JP2516271B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2516271B2 JP2516271B2 JP2133000A JP13300090A JP2516271B2 JP 2516271 B2 JP2516271 B2 JP 2516271B2 JP 2133000 A JP2133000 A JP 2133000A JP 13300090 A JP13300090 A JP 13300090A JP 2516271 B2 JP2516271 B2 JP 2516271B2
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- aluminum wiring
- aluminum
- titanium nitride
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体装置に関するものであり、特に、下
層のアルミニウム配線層と上層のアルミニウム配線層と
を、スルーホールを介して接続している構造を備えた半
導体装置に関するものである。
層のアルミニウム配線層と上層のアルミニウム配線層と
を、スルーホールを介して接続している構造を備えた半
導体装置に関するものである。
［従来の技術］ 第３図は、従来の第１のアルミニウム配線層と第２の
アルミニウム配線層との接続部の断面図である。半導体
基板１の主表面上には、第１の層間絶縁膜３が形成され
ている。第１の層間絶縁膜３上には、第１のアルミニウ
ム配線層５と第２の層間絶縁膜７とが形成されている。
アルミニウム配線層との接続部の断面図である。半導体
基板１の主表面上には、第１の層間絶縁膜３が形成され
ている。第１の層間絶縁膜３上には、第１のアルミニウ
ム配線層５と第２の層間絶縁膜７とが形成されている。
第１のアルミニウム配線層５上に位置する第２の層間
絶縁膜７には、スルーホール２が形成されている。第２
の層間絶縁膜７の上には、第２のアルミニウム配線層９
が形成されている。第２のアルミニウム配線層９と第１
のアルミニウム配線層５とは、スルーホール２を介し
て、電気的に接続されている。
絶縁膜７には、スルーホール２が形成されている。第２
の層間絶縁膜７の上には、第２のアルミニウム配線層９
が形成されている。第２のアルミニウム配線層９と第１
のアルミニウム配線層５とは、スルーホール２を介し
て、電気的に接続されている。
第１のアルミニウム配線層５の表面が清浄な状態で、
第１のアルミニウム配線層５上に第２のアルミニウム配
線層９を形成すると、アルミニウムの相互拡散により、
良好なコンタクトが得られる。
第１のアルミニウム配線層５上に第２のアルミニウム配
線層９を形成すると、アルミニウムの相互拡散により、
良好なコンタクトが得られる。
しかし、第１のアルミニウム配線層５上にアルミニウ
ムの酸化膜が形成された状態で、第２のアルミニウム配
線層９を形成すると、アルミニウムが相互拡散しにくく
なり、良好なコンタクトが得られなくなる。アルミニウ
ム配線層には、電気的、機械的ストレスがかかるので、
コンタクトが良好でないと、スルーホール部で第１のア
ルミニウム配線層５と第２のアルミニウム配線層９との
剥離を生じる。11が、剥離部を示している。
ムの酸化膜が形成された状態で、第２のアルミニウム配
線層９を形成すると、アルミニウムが相互拡散しにくく
なり、良好なコンタクトが得られなくなる。アルミニウ
ム配線層には、電気的、機械的ストレスがかかるので、
コンタクトが良好でないと、スルーホール部で第１のア
ルミニウム配線層５と第２のアルミニウム配線層９との
剥離を生じる。11が、剥離部を示している。
このような問題を解決するものとして、第１のアルミ
ニウム配線層と第２のアルミニウム配線層との間に、窒
化チタン（TiN）膜を形成したものがある。第2E図が、
それを示している。半導体基板13の主表面上には、第１
の層間絶縁膜15が形成されている。第１の層間絶縁膜15
の上には、第１のアルミニウム配線層17と第２の層間絶
縁膜19とが形成されている。第１のアルミニウム配線層
17上に位置する第２の層間絶縁膜19には、スルーホール
21が形成されている。
ニウム配線層と第２のアルミニウム配線層との間に、窒
化チタン（TiN）膜を形成したものがある。第2E図が、
それを示している。半導体基板13の主表面上には、第１
の層間絶縁膜15が形成されている。第１の層間絶縁膜15
の上には、第１のアルミニウム配線層17と第２の層間絶
縁膜19とが形成されている。第１のアルミニウム配線層
17上に位置する第２の層間絶縁膜19には、スルーホール
21が形成されている。
第１のアルミニウム配線層17の上には、窒化チタン膜
23が形成されており、窒化チタン膜23の上には、第２の
アルミニウム配線層25が形成されている。
23が形成されており、窒化チタン膜23の上には、第２の
アルミニウム配線層25が形成されている。
第１のアルミニウム配線層17と第２のアルミニウム配
線層25との間に、窒化チタン膜23を形成すると、剥離が
生じにくいのは、次の理由からである。チタンとアルミ
ニウムとは反応しやすいので、第１のアルミニウム配線
層17の一部にアルミニウムの酸化物が形成されていて
も、第１のアルミニウム配線層17と窒化チタン膜23と
は、強固に接続するからである。第2E図に示す構造の作
成工程を、第2A図から第2E図を用いて説明する。
線層25との間に、窒化チタン膜23を形成すると、剥離が
生じにくいのは、次の理由からである。チタンとアルミ
ニウムとは反応しやすいので、第１のアルミニウム配線
層17の一部にアルミニウムの酸化物が形成されていて
も、第１のアルミニウム配線層17と窒化チタン膜23と
は、強固に接続するからである。第2E図に示す構造の作
成工程を、第2A図から第2E図を用いて説明する。
第2A図に示すように、半導体基板13の主表面上に、順
に、第１の層間絶縁膜15、第１のアルミニウム配線層17
を形成する。
に、第１の層間絶縁膜15、第１のアルミニウム配線層17
を形成する。
第2B図に示すように、第１のアルミニウム配線層17
に、所定のパターンニングを施す。
に、所定のパターンニングを施す。
第2C図に示すように、半導体基板13の主表面全面に、
第２の層間絶縁膜19を形成する。第１のアルミニウム配
線層17上に位置する第２の層間絶縁膜19に、スルーホー
ル21を形成する。
第２の層間絶縁膜19を形成する。第１のアルミニウム配
線層17上に位置する第２の層間絶縁膜19に、スルーホー
ル21を形成する。
第2D図に示すように、反応性スパッタ法により、半導
体基板13の全面上に、窒化チタン膜23を堆積する。ここ
における反応性スパッタ法は、ArとN2の混合ガス雰囲気
中で行なうスパッタリングである。
体基板13の全面上に、窒化チタン膜23を堆積する。ここ
における反応性スパッタ法は、ArとN2の混合ガス雰囲気
中で行なうスパッタリングである。
第2E図に示すように、半導体基板13の全面上に、第２
のアルミニウム配線層25を堆積する。そして、窒化チタ
ン膜23と第２のアルミニウム配線層25とに、所定のパタ
ーンニングを施す。
のアルミニウム配線層25を堆積する。そして、窒化チタ
ン膜23と第２のアルミニウム配線層25とに、所定のパタ
ーンニングを施す。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、第１のアルミニウム配線層と第２のアルミニ
ウム配線層との間に、窒化チタン膜を形成する場合、次
に示すような問題があった。第2D図に示すように、窒化
チタン膜23の形成は、窒素雰囲気中で行われるので、窒
素雰囲気中に露出している第１のアルミニウム配線層17
表面には、窒化アルミニウム（AlN）27が形成される。
反応式は次に示すものと考えられている。
ウム配線層との間に、窒化チタン膜を形成する場合、次
に示すような問題があった。第2D図に示すように、窒化
チタン膜23の形成は、窒素雰囲気中で行われるので、窒
素雰囲気中に露出している第１のアルミニウム配線層17
表面には、窒化アルミニウム（AlN）27が形成される。
反応式は次に示すものと考えられている。
Al＋Ｎ＊→AlN 2Al＋N2→2AlN 窒化アルミニウム27は絶縁物なので、第2E図に示すよ
うに、第１のアルミニウム配線層17と第２のアルミニウ
ム配線層25との間に窒化アルミニウム27があると、第１
のアルミニウム配線層17と第２のアルミニウム配線層25
との電気的接続が不良となる。
うに、第１のアルミニウム配線層17と第２のアルミニウ
ム配線層25との間に窒化アルミニウム27があると、第１
のアルミニウム配線層17と第２のアルミニウム配線層25
との電気的接続が不良となる。
この発明はこのような従来の問題を解決するためにな
されたものである。この発明の目的は、下層のアルミニ
ウム配線層と上層のアルミニウム配線層とのコンタクト
が良好となる構造を備えた半導体装置を提供することで
ある。
されたものである。この発明の目的は、下層のアルミニ
ウム配線層と上層のアルミニウム配線層とのコンタクト
が良好となる構造を備えた半導体装置を提供することで
ある。
［課題を解決するための手段］ 半導体装置は、アルミニウムを含有する第１の配線層
と、第１の配線層上に位置しているアルミニウムを含有
する第２の配線層とを備え、第１の配線層と第２の配線
層とが、スルーホールを介して電気的に接続している構
造を備えている。
と、第１の配線層上に位置しているアルミニウムを含有
する第２の配線層とを備え、第１の配線層と第２の配線
層とが、スルーホールを介して電気的に接続している構
造を備えている。
この発明に従った半導体装置は、第１の配線層が形成
された基板と、第１の配線層上に形成されたタングステ
ンを含有する層と、 基板上に形成されて、かつ、タングステンを含有する
層の上にはスルーホールが形成された層間絶縁膜と、ス
ルーホール内であって、かつ、タングステンを含有する
層上に形成された窒化チタンを含有する層と、を備えて
いる。窒化チタンを含有する層上には、第２の配線層が
形成されている。
された基板と、第１の配線層上に形成されたタングステ
ンを含有する層と、 基板上に形成されて、かつ、タングステンを含有する
層の上にはスルーホールが形成された層間絶縁膜と、ス
ルーホール内であって、かつ、タングステンを含有する
層上に形成された窒化チタンを含有する層と、を備えて
いる。窒化チタンを含有する層上には、第２の配線層が
形成されている。
［作用］ この発明に従った半導体装置は、アルミニウムを含有
する第１の配線層上にタングステン含有する層を形成
し、タングステンを含有する層の上に窒化チタンを含有
する層を形成し、窒化チタンを含有する層の上にアルミ
ニウムを含有する第２の配線層を形成している。
する第１の配線層上にタングステン含有する層を形成
し、タングステンを含有する層の上に窒化チタンを含有
する層を形成し、窒化チタンを含有する層の上にアルミ
ニウムを含有する第２の配線層を形成している。
N2とＷとは、反応しにくいので、窒化チタンを含有す
る層を形成時、タングステンを含有する層上に、絶縁物
が形成されにくい。
る層を形成時、タングステンを含有する層上に、絶縁物
が形成されにくい。
［実施例］ 第1F図は、この発明に従った半導体装置の一実施例に
備えられたアルミニウム配線層のスルーホール部の断面
図である。半導体基板31の主表面上には、第１の層間絶
縁膜33が形成されている。第１の間絶縁膜33の上には、
第１のアルミニウム配線層35と第２の層間絶縁膜39とが
形成されている。第１のアルミニウム配線層35上には、
タングステンシリサイド膜37が形成されている。タング
ステンシリサイド膜37上に位置する第２の層間絶縁膜39
には、スルーホール41が形成されている。
備えられたアルミニウム配線層のスルーホール部の断面
図である。半導体基板31の主表面上には、第１の層間絶
縁膜33が形成されている。第１の間絶縁膜33の上には、
第１のアルミニウム配線層35と第２の層間絶縁膜39とが
形成されている。第１のアルミニウム配線層35上には、
タングステンシリサイド膜37が形成されている。タング
ステンシリサイド膜37上に位置する第２の層間絶縁膜39
には、スルーホール41が形成されている。
タングステンシリサイド膜37の上には、窒化チタン膜
43が形成され、窒化チタン膜43の上には、第２のアルミ
ニウム配線層45が形成されている。
43が形成され、窒化チタン膜43の上には、第２のアルミ
ニウム配線層45が形成されている。
第１のアルミニウム配線層35上に、タングステンシリ
サイド膜37を形成し、タングステンシリサイド膜37上に
窒化チタン膜43を形成している。ＷとN2とは、反応しに
くいので、窒化チタン膜43形成時、タングステンシリサ
イド膜37上には、絶縁物が形成されにくくなる。よっ
て、第１のアルミニウム配線層35と第２のアルミニウム
配線層45とのコンタクトを良好にすることができる。
サイド膜37を形成し、タングステンシリサイド膜37上に
窒化チタン膜43を形成している。ＷとN2とは、反応しに
くいので、窒化チタン膜43形成時、タングステンシリサ
イド膜37上には、絶縁物が形成されにくくなる。よっ
て、第１のアルミニウム配線層35と第２のアルミニウム
配線層45とのコンタクトを良好にすることができる。
この発明に従った半導体装置の一実施例に備えられた
アルミニウム配線層のスルーホール部の形成工程を、第
1A図から第1F図を用いて説明する。
アルミニウム配線層のスルーホール部の形成工程を、第
1A図から第1F図を用いて説明する。
第1A図に示すように、半導体基板31の主表面上に、第
１の層間絶縁膜33を形成した。第１の層間絶縁膜33の上
に、第１のアルミニウム配線層35をスパッタリングによ
り形成した。第１のアルミニウム配線層35の上に、スパ
ッタリングによりタングステンシリサイド膜37を形成し
た。
１の層間絶縁膜33を形成した。第１の層間絶縁膜33の上
に、第１のアルミニウム配線層35をスパッタリングによ
り形成した。第１のアルミニウム配線層35の上に、スパ
ッタリングによりタングステンシリサイド膜37を形成し
た。
第1B図に示すように、第１のアルミニウム配線層35と
タングステンシリサイド膜37とに、所定のパターニング
を施した。
タングステンシリサイド膜37とに、所定のパターニング
を施した。
第1C図に示すように、半導体基板31の全面上に、第２
の層間絶縁膜39を形成した。タングステンシリサイド膜
37上に位置する第２の層間絶縁膜39に、スルーホール41
を形成した。
の層間絶縁膜39を形成した。タングステンシリサイド膜
37上に位置する第２の層間絶縁膜39に、スルーホール41
を形成した。
第1D図に示すように、半導体基板31の全面上に、窒化
チタン膜43を、反応性スパッタ法により形成した。
チタン膜43を、反応性スパッタ法により形成した。
第1E図に示すように、窒化チタン膜43の全面上に、ス
パッタリングによって、第２のアルミニウム配線層45を
形成した。
パッタリングによって、第２のアルミニウム配線層45を
形成した。
第1F図に示すように、窒化チタン膜43と第２のアルミ
ニウム配線層45とに所定のパターンニングを施した。以
上により、工程が終了した。
ニウム配線層45とに所定のパターンニングを施した。以
上により、工程が終了した。
第1F図に示すように、この発明に従った半導体装置の
一実施例においては、第１のアルミニウム配線層35上に
タングステンシリサイド膜37を形成している。しかしな
がらこの発明においてはこれに限定されるわけではな
く、タングステンまたはタングステンを含有するもので
あってもよい。
一実施例においては、第１のアルミニウム配線層35上に
タングステンシリサイド膜37を形成している。しかしな
がらこの発明においてはこれに限定されるわけではな
く、タングステンまたはタングステンを含有するもので
あってもよい。
［効果］ この発明に従った半導体層は、アルミニウムを含有す
る第１の配線層上にタングステンを含有する層を形成
し、タングステンを含有する層の上に窒化チタンを含有
する層を形成し、窒化チタンを含有する層の上にアルミ
ニウムを含有する第２の配線層を形成している。N2とＷ
とは反応しにくいので、窒化チタンを含有する層を形成
時、タングステンを含有する層上に絶縁物は形成されに
くい。したがって、第１の配線層と第２の配線層とのコ
ンタクトを良好に行なうことができる。
る第１の配線層上にタングステンを含有する層を形成
し、タングステンを含有する層の上に窒化チタンを含有
する層を形成し、窒化チタンを含有する層の上にアルミ
ニウムを含有する第２の配線層を形成している。N2とＷ
とは反応しにくいので、窒化チタンを含有する層を形成
時、タングステンを含有する層上に絶縁物は形成されに
くい。したがって、第１の配線層と第２の配線層とのコ
ンタクトを良好に行なうことができる。
第1A図から第1F図は、この発明に従った半導体装置の一
実施例に備えられたアルミニウム配線層のスルーホール
部の形成工程を、順に示した工程図である。 第2A図から第2E図は、従来の半導体装置の一例に備えら
れたアルミニウム配線層のスルーホール部の形成工程
を、順に示した工程図である。 第３図は、従来の半導体装置の他の例に備えられたアル
ミニウム配線層のスルーホール部の断面図である。 図において、35は第１のアルミニウム配線層、37はタン
グステンシリサイド膜、39は第２の層間絶縁膜、41はス
ルーホール、43は窒化チタン膜、45は第２のアルミニウ
ム配線層を示す。
実施例に備えられたアルミニウム配線層のスルーホール
部の形成工程を、順に示した工程図である。 第2A図から第2E図は、従来の半導体装置の一例に備えら
れたアルミニウム配線層のスルーホール部の形成工程
を、順に示した工程図である。 第３図は、従来の半導体装置の他の例に備えられたアル
ミニウム配線層のスルーホール部の断面図である。 図において、35は第１のアルミニウム配線層、37はタン
グステンシリサイド膜、39は第２の層間絶縁膜、41はス
ルーホール、43は窒化チタン膜、45は第２のアルミニウ
ム配線層を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウムを含有する第１の配線層と、
前記第１の配線層上に位置しているアルミニウムを含有
する第２の配線層とを備え、 前記第１の配線層と前記第２の配線層とが、スルーホー
ルを介して電気的に接続している構造を備えた、半導体
装置であって、 前記第１の配線層が形成された基板と、 前記第１の配線層上に形成されたタングステンを含有す
る層と、 前記基板上に形成され、かつ、前記タングステンを含有
する層の上には前記スルーホールが形成された層間絶縁
膜と、 前記スルーホール内であって、かつ、前記タングステン
を含有する層上に形成された窒化チタンを含有する層
と、 を備え、 前記窒化チタン含有する層上には、前記第２の配線層が
形成されている、半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133000A JP2516271B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133000A JP2516271B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428251A JPH0428251A (ja) | 1992-01-30 |
| JP2516271B2 true JP2516271B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=15094446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2133000A Expired - Fee Related JP2516271B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516271B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP2133000A patent/JP2516271B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0428251A (ja) | 1992-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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