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【关键词】钨（W）接触孔 通孔
1 引言
现阶段，随着集成电路的不断发展，超
大规模集成电路正在向深亚微米方向发展，关
键尺寸（Critical Dimension）的不断缩小，深
宽比的不断增加，使得后段工艺在整个集成电
路制造中起着至关重要的作用，并成为了重点
的研究课题。尽可能的降低金属连线电阻，改
善台阶覆盖填充能力，并同时提高和保持其可
靠性与整合性能，对后段工艺具有重要意义，
而作为各层金属铝连线的连接层的钨（W），
文/李飞
本文根据钨（W）的相关特性，
对其与工艺的影响和关系进行了
研究，通过实验并分析证实了钨
（W）在接触孔或通孔的填充能力
与相关工艺条件存在着一定的相
关性。
摘 要
则在后段工艺中扮演着重要的作用。
早期的金属铝线都是单一的做在同一平
面上的，而随着集成电路技术的不断发展集成
度的不断提高，已经从单层金属铝连线发展成
了多层金属铝连线，而由于金属铝线采用的是
物理气相沉积（PVD）方法制备的，台阶覆盖
填充能力有限，所以不能直接采用金属铝线来
连接各层，而作为化学气相沉积（CVD）制备
出来的钨（W）具有抗电迁移性能佳，阻值低，
接触电阻小，台阶覆盖填充能力强等特点，正
好弥补了金属铝线台阶覆盖填充能力不足这一
缺点。所以通常采用钨（W）来填充接触孔使
得金属铝连线连接到源漏极，并填充通孔使得
相邻各层铝线间相互连接。
钨（W）的制备分为两步：第一步（NUC）
先采用六氟化钨（WF6）与甲烷（SIH4）反应
先形成一个平整细小颗粒的成核层，这一层的
淀积速率比较慢，并可以防止WF6 通过阻挡
层与金属钛（Ti）和衬底硅（Si）反应；第二
步（DEP）再采用六氟化钨（WF6）与氢气（H2）
进行反应而这一步是主要的淀积层，淀积率很
高。
钨（W）作为各层金属铝连线之间的连接
层其台阶覆盖填充能力相当的重要，而其台阶
覆盖填充能力受工艺参数的影响相当的大，所
以对这方面的研究是至关重要的。
2 实验方案
（1） 分别设第一步（NUC）的甲烷
（SIH4）与六氟化钨（WF6）气体流量的比率
为10/30sccm（1：3）、15/30sccm（1：2）、
30/30sccm（1：1），第一步（NUC）的淀积
时间为9s、12s、15s, 第二步（BULK DEP）
的六氟化钨（WF6） 气体流量为100sccm、
120sccm、140sccm, 并将这三项和9 组数据看
作独立因子进行正交实验，淀积出13 片晶圆
片。
（2）利用光学仪器分别对这些晶圆片的
钨（W）表面填充形状进行比较分析和研究
（3）利用切片仪器(TEM) 分别对这些晶
圆片的钨（W）在通孔里的填充过程中的剖面
进行分析研究比较钨（W）的填充能力的差异
3 实验结果与分析
图1 是上述三个因子与晶圆片中心和边
以位于第二那奎斯特频带，该器件具有良好
的动态性能，其窄带SFDR 优于70dBc，宽带
SFDR 优于50dBc，器件通过8 线串口配置方
式快速灵活地对内部寄存器进行读写。
4 实验结果
为了验证多通道一体化数字收发电路的
功能及性能，实验时采用DDS 输出波形至
ADC 进行闭环测试验证，主要验证DDS 信号
产生、数字接收解调和数字波束合成等功能。
首先通过DDS 产生8 路15MHz 带宽、
100us 的线性调频信号，将其中一个DDS 芯
片输出的信号延时0.1us，每路随意设置一个
初相值。8 路线性调频信号输入到数字接收机
进行模数变换和数字解调，对解调后的基带数
字信号进行开窗采样，并直接对采样到的8 路
信号在FPGA 中进行DBF 合成，加权系数全
是零相位时的值，实际合成信号频谱如图4 所
示，从图4 可以看出，信号时延不同时，合成
波形在某些频点幅度降低，信号没有同相合成。
在此基础上，调整接收通道的延时，使
其与DDS 输出的波形延时抵消，并补偿相位
后进行8 路信号的合成，测试结果如图5 所示，
从图5 可以看出，时延和相位补偿后，合成后
的频谱很平坦。
通过测试和实验验证，表面多通道一体化
数字收发电路功能和性能指标满足设计要求，
目前该电路已经大批量应用到某数字阵列雷达
系统中。
5 结束语
本文提出了一种多通道一体化数字收发
电路的设计方法和实现方法，即利用软件无线
的体系架构对数字收发电路进行集成化和软件
化设计。该电路采用光纤进行高速数字回波和
波形参数传输，简化了电路设计和系统接口；
采用分数时延技术对收发通道时延进行补偿，
合成的宽带信号具有良好的幅相特性；采用参
数化波形产生技术，可实现雷达波形信号的任
意产生，经测试，多通道一体化数字收发电路
满足数字阵列雷达需求。
参考文献
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作者简介
张卫清（1979-），男，江西省余干县人。硕
士学历。现为中国电子科技集团公司第38 研
究所高级工程师。研究方向为雷达收发系统及
雷达数字接收机研制工作。
作者单位
中国电子科技集团公司第38 研究所 安徽省
合肥市 230088
