JPH0724305B2 - 半導体装置 - Google Patents

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係り、特に、その配線導体におけ
るコンタクト電極部周辺の形状に特徴を有するものであ
る。

＜従来の技術＞ 集積回路などのシリコン基板を備えた半導体装置の配線
導体材料としては、アルミニウムが一般的である。そし
て、このような配線を施すときは、通常、オーミックコ
ンタクトを形成するために400〜450℃の熱処理を行う。
ところが、アルミニウム配線を施す場合には、熱処理に
よってシリコン基板とアルミニウム配線との接触面で基
板のシリコン原子が溶融して配線内部に入り込む一方、
アルミニウム原子が基板内部に食い込んで配線内部にア
ルミニウムのボイドが生じ、配線抵抗の増大もしくは断
線というような、いわゆるコンタクトスパイク現象が起
こる。特に、このとき、アルミニウムが拡散層深さより
も深く基板内部に食い込んで、PN接合面を突き抜けると
接合短絡が生じてしまう。

このようなコンタクトスパイク現象の発生を抑制するた
めには、チタン（Ti）やタングステン（Ｗ）などの高融
点金属をシリコン基板とアルミニウム配線との間に介在
させる方法が用いられているが、この方法では製造工程
が複雑となり、しかも、微細加工が難しい。

そこで、従来から、予めシリコン（Si）を添加したアル
ミニウム合金を配線導体材料として用いることが広く行
われている。しかし、この方法においては、添加物濃度
を高めるほど、コンタクトスパイク現象の抑制効果が大
きくなる一方、濃度が高くなると、アルミニウム合金中
のシリコンが基板との接触面に析出するシリコンノジュ
ール現象が生じて接触抵抗が増大したり、配線のエレク
トロマイグレーションが促進されるといった弊害が生じ
てしまう。そのため、このような弊害を避けるために、
アルミニウムに加えるシリコン添加濃度を１〜４％程度
としている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 半導体装置において、配線導体の平面パターン形状をす
るときは、電源ライン（Vcc）、接地ライン（GND）、共
通バスなどの大電流が流れる部位や特別に配線抵抗を小
さくしたい部位は幅広パターンとし、電流容量の増加と
抵抗値の低減を図っている。第３図はこのような配慮の
もとに設計された配線パターンの要部を示す平面図であ
り、基板内に形成された回路素子としてのトランジスタ
のベース拡散領域31上に図示していない絶縁膜を介して
配線導体32,34が配置されている状態を表している。こ
の図において、配線導体32はコンタクト電極部33を通じ
てエミッタ拡散領域30と接続され、また配線導体34はコ
ンタクト電極部35でベース拡散領域31と接続されてい
る。

ところで、前述したように、配線導体材料としてアルミ
ニウム合金を用いることによってコンタクトスパイク現
象の発生をある程度抑制することができるが、幅の広い
配線がシリコン基板と接する部位、すなわち、第３図に
おける配線導体32のコンタクト電極部33ではコンタクト
スパイク現象の抑制効果が小さい。その理由としては、
幅の広い配線ではその材料であるアルミニウムの量が多
いので、コンタクトスパイク現象の進行に必要なアルミ
ニウムの補給が幅の狭い配線に比べて容易に行われるた
めと考えられる。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、コンタクトスパイ
ク現象の進行を抑制し、信頼性の向上を図ることができ
る半導体装置の提供を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、このような目的を達成するために、半導体基
板上に、コンタクト電極を覆う部分でコンタクトスパイ
ク現象が発生した際に外周部分からアルミニウム原子の
補給が生じる程度に広い幅のアルミニウムよりなる配線
導体が設けられ、その配線導体のコンタクト電極を覆う
部分の周囲位置が、その覆う部分とその外周部分とを一
部のみで接続するように切り欠かれ、コンタクトスパイ
ク現象が発生した際にこの切り欠きにより外周部分から
のアルミニウム原子の補給が妨げられるように構成し
た。

＜作用＞ 上記構成によると、その配線導体のコンタクト電極を覆
う部分の周囲位置が、その覆う部分とその外周部分とを
一部のみで接続するように切り欠かれていて、コンタク
ト電極を覆う部分でコンタクトスパイク現象が発生した
としても、その進行に必要な外周部分からのアルミニウ
ムの補給が妨げられるので、その補給量が減少すること
になる。

その結果、コンタクトスパイク現象の進行が抑制される
ことになり、アルミニウムが拡散深さよりも深く食い込
んで半導体装置のPN接合面を突き抜けることが防止され
る。

＜実施例＞ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

第１実施例 第１図は、本発明の第１実施例を示す半導体装置として
のトランジスタの配線パターンの概略平面図である。こ
の図において、符号10はエミッタ拡散領域、11はベース
拡散領域、12は電源配線もしくは接地配線としてのエミ
ッタ・アルミニウム配線、13はベース・アルミニウム配
線である。

エミッタ拡散領域10およびベース拡散領域11はシリコン
基板に不純物を拡散することによってそれぞれ形成さ
れ、エミッタ拡散領域10には図示していない絶縁膜に形
成されたコンタクトホールを介して線幅の広いエミッタ
・アルミニウム配線12のコンタクト電極部14が接続され
ている。そして、このコンタクト電極部14周囲の一部に
は、エミッタ・アルミニウム配線12の本体部12aとその
コンタクト電極部14とを互いに離間させる切欠部15が形
成されている。

そのため、オーミックコンタクト形成時に、このコンタ
クト電極部14にコンタクトスパイク現象が発生したとし
ても、その進行に必要なエミッタ・アルミニウム配線12
からのアルミニウムの補給は切欠部15に妨げられ、補給
されにくくなる。その結果、コンタクトスパイク現象の
進行が抑制されることになり、半導体装置の信頼性低下
は防止される。

なお、ベース拡散領域11には、コンタクトホールを介し
てベース・アルミニウム配線13のコンタクト電極部16が
接続されているが、その線幅はエミッタ・アルミニウム
配線12の線幅よりも大幅に狭く、コンタクトスパイク現
象が発生しても進行しにくい。したがって、図において
は、そのコンタクト電極部16周囲には切欠部を形成して
いないが、この周囲にも切欠部を形成してもよいことは
いうまでもない。

第２実施例 第２図は、本発明の第２実施例を示す配線パターンの概
略平面図である。この図において、符号20はベース拡散
領域、21は電源配線もしくは接地配線としてのベース・
アルミニウム配線である。

ベース拡散領域20はシリコン基板に不純物を拡散するこ
とによって形成され、ベース抵抗として作用するもので
あって、このベース拡散領域20には図示していない絶縁
膜に形成されたコンタクト・ホールを介して線幅の広い
ベース・アルミニウム配線21のコンタクト電極部22が接
続されている。そして、このコンタクト電極部22周囲に
は、ベース・アルミニウム配線21の本体部21aとそのコ
ンタクト電極部22とを互いに離間させる切欠部22,23が
互いに対向して形成されている。

そのため、ベース・アルミニウム配線21のコンタクト電
極部22にコンタクトスパイク現象が発生したとしても、
その進行は切欠部22,23によって妨げられる。したがっ
て、本実施例においても、前述した第１実施例と同様
に、コンタクトスパイク現象の進行が抑制されることに
なる。

なお、以上説明した実施例においては、配線導体材料を
アルミニウムからなるものとして説明したが、これに限
定されるものではなく、シリコンが添加されたアルミニ
ウム合金からなるものであっても同様であることはいう
までもない。また、本発明における半導体装置は、バイ
ポーラ型以外のMOS型などについても適用することがで
きる。

＜発明の効果＞ 以上のように、本発明によれば、半導体基板上に、コン
タクト電極を覆う部分でコンタクトスパイク現象が発生
した際に外周部分からアルミニウム原子の補給が生じる
程度に広い幅のアルミニウムよりなる配線導体が設けら
れ、その配線導体のコンタクト電極を覆う部分の周囲位
置が、その覆う部分とその外周部分とを一部のみで接続
するように切り欠かれてなる構成としている。そのた
め、オーミックコンタクト形成時にコンタクトスパイク
現象が発生したとしても、この現象の進行に必要な外周
部分からのアルミニウム原子の補給が切り欠かれた部分
で妨げられることになる。その結果、コンタクトスパイ
ク現象の進行が抑制されることになり、アルミニウムが
拡散深さよりも深く食い込んで半導体装置のPN接合面を
突き抜けることがない。

また、配線導体材料としてシリコンを添加したアルミニ
ウム合金を用いたときは、配線内部からのシリコンの析
出路が断たれるので、シリコンノジュール現象の発生が
抑制され、接触抵抗自体が増加することはない。

したがって、半導体装置における信頼性の向上を図るこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す半導体装置の配線パ
ターンの概略平面図、第２図はその第２実施例を示す配
線パターンの概略平面図である。また、第３図は従来例
を示す半導体装置の概略平面図である。 12……エミッタ・アルミニウム配線（配線導体）、12a
……本体部、14……コンタクト電極部、15……切欠部、
21……ベース・アルミニウム配線（配線導体）、21a…
…本体部、22……コンタクト電極部、23……切欠部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板上に、コンタクト電極を覆う部
   分でコンタクトスパイク現象が発生した際に外周部分か
   らアルミニウム原子の補給が生じる程度に広い幅のアル
   ミニウムよりなる配線導体が設けられ、その配線導体の
   コンタクト電極を覆う部分の周囲位置が、その覆う部分
   とその外周部分とを一部のみで接続するように切り欠か
   れ、コンタクトスパイク現象が発生した際にこの切り欠
   きにより外周部分からのアルミニウム原子の補給が妨げ
   られるように構成されてなることを特徴とする半導体装
   置。