JPH03196631A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH03196631A
JPH03196631A JP33736689A JP33736689A JPH03196631A JP H03196631 A JPH03196631 A JP H03196631A JP 33736689 A JP33736689 A JP 33736689A JP 33736689 A JP33736689 A JP 33736689A JP H03196631 A JPH03196631 A JP H03196631A
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wiring
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stress
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JP33736689A
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Tomio Yanagidaira
柳平 富雄
Kazuyuki Mitsuya
三ツ谷 和之
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は多層配線を有する半導体集積回路において、ス
トレスマイグレーションによる断線を防止した半導体集
積回路に関する。
(ロ)従来の技術 従来より、集積回路の高集積化・高密度化が高められ、
デバイスの小型化が進むにつれて、相互接続のための配
線の幅が微細になっている。その一方で、電源ライン(
VDD 、 vsS)等は所要の電流容量を確保し且つ
電圧降下を抑えるために他の信号ライン等よりは太い線
幅が要求されていることも事実である。
そこで第5図に示すように、幅広の配線(1)は上層(
第2層目以降)へ逃がし、下層の配線(2〉は細くして
高密度配線を行うことが成されている。結果、幅広の配
線(1)の占有面積を有効利用するために幅広の配線(
1)と下層の配線(2〉とをクロスする部分が数多く存
在することになる。
(ハ)発明が解決しようとする課題 しかしながら、第5図のように幅広の配線(1)が上を
覆うような部分では、下層の配線(2)がストレスマイ
グレーションによって破断(3)する現像が確認された
。ストレスマイグレーションは、例えば特開昭64−4
5142号に記載されているように、主に配線を構成す
る導体材料であるへ!合金と、絶縁材料であるSin、
 、 SiN、及び半導体基板材料であるSiとの間の
熱膨張差による内部応力によって誘起される現像であり
、今までは配線の幅が3μ以上のものでは強度的にみて
破断には至らないと考えられていた。
それでも幅広の配線(1)が延在する部分で下層配線(
2)の破断が生じ易いのは、線幅が太くなるほど配線が
他へ加える応力が大となり、この応力が層間絶縁膜を介
して下層の配線(2)に加わり、下層の配線(2)自身
の応力に重畳されてストレスマイグレーションを加速す
るためと考えられる。
(ニ)課題を解決するための手段 本発明は上記従来の欠点に鑑み成きれたもので、幅広の
上層配線(11)にその延在方向と平行に多数本のスリ
ット(12)を設けることにより、ストレスマイグレー
ションによる下層配線(10)の破断を防止した半導体
集積回路を提供するものである。
(*)作用 本発明によれば、スリット(12)を設けることによっ
て、上層配線(11)が持つ応力はスリット(12)に
吸収され分散されるので、上層配fi(11)が下層配
# (10)に加える機械的応力を低減できる。
(へ)実施例 以下に本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す平面図である。 
(10)は下層配線、(11)は上層配線、(12)は
スリットである。半導体デバイスは、シリコン半導体基
板の表面に拡散領域やゲート電極(ポリシリコン、ポリ
サイド等)を形成することにより構成され、各層の配線
は個々のデバイスを相互接続するものである。下層配!
(10)は前記基板を覆う絶縁膜(Sin、 、 5i
N)上を延在して前記拡散領域やゲート電極等と連結さ
れる。材料はアルミ(Ajlり又はアルミニウムーシリ
コン(Af−5i>から成り、蒸着又はスパッタによる
堆積とホトレジストプロセスによるパターニングによっ
て形成される。主に信号ライン等の電流容量が小さくて
済む配線に用いられ、線幅は2〜3μで高密度配線とな
る。
下層配線(10)の上は減JECVD法等による層間絶
縁膜(Sing等〉が覆い、層間絶縁膜の表面を上層配
線(11)が延在する。上層配線(11)と一部の下層
配線(10a)(10b)とは層間絶縁膜に開けられた
スルーホール(13)を介して層間接続される。下層配
線(10)の一部は上層配線(11)の下部をクロスし
て延在する。上層配線(11)もまた、Af又はAl1
−5iの堆積とバターニングによって形成され、全体の
線幅は電流容量にもよるが50〜200μに形成される
。このような太い線幅が必要となるのは、vDD+vs
s供給のための電源ライン等であり、特に出力バッファ
トランジスタへの電源供給等がこれに相当する。従って
、上層配線(11)は全てが太く形成されているのでは
無く、前記した必要部分だけが幅広にされているのであ
る。
そして第1図に示すとおり、幅広の上層配線く11)に
は配線を多数本の細状配線(14)に分離するように上
層配線(12)の延在方向と平行なスリット(12)を
設けている。スリット(12)の幅は、細状配線(14
)が互いに分離すれば良いので太くする必然性は何も無
く、プロセスの最小設計ルールで一定幅(3〜5μ)で
形成すれば良い。長さとスリット(12)間の幅も特に
制限は無いが、下層配線(10)との層間接続部分はス
ルーホール(13〉があるのでスリット(12)は設け
ない。また、スリット(12)間の幅を一定としておけ
ばCADによるパターン設計が容易である。
断る構成によれば、スリット(12)を設けたことによ
って幅広の上層配線(11)を幅の狭い細状配線り14
)に分割したので、上層配線(11)が発生するストレ
スも個々の細状配線(14)ごとの発生に分割できる。
線幅とストレスとは、線幅が増大するとストレスが加速
度的に増大するような関係にあるので、結局、細状配線
(14)が束になって下層配線(10)に与えるストレ
スは、従来のスリット無しのものが加えるストレスより
もずっと少なくできる。
従って、下層配線(10〉のストレスマイグレーション
による破断を防止できる。
尚、配線の線幅や厚み、および層間絶縁膜の厚みにもよ
るが、下層配線(10)に対して上層配線(11)がお
おむね10μ幅以上で重畳すると破断が生じ易くなるか
ら、細状配線(14)の線幅がそれ以下の幅となるよう
にスリット(12〉を形成する。
第2図は本発明の第2の実施例を示す。第1図の実施例
はスリット(12)がスルーホール(13)部からスル
ーホール(13)まで途切れることなく伸びているのに
対し、本実施例はスリット(12)の長さを短くし且つ
一直線状に並べたものである。スリ・7ト(12)の長
さとピッチに特に制限は無いが、一定にしておけばCA
D設計が容易である。第1の実施例は細状配線(14)
の1木が断線するとスルーホール(12)からスルーホ
ール(12)まで実質的に上層配線(11)の線幅が狭
くなったことに等しく、配線の信頼性が低下するのに対
し、本実施例ではスリット(12)が短くされているの
でこのようなことは無い。
第3図は本発明の第3の実施例を示す。第2の実施例は
スリット(12)が−列に並べられており、第2図図示
Aの部分はスリット(12)が無い状態であって従来と
同様のストレスが生じるのに対し、本実施例はスリット
(12)を互い違いにしたものである。これで、下層配
線(10)をクロスできない領域(第2図図示A)は消
滅するので、配線の設計自由度を向上できる。
第4図は本発明の第4の実施例を示す。これもスリット
(12)を互い違いにしたものであるが、ずれの量とス
リット(12)の長さを考慮することにより、下層配線
(10)がクロスする場合において、スリット(12)
が存在しない領域(第4図図示B)を極力少なくしよう
としたものである。パターン的には、スリット(12)
が途切れた領域(図示Bと同じ)が斜めに連なるような
パターンになる。
(ト)発明の効果 以上に説明した通り、本発明によれば、幅広の上層配線
(11)にスリット(12)を設けることによって下層
配線(10)に与えるストレスを減少できるので、スト
レスマイグレーションによる下層配線(10)の破断を
防止できる利点を有する。従って、配線の設計自由度が
高く、配線の信頼性が高い半導体装置を提供できる。
また、スリット(12)は上層配線(11)のパターニ
ングと同時に加工できるので、マスクのパターン変更だ
けで済む利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明を説明するための平面図、第
5図は従来例を説明するための平面図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁膜上を延在する下層配線と、この下層配線を
    覆う層間絶縁膜上に前記下層配線の線幅よりは幅広に形
    成され、且つ少なくともその一部が前記下層配線と重畳
    して延在する上層配線とを具備する半導体集積回路にお
    いて、 前記上層配線の延在方向と平行に多数本のスリットを設
    け、前記上層配線を細分化したことを特徴とする半導体
    集積回路。
  2. (2)前記下層配線と上層配線はアルミ材料から成るこ
    とを特徴とする請求項第1項に記載の半導体集積回路。
  3. (3)前記スリットは前記上層配線の延在方向に対して
    略一定の長さを有し且つ等間隔で一直線状に並べられて
    いることを特徴とする請求項第1項に記載の半導体集積
    回路。
  4. (4)前記スリットは前記上層配線の延在方向に対して
    略一定の長さを有し且つ等間隔で一直線状に並べられる
    と共に、前記平行に延在するスリットを互い違いに配置
    したことを特徴とする請求項第1項に記載の半導体集積
    回路。
  5. (5)絶縁膜上を延在する下層配線と、この下層配線を
    覆う層間絶縁膜上に前記下層配線の線幅よりは幅広に形
    成され、且つ少なくともその一部が前記下層配線と重畳
    して延在する上層配線とを具備する半導体集積回路にお
    いて、 前記上層配線を細分化した細状配線で構成し、この細状
    配線を互いに離間させて複数本並列に束ねたことを特徴
    とする半導体集積回路。
  6. (6)前記細状配線の線幅は10μ以下であることを特
    徴とする請求項第5項に記載の半導体集積回路。
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