JPS5816546A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5816546A JPS5816546A JP56114666A JP11466681A JPS5816546A JP S5816546 A JPS5816546 A JP S5816546A JP 56114666 A JP56114666 A JP 56114666A JP 11466681 A JP11466681 A JP 11466681A JP S5816546 A JPS5816546 A JP S5816546A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive film
- semiconductor substrate
- semiconductor device
- film
- insulating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/40—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
- H10W20/45—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their insulating parts
- H10W20/48—Insulating materials thereof
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置にかかり、譬に半導体装置における
デバイスの相互配線用導電膜の構造に関するものである
。
デバイスの相互配線用導電膜の構造に関するものである
。
半導体装置はますます高集積化、高密度化が進みそれに
伴って不純物拡散領域パターン、絶縁膜への開孔パター
ン、導電膜のパターン等はますます微細化されるように
なっている。これらパターンの微細化はそれに用いられ
る装置や加工精度によって制限されるのが一般的である
。しかしながら導電膜のパターンの微細化は加工精度と
同時Ｋ、その導電膜に流すことのできる電流値によりて
も制限を受けている。
伴って不純物拡散領域パターン、絶縁膜への開孔パター
ン、導電膜のパターン等はますます微細化されるように
なっている。これらパターンの微細化はそれに用いられ
る装置や加工精度によって制限されるのが一般的である
。しかしながら導電膜のパターンの微細化は加工精度と
同時Ｋ、その導電膜に流すことのできる電流値によりて
も制限を受けている。
４１に近都加工精度の向上が著しいので電流値による制
限の方が重要Ｋｉｋ２できている。電流値に対する制限
は一般に導電膜の断面積に対する電流密度で規定される
。
限の方が重要Ｋｉｋ２できている。電流値に対する制限
は一般に導電膜の断面積に対する電流密度で規定される
。
導電膜にある一定電流Ｉｆ１以上の電流を流すとはなは
だしい場１合には自己発熱のために導電膜自身が溶断し
てしまうが、それに到らない場合においても、電流が流
れることによって導電膜中をイオンが移動することによ
）断線する場合がある。
だしい場１合には自己発熱のために導電膜自身が溶断し
てしまうが、それに到らない場合においても、電流が流
れることによって導電膜中をイオンが移動することによ
）断線する場合がある。
後者ハエレクトロマイダレーシ冒ンによる断線と呼ばれ
てお）、半導体装置の実使用状態での劣化、故障の重要
な要因の一つとなっている。
てお）、半導体装置の実使用状態での劣化、故障の重要
な要因の一つとなっている。
導電体としてアル１＝ウム＜ｍ＞薄膜を使用した場合の
エレクトロマイグレーシ１ンのメカニズムを簡単に記述
する。一般に金属薄膜に電流を流すと金属原子は、電子
導体の場合、電界による力と電子の流れＫよる力という
互いに方向の反対の力管同時くうける。しかし金属原子
は通誉それをとり巻く電子によシミ気的にシールドされ
ているため、金属原子に対しては電界による力が弱ｉ、
ｂ電子による力が支配的となる。このため金属原子は電
子流の方向に流され、正の極の側に蓄積されてヒロック
や、ホイスカーを生じる。一方、金属原子の移動したあ
との空格子点は、反対方向に流され、貴の極の側に蓄積
されてｌイドを形成し、配線の断線を生ずる。
エレクトロマイグレーシ１ンのメカニズムを簡単に記述
する。一般に金属薄膜に電流を流すと金属原子は、電子
導体の場合、電界による力と電子の流れＫよる力という
互いに方向の反対の力管同時くうける。しかし金属原子
は通誉それをとり巻く電子によシミ気的にシールドされ
ているため、金属原子に対しては電界による力が弱ｉ、
ｂ電子による力が支配的となる。このため金属原子は電
子流の方向に流され、正の極の側に蓄積されてヒロック
や、ホイスカーを生じる。一方、金属原子の移動したあ
との空格子点は、反対方向に流され、貴の極の側に蓄積
されてｌイドを形成し、配線の断線を生ずる。
このようなエレクトロマイグレーションを抑制する方法
として。
として。
（１） 、 ＭＩＤ金属学的組織を改善する、（乃９Ｍ
の形状を改善する、 （３） 、 Ａｔ膜にある種の金属を添加する、（４）
、 ＡＬ配ａｔ誘電体で被膜する、などがある。
の形状を改善する、 （３） 、 Ａｔ膜にある種の金属を添加する、（４）
、 ＡＬ配ａｔ誘電体で被膜する、などがある。
（１）の方法は具体的にはＭＨを形成するときｋ、半導
体基板の温度を上げるなどして、Ｍ膜の結晶粒径を大き
くすることであるが、この方法はＭ膜の微細加工におけ
る加工槽ｆをそこなう恐れがあるので好ましくない。
（２）の方法は半導体装置のパターン設計ｋｉＩましく
ない制限を与える。また（萄の方法は誘電体で被覆する
という余分な工程を経る必要があるので望ましくない。
体基板の温度を上げるなどして、Ｍ膜の結晶粒径を大き
くすることであるが、この方法はＭ膜の微細加工におけ
る加工槽ｆをそこなう恐れがあるので好ましくない。
（２）の方法は半導体装置のパターン設計ｋｉＩましく
ない制限を与える。また（萄の方法は誘電体で被覆する
という余分な工程を経る必要があるので望ましくない。
そこで、現在量も望ましいと考えられるエレクトロマイ
グレーシ璽ン抑制法は働の方法、すなわちＡｌｌ［Ｋあ
る種の金属を添加する方法である。添加する金属として
は一般１（−ｒ／ネシウムｏ／ｉｇ）、ニッケル（Ｎｉ
）。
グレーシ璽ン抑制法は働の方法、すなわちＡｌｌ［Ｋあ
る種の金属を添加する方法である。添加する金属として
は一般１（−ｒ／ネシウムｏ／ｉｇ）、ニッケル（Ｎｉ
）。
クロム（Ｃｒ）などが有効である。しかしながら、ＭＩ
ＩＩＫ上記金属を均一に添加する仁とは困難であるばか
）でなく、異種金属が混合した薄Ｉ［を均一にエツチン
グすることも困難である。
ＩＩＫ上記金属を均一に添加する仁とは困難であるばか
）でなく、異種金属が混合した薄Ｉ［を均一にエツチン
グすることも困難である。
本発明の目的は上記従来の問題点を解消し、エレクトロ
マイグレーシ薦ンを抑制した導電体層の構造を提供する
ことＫＴｏる。
マイグレーシ薦ンを抑制した導電体層の構造を提供する
ことＫＴｏる。
本発明は半導体基板と、選択的に設けられた複数個の開
孔部を有し該半導体基板を覆う絶縁膜と、該開孔部を通
じて半導体基板と電気的ｌＩｃ接続し、から該絶縁膜上
に延在して選択的に設けられた導電膜を有する半導体装
置において、該導伝膜が結晶粒−と同じかもしくはそれ
以下の膜厚どとに異種金属層を有する多層膜で、構成さ
れていることを特徴としている。
孔部を有し該半導体基板を覆う絶縁膜と、該開孔部を通
じて半導体基板と電気的ｌＩｃ接続し、から該絶縁膜上
に延在して選択的に設けられた導電膜を有する半導体装
置において、該導伝膜が結晶粒−と同じかもしくはそれ
以下の膜厚どとに異種金属層を有する多層膜で、構成さ
れていることを特徴としている。
次に本発明をよりよく理解するためＫ、従来技術と比−
しながら図面を用いて説明する。
しながら図面を用いて説明する。
第１図は従来技術の構造を示す断面図である。
複数の回路素子（図中では省略＞１含む半導体基板１ｉ
ｔ−覆い、選択的ＫＲｆｆられた開孔部を有する熱酸化
膜１２の上面に導電体層”（金属配線層）１３．１４が
形成されてらる。導電体層１３は微細な結晶粒の一合と
してモザイク模様で示した。
ｔ−覆い、選択的ＫＲｆｆられた開孔部を有する熱酸化
膜１２の上面に導電体層”（金属配線層）１３．１４が
形成されてらる。導電体層１３は微細な結晶粒の一合と
してモザイク模様で示した。
導電体層１３から導電体層１４へ、半導体基板を通じて
電流を流す場合には電子流は１４から１３へと流れる。
電流を流す場合には電子流は１４から１３へと流れる。
ＩＩＥＩ図の構造の場合には結晶粒界が多数あり、粒界
にそって導電体構成原子が移動するため、コンタクト孔
１５近傍には原子が蓄積され、コンタクト孔１６の近傍
では原子が無くなり断線を生じる。これを防ぐために比
較的新らしい従来技術ではすでに述べたように電子流に
よる移動速度の違い鋼（Ｏｎ）等を導電体層中に添加し
、結晶粒界に析出させることｋよりエレクトロマイグレ
ーシ１ンを抑制しているが、結晶粒界に析出したＣ−等
は、導電体と合金を形成し、二゛ツチングによるパター
ン形成が困難である。
にそって導電体構成原子が移動するため、コンタクト孔
１５近傍には原子が蓄積され、コンタクト孔１６の近傍
では原子が無くなり断線を生じる。これを防ぐために比
較的新らしい従来技術ではすでに述べたように電子流に
よる移動速度の違い鋼（Ｏｎ）等を導電体層中に添加し
、結晶粒界に析出させることｋよりエレクトロマイグレ
ーシ１ンを抑制しているが、結晶粒界に析出したＣ−等
は、導電体と合金を形成し、二゛ツチングによるパター
ン形成が困難である。
第２図は本発明の実−例である。
Claims (1)
- 半導体基板と、選択的に設けられた複数個の開孔部を有
し＃半導体基板を覆う絶縁膜と、該開孔部を通じて半導
体基板と電気的に接続しかつ該絶縁膜上に延在して選択
的に設けられた導電膜とを有する半導体装置において、
前記導電膜の平均結晶粒径以内の該導電膜の膜厚の部分
ごとに異種金属層を設けることを特徴とする半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56114666A JPS5816546A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56114666A JPS5816546A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816546A true JPS5816546A (ja) | 1983-01-31 |
| JPS6244813B2 JPS6244813B2 (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=14643541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56114666A Granted JPS5816546A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816546A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152147A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Nippon Denso Co Ltd | アルミニウム合金配線装置およびその製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6417052U (ja) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | ||
| JPS6436740U (ja) * | 1987-08-29 | 1989-03-06 |
-
1981
- 1981-07-22 JP JP56114666A patent/JPS5816546A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63152147A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-24 | Nippon Denso Co Ltd | アルミニウム合金配線装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244813B2 (ja) | 1987-09-22 |
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