用于实现两个导电层之间的电互连的方法技术

本发明专利技术涉及用于在被至少一个绝缘或半导体层（４）分隔的两个导电层（２，５）之间实现电互连的方法，该方法包括形成至少在下导电层（２）与上导电层（５）之间延伸的柱（３），其中所述柱的性质和／或形状使所述柱相对于构成分隔层（４）的材料具有不可浸润性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在被至少一个绝缘或半导体层分隔的两个导电层之间实现电互连，尤 其是在制造电子电路时。特别地，可以在用湿法沉积绝缘或半导体材料的分隔层时使用它。常规术语为通路(via)，该通路以已知方式构成穿过绝缘层的导电路径。本专利技术尤其应用于晶体管的制造，所讨论的通路为晶体管构成通过栅极的绝缘体 和半导体的导电路径。它也可以以一般方式用来在使用有机和无机材料和/或有机_无机混合材料、特 别是用湿法沉积的电子器件的环境中实现通路。现有技术传统上已知两种实施通路的方法尤其是在用来制造场效应晶体管时。被称为“减法方法”的第一方法包括在待穿过的一个或者多个绝缘或半导体材料 层上通过物理或化学侵蚀来实现这样的通路。通过激光烧蚀、溶剂喷射、压印，或者甚至通 过使用在紫外线辐射的作用下的可辐射固化的电介质层来实现这种侵蚀。因此该方法一定 是在沉积了绝缘层或半导体层之后实现的。根据用来制造场效应晶体管、特别是“底栅极”或者“顶栅极”晶体管的架构，这一 侵蚀阶段出现在整个工艺结束时或者在工艺中间。这样的侵蚀能够产生污染，特别是由激光射击导致的碎片、溶剂残留物以及在半 导体层受到紫外线辐射时对半导体层的损害形成的污染。已从事实上证实这种污染在它们 侵袭半导体/绝缘体分界面时尤为有害，并且可能严重损害晶体管的电性能。另外，在工艺 结束时多个步骤的聚集增大了对已经沉积的层造成损害的危险，这样的损害特别会转变成 在激光开启之后层的结合被破坏，或者甚至在通路是通过溶剂喷射实现的情况下部分所述 层的意外分解等。被称为“选择性的方法”的第二方法包括选择性地在避开一些区域的同时沉积绝 缘或半导体层。这种方法包括局部地沉积绝缘或半导体层。在空白(即没有绝缘或半导体 材料的)区域中，第一导电级(即导电材料的下层)裸露。所述空白区域因此用来充当通 路。这种方法具有不产生就前一方法所描述的类型的污染的优点。为了实现局部沉积，可以使用印刷技术，比如苯胺印刷术、日光胶板术、喷墨或者 丝网漏印。然而，经验表明一些电介质或半导体材料难以配方到适合于印刷技术的墨中。最 直接了当的仍然是全层沉积，所述全层沉积使用以“旋涂”、“浸涂”、“喷涂”等术语而为本领 域技术人员所熟知的技术。另外，在大量应用中这些沉积方法并未提供足够的空间分辨率。本专利技术的目的在于实现所述互连通路而又消除与上文简要回顾的当前可用技术 有关的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的因此在于一种用于在被称为分隔层的至少一个绝缘或半导体层分 隔的两个导电层之间实现电互连的方法。该方法包括在实现或沉积分隔层之前形成至少在下导电层与上导电层的附近之 间延伸的柱，其中构成柱(至少其外表面)的材料被选择为具有使得以下成立的在固态下 的表面张力所述材料在固态下与分隔层在液态下的表面张力比小于或者等于7。换而言之，构成柱的材料的上述性质使得其对由绝缘或半导体材料制成的分隔层 具有不可浸润的特性。如前文所言在沉积分隔层之前、而且也在沉积上导电层之前形成该柱。换而言之，本专利技术包括形成能或者不能导电的柱，并利用其性质和/或其形状和/ 或其形状因数，以使其能够因为其性质或者因为上导电层在其后沉积，所以能够填充所有 绝缘或半导体材料的留白不可浸润区域，从而达到其导电功能。溶液对固体的可浸润性可用其组成材料的表面张力Y之差来表征，表面张力Y 通常表达为达因/厘米(dyne/cm)或者毫。/厘米(mN/cm)。因此，对于平坦(即无起伏)的水平表面，溶液在固体上浸润性不好所对应的表面 在本专利技术的语境中，固体(柱)的表面并非水平，需要的去浸润(dewetting，反浸 润)主要沿着其侧壁产生。这样做时，对液体施加的重力与浸润力相反。因此，对于符合以 下关系式的表面张力比可能出现去浸润 经过分析和研究，可以清楚地了解到表面张力比一满足以下关系，所要求的柱的 去浸润或不浸润特性就令人满意 本专利技术的目的因此在于根据这一关系式形成柱。 优选地，以使得该表面张力比满足以下关系式的方式来选择柱 根据本专利技术的第一实施方式，柱由导电材料制成并例如通过喷墨技术或者通过丝 网漏印沉积于下导电层上。根据本专利技术的另一实施方式，柱由导电材料制成并通过使第一导电层或者下导电 层变形来形成。为了保证在沉积绝缘或半导体材料的分隔层时柱表面不会被完全覆盖，所述柱的 高度优选地大于所述绝缘或半导体层的厚度。然而，可以想到运用高度小于分隔层的厚度的柱，特别是在构成分隔层的材料主 要是不可浸润的材料的情况下。如果所选各种材料满足关系式，^ 1则这尤其可行。另外，柱侧面的方向坡度对绝缘或半导体层在此处的不可浸润性具有影响。通常， 侧面坡度(特别是水平面与侧面之间的角α的值)优选地在45°与135°之间。可想到的柱的形状可以有不同性质，并且特别为圆锥形、截锥形、圆柱形、球形、平 行六面体形。根据本专利技术，也可以通过使其上沉积第一导电材料层的衬底变形和随后沉积第一 导电层(其完全覆盖所述衬底及其变形)来产生柱。按照一个等同的想法，可以在沉积第一导电层之前就给衬底添加柱。根据本专利技术的另一实施方式，柱可以由绝缘材料制成，该绝缘材料在柱的外围限 定针对后续沉积于第一导电层上的半导体或绝缘材料不可浸润的区域。根据这种实施方 式，所述上导电层的沉积实现下导电层与上导电层之间的导电，该上导电层然后填充先前 在柱周围限定的非浸润区域。附图说明通过附图支持的以说明而非限制方式给出的下述实施例，可以实施本专利技术的方式 及其获得的优点将变得更清楚。图1是本专利技术基本原理的图解表示。图2是用来示出柱表面上的绝缘层的去浸润机制的图解表示。图3示出了本专利技术的柱的各种可能形状。图4是基于直接形成于衬底上的柱的本专利技术的一种实施方式的图解表示。图5a至5b示出了由不导电材料制成的柱的形成原理。图6是示出了角度α小于90°的柱的实施方式的示意图。图7是用来示出可以在本专利技术的语境中使用的“咖啡污迹”效应(咖啡环效应， coffee stain)的不意图。具体实施例方式如将理解的那样，本专利技术提出用于实现使被绝缘或半导体层4分隔的两个导电层 2、5电互连的通路的两种可能的方法。根据本专利技术，通过形成加于下导电层2之上或直接加于衬底1之上、或者从所述下 导电层伸出的柱3来实施这一通路，所述下导电层沉积于所述衬底1上。根据初始的柱3的导电或不导电的性质，可想到不同的方法。根据用来形成直接导电(换而言之，其构成材料的性质为导电的)并且例如由Au、 Cu、Ag或者导电聚合物(比如PDOT-PSS (聚-3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸)制成的 柱的第一方法，修改第一下导电层2的形状。该层2常规沉积于任意性质的衬底1上，并且层2特别地是绝缘的或者在可能情 况下是半导体的。所述层2例如由金、钼、铜、镍、铝等制成，而衬底1例如由塑料材料制成。根据本专利技术，尤其通过激光辐射侵蚀使层2变形。导电层2和/或其载体1因此能够吸收脉冲或者连续激光辐射的全部或者部分。因此这些层中的一层或者多层可被腐蚀 或者熔化，从而产生至少导电层2的变形。更确切地说，导电金属层2的拓扑结构在激光射 击的边界处被修改。更确切地说，导电层2趋于在激光射击的边缘与载体1脱离结合。这 一脱离结合因此可以充当导电柱以形成本专利技术的通路。如此生成的变形的形状将取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在被称为分隔层的至少一个绝缘或半导体层（４）分隔的两个导电层（２，５）之间实现电互连的方法，其特征在于包括：在制成或者沉积所述分隔层（４）之前形成至少在下导电层（２）与上导电层（５）的附近之间延伸的柱（３），其中所述柱和至少其外表面的组成材料被选择为提供如下所述的在固态下的表面张力：所述材料在固态下与所述分隔层在液态下的表面张力的比小于或者等于７。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2007-12-17 0759881一种用于在被称为分隔层的至少一个绝缘或半导体层(4)分隔的两个导电层(2，5)之间实现电互连的方法，其特征在于包括在制成或者沉积所述分隔层(4)之前形成至少在下导电层(2)与上导电层(5)的附近之间延伸的柱(3)，其中所述柱和至少其外表面的组成材料被选择为提供如下所述的在固态下的表面张力所述材料在固态下与所述分隔层在液态下的表面张力的比小于或者等于7。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述材料在固态下与所述分隔层在液态下各 自的所述表面张力的比小于或者等于1。3.如权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)由导电材料制成，并且沉 积在所述第一下导电层(2)上。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述柱(3)通过喷墨技术或者通过丝网漏印 技术沉积在所述第一下导电层(2)上。5.如权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)由导电材料制成，并且通 过使所述第一下导电层(2)变形来形成。6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)的高度大于所述分隔层 ⑷的厚度。7.如权利要求2至5之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)的高度小于所述分隔层 ⑷的厚度。8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)的侧面相对于水平的定 向坡度在45°与135°之间。9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)的形状选自圆锥形、截锥 形、倒截锥形、圆柱形、球形和平行六面体形。10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于所述柱(3)具有表面粗糙区域，其尺寸特性满足关系式；一 S 3 ,其中Ra表示所述粗糙区域的峰和谷的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：让马里韦里亚克，雅克利娜巴布莱，塞西尔博里，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]