JPH0222820A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特に半導体集積回路におけ
る回路素子間を結ぶ長寿命の電極配線に関する。

〔従来の技術〕

従来の半導体装置の電極配線は、電気抵抗の小さい金属
、主にアルミニウム（Ａρ）の薄膜パターンを単に被着
形成して設けるのが常であったのだが、近年になってか
らは、半導体集積回路を高集積化する為に配線幅を狭め
ると配線中の電流密度が高くなって電流による配線構成
物質分子の移動（所謂エレクトロマイグレーション）に
よって配線が断線する迄の寿命が実装上問題となる程短
くなるという問題に対処する為に、第４図に示すように
、アルミニウム薄膜１０の上にアルミニウム程低抵抗で
はないがエレクトロマイグレーションの少い高融点金属
シリサイド層１３を重ねた二層構造の電極配線が用いら
れていた。電極配線のアルミニウム薄膜が断線した場合
でも、並列に走る高融点金属シリサイド層は断線せずに
残っているため、電極配線の幅を狭くしたままでも機能
的寿命は延びる様になっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体装置は、異種物質の二層構造の電
極配線を有しているので、公知のフォトリソグラフィー
に依るパターン形成に際して、エツチング後の最終断面
形状の制御が難しいだけでなく、二層構造化によって厚
みが増している為、電極配線がある部分とない部分との
段差が大きくなって電極配線の上に堆積されるパッシベ
ーション膜或はさらに上層の電極配線との間の眉間絶縁
膜の形状（平坦性）を悪化させるという欠点がある。

本発明の目的は、長寿命でかつ加工性の良い電極配線を
有する半導体装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、所定パターンのアルミニウム薄
膜とその外縁部を含む側面にのみ被着された高融点金属
シリサイド層とからなる電極配線を有している。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す半導体チップの縦
断面図である。この図は特に何らかの機能を持った集積
回路を意味しないが、公知のＭＯ３型半導体装置一般に
（例えばＭＯＳメモリの周辺回路）に本発明を適用した
場合の形状を示すものである。

この実施例は、所定パターンのアルミニウム薄Ｍ１０、
タングステン・シリサイド層１１ａ、１１ｂ、・・・か
らなる水平方向に多層構造の電極配線を有している。タ
ングステン・シリサイド層１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃはそ
れぞれアルミニウム薄膜１０の外縁部側面、段差部にで
きる側面、大きな段差部にできる曲面状の側面に被着さ
れている。いずれにせよ、アルミニウム薄膜の表面（平
坦面）にはついていない。

側面にタングステン・シリサイド層がついているのでエ
レクトロマイグレーションによる断面までの寿命は長い
。又、垂直方向に二層構造になっていないので厚さが従
来例より薄くなり、段差は大きくならないので眉間絶縁
膜の平坦性は良い。

次に、この実施例の製造方法について説明する。

第２図（ａ）、（ｂ）はこの実施例を説明するための工
程順に配置した半導体チップの断面図である。

まず、第１図（ａ）に示すように、半導体チップ上にア
ルミニウム薄膜１０を被着し、所定パターンに整形する
。アルミニウム薄膜ＩＱは眉間絶縁ｖ８に開孔されたコ
ンタクト六９に於て下層の配線（或はゲート電極）とし
て用いられるリン（Ｐ）を拡散された多結晶シリコン配
線７及び、Ｎ型不純物を拡散されたシリコ基板表面上の
ソース・ドレイン領域６と電気的に接続されている。

１はＰ型シリコン単結晶基板で、シリコン酸化膜の厚い
部分（フィールド酸化膜３）とＰ型の濃い不純物を拡散
したチャネルストッパ２とからなる素子分離頭載に区画
された表面領域には、シリコン酸化膜のゲート絶縁膜４
、ソース・ドレイン領域６のＮ型不純物領域等がすべて
公知の方法により形成されている。次に、第２図（ｂ）
に示すように、全面にタングステンシリサイド層（ＷＳ
ｉｘ）１１を２００ｎｍの厚さに被着する。次に、第１
図に示すように、タングステン・シリサイドに対して選
択性がありかつ異方性のプラズマ・エツチングを上方か
ら施し、配線のアルミニウム部分の上面及び所期の配線
と配線との間の層間絶縁膜上のタングステン・シリサイ
ド層を除去する。こうすることにより、タングステン・
シリサイド部分が、配線のアルミニウム部分の外縁垂直
側面と、コンタクト上にできるアルミニウムの窪み（段
差部）の側面とにだけ残って側壁が形成される。次いで
公知の方法でＰＳＧのパッシベーション膜１２が形成さ
れる。

配線のパターニングは、アルミニウム薄膜のエツチング
をほぼ完了し、タングステン・シリサイド層１１ａ、ｌ
ｌｂ、ｌｌｃは異方性エツチングで整形できるので、加
工が容易である。

第３図は、本発明の第２の実施例を示す半導体チップの
縦断面図である。アルミニウム薄膜１０とタングステン
・シリサイドＭ　１１　ａ、１１ｂ、１１ｃとからなる
第一の配線層は第１の実施例と同じである。本実施例は
さらに、第二の眉間絶縁膜１４を介して同じくアルミニ
ウム薄膜１５とタングステン・シリサイド１６ａ、１６
ｂとからなる第二の配線層が被着形成されており、第一
の配線層とはコンタクト穴１８に於て接続され、上には
ＰＳＧのパッシベーション膜１７が゛被着されている。

第二の眉間膜は、本発明の第一の配線層の形状の平坦さ
によって、公知の方法で容易に平坦化され、パッシベー
ション膜も、本発明の第二の配線層の形状の平坦さによ
って、厚い薄いの差が少くて、クラックの入りにくい形
状に被着される。また、第一と第二との配線層間のコン
タクト抵抗は図の様にアルミニウムとアルミニウムとの
接触が主となるため、非常に低くできている。

なお、タングステン・シリサイドの代りにモリブデン・
シリサイド等の高融点金属シリサイドを使用できること
はいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、主体となるアルミニウム
薄膜とそのパターン外縁を含む側面にのみ被着された高
融点金属シリサイド層との水平方向に二層構造をもった
電極配線にすることによって、エレクトロマイグレーシ
ョンによる断線までの寿命が長く、加工が容易であり、
平坦性が優れた配線を実現できるので、半導体装置の信
頼性が改善できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す半導体チップの縦
断面図、第２図（ａ）、（ｂ）は第１の実施例の製造方
法を説明するための工程順に配置した半導体チップの縦
断面図、第３図は第２の実施例を示す半導体チップの縦
断面図、第４図は従来例を示す半導体チップの縦断面図
である。 １・・・Ｐ型シリコン単結晶基板、２・・・チャネルス
トッパ、３・・・フィールド酸化膜、４・・・ゲート絶
縁膜、５・・・多結晶シリコンゲート電極、６・・・ソ
ース・ドレイン領域、７・・・多結晶シリコン配線、８
・・・層間絶縁膜、９・・・コンタクト穴、１０・・・
アルミニウム薄膜、１１、ｌｌａ、ｌｌｂ、１１　ｃ−
・・タングステン・シリサイド層、１２・・・ＰＳＧカ
バー膜、１３・・・高融点金属シリサイド層、１４・・
・層間絶縁膜、１５・・・アルミニウム薄膜、１６ａ、
１６ｂ・・・タングステン・シリサイド層、１７・・・
ＰＳＧカバー膜、１８・・・コンタクト穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定パターンのアルミニウム薄膜とその外縁部を含む側
   面にのみ被着された高融点金属シリサイド層とからなる
   電極配線を有することを特徴とする半導体装置。