JP3029507B2 - Wiring layer connection structure of semiconductor device - Google Patents

Wiring layer connection structure of semiconductor device

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JP3029507B2
JP3029507B2 JP4184955A JP18495592A JP3029507B2 JP 3029507 B2 JP3029507 B2 JP 3029507B2 JP 4184955 A JP4184955 A JP 4184955A JP 18495592 A JP18495592 A JP 18495592A JP 3029507 B2 JP3029507 B2 JP 3029507B2
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insulating film
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繁 原田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板の主表面
に形成された不純物領域と上層の配線層とを電気的に接
続する半導体装置の配線層接続構造に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring layer connection structure of a semiconductor device for electrically connecting an impurity region formed on a main surface of a semiconductor substrate to an upper wiring layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置では、半導体基板上に形成さ
れた素子同士を電気的に接続するのに、多結晶シリコン
膜、高融点金属膜、高融点金属シリサイド膜、アルミニ
ウム膜、アルミニウム合金膜等の各種配線が用いられ
る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, a polycrystalline silicon film, a high melting point metal film, a high melting point metal silicide film, an aluminum film, an aluminum alloy film, etc. are used to electrically connect elements formed on a semiconductor substrate. Are used.

【0003】素子間の電気的接続は、半導体基板上に形
成された絶縁膜を選択的に開孔し、その開孔(接続孔)
に上記各種配線を充填することにより行なわれる。
[0003] Electrical connection between elements is performed by selectively opening an insulating film formed on a semiconductor substrate and opening the opening (connection hole).
Is filled with the various wirings described above.

【0004】従来の半導体装置の配線層接続構造につい
て図13を用いて説明する。図13は従来のDRAM
(Dynamic Random Access Me
mory)の断面構造図である。
[0004] A wiring layer connection structure of a conventional semiconductor device will be described with reference to FIG. FIG. 13 shows a conventional DRAM.
(Dynamic Random Access Me
FIG. 2 is a sectional structural view of FIG.

【0005】シリコン半導体基板1の主表面にはN型ウ
ェル7a、P型ウェル7bが形成されている。P型ウェ
ル7b上にはDRAM素子(スタックセル)2が形成さ
れている。また、N型ウェル7a上にはP型不純物領域
6a、6bを有するMOSトランジスタ5が形成されて
いる。DRAM素子2およびMOSトランジスタ5を覆
うように第1の絶縁膜3が形成されている。第1の絶縁
膜3には、P型不純物領域6a、6bを露出させるスル
ーホール(接続孔)が形成されている。
An N-type well 7a and a P-type well 7b are formed on the main surface of the silicon semiconductor substrate 1. A DRAM element (stack cell) 2 is formed on the P-type well 7b. The MOS transistor 5 having the P-type impurity regions 6a and 6b is formed on the N-type well 7a. First insulating film 3 is formed to cover DRAM element 2 and MOS transistor 5. In the first insulating film 3, through holes (connection holes) exposing the P-type impurity regions 6a and 6b are formed.

【0006】第1の絶縁膜3上にはバリアメタル膜9と
導体膜11の2層構造からなる第1の配線8が形成され
ている。第1の配線8はスルーホール4a、4bを介し
てそれぞれP型不純物領域6a、6bと電気的に接続さ
れている。
A first wiring 8 having a two-layer structure of a barrier metal film 9 and a conductor film 11 is formed on the first insulating film 3. The first wiring 8 is electrically connected to P-type impurity regions 6a and 6b via through holes 4a and 4b, respectively.

【0007】第1の配線8を覆うように第1の絶縁膜3
上には層間絶縁膜12が形成されている。層間絶縁膜1
2には、第1の配線8を露出させるスルーホール19が
形成されている。
The first insulating film 3 covers the first wiring 8.
An interlayer insulating film 12 is formed thereon. Interlayer insulating film 1
2, a through hole 19 for exposing the first wiring 8 is formed.

【0008】層間絶縁膜12上には第2の配線13が形
成されている。第2の配線13はスルーホール19を介
して第1の配線8と電気的に接続されている。第2の配
線13を覆うように層間絶縁膜12上には保護絶縁膜1
4が形成されている。保護絶縁膜14は外部から浸入す
る水分などから半導体装置を保護する。
A second wiring 13 is formed on interlayer insulating film 12. The second wiring 13 is electrically connected to the first wiring 8 via a through hole 19. The protective insulating film 1 is formed on the interlayer insulating film 12 so as to cover the second wiring 13.
4 are formed. The protective insulating film 14 protects the semiconductor device from moisture or the like entering from the outside.

【0009】次に図13に示す半導体装置の製造方法を
説明する。図14に示すように、シリコン半導体基板1
にN型ウェル7a、P型ウェル7bを形成する。P型ウ
ェル7b上に、ゲート電極304、N型不純物領域30
5a、305b、ビット線307、記憶ノード308、
キャパシタ絶縁膜309、セルプレート310を備えた
DRAM素子2を形成する。一方、N型ウェル7a上に
P型不純物領域6a、6bを備えたMOSトランジスタ
5を形成する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 13 will be described. As shown in FIG. 14, the silicon semiconductor substrate 1
Next, an N-type well 7a and a P-type well 7b are formed. The gate electrode 304 and the N-type impurity region 30 are formed on the P-type well 7b.
5a, 305b, bit line 307, storage node 308,
The DRAM device 2 including the capacitor insulating film 309 and the cell plate 310 is formed. On the other hand, the MOS transistor 5 including the P-type impurity regions 6a and 6b is formed on the N-type well 7a.

【0010】図15に示すように、DRAM素子2およ
びMOSトランジスタ5を覆うように第1の絶縁膜3を
形成する。そして写真製版技術とエッチング技術を用い
てP型不純物領域6a、6bに到達するスルーホール4
a、4bを形成する。
As shown in FIG. 15, a first insulating film 3 is formed so as to cover DRAM element 2 and MOS transistor 5. Then, through holes 4 reaching P-type impurity regions 6a and 6b using photolithography technology and etching technology.
a and 4b are formed.

【0011】図16に示すように、第1の絶縁膜3上に
バリアメタル膜9と導体膜11を積層する。
As shown in FIG. 16, a barrier metal film 9 and a conductor film 11 are laminated on the first insulating film 3.

【0012】バリアメタル膜9はP型不純物領域6a、
6bと安定なコンタクトをとるためのものである。バリ
アメタル膜9はスパッタ法を用いて堆積され、バリアメ
タル膜9の種類としては、チタン(Ti)、窒化チタン
(TiN)、チタンタングステン(TiW)、タングス
テン(W)などがある。
The barrier metal film 9 has a P-type impurity region 6a,
6b for stable contact. The barrier metal film 9 is deposited using a sputtering method, and examples of the type of the barrier metal film 9 include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium tungsten (TiW), and tungsten (W).

【0013】導体膜11は比較的低抵抗で、かつステッ
プカバレッジ性に優れたものであり、タングステン
(W)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タンタ
ル(Ta)などの膜をCVD法を用いて形成する。
The conductor film 11 has a relatively low resistance and excellent step coverage. A film of tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), or the like is formed by a CVD method. It is formed by using.

【0014】たとえば、6フッ化タングステン(W
6 )と水素(H2 )を用い、膜形成温度400〜50
0℃、膜形成圧力5〜50Torrの条件下で、減圧C
VD法により形成したタングステン膜11は、良好なス
テップカバレッジ性を有するので、アスペクト比(スル
ーホールの深さ/スルーホールの径)が2〜3程度の、
ハーフミクロンレベルのスルーホール4a、4bであっ
ても、導体膜11を堆積するだけで、スルーホール4
a、4bを導体膜11で埋込むことができる。
For example, tungsten hexafluoride (W
F 6 ) and hydrogen (H 2 ) at a film formation temperature of 400 to 50
Under a condition of 0 ° C. and a film formation pressure of 5 to 50 Torr, a reduced pressure C
Since the tungsten film 11 formed by the VD method has good step coverage, the aspect ratio (through-hole depth / through-hole diameter) of about 2 to 3
Even if the through holes 4a and 4b have a half-micron level, only the conductor film 11 is deposited,
a, 4b can be embedded with the conductive film 11.

【0015】図17に示すように、導体膜11上にフォ
トレジスト15を形成し、写真製版技術とエッチング技
術を用いて導体膜11、バリアメタル膜9を選択的にエ
ッチングし、第1の配線8を形成する。そして図18に
示すようにフォトレジスト15を除去する。
As shown in FIG. 17, a photoresist 15 is formed on the conductor film 11, and the conductor film 11 and the barrier metal film 9 are selectively etched by using a photolithography technique and an etching technique to form a first wiring. 8 is formed. Then, as shown in FIG. 18, the photoresist 15 is removed.

【0016】図19に示すように、第1の配線8を覆う
ように層間絶縁膜12を形成する。層間絶縁膜12とし
ては、たとえば、CVD法により形成されたシリコン酸
化膜16と、無機塗布絶縁膜17と、CVD法により形
成されたシリコン酸化膜18とを積層した構造の絶縁膜
が用いられる。
As shown in FIG. 19, an interlayer insulating film 12 is formed so as to cover the first wiring 8. As the interlayer insulating film 12, for example, an insulating film having a structure in which a silicon oxide film 16 formed by a CVD method, an inorganic coating insulating film 17, and a silicon oxide film 18 formed by a CVD method are used is used.

【0017】シリコン酸化膜16は、通常、シラン(S
iH4 )ガスと酸素(O2 )ガスあるいは亜酸化窒素
(N2 O)ガスの混合ガスを用いて、300〜450℃
の膜形成温度で熱やプラズマを用いたCVD法によって
形成される。
The silicon oxide film 16 is usually made of silane (S
300-450 ° C. using a mixed gas of iH 4 ) gas and oxygen (O 2 ) gas or nitrous oxide (N 2 O) gas.
The film is formed by a CVD method using heat or plasma at the film forming temperature.

【0018】また、最近では、ステップカバレッジが良
好であるという特徴をもつ、TEOS(Tetra−E
thyl−Ortho−Silicate)等の有機シ
ラン系の材料を用いてシリコン酸化膜が形成される。
In recent years, TEOS (Tetra-E) has a feature that step coverage is good.
A silicon oxide film is formed using an organic silane-based material such as (thyl-Ortho-Silicate).

【0019】無機塗布絶縁膜17は平坦化のために用い
られるものであり、無機塗布絶縁膜17としてはシラノ
ール(Si(OH)4 )等を主成分とするものが一般的
である。
The inorganic coating insulating film 17 is used for planarization, and the inorganic coating insulating film 17 is generally composed mainly of silanol (Si (OH) 4 ) or the like.

【0020】無機塗布絶縁膜17は、シラノール等を主
成分とする材料をシリコン酸化膜16上に回転塗布した
後、400〜450℃の温度でベーグ処理を施し、シリ
コン酸化膜化することにより、シリコン酸化膜16の表
面を平坦化する。
The inorganic coating insulating film 17 is formed by spin-coating a material containing silanol or the like as a main component on the silicon oxide film 16 and then performing a baking process at a temperature of 400 to 450 ° C. to form a silicon oxide film. The surface of the silicon oxide film 16 is flattened.

【0021】ところで、この無機塗布絶縁膜17は、吸
湿性が高いので、スルーホールの側壁を形成するとガス
放出などの悪影響を及ぼす。このため、無機塗布絶縁膜
17がスルーホールの側壁を形成しないように、フッ素
系ガスやアルゴンガスによるドライエッチング技術を用
いてエッチバックされる。
Since the inorganic coating insulating film 17 has a high hygroscopicity, forming a side wall of a through-hole adversely affects gas emission and the like. For this reason, the inorganic coating insulating film 17 is etched back using a dry etching technique using a fluorine-based gas or an argon gas so as not to form the side wall of the through hole.

【0022】無機塗布絶縁膜17およびシリコン酸化膜
16を覆うようにシリコン酸化膜18を形成する。シリ
コン酸化膜18はシリコン酸化膜16と同様の方法で形
成される。
A silicon oxide film 18 is formed so as to cover the inorganic insulating film 17 and the silicon oxide film 16. Silicon oxide film 18 is formed in the same manner as silicon oxide film 16.

【0023】図20に示すように、層間絶縁膜12を選
択的にエッチング除去し第1の配線8を露出させるスル
ーホール19を形成する。スルーホール19は、まず途
中までテーパエッチング法(フッ酸系溶液による湿式エ
ッチング)を行ない、次にCHF3 とO2 ガスとを主成
分とした混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを行
なうことにより形成する。
As shown in FIG. 20, the interlayer insulating film 12 is selectively removed by etching to form a through hole 19 exposing the first wiring 8. The through hole 19 is formed by first performing a taper etching method (wet etching with a hydrofluoric acid solution) halfway, and then performing a reactive ion etching using a mixed gas mainly composed of CHF 3 and O 2 gas. Form.

【0024】スルーホール19形成中に、第1の配線8
の露出した表面には変質層(フッ化物や酸化物層)が形
成される。これらは安定なコンタクト抵抗を得るための
障害になるので、まずArイオンによるスパッタエッチ
ングを用いて変質層を除去し、図21に示すように真空
中で連続して下敷膜20、アルミ合金膜21をスパッタ
法を用いて形成する。そして写真製版技術とエッチング
技術を用いて下敷膜20およびアルミ合金膜21を選択
的にエッチング除去し第2の配線13を形成する。
During the formation of the through hole 19, the first wiring 8
A denatured layer (fluoride or oxide layer) is formed on the exposed surface. Since these become obstacles for obtaining a stable contact resistance, the affected layer is first removed by sputter etching using Ar ions, and as shown in FIG. Is formed using a sputtering method. Then, the underlying film 20 and the aluminum alloy film 21 are selectively removed by etching using a photomechanical technique and an etching technique to form the second wiring 13.

【0025】下敷膜20は、 第2の配線13の上層に形成される保護絶縁膜など
の膜応力により第2の配線13が断線を起こす“ストレ
スマイグレーション”に対する耐性を高める。
The underlying film 20 enhances resistance to “stress migration” in which the second wiring 13 is disconnected due to a film stress of a protective insulating film or the like formed on the second wiring 13.

【0026】 スルーホール19における第1の配線
8と第2の配線13との接続界面の密着性を高め、“エ
レクトロマイグレーション”や“ストレスマイグレーシ
ョン”等の信頼性レベルを高める。という作用を有す
る。
The adhesion at the connection interface between the first wiring 8 and the second wiring 13 in the through hole 19 is improved, and the reliability level such as “electromigration” and “stress migration” is improved. It has the action of:

【0027】なお、下敷膜20としては、通常、チタン
(Ti)、窒化チタン(TiN)、チタンタングステン
(TiW)、タングステン(W)等が用いられ、アルミ
合金膜21としては、Al−Si、Al−Si−Cu、
Al−Cu等が用いられる。スルーホール19での第1
の配線8と第2の配線13との電気的コンタクトをとる
ために、第2の配線13を形成した後に400〜450
℃程度の温度で熱処理を行なう。
The underlayer film 20 is usually made of titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium tungsten (TiW), tungsten (W) or the like, and the aluminum alloy film 21 is made of Al-Si, Al-Si-Cu,
Al-Cu or the like is used. 1st through hole 19
400-450 after forming the second wiring 13 in order to make electrical contact between the second wiring 8 and the second wiring 13.
Heat treatment is performed at a temperature of about ° C.

【0028】図22に示すように、DRAM素子やMO
Sトランジスタや配線を、外部から浸入してくる水分な
どから保護するために、シリコン酸化膜やシリコン窒化
膜などの保護絶縁膜14を、CVD法を用いて第2の配
線13上に形成する。
As shown in FIG.
In order to protect the S transistor and the wiring from moisture or the like that enters from the outside, a protective insulating film 14 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the second wiring 13 by using the CVD method.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】図13に示すように従
来の半導体装置では、第1の配線8とP型不純物領域6
a、6bの電気的接続をスルーホール4a、4b内にバ
リアメタル膜9を形成し、スルーホール4a、4b内を
タングステンやチタンなどの高融点金属からなる導体膜
11で埋込むことにより行なっている。
As shown in FIG. 13, in a conventional semiconductor device, a first wiring 8 and a P-type impurity region 6 are formed.
Electrical connection between a and 6b is performed by forming a barrier metal film 9 in the through holes 4a and 4b and filling the through holes 4a and 4b with a conductor film 11 made of a refractory metal such as tungsten or titanium. I have.

【0030】図23に示すように、スルーホール4a内
を高融点金属からなる導体膜11で埋込んだ構造の場合
(図23(b))、導体膜11で埋込まない構造の場合
(図23(a))に比べ、スルーホール4a内における
コンタクト抵抗は小さくできるものの、導体膜11の膜
応力がP型不純物領域6aに集中するためP型不純物領
域6aとシリコン半導体基板1とで形成されるPN接合
部において接合リーク電流が多くなりやすいという問題
があった。
As shown in FIG. 23, in the case of the structure in which the inside of the through hole 4a is embedded with the conductor film 11 made of a high melting point metal (FIG. 23B), in the case of the structure in which the through hole 4a is not embedded with the conductor film 11 (see FIG. 23). 23 (a)), although the contact resistance in the through hole 4a can be reduced, the film stress of the conductive film 11 is concentrated on the P-type impurity region 6a, so that the P-type impurity region 6a and the silicon semiconductor substrate 1 are formed. However, there is a problem that the junction leak current tends to increase at the PN junction.

【0031】この発明は係る従来の問題点を解決するた
めになされたものである。この発明の目的は、接合リー
ク電流を小さくすることができる半導体装置の配線層接
続構造を提供することである。
The present invention has been made to solve such a conventional problem. An object of the present invention is to provide a wiring layer connection structure of a semiconductor device which can reduce a junction leak current.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】この発明は、主表面を有
する第1導電型の半導体基板と、主表面に形成された第
2導電型の不純物領域と、主表面上に形成され、不純物
領域を露出させる接続孔を有する絶縁層と、絶縁層上に
形成され、接続孔を介して不純物領域と電気的に接続さ
れている、高融点金属を含む配線層と、を備えた半導体
装置の配線層接続構造において、配線層は、バリアメタ
ル膜と応力緩衝用膜と高融点金属膜とをからなり、接続
孔の内部において、バリアメタル膜は不純物領域に接す
ように形成され、応力緩衝用膜は、前記バリアメタル
膜の上に形成され、前記接続孔内の前記配線層が前記
純物領域に与える応力緩衝し、配線層を構成する高融
点金属膜は、応力緩衝用膜の上に形成され、接続孔を充
填することを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor substrate of a first conductivity type having a main surface, an impurity region of a second conductivity type formed on the main surface, and an impurity region formed on the main surface. Wiring of a semiconductor device, comprising: an insulating layer having a connection hole for exposing a wiring; and a wiring layer formed on the insulating layer and electrically connected to the impurity region through the connection hole and containing a refractory metal. In the layer connection structure, the wiring layer
A barrier metal film is formed so as to be in contact with the impurity region inside the connection hole, and the stress buffer film is formed on the barrier metal film. is, KoToru of the wiring layer in the connection hole is a buffer the stress applied to the non <br/> pure product area, constituting the wiring layer
Point metal film is formed on the stress relieving layer is characterized and Turkey to fill the connection hole.

【0033】[0033]

【作用】この発明に従った半導体装置は、接続孔内の高
融点金属を含む配線層が不純物領域に与える応力を緩衝
する応力緩衝用膜を、接続孔内に形成したので、従来よ
りも不純物領域に加わる膜応力を小さくでき、接合リー
ク電流を低減できる。
In the semiconductor device according to the present invention, the stress buffer film for buffering the stress applied to the impurity region by the wiring layer containing the high melting point metal in the connection hole is formed in the connection hole. The film stress applied to the region can be reduced, and the junction leak current can be reduced.

【0034】[0034]

【実施例】(第1実施例)図1はこの発明に従った半導
体装置の配線層接続構造の第1実施例の断面構造図であ
る。シリコン半導体基板1中には、N型ウェル7aとP
型ウェル7bが形成されている。
FIG. 1 is a sectional structural view of a first embodiment of a wiring layer connection structure of a semiconductor device according to the present invention. In the silicon semiconductor substrate 1, an N-type well 7a
A mold well 7b is formed.

【0035】P型ウェル7bには、DRAM素子2が形
成されている。一方、N型ウェル7aには、P型不純物
領域6a、6bが間を隔てて形成されたMOSトランジ
スタ5が形成されている。
The DRAM element 2 is formed in the P-type well 7b. On the other hand, in the N-type well 7a, the MOS transistor 5 in which P-type impurity regions 6a and 6b are formed with a space therebetween is formed.

【0036】DRAM素子2およびMOSトランジスタ
5を覆うように第1の絶縁膜3が形成されている。第1
の絶縁膜3上には第1の配線8が形成されている。第1
の配線8はバリアメタル膜9、応力緩衝用膜10、導体
膜11の3層構造からなる。第1の絶縁膜3にはP型不
純物領域6a、6bを露出させるスルーホール4a、4
bが形成され、スルーホール4a、4b内には第1の配
線膜8が埋込まれている。スルーホール4a、4b内に
は応力緩衝用膜10(たとえばタングステンシリサイド
膜)が形成されているので、P型不純物領域6a、6b
に加わる導体膜11の膜応力を小さくでき、接合リーク
電流を低減できる。
A first insulating film 3 is formed so as to cover DRAM element 2 and MOS transistor 5. First
The first wiring 8 is formed on the insulating film 3. First
The wiring 8 has a three-layer structure of a barrier metal film 9, a stress buffering film 10, and a conductor film 11. In the first insulating film 3, through holes 4a and 4 exposing the P-type impurity regions 6a and 6b are formed.
The first wiring film 8 is buried in the through holes 4a and 4b. Since stress buffering film 10 (for example, a tungsten silicide film) is formed in through holes 4a and 4b, P-type impurity regions 6a and 6b are formed.
Film stress of the conductor film 11 applied to the substrate can be reduced, and the junction leakage current can be reduced.

【0037】第1の配線8を覆うように層間絶縁膜12
が形成されている。層間絶縁膜12上には第2の配線1
3が形成されている。層間絶縁膜12には第1の配線8
を露出させるスルーホール19が形成されており、第2
の配線13はスルーホール19を介して第1の配線8と
電気的に接続されている。そして第2の配線13を覆う
ように保護絶縁膜14が形成されている。
The interlayer insulating film 12 covers the first wiring 8.
Are formed. The second wiring 1 is formed on the interlayer insulating film 12.
3 are formed. The first wiring 8 is formed on the interlayer insulating film 12.
Through holes 19 are formed to expose
The wiring 13 is electrically connected to the first wiring 8 through the through hole 19. Then, a protective insulating film 14 is formed so as to cover the second wiring 13.

【0038】次にこの発明に従った半導体装置の配線層
接続構造の第1実施例の製造方法を以下説明する。図2
に示すように、シリコン半導体基板1にN型ウェル7
a、P型ウェル7bを形成し、素子分離絶縁膜301を
形成する。そしてP型ウェル7bに、N型不純物領域3
05aと、N型不純物領域305aと電気的に接続され
たビット線307と、N型不純物領域305bと、N型
不純物領域305bと電気的に接続された記憶ノード3
08と、キャパシタ絶縁膜309と、セルプレート31
0と、ゲート電極304とを備えたDRAM素子2を形
成した。一方、N型ウェル7aには、P型不純物領域6
a、6bを有するMOSトランジスタ5を形成した。
Next, the manufacturing method of the first embodiment of the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the present invention will be described below. FIG.
As shown in FIG.
a, a P-type well 7b is formed, and an element isolation insulating film 301 is formed. Then, the N-type impurity region 3 is formed in the P-type well 7b.
05a, bit line 307 electrically connected to N-type impurity region 305a, N-type impurity region 305b, and storage node 3 electrically connected to N-type impurity region 305b.
08, the capacitor insulating film 309, and the cell plate 31
0 and the DRAM element 2 including the gate electrode 304 were formed. On the other hand, the P-type impurity region 6 is provided in the N-type well 7a.
A MOS transistor 5 having a and 6b was formed.

【0039】図3に示すように、DRAM素子2および
MOSトランジスタ5を覆うように第1の絶縁膜3を形
成した。そして写真製版技術とエッチング技術とを用い
て第1の絶縁膜3を選択的にエッチング除去し、P型不
純物領域6a、6bに到達するスルーホール4a、4b
を形成した。
As shown in FIG. 3, a first insulating film 3 was formed so as to cover the DRAM element 2 and the MOS transistor 5. Then, the first insulating film 3 is selectively removed by etching using photolithography technology and etching technology, and the through holes 4a, 4b reaching the P-type impurity regions 6a, 6b.
Was formed.

【0040】図4に示すように、第1の絶縁膜3上にP
型不純物領域6a、6bと安定なコンタクトをとるため
のバリアメタル膜9をスパッタ法を用いて堆積した。バ
リアメタル膜9の種類として、チタン(Ti)、窒化チ
タン(TiN)、チタンタングステン(TiW)、タン
グステン(W)等がある。次に、バリアメタル膜9上に
応力緩衝用膜10(たとえばタングステンシリサイド膜
(WSi2 ))をCVD法を用いて形成した。
As shown in FIG. 4, P
A barrier metal film 9 for making stable contact with the mold impurity regions 6a and 6b was deposited by using a sputtering method. Types of the barrier metal film 9 include titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium tungsten (TiW), and tungsten (W). Next, a stress buffering film 10 (for example, a tungsten silicide film (WSi 2 )) was formed on the barrier metal film 9 by using a CVD method.

【0041】タングステンシリサイド膜は、たとえば、
6フッ化タングステン(WF6 )とシラン(SiH4
を用い、膜形成温度350〜450℃、膜形成圧力1〜
10Torrの条件下で、減圧CVD法により形成する
ことができ、膜厚としては、200〜1000Å程度が
望ましい。
The tungsten silicide film is, for example,
Tungsten hexafluoride (WF 6 ) and silane (SiH 4 )
At a film formation temperature of 350 to 450 ° C. and a film formation pressure of 1 to
It can be formed by the low pressure CVD method under the condition of 10 Torr, and the film thickness is desirably about 200 to 1000 °.

【0042】次に応力緩衝用膜10上に、比較的低抵抗
で、かつ、ステップカバレッジ性に優れた導体膜11を
CVD法を用いて形成した。導体膜11の種類として
は、タングステン(W)、チタン(Ti)、モリブデン
(Mo)、タンタル(Ta)などがある。
Next, a conductor film 11 having a relatively low resistance and excellent step coverage was formed on the stress buffering film 10 by the CVD method. Examples of the type of the conductive film 11 include tungsten (W), titanium (Ti), molybdenum (Mo), and tantalum (Ta).

【0043】たとえば、タングステン膜は、6フッ化タ
ングステン(WF6 )と水素(H2)を用い、膜形成温
度400〜500℃、膜形成圧力5〜50Torrの条
件下で、減圧CVD法により形成することができる。こ
の条件下で形成したタングステン膜は良好なステップカ
バレッジ性を有するので、アスペクト比(スルーホール
の深さ/スルーホールの径)が2〜3程度の、ハーフミ
クロンレベルのスルーホール4a、4bであっても、導
体膜11を堆積するだけで、スルーホール4a、4b内
を導体膜11で埋込むことができる。
For example, a tungsten film is formed by low-pressure CVD using tungsten hexafluoride (WF 6 ) and hydrogen (H 2 ) at a film forming temperature of 400 to 500 ° C. and a film forming pressure of 5 to 50 Torr. can do. Since the tungsten film formed under these conditions has good step coverage, the through holes 4a and 4b having an aspect ratio (through hole depth / through hole diameter) of about 2 to 3 and a half-micron level are used. However, the through holes 4a and 4b can be filled with the conductor film 11 only by depositing the conductor film 11.

【0044】図5に示すように、導体膜11上にフォト
レジスト15を形成した。そして写真製版技術とエッチ
ング技術を用いて導体膜11、応力緩衝用膜10、バリ
アメタル膜9を選択的にエッチング除去し、第1の配線
8を形成した。そして図6に示すようにフォトレジスト
15を除去した。
As shown in FIG. 5, a photoresist 15 was formed on the conductor film 11. Then, the conductive film 11, the stress buffering film 10, and the barrier metal film 9 were selectively removed by etching using a photomechanical technique and an etching technique to form a first wiring 8. Then, as shown in FIG. 6, the photoresist 15 was removed.

【0045】図7に示すように、第1の配線8を覆うよ
うに層間絶縁膜12を形成した。層間絶縁膜12として
は、たとえば、CVD法により形成されたシリコン酸化
膜16と無機塗布絶縁膜17とCVD法により形成され
たシリコン酸化膜18とを組合せた構造のものが用いら
れた。
As shown in FIG. 7, an interlayer insulating film 12 was formed so as to cover the first wiring 8. As the interlayer insulating film 12, for example, a structure having a combination of a silicon oxide film 16 formed by a CVD method, an inorganic coating insulating film 17, and a silicon oxide film 18 formed by a CVD method was used.

【0046】シリコン酸化膜16は、通常、シラン(S
iH4 )ガスと酸素(O2 )ガスあるいは亜酸化窒素
(N2 O)ガスの混合ガスを用いて、300〜450℃
の膜形成温度で熱やプラズマを用いたCVD法によって
形成される。
The silicon oxide film 16 is usually made of silane (S
300-450 ° C. using a mixed gas of iH 4 ) gas and oxygen (O 2 ) gas or nitrous oxide (N 2 O) gas.
The film is formed by a CVD method using heat or plasma at the film forming temperature.

【0047】また、最近では、ステップカバレッジが良
好であるという特徴をもつ、TEOS(Tetra−E
thyl−Ortho−Silicate)等の有機シ
ラン系の材料を用いてシリコン酸化膜が形成される。
Further, recently, TEOS (Tetra-E) having a feature that step coverage is good is provided.
A silicon oxide film is formed using an organic silane-based material such as (thyl-Ortho-Silicate).

【0048】無機塗布絶縁膜17は平坦化のために形成
され、シラノール(Si(OH)4)等を主成分とする
ものが一般的である。
The inorganic coating insulating film 17 is formed for flattening, and generally contains silanol (Si (OH) 4 ) as a main component.

【0049】シリコン酸化膜16上にシラノール等を主
成分とする材料を回転塗布した後、400〜450℃の
温度でベーグ処理を施し、シリコン酸化膜化することに
より、シリコン酸化膜16を平坦化する。
After spin-coating a material mainly composed of silanol or the like on the silicon oxide film 16, baking is performed at a temperature of 400 to 450 ° C. to form a silicon oxide film, thereby flattening the silicon oxide film 16. I do.

【0050】なお、無機塗布絶縁膜17は、吸湿性が高
いので、無機塗布絶縁膜17をスルーホールの側壁にす
ると、ガス放出などの悪影響を及ぼす。このため、無機
塗布絶縁膜17がスルーホールの側壁を構成しないよう
に、フッ素系ガスやアルゴンガスによるドライエッチン
グ技術を用いてエッチバック処理を施した。
Since the inorganic coating insulating film 17 has a high hygroscopicity, if the inorganic coating insulating film 17 is used as the side wall of the through hole, adverse effects such as gas release will occur. For this reason, an etch-back process is performed using a dry etching technique using a fluorine-based gas or an argon gas so that the inorganic coating insulating film 17 does not form the side wall of the through hole.

【0051】シリコン酸化膜16および無機塗布絶縁膜
17上にシリコン酸化膜18を形成した。シリコン酸化
膜18はシリコン酸化膜16と同様の方法で形成した。
A silicon oxide film 18 was formed on the silicon oxide film 16 and the inorganic coating insulating film 17. The silicon oxide film 18 was formed in the same manner as the silicon oxide film 16.

【0052】図8に示すように、層間絶縁膜12を選択
的にエッチング除去し、第1の配線8を露出させるスル
ーホール19を形成した。スルーホール19は、まずテ
ーパエッチング法(フッ酸系溶液による湿式エッチン
グ)を用いて層間絶縁膜12を途中までエッチング除去
し、残りをCHF3 とO2 ガスとを主成分とした混合ガ
スを用いた反応性イオンエッチングとを用いて除去する
ことにより形成した。スルーホール19形成中に、第1
の配線8表面には変質層(フッ化物や酸化物層)が不可
避的に形成された。安定なコンタクト抵抗を得るため
に、まずArイオンによるスパッタエッチングを用いて
変質層を除去し、その後、図9に示すように真空中で連
続して下敷膜20、アルミ合金膜21をそれぞれスパッ
タ法を用いて形成した。そして、写真製版技術とエッチ
ング技術とを用いてアルミ合金膜21および下敷膜20
を選択的にエッチング除去し第2の配線13を形成し
た。
As shown in FIG. 8, the interlayer insulating film 12 was selectively etched away to form a through hole 19 exposing the first wiring 8. In the through hole 19, first, the interlayer insulating film 12 is partially removed by etching using a taper etching method (wet etching using a hydrofluoric acid solution), and the remainder is formed using a mixed gas mainly composed of CHF 3 and O 2 gas. It was formed by removing using reactive ion etching. During the formation of the through hole 19, the first
An altered layer (fluoride or oxide layer) was inevitably formed on the surface of the wiring 8. In order to obtain a stable contact resistance, the affected layer is first removed by sputter etching using Ar ions, and then the underlayer film 20 and the aluminum alloy film 21 are continuously formed in a vacuum as shown in FIG. Formed by using Then, the aluminum alloy film 21 and the underlying film 20 are formed by using photolithography technology and etching technology.
Was selectively removed by etching to form a second wiring 13.

【0053】下敷膜20は、 第2の配線13の上層に形成される保護絶縁膜など
の膜応力により第2の配線が断線を起こす“ストレスマ
イグレーション”に対する耐性を高める。
The underlying film 20 enhances resistance to “stress migration” in which the second wiring is disconnected due to a film stress of a protective insulating film or the like formed on the second wiring 13.

【0054】 スルーホール19における第1の配線
8と第2の配線13との接続界面の密着性を高め、“エ
レクトロマイグレーション”や“ストレスマイグレーシ
ョン”等の信頼性レベルを高める。という作用を有す
る。
The adhesion at the connection interface between the first wiring 8 and the second wiring 13 in the through hole 19 is improved, and the reliability level such as “electromigration” or “stress migration” is improved. It has the action of:

【0055】なお、下敷膜20としては、通常、チタン
(Ti)、窒化チタン(TiN)、チタンタングステン
(TiW)、タングステン(W)等が用いられる。また
アルミ合金膜21としては、Al−Si、Al−Si−
Cu、Al−Cu等が用いられる。
The underlayer film 20 is usually made of titanium (Ti), titanium nitride (TiN), titanium tungsten (TiW), tungsten (W), or the like. Further, as the aluminum alloy film 21, Al-Si, Al-Si-
Cu, Al-Cu or the like is used.

【0056】なお、スルーホール19における第1の配
線8と第2の配線13との電気的コンタクトをとるため
に、第2の配線13を形成した後に400〜450℃程
度の温度で熱処理を行なった。
In order to make electrical contact between the first wiring 8 and the second wiring 13 in the through hole 19, a heat treatment is performed at a temperature of about 400 to 450 ° C. after forming the second wiring 13. Was.

【0057】図10に示すように、DRAM素子やMO
Sトランジスタや配線を、外部から浸入してくる水分な
どから保護するために、シリコン酸化膜やシリコン窒化
膜などの保護絶縁膜14を、CVD法を用いて第2の配
線13上に形成した。
As shown in FIG.
In order to protect the S transistor and the wiring from moisture or the like that enters from the outside, a protective insulating film 14 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film was formed on the second wiring 13 using a CVD method.

【0058】なお、上記第1実施例では、応力緩衝用膜
10としてタングステンシリサイドを用いたが、この発
明においてはこれに限定されるわけでなく、導体膜11
のシリサイド膜、たとえばチタンシリサイド(TiSi
2 )、モリブデンシリサイド(MoSi2 )、タンタル
シリサイド(TaSi2 )であってもよい。
In the first embodiment, tungsten silicide is used as the stress buffering film 10. However, the present invention is not limited to this.
Silicide film, for example, titanium silicide (TiSi
2 ), molybdenum silicide (MoSi 2 ) or tantalum silicide (TaSi 2 ).

【0059】また、応力緩衝用膜10としては、導体膜
11の化合物膜、チタンナイトライド(TiN)、モリ
ブデンナイトライド(MoN)、タンタルナイトライド
(TaN)であってもよい。
The stress buffering film 10 may be a compound film of the conductor film 11, titanium nitride (TiN), molybdenum nitride (MoN), or tantalum nitride (TaN).

【0060】また、応力緩衝用膜10としては、多結晶
シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム(Ge)であ
ってもよい。
The stress buffer film 10 may be made of polycrystalline silicon, amorphous silicon, or germanium (Ge).

【0061】なお、上記第1実施例では、応力緩衝用膜
10と導体膜11とが異なる材料である場合について述
べたが、膜応力を小さくできるなら同じ材料でもよい。
In the first embodiment, the case where the stress buffer film 10 and the conductor film 11 are made of different materials has been described. However, the same material may be used as long as the film stress can be reduced.

【0062】(参考例) 図11はこの発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の参考例の断面構造図である。図1に示す第1実施例
と同じものについては同一符号を付すことにより説明を
省略する。第1の配線8はバリアメタル膜9と導体膜1
1の2層構造からなる。スルーホール4a、4bは図1
に示す第1実施例と違い導電膜11で埋込まれてない。
この空間部に絶縁性材料からなる応力緩衝用膜22が充
填されている。応力緩衝用膜22の材料としては、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、シラノール(Si(O
H)4)を主成分とする塗布絶縁膜などがある。参考例
に示す構造を以下の工程により製造した。
(Example 1 ) FIG. 11 is a sectional structural view of Example 1 of a wiring layer connection structure of a semiconductor device according to the present invention. The same components as those in the first embodiment shown in FIG. The first wiring 8 includes a barrier metal film 9 and a conductor film 1.
1 has a two-layer structure. The through holes 4a and 4b are shown in FIG.
Is not buried in the conductive film 11 unlike the first embodiment shown in FIG.
This space is filled with a stress buffer film 22 made of an insulating material. As the material of the stress buffering film 22, polyimide resin, silicone resin, silanol (Si (O
H) There is a coating insulating film mainly composed of 4 ). Reference example
The structure shown in No. 1 was manufactured by the following steps.

【0063】図3に示すように、スルーホール4a、4
bを形成した後、バリアメタル膜9とタングステンから
なる導体膜11を堆積した。スルーホール4a、4bが
導体膜11で埋まらないように導体膜11の厚みを調整
した。そしてスルーホール4a、4b内を応力緩衝用膜
22で埋込んだ。そして写真製版技術とエッチング技術
を用いて第1の配線8を形成した。
As shown in FIG. 3, the through holes 4a, 4a
After the formation of b, a barrier metal film 9 and a conductor film 11 made of tungsten were deposited. The thickness of the conductive film 11 was adjusted so that the through holes 4a and 4b were not filled with the conductive film 11. Then, the insides of the through holes 4a and 4b were filled with the stress buffer film 22. Then, the first wiring 8 was formed by using a photolithography technique and an etching technique.

【0064】(参考) 図12はこの発明に従った半導体装置の配線層接続構造
参考の断面構造図である。図1に示す第1実施例
と同じものについては同一符号を付すことにより説明を
省略する。第1実施例では応力緩衝用膜10が第1の絶
縁膜3上にも形成されているが、参考では応力緩衝
用膜10はスルーホール4a、4b内にのみ形成されて
いる。図12に示す構造を以下のようにして製造した。
[0064] (Reference Example 2) FIG. 12 is a sectional view of a reference example 2 of the wiring layer connection structure of a semiconductor device in accordance with the present invention. The same components as those in the first embodiment shown in FIG. In the first embodiment, the stress buffering film 10 is also formed on the first insulating film 3, but in the reference example 2 , the stress buffering film 10 is formed only in the through holes 4a and 4b. The structure shown in FIG. 12 was manufactured as follows.

【0065】図4に示す構造を得た後、全面エッチバッ
クすることにより第1の絶縁膜3上にある導体膜11、
応力緩衝用膜10、バリアメタル膜9を除去した。これ
によりスルーホール4a、4b内にのみ導体膜11、応
力緩衝用膜10、バリアメタル膜9が残った。そして、
第1の絶縁膜3上にバリアメタル膜9と導体膜11を積
層し、写真製版技術とエッチング技術を用いることによ
り第1の配線8を形成した。
After the structure shown in FIG. 4 is obtained, the entire surface is etched back to form a conductive film 11 on the first insulating film 3.
The stress buffer film 10 and the barrier metal film 9 were removed. As a result, the conductor film 11, the stress buffer film 10, and the barrier metal film 9 remained only in the through holes 4a, 4b. And
The barrier metal film 9 and the conductor film 11 were stacked on the first insulating film 3 and the first wiring 8 was formed by using photolithography and etching.

【0066】[0066]

【発明の効果】この発明に従った半導体装置の配線層接
続構造によれば、接続孔内の高融点金属を含む配線層が
不純物領域に与える応力を緩衝する応力緩衝用膜を接続
孔内に形成したので、従来よりも不純物領域に加わる膜
応力を小さくでき、接合リーク電流を低減することがで
きる。したがって高集積、高機能の半導体装置を実現す
ることが可能となる。
According to the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the present invention, a stress buffer film for buffering the stress applied to the impurity region by the wiring layer containing the high melting point metal in the connection hole is provided in the connection hole. As a result, the film stress applied to the impurity region can be made smaller than in the prior art, and the junction leakage current can be reduced. Therefore, a highly integrated and highly functional semiconductor device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view of a first embodiment of a wiring layer connection structure of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第1工程を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first step of a manufacturing method of a first embodiment of a wiring layer connection structure of a semiconductor device according to the present invention.

【図3】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第2工程を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing a second step of the method of manufacturing the first embodiment of the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the present invention;

【図4】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第3工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing a third step of the method of manufacturing the first embodiment of the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the present invention;

【図5】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第4工程を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing a fourth step of the method for manufacturing the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第5工程を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図7】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第6工程を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view showing a sixth step of the method of manufacturing the first embodiment of the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the present invention;

【図8】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第7工程を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a seventh step of the method for manufacturing the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図9】この発明に従った半導体装置の配線層接続構造
の第1実施例の製造方法の第8工程を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a sectional view showing an eighth step of the method for manufacturing the first embodiment of the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the present invention;

【図10】この発明に従った半導体装置の配線層接続構
造の第1実施例の製造方法の第9工程を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a sectional view showing a ninth step of the method for manufacturing the wiring layer connection structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図11】この発明に従った半導体装置の配線層接続構
造の参考例の断面構造図である。
FIG. 11 is a sectional structural view of Reference Example 1 of a wiring layer connection structure of a semiconductor device according to the present invention.

【図12】この発明に従った半導体装置の配線層接続構
造の参考の断面構造図である。
FIG. 12 is a sectional structural view of Reference Example 2 of a wiring layer connection structure of a semiconductor device according to the present invention.

【図13】従来の半導体装置の配線層接続構造の断面構
造図である。
FIG. 13 is a sectional structural view of a wiring layer connection structure of a conventional semiconductor device.

【図14】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第1工程を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a first step in a conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図15】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第2工程を示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a second step in the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図16】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第3工程を示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a third step of the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図17】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第4工程を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a fourth step in the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図18】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第5工程を示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a fifth step of the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図19】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第6工程を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a sixth step of the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図20】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第7工程を示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a seventh step of the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図21】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第8工程を示す断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing an eighth step of the conventional method of manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図22】従来の半導体装置の配線層接続構造の製造方
法の第9工程を示す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a ninth step of the conventional method for manufacturing a wiring layer connection structure of a semiconductor device.

【図23】不純物領域に膜応力がかかる状態を説明する
断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a state where a film stress is applied to an impurity region.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン半導体基板 3 第1の絶縁膜 4a、4b スルーホール 6a、6b P型不純物領域 7a N型ウェル 8 第1の配線 9 バリアメタル膜 10 応力緩衝用膜 11 導体膜 Reference Signs List 1 silicon semiconductor substrate 3 first insulating film 4a, 4b through hole 6a, 6b P-type impurity region 7a N-type well 8 first wiring 9 barrier metal film 10 stress buffering film 11 conductive film

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−55861(JP,A) 特開 平5−114578(JP,A) 特開 平4−324661(JP,A) 特開 昭64−25410(JP,A) 特開 平1−231318(JP,A) 特開 平2−18950(JP,A) 特開 昭62−13050(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768 Continuation of the front page (56) References JP-A-64-55861 (JP, A) JP-A-5-114578 (JP, A) JP-A-4-324661 (JP, A) JP-A 64-25410 (JP) JP-A-1-231318 (JP, A) JP-A-2-18950 (JP, A) JP-A-62-135050 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) H01L 21/28-21/288 H01L 21/3205-21/3213 H01L 21/768

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主表面を有する第1導電型の半導体基板
と、 前記主表面に形成された第2導電型の不純物領域と、 前記主表面上に形成され、前記不純物領域を露出させる
接続孔を有する絶縁層と、 前記絶縁層上に形成され、前記接続孔を介して前記不純
物領域と電気的に接続されている、高融点金属を含む配
線層と、 を備えた半導体装置の配線層接続構造において、前記配線層は、バリアメタル膜と応力緩衝用膜と高融点
金属膜とからなり、 前記接続孔の内部において 前記バリアメタル膜は 前記不純物領域に接するように形
成され、 前記応力緩衝用膜は、 前記バリアメタル膜の上に形成さ
れ、前記接続孔内の前記配線層が前記不純物領域に与え
る応力を緩衝し、 前記配線層を構成する前記高融点金属膜は、 前記応力緩
衝用膜の上に形成され、前記接続孔を充填することを特
徴とする、半導体装置の配線層接続構造。
A first conductivity type semiconductor substrate having a main surface; a second conductivity type impurity region formed on the main surface; and a connection hole formed on the main surface to expose the impurity region. A wiring layer formed on the insulating layer and electrically connected to the impurity region through the connection hole, the wiring layer including a refractory metal; In the structure, the wiring layer includes a barrier metal film, a stress buffering film, and a high melting point.
Consists of a metal film, in the interior of the connection hole, the barrier metal film is shaped so as to be in contact with the impurity region
Made is, the stress buffer layer is formed on the barrier metal film, buffers the stress the wiring layer in the connection hole has on the impurity region, the refractory metal film constituting the wiring layer It is formed on the stress relieving layer, and wherein the Turkey to fill the connection hole, the wiring layer connection structure of the semiconductor device.
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