JP3341496B2 - Multi-layer wiring structure - Google Patents

Multi-layer wiring structure

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JP3341496B2
JP3341496B2 JP27230294A JP27230294A JP3341496B2 JP 3341496 B2 JP3341496 B2 JP 3341496B2 JP 27230294 A JP27230294 A JP 27230294A JP 27230294 A JP27230294 A JP 27230294A JP 3341496 B2 JP3341496 B2 JP 3341496B2
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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】本発明は、半導体装置に用いられ
る多層配線構造において、複数のコンタクト部で上層配
線と下層配線とを接続する多層配線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 multilayer wiring structure used in a semiconductor device, in which an upper wiring and a lower wiring are connected at a plurality of contact portions.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置に用いられる多層配線構造で
は、上層配線と下層配線との一つの接続は、一つのコン
タクト部またはコンタクト径が等しい複数のコンタクト
部によって構成されていた。
2. Description of the Related Art In a multilayer wiring structure used for a semiconductor device, one connection between an upper wiring and a lower wiring is constituted by one contact portion or a plurality of contact portions having the same contact diameter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一つの
コンタクト部で接続した構造では、コンタクト部の段差
部におけるカバリッジ性が良くないために断線を引き起
こす。さらに一つのコンタクト部で接続した構造ではコ
ンタクト部の形状が方形に形成される。そのため、この
コンタクト部の角部に電流が集中しやすくなるので、角
部でジュール発熱を起こし、コンタクト部が破壊され
る。またコンタクト径が等しい複数のコンタクト部によ
って接続した構造では、各コンタクト部を流れる電流経
路のうち最短となる電流経路にあたるコンタクト部に電
流が集中して、その部分がジュール発熱を起こす。その
ため、そのコンタクト部が破壊される。その破壊は他の
コンタクト部にも影響を及ぼして、コンタクト部全体を
破壊するため断線を起こすことになる。
However, in a structure in which one contact portion is used for connection, disconnection occurs due to poor coverage at a step portion of the contact portion. Further, in a structure in which the contact portions are connected by one contact portion, the contact portion is formed in a square shape. As a result, the current tends to concentrate on the corners of the contact portions, and Joule heat is generated at the corners, and the contact portions are broken. In a structure in which a plurality of contact portions having the same contact diameter are connected to each other, current concentrates on a contact portion corresponding to a shortest current path among current paths flowing through each contact portion, and the portion generates Joule heat. Therefore, the contact part is destroyed. The destruction also affects other contact portions, and the entire contact portion is destroyed, resulting in disconnection.

【0004】本発明は、特定のコンタクト部に電流が集
中するのを防いでコンタクト部の破壊を防止した複数コ
ンタクト部での接続を有する多層配線構造を提供するこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to provide a multilayer wiring structure having connections at a plurality of contact portions in which current is prevented from being concentrated on a specific contact portion and destruction of the contact portion is prevented.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた多層配線構造である。すなわち、
上層配線と下層配線との一つの接続を複数のコンタクト
部で接続する多層配線構造において、各コンタクト部を
通る電流経路のうち、最短の電流経路となるコンタクト
部の抵抗値を他のコンタクト部の抵抗値よりも小さくし
たものである。コンタクト部の抵抗値を小さくする構造
としては、最短の電流経路となるコンタクト部の断面積
を大きく形成することで該コンタクト部のコンタクト抵
抗を他のコンタクト部のコンタクト抵抗よりも小さくし
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a multilayer wiring structure made to achieve the above object. That is,
In a multi-layer wiring structure in which one connection between an upper wiring and a lower wiring is connected by a plurality of contact portions, a resistance value of a contact portion, which is a shortest current route among current paths passing through each contact portion, is set to another contact portion. It is smaller than the resistance value. As a structure for reducing the resistance value of the contact portion, the contact resistance of the contact portion is made smaller than the contact resistance of the other contact portions by forming a large cross-sectional area of the contact portion which is the shortest current path. .

【0006】[0006]

【作用】上記多層配線構造では、上層配線と下層配線と
の一つの接続を複数のコンタクト部で形成し、かつ各コ
ンタクト部を通る電流経路のうち、最短の電流経路とな
るコンタクト部の抵抗値を他のコンタクト部の抵抗値よ
りも小さくすることから、最短の電流経路となるコンタ
クト部の電流が流れやすくなる。このため、各コンタク
ト部の電流密度が均等化される方向に向かい、少なくと
も各コンタクト部は破壊を起こさないレベル以下の電流
密度になる。したがって、コンタクト部でジュール発熱
が起きても、そのコンタクト部は破壊に到るような発熱
量を発する状態には到らない。また最短の電流経路とな
るコンタクト部の抵抗値を小さくする構造として、その
コンタクト部の断面積を大きく形成することから、抵抗
と導体の断面積とが反比例する関係によって、そのコン
タクト部の抵抗は小さくなる。したがって、オームの法
則によって、一定電圧ではそのコンタクト部に流れる電
流が大きくなるが、全体としては電流密度は小さくなる
ので、ジュール発熱は少なくなる。
In the above multilayer wiring structure, one connection between the upper wiring and the lower wiring is formed by a plurality of contact portions, and the resistance value of the contact portion which is the shortest current path among the current paths passing through the contact portions is formed. Is smaller than the resistance values of the other contact portions, the current of the contact portion, which is the shortest current path, easily flows. For this reason, the current density of each contact portion tends to be equalized, and at least each contact portion has a current density equal to or lower than a level that does not cause breakdown. Therefore, even if Joule heat is generated in the contact portion, the contact portion does not reach a state in which the contact portion generates a calorific value. In addition, since the cross-sectional area of the contact portion is made large as a structure for reducing the resistance value of the contact portion that is the shortest current path, the resistance of the contact portion is reduced by the inverse relationship between the resistance and the cross-sectional area of the conductor. Become smaller. Therefore, according to Ohm's law, the current flowing through the contact portion increases at a constant voltage, but the current density decreases as a whole, so that Joule heating decreases.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の第1実施例を図1の概略構成図によ
って説明する。図では、(1)に層間絶縁膜を省略した
斜視図を示し、(2)に断面図を示した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic diagram of FIG. In the figure, (1) shows a perspective view in which the interlayer insulating film is omitted, and (2) shows a cross-sectional view.

【0008】図1に示すように、基板11上には下層配
線21が設けられている。その下層配線21を覆う状態
に上記基板11上には層間絶縁膜12が形成されてい
る。その層間絶縁膜12の上面には上記下層配線21に
対してほぼ直角に上層配線31が設けられている。すな
わち、平面レイアウトでみると、下層配線21と上層配
線31とがほぼL字形に配置されている。上記下層配線
21は、例えば幅が3.0μm,長さが7.5μm,厚
さ0.6μmに形成されていて、上記上層配線31は、
例えば幅が2.5μm,長さが7.5μm,厚さ0.7
μmに形成されている。そして下層配線21と上層配線
31とを接続する複数のコンタクト部41,42,4
3,44が上記層間絶縁膜12に設けられている。各コ
ンタクト部41〜44は各中心間距離が等しくなる状態
に配置されている。
As shown in FIG. 1, a lower wiring 21 is provided on a substrate 11. An interlayer insulating film 12 is formed on the substrate 11 so as to cover the lower wiring 21. An upper wiring 31 is provided on the upper surface of the interlayer insulating film 12 at a right angle to the lower wiring 21. That is, in a planar layout, the lower layer wiring 21 and the upper layer wiring 31 are arranged substantially in an L shape. The lower wiring 21 is formed, for example, to have a width of 3.0 μm, a length of 7.5 μm, and a thickness of 0.6 μm.
For example, width 2.5 μm, length 7.5 μm, thickness 0.7
μm. Then, a plurality of contact portions 41, 42, 4 for connecting the lower wiring 21 and the upper wiring 31 are formed.
Reference numerals 3 and 44 are provided on the interlayer insulating film 12. The contact portions 41 to 44 are arranged in a state where the distances between the centers are equal.

【0009】上記多層配線構造1では、例えば電流が上
層配線31の矢印ア方向から下層配線21に流れる場合
には、コンタクト部42を通る経路イが最短の電流経路
になる。そしてコンタクト部41,44を通る経路ウ,
エ、コンタクト部43を通る経路オの順で電流経路が長
くなる。電流は最短の電流経路に集中しやすいので、こ
こではコンタクト部42の抵抗値を他のコンタクト部4
1,43,44の抵抗値よりも小さくする。その際 各
コンタクト部41〜44の電流密度がほぼ均等になるよ
うに、各コンタクト部41〜44の抵抗値を設定する。
電流密度を均等化する状態に近づけることによって、各
コンタクト部41〜44での単位体積当たりの発熱量は
均等化する状態に近づく。当然のことながら、各コンタ
クト部41〜44の電流密度は、それぞれのコンタクト
部41〜44に流れる電流によるジュール発熱によって
破壊を起こさない値に設定される。
In the multilayer wiring structure 1, for example, when a current flows from the upper wiring 31 to the lower wiring 21 in the direction indicated by the arrow A, the path A passing through the contact portion 42 is the shortest current path. And a path c passing through the contact portions 41 and 44,
D) The current path becomes longer in the order of path e passing through the contact part 43. Since the current tends to concentrate on the shortest current path, the resistance value of the contact
1, 43, 44. At this time, the resistance values of the contact portions 41 to 44 are set so that the current densities of the contact portions 41 to 44 become substantially equal.
By approaching the state where the current density is equalized, the amount of heat generated per unit volume at each of the contact portions 41 to 44 approaches the state where the current density is equalized. Naturally, the current density of each of the contact portions 41 to 44 is set to a value that does not cause destruction due to Joule heat generated by the current flowing through each of the contact portions 41 to 44.

【0010】コンタクト部42の抵抗値を小さくする構
造としては、コンタクト部42の径を他のコンタクト部
41,43,44よりも大きくする。例えば、下層配線
21,上層配線31,各コンタクト部41〜44をアル
ミニウムで形成し、コンタクト部42の径を0.35μ
m、コンタクト部41,44の径を0.30μm,0.
28μm、コンタクト部43の径を0.25μmに形成
し、下層配線21と上層配線31との間に1Vの電位差
が生じるように電圧を印加した場合には、表1のような
結果を得た。また表1では、比較例1としてコンタクト
部41〜44の各径が0.29μmの場合も示す。さら
に各径における各コンタクト部41〜44が使えるか否
かの判定を○および×で示し、使える場合には○と判定
し、使えない場合には×と判定する。
As a structure for reducing the resistance value of the contact portion 42, the diameter of the contact portion 42 is made larger than those of the other contact portions 41, 43, 44. For example, the lower wiring 21, the upper wiring 31, and the contact portions 41 to 44 are formed of aluminum, and the diameter of the contact portion 42 is set to 0.35 μm.
m, the diameter of the contact portions 41, 44 is 0.30 μm, 0.
When the contact portion 43 was formed to have a diameter of 28 μm and the diameter of the contact portion 43 was set to 0.25 μm, and a voltage was applied so that a potential difference of 1 V was generated between the lower wiring 21 and the upper wiring 31, the results shown in Table 1 were obtained. . Table 1 also shows, as Comparative Example 1, a case where each diameter of the contact portions 41 to 44 is 0.29 μm. Further, whether or not each of the contact portions 41 to 44 at each diameter can be used is indicated by ○ and ×. When it can be used, it is judged as ○, and when it cannot be used, it is judged as ×.

【0011】[0011]

【表1】 [Table 1]

【0012】上記表1から明らかなように、電流経路が
最短になるコンタクト部の42の径を0.29μmから
0.35μmに大きくすることによって、このコンタク
ト部42の発熱量を破壊を生じないレベルにまで減少さ
せることができる。すなわち、コンタクト部42の径が
0.29μmの場合にはその発熱量が10.38J/
(μm3 ・s)になるため、アルミニウムの溶融される
ような発熱量になる。このため、コンタクト部42が膨
張して破壊される。したがって、コンタクト部42の判
定は×になる。一方、本案のコンタクト部42では、発
熱量が7.058J/(μm3 ・s)に留まる。また他
のコンタクト部41,43,44の発熱量は、4.79
6J/(μm3 ・s),2.873J/(μm3
s),4.049J/(μm3 ・s)になる。このた
め、許容される発熱量〔例えば8.9J/(μm3
s)〕以下に収まるので、各コンタクト部41〜44は
破壊されない。したがって、判定は○になる。
As is clear from Table 1, by increasing the diameter of the contact portion 42 at which the current path becomes the shortest from 0.29 μm to 0.35 μm, the calorific value of the contact portion 42 is not destroyed. Can be reduced to the level. That is, when the diameter of the contact portion 42 is 0.29 μm, the calorific value is 10.38 J /
(Μm 3 · s), so that the calorific value is such that aluminum is melted. Therefore, the contact portion 42 expands and is broken. Therefore, the judgment of the contact portion 42 is “×”. On the other hand, in the contact portion 42 of the present invention, the calorific value remains at 7.058 J / (μm 3 · s). The heat value of the other contact portions 41, 43, 44 is 4.79.
6J / (μm 3 · s) , 2.873J / (μm 3 ·
s), 4.049 J / (μm 3 · s). For this reason, the allowable calorific value [for example, 8.9 J / (μm 3 ·
s)], the contact portions 41 to 44 are not broken. Therefore, the judgment is ○.

【0013】また図2に示すように、下層配線21はL
字形状に形成され、上層配線31は下層配線21のL字
形状の一方の配線21aにほぼ平行にされている。そし
て下層配線21と上層配線31とを接続する複数のコン
タクト部41,42,43,44が下層,上層配線2
1,31間に形成した層間絶縁膜(図示省略)に設けら
れている。上記多層配線構造2では、上層配線31から
下層配線21に電流が流れる場合には、上層配線31を
流れる電流方向と同方向に延びている下層配線21の配
線21aに流れる電流経路の長さは、どのコンタクト部
41〜44を通る電流経路も同等である。したがって、
平面レイアウト上で上層配線31に対して直角方向に延
びる下層配線21b方向に流れる電流に着目すればよ
い。その結果、上記第1実施例と同様の位置のコンタク
ト部42を大きく形成すればよい。
Further, as shown in FIG.
The upper wiring 31 is substantially parallel to one of the L-shaped wirings 21 a of the lower wiring 21. A plurality of contact portions 41, 42, 43, 44 for connecting the lower wiring 21 and the upper wiring 31 are formed in the lower and upper wirings 2.
It is provided on an interlayer insulating film (not shown) formed between 1 and 31. In the multilayer wiring structure 2, when a current flows from the upper wiring 31 to the lower wiring 21, the length of the current path flowing through the wiring 21a of the lower wiring 21 extending in the same direction as the current flowing through the upper wiring 31 is as follows. The current paths passing through any of the contact portions 41 to 44 are the same. Therefore,
Attention should be paid to the current flowing in the direction of the lower wiring 21b extending in the direction perpendicular to the upper wiring 31 on the planar layout. As a result, the contact portion 42 at the same position as in the first embodiment may be formed large.

【0014】次に第2実施例を図3の概略構成図によっ
て説明する。図では、(1)に層間絶縁膜を省略した斜
視図を示し、(2)に断面図を示した。また上記図1で
説明したのと同様の構成部品には同一符号を付した。
Next, a second embodiment will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. In the figure, (1) shows a perspective view in which the interlayer insulating film is omitted, and (2) shows a cross-sectional view. The same components as those described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0015】図3に示すように、基板11上には下層配
線21が設けられている。その下層配線21を覆う状態
に上記基板11上には層間絶縁膜12が形成されてい
る。その層間絶縁膜12の上面には上記下層配線21と
ほぼ平行に上層配線31が設けられている。すなわち、
平面レイアウトでみると、下層配線21と上層配線31
とがほぼ重なる状態に配置されている。上記下層配線2
1は、例えば幅が3.0μm,長さが7.5μm,厚さ
0.6μmに形成されていて、上記上層配線31は、例
えば幅が3.0μm,長さが7.5μm,厚さ0.7μ
mに形成されている。そして下層配線21と上層配線3
1とを接続する複数のコンタクト部41,42,43,
44が上記層間絶縁膜12に設けられている。各コンタ
クト部41〜44は各中心間距離が等しくなる状態に配
置されている。
As shown in FIG. 3, a lower wiring 21 is provided on the substrate 11. An interlayer insulating film 12 is formed on the substrate 11 so as to cover the lower wiring 21. On the upper surface of the interlayer insulating film 12, an upper wiring 31 is provided substantially in parallel with the lower wiring 21. That is,
When viewed in a planar layout, the lower wiring 21 and the upper wiring 31
Are arranged so as to substantially overlap with each other. The lower wiring 2
1 has a width of, for example, 3.0 μm, a length of 7.5 μm, and a thickness of 0.6 μm. The upper wiring 31 has a width of, for example, 3.0 μm, a length of 7.5 μm, and a thickness of, for example. 0.7μ
m. Then, the lower wiring 21 and the upper wiring 3
1 and a plurality of contact portions 41, 42, 43,
44 is provided on the interlayer insulating film 12. The contact portions 41 to 44 are arranged in a state where the distances between the centers are equal.

【0016】上記多層配線構造3では、例えば電流が上
層配線31の矢印カ方向から下層配線21に流れる場合
には、コンタクト部42,44を通る経路キ,クが最短
の電流経路になる。そしてコンタクト部41,43を通
る経路ケ,コは電流経路が長くなる。電流は最短の電流
経路に集中しやすいので、ここではコンタクト部42,
44の抵抗値を他のコンタクト部41,43の抵抗値よ
りも小さくする。
In the multilayer wiring structure 3, for example, when a current flows from the upper wiring 31 to the lower wiring 21 in the direction indicated by the arrow, the path passing through the contact portions 42 and 44 is the shortest current path. Then, the current path becomes longer in the paths , and 通 る passing through the contact portions 41 and 43. Since the current tends to concentrate on the shortest current path, the contact portions 42,
The resistance value of 44 is made smaller than the resistance values of the other contact portions 41 and 43.

【0017】コンタクト部42,44の抵抗値を小さく
する構造として、コンタクト部42,44の径を大きく
する。例えば、下層配線21,上層配線31,各コンタ
クト部41〜44をアルミニウムで形成し、コンタクト
部42,44の径を0.35μm、コンタクト部41,
43の径を0.25μmに形成し、下層配線21と上層
配線31との間に1Vの電位差が生じるように電圧を印
加した場合には、表2のようになった。また表2には、
比較例2としてコンタクト部41〜44の各径を0.3
0μmの場合を示す。さらに各径における各コンタクト
部41〜44が使えるか否かの判定を○×で示し、使え
る場合には○と判定し、使えない場合には×と判定す
る。
As a structure for reducing the resistance value of the contact portions 42 and 44, the diameter of the contact portions 42 and 44 is increased. For example, the lower wiring 21, the upper wiring 31, and the contact portions 41 to 44 are formed of aluminum, the diameter of the contact portions 42 and 44 is 0.35 μm, and the contact portions 41 and 44 are formed of aluminum.
When the diameter of 43 was formed to 0.25 μm and a voltage was applied so that a potential difference of 1 V was generated between the lower wiring 21 and the upper wiring 31, the results are as shown in Table 2. Table 2 also shows
As Comparative Example 2, each diameter of the contact portions 41 to 44 was set to 0.3.
The case of 0 μm is shown. Further, whether or not each of the contact portions 41 to 44 in each diameter can be used is indicated by ×, and when it can be used, it is judged as ○, and when it cannot be used, it is judged as ×.

【0018】[0018]

【表2】 [Table 2]

【0019】上記表2から明らかなように、電流経路が
最短になるコンタクト部の42,44の径を0.30μ
mから0.35μmに大きくすることによって、このコ
ンタクト部42,44の発熱量を破壊を生じないレベル
にまで減少させることができる。すなわち、コンタクト
部42,44の径が0.30μmの場合には9.253
J/(μm3 ・s)の発熱量になるため、コンタクト部
42,44は溶融される。このため、コンタクト部4
2,44が膨張して破壊される。したがって、判定は×
になる。一方、本案のコンタクト部42,44では、発
熱量が6.447J/(μm3 ・s)に留まる。また他
のコンタクト部41,43の発熱量は、2.856J/
(μm3 ・s)になる。このため、許容される発熱量
〔例えば8.9J/(μm3 ・s)〕以下に収まるの
で、各コンタクト部41〜44は破壊されない。したが
って、判定は○になる。
As is apparent from Table 2, the diameter of the contact portions 42 and 44 at which the current path becomes the shortest is 0.30 μm.
By increasing from m to 0.35 μm, the heat generation of the contact portions 42 and 44 can be reduced to a level that does not cause destruction. That is, 9.253 when the diameter of the contact portions 42 and 44 is 0.30 μm.
Since the heat value is J / (μm 3 · s), the contact portions 42 and 44 are melted. Therefore, the contact portion 4
2,44 expand and destroy. Therefore, the judgment is ×
become. On the other hand, in the contact portions 42 and 44 of the present invention, the calorific value remains at 6.447 J / (μm 3 · s). The calorific value of the other contact portions 41 and 43 is 2.856 J /
(Μm 3 · s). For this reason, since the amount of generated heat is less than the allowable calorific value [for example, 8.9 J / (μm 3 · s)], each of the contact portions 41 to 44 is not broken. Therefore, the judgment is ○.

【0020】次に第3実施例を図4の概略構成図によっ
て説明する。図では、(1)に層間絶縁膜を省略した斜
視図を示し、(2)に断面図を示した。また上記図1で
説明したのと同様の構成部品には同一符号を付した。
Next, a third embodiment will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. In the figure, (1) shows a perspective view in which the interlayer insulating film is omitted, and (2) shows a cross-sectional view. The same components as those described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0021】図4に示すように、基板11上には下層配
線21が設けられている。その下層配線21を覆う状態
に上記基板11上には層間絶縁膜12が形成されてい
る。その層間絶縁膜12の上面には上記下層配線21に
対してほぼ直角に上層配線31が設けられている。すな
わち、平面レイアウトでみると、下層配線21と上層配
線31とでほぼ逆T字形を形成する状態に配置されてい
る。そして下層配線21と上層配線31とを接続する複
数のコンタクト部41,42,43,44が上記層間絶
縁膜12に設けられている。
As shown in FIG. 4, a lower wiring 21 is provided on a substrate 11. An interlayer insulating film 12 is formed on the substrate 11 so as to cover the lower wiring 21. An upper wiring 31 is provided on the upper surface of the interlayer insulating film 12 at a right angle to the lower wiring 21. That is, in a plan layout, the lower wiring 21 and the upper wiring 31 are arranged in a state of forming an almost inverted T-shape. Further, a plurality of contact portions 41, 42, 43, 44 for connecting the lower wiring 21 and the upper wiring 31 are provided in the interlayer insulating film 12.

【0022】上記多層配線構造4では、例えば電流が上
層配線31の矢印サ方向から下層配線21に流れる場合
には、コンタクト部42,44を通る経路シ,スが最短
の電流経路になる。そしてコンタクト部41,43を通
る経路セ,ソは電流経路が長くなる。電流は最短の電流
経路に集中しやすいので、ここではコンタクト部42,
44の抵抗値を他のコンタクト部41,43の抵抗値よ
りも小さくする。なお、下層配線21の一方側にのみ電
流が流れる場合は、上記第1実施例の場合と同様にな
る。
In the multilayer wiring structure 4, for example, when a current flows from the upper wiring 31 to the lower wiring 21 in the direction indicated by the arrow, the path through the contact portions 42 and 44 is the shortest current path. The current paths of the paths S and S passing through the contact portions 41 and 43 become longer. Since the current tends to concentrate on the shortest current path, the contact portions 42,
The resistance value of 44 is made smaller than the resistance values of the other contact portions 41 and 43. In the case where the current flows only to one side of the lower wiring 21, it is the same as the case of the first embodiment.

【0023】コンタクト部42,44の抵抗値を小さく
する構造として、コンタクト部42,44の径を大きく
する。例えば、下層配線21,上層配線31,各コンタ
クト部41〜44をアルミニウムで形成し、コンタクト
部42,44の径を0.35μm、コンタクト部41,
43の径を0.25μmに形成する。
As a structure for reducing the resistance value of the contact portions 42 and 44, the diameter of the contact portions 42 and 44 is increased. For example, the lower wiring 21, the upper wiring 31, and the contact portions 41 to 44 are formed of aluminum, the diameter of the contact portions 42 and 44 is 0.35 μm, and the contact portions 41 and 44 are formed of aluminum.
43 is formed to have a diameter of 0.25 μm.

【0024】このように、電流経路が最短になるコンタ
クト部の42,44の径を大きく形成することによっ
て、このコンタクト部42,44の発熱量を破壊を生じ
ないレベルにまで減少させることができる。
As described above, by forming the diameters of the contact portions 42 and 44 having the shortest current path to be large, the heat generation of the contact portions 42 and 44 can be reduced to a level that does not cause destruction. .

【0025】また、図5の(1),(2)に示すよう
に、下層配線21が折れ曲がった状態に形成されている
場合も、上記第3実施例とほぼ同様になるので、コンタ
クト部42,44の抵抗値を小さくするようにその径を
他のコンタクト部41,43よりも大きく形成すればよ
い。
Also, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the lower wiring 21 is formed in a bent state, it is almost the same as in the third embodiment, so that the contact portion 42 is formed. , 44 may be formed to have a larger diameter than the other contact portions 41, 43 so as to reduce the resistance value.

【0026】次に第4実施例を図6の概略構成図によっ
て説明する。図では、(1)に層間絶縁膜を省略した斜
視図を示し、(2)に断面図を示した。また上記図1で
説明したのと同様の構成部品には同一符号を付した。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. In the figure, (1) shows a perspective view in which the interlayer insulating film is omitted, and (2) shows a cross-sectional view. The same components as those described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0027】図6に示すように、基板11上には下層配
線21が設けられている。この下層配線21は、配線2
1aと配線21cが一直線状に形成され、それに直交す
る状態に配線21b,21dが形成されて、+字形状の
配線21を構成している。その下層配線21を覆う状態
に上記基板11上には層間絶縁膜(図示省略)が形成さ
れている。その層間絶縁膜(図示省略)の上面には上記
下層配線21の配線21aに対してほぼ平行に上層配線
31が設けられている。すなわち、平面レイアウトでみ
ると、上記配線21aと上層配線31とがほぼ重なる状
態に配置されている。そして下層配線21の各配線21
a〜21dの交差部21oと上層配線31とを接続する
複数のコンタクト部41,42,43,44が上記層間
絶縁膜(図示省略)に設けられている。
As shown in FIG. 6, a lower wiring 21 is provided on a substrate 11. This lower layer wiring 21 is a wiring 2
The wiring 1a and the wiring 21c are formed in a straight line, and the wirings 21b and 21d are formed in a state orthogonal to the straight line, thereby forming a wiring 21 having a + shape. An interlayer insulating film (not shown) is formed on the substrate 11 so as to cover the lower wiring 21. On the upper surface of the interlayer insulating film (not shown), an upper wiring 31 is provided substantially parallel to the wiring 21a of the lower wiring 21. That is, when viewed in a planar layout, the wiring 21a and the upper wiring 31 are arranged so as to substantially overlap each other. Each wiring 21 of the lower wiring 21
A plurality of contact portions 41, 42, 43, and 44 for connecting the intersection 21o of a to 21d and the upper wiring 31 are provided in the interlayer insulating film (not shown).

【0028】上記多層配線構造5では、例えば電流が上
層配線31の矢印タ方向から下層配線21に流れる場合
には、コンタクト部42,44を通る経路チ,ツが最短
の電流経路になる。そしてコンタクト部41,43を通
る経路テ,トは電流経路が長くなる。電流は最短の電流
経路に集中しやすいので、ここではコンタクト部42,
44の抵抗値を他のコンタクト部41,43の抵抗値よ
りも小さくする。
In the multilayer wiring structure 5, for example, when a current flows from the upper wiring 31 to the lower wiring 21 in the direction of the arrow, the path through the contact portions 42 and 44 becomes the shortest current path. The current paths of the paths T and G passing through the contact portions 41 and 43 become longer. Since the current tends to concentrate on the shortest current path, the contact portions 42,
The resistance value of 44 is made smaller than the resistance values of the other contact portions 41 and 43.

【0029】コンタクト部42,44の抵抗値を小さく
する構造として、コンタクト部42,44の径を大きく
する。例えば、下層配線21,上層配線31,各コンタ
クト部41〜44をアルミニウムで形成し、コンタクト
部42,44の径を0.35μm、コンタクト部41,
43の径を0.25μmに形成する。
As a structure for reducing the resistance value of the contact portions 42 and 44, the diameter of the contact portions 42 and 44 is increased. For example, the lower wiring 21, the upper wiring 31, and the contact portions 41 to 44 are formed of aluminum, the diameter of the contact portions 42 and 44 is 0.35 μm, and the contact portions 41 and 44 are formed of aluminum.
43 is formed to have a diameter of 0.25 μm.

【0030】このように、電流経路が最短になるコンタ
クト部の42,44の径を大きく形成することによっ
て、このコンタクト部42,44の発熱量を破壊を生じ
ないレベルにまで減少させることができる。
As described above, by forming the diameters of the contact portions 42 and 44 having the shortest current path to be large, the heat generation of the contact portions 42 and 44 can be reduced to a level that does not cause destruction. .

【0031】なお上記第4実施例において、下層配線2
1の配線21aにのみ電流が流れる場合は上記第2実施
例と同様になり、下層配線21の配線21b,21dに
のみ電流が流れる場合は上記第3実施例と同様になる。
また、配線21aと配線21bのみに電流が流れる場
合、および配線21cと配線21dが形成されていない
場合には、上記第1実施例と第2実施例とを組み合わせ
た状態になるので、コンタクト部44を通る電流経路が
最短経路になる。そのためコンタクト部44の径を他の
コンタクト部の径よりも大きく形成する。一方、配線2
1aと配線21dのみに電流が流れる場合、および配線
21cと配線21bが形成されていない場合にも、第1
実施例と第2実施例とを組み合わせた状態になるので、
コンタクト部42を通る電流経路の最短経路になる。そ
のためコンタクト部42の径を他のコンタクト部の径よ
りも大きく形成する。さらに、配線21cに電流が流れ
ない場合、および配線21cが形成されていない場合
は、上記第2実施例と第3実施例とを組み合わせた状態
になるので、コンタクト部42,44を通る電流が最短
の電流経路になる。そのため、コンタクト部42,44
の径を他のコンタクト部の径よりも大きく形成する。
In the fourth embodiment, the lower wiring 2
The case where the current flows only through the one wiring 21a is the same as the second embodiment, and the case where the current flows only through the wirings 21b and 21d of the lower wiring 21 is the same as the third embodiment.
When current flows only through the wiring 21a and the wiring 21b, and when the wiring 21c and the wiring 21d are not formed, the first embodiment and the second embodiment are combined. The current path passing through 44 is the shortest path. Therefore, the diameter of the contact portion 44 is formed larger than the diameters of the other contact portions. On the other hand, wiring 2
1a also when the current flows only through the wiring 21d and when the wiring 21c and the wiring 21b are not formed.
Since the embodiment and the second embodiment are in a combined state,
This is the shortest path of the current path passing through the contact portion 42. Therefore, the diameter of the contact portion 42 is formed larger than the diameters of the other contact portions. Further, when no current flows through the wiring 21c, and when the wiring 21c is not formed, the above-described second and third embodiments are combined, so that the current passing through the contact portions 42 and 44 is reduced. This is the shortest current path. Therefore, the contact portions 42, 44
Is formed larger than the diameters of the other contact portions.

【0032】なお、上記各実施例で示した数値は一例で
あって、配線形状、配線の大きさ、配線の厚さ、コンタ
クト部の大きさ、コンタクト部の深さ等によって変わる
ものであり、上記示した数値に限定されることはない。
It should be noted that the numerical values shown in the above embodiments are merely examples, and may vary depending on the wiring shape, wiring size, wiring thickness, contact size, contact depth, and the like. It is not limited to the numerical values shown above.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
上層配線と下層配線との一つの接続を複数のコンタクト
部で形成し、かつ各コンタクト部を通る電流経路のう
ち、最短の電流経路となるコンタクト部の抵抗値を他の
コンタクト部の抵抗値よりも小さくするので、最短の電
流経路となるコンタクト部の電流が流れやすくなる。こ
のため、各コンタクト部の電流密度がほぼ均等化され、
各コンタクト部は少なくとも破壊を起こさないレベル以
下の電流密度になる。そのため、ジュール発熱によるコ
ンタクト部の破壊がなくなるので、配線の信頼性の向上
が図れる。またコンタクト部の抵抗値を小さくする構造
として、最短の電流経路となるコンタクト部の断面積を
大きく形成するので、そのコンタクト部を流れる電流密
度が小さくなる。したがって、ジュール発熱を抑えるこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
One connection between the upper layer wiring and the lower layer wiring is formed by a plurality of contact portions, and the resistance value of the contact portion that is the shortest current path among the current paths passing through each contact portion is calculated from the resistance values of the other contact portions. Therefore, the current in the contact portion, which is the shortest current path, easily flows. For this reason, the current density of each contact portion is almost equalized,
Each contact portion has a current density at least equal to or lower than a level at which no destruction occurs. Therefore, destruction of the contact portion due to Joule heat is eliminated, and the reliability of the wiring can be improved. Further, as a structure for reducing the resistance value of the contact portion, the cross-sectional area of the contact portion serving as the shortest current path is formed large, so that the current density flowing through the contact portion is reduced. Therefore, Joule heat generation can be suppressed.

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

【図1】本発明の第1実施例の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の別の配線構成図である。FIG. 2 is another wiring configuration diagram of the first embodiment.

【図3】本発明の第2実施例の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】第3実施例の別の配線構成図である。FIG. 5 is another wiring configuration diagram of the third embodiment.

【図6】本発明の第4実施例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,3〜5 多層配線構造 21 下層配線 31 上層配線 41〜44 コンタクト部 1, 3 to 5 Multilayer wiring structure 21 Lower layer wiring 31 Upper layer wiring 41 to 44 Contact part

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 上層配線と下層配線との一つの接続を複
数のコンタクト部で構成した多層配線構造において、 前記各コンタクト部を通る電流経路のうち、最短の電流
経路となるコンタクト部の断面積を他のコンタクト部の
断面積よりも大きく形成することで該コンタクト部の抵
抗値を他のコンタクト部の抵抗値よりも小さくしたこと
を特徴とする多層配線構造。
A single connection between an upper wiring and a lower wiring is provided.
In a multilayer wiring structure constituted by the number of contact portions, said one of the current path through each contact portion, said by larger than the cross-sectional area of the other of the contact portion the cross-sectional area of the contact portion having the shortest current path A multilayer wiring structure wherein the resistance value of a contact portion is smaller than the resistance values of other contact portions.
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