JPS6057647A - 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】 本発明は半導体装置に係り、竹に半導体装置上の金属配
線に関する。

一般に半導体基板上の金属配線たとえばアルミニウム配
線に電流を流すと、アルミニウム原子が電子によって高
電位側に移動させられ、高電位側にアルミニウム配線の
ふとシを、低電位側に欠けを生じるいわゆるエレクトロ
・マイグレーション現象をひきおこす。このエレクトロ
・マイグレーション現象は時間の経過とともにはな【＄
だしくなシ、先に述べたアルミニウム配線の欠け！発達
させ、ついには断線事故が発生することがあり、集積回
路（以後ＩＣと記す）の信頼性を低下させる。

その対策として、従来よりエレクトロ・マイグレーショ
ン現象に対する注意深い研究が行ｌｒわれてきている。

特に配線材料に対する研究は活発で、金配線や銅を含ん
だアルミニウム配線等について有益な報告がなされてい
る。しかしながら、金は高価であること、重金属である
銅を含んだアルミニウム配線は半導体基板に与える影響
が犬きし１ので扱いを慎重にしなければならないこと宿
の欠点が多いことも事英である。一方、アルミニウム配
線に関しては従来より長さについての効果が知られてお
り、２５０μ＠　ｊ’ｊ、ｇｆ−（ｒ′）長さ捷では短
かいほどエレクトロ・マイグレーション現象が小さいこ
とが知られ−Ｃいる。ところで、従来、＋Ｊアルミニウ
ム配線幅に対する影響すなわちアルミニウム配線に流れ
る単位断面積当シの電流と、エレクトロ争マイグレーシ
ョンによるアルミニウム配線の不良率が５０％の確率で
生じる時間（以後ＴｌＩｏと記す）とは逆比例の関係に
あるとされてきた。しかし、最近になってアルミニウム
配線の厚さに関連したある特定のアルミニウム配線幅を
境に、さらに幅が狭くｔ寂って電流密度が大きくなると
、かえって時間’ｒＢｏが大きくなるという報告がなさ
れている。したがって、たとえは従来の基準では磁流容
量を考えると１５μｍ　の幅を必要とする配線を変形し
、５μｍの配線を５μｍ間隔で設は始点、終点で短絡［
７、一本と等価な配線とする構造などが用いられ′ｔさ
ている。この時間Ｔｓｏが犬きくなる原因については、
屋説は得られていないが、配線の長さ効果と同様電流に
よるストレスが太きすぎるとかえって逆方向のストレス
が働くという説も出されている。

本発明の目的は、かような考えから配線、特に分岐する
配線についても十分な不良発生時間Ｔ、。

が得られるようにした半導体装置を提供することにある
。

本発明は、主配線と前記主配線から分岐した分岐配線と
を半導体基板上に備えた半導体装置において、前記主配
線と前記分岐配線とは、それぞれ複数に分割されている
ことを特徴とする半導体装置にある。

次に本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１図は従来の半導体基板の配線を示す平面図である。

第１図において、抵抗１と抵抗２との間に設けた１５μ
ｍ幅のアルミニウム配線４と、そこから分岐して抵抗３
”Ｋ連絡している９μｍ幅のアルミニウム配線５とが示
されて＋（する。先に説明したように、配線幅がある特
定の幅より細くなると、かえって′ｒ、。カニ伸びるこ
とが最近になって知られて＠たため、メインの］５μｍ
配線４については、第２図、第３図に示すようｆ、それ
ぞれ第１部分１４と第２部１４′とに分割された配線１
５、第１部分２４と第２部２４′とに分１ｊｉ１された
配線２５が用いられるようにｆ（つているが、分岐配線
５に関しては電流密度が低いため、配線を分割する等の
考慮が払われていなかった。しかしながら、配線５が配
線１５．２５と同じように、電流レベルが高くなってく
ると、配線５についてもマイグレーシヨンに対する対策
が必要になってくる。そこで、分岐配線５についても十
分なＴ２Ｏを得るために第２図、第３図の配線を改善し
た本発明の第１の実施例を第４図に示す。

第４図は本発明の第１の実施例の半導体装置の配線を示
す平面図である。

同図において、本実施例の配線は、第２図、第３図と同
一工程で形成される配線で、主配線３４のほかに分岐配
線３５も二分割された配線を適用し、かつ分岐部３６を
格子状にしたことを主たる特徴としている。このように
、分岐配線３５１／ｌ：も適用することによシ、比較的
電流の大きい分岐配線に対しても、十分主配線３４から
の電流を享受させながら、高い信頼性を維持させること
ができる。

第５図は本発明の第２の実施例の半導体装置の配線を示
す平面図である。同図の配線４４．４５は、格子の幅お
よび間隔を変えたもので、第４図のように配線幅と間隔
とが等しいのとは異なシ、配線幅が間隔よシ広い場合を
示している。

第６図は本発明の第３の実施例の半導体装置の配線を示
す平面図である。同図の配線５４．５５は、第２の実施
例（第５図）の場合とは逆に、配線幅が配線間隔より狭
い場合を示している。

第７図は本発明の第４の実施例の半導体装置の配線を示
す平面図である。同図の配線６４．６５は分岐部以外に
も格子形状を拡大し、梯子（はしご）状配線としたもの
である。

第８図は本発明の第５の実施例の半導体装置の二層配線
を示す平面図、第９図は第８図のＸ　Ｘ’線で切断し矢
印方向に見７’ｃ断面図である。これら図において、ス
ルーホー／Ｉ／７６．７７を通じて上Ｊｄの分岐配線７
８と下層の主配線７４とが格子状しこ連絡しているのが
理解される。尚、両配綜間Ｖ、、は層間膜８０が形成さ
れ、主配線７４下には絶縁膜７９が形成されている。

以上の実施例ではアルミニウム配線について説明したが
、その他のあらゆる金属配線に適用されることは言うま
でもない。

また前述の実施例においては、２Ｘ２（２分割×２分割
）の格子形状および梯子形状のみを示したが、配線の分
割構造によっては３分割×２分割でもよく、更に多分割
ＶＣすれば更に多くの格子形状や梯子形状になることは
言うまでもない。さらに、二層以外の多層配線にも適用
できることも明らかである。

以上のように、本発明によれば、配線の不団率が低減す
る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はいずれも従来の半導体装置の
配線を示す平面図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ
本発明の第１．第２．第３の実施例の半導体装置の配線
を示す平面図、第７図は本発明の第４の実施例の半導体
装置の配線を示す平面図、第８図は本発明の第５の実施
例の半導体装置の配線を示す平面図、第９図は第８図の
ｘ−ｘ’線に溢って切断し矢印方向に見た断面図である
。 陶図において、 １．２．３・・・・・・抵抗、４．１５，２５．３４．
４４゜５４　、６４　、７４・・・・・・主配紗、１４
．２４・・・・・・第１部分、１４’、２４；−・・・
・第２部分、５．３５，４５，５５゜６５．７８・・・
・・・分岐配線、７６．７７・・・・・・スルーホール
、７９・・・・・・絶縁膜、８０・・・・・・）？ｉ間
膜。 、・へ）＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主配線と前記主配線から分岐し／と分岐配線とを半導体
   基板上に備えた半導体装置において、前記主配線と前記
   分岐配線とは、それぞれ複数に分割されていることを特
   徴とする半導体装置。