一种安全芯片主动防护层结构制造技术

本发明专利技术提供了一种安全芯片主动防护层结构。所述安全芯片主动防护层结构包括焊线孔、第一钝化层介质、第二钝化层介质、金属铝层、第一黏附阻挡层、金属塞、第二黏附阻挡层、金属阻挡层、介质层和铜金属层，其中，金属塞由金属钨通过化学气相沉积CVD工艺形成。本发明专利技术提供的方案，摒弃了传统的用铝金属填洞作为和下层金属连接的金属，而是通过化学气相沉积CVD工艺形成金属钨作为金属塞，在金属阻挡层上沉积钛/氮化钛及金属钨，将接触孔的关键尺寸做到远低于0.1um以下,下层第二黏附阻挡层和金属阻挡层的黏附性很好，满足电迁移和应力迁移的可靠性要求，和金属铝层主动防护层宽度小于1um的设计要求，并能够起到安全保护作用。

【技术实现步骤摘要】
一种安全芯片主动防护层结构
本专利技术涉及集成电路设计
，尤其涉及一种安全芯片主动防护层结构。
技术介绍
主动防护层是在安全芯片的顶层或次顶层形成一层保护层，通过实时监测主动保护层的信号是否受到破坏而产生报警信号，以抵抗侵入式物理攻击。主动防护层由有源防护层和检测传感器构成：有源防护层一般采用平行等势线、蛇形走线、螺旋线、皮亚诺曲线、随机哈密顿回路等拓扑结构,由一层或多层金属走线形成，布满整个芯片，遮蔽保护层下方的物理结构隐藏加密模块、存储器模块等关键组件，填充空白区域等；同时，有源防护层也作为传感网络层，在有源防护线上注入检测信号，检测传感器通过对比初始检测信号与经过有源防护线传输后的检测信号的一致性来判断安全芯片是否受到侵入式攻击。目前，安全芯片要进入高安全等级的金融市场或国际市场，需要通过较为苛刻的CCEAL5+或EAL6+标准；现有的12寸晶圆厂铜工艺平台，晶圆厂主动防护层的铝线宽度只能做到3um以上，而CCEAL5+或EAL6+标准要求铝线宽和间距至少满足1um以下，晶圆代工厂无法满足该需求。若主动防护层的线宽和间距过大，不能满足安全芯片的要求，起不到保护的作用，也不能防御芯片通过FIB或其他破坏性的方案对芯片进行物理攻击。如图1所示，为现有的芯片主动防护层结构。而晶圆代工厂较少涉及安全产品的主动防护层的开发应用，最上层的铝线主要用于重布线RDL和PAD层，不作为安全防护层。铝线下层的过孔通常大于2.5um，晶圆厂为降低成本直接选用铝金属填洞，因铝金属选用物理气相沉积PVD工艺填洞能力很弱，因此，铝线宽度大于3um，很容易被攻击，无法满足高安全等级CCEAL5+的主动防护层线宽和间距至少满足1um以下。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种安全芯片主动防护层结构，其中，金属塞和铜金属层通过金属阻挡层与黏附阻挡层相连接，通过化学气相沉积CVD工艺形成金属钨作为金属塞，在金属阻挡层上沉积钛/氮化钛及金属钨，金属塞和铝金属通过黏附阻挡层相连接，极细的金属铝层作为主动防护层能够起到很好的安全保护作用，并能够防御芯片通过FIB或其他破坏性的方案对芯片进行物理攻击。为了达到上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种安全芯片主动防护层结构，所述安全芯片主动防护层结构包括焊线孔、第一钝化层介质、第二钝化层介质、金属铝层、第一黏附阻挡层、金属塞、第二黏附阻挡层、金属阻挡层、介质层和铜金属层，其中，金属塞由金属钨通过化学气相沉积CVD工艺形成；焊线孔穿过第一钝化层介质和第二钝化层介质后与金属铝层连接；第一钝化层介质连接并覆盖第二钝化层介质，第二钝化层介质连接并覆盖金属铝层、第一黏附阻挡层和第二黏附阻挡层；第一黏附阻挡层覆盖金属铝层的底部和侧壁；第二黏附阻挡层覆盖金属塞的底部和侧壁；金属铝层与金属塞通过第一黏附阻挡层相连接；金属塞和铜金属层通过金属阻挡层与第二黏附阻挡层相连接；铜金属层之间填充介质层；金属阻挡层连接金属塞和铜金属层。本专利技术由于采用了上述金属塞和铜金属层通过金属阻挡层与黏附阻挡层相连接的结构，所获得的有益效果是，本专利技术提供的方案，摒弃了传统的用铝金属填洞作为和下层金属(铜Cu+氮化钽TaN)连接的金属，而是通过化学气相沉积CVD工艺形成金属钨作为金属塞，化学气相沉积CVD的金属钨填洞能力非常强，在金属阻挡层上沉积钛/氮化钛及金属钨，能够将接触孔的关键尺寸做到远低于0.1um以下,下层第二黏附阻挡层和金属阻挡层的黏附性很好，且能够满足电迁移和应力迁移的可靠性要求，从而，满足金属铝层的主动防护层宽度小于1um的设计要求，满足CCEAL5+或EAL6+标准要求，起到安全保护作用，并能够防御芯片通过FIB或其他破坏性的方案对芯片进行物理攻击。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明图1是现有的安全芯片主动防护层结构图。图2是本专利技术具体实施的安全芯片主动防护层结构图。元件符号说明。10焊线孔。20第一钝化层介质。30第二钝化层介质。40金属铝层。50第一黏附阻挡层。60金属塞。70第二黏附阻挡层。80金属阻挡层。90介质层。100铜金属层。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参看图2，为本专利技术具体实施的安全芯片主动防护层结构图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。请参看图2，本专利技术提供一种安全芯片主动防护层结构，该安全芯片主动防护层结构包括焊线孔10、第一钝化层介质20、第二钝化层介质30、金属铝层40、第一黏附阻挡层50、金属塞60、第二黏附阻挡层70、金属阻挡层80、介质层90和铜金属层100；金属阻挡层80，如氮化钽TaN；第一钝化层介质20和第二钝化层介质30，如氧化硅SiOx和氮化硅SiNx；介质层90，如氮化硅SiNx；第一黏附阻挡层50和第二黏附阻挡层70，如钛/氮化钛Ti/TiN。参看图2，其中，金属塞由金属钨通过化学气相沉积CVD工艺形成；焊线孔10穿过第一钝化层介质20和第二钝化层介质30后与金属铝层40连接；第一钝化层介质20连接并覆盖第二钝化层介质30，第二钝化层介质30连接并覆盖金属铝层40、第一黏附阻挡层50和第二黏附阻挡层70；第一黏附阻挡层50覆盖金属铝层40的底部和侧壁；第二黏附阻挡层70覆盖金属塞60的底部和侧壁；金属铝层40与金属塞60通过第一黏附阻挡层50相连接；金属塞60和铜金属层100通过金属阻挡层80与第二黏附阻挡层70相连接；铜金属层100之间填充介质层；金属阻挡层80连接金属塞60和铜金属层100。本专利技术提供的方案，摒弃了传统的用铝金属填洞作为和下层金属(铜Cu+氮化钽TaN)连接的金属，而是通过化学气相沉积CVD工艺形成金属钨作为金属塞，化学气相沉积CVD的金属钨填洞能力非常强，在金属阻挡层上沉积钛/氮化钛及金属钨，能够将接触孔的关键尺寸做到远低于0.1um以下,下层第二黏附阻挡层和金属阻挡层的黏附性很好，且能够满足电迁移和应力迁移的可靠性要求，从而，满足铝线主动防护层宽度小于1um的设计要求，满足CCEAL5+或EAL6+标准要求，起到安全保护作用，并能够防御芯片通过FIB或其他破坏性的方案对芯片进行物理攻击。上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全芯片主动防护层结构，其特征在于，所述安全芯片主动防护层结构包括焊线孔、第一钝化层介质、第二钝化层介质、金属铝层、第一黏附阻挡层、金属塞、第二黏附阻挡层、金属阻挡层、介质层和铜金属层，其中，金属塞由金属钨通过化学气相沉积CVD工艺形成；/n焊线孔穿过第一钝化层介质和第二钝化层介质后与金属铝层连接；/n第一钝化层介质连接并覆盖第二钝化层介质，第二钝化层介质连接并覆盖金属铝层、第一黏附阻挡层和第二黏附阻挡层；/n第一黏附阻挡层覆盖金属铝层的底部和侧壁；/n第二黏附阻挡层覆盖金属塞的底部和侧壁；/n金属铝层与金属塞通过第一黏附阻挡层相连接；/n金属塞和铜金属层通过金属阻挡层与第二黏附阻挡层相连接；/n铜金属层之间填充介质层；/n金属阻挡层连接金属塞和铜金属层。/n

【技术特征摘要】
1.一种安全芯片主动防护层结构，其特征在于，所述安全芯片主动防护层结构包括焊线孔、第一钝化层介质、第二钝化层介质、金属铝层、第一黏附阻挡层、金属塞、第二黏附阻挡层、金属阻挡层、介质层和铜金属层，其中，金属塞由金属钨通过化学气相沉积CVD工艺形成；
焊线孔穿过第一钝化层介质和第二钝化层介质后与金属铝层连接；
第一钝化层介质连接并覆盖第二钝化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆小勇，肖金磊，陈凝，郭耀华，许秋林，
申请(专利权)人：紫光同芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11