JP2001319974A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

半導体装置とその製造方法

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JP2001319974A
JP2001319974A JP2000134761A JP2000134761A JP2001319974A JP 2001319974 A JP2001319974 A JP 2001319974A JP 2000134761 A JP2000134761 A JP 2000134761A JP 2000134761 A JP2000134761 A JP 2000134761A JP 2001319974 A JP2001319974 A JP 2001319974A
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wiring
layer
wiring layer
semiconductor device
forming
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Hisamitsu Kimoto
寿充 木本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップサイズを増大させずに、機能ブロック
の動作特性に悪影響を与えず、機能ブロック内配線が可
能な半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 1はMOSFETのゲート電極であり、
2はMOSFETのソースまたはドレインを形成する拡
散層である。M1は第1の配線層であり、M2は第2の
配線層であり、M3は第3の配線層である。ここで、配
線層M1の配線材料は、シート抵抗が高い高融点金属
(TiN/Ti,TiN,Ti,TiW,W等)が用い
られている。一方、配線層M2及び配線層M3の配線材
料は、上記高融点金属に対して、シート抵抗が2桁程度
低いアルミニウム等が用いられる。そして、配線層M2
の配線領域を、縦方向のみに配線するM2縦トラック
と、横方向のみに配線するM2横トラックに分割してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の内部
配線に関し、特に複数の配線層による多層配線を用いて
形成された半導体装置及びその製造方法に係わるもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の機能を向上させるた
め、チップ上に形成される半導体素子の微細化が精力的
に行われている。そして、高集積化された半導体装置に
おいては、チップ上での配線部分の占める面積が増大し
ており、特にメモリ,ゲート・アレイ等のデバイスにお
いてこの傾向が顕著となっている。
【0003】すなわち、半導体装置集積回路の素子の微
細化が進展されるのに伴ないMOSFETのオン抵抗が
減少してゲート回路自体の動作速度は向上するが、ゲー
ト回路間を相互接続する配線も細幅化されてきている。
このため、CR(容量-抵抗)時定数に起因する配線遅
延が素子の微細化とともに増大している。これは配線が
微細になるにつれて、単位長さ当たりの配線抵抗が増大
する上に、微細化とともに集積回路に搭載されるゲート
回路数が増大し、これらを接続する相互配線のレイアウ
トが複雑となって配線長を短縮することが困難になって
きたことによる。
【0004】このような半導体装置では、配線間隔の縮
小のみでチップ面積の縮小化を図ることにはもはや限界
があり、絶縁膜を介しながら配線を上下方向に幾層にも
積み上げる多層配線の採用により問題の解決を図ってい
る。したがって、この微細化された半導体素子の形成及
び相互配線を効果的に行うため、複数の配線層による多
層配線プロセスが用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
装置には、製造プロセスから、多層配線における複数の
配線層の何れかの配線層において、シート抵抗(Ω/
□)の高い配線層が使用される場合がある。例えば、拡
散層の電極及び配線を形成する第1の配線層に、シート
抵抗が高い高融点金属(TiN/Ti,TiN,Ti,
TiW,W等)を配線材料として用いる場合がある。こ
こで、Tiはチタンであり、TiNはチタンナイトライド
であり、Wはタングステンである。
【0006】第1配線層に高融点材料を使用する理由と
しては、例えば、メモりセルを作る工程が挙げられる。
メモリセルのビット線としての第1の配線層を形成した
後、メモリセルの電荷蓄積を行うキャパシタを形成する
ときに高温処理を行うため、第1の配線層の材料をこの
熱履歴に耐える材料として、高融点金属が用いられる。
キャパシタを含めたメモリセルを作成した後に、第1の
配線層を形成する手法もあるが、ビット線の容量増加な
どの問題があるため、上述の方法が多く用いられてい
る。
【0007】例えば、3層配線で配線され、上述の製造
プロセスにより形成されたメモリを内蔵した半導体装置
において、周辺回路の配線を形成しようとした場合、こ
の配線に第1の配線層を用いると、高抵抗のために半導
体装置の動作速度などの特性が悪化する。
【0008】このため、図5の従来例1に示すように、
機能ブロック内の素子を形成するための縦方向の配線に
は第2の配線層を用い、横方向の配線には第3の配線層
が用いることが考えられる。図5は、従来例1による半
導体装置の機能ブロックの、多層配線として3層配線の
構成例を示す半導体装置表面の概念図である。ここで、
第1の配線層の材料は高融点金属であり、第2及び第3
の配線層の材料はアルミニウムであり、高融点金属とア
ルミニウムとは薄膜として2桁程度のシート抵抗の違い
がある。
【0009】しかしながら、格子状にブロックが並べら
れ形成される半導体装置において、横方向の配線に第2
の配線層を用いることが出来ないため、第3の配線層を
他の横方向のブロックとの接続に用いる必要がある。こ
のとき、第3の配線層は、ブロックの内部配線にも使用
されているため、中央の領域100に、ブロック相互の
接続のための、配線を形成する事が出来ない。
【0010】このため、縦方向におけるブロックとブロ
ックとの間に、ブロック間の接続を行う第3の配線層に
よる配線を形成する領域が必要となる。この結果、従来
例による図5における配線方法には、余分な配線領域の
ため、半導体装置のチップサイズが大きくなってしま
い、生産効率が低下するという問題が生じる。
【0011】そして、上述したチップサイズの増大を防
止するため、図6の従来例2に示すブロック内の素子の
配線の1部、例えば近距離の縦方向の配線に第1の配線
層を用い、素子と素子とを接続するような距離のある配
線に第2の配線を用いる配線方法が考えられる。図6
は、従来例2による半導体装置の機能ブロックの、多層
配線として3層配線の構成例を示す半導体装置表面の概
念図である。しかしながら、近距離と言えども、第1の
配線層を用いて素子同士の配線を行う部分には、高抵抗
の配線が存在すると、ブロックの機能の特性(動作スピ
ードなど)に悪影響が生じる場合がある。
【0012】本発明はこのような背景の下になされたも
ので、チップサイズを増大させることなく、機能ブロッ
クの動作特性に悪影響を与えない、機能ブロック内の配
線が可能な半導体装置及びその製造方法を提供する事に
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体基板表面に形成された拡散層と電極とが、複数の
配線層による多層配線により、各々相互に配線された半
導体装置において、所定の配線層の配線が、横方向のみ
の配線が行われる第1の配線領域と、縦方向のみの配線
が行われる第2の配線領域とに分離されて形成されてい
ることを特徴とする。
【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の半
導体装置において、前記所定の配線層による配線が、こ
の所定の配線層に比較して高シート抵抗の配線層による
配線と接続されて平行に用いられることを特徴とする。
【0015】請求項3記載の発明は、複数の半導体素子
から構成された機能単位のブロックを、複数の配線層に
よる多層配線により、各々配線して形成される半導体装
置において、上記ブロックの内部の半導体素子の配線
が、所定の配線層により横方向のみの配線が行われる第
1の配線領域と、縦方向のみの配線が行われる第2の配
線領域とに分離されて形成されていることを特徴とす
る。
【0016】請求項4記載の発明は、請求項3記載の半
導体装置において、前記所定の配線層による配線が、前
記ブロック内のこの所定の配線層に比較して高シート抵
抗の配線層による配線と接続されて平行に用いられるこ
とを特徴とする。
【0017】請求項5記載の発明は、複数の配線層によ
る多層配線により、半導体基板上の拡散層と電極とが各
々相互に配線し、半導体装置を製造する方法において、
半導体基板表面に半導体素子の拡散層を形成する工程
と、第1の層間絶縁膜を形成する工程と、第1の配線層
により前記拡散層の電極を形成する工程と、第2の層間
絶縁膜を形成する工程と、横方向のみの配線が行われる
第1の配線領域と、縦方向のみの配線が行われる第2の
配線領域とに分離されて形成される第2の配線層の配線
により、前記第1の配線層による電極を相互に配線し、
半導体素子の形成及びこの半導体素子の相互の接続を行
う工程とを有することを特徴とする。
【0018】請求項6記載の発明は、請求項5記載の半
導体装置の製造方法において、前記第2の配線層のシー
ト抵抗が前記第1の配線層のシート抵抗と比較して小さ
いことを特徴とする。
【0019】請求項7記載の発明は、請求項5または請
求項6記載の半導体装置の製造方法において、前記第2
の配線層の配線が、前記第1の配線層の配線と接続され
て平行に配線して用いられることを特徴とする。
【0020】請求項8記載の発明は、半導体基板上に複
数の半導体素子から構成された機能単位のブロックを、
複数の配線層による多層配線により、各々相互に配線し
て半導体装置を製造する方法において、半導体基板表面
に半導体素子の拡散層を形成する工程と、第1の層間絶
縁膜を形成する工程と、第1の配線層により前記拡散層
の電極を形成する工程と、第2の層間絶縁膜を形成する
工程と、上記ブロック単位毎に、横方向のみの配線が行
われる第1の配線領域と、縦方向のみの配線が行われる
第2の配線領域とに分離されて形成される第2の配線層
の配線により、前記第1の配線層により形成された電極
を相互に配線し、半導体素子の形成及びこの半導体素子
の相互の接続を行う工程とを有することを特徴とする。
【0021】請求項9記載の発明は、請求項8記載の半
導体装置の製造方法において、前記第2の配線層のシー
ト抵抗が前記第1の配線層のシート抵抗と比較して小さ
いことを特徴とする。
【0022】請求項10記載の発明は、請求項8または
請求項9記載の半導体装置の製造方法において、前記第
2の配線層の配線が、前記第1の配線層の配線と接続さ
れて平行に配線して用いられることを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よる半導体装置の機能ブロックBKの、多層配線として
3層配線の構成例を示す半導体装置表面の概念図であ
る。この半導体装置は、図示しない部分にDRAM(ダ
イナミック・ランダム・アクセス・メモリ)が形成され
ており、論理回路部分が複数の機能ブロックを配線によ
り接続することで構成されている。ここで、各機能ブロ
ックは、複数のMOSFET(金属-酸化膜-半導体構造
の電界効果トランジスタ)等の素子により構成されてい
る。
【0024】この図において、1はMOSFETのゲー
ト電極であり、2はMOSFETのソースまたはドレイ
ンを形成する拡散層である。M1は第1の配線層であ
り、M2は第2の配線層であり、M3は第3の配線層で
ある。ここで、配線層M1の配線材料は、第2及び第3
の配線層に比較して、シート抵抗が高い高融点金属(T
iN/Ti,TiN,Ti,TiW,W等)が用いられ
ている。一方、配線層M2及び配線層M3の配線材料
は、上記高融点金属に対して、例えばシート抵抗が2桁
程度低いアルミニウム等が用いられる。
【0025】例えば、膜厚にもよるが、一般的には、ア
ルミニウムのシート抵抗の値は「数十mΩ/□」であ
り、高融点金属のシート抵抗の値は「数Ω/□」であ
る。ここで、本発明の一実施形態においては、配線層M
2の機能ブロック内における配線領域を、配線層M2を
横方向にのみ配線するM2横トラックの配線領域と、配
線層M2を縦方向にのみ配線するM2縦トラックの配線
領域とに分割している。
【0026】例えば、pチャネル型のMOSFETであ
るトランジスタTR1のドレインと、nチャンネル型の
MOSFETであるトランジスタTR2のドレインとを
接続して、電流量の大きな第1のバッファを形成すると
き、M2縦トラックにおいて、縦方向の配線層M2の配
線パターンにより、トランジスタTR1及びトランジス
タTR2の各々のドレイン、すなわち拡散層2を接続す
る。
【0027】このとき、配線層M2に対しては、配線層
M1が平行に配線されていて、所定の部分でビアホール
により接続されている(図2)。特に、拡散層2と配線
層M2とを接続する場合には、後に述べるが配線層M1
を介して行うため、拡散層2の領域においては、必ず広
い面積で配線層M1と配線層M2とがビアホールで接続
されている。このように、低シート抵抗の配線層2を用
いてバッファが形成されるため、電流量を確保して、機
能ブロックの動作スピードを向上させ、必要な動作特性
が従来の構成より小さなチップサイズで得ることができ
る。
【0028】また、pチャネル型のMOSFETである
トランジスタTR3のドレインと、nチャンネル型のM
OSFETであるトランジスタTR4のドレインとを、
縦方向の配線層M2の配線パターンにより接続して第2
のバッファを構成し、この第2のバッファを上記第1の
バッファと接続することでより大きなバッファを構成す
るとき、M2横トラックにおいて、横方向の配線層M2
の配線パターンにより、第1のバッファ及び第2のバッ
ファを接続する。
【0029】また、pチャネル型のMOSFETである
トランジスタTR5のドレインと、nチャンネル型のM
OSFETであるトランジスタTR6のドレインとを、
接続してインバータを形成するとき、配線層M2で配線
しようとした場合、配線層M2の縦方向の配線と配線層
M2の横方向の配線とがM2横トラックにおいてぶつか
る。
【0030】このため、図1において、トランジスタT
R5のドレインと、トランジスタTR6のドレインとを
配線層M1のみで配線する。しかしながら、このように
配線層M1のみで配線せざるを得ない場所には、電流量
の少なくともかまわない、すなわち、動作速度を必要と
しない配線層M1のみで配線しても良い回路を予め配置
するように、素子の配置のレイアウト設計を行う。
【0031】また、pチャネル型のMOSFETである
トランジスタTR7のドレイン(拡散層2)と、nチャ
ンネル型のMOSFETであるトランジスタTR8のド
レイン(拡散層)とを、接続して必要な電流量を供給す
るバッファを形成するとき、縦方向の配線がM2横トラ
ックにかかる場合も、このM2横トラックにかかる部分
B1及び部分B2を配線層M1のみで配線する。このと
き、トランジスタTR7とトランジスタTR8との拡散
層2を接続する部分は、配線層M2の縦方向の配線パタ
ーンにより接続されているため、高シート抵抗の配線に
より電流量が大きく制限されることがない。
【0032】また、上述したように配線層M1を有効に
用いて配線することで、図3に示すように、横方向に並
べられた複数のブロック内の信号端子を、横方法におい
て順次接続するために、配線層M2を用いることができ
る。図3は、機能ブロックを横方向に並べて、配線層M
2及び配線層M3の隣接する機能ブロックとの関係を示
す概念図である。これにより、横方向の機能ブロックの
信号端子の接続を行う配線層M3の代わりに、配線層M
3を用いることができ、この配線層M3を形成する領域
の寸法分、半導体装置のチップサイズを縮小することが
出来る。
【0033】このように配線することで、第1のバッフ
ァと第2のバッファの配線全てが、配線層M2で行われ
るため、必要な電流量満足するバッファを形成すること
ができる。ここで、何れかの配線が高シート抵抗の配線
材料の配線層M1のみで行われたとすると、配線層M1
の配線パターンの抵抗により電流量が大きく制限され
て、必要な電流量が得られない場合がある。ここで、拡
散層2と配線層M2との間は、図2で示すように配線層
M1を介して接続されている。この構造については、後
の半導体装置の製造方法において詳細に説明する。
【0034】上述してきたように、M2横トラックの領
域においては、配線層M2が横方向のみの配線として用
いられ、M2縦トラックの領域においては、配線層M2
が縦方向のみの配線として用いられている。一方、配線
層M3は、低抵抗な配線として、機能ブロックBK内部
の素子(MOSFET)等を接続するためのローカルな
配線として用いられずに、横方向の各機能ブロックにお
ける信号端子を、順次必要な端子同士を接続するために
のみ用いられている。
【0035】このため、本願発明の半導体装置において
は、配線層M3を機能ブロックBK上のどの領域にも形
成することができ、機能ブロックと機能ブロックとの間
に設ける配線領域の幅が、従来例に比較して狭くするこ
とが可能となる。これにより、本願発明においては、半
導体装置のチップサイズを従来例に比較して縮小するこ
とができ、1ウエハにおけるチップ数を増加させるた
め、半導体装置の生産効率を向上させることが可能とな
る。また、本発明の半導体装置によれば、機能ブロック
BKなどの各機能ブロック内の電流量が必要な回路部分
の配線を、高抵抗な配線層M1を用いずに行っているた
め、必要な動作特性を得ることが可能となる。
【0036】次に、上述した配線層M1〜配線層M3の
位置関係を図2を参照して説明する。図2は、図1にお
ける線分A−Aにおける線視断面図である。この断面図
を用いて、半導体装置の製造過程の説明を行う。半導体
基板10表面には、LOCOS(素子分離)工程によ
り、ソース及びドレインのパターンが形成され、MOS
FETのドレイン又はソースとなる拡散層2がイオン注
入の後に、熱拡散工程を経て形成される。
【0037】そして、半導体基板10の表面には、熱酸
化工程又はCVD(化学的気層成長)法による堆積工程
によりゲート酸化膜Gが形成される。次に、ゲート電極
材料がゲート酸化膜G表面にCVD法により堆積され、
パターニング工程により、MOSFETのゲート電極1
のパターン形状にパターニングされる。
【0038】そして、ゲート電極1表面及びゲート酸化
膜G表面に、CVD法により層間絶縁膜I1が堆積され
る。この層間絶縁膜I1は、ゲート電極及び拡散層2
と、後に形成される配線層M1とが不必要な部分でショ
ートしないように形成される。そして、例えば、拡散層
2と配線層M1とを、所定の部分で接続させるため、拡
散層2表面を露出するコンタクトホールCを、パターニ
ング工程により形成する。
【0039】次に、配線層M1の配線材料をCVD法ま
たはスパッタ等により堆積し、所定の配線パターンを形
成する。このとき、拡散層2と配線層M1とは、コンタ
クトホールCの部分において接続される。すなわち、拡
散層2は、層間絶縁膜I1により配線層M1と不必要な
部分において絶縁され、層間絶縁膜I1に形成されたコ
ンタクトホールCを介して配線層M1と接続されてい
る。
【0040】そして、配線層M1表面及び層間絶縁膜I
1表面に、CVD法により層間絶縁膜I2が堆積され
る。この層間絶縁膜I2は、配線層M1と、後に形成さ
れる配線層M2とが不必要な部分でショートしないよう
に形成される。そして、例えば、配線層M1と配線層M
2とを、所定の部分で接続させるため、配線層M1表面
を露出するビアホール(viahole)Vを、パターニング工
程により形成する。
【0041】次に、配線層M2の配線材料をCVD法ま
たはスパッタ等により堆積し、所定の配線パターンを形
成する。このとき、配線層M2の配線パターンは、M2
横トラックにおいて図1の横方向のみに形成され、M2
縦トラックにおいて図1の縦方向のみに形成される。こ
こで、配線層M1と配線層M2とは、ビアホールVの部
分において接続される。すなわち、配線層M1は、不必
要な部分において配線層M2と層間絶縁膜I2により絶
縁され、層間絶縁膜I2に形成されたビアホールVを介
して配線層M2と接続されている。
【0042】そして、配線層M2表面及び層間絶縁膜I
2表面に、CVD法により層間絶縁膜I3が堆積され
る。この層間絶縁膜I3は、配線層M2と、後に形成さ
れる配線層M3とが不必要な部分でショートしないよう
に形成される。そして、例えば、配線層M2と配線層M
3とを、所定の部分で接続させるため、配線層M2表面
を露出するビアホール(viahole)Vを、パターニング工
程により形成する。
【0043】次に、配線層M3の配線材料をCVD法ま
たはスパッタ等により堆積し、所定の配線パターンを形
成する。このとき、配線層M2と配線層M3とは、他の
領域において、図示しないビアホールの部分において接
続される。すなわち、配線層M3は、不必要な部分にお
いて配線層M2と層間絶縁膜I2により絶縁され、層間
絶縁膜I3に形成されたビアホールを介して配線層M2
と接続されている。
【0044】このように、拡散層2またはゲート電極1
と配線層M2とを接続する場合、配線層M1を介して接
続し、拡散層2またはゲート電極1と配線層M3とを接
続する場合、配線層M1及び配線層M2を介して接続さ
れる。ここで、配線層M1の配線材料は、シート抵抗が
高い高融点金属(TiN/Ti,TiN,Ti,Ti
W,W等)が用いられている。一方、配線層M2及び配
線層M3の配線材料は、アルミニウム等が用いられる。
また、上述した製造工程において、配線層M1を形成
し、配線層M2を形成するまでの間に、DRAMのメモ
リセルにおけるキャパシタを形成するため等の、アルミ
ニウム等の融点を超える温度の熱処理工程がある。
【0045】以上、本発明の一実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設
計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、図4に
示す第2の実施形態の配線のパターンを形成することも
可能である。
【0046】この場合、配線層M2の配線領域を横方向
のみの配線を行うM2横トラックと、縦方向の配線のみ
を行うM2縦トラックとに分割しているところは、一実
施形態と同様である。従って、機能ブロックBK内の配
線についてと、製造工程(図2における線視断面の構造
を含めて)についてとは、一実施形態と同様であるた
め、これらの説明を省略する。線分A−Aの線視断面図
も図2と同様であるが、配線層M3を図4の100領域
においては省略してある。一方、M2横トラックがブロ
ックBKの領域からはみ出ているのが、一実施形態と異
なる。
【0047】しかしながら、各ブロックを縦方向に並べ
たとき、全てが領域100に図示しない配線層3の配線
が形成できないことが有る場合には、各機能ブロックの
間には、配線層3を形成するための領域を設ける必要が
ある。この場合には、この領域を有効に利用して、配線
層M2の横方向の配線パターンを形成するM2横トラッ
クとして利用することが可能となる。
【0048】これにより、第2の実施形態による半導体
装置には、一実施形態の効果に加えて、機能ブロック内
の各トランジスタなどの素子間の配線を全て配線層M2
を利用して行うことが可能となるレイアウト設計を行え
る効果がある。これにより、第2の実施形態による半導
体装置は、チップサイズを増大させずに半導体装置の動
作特性を向上させることが可能となる。
【0049】
【発明の効果】上述した様に、本願発明の半導体装置に
よれば、第2の配線層(配線層M2)を縦方向のみに配
線する領域と、横方向にのみ配線する領域とに分けて、
機能ブロック内の配線を行っているため、低抵抗の配線
として第3番目の配線層を機能ブロック内の内部配線に
用いる必要が無くなり、第3番目の配線層(配線層M
3)を機能ブロック上のどの領域にも形成することがで
き、機能ブロックと機能ブロックとの間に設ける配線領
域の幅が、従来例に比較して狭くすることが可能とな
る。
【0050】これにより、本願発明の半導体装置によれ
ば、半導体装置のチップサイズを従来例に比較して縮小
することができ、1ウエハにおけるチップ数を増加させ
るため、半導体装置の生産効率を向上させることが可能
となる。また、本発明の半導体装置によれば、各機能ブ
ロック内の電流量が必要な回路部分の配線を、高抵抗な
第1の配線層(配線層M1)を用いずに行っているた
め、電流量が抵抗値により大きく制限されることがな
く、必要な動作特性(動作スピード)を得ることが可能
となる。
【0051】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による半導体装置の機能
ブロックBKの、多層配線として3層配線の構成例を示
す半導体装置表面の概念図である。
【図2】 図1における線分A−Aにおける線視断面図
である。
【図3】 機能ブロックを横方向に並べて、配線層M2
及び配線層M3の隣接する機能ブロックとの関係を示す
概念図である。
【図4】 本発明の第2の実施形態による半導体装置の
機能ブロックBKの、多層配線として3層配線の構成例
を示す半導体装置表面の概念図である。。
【図5】 従来例1による半導体装置の機能ブロック
の、多層配線として3層配線の構成例を示す半導体装置
表面の概念図である。
【図6】 従来例2による半導体装置の機能ブロック
の、多層配線として3層配線の構成例を示す半導体装置
表面の概念図である。
【符号の説明】
1 ゲート電極 2 拡散層 10 半導体基板 BK 機能ブロック C コンタクトホール I1,I2,I3 層間絶縁膜 M1,M2,M3 配線層 TR1,TR3,TR5,TR7 (pチャネル型)ト
ランジスタ TR2,TR4,TR6,TR8 (nチャネル型)ト
ランジスタ V ビアホール
フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH08 HH18 HH19 HH23 HH33 JJ01 JJ08 JJ18 JJ19 JJ23 JJ33 KK01 KK18 KK19 KK23 KK33 NN06 NN07 PP06 PP15 QQ37 UU05 VV16 XX27 XX34 5F038 AV06 CA02 CD08 CD12 CD18 DF11 EZ20 5F064 BB07 BB14 BB26 CC12 DD25 EE12 EE14 EE16 EE23 EE27 EE33 EE34 EE42 5F083 AD21 GA01 GA09 JA36 JA39 JA40 KA20 PR21 PR22 ZA12

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板表面に形成された拡散層と電
    極とが、複数の配線層による多層配線により、各々相互
    に配線された半導体装置において、 所定の配線層の配線が、横方向のみの配線が行われる第
    1の配線領域と、縦方向のみの配線が行われる第2の配
    線領域とに分離されて形成されていることを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記所定の配線層による配線が、この所
    定の配線層に比較して高シート抵抗の配線層による配線
    と接続されて平行に用いられることを特徴とする請求項
    1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 複数の半導体素子から構成された機能単
    位のブロックを、複数の配線層による多層配線により、
    各々配線して形成される半導体装置において、 上記ブロックの内部の半導体素子の配線が、所定の配線
    層により横方向のみの配線が行われる第1の配線領域
    と、縦方向のみの配線が行われる第2の配線領域とに分
    離されて形成されていることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記所定の配線層による配線が、この配
    線層に比較して前記ブロック内のこの所定の配線層に比
    較して高シート抵抗の配線層による配線と接続されて平
    行に用いられることを特徴とする請求項3記載の半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 複数の配線層による多層配線により、半
    導体基板上の拡散層と電極とが各々相互に配線され、半
    導体装置を製造する方法において、 半導体基板表面に半導体素子の拡散層を形成する工程
    と、 第1の層間絶縁膜を形成する工程と、 第1の配線層により前記拡散層の電極を形成する工程
    と、 第2の層間絶縁膜を形成する工程と、 横方向のみの配線が行われる第1の配線領域と、縦方向
    のみの配線が行われる第2の配線領域とに分離されて形
    成される第2の配線層の配線により、前記第1の配線層
    による電極を相互に配線し、半導体素子の形成及びこの
    半導体素子の相互の接続を行う工程とを有することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第2の配線層のシート抵抗が前記第
    1の配線層のシート抵抗と比較して小さいことを特徴と
    する請求項5記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第2の配線層の配線が、前記第1の
    配線層の配線と接続されて平行に用いられることを特徴
    とする請求項5または請求項6記載の半導体装置の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 半導体基板上に複数の半導体素子から構
    成された機能単位のブロックを、複数の配線層による多
    層配線により、各々相互に配線して半導体装置を製造す
    る方法において、 半導体基板表面に半導体素子の拡散層を形成する工程
    と、 第1の層間絶縁膜を形成する工程と、 第1の配線層により前記拡散層の電極を形成する工程
    と、 第2の層間絶縁膜を形成する工程と、 上記ブロック単位毎に、横方向のみの配線が行われる第
    1の配線領域と、縦方向のみの配線が行われる第2の配
    線領域とに分離されて形成される第2の配線層の配線に
    より、前記第1の配線層により形成された電極を相互に
    配線し、半導体素子の形成及びこの半導体素子の相互の
    接続を行う工程とを有することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第2の配線層のシート抵抗が前記第
    1の配線層のシート抵抗と比較して小さいことを特徴と
    する請求項8記載の半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第2の配線層の配線が、前記第1
    の配線層の配線と接続されて平行に配線して用いられる
    ことを特徴とする請求項8または請求項9記載の半導体
    装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0410624A (ja) * 1990-04-27 1992-01-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路
JP2970194B2 (ja) * 1992-04-02 1999-11-02 日本電気株式会社 半導体集積回路
JPH07106531A (ja) * 1993-10-06 1995-04-21 Nec Corp ゲートアレー構成半導体装置
US5733816A (en) * 1995-12-13 1998-03-31 Micron Technology, Inc. Method for depositing a tungsten layer on silicon
JP3212915B2 (ja) * 1997-08-08 2001-09-25 ローム株式会社 半導体集積回路装置

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