JPH0426143A - 半導体集積回路 - 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〕 本発明は多層配線構造・を有する半導体集積回路に利用
する。

〔ヰ既要〕

本発明は、多層配線構造を有する半導体集積回路におい
て、 第一層配線を、回路特性がその配線容量に影響されない
長さの信号線および第二層配線とのつなぎに限定して用
いることにより、 配線の断線を防止し信頼性の向上を図ったものである。

〔従来の技術〕

岸導体集積回路は、トランジスタ、抵抗および容量等を
半導体基板内や基板上に形成し、金属配線でそれらを適
切に接続することによって回路が形成される。第２図は
従来の半導体集積回路の一例を示す模式的断面図である
。半導体基板１１と拡散層１２とゲート電極１３とを含
んでＭＯＳＦＥＴが構成されており、その上を厚さが６
０００人程度０層間絶縁膜１９が覆っており、必要な所
にコンタクトホール２１が穴けられ、厚さ０．５μｍ程
度のスパッタ法で形成したＡＩＩ２Ｏ３配線が形成され
ている。

ところで、集積度が増大するにつれて一般に水平方向の
寸法の微細化が進み、コンタクトホール２１の寸法は現
在製品レベルで１．０μｍＸｌ、（１μｍ程度、開発の
レベルで０．６μｍＸ０．６μｍ程度である。また、第
２図にはＡ１配線として一層の場合を示したが、現在製
品レベルで二層〜三層が実現されており、四層〜五層が
開発段階にある。

Ａ１配線は、信号配線だけでなく電源配線にも用いられ
、信号配線もその長さが数μｍから数ｍｍまで広範囲に
わたっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した従来の半導体集積回路では、一層目のＡ１配線
に非常に長い信号配線があるため、層間絶縁膜を薄くす
ることはできない。これは層間絶縁膜を薄くすると配線
容量が増大して、高速動作が不可能になるためである。

その結果、集積度の増大とともに水平方向の寸法の微細
化が進むと、コンタクトホールのアスペクト比（コンタ
クトホールの高さ対幅の比）が大きくなり、スパッタ法
によるＡ１膜がコンタクトホールに入らな（なり、配線
が断線するなど信頼性が低下する欠点があった。

本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、配
線が断線することなく信頼性が向上された半導体集積回
路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、層間絶縁膜を介して形成された第一層配線を
含む多層配線構造を有する半導体集積回路において、前
記第一層配線を、回路特性がその配線容量に影響されな
い長さの信号線、および第二層配線とのつなぎに限定し
て使用したことを特徴とする。

また、本発明は、前記第一層配線は、スパッタ法で形成
された金属膜から構成することができる。

また、本発明は、前記金属膜は、タングステン膜である
ことが好ましい。

また、本発明は、前記金属膜は、金膜を上層膜として含
む多層金属膜であることが好ましい。

〔作用〕

第一層配線は、回路特性がその配線容量に影響されない
長さの信号線および第二層配線とのつなぎに限定して用
いられる。

この結果、第一層配線に対する層間絶縁膜の厚さを薄く
することができ、水平方向の微細化が進んでも、コンタ
クトホールのアスペクト比を十分に小さくとることがで
き、スパッタ法によりコンタクトホールを十分に埋め込
んで第一層配線を形成することができる。

従って、配線の断線を防止して信頼性の向上を図ること
ができる。

また、第一層配線の金属膜として、Ｗ膜または＾ｕ／Ｔ
ｉＷ膜を用いることにより、エレクトロマイグレーショ
ンを防止するとともに、配線の厚さを薄くして平坦性を
よくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例の要部を示す模式的断面図で
ある。

本実施例は、半導体基板１１と拡散層１２とゲート電極
１３とを含んでＭＯＳＦＥＴが構成されており、その上
を厚さが２０００人程度０層間絶縁膜１４が覆っており
、前記Ｍ［１ＳＦＥＴのソース電極およびドレイン電極
を引き出す個所にコンタクトホール２］が穴けられ、厚
さ０．２μｍ程度のスパッタ法で形成したＷ膜１５で第
一層配線が形成されている。その上をさらに厚さが４０
００人程度０層間絶縁膜１６が覆っており、前記ソース
電極およびドレイン電極を引き出す個所にコンタクトホ
ール２２が穴けられ、厚さ０．５μｍ程度のスパッタ法
で形成したへ１膜１７で第二層配線が形成さている。な
お、１８はフィールド絶縁膜である。

本発明の特徴は、第１図において、スパッタ法で形成さ
れたＷ膜１５から構成された第一層配線を、回路特性が
その配線容量に影響されない長さの信号線および第二層
配線とのつなぎに限定し使用し、層間絶縁膜１４の厚さ
を薄くしたことにある。

本実施例においては、第一層配線であるＷ膜１５を長距
離の信号配線として用いずに、回路の高速動作に影響を
与えないように、その長さを限定しているので、たとえ
単位長当りの配線容量が増大しても高速動作に問題はな
いので、層間絶縁膜１４を薄くすることができる。その
ため、コンタクトホール２１のアスペクト比を小さくで
き、スパッタ法で形成したＷ膜１５をコンタクトホール
２１中に十分に入れることができる。またＷ膜１５はエ
レクトロマイグレーション耐性が強いため、膜厚を薄く
することができ、多層配線プロセスにおいて平坦性の点
でもよい。

配線の多層化が進むと各層の役割を明確に分担する傾向
が進むため、第一層配線の使用に制限を加えても支障は
ほとんどない。

また、第一層配線はＡｕ／ＴｉＷのような多層膜でもよ
い。この場合ＴｉＷ膜はＡｕ膜と層間絶縁膜との接着性
改善のために用いられる。Ａｕ膜はエレクトロマイグレ
ーション耐性が強く、かつ抵抗率も低いため、第一層配
線を電源線の一部としても使用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、第一層配線の使用を、
短距離の信号線および第二層配線とのつなぎに限定し、
薄い層間絶縁膜上にスパッタ法で形成した金属膜で第一
層配線を形成したので、コンタクトホールのアスペクト
比を小さくでき、スパッタ法により金属膜がコンタクト
ホールに十分入るので、配線の断線は発生せず信頼性を
向上できる効果がある。

また、一般にスパッタ法を用いる場合、コンタクトホー
ルのアスペクト比を０．７程度以下にしないと金属膜が
コンタクトホールに十分入らない。

そのため従来技術ではコンタクトホールの最小寸法は０
．９μｍＸＱ、９μｍ程度が限界であったが、本発明で
は０．３μｍＸＱ、３μｍ程度まで問題を生じなく使用
できるようになり、その効果は大である。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す模式的断面図。 第２図は従来例の要部を示す模式的断面図。 １１・・・半導体基板、１２・・・拡散層、１３・・・
ゲート電極、１４．１６．１９・・・層間絶縁膜、１５
・・・Ｗ膜、１７．２０・・・ＡＩ膜、１８・・・フィ
ールド絶縁膜、２１．２２・・・コンタクトホール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、層間絶縁膜を介して形成された第一層配線を含む多
   層配線構造を有する半導体集積回路において、 前記第一層配線を、回路特性がその配線容量に影響され
   ない長さの信号線、および第二層配線とのつなぎに限定
   して使用した ことを特徴とする半導体集積回路。 ２、前記第一層配線は、スパッタ法で形成された金属膜
   から構成された請求項１記載の半導体集積回路。 ３、前記金属膜は、タングステン膜である請求項２記載
   の半導体集積回路。 ４、前記金属膜は、金膜を上層膜として含む多層金属膜
   である請求項２記載の半導体集積回路。