JPH0263169A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0263169A JPH0263169A JP21471988A JP21471988A JPH0263169A JP H0263169 A JPH0263169 A JP H0263169A JP 21471988 A JP21471988 A JP 21471988A JP 21471988 A JP21471988 A JP 21471988A JP H0263169 A JPH0263169 A JP H0263169A
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Links
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Landscapes
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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。
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、特にその配線構造に関するもの
である。
である。
従来の技術
半導体装置の配線としては一般にＡ２合金が用いられて
いる。ＡＱ金合金電気抵抗が低いこと、Ｓｔ基板へのオ
ーミック性が良好なこと、酸化ゲイ素膜との付着力が強
いこと、加工しやすいこと、Ａｕワイヤのホンディング
性が良いことなどの長所がある。
いる。ＡＱ金合金電気抵抗が低いこと、Ｓｔ基板へのオ
ーミック性が良好なこと、酸化ゲイ素膜との付着力が強
いこと、加工しやすいこと、Ａｕワイヤのホンディング
性が良いことなどの長所がある。
ところが、へρ原子は自己拡散しやすいために、エレク
トロマイグレーション不良が生じやすい。
トロマイグレーション不良が生じやすい。
また、プラズマ窒化ケイ素膜などのような強い圧縮応力
を有する膜がパッシベーシミ！ン膜として用いられると
、応力を緩和するようにＡＱ原子あるいは空孔が移動お
よび集積してＡρ断線が生じるという問題がある。配線
のｒＲ４１Ｉ化が進むにつれてこれらの信頼性上の間Ｕ
が顕著になる。
を有する膜がパッシベーシミ！ン膜として用いられると
、応力を緩和するようにＡＱ原子あるいは空孔が移動お
よび集積してＡρ断線が生じるという問題がある。配線
のｒＲ４１Ｉ化が進むにつれてこれらの信頼性上の間Ｕ
が顕著になる。
そこで、近年、半導体装置の配線材料としてＡ２合金に
代わり、Ｃｕ配線か注目されつつある。
代わり、Ｃｕ配線か注目されつつある。
Ｃｕは電気抵抗が低いこと、また、Ａρに比べて自己拡
散係数が小さ、＜、信頼性の問題が生じにくいため、ｍ
、ｍ配線の材料として最も有望な金属である。
散係数が小さ、＜、信頼性の問題が生じにくいため、ｍ
、ｍ配線の材料として最も有望な金属である。
従来例の一例を第２図に示す、簡明化のため、配線−基
板コンタクト部分を示し、半導体基板上のトランジスタ
ｖＡ域の各構造は従来と変わらないものとする。第２図
に示すように、ｐ型シリコン基板１１の上にｎ型拡散層
１２が設けられ、ｐ型シリコン基板１１の上の回路素子
（図示せず）を覆うように眉間絶縁膜としての酸化ケイ
素１１１１３が形成されている。ｎ型拡散層１２の上の
酸化ケイ素膜１３にはコンタクト窓１８が設けられ、酸
化ケイ素膜３の上に形成されたＣｕ配線１６がコンタク
ト窓１８においてｎ型拡散層１２と接触した構造となっ
ている。
板コンタクト部分を示し、半導体基板上のトランジスタ
ｖＡ域の各構造は従来と変わらないものとする。第２図
に示すように、ｐ型シリコン基板１１の上にｎ型拡散層
１２が設けられ、ｐ型シリコン基板１１の上の回路素子
（図示せず）を覆うように眉間絶縁膜としての酸化ケイ
素１１１１３が形成されている。ｎ型拡散層１２の上の
酸化ケイ素膜１３にはコンタクト窓１８が設けられ、酸
化ケイ素膜３の上に形成されたＣｕ配線１６がコンタク
ト窓１８においてｎ型拡散層１２と接触した構造となっ
ている。
発明が解決しようとする課題
この場合、Ｃｕ配線１６と酸化ケイ素膜１３の密着力が
弱く、製造工程中にＣｕ配線１Ｇが剥離するという問題
がある。また、製造工程中の熱処理によって、Ｃｕ配線
１６からＣｕ原子がｎ型拡散層１２に設けたコンタクト
１８の部分からシリコン基板１１の中へ拡散し、シリコ
ン基板１１の上に設けた回路素子の特性を劣化させると
いう間肋がある。さらに、コンタクト窓１８の部分にお
ける段差部により、Ｃｕ配線１６のｗｔＮ性が悪いとい
う問題もある。また第２図には示していないが、従来例
の場合、ポンディングパッド部もＣｕ膜によって形成さ
れるわけで、この場合、Ａｕワイヤーのボンダビリティ
が劣るという問題らある。
弱く、製造工程中にＣｕ配線１Ｇが剥離するという問題
がある。また、製造工程中の熱処理によって、Ｃｕ配線
１６からＣｕ原子がｎ型拡散層１２に設けたコンタクト
１８の部分からシリコン基板１１の中へ拡散し、シリコ
ン基板１１の上に設けた回路素子の特性を劣化させると
いう間肋がある。さらに、コンタクト窓１８の部分にお
ける段差部により、Ｃｕ配線１６のｗｔＮ性が悪いとい
う問題もある。また第２図には示していないが、従来例
の場合、ポンディングパッド部もＣｕ膜によって形成さ
れるわけで、この場合、Ａｕワイヤーのボンダビリティ
が劣るという問題らある。
本発明は上記問題を解決するもので、製造工程中のＣｕ
配線の剥離や、Ｃｕ原子が基板中へ拡散して回路素子の
特性を劣化させることを防止できるとともに、コンタク
ト窓を有する基板に配線されても、コンタクト窓部分に
おける配線の段差被覆性の問題が起こらない半導体装置
を提供することを目的とするものである。
配線の剥離や、Ｃｕ原子が基板中へ拡散して回路素子の
特性を劣化させることを防止できるとともに、コンタク
ト窓を有する基板に配線されても、コンタクト窓部分に
おける配線の段差被覆性の問題が起こらない半導体装置
を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記問題を解決するために、本発明の半導体装置は、コ
ンタクト窓内にＷもしくはＷを主成分とする膜を埋め込
み、このコンタクト窓を含む表面に、前記ＷもしくはＷ
を主成分とする順に接触させて、下層がＴｉもしくはＴ
ｉを主成分とする層、中間層がＣｕもしくはＣｕを主成
分とする層、上層がＡＱもしくはＡＱを主成分とする層
からなる導電層で構成された配線を配設する構成にした
ものである。
ンタクト窓内にＷもしくはＷを主成分とする膜を埋め込
み、このコンタクト窓を含む表面に、前記ＷもしくはＷ
を主成分とする順に接触させて、下層がＴｉもしくはＴ
ｉを主成分とする層、中間層がＣｕもしくはＣｕを主成
分とする層、上層がＡＱもしくはＡＱを主成分とする層
からなる導電層で構成された配線を配設する構成にした
ものである。
作用
上記構成により、Ｃｕ層の下にＴｉ層を設けることによ
って、基板上に形成された酸化ケイ素膜との密着性が向
上するとともに、コンタクト窓内に埋め込まれたＷ層と
共働してコンタクト窓部分からのシリコン基板へのＣｕ
原子の拡散が抑制され、さらに、コンタクト窓部分にお
けるＣｕ配線の段差被覆性が改善される。また、Ｃｕ層
の上に設けたＡｕ層によってＡｕワイヤーのボンダビリ
ティ性が改善される。
って、基板上に形成された酸化ケイ素膜との密着性が向
上するとともに、コンタクト窓内に埋め込まれたＷ層と
共働してコンタクト窓部分からのシリコン基板へのＣｕ
原子の拡散が抑制され、さらに、コンタクト窓部分にお
けるＣｕ配線の段差被覆性が改善される。また、Ｃｕ層
の上に設けたＡｕ層によってＡｕワイヤーのボンダビリ
ティ性が改善される。
実施例
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体装置のコンタク
ト部分の断面図である。第１図に示すように、ｐ型シリ
コン基板１の上にｎ型拡散層２が設けられており、ｐ型
シリコン基板１の上の回路素子（図示せず）を覆うよう
に眉間絶縁膜としての酸化ケイ素膜３が形成され、ｎ型
拡散層２の上の酸化ケイ素膜３にコンタクト窓８が設け
られている。コンタクト窓８内にはタングステン（Ｗ＞
膜４が埋め込まれ、このＷ膜４および酸化ケイ素膜３の
上には、下層が厚さ０．１５μｍのチタン（’Ｉ”ｉ）
層５、中間層が厚さ０．６．ｕｍの銅（Ｃｕ）層６、上
層が厚さ０．１０μｒｎのアルミニウム（ＡＱ）層７の
三層積層構造からなる導電層が形成され、配線が構成さ
れている。
ト部分の断面図である。第１図に示すように、ｐ型シリ
コン基板１の上にｎ型拡散層２が設けられており、ｐ型
シリコン基板１の上の回路素子（図示せず）を覆うよう
に眉間絶縁膜としての酸化ケイ素膜３が形成され、ｎ型
拡散層２の上の酸化ケイ素膜３にコンタクト窓８が設け
られている。コンタクト窓８内にはタングステン（Ｗ＞
膜４が埋め込まれ、このＷ膜４および酸化ケイ素膜３の
上には、下層が厚さ０．１５μｍのチタン（’Ｉ”ｉ）
層５、中間層が厚さ０．６．ｕｍの銅（Ｃｕ）層６、上
層が厚さ０．１０μｒｎのアルミニウム（ＡＱ）層７の
三層積層構造からなる導電層が形成され、配線が構成さ
れている。
この構造によれば、配線の下層が酸化ケイ素膜３との付
着力が強いＴｉ層５であるため、配線が製造工程中に剥
離するという問題を防止できる。
着力が強いＴｉ層５であるため、配線が製造工程中に剥
離するという問題を防止できる。
また、Ｃｕ ｆ＠ ６の下に設けられた１゛１層５とコ
ンタクト窓８内に設けられたＷＩＩＩＳ４とがコンタク
ト部分でのＣｕ原子のシリコン基板１への拡散を防止す
るため、回路素子の特性劣化は生じない。さらに、コン
タクト窓８はＷ膜４によって平坦化されているので、Ｃ
ｕ層６のコンタクト窓８部分における段差被覆性が改善
される。また、Ｃｕ層６の上層にＡｕワイヤーとのボン
ディング性が良好なＡρｌＩ！７が設けられているため
、ボンディング特性も改博される。
ンタクト窓８内に設けられたＷＩＩＩＳ４とがコンタク
ト部分でのＣｕ原子のシリコン基板１への拡散を防止す
るため、回路素子の特性劣化は生じない。さらに、コン
タクト窓８はＷ膜４によって平坦化されているので、Ｃ
ｕ層６のコンタクト窓８部分における段差被覆性が改善
される。また、Ｃｕ層６の上層にＡｕワイヤーとのボン
ディング性が良好なＡρｌＩ！７が設けられているため
、ボンディング特性も改博される。
なお、本実施例では、段差被覆性を改善するためのＷ）
模および導電層をＷおよびＴｉ、ＣｕＡＱの各層を用い
て説明したが、いずれの層らそれらを主成分とする合金
の場合、同様の効果が期待できることは明らかである。
模および導電層をＷおよびＴｉ、ＣｕＡＱの各層を用い
て説明したが、いずれの層らそれらを主成分とする合金
の場合、同様の効果が期待できることは明らかである。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、製造工程中の配線の剥
離や段差被覆性の問題および回路素子の特性劣化の問題
を防止できるとともに１．Ａ ｕワイヤーとのボンディ
ング特性も改善できるという格別の効果が得られる。
離や段差被覆性の問題および回路素子の特性劣化の問題
を防止できるとともに１．Ａ ｕワイヤーとのボンディ
ング特性も改善できるという格別の効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体装置のコンタク
ト部分の断面図、第２図は従来の半導体装置のコンタク
ト部分の断面図である。 １・・・ｐ型シリコン基板、２・・・ｎ型拡散層、３・
・・酸化ケイ素膜、４・・・Ｗ膜、５・・・Ｔｉ層、６
・・・Ｃｕ層、７・・・Ａ４層、８・・・：ｌンタクト
窓。 代理人 森 本 義 弘 １図 ７・、４ｔ／９Ｉ メ １．コンタク）え、
ト部分の断面図、第２図は従来の半導体装置のコンタク
ト部分の断面図である。 １・・・ｐ型シリコン基板、２・・・ｎ型拡散層、３・
・・酸化ケイ素膜、４・・・Ｗ膜、５・・・Ｔｉ層、６
・・・Ｃｕ層、７・・・Ａ４層、８・・・：ｌンタクト
窓。 代理人 森 本 義 弘 １図 ７・、４ｔ／９Ｉ メ １．コンタク）え、
Claims (1)
- １、半導体基板上に設けたコンタクト窓内に埋め込まれ
たタングステンもしくはタングステンを主成分とする膜
と、下層がチタンもしくはチタンを主成分とする層、中
間層が銅もしくは銅を主成分とする層、上層がアルミニ
ウムもしくはアルミニウムを主成分とする層の三層構造
からなる導電層で構成され、前記タングステンもしくは
タングステンを主成分とする膜を介して前記コンタクト
窓を含む表面に配設された配線とを有する半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21471988A JPH0263169A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21471988A JPH0263169A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263169A true JPH0263169A (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=16660491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21471988A Pending JPH0263169A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0263169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302855A (en) * | 1990-09-10 | 1994-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Contact electrode structure for semiconductor device |
| US5656858A (en) * | 1994-10-19 | 1997-08-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor device with bump structure |
-
1988
- 1988-08-29 JP JP21471988A patent/JPH0263169A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302855A (en) * | 1990-09-10 | 1994-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Contact electrode structure for semiconductor device |
| US5656858A (en) * | 1994-10-19 | 1997-08-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor device with bump structure |
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