这一节将介绍3种主要用于金属互连层的材料。在超大规模集成电路( VI．SI)开发之前，HIN241IB主要的金属化工艺材料就是纯铝。通常来讲，了解为什么选择铝以及铝的局限性，对于理解金属化工艺系统是很有教育意义的。从导电性能的角度来看，铝的导电性要比铜和金差一些。如果用铜直接替代铝，铜与硅的接触电阻很高，并且如果铜进入器件区将引起器件性能的灾难。而铝则不具有上面所说的问题，因而成为一种较好的选择。它有足够低的电阻率(2.7“Q．crri)2I．有很好的过电流密度。它对二氧化硅有优异的黏附性，有很高的纯度，天然地和硅有很低的接触电阻，并且用传统的光刻工艺易于进行图形化工艺。铝原料可被提纯到5—6个“9”的纯度( 99. 999%~99. 9999%)。

  铝硅合金

   晶圆表面的浅结是最初使用纯铝导线所遇到的问题之一。前面已经讲到，为了降低并稳定铝一硅界面的接触电阻，需要对晶片进行烘焙，以形成所谓的“欧姆接触”，这时电压电流的特征行为服从欧姆定律。遗憾的是，铝和硅能够相互溶解，而且在577℃时它们存在·个共熔点．．共熔现象是指当丙种材料相互接触并进行加热时，它们的熔点将比各自的熔点低得多，共熔现象发牛在一个温度范围之内，铝硅共熔大概在450℃左右就已经开始r，而

这个温度是形成良好的电接触所必需的。问题的关键在于所形成的合金能够溶解进硅晶片内，如果其表面有浅结点，则合金区域将扩散并进入这些结点，从而造成这些结点的短路（见图13.4）。

    图l3.4铝和硅接触点的共熔合金化反应

   解决这个问题有两种办法：其一，在硅和铝之间增加一个金属阻挡层（见l3.5.4常）来隔离铝和硅，以此来避免共熔现象的发生；其，“二，采用含硅1%~2%的铝合金，存接触加热的处理中，铝合金更倾向于和合金内部的硅发生作用，而不是晶圆中的硅。当然r，这个力‘法并不是百分之百有效，晶圆和铝之间的合金化反应还是经常会发生的。