CN104282536A - 金属层的形成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属层的形成工艺。该形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，温度T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有第一金属层的基体在温度T1下保持100s～300s对第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。该金属层的形成工艺克服了传统溅射方法在金属表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属表面，进而保证了良好的器件性能。

Description

金属层的形成工艺
技术领域
本发明涉及半导体领域，具体而言，涉及一种金属层的形成工艺。
背景技术
通常，标准硅器件形成铝硅欧姆接触的典型工艺通常包括：步骤S1’，采用溅射铝硅铜(AlSiCu)工艺形成金属铝层10，步骤S2’，对金属铝层与进行退火，使其与硅基板形成良好的欧姆接触。
上述典型工艺会在金属铝层10的表面会出现许多不同程度的小丘状的凸起物11。如图1所示，凸起物11形成的原因：一方面是进行步骤S1’的溅射过程中金属铝的溅射形成的晶粒不可能绝对均匀，因此会在溅射形成的金属铝层10的表面出现少量小的凸起物11，另一方面是步骤S2’的退火过程中，少量凸起物11生长形成典型高度可到1.0μm的凸起物11，相对1.0μm厚的金属铝层10来说凸起物11的高度较大。
上述典型的工艺适合标准的硅器件，金属铝层表面的凸起物11一般不会影响器件的性能。但是，对于图2所示的在金属层10表面覆盖了一层光学薄膜20的器件，如果使用上述典型的工艺制备金属层10与基体的接触，制作出的金属层10的表面出现的凸起物11会改变光学薄膜20的折射率，激光束通过光学薄膜20时，部分激光束将偏离原来的方向而分散传播，出现光束散射，进而影响器件的性能。
为了避免上述光束散射，影响器件的性能，需要一种能够在基体上形成表面相对光滑的金属层的溅射方法，光滑的金属层使激光束没有任何散射因此能够高效率地进行反射。
发明内容
本发明旨在提供一种金属层的形成工艺，以解决现有技术中金属层凸起较大的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种金属层的形成工艺，上述形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，上述温度T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有上述第一金属层的上述基体在上述温度T1下保持100s～300s对上述第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。
进一步地，上述步骤S1中的厚度优选为40nm～90nm，进一步优选为40nm～70nm，进一步优选为40nm～50nm。
进一步地，上述步骤S3在进行溅射之前还包括将完成上述步骤S2的上述基体、上述第一金属层冷却至温度T2范围内的冷却过程，上述温度T2等于0.9～1.1倍的上述温度T3。
进一步地，上述冷却过程在50s～500s内完成。
进一步地，上述温度T3在60～95摄氏度之间。
进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11，在100s～300s内将上述基体预热到350～450摄氏度；以及步骤S12，在上述温度T1范围内，在上述基体表面进行溅射，形成上述第一金属层。
进一步地，上述步骤S11包括：步骤A，在100s～300s内将上述基体预热到350～450摄氏度；以及步骤B，设定上述温度T1，溅射延时5s～20s。
进一步地，上述步骤S1中的溅射功率0.5KW～1.5KW，溅射时间为5s～40s。
进一步地，上述步骤S3包括：步骤S31，在上述温度T3范围内，在上述第一金属层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第二金属预备层；步骤S32，将完成上述步骤S31的上述基体、上述第一金属层和上述第二金属预备层冷却100s～500s；以及步骤S33，在上述温度T3范围内，在上述第二金属预备层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第三金属预备层，上述第二金属预备层和上述第三金属预备层形成上述第二金属层，上述步骤S31和上述步骤S33的溅射温度相同或不同。
进一步地，上述步骤S31和上述步骤S33的溅射功率为2.0KW～3.0KW。
进一步地，上述金属为铝、铝硅或铝硅铜，上述基体为硅基板。
应用本发明的技术方案，首先在基体表面进行溅射形成第一金属层，溅射温度T1在400～450摄氏度之间，由于该溅射过程快速形成的第一金属层很薄，仅为30nm～100nm，减少了形成小丘凸起物的金属材料的源，且晶粒分布相对均匀，因此在退火过程中形成的凸起数量会大大减少，进而使第一金属层在后续退火过程也能维持平滑的表面；然后进行步骤S2，步骤S2中的使具有第一金属层的基体在该温度下的保持过程与步骤S1中在基体表面的溅射过程共同构成了对基体表面的金属的热退火过程，并且由于第一金属层的厚度较小，溅射时间较短且步骤S1的保持时间也较短，因此整个过程形成的热退火过程是一个快速的热退火过程，该退火过程保持了溅射的高真空状态，而高真空状态抑制了金属表面和金属与基体接触表面的氧化物的形成，进一步保证了基体上的第一金属层具有平滑的表面，同时获得良好的第一金属层与基体的欧姆接触，降低了接触电阻，提高了器件的电性能；最后执行步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。该低温溅射使得溅射过程中的金属的晶粒较形成第一金属层的晶粒小很多，进而使得形成的第二金属层具有平滑的表面。综上，上述的金属层的形成工艺克服了传统溅射方法在金属表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属表面，进而保证了良好的器件性能。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了利用现有技术在硅基板上形成的金属铝层的结构剖面示意图；
图2示出了在金属膜表面覆盖了一层光学薄膜的器件的结构剖面示意图；
图3示出了本申请一种优选实施方式提供的金属层的形成方法的流程示意图；
图4示出了本申请的一种优选实施例中的在硅基板表面溅射形成第一铝层后的结构剖面示意图；
图5示出了在图4所示的结构表面溅射形成第二铝预备层后的结构剖面示意图；以及
图6示出了在图5所示的结构表面溅射形成第三铝预备层后的结构剖面示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
正如背景技术所介绍的，现有技术中溅射后再退火形成的金属层表面会有很多凸起物，对于金属层表面覆盖了一层光学薄膜的器件，金属层表面的凸起物会改变光学薄膜的折射率，激光束通过光学薄膜时，部分激光束将偏离原来的方向而分散传播，出现光束散射，进而影响器件的性能。为了解决上述问题，本申请提出了一种金属层形成工艺。
在本申请的一种优选的实施方式中，提供了一种金属层的形成工艺，图3示出了该形成工艺的流程示意图，该形成工艺包括：步骤S1，在温度T1范围内，在基体进表面行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，上述T1在400～450摄氏度之间；步骤S2，将具有上述第一金属层的上述基体在上述温度T1下保持100s～300s对第一金属层进行退火；以及步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。
本申请的金属层的形成工艺中首先在基体表面进行溅射形成第一金属层，溅射温度T1在400～450摄氏度之间，由于该溅射过程快速形成的第一金属层很薄，仅为30nm～100nm，减少了形成小丘凸起物的金属材料的源，且晶粒分布相对均匀，因此在退火过程中形成的凸起数量会大大减少，进而使第一金属层在后续退火过程也能维持平滑的表面；然后进行步骤S2，步骤S2中的使具有第一金属层的基体在该温度下的保持过程与步骤S1中在基体表面的溅射过程共同构成了对基体表面的金属的热退火过程，并且由于第一金属层的厚度较小，溅射时间较短且步骤S1的保持时间也较短，因此整个过程形成的热退火过程是一个快速的热退火过程，该退火过程保持了溅射的高真空状态，而高真空状态抑制了金属表面和金属与基体接触表面的氧化物的形成，进一步保证了基体上的第一金属层具有平滑的表面，同时获得良好的第一金属层与基体的欧姆接触，降低了接触电阻，提高了器件的电性能；最后执行步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。该低温溅射使得溅射过程中的金属的晶粒较形成第一金属层的晶粒小很多，进而使得形成的第二金属层具有平滑的表面。
综上，上述的金属层的形成工艺克服了传统溅射方法在金属表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属表面，进而保证了良好的器件性能。
为了保证第一金属层表面的平滑，本申请优选第一金属层的厚度为40nm～90nm，进一步优选为40nm～70nm，进一步优选为40nm～50nm。
本申请的又一种优选的实施方式中，上述步骤S3在进行溅射之前还包括将完成上述步骤S2的基体、第一金属层冷却至温度T2范围内的冷却过程，上述温度T2等于0.9～1.1倍的温度T3。上述冷却过程使得具有第一金属层的基体的温度T2与步骤S3的溅射温度T3相近或相同，保证了步骤S3的溅射效果。
为了进一步保证将具有第一金属层的基体的温度与第二次溅射的温度T3相同或相近且在降温过程中保证基体的稳定，本申请优上述冷却过程在50s～500s内完成。本领域技术人员可以根据步骤S2中的第一金属层的厚度在50s～500s范围内选择合适的冷却时间。
本申请的又一种优选的实施方式中，上述温度T3在60～95摄氏度之间，这样的低温明显低于常规溅射温度，保证了溅射过程中的金属的晶粒的小粒度，从而使得保证了第二金属层的表面更平滑。
本申请的又一种优选的实施方式中，上述步骤S1包括：步骤S11，在100s～300s内将上述基体预热到350～450摄氏度；以及步骤S12，在上述温度T1范围内，在上述基体表面进行溅射，形成上述第一金属层。步骤S11中对基体的预热使得基体的温度与第一次溅射的温度相同或相近，避免了基体在溅射时的突然升温导致其断裂或表面发生物理变化，保证了步骤S12能够很好的实施，形成上述第一金属层。
为了进一步保证基体的经过预热后其温度适用于溅射，优选上述步骤S11包括：步骤A，在100s～300s内将上述基体预热到350～450摄氏度；以及步骤B，设定上述温度T1，溅射延时5s～20s。步骤A的技术效果同上述步骤S11的效果相同，步骤B中的溅射延时是使基体的温度同溅射温度T1更进一步接近或最终相同，保证了基体表面不发生其他物理变化的同时使得溅射金属的效果更好。
经过发明人的反复试验，优选上述步骤S1中的溅射功率0.5KW～1.5KW，溅射时间在5s～40s。0.5KW～1.5KW的低功率溅射使得基体溅射时的温度维持稳定，避免了溅射过程中温度升高导致金属材料聚集形成较多的小丘凸起，即减少了小丘凸起物的形成，提高了金属表面的平滑度。溅射时间是根据溅射的功率及溅射金属的厚度决定的，本申请将溅射的功率在0.5KW～1.5KW之间，为了得到溅射的第一金属层的厚度为30nm～50nm，经过发明人的试验最终确定溅射的时间在5s～40s。
在形成第一金属层之后，本申请优选上述步骤S3包括：步骤S31，在上述温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第二金属预备层；步骤S32，将完成上述步骤S31的上述基体、上述第一金属层和上述第二金属预备层冷却100s～500s；以及步骤S33，在上述温度T3范围内，在上述第二金属预备层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第三金属预备层，上述第二金属预备层和上述第三金属预备层形成上述第二金属层，上述步骤S31和上述步骤S33的溅射温度相同或不同。由于溅射过程中，具有金属层的基体的温度会随着溅射的升高，不利于溅射温度的保持，该实施方式中在进行第二金属层溅射的过程中增加一个冷却的过程，使得基体的温度能够较稳定的保持为溅射温度T3，进而保证了基体的低温溅射，进一步保证了溅射过程中小金属晶粒溅射过程，从而使得形成的第二金属层具有平滑的表面；另外本领域技术人员可以根据实际的溅射过程来选择上述步骤S31和上述步骤S33的溅射温度相同或不同，使得溅射形成的金属表面更加光滑。
上述第二金属层的形成过程包括两步溅射，但是并不限于上述描述的两步溅射，本领域技术人员可以根据所要形成的第二金属层的厚度将第二金属层的形成过程分为N步，上述N≥2，比如三步、四步甚至更多步。
为了进一步保证步骤S3中的溅射温度T3保持稳定，本申请优选上述步骤S31和上述步骤S33的溅射功率为2.0KW～3.0KW的低功率。
本申请一种优选的实施例中，优选上述金属为铝、铝硅或铝硅铜，优选上述基体为硅基板。将本申请上述技术方案应用到在硅基板上设置金属铝层、铝硅层或铝硅铜层时，所形成的金属铝层、铝硅层或铝硅铜层的表面平滑性较好，因此以其为基础应用到光电器件中，能够满足光电器件对于金属铝层的平滑性要求，进而具有较高的折射率，发挥理想的光电性能。
为了使本领域技术人员更加清晰的了解本申请的实施方案，下面以在硅基板上形成金属铝硅铜的过程为例结合附图说明本申请的具体实施过程。
硅基板的大小为6英寸，金属形成过程采用的溅射设备为Novellus 3290实施，该溅射设备有总共5个腔，一个真空进样腔，一个预热腔，三个溅射腔，分别为第一溅射腔、第二溅射腔、第三溅射腔，预热腔和3个溅射腔具备将硅基板加热到450℃的能力，用氩气吹铜材质载片台上的硅基板背面进行加热。
实施例1
首先，将硅基板30从料盒里被传送到真空进样腔，真空腔抽到高真空后将硅基板30传送到预热腔，预热腔将硅基板30加热到450℃，时间控制在300秒以内。对硅基板30的预热使得硅基板30的温度与第一次溅射的温度相同或相近，避免了硅基板30在溅射时的突然升温导致其断裂或表面发生其他的物理变化，保证了后续的溅射能够很好的实施。
设定第一溅射腔的加热温度为450℃来保持硅基板30加热温度。当硅基板30从预热腔搬送到第一溅射腔后，溅射延时5秒，随后第一溅射腔接通1.2KW的功率20秒，溅射一层40nm的金属铝硅铜，形成第一铝硅铜预备层，溅射完成后，将具有第一铝硅铜预备层的硅基板30在加热腔内静置275s，形成第一铝硅铜层40，如图4所示。
上述溅射过程是薄层金属铝硅铜的溅射，减少了形成凸起物的铝硅铜源，得到了表面平滑的第一铝硅铜层40。金属铝硅铜溅射的20秒和溅射完成后的275秒时间内，第一溅射腔内450℃的加热温度一直充当薄层金属铝硅铜的退火腔，总共295秒的450℃退火是一个快速的热退火，并且由于金属退火是在几乎没有氧气的高真空状态下实施的，高真空抑制了氧化物的形成，可获得铝硅铜硅间的良好的欧姆接触，降低了具有第一铝硅铜层40的硅基板30的接触电阻，提高了其电性能。
设定第二溅射腔的加热温度为70℃，将具有第一铝硅铜层40的基体静置冷却180秒，使得具有第一铝硅铜层40的基体快速地冷却到70℃，接通2.4KW的功率120秒，溅射500nm的金属铝硅铜，形成第二铝硅铜预备层501，如图5所示。此溅射过程中低于100℃的溅射温度，会使溅射金属的晶粒非常小，得到的第二铝硅铜预备层501表面很平滑，另外，2.4KW的低功率溅射将进一步确保在溅射过程中硅基板30处在低温的环境中，进而进一步保证了形成的第二铝硅铜预备层501表面的平滑。
硅基板30从第二溅射腔搬到第三溅射腔，设定第三溅射腔的加热温度为70℃，由于金属铝硅铜在溅射过程中，会产生热量使得具有金属铝硅铜的硅基板30的温度升高，高于70℃，所以具有金属铝硅铜的硅基板30需要先在第三溅射腔内冷却180秒，使其保持在70℃的低温状态下，然后在硅基板30上溅射500nm的金属铝硅铜，形成第三铝硅铜预备层502，如图6所示。同样是低温溅射，金属铝硅铜的晶粒继续保持非常小使得第三铝硅铜预备层502的表面非常平滑。
硅基板30第一溅射腔内溅射后，在第二溅射腔中形成的第二铝硅铜预备层501与第三溅射腔内形成的第三铝硅铜预备层502共同构成了第二铝硅铜层50。
第三溅射腔完成金属溅射后，具有第一铝硅铜层40与第二铝硅铜层50的硅基板30上返回到真空进样腔，当真空进样腔恢复到大气压后，上述硅基板30将被卸载到料盒里。通过这样的一个溅射循环，硅基板30上将溅射约1.04um厚的金属铝硅铜层。
上述在硅基板30上形成金属铝硅铜的方法，上述的金属铝硅铜层的形成工艺中首先对硅基板30进行溅射形成第一铝硅铜层40，由于该第一铝硅铜层很薄，仅为40nm，减少了形成凸起物的金属铝硅铜的源，进而使第一铝硅铜层40维持了平滑的表面；然后对第一铝硅铜层40进行溅射，溅射温度T3较低，低温溅射使得溅射过程中的金属铝硅铜的晶粒非常小，进而使得形成的第二铝硅铜层50具有平滑的表面。该形成工艺克服了传统溅射方法在金属铝硅铜表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属铝硅铜表面，进而保证了良好的器件性能。
另外，上述方法中金属铝硅铜在第一溅射腔中溅射的20秒和溅射完成后的275秒时间内，第一溅射腔内450℃的加热温度一直充当薄层金属铝硅铜的退火腔，总共295秒的450℃退火是一个快速的热退火，并且由于金属退火与所有溅射过程均是在高真空状态下实施的，高真空状态抑制了氧化物的形成，可获得铝硅铜硅间的良好的欧姆接触，降低了具有第一铝硅铜层40的硅基板30的接触电阻，提高了其电性能。
实施例2
首先，将硅基板30从料盒里被传送到真空进样腔，真空腔抽到高真空后将硅基板30传送到预热腔，预热腔将硅基板30加热到450℃，时间控制在300秒以内。对硅基板30的预热使得硅基板30的温度与第一次溅射的温度相同或相近，避免了硅基板30在溅射时的突然升温导致其断裂或表面发生其他的物理变化，保证了后续的溅射能够很好的实施。
设定第一溅射腔的加热温度为450℃来保持硅基板30加热温度。当硅基板30从预热腔搬送到第一溅射腔后，溅射延时5秒，随后第一溅射腔接通1.2KW的功率15秒，溅射一层30nm的金属铝硅铜，形成第一铝硅铜预备层，溅射完成后，将具有第一铝硅铜预备层的硅基板30在加热腔内静置275s，形成第一铝硅铜层40。
后续的溅射过程与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例3
首先，将硅基板30从料盒里被传送到真空进样腔，真空腔抽到高真空后将硅基板30传送到预热腔，预热腔将硅基板30加热到450℃，时间控制在300秒以内。对硅基板30的预热使得硅基板30的温度与第一次溅射的温度相同或相近，避免了硅基板30在溅射时的突然升温导致其断裂或表面发生其他的物理变化，保证了后续的溅射能够很好的实施。
设定第一溅射腔的加热温度为450℃来保持硅基板30加热温度。当硅基板30从预热腔搬送到第一溅射腔后，溅射延时5秒，随后第一溅射腔接通1.2KW的功率50秒，溅射一层100nm的金属铝硅铜，形成第一铝硅铜预备层，溅射完成后，将具有第一铝硅铜预备层的硅基板30在加热腔内静置275s，形成第一铝硅铜层40。
后续的溅射过程与实施例1、实施例2相同，此处不再赘述。
对比例
首先，将硅基板30从料盒里被传送到真空进样腔，真空腔抽到高真空后将硅基板30传送到预热腔，预热腔将硅基板30加热到450℃，时间控制在300秒以内。对硅基板30的预热使得硅基板30的温度与第一次溅射的温度相同或相近，避免了硅基板30在溅射时的突然升温导致其断裂或表面发生其他的物理变化，保证了后续的溅射能够很好的实施。
设定第一溅射腔的加热温度为450℃来保持硅基板30加热温度。当硅基板30从预热腔搬送到第一溅射腔后，溅射延时5秒，随后第一溅射腔接通1.2KW的功率75秒，溅射一层150nm的金属铝硅铜，形成第一铝硅铜预备层，溅射完成后，将具有第一铝硅铜预备层的硅基板30在加热腔内静置275s，形成第一铝硅铜层40。
后续的溅射过程与实施例1相同，此处不再赘述。
通过SEM测量方法或者反射率测试仪根据校正好的高度进行对比测试可知：实施例1、实施例2与实施例3形成的金属铝硅铜表面的凸起高度均在工艺规范标准值100nm以内，并且实施例1溅射40nm形成的金属铝硅铜表面的凸起高度最小；对比例形成的金属铝硅铜表面的凸起高度大于100nm，超出了工艺规范的标准值。
由上述结果可知；在基体表面溅射的第一金属层的厚度在30nm～100nm时，最终形成的金属铝硅铜表面的凸起高度在100nm以内，达到工艺规范的要求，当第一金属层的厚度大于100nm，最终形成的金属铝硅铜表面的凸起高度大于100nm，不符合工艺规范的要求，这是由于第一金属层较厚时，金属铝硅铜溅射时的晶粒较大，增加了形成凸起物的源，使得最终形成的金属铝硅铜的表面不光滑；当第一金属层的厚度小于30nm时，扩散到第一金属层的硅基板中的硅原子会使金属铝硅铜溅射时的晶粒变大，增加了形成凸起物的源，使得最后形成的金属铝硅铜的表面不光滑，进而影响器件的性能。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施方式实现了如下技术效果：
本申请的金属层的形成工艺中首先在基体表面进行溅射形成第一金属层，溅射温度T1在400～450摄氏度之间，由于该溅射过程快速形成的第一金属层很薄，仅为30nm～100nm，减少了形成小丘凸起物的金属材料的源，且晶粒分布相对均匀，因此在退火过程中形成的凸起数量会大大减少，进而使第一金属层在后续退火过程也能维持平滑的表面；
然后进行步骤S2，步骤S2中的使具有第一金属层的基体在该温度下的保持过程与步骤S1中在基体表面的溅射过程共同构成了对基体表面的金属的热退火过程，并且由于第一金属层的厚度较小，溅射时间较短且步骤S1的保持时间也较短，因此整个过程形成的热退火过程是一个快速的热退火过程，该退火过程保持了溅射的高真空状态，而高真空状态抑制了金属表面和金属与基体接触表面的氧化物的形成，进一步保证了基体上的第一金属层具有平滑的表面，同时获得良好的第一金属层与基体的欧姆接触，降低了接触电阻，提高了器件的电性能；
最后执行步骤S3，在温度T3范围内，在上述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。该低温溅射使得溅射过程中的金属的晶粒较形成第一金属层的晶粒小很多，进而使得形成的第二金属层具有平滑的表面。综上，上述的金属层的形成工艺克服了传统溅射方法在金属表面形成凸起物的问题，能够形成光滑的金属表面，进而保证了良好的器件性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种金属层的形成工艺，其特征在于，所述形成工艺包括：
步骤S1，在温度T1范围内，在基体表面进行溅射，形成厚度为30nm～100nm的第一金属层，所述温度T1在400～450摄氏度之间；
步骤S2，将具有所述第一金属层的所述基体在所述温度T1下保持100s～300s对所述第一金属层进行退火；以及
步骤S3，在温度T3范围内，在所述第一金属层的表面进行溅射，形成厚度A为0.1μm～10μm的第二金属层，其中温度T1大于温度T3。
2.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1中的厚度优选为40nm～90nm，进一步优选为40nm～70nm，进一步优选为40nm～50nm。
3.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S3在进行溅射之前还包括将完成所述步骤S2的所述基体、所述第一金属层冷却至温度T2范围内的冷却过程，所述温度T2等于0.9～1.1倍的所述温度T3。
4.根据权利要求3所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述冷却过程在50s～500s内完成。
5.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述温度T3在60～95摄氏度之间。
6.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11，在100s～300s内将所述基体预热到350～450摄氏度；以及
步骤S12，在所述温度T1范围内，在所述基体表面进行溅射，形成所述第一金属层。
7.根据权利要求6所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S11包括：
步骤A，在100s～300s内将所述基体预热到350～450摄氏度；以及
步骤B，设定所述温度T1，溅射延时5s～20s。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S1中的溅射功率0.5KW～1.5KW，溅射时间为5s～40s。
9.根据权利要求8所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S31，在所述温度T3范围内，在所述第一金属层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第二金属预备层；
步骤S32，将完成所述步骤S31的所述基体、所述第一金属层和所述第二金属预备层冷却100s～500s；以及
步骤S33，在所述温度T3范围内，在所述第二金属预备层表面进行溅射，形成厚度为0.4A～0.6A的第三金属预备层，所述第二金属预备层和所述第三金属预备层形成所述第二金属层，
所述步骤S31和所述步骤S33的溅射温度相同或不同。
10.根据权利要求9所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述步骤S31和所述步骤S33的溅射功率为2.0KW～3.0KW。
11.根据权利要求1所述的金属层的形成工艺，其特征在于，所述金属为铝、铝硅或铝硅铜，所述基体为硅基板。
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