型氧化铝陶瓷基板系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。
氧化铝陶瓷基板导热率氧化铝陶瓷基板的导热率很高，一般在30W~50W 不等，板材厚度越薄，导热更好，板厚越厚则导热相对稍低。
但是整理的导热效果是普通PCB板的100倍甚至更多。
氧化铝陶瓷基板膨胀系数氧化铝陶瓷基板因为是陶瓷基材质，所属无机材料，硬度较大。
耐压，膨胀系数低，一般不易变形。
更多氧化铝陶瓷基板优势咨询金瑞欣特种电路。
二，氧化铝陶瓷基板的种类主要分为以下几类：1，薄膜氧化铝陶瓷基板一般采用是DPC薄膜工艺制作的三氧化二铝陶瓷基板，主要精密度较高，可以加工精密线路。
AlN基片的薄膜金属化
高能武 陆吟泉 秦跃利 吴云海
摘要:讨论了AlN基片的薄膜金属化。通过试验，确定了有效的清洗方法及优化溅射参数。实验证明，TiW-Au
是AlN的优良金属化体系。AlN材料经激光划片后出现导电物质，经稀盐酸处理可去掉导电物质。
关键词:AlN基片； 薄膜； 金属化
中图分类号:TN451 文献标识码：B 文章编号：1001-2028(1999)05-0022-02
目前国内的AlN基材制备还处于研究阶段〔1，2〕。电子工业部第43研究所已对AlN基片薄膜混合集成电
路进行了初步研制，且能小批量生产AlN基片，但性能和国外产品尚有差距〔3〕。笔者采用的AlN金属化体系
已成功地用于大功率开关及功分器等微波器件中。
1 试验
采用NiCr-Au、TiW-Au金属化结构对日本京瓷公司的AlN基片进行了金属化，并采用钨碳钢针对金属层
进行破坏性定性划痕试验。分别用NaOH、CE－9清洗剂、纯水（16 MΩ*cm，25℃)、铬酸洗液等几种不同清
洗剂对AlN基片进行了清洁处理；射频溅射后作附着力试验；激光切割后用稀盐酸处理。
2 结果与讨论
2.1 金属化体系的选择
AlN是六方晶纤锌矿结构，密堆间隙中的Al离子半径小，价态高，具有较强的极化作用，使AlN清洁表
面的不饱和氮具有较高的化学活性。通常氮因电负性大，电离势高而有很强的共价倾向，即使与低电负性金属
反应，也会因负离子负电荷高，离子半径较大而水解。故在一般状态下，氮不易与金属反应。Ti、Ta、W等金
属因能与氮形成高晶格能化合物，使其在AlN表面的附着性能很好，退火处理后效果更佳。这是选择TiW-Au
作金属化导带的原因。TiW是一种亚稳态结构低生成自由能合金，作为阻挡层、附着层是有利的。Ti-Au、Ti-Al
及Ti-N的良好结合保证了体系的稳定及各界面间的附着。TiW与AlN的热特性参数（热膨胀系数、热导率）
吻合得非常好，对消除热应力有利。TiW只能作附着层和扩散阻挡层。若需集成电阻，可以采用TaN-TiW-Au
结构。文献〔3〕中提到采用NiCr-Au制作AlN基薄膜集成电路，笔者进行了对比试验。
(1)NiCr-Au导带 直流磁控溅射NiCr，射频溅射Au。由于AlN表面粗糙，钨碳钢针不能将膜从基片剥落。
光刻、电镀、裂片后，用钨碳钢针可从导带断面将NiCr-Au卷起。采用AuSn或AuGe共晶焊后，施加剪切力
可将AlN推动，显微观察发现NiCr-Au与基片分离。超声带焊（westbond 7400c焊机）时，可将NiCr-Au从底
层拔起。显微观察卷起后的NiCr-Au，有一定的侧腐蚀，这与后工序中稀盐酸处理激光划片后出现的导电相有
关。
(2)TiW-Au导带 射频磁控溅射TiW，射频溅射Au。溅射后，钨碳钢针附着力试验合格，划片后，也不能
从断面剥离。用稀盐酸处理激光切割后的导电相，对常温惰性TiW膜层无影响。电路制作后，若采用适当腐蚀
液将Au和TiW腐蚀，基片上留下明显的电路图形印迹，该印迹不与一般的化学溶液反应，可能和Ti与AlN
反应生成TiN有关。而在Al2O3基板上，未留下导带图形印迹。经共晶焊、带焊等，未发现TiW与AlN间有
附着不良的情况。
2.2 清洗方法的选择
用1 000倍显微镜观察，发现清洗剂、时间、温度等对AlN表面的影响很大。几种常用清洗剂对AlN表面
的影响如表1所示。
表1 几种常用清洗剂对AlN表面的影响
清洗剂 操作条件 观察结果
纯水 100℃下煮10 min AlN水解，表面变粗糙
常温冲洗 无明显变化
CE-9(1) 10%，100℃下煮10 min AlN水解，表面变粗糙
10%，常温超声清洗 无明显变化
NaOH
水溶液 煮10 min AlN水解很明显，
表面粗糙不平
铬酸洗液 120℃，10 min AlN水解，表面粗糙
90℃，30 min 无明显变化
常温浸泡24 h 无明显变化
注：(1)四川力奇化工有限公司产。
从表可见，在中性及碱性介质中，加热时，AlN易水解，水解反应可能为：
AlN＋2H2O─→AlOOH＋NH3
通过对以上几种常用于Al2O3的清洗剂的比较，总结出适合AlN的清洗方法：
（1）CE-9 稀释液超声清洗；（2）去离子水(5 MΩ*cm，≥25℃)漂洗；（3）氮气吹干；（4）铬酸洗液加热
浸泡或浸泡12 h以上；（5）去离子水(5 MΩ*cm，≥25℃)漂洗，检查基片浸润性；（6）丙酮(AR)超声清洗；（7）
乙醇(AR)超声清洗；（8）烘箱烘烤，120℃。
2.3 溅射参数的优化
TiW与Au之间的附着性能对溅射参数(气氛、靶基距等)很敏感。Ti是阀金属，易于吸附H2O、O2、N2
等气体而生成稳定的化合物或固溶体。界面处的化合物或固溶体严重削弱了Au和TiW间金属键的形成。吸附
的气体不能扩散、渗透至膜内层，在以后的高温处理过程中，将出现放气或钝化阻挡层表层，使得Au层极易
剥落。因此，溅射前适当提高背景真空是有利的，通常采用10－4Pa。靶基距是影响TiW与Au间附着力的另
一溅射参数。通过不同靶基距对比试验发现，靶基距越大，附着强度越低。采用ALCATEL SCM450溅射台时，
靶基距以50 cm为宜。研究TiW与Au间附着力时发现，400℃下退火处理，可明显提高两者之间的附着，因部
分缺陷及应力的消除，溅射Au的柔韧性也有改善。
2.4 激光划片后的处理
激光切割是分裂薄膜阵列电路的重要手段。在相同YAG激光功率（30 W）条件下，分别对Al2O3和AlN
进行了激光划片。显微观察，划痕处Al2O3出现明显的熔融痕迹，而AlN则几乎没有。这和AlN导热快，高
温升华有关（Al2O3 的熔点为2 020℃，AlN 2 000℃开始蒸发，2 400℃升华）。划痕两边出现粉末堆积，其中
AlN上粉末具有良好的导电性，这是某些微波混合集成电路中所不允许的。采用稀盐酸处理，粉末处有大量小
气泡冒出。在超声状态下用稀盐酸处理，则更快更好。对重复使用的稀盐酸溶液，pH值应高于6，加热至70℃
左右，滴入铝试剂，有玫瑰色沉淀。通过以上现象，可推断出该导电物质为AlN升华分解后沉降下的Al。TiW
与稀盐酸在常温下几乎不反应，可用稀盐酸处理该导电相〔4〕。
3 结论
（1）AlN在pH值较高时不稳定，应在低pH值条件下进行清洗；（2）TiW-Au系复合导带与基材的附着性
能优良，实现了AlN的金属化，优选条件下制作的金属化层具有极好的粘着性；（3）激光切割后出现导电物质，
稀盐酸处理导电物质简便易行。
作者简介：高能武(1969－)，男，四川郫县人，西南电子设备研究所工程师，硕士，主要从事电子材料、功能
材料、微波混合集成电路工艺等方面的研究。
作者单位：西南电子设备研究所，四川 成都 610036
