改善聚合物残留的方法及半导体结构技术

本发明专利技术公开了一种改善聚合物残留的方法，包括步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成磁性复合层；在所述磁性复合层上形成导电层；在所述导电层上形成阻挡层；刻蚀所述阻挡层形成开口，所述开口暴露出所述导电层；在所述开口中形成金属层，所述金属层通过所述导电层与所述磁性复合层欧姆接触。本发明专利技术采用导电层作为阻挡层与磁性复合层的缓冲隔离层，阻挡层被刻蚀完之后，再刻蚀导电层，可以保护磁性复合层；用含钛材料做导电层，干法刻蚀后，钛的反应物是易挥发的物质，残留物易清洗，刻蚀所得表面比较干净，提高了产品的性能与良率；此外，易挥发的反应物对干法刻蚀腔体的环境污染较小，刻蚀腔体维护周期长，提高了生产效率并降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
改善聚合物残留的方法及半导体结构
本专利技术涉及半导体制造
，尤其是涉及一种改善聚合物残留的方法及对应的半导体结构。
技术介绍
随着超大规模集成电路和系统集成化以及元器件片式化、印制电路板(PCB)表面器件安装高密度化的进展，市场对高功率微型化的元器件提出了迫切需求，要求在更小的基片上集成更多的元器件。研制小型化、薄膜化的元器件，以减小系统的整体体积和重量，无疑是适应这一要求的一条实际可行的途径。因此，对在电子设备中占据较大体积和重量的磁性器件，如电感器、变压器的小型化、高频化也相应提出了很高的要求。在这种背景下，国际上对于采用磁性薄膜做成的微磁器件的研究以及与半导体器件成为一体的磁性集成电路(IC)的研究十分活跃。这些器件主要用于便携式信息通信设备，如移动电话等。在这些设备中，为保证其工作稳定性及经济性，电源部分的小型化和高效率化是很重要的。所以薄膜化的磁性器件最早是从各种电感器、滤波器、DC/DC变换器中的变压器等开始的。以往用于磁性器件的NiFe合金、铁氧体等，不论是饱和磁通密度，还是磁导率的频率特性，远不能满足日益发展的新型电子设备的要求。例如为了防止滤波器、变压器的磁饱和，以及在信息存储中为使高密度记录用的高矫顽力介质充分磁化，要求材料的饱和磁通密度在1.5T以上。另外，很多通信机用环形天线、电感器等，要求能在数百MHz到数GHz的频率范围工作。这些要求都是目前常用的磁性材料无法满足的。磁性材料的薄膜化为满足上述要求提供了可能。因此，磁性材料的薄膜化是微磁器件的基础，也是将来实现磁性IC的前提之一。微磁器件，多将磁性薄膜集成到CMOS、BiCMOS、TFT和其他集成电路晶圆上。而现有微磁器件的磁性材料(复合薄膜)在干法刻蚀过程中会产生不易挥发的副产物，干法刻蚀后的光阻清洗很难把晶圆表面沉积的聚合物清洗干净，影响产品的性能与良率；同时此副产物会造成刻蚀腔体射频时间减少，增加了刻蚀腔体的维护次数。因此，如何避免微磁器件的磁性材料在刻蚀过程中生成不易清洗的聚合物是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方法或结构，以避免微磁器件中的磁性复合材料在刻蚀特别是干法刻蚀时产生的不易挥发聚合物的残留现象，提高产品的性能与良率。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种改善聚合物残留的方法，包括步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成磁性复合层；在所述磁性复合层上形成导电层；在所述导电层上形成阻挡层；刻蚀所述阻挡层形成开口，所述开口暴露出所述导电层；以及在所述开口中形成金属层，所述金属层通过所述导电层与所述磁性复合层欧姆接触。可选的，在所述衬底上形成磁性复合层之前，先形成一层隔离层。可选的，所述在所述衬底上形成磁性复合层的步骤包括：先后淀积磁性材料和过渡材料，得到磁性复合层；对所述磁性复合层进行退火处理；对所述磁性复合层进行图形化处理。可选的，所述磁性材料为铁镍合金，所述过渡材料为氮化钽。可选的，所述磁性复合层由物理溅射方式制备而成。可选的，采用内部设有磁场的高温炉管进行所述磁性复合层的退火处理。可选的，所述在所述磁性复合层上形成导电层的步骤包括：淀积导电材料，得到导电层；对所述导电层进行图形化处理。可选的，所述导电材料为氮化钛。可选的，所述导电层由磁控溅射制备而成。可选的，所述在所述开口中形成金属层的步骤包括：在所述形成有开口的阻挡层上形成金属层，所述金属层与所述开口暴露出的导电层接触；对所述金属层进行图形化处理。为了达到上述目的，本专利技术还提供了一种半导体结构，包括：一衬底；位于所述衬底上的磁性复合层；位于所述磁性复合层上的导电层；位于所述导电层上的阻挡层；位于所述阻挡层中的开口，所述开口暴露出所述导电层；以及位于所述开口中的金属层，所述金属层通过所述导电层与所述磁性复合层欧姆接触。可选的，所述半导体结构还包括一位于所述衬底与所述磁性复合层之间的隔离层。可选的，所述磁性复合层包括铁镍合金层和位于所述铁镍合金层上的氮化钽层。可选的，所述导电层为氮化钛层。与现有技术相比，本专利技术提供的改善聚合物残留的方法或半导体结构，通过在磁性复合层上形成导电层，以导电层作为磁性复合层与阻挡层的缓冲隔离层，在刻蚀阻挡层形成后续进行金属层电连接的开口时，阻挡层被刻穿之后发生过刻蚀，继续刻蚀的是导电层，不再是磁性复合层，能保护磁性复合层的形貌。进一步的，用含钛材料做导电层，导电层刻蚀后的反应物是易挥发的物质，残留物易清洗，刻蚀所得表面比较干净，提高了产品的性能与良率；此外，含钛材料刻蚀后得到的易挥发反应物对刻蚀腔体的环境污染较小，刻蚀腔体维护周期长，又易挥发的反应物易于清洗，刻蚀完清洗时间短，提高了生产效率并降低了生产成本。附图说明图1为本专利技术一实施例的改善聚合物残留方法的步骤示意图；图2-5为本专利技术一实施例改善聚合物残留方法制造微磁器件的结构变化示意图；图中，1-衬底，2-隔离层，3-磁性复合层，31-铁镍合金层，32-氮化钽层，4-导电层，5-阻挡层，6-金属层。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。专利技术人研究发现，现有微磁器件的磁性材料复合薄膜在干法刻蚀过程中会产生不易挥发的副产物特别是氮化钽中钽的副产物不易挥发，干法刻蚀后的光阻清洗(光刻胶去除和灰化后，再湿法清洗)很难把晶圆表面沉积的不易挥发的聚合物清洗干净，使得微磁器件内部接触不良，严重影响产品的性能与良率。同时此副产物会造成刻蚀腔体射频时间的减少，增加刻蚀腔体的维护次数。基于此，本专利技术实施例提出一种改善微磁器件中聚合物残留的方法，包括步骤：S1、提供一衬底1；S2、在衬底1上形成磁性复合层3；S3、在磁性复合层3上形成导电层4；S4、在导电层4上形成阻挡层5；S5、刻蚀阻挡层5形成开口，所述开口暴露出导电层4；以及S6、在所述开口中形成金属层6，金属层6通过导电层4与磁性复合层3欧姆接触。下面将结合图2-图5，详细介绍本专利技术实施例改善聚合物残留的方法及其对应的微磁器件结构。首先，参见图2，执行步骤S1，提供一衬底1，衬底1可以视制造要求而定，衬底1中有无逻辑电路结构均可。可选的，在执行步骤S2之前，即在衬底1上形成磁性复合层3之前，参见图2，先在衬底1上形成一层隔离层2，以防止磁性复合层3的扩散而影响衬底1的性能。其中，隔离层2可由光电性质、钝化性能和抗水汽渗透能力良好的氮化硅材料通过化学气相沉积法制备而成。接着，执行步骤S2，在衬底1上形成磁性复合层3，包括步骤：S21、先后淀积磁性材料和过渡材料，得到磁性复合层3；S22、对磁性复合层3进行退火处理；S23、对磁性复合层3进行图形化处理。执行步骤S21，参见图2，在隔离层2上形成磁性复合层3。可选的，磁性复合层3包括铁镍合金层31和位于铁镍合金层31上的氮化钽层32，即所述磁性材料为铁镍合金，所述过渡材料为氮化钽。氮化钽层32作为铁镍合金层31的过渡隔离层，可防止后续上层接触金属与铁镍合金层32之间的扩散，增强微磁器件的结构稳定性和电(磁)学性能。其中，铁镍合金具有窄而陡的磁滞回线，在弱磁场中具有很大磁导率和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善聚合物残留的方法，其特征在于，包括步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成磁性复合层；在所述磁性复合层上形成导电层；在所述导电层上形成阻挡层；刻蚀所述阻挡层形成开口，所述开口暴露出所述导电层；以及在所述开口中形成金属层，所述金属层通过所述导电层与所述磁性复合层欧姆接触。

【技术特征摘要】
1.一种改善聚合物残留的方法，其特征在于，包括步骤：提供一衬底；在所述衬底上形成磁性复合层；在所述磁性复合层上形成导电层；在所述导电层上形成阻挡层；刻蚀所述阻挡层形成开口，所述开口暴露出所述导电层；以及在所述开口中形成金属层，所述金属层通过所述导电层与所述磁性复合层欧姆接触。2.如权利要求1所述的改善聚合物残留方法，其特征在于，在所述衬底上形成磁性复合层之前，先形成一层隔离层。3.如权利要求1或2所述的改善聚合物残留方法，其特征在于，所述在所述衬底上形成磁性复合层的步骤包括：先后淀积磁性材料和过渡材料，得到磁性复合层；对所述磁性复合层进行退火处理；对所述磁性复合层进行图形化处理。4.如权利要求3所述的改善聚合物残留方法，其特征在于，所述磁性材料为铁镍合金，所述过渡材料为氮化钽。5.如权利要求3所述的改善聚合物残留方法，其特征在于，所述磁性复合层由物理溅射方式制备而成。6.如权利要求3所述的改善聚合物残留方法，其特征在于，采用内部设有磁场的高温炉管进行所述磁性复合层的退火处理。7.如权利要求3所述的改善聚合物残留方法，其特征在于，所述在所述磁性复合层上形成导电层的步骤包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建鹏，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31