金属层的形成工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种金属层的形成工艺。该形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，温度T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有第一金属层的基体在温度T1下保持100s～300s对第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。该金属层的形成工艺克服了传统溅射方法在金属表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属表面，进而保证了良好的器件性能。

【技术实现步骤摘要】
金属层的形成工艺
本专利技术涉及半导体领域，具体而言，涉及一种金属层的形成工艺。
技术介绍
通常，标准硅器件形成铝硅欧姆接触的典型工艺通常包括：步骤S1’，采用溅射铝硅铜(AlSiCu)工艺形成金属铝层10，步骤S2’，对金属铝层与进行退火，使其与硅基板形成良好的欧姆接触。上述典型工艺会在金属铝层10的表面会出现许多不同程度的小丘状的凸起物11。如图1所示，凸起物11形成的原因：一方面是进行步骤S1’的溅射过程中金属铝的溅射形成的晶粒不可能绝对均匀，因此会在溅射形成的金属铝层10的表面出现少量小的凸起物11，另一方面是步骤S2’的退火过程中，少量凸起物11生长形成典型高度可到1.0μm的凸起物11，相对1.0μm厚的金属铝层10来说凸起物11的高度较大。上述典型的工艺适合标准的硅器件，金属铝层表面的凸起物11一般不会影响器件的性能。但是，对于图2所示的在金属层10表面覆盖了一层光学薄膜20的器件，如果使用上述典型的工艺制备金属层10与基体的接触，制作出的金属层10的表面出现的凸起物11会改变光学薄膜20的折射率，激光束通过光学薄膜20时，部分激光束将偏离原来的方向而分散传播，出现光束散射，进而影响器件的性能。为了避免上述光束散射，影响器件的性能，需要一种能够在基体上形成表面相对光滑的金属层的溅射方法，光滑的金属层使激光束没有任何散射因此能够高效率地进行反射。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种金属层的形成工艺，以解决现有技术中金属层凸起较大的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种金属层的形成工艺，上述形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，上述温度T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有上述第一金属层的上述基体在上述温度T1下保持100s～300s对上述第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。进一步地，上述步骤S1中的厚度优选为40nm～90nm，进一步优选为40nm～70nm，进一步优选为40nm～50nm。进一步地，上述步骤S3在进行溅射之前还包括将完成上述步骤S2的上述基体、上述第一金属层冷却至温度T2范围内的冷却过程，上述温度T2等于0.9～1.1倍的上述温度T3。进一步地，上述冷却过程在50s～500s内完成。进一步地，上述温度T3在60～95摄氏度之间。进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11，在100s～300s内将上述基体预热到350～450摄氏度；以及步骤S12，在上述温度T1范围内，在上述基体表面进行溅射，形成上述第一金属层。进一步地，上述步骤S11包括：步骤A，在100s～300s内将上述基体预热到350～450摄氏度；以及步骤B，设定上述温度T1，溅射延时5s～20s。进一步地，上述步骤S1中的溅射功率0.5KW～1.5KW，溅射时间为5s～40s。进一步地，上述步骤S3包括：步骤S31，在上述温度T3范围内，在上述第一金属层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第二金属预备层；步骤S32，将完成上述步骤S31的上述基体、上述第一金属层和上述第二金属预备层冷却100s～500s；以及步骤S33，在上述温度T3范围内，在上述第二金属预备层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第三金属预备层，上述第二金属预备层和上述第三金属预备层形成上述第二金属层，上述步骤S31和上述步骤S33的溅射温度相同或不同。进一步地，上述步骤S31和上述步骤S33的溅射功率为2.0KW～3.0KW。进一步地，上述金属为铝、铝硅或铝硅铜，上述基体为硅基板。应用本专利技术的技术方案，首先在基体表面进行溅射形成第一金属层，溅射温度T1在400～450摄氏度之间，由于该溅射过程快速形成的第一金属层很薄，仅为30nm～100nm，减少了形成小丘凸起物的金属材料的源，且晶粒分布相对均匀，因此在退火过程中形成的凸起数量会大大减少，进而使第一金属层在后续退火过程也能维持平滑的表面；然后进行步骤S2，步骤S2中的使具有第一金属层的基体在该温度下的保持过程与步骤S1中在基体表面的溅射过程共同构成了对基体表面的金属的热退火过程，并且由于第一金属层的厚度较小，溅射时间较短且步骤S1的保持时间也较短，因此整个过程形成的热退火过程是一个快速的热退火过程，该退火过程保持了溅射的高真空状态，而高真空状态抑制了金属表面和金属与基体接触表面的氧化物的形成，进一步保证了基体上的第一金属层具有平滑的表面，同时获得良好的第一金属层与基体的欧姆接触，降低了接触电阻，提高了器件的电性能；最后执行步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。该低温溅射使得溅射过程中的金属的晶粒较形成第一金属层的晶粒小很多，进而使得形成的第二金属层具有平滑的表面。综上，上述的金属层的形成工艺克服了传统溅射方法在金属表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属表面，进而保证了良好的器件性能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了利用现有技术在硅基板上形成的金属铝层的结构剖面示意图；图2示出了在金属膜表面覆盖了一层光学薄膜的器件的结构剖面示意图；图3示出了本申请一种优选实施方式提供的金属层的形成方法的流程示意图；图4示出了本申请的一种优选实施例中的在硅基板表面溅射形成第一铝层后的结构剖面示意图；图5示出了在图4所示的结构表面溅射形成第二铝预备层后的结构剖面示意图；以及图6示出了在图5所示的结构表面溅射形成第三铝预备层后的结构剖面示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属层的形成工艺，其特征在于，所述形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，所述温度T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有所述第一金属层的所述基体在所述温度T1下保持100s～300s对所述第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在所述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。

【技术特征摘要】
1.一种金属层的形成工艺，其特征在于，所述形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，所述温度T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有所述第一金属层的所述基体在所述温度T1下保持100s～300s对所述第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在所述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。2.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1中的厚度为40nm～90nm。3.根据权利要求2所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1中的厚度为40nm～70nm。4.根据权利要求2所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1中的厚度为40nm～50nm。5.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S3在进行溅射之前还包括将完成所述步骤S2的所述基体、所述第一金属层冷却至温度T2范围内的冷却过程，所述温度T2等于0.9～1.1倍的所述温度T3。6.根据权利要求5所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述冷却过程在50s～500s内完成。7.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述温度T3在60～95摄氏度之间。8.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，在100s～...

【专利技术属性】
技术研发人员：义夫，
申请(专利权)人：丽晶美能北京电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11