JPH02125431A

JPH02125431A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH02125431A
Application number: JP27864188A
Authority: JP
Inventors: Akemi Oguchi; 小口　あけみ
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1988-11-04
Publication date: 1990-05-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は半導体装置の多層配線構造に関する。

〔従来の技術１従来の半導体装置及びその配線構造は、第４図の様な構
造をしていて、４０５．４０６のＡＩ配線は、上層がア
ルミ合金、下層が窒化チタンの二層配線構造となってい
る。この時、Ｈｏｌｅ部分の窒化チタンによって抵抗が
高くなり、また、スパックの際シャドウィング効果が現
われ、さらには、アルミ合金中のＳｉが成長してしまい
、微細化が難しかった。

この事を従来の工程を追って説明すると、まずＳｔ基板
４０１上に酸化膜（Ｓ　ｉ　Ｏ２）　４０２を全面に形
成しフォトエッチによってコンタクト部分を開ける。そ
の上に、第一層目の配線４０３の材料をスパッタし、フ
ォトエッチする。さらに、第二層目の配線との絶縁膜と
して、酸化膜（ＳｉＯ，）４０４を全面に形成し、フォ
トエッチによってＨｏｌｅ部分を開ける。最後に第二層
目の配線を形成するために、窒化チタン４０５をスパッ
タし、さらにアルミ合金４０６をスパッタし、フォトエ
ッチする６以上が従来の工程である。

〔発明が解決しようとする課題］しかし、前述の従来技術では、コンタクトの微細化にと
もない、Ａｌスパッタの際に、コンタクトの段差にＡＩ
が均一につかないという、シャドウィング効果をもたら
し、また、Ｈｏｌｅ部分の抵抗も安定しないという問題
点があげられる。

そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、窒化チタンの代わりに、高融
点金属であるチタン、モリブデン、タングステン、タン
タル、コバルト、プラチナ、または、これらのシリサイ
ド化合物を第１図１０７のようにつけることにより、シ
ャドウィング効果を緩和させ、カバレッジ向上をもたら
し。

また、ＡＩ配線が切れた場合でも、下層から電流が流れ
ることにより、エレクトロマイグレーションやストレス
マイグレーションの防止に対して強い配線を提供すると
ころにある。

〔課題を解決するための手段］本発明の半導体装置は、第二層目以上の配線が上層がア
ルミ合金、下層が高融点金属であるチタン、モリブデン
、タングステン、タンタル、コバルト、プラチナおよび
、これらのシリサイド化合物から成る二層配線であるか
、または、上層が窒化チタン、中層がアルミ合金、下層
が高融点金属であるチタン、モリブデン、タングステン
、タンタル、コバルト、プラチナおよび、これらのシリ
サイド化合物から成る三層配線であることを特徴とする
。

〔作　用Ｊ本発明の上記の構成によれば、第二層目以上の配線の下
層に、チタン、モリブデン、タングステン、タンクル、
コバルト、プラチナおよび、これらのシリサイド化合物
などの高融点金属の膜をつけることにより、Ａｌスパッ
タの際その膜上をＡＩが動きやすくなり、Ｈｏｌｅ部分
に均一につきやすくなり、・シャドウィング効果を緩和
させる。さらには、上層のＡｔのグレインが大きくなっ
て、エレクトロマイグレーションの防止に対して強い配
線を提供できる。

〔実　施　例１本発明の半導体装置は、第１図に示される構造をしてい
る。

１０１はＳｔ基板、１０２は酸化膜の二酸化ケイ素、１
０３．１０４．１０５は一層目の配線で、１０３はチタ
ン、１０４は窒化チタン、１０５はアルミ合金である。

１０６は酸化膜の二酸化ケイ素、１０７，１０８は二層
目の配線であり、１０７はチタン、モリブデン、タング
ステン、クンタル、コバルト、プラチナおよびこれらの
シリサイド化合物、１０８はアルミ合金である。

以下、詳細は、工程を追いながら、第２図において説明
していく。

まず、Ｓｉ基板２０１全面に、酸化膜（ＳｉＯ，）２０
２を形成する。（第２図（ａ））さらにコンタクト部分
をフォトエッチ工程によって開ける。（第２図（ｂ））次に第一層目の配線を形成するために、全面にまず、チ
タン２０３をスパッタし１次に窒化チタン２０４をスパ
ッタし、最後にＡｌ−５ｉ２０５をスパッタし、フォト
エッチ工程によって配線に必要な部分を残す。（第２図
（Ｃ））次に第二層目の配線との絶縁膜として、全面に酸化膜（
Ｓｉｎ２）２０６を形成する。（第２図（ｄ））さらに
、Ｈｏｌｅ部分をフォトエッチ工程によって開ける。（
第２図（ｅ））最後に、第二層目の配線を形成するために、全面にまず
、チタン、モリブデン、タングステン。

クンタル、コバルト、プラチナ、さらには、そのシリサ
イド化合物２０７などをスパッタし、次に、アルミ合金
２０８をスパッタし、フォトエッチ工程によって配線に
必要な部分を残す、（第２図（ｆ））上述の工程を経て、でき上がった本発明、半導体装置は
、従来の半導体装置に比べると、Ｈｏｔｅの部分が、チ
タン、モリブデン、タングステン、クンタル、コバルト
、プラチナおよびこれらのシリサイド化合物などの高融
点金属と、アルミ合金の二層配線であるため、Ａｌスパ
ッタの際、高融点金属上をアルミ合金が動きやすくなり
、Ｈｏｌｅ部分にアルミ合金が均一につきゃすくなる。

さらに、アルミ合金中のシリコンの成長をおさえること
ができ、上層のアルミ合金中のＡＩのグレインが大きく
なって、エレクトロマイグレーションに対して強くなる
。

また、第３図のように、ＡＩスパッタ後、さらに窒化チ
タン３０１をスパッタして形成された三層配線は、二層
配線に比べて、ストレスマイグレーションやエレクトロ
マイグレーション防止に対してさらに有効であり、また
、窒化チタンは反射防止膜として、ハレーション防止に
効果がある。

また、従来通りに抵抗を保つためには、アルミ合金と下
層の膜厚比を１０分の１以下にするのが良い。

最後に、本発明は三層目以上の配線に対しても同様の効
果がある。

［発明の効果］以上述べた本発明によれば、従来の二層配線に比べて、
シャドウィング効果を緩和させることかでき、よってカ
バレッジ向上に効果がある。さらに、アルミ合金中のシ
リコンの成長をおさえることができ、上層のアルミ合金
中のＡｌのグレインが大きくなって、エレクトロマイグ
レーションに対して強（なる。

さらに、Ａｌ配線が切れた場合でも、二層ならば下層か
ら、三層ならば下層と上層から電流が流れることにより
、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレーシ
ョン防止に効果があり、また三層配線上層の窒化チタン
は反射防止膜として、ハレーション防止に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第３図は１本発明の半導体装置を示す主要断面
図。第２図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の半導体装置の製造工
程の断面図。第４図は、従来の半導体装置を示す主要断面図。１０１・・・Ｓｉ基板１０２　　・１０３　　・１０４　　・１０５　　・１０６　　・１０７　・ｌ　０８　・２０１　・２０２　・２０３　・２０４　・２０５　・２０６　・２０７　・２０８　・３０１　　・４０１　　・４０２　・・二酸化ケイ素・チタン・窒化チタン・第１層目の配線・二酸化ケイ素・チタン、モリブデン。ン等の高融点金属・第２層目の配線・Ｓｉ基板・二酸化ケイ素・チタン・窒化チタン・第１層目の配線・二酸化ケイ素・チタン、モリブデン、ン等の高融点金属・第２層目の配線・窒化チタン・Ｓｉ基板・二酸化ケイ素タングステタングステ４０３　・４０４　・４０５　・４０６　・・・第１層目の配線・・二酸化ケイ素・窒化チタン・・第２層目の配線

Claims

【特許請求の範囲】

複数の配線層を有する半導体装置において、第二層目以
上の配線が、上層がアルミ合金、下層が高融点金属であ
るチタン、モリブデン、タングステン、タンタル、コバ
ルト、プラチナおよび、これらのシリサイド化合物から
成る二層配線であるか、または、上層が窒化チタン、中
層がアルミ合金、下層が高融点金属であるチタン、モリ
ブデン、タングステン、タンタル、コバルト、プラチナ
および、これらのシリサイド化合物から成る三層配線で
あることを特徴とする半導体装置。