JPH04354132A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH04354132A JPH04354132A JP12806391A JP12806391A JPH04354132A JP H04354132 A JPH04354132 A JP H04354132A JP 12806391 A JP12806391 A JP 12806391A JP 12806391 A JP12806391 A JP 12806391A JP H04354132 A JPH04354132 A JP H04354132A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多層配線構造をなす半導
体装置の構造に関する。多層配線構造を有する半導体装
置の第一層配線の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）
に１％程度のシリコン（Ｓｉ）を含有させた Ａｌ−Ｓ
ｉ合金が広く使用されて来た。これは、第一層配線に純
アルミニウムを使用すると、配線形成後のシリコン基板
の熱処理によりアルミニウムとシリコンのコンタクト部
でアルミニウムのスパイクが発生し、これがｐｎ接合を
破壊することがあるからである。ところが、 Ａｌ−Ｓ
ｉ合金を使用した場合には、シリコン基板の熱処理によ
りシリコンとのコンタクト部にシリコンがエピタキシア
ル成長し、コンタクト抵抗が増加する、という問題があ
る。
体装置の構造に関する。多層配線構造を有する半導体装
置の第一層配線の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）
に１％程度のシリコン（Ｓｉ）を含有させた Ａｌ−Ｓ
ｉ合金が広く使用されて来た。これは、第一層配線に純
アルミニウムを使用すると、配線形成後のシリコン基板
の熱処理によりアルミニウムとシリコンのコンタクト部
でアルミニウムのスパイクが発生し、これがｐｎ接合を
破壊することがあるからである。ところが、 Ａｌ−Ｓ
ｉ合金を使用した場合には、シリコン基板の熱処理によ
りシリコンとのコンタクト部にシリコンがエピタキシア
ル成長し、コンタクト抵抗が増加する、という問題があ
る。
【０００２】近年、半導体集積回路では高集積・高密度
化の要求に対応してパターンの微細化が進められ、コン
タクトホールの面積が小さくなって来たが、そのために
Ａｌ−Ｓｉ合金の配線の上記の問題点が無視出来なく
なり、最近ではこれを解決する手段として、アルミニウ
ムとシリコンとの間にバリアメタルを介在させることが
行われるようになって来た。このような目的のバリアメ
タルとして、Ｔｉ （チタン） ＋ＴｉＮ （窒化チタ
ン）が実用化されている（但し、バリアメタルとして主
として機能するのは ＴｉＮであり、 Ｔｉ はシリコ
ンとのコンタクト抵抗を下げるためのものである）。尚
、バリアメタルはストレス・マイグレーション対策とし
ても有効であることが知られている。
化の要求に対応してパターンの微細化が進められ、コン
タクトホールの面積が小さくなって来たが、そのために
Ａｌ−Ｓｉ合金の配線の上記の問題点が無視出来なく
なり、最近ではこれを解決する手段として、アルミニウ
ムとシリコンとの間にバリアメタルを介在させることが
行われるようになって来た。このような目的のバリアメ
タルとして、Ｔｉ （チタン） ＋ＴｉＮ （窒化チタ
ン）が実用化されている（但し、バリアメタルとして主
として機能するのは ＴｉＮであり、 Ｔｉ はシリコ
ンとのコンタクト抵抗を下げるためのものである）。尚
、バリアメタルはストレス・マイグレーション対策とし
ても有効であることが知られている。
【０００３】
【従来の技術】多層配線構造をなし、コンタクトホール
部での配線と素子とのコンタクトの信頼性向上のために
第一層配線下側全面にバリアメタルを積層した半導体装
置の従来例を図を参照しながら説明する。図２は従来例
を示す断面図である。図において、図１と同じものには
同一の符号を付与した。１はシリコン基板、２は第一の
絶縁膜、３はバリアメタル、４は第一層配線、５は第二
の絶縁膜（層間絶縁膜）、６は第二層配線、７は第三の
絶縁膜（パッシペーション膜）、２１はボンディングパ
ッドである。
部での配線と素子とのコンタクトの信頼性向上のために
第一層配線下側全面にバリアメタルを積層した半導体装
置の従来例を図を参照しながら説明する。図２は従来例
を示す断面図である。図において、図１と同じものには
同一の符号を付与した。１はシリコン基板、２は第一の
絶縁膜、３はバリアメタル、４は第一層配線、５は第二
の絶縁膜（層間絶縁膜）、６は第二層配線、７は第三の
絶縁膜（パッシペーション膜）、２１はボンディングパ
ッドである。
【０００４】第一の絶縁膜２は ＳｉＯ２ ＋ＰＳＧ（
燐ガラス）であり、バリアメタル３側がＰＳＧである。 バリアメタル３は第一層配線４下のみに存在し、 Ｔｉ
と ＴｉＮとが積層されており、第一の絶縁膜２側が
Ｔｉ 、第一層配線４側が ＴｉＮである。第一層配
線４及び第二層配線６はアルミニウム（又はアルミニウ
ム合金）である。ボンディングパッド２１は第二の絶縁
膜５と第三の絶縁膜７とを開孔して形成したものであり
、第一層配線４から引き出されている。ところで、バリ
アメタル３は第一層配線４と同時にパターニングされる
ものであるから、両者は同じパターンを有している。従
ってボンディングパッド２１の直下においても第一層配
線４と第一の絶縁膜２との間にこのバリアメタル３が存
在することになる。
燐ガラス）であり、バリアメタル３側がＰＳＧである。 バリアメタル３は第一層配線４下のみに存在し、 Ｔｉ
と ＴｉＮとが積層されており、第一の絶縁膜２側が
Ｔｉ 、第一層配線４側が ＴｉＮである。第一層配
線４及び第二層配線６はアルミニウム（又はアルミニウ
ム合金）である。ボンディングパッド２１は第二の絶縁
膜５と第三の絶縁膜７とを開孔して形成したものであり
、第一層配線４から引き出されている。ところで、バリ
アメタル３は第一層配線４と同時にパターニングされる
ものであるから、両者は同じパターンを有している。従
ってボンディングパッド２１の直下においても第一層配
線４と第一の絶縁膜２との間にこのバリアメタル３が存
在することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
、絶縁膜との間にバリアメタルが存在するボンディング
パッドのボンディング試験を行うと、バリアメタルが存
在しないボンディングパッドの場合より小さい力でボン
ディングパッドがバリアメタルの Ｔｉ と第一の絶縁
膜のＰＳＧとの界面で剥離する、という問題があった。
、絶縁膜との間にバリアメタルが存在するボンディング
パッドのボンディング試験を行うと、バリアメタルが存
在しないボンディングパッドの場合より小さい力でボン
ディングパッドがバリアメタルの Ｔｉ と第一の絶縁
膜のＰＳＧとの界面で剥離する、という問題があった。
【０００６】本発明はこのような問題を解決して、コン
タクトホール部におけるコンタクトの信頼性とボンディ
ングの信頼性が共に高い半導体装置を提供することを目
的とする。
タクトホール部におけるコンタクトの信頼性とボンディ
ングの信頼性が共に高い半導体装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、第一層配線４の下側全面にバリアメタル３を有し
、ボンディングパッド１１は第二層配線６又はそれより
上層の配線から引き出されていることを特徴とする半導
体装置とすることで、達成される。
れば、第一層配線４の下側全面にバリアメタル３を有し
、ボンディングパッド１１は第二層配線６又はそれより
上層の配線から引き出されていることを特徴とする半導
体装置とすることで、達成される。
【０００８】
【作用】コンタクトホール部での配線と素子とのコンタ
クトの信頼性向上のために第一層配線の下側全面に Ｔ
ｉ ＋ ＴｉＮのバリアメタルを設けた場合、第一層配
線からボンディングパッドを引き出すと、ボンディング
パッドの下では Ｔｉ とＰＳＧが接することになる。 ＰＳＧとの密着性においては Ｔｉ はアルミニウム（
Ａｌ−Ｓｉ合金を含む）より劣るから、ボンディング
試験では低い力でボンディングパッドが剥離する。
クトの信頼性向上のために第一層配線の下側全面に Ｔ
ｉ ＋ ＴｉＮのバリアメタルを設けた場合、第一層配
線からボンディングパッドを引き出すと、ボンディング
パッドの下では Ｔｉ とＰＳＧが接することになる。 ＰＳＧとの密着性においては Ｔｉ はアルミニウム（
Ａｌ−Ｓｉ合金を含む）より劣るから、ボンディング
試験では低い力でボンディングパッドが剥離する。
【０００９】一方、第二層より上層のアルミニウム配線
にはバリアメタルを設けないから、ボンディングパッド
を第二層より上層のアルミニウム配線から引き出せば、
第一層配線の下側全面に Ｔｉ ＋ ＴｉＮのバリアメ
タルが積層されていてもボンディングパッド下ではアル
ミニウムとＰＳＧが接しており、ボンディングパッドの
密着強度は低下することはなく、信頼性の高いボンディ
ングを得ることが出来る。
にはバリアメタルを設けないから、ボンディングパッド
を第二層より上層のアルミニウム配線から引き出せば、
第一層配線の下側全面に Ｔｉ ＋ ＴｉＮのバリアメ
タルが積層されていてもボンディングパッド下ではアル
ミニウムとＰＳＧが接しており、ボンディングパッドの
密着強度は低下することはなく、信頼性の高いボンディ
ングを得ることが出来る。
【００１０】
【実施例】本発明に基づく半導体装置の実施例を図を参
照しながら説明する。図１は本発明の実施例を示す断面
図である。図において、１はシリコン基板、２は第一の
絶縁膜、３はバリアメタル、４は第一層配線、５は第二
の絶縁膜、６は第二層配線、７は第三の絶縁膜、１１は
ボンディングパッド、１２はスルーホールである。
照しながら説明する。図１は本発明の実施例を示す断面
図である。図において、１はシリコン基板、２は第一の
絶縁膜、３はバリアメタル、４は第一層配線、５は第二
の絶縁膜、６は第二層配線、７は第三の絶縁膜、１１は
ボンディングパッド、１２はスルーホールである。
【００１１】第一の絶縁膜２は ＳｉＯ２ とＰＳＧの
二層構造（シリコン基板１側が ＳｉＯ２ ）である。 バリアメタル３は第一層配線４直下のみに存在し、Ｔｉ
（厚さ ２００Å程度）と ＴｉＮ （厚さ１０００
Å程度） との二層構造（第一の絶縁膜２側が Ｔｉ
）である。第一層配線４は Ａｌ 又は Ａｌ 合金か
らなる。第二の絶縁膜５は層間絶縁膜であり、ＰＳＧか
らなる。第二層配線６は Ａｌからなる。第三の絶縁膜
７はパッシペーション膜であり、ＰＳＧからなる。
二層構造（シリコン基板１側が ＳｉＯ２ ）である。 バリアメタル３は第一層配線４直下のみに存在し、Ｔｉ
（厚さ ２００Å程度）と ＴｉＮ （厚さ１０００
Å程度） との二層構造（第一の絶縁膜２側が Ｔｉ
）である。第一層配線４は Ａｌ 又は Ａｌ 合金か
らなる。第二の絶縁膜５は層間絶縁膜であり、ＰＳＧか
らなる。第二層配線６は Ａｌからなる。第三の絶縁膜
７はパッシペーション膜であり、ＰＳＧからなる。
【００１２】ボンディングパッド１１は第二層配線６上
の第三の絶縁膜７を開口して形成したものであり、第二
層配線６から引き出されているから直下にバリアメタル
３は存在しない。スルーホール１２は第二の絶縁膜５を
開口して形成したものであり、第二層配線６の材料が充
填されて第二層配線６と第一層配線４とを電気的に接続
している。
の第三の絶縁膜７を開口して形成したものであり、第二
層配線６から引き出されているから直下にバリアメタル
３は存在しない。スルーホール１２は第二の絶縁膜５を
開口して形成したものであり、第二層配線６の材料が充
填されて第二層配線６と第一層配線４とを電気的に接続
している。
【００１３】この様な構造の半導体装置は次のようにし
て得られる。先ず拡散層を形成したシリコン基板１の表
面全面にＣＶＤ法により ＳｉＯ２ とＰＳＧとをこの
順に被着して第一の絶縁膜２を形成する。次にこの第一
の絶縁膜２の所定の位置にリソグラフィ法によりコンタ
クトホールを開孔してシリコン基板１の拡散層を露出さ
せる（図示は省略）。その後スパッタリング法により、
上記コンタクトホールを含む全面に Ｔｉ と ＴｉＮ
とを連続して被着する。この上に更に Ａｌ 又は Ａ
ｌ 合金をスパッタリング法により被着する。その後こ
の Ｔｉ ＋ ＴｉＮ＋ Ａｌ 又はＡｌ 合金の三層
の金属薄膜をリソグラフィ法により同時にパターニング
して、同一パターンのバリアメタル３と第一層配線４と
を形成する。
て得られる。先ず拡散層を形成したシリコン基板１の表
面全面にＣＶＤ法により ＳｉＯ２ とＰＳＧとをこの
順に被着して第一の絶縁膜２を形成する。次にこの第一
の絶縁膜２の所定の位置にリソグラフィ法によりコンタ
クトホールを開孔してシリコン基板１の拡散層を露出さ
せる（図示は省略）。その後スパッタリング法により、
上記コンタクトホールを含む全面に Ｔｉ と ＴｉＮ
とを連続して被着する。この上に更に Ａｌ 又は Ａ
ｌ 合金をスパッタリング法により被着する。その後こ
の Ｔｉ ＋ ＴｉＮ＋ Ａｌ 又はＡｌ 合金の三層
の金属薄膜をリソグラフィ法により同時にパターニング
して、同一パターンのバリアメタル３と第一層配線４と
を形成する。
【００１４】次に全面にＣＶＤ法によりＰＳＧを被着し
て第二の絶縁膜５を形成した後、この第二の絶縁膜５の
所定の位置にリソグラフィ法によりスルーホール１２を
開孔して第一層配線４の一部を露出させる。次にこのス
ルーホール１２を含む全面に Ａｌをスパッタリング法
により被着し、これをリソグラフィ法によりパターニン
グして第二層配線６を形成する。次にＣＶＤ法によりＰ
ＳＧを被着して第三の絶縁膜７を形成した後、この第三
の絶縁膜７の所定の位置をリソグラフィ法により開孔し
て第二層配線６の一部を露出させ、ボンディングパッド
１１を形成する。
て第二の絶縁膜５を形成した後、この第二の絶縁膜５の
所定の位置にリソグラフィ法によりスルーホール１２を
開孔して第一層配線４の一部を露出させる。次にこのス
ルーホール１２を含む全面に Ａｌをスパッタリング法
により被着し、これをリソグラフィ法によりパターニン
グして第二層配線６を形成する。次にＣＶＤ法によりＰ
ＳＧを被着して第三の絶縁膜７を形成した後、この第三
の絶縁膜７の所定の位置をリソグラフィ法により開孔し
て第二層配線６の一部を露出させ、ボンディングパッド
１１を形成する。
【００１５】このようにして得た半導体装置のボンディ
ングパッド１１のボンディング試験を行った結果、ボン
ディングパッドの密着強度は従来例におけるボンディン
グパッド（図２の２１） の場合の約二倍の値が得られ
た。
ングパッド１１のボンディング試験を行った結果、ボン
ディングパッドの密着強度は従来例におけるボンディン
グパッド（図２の２１） の場合の約二倍の値が得られ
た。
【００１６】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施することが出来る。例えば三
層配線構造をなす半導体装置における第三層配線からボ
ンディングパッドを引き出す場合であっても、又、バリ
アメタルがＴｉ ＋ＴｉＮ 以外であっても、本発明は
有効である。
く、更に種々変形して実施することが出来る。例えば三
層配線構造をなす半導体装置における第三層配線からボ
ンディングパッドを引き出す場合であっても、又、バリ
アメタルがＴｉ ＋ＴｉＮ 以外であっても、本発明は
有効である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンタクトホール部におけるコンタクトの信頼性とボン
ディングの信頼性が共に高い半導体装置を提供すること
が出来、半導体装置の信頼性向上に寄与する。
コンタクトホール部におけるコンタクトの信頼性とボン
ディングの信頼性が共に高い半導体装置を提供すること
が出来、半導体装置の信頼性向上に寄与する。
【図１】 本発明の実施例を示す断面図である。
【図２】 従来例を示す断面図である。
１ シリコン基板
２ 第一の絶縁膜
３ バリアメタル
４ 第一層配線（第一層アルミニウム配線）５ 第
二の絶縁膜 ６ 第二層配線（第二層アルミニウム配線）７ 第
三の絶縁膜 １１， ２１ ボンディングパッド １２ スルーホール
二の絶縁膜 ６ 第二層配線（第二層アルミニウム配線）７ 第
三の絶縁膜 １１， ２１ ボンディングパッド １２ スルーホール
Claims (1)
- 【請求項１】 第一層配線（４） の下側全面にバリ
アメタル（３） を有し、ボンディングパッド（１１）
は第二層配線（６） 又はそれより上層の配線から引き
出されていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12806391A JPH04354132A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12806391A JPH04354132A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354132A true JPH04354132A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=14975555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12806391A Withdrawn JPH04354132A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04354132A (ja) |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP12806391A patent/JPH04354132A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980806 |