JPH0620067B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はアルミニウム等の金属の配線層を有する半導
体装置およびその製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

周知のように半導体基板に形成されたソース・ドレイン
領域などの拡散層或いはゲート等の接続はアルミニウム
を用いて行われている。

第１図は従来のアルミニウム配線を有する半導体装置を
示す図である。図において１１は、拡散層１２等、所定
の領域の形成された半導体基板で、この基板１１上には
絶縁膜１３として酸化膜が形成されている。１５は、こ
の絶縁膜１３により絶縁された例えばポリシリコンによ
るゲート電極等多層配線の断面を示したものである。

このようなウエハ上に配線層１６をアルミニウムの蒸着
等により形成した場合、図に示すように平担部はアルミ
ニウムが一様に蒸着されるが、コンタクトホール１４付
近等、ウエハ表面の段差の大きい部分ではアルミニウム
配線が切れるという現象がしばしば生じる。

特に最近では、高集積化に伴い反応性イオンエツチング
法によつてコンタクトホールを開口したりする場合が多
くなつているが、反応性イオンエツチング法では略垂直
に開口され、特にポリシリコン多層配線１５付近のコン
タクトホール等では段差がより大きくなるため段差部分
で断線を起こしやすく、いわゆる段切れという段差部に
おけるアルミニウム配線の配線不良の対策が必要であ
る。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、アルミニウム配線の段切れによ
る配線不良の防止された半導体装置およびその製造方法
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

すなわちこの発明に係る半導体装置およびその製造方法
は、ポリシリコン（多結晶シリコン）を面の方向の如何
に拘ずほぼ一様の膜厚で等方的に付着形成できる性質を
利用し、アルミニウム配線の上層にポリシリコン層の配
線を形成した２層構造の配線層により、少なくともコン
タクトホール周辺とその内部を配線するようにしたもの
である。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照してこの発明の一実施例につき説明す
る。尚、以下図面において、同一構成部分には同一符号
を付し、その詳細な説明は省略する。

まず、第２図(a)に示すように基板１１内に拡散層１２
の形成されたウエハ上面のシリコン酸化膜から成る絶縁
膜１３上に上記の拡散層１３に開口するコンタクトホー
ル１４を設ける。

次に第２図(b)に示すようにウエハ全面に第１の導電層
としてアルミニウム層２０を被着し、さらにこのアルミ
ニウム層２０上に第２の導電層としてポリシリコン層２
１を積層被着する。

次に、第２図(c)に示すように上記アルミニウム層２０
およびポリシリコン層２１を所定の配線パターンに写真
食刻し、アルミニウム層２０とポリシリコン層２１との
２層構造の配線層２２を形成する。

この後、第２図(d)に示すようにウエハ上面に保護膜と
してＰＳＧ膜（リンガラス膜）２３を被着する。

更に、図示していないがボンデイングパッドとなるべき
部分には、アルミニウム層２０が露出するようにＰＳＧ
膜２３およびポリシリコン層２１を写真蝕刻する。これ
はポンデイングワイヤとの良好な接続性を保つため、ボ
ンデイングパツド部はアルミニウム面が好ましいからで
ある。

このようにして配線層２２を形成した半導体装置では、
第３図で示すように、たとえアルミニウム層２０が段切
れを生じたとしても、上層のポリシリコン層２１がコン
タクトホールの面に沿い一様に形成されるため、配線層
２２全体が断線状態にならずに済む。この場合、アルミ
ニウム配線２０と拡散層１２とのコンタクト抵抗は拡散
層１２の不純物濃度によるがコンタクトホール１４が２
μ×２μの場合拡散層の深さを０．４μｍとすると通常
約５０〜１００Ωあり、段切れを生じたアルミニウム配
線を接続するポリシリコン層２１の抵抗は、上記コンタ
クト抵抗に比べ殆んど無視できる程小さい。

また、従来アルミニウム層２０の写真蝕刻工程において
は、アルミニウム表面で露光用の光が反射し、特に微細
なアルミニウムパターンでは、フオトマスクに正確に沿
つたエツチングが困難であつたが、この実施例のように
アルミニウム層２０上にポリシリコン層２１が被着され
ているとポリシリコン層２１が光を吸収するため、より
正確な写真蝕刻を行うことができる。

尚、上記実施例においてポリシリコン層２１をアルミニ
ウム層２０上に被着させる工程は、低温(３５０℃〜６
００℃程度)で行うことが望ましい。これは、高温にお
いては、シリコンとアルミニウムとが合金を作り、この
合金が拡散層１２から基板１１までに貫き拡散層１２と
基板１１とをシヨートさせてしまうからである。

尚、上記第１および第２の実施例において、第２の導電
層としてポリシリコン層を形成する場合につき述べた
が、略等方的に一様の膜厚で形成でき、光を吸収し微細
加工に適した導電性物質であれば他のものでも良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、アルミニウム等の金属
配線の段切れの悪影響を防止でき、かつ微細加工に適し
た半導体装置およびその製造方法を提供でき、特に多層
配線構造を有する装置に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体装置の断面図、第２図はこの発明
の一実施例に係る半導体装置をその製造過程と共に示す
図、第３図はこの発明の一実施例に係る半導体装置を拡
大して示す断面図である。 １１……半導体基板、１２……拡散層、１３……絶縁
膜、１４……コンタクトホール、１６……金属配線属、
２０……アルミニウム層、２１……ポリシリコン層、２
２……配線層。

フロントページの続き (72)発明者 浅野 正通 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 東 京芝浦電気株式会社トランジスタ工場内 (56)参考文献 特開 昭51−147273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−145488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−113477（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−24171（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基体と、この半導体基体上に形成さ
   れコンタクトホールを有する絶縁膜と、この絶縁膜上か
   ら上記コンタクトホールによる段差側面を介してコンタ
   クトホール底部に至る、断線が生じやすい部位に渡って
   被着された主成分としてアルミニウムが含まれる第１の
   導電層と、少なくともこの第１の導電層が被着するコン
   タクトホール周辺とその内部において面の方向に拘らず
   略等方的に被着され上記第１の導電層の断線が生じた部
   分の良好な電気的接続を補償し、かつ光を吸収する性質
   を有して下層の上記第１の導電層による光の反射を防ぐ
   第２の導電層と を具備したことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】上記配線層は、ボンディングパッドを有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
   装置。
3. 【請求項３】上記第２の導電層は主成分がポリシリコン
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第２
   項いずれか記載の半導体装置。
4. 【請求項４】半導体基体上に絶縁膜を被着し所定の位置
   にコンタクトホールを形成する工程と、上記絶縁膜上か
   ら上記コンタクトホールによる段差側面、コンタクトホ
   ール底部に渡る断線が生じやすい部位を介して所定領域
   に接続されるようにアルミニウムを主成分とする第１の
   導電層を形成する工程と、少なくともこの第１の導電層
   が被着するコンタクトホール周辺とその内部において面
   の方向に拘らず略等方的に被着して上記第１の導電層の
   断線が生じた部分の良好な電気的接続を補償するよう
   に、かつ光を吸収する性質を有して下層の上記第１の導
   電層による光の反射を防ぐために第２の導電層を積層す
   ることにより、この第１、第２の導電層のいずれかが上
   記コンタクトホールを通じて上記所定部位と電気的接続
   をなす工程と、この第１および第２の導電層を所定の配
   線層のパターンとなるようにエッチングする工程とを具
   備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】上記配線層にボンディングパッド部を設け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の半導体
   装置の製造方法。
6. 【請求項６】上記第２導電層として、ポリシリコンを主
   成分とする導電材を用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項または第５項いずれか記載の半導体装置の製
   造方法。