JPH04373130A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH04373130A JPH04373130A JP17722291A JP17722291A JPH04373130A JP H04373130 A JPH04373130 A JP H04373130A JP 17722291 A JP17722291 A JP 17722291A JP 17722291 A JP17722291 A JP 17722291A JP H04373130 A JPH04373130 A JP H04373130A
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- metal wiring
- slits
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- wiring layer
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Links
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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】本発明は半導体装置に係わり、特
に大面積の金属配線層が設けられた半導体装置の改良に
関する。
に大面積の金属配線層が設けられた半導体装置の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の種類によっては、半導体基
板上に比較的大面積の金属配線層が設けられる場合があ
る。例えば、図５に示すように、何らかの半導体回路が
形成された半導体基板２上に層間絶縁膜層４が形成され
、その層間絶縁膜層４上に、比較的大面積の金属配線層
６が形成され、その金属配線層６の上に層間絶縁膜８が
形成される場合がある。また、多層配線に際しては、こ
の層間絶縁膜８上にさらに金属配線層と層間絶縁膜とが
繰り返し形成されることがある。
板上に比較的大面積の金属配線層が設けられる場合があ
る。例えば、図５に示すように、何らかの半導体回路が
形成された半導体基板２上に層間絶縁膜層４が形成され
、その層間絶縁膜層４上に、比較的大面積の金属配線層
６が形成され、その金属配線層６の上に層間絶縁膜８が
形成される場合がある。また、多層配線に際しては、こ
の層間絶縁膜８上にさらに金属配線層と層間絶縁膜とが
繰り返し形成されることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような半導体装置
１０では、金属配線層６の下側の層間絶縁膜層４または
上側の層間絶縁膜層８が、図５に示すように、そり変形
または膨らみ変形するおそれがある。このような層間絶
縁膜層４の変形により、金属配線層６には、ストレス・
マイグレーションが生じ、アメーバ状損失部分１２が生
じる。また、層間絶縁膜層８には、クラック１４が生じ
る場合がある。
１０では、金属配線層６の下側の層間絶縁膜層４または
上側の層間絶縁膜層８が、図５に示すように、そり変形
または膨らみ変形するおそれがある。このような層間絶
縁膜層４の変形により、金属配線層６には、ストレス・
マイグレーションが生じ、アメーバ状損失部分１２が生
じる。また、層間絶縁膜層８には、クラック１４が生じ
る場合がある。
【０００４】金属配線層６にストレス・マイグレーショ
ンが生じると、配線断面積が減少し、電流密度が激増し
、耐エレクトロン・マイグレーション特性が劣化し、エ
レクトロン・マイグレーションによる断線現象が発生し
易くなる。また、層間絶縁膜層８にクラック１４が生じ
ると、絶縁層としての信頼性が低下する。
ンが生じると、配線断面積が減少し、電流密度が激増し
、耐エレクトロン・マイグレーション特性が劣化し、エ
レクトロン・マイグレーションによる断線現象が発生し
易くなる。また、層間絶縁膜層８にクラック１４が生じ
ると、絶縁層としての信頼性が低下する。
【０００５】このような現象が生じる理由は必ずしも明
らかではないが、絶縁膜層が圧縮内部応力を持っている
場合に、絶縁膜層がそり変形して内部応力を解放しよう
とし、この変形によって生じる体積差が応力を生じ、ス
トレス・マイグレーションを生じさせると考えられてい
る。このようなストレス・マイグレーションを防止する
手段として、絶縁膜層形成時の条件を制御することによ
り、絶縁膜層に生じる圧縮内部応力を軽減することも考
えられる。しかしながら、このように絶縁膜層形成時の
条件を制御したとしても、ストレス・マイグレーション
を有効に防止することはできない。また、絶縁膜層形成
時の条件を厳しくすることは、製造コストの上昇を招き
好ましくない。本発明者は、金属配線層に所定のスリッ
ト群を形成することで、金属配線層と絶縁膜層との密着
性を向上させることにより、特に比較的大面積の金属配
線層に生じるおそれのあるストレス・マイグレーション
を有効に防止し得ることを見い出し、本発明を完成する
に至った。
らかではないが、絶縁膜層が圧縮内部応力を持っている
場合に、絶縁膜層がそり変形して内部応力を解放しよう
とし、この変形によって生じる体積差が応力を生じ、ス
トレス・マイグレーションを生じさせると考えられてい
る。このようなストレス・マイグレーションを防止する
手段として、絶縁膜層形成時の条件を制御することによ
り、絶縁膜層に生じる圧縮内部応力を軽減することも考
えられる。しかしながら、このように絶縁膜層形成時の
条件を制御したとしても、ストレス・マイグレーション
を有効に防止することはできない。また、絶縁膜層形成
時の条件を厳しくすることは、製造コストの上昇を招き
好ましくない。本発明者は、金属配線層に所定のスリッ
ト群を形成することで、金属配線層と絶縁膜層との密着
性を向上させることにより、特に比較的大面積の金属配
線層に生じるおそれのあるストレス・マイグレーション
を有効に防止し得ることを見い出し、本発明を完成する
に至った。
【０００６】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
、製造コストを増大させることなく、特に比較的大面積
の金属配線層に生じるおそれのあるストレス・マイグレ
ーションを有効に防止し得る半導体装置を提供すること
を目的とする。
、製造コストを増大させることなく、特に比較的大面積
の金属配線層に生じるおそれのあるストレス・マイグレ
ーションを有効に防止し得る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】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置では、金属配線層に、ストレス
・マイグレーション防止用のスリット群が形成してある
。上記スリット群は、所定間隔に平行に配置されている
ことが好ましい。また、上記スリット群にそれぞれ形成
してある各スリットは、隣合うスリット群で互い違いに
なるように配置してあることが好ましい。
に、本発明の半導体装置では、金属配線層に、ストレス
・マイグレーション防止用のスリット群が形成してある
。上記スリット群は、所定間隔に平行に配置されている
ことが好ましい。また、上記スリット群にそれぞれ形成
してある各スリットは、隣合うスリット群で互い違いに
なるように配置してあることが好ましい。
【０００８】
【作用】本発明の半導体装置では、金属配線層にスリッ
ト群が形成してあるため、金属配線層の上部または下部
に形成される絶縁膜層との密着性が向上するなどの理由
から、絶縁膜層の内部応力による膨らみ変形が生じ難く
なり、結局ストレス・マイグレーションを有効に防止す
ることができる。また、このようなスリット群は、金属
配線層をパターンニングする際に同時に形成することが
可能であるため、製造工程が増大することがない。
ト群が形成してあるため、金属配線層の上部または下部
に形成される絶縁膜層との密着性が向上するなどの理由
から、絶縁膜層の内部応力による膨らみ変形が生じ難く
なり、結局ストレス・マイグレーションを有効に防止す
ることができる。また、このようなスリット群は、金属
配線層をパターンニングする際に同時に形成することが
可能であるため、製造工程が増大することがない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る半導体装置に
ついて、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発
明の一実施例に係る半導体装置の要部断面図、図２は図
１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は本発明の他
の実施例に係るスリット群形状を示す断面図、図４は本
発明の作用を示すグラフである。
ついて、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発
明の一実施例に係る半導体装置の要部断面図、図２は図
１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は本発明の他
の実施例に係るスリット群形状を示す断面図、図４は本
発明の作用を示すグラフである。
【００１０】図１に示す実施例の半導体装置２０では、
何らかの半導体回路が形成された半導体基板２上に第１
の層間絶縁膜層４が形成され、その第１の層間絶縁膜層
４上に、比較的大面積の金属配線層２１が形成され、そ
の金属配線層２１の上に第２の層間絶縁膜８が形成され
ている。また、多層配線に際しては、この層間絶縁膜８
上にさらに金属配線層と層間絶縁膜とが繰り返し形成さ
れることがある。
何らかの半導体回路が形成された半導体基板２上に第１
の層間絶縁膜層４が形成され、その第１の層間絶縁膜層
４上に、比較的大面積の金属配線層２１が形成され、そ
の金属配線層２１の上に第２の層間絶縁膜８が形成され
ている。また、多層配線に際しては、この層間絶縁膜８
上にさらに金属配線層と層間絶縁膜とが繰り返し形成さ
れることがある。
【００１１】半導体基板２としては、特に限定されず、
例えばＳｉ基板が用いられる。この半導体基板２の表面
に形成される半導体回路の種類も特に限定されない。
例えばＳｉ基板が用いられる。この半導体基板２の表面
に形成される半導体回路の種類も特に限定されない。
【００１２】本実施例では、第１の層間絶縁膜層４と第
２の層間絶縁膜層８との間に形成される金属配線層２１
に、図２に示すように、所定間隔Ａで平行に配置された
スリット郡２４が３列に形成してある。各スリット郡２
４を構成する各スリット２２は、所定間隔Ｃの間隔で配
列され、金属配線層２１の層を貫通するように形成され
る。
２の層間絶縁膜層８との間に形成される金属配線層２１
に、図２に示すように、所定間隔Ａで平行に配置された
スリット郡２４が３列に形成してある。各スリット郡２
４を構成する各スリット２２は、所定間隔Ｃの間隔で配
列され、金属配線層２１の層を貫通するように形成され
る。
【００１３】スリット郡の間隔Ａは、特に限定されない
が、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、特に好ま
しくは１５μｍ以下である。各スリット２２のスリット
幅Ｂは、特に限定されないが、１μｍ以上、好ましくは
１．５μｍ以上、特に好ましくは２μｍ以上である。ま
た、各スリット２２の列方向幅Ｃは、特に限定されない
が、１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に好ま
しくは５μｍ以下である。また、各スリット２２の長さ
Ｄは、特に限定されないが、１０μｍ以上、好ましくは
１５μｍ以上、特に好ましくは２０μｍ以上である。こ
のような寸法範囲にすることで、ストレス・マイグレー
ションを有効に防止することができる。
が、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、特に好ま
しくは１５μｍ以下である。各スリット２２のスリット
幅Ｂは、特に限定されないが、１μｍ以上、好ましくは
１．５μｍ以上、特に好ましくは２μｍ以上である。ま
た、各スリット２２の列方向幅Ｃは、特に限定されない
が、１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に好ま
しくは５μｍ以下である。また、各スリット２２の長さ
Ｄは、特に限定されないが、１０μｍ以上、好ましくは
１５μｍ以上、特に好ましくは２０μｍ以上である。こ
のような寸法範囲にすることで、ストレス・マイグレー
ションを有効に防止することができる。
【００１４】金属配線層２１を構成する金属としては、
特に限定されないが、アルミニウム、銅、金、プラチナ
、チタン、タングステンなどを用いることができる。
特に限定されないが、アルミニウム、銅、金、プラチナ
、チタン、タングステンなどを用いることができる。
【００１５】層間絶縁膜層４，８を構成する絶縁膜とし
ては、特に限定されないが、例えば酸化珪素膜、窒化珪
素膜、リンドープ酸化珪素膜（ＰＳＧ膜）、ボロンドー
プ酸化珪素膜（ＢＳＧ）等が例示される。これらは、例
えばＣＶＤ法により成膜される。
ては、特に限定されないが、例えば酸化珪素膜、窒化珪
素膜、リンドープ酸化珪素膜（ＰＳＧ膜）、ボロンドー
プ酸化珪素膜（ＢＳＧ）等が例示される。これらは、例
えばＣＶＤ法により成膜される。
【００１６】本実施例の半導体装置２０では、金属配線
層２１に所定のパターンでスリット群２４が形成してあ
るため、金属配線層２１の上部に形成される第２の層間
絶縁膜層８の成膜時に、この絶縁膜層８が、スリット郡
２４の各スリット２２内に入り込み、上下の絶縁物膜層
４，８の密着性が向上する。このため、絶縁膜層４，８
の内部応力による膨らみ変形が生じ難くなり、結局スト
レス・マイグレーションを有効に防止することができる
。
層２１に所定のパターンでスリット群２４が形成してあ
るため、金属配線層２１の上部に形成される第２の層間
絶縁膜層８の成膜時に、この絶縁膜層８が、スリット郡
２４の各スリット２２内に入り込み、上下の絶縁物膜層
４，８の密着性が向上する。このため、絶縁膜層４，８
の内部応力による膨らみ変形が生じ難くなり、結局スト
レス・マイグレーションを有効に防止することができる
。
【００１７】また、このようなスリット群２２は、金属
配線層２１を、エチッングなどの手段でパターンニング
する際に、同時に形成することが可能であるため、製造
工程が増大することがない。
配線層２１を、エチッングなどの手段でパターンニング
する際に、同時に形成することが可能であるため、製造
工程が増大することがない。
【００１８】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。例えば、スリット郡２２のパターン形状は
、上述した実施例に限定されるものではなく、ストレス
・マイグレーションを防止する観点から、種々に改変す
ることが可能である。例えば、図３に示すように、平行
に配置されたスリット郡３４の各スリット３２は、隣合
うスリット群３４でそれぞれ互い違いになるように配置
するようにしても良い。このようなパターンニングは、
金属配線層３１をエッチングするためのマスクパターン
を代えるだけで容易に実現できる。
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。例えば、スリット郡２２のパターン形状は
、上述した実施例に限定されるものではなく、ストレス
・マイグレーションを防止する観点から、種々に改変す
ることが可能である。例えば、図３に示すように、平行
に配置されたスリット郡３４の各スリット３２は、隣合
うスリット群３４でそれぞれ互い違いになるように配置
するようにしても良い。このようなパターンニングは、
金属配線層３１をエッチングするためのマスクパターン
を代えるだけで容易に実現できる。
【００１９】このように、各スリット３２を平行にしか
も互い違いに配置することで、図４の曲線Ｘに示すよう
に、各スリットを単に平行に配置した図２に示すような
スリット郡が形成してある半導体装置（曲線Ｙで示す）
に比較し、各スリット間間隔Ａをより大きくしても、ス
トレス・マイグレーションの発生率を低く押さえること
が可能である。また、上述した実施例では、半導体基板
２上に層間絶縁膜４を形成した上に金属配線層２１を形
成しているが、これに限定されることなく、半導体基板
上に直接金属配線層２１を形成するようにした半導体装
置にも本発明の適用が可能である。また、複層の金属配
線層が形成してある半導体装置にも本発明の適用が可能
である。
も互い違いに配置することで、図４の曲線Ｘに示すよう
に、各スリットを単に平行に配置した図２に示すような
スリット郡が形成してある半導体装置（曲線Ｙで示す）
に比較し、各スリット間間隔Ａをより大きくしても、ス
トレス・マイグレーションの発生率を低く押さえること
が可能である。また、上述した実施例では、半導体基板
２上に層間絶縁膜４を形成した上に金属配線層２１を形
成しているが、これに限定されることなく、半導体基板
上に直接金属配線層２１を形成するようにした半導体装
置にも本発明の適用が可能である。また、複層の金属配
線層が形成してある半導体装置にも本発明の適用が可能
である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の半導
体装置では、金属配線層にスリット群が形成してあるた
め、金属配線層の上部または下部に形成される絶縁膜層
との密着性が向上するなどの理由から、絶縁膜層の内部
応力による膨らみ変形が生じ難くなり、結局ストレス・
マイグレーションを有効に防止することができる。また
、このようなスリット群は、金属配線層をパターンニン
グする際に同時に形成することが可能であるため、製造
工程が増大することがない。その結果、製造コストが増
大することもない。
体装置では、金属配線層にスリット群が形成してあるた
め、金属配線層の上部または下部に形成される絶縁膜層
との密着性が向上するなどの理由から、絶縁膜層の内部
応力による膨らみ変形が生じ難くなり、結局ストレス・
マイグレーションを有効に防止することができる。また
、このようなスリット群は、金属配線層をパターンニン
グする際に同時に形成することが可能であるため、製造
工程が増大することがない。その結果、製造コストが増
大することもない。
【図１】図１は本発明の一実施例に係る半導体装置の要
部断面図である。
部断面図である。
【図２】図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図で
ある。
ある。
【図３】図３は本発明の他の実施例に係るスリット群形
状を示す断面図である。
状を示す断面図である。
【図４】図４は本発明の作用を示すグラフである。
【図５】図５は従来の半導体装置の要部断面図である。
２ 半導体基板
４，８ 層間絶縁膜
６，２１ 金属配線層
１０，２０ 半導体装置
２２，３２ スリット
２４，３４ スリット郡
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に、直接またはその他の
層を介して金属配線層及び層間絶縁膜層が形成してある
半導体装置において、上記金属配線層には、ストレス・
マイグレーション防止用のスリット群が形成してある半
導体装置。 - 【請求項２】 スリット群は、所定間隔に平行に配置
されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装
置。 - 【請求項３】 上記スリット群にそれぞれ形成してあ
る各スリットが、隣合うスリット群で互い違いになるよ
うに配置してあることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17722291A JPH04373130A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17722291A JPH04373130A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04373130A true JPH04373130A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=16027296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17722291A Pending JPH04373130A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04373130A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147812A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-06-08 | Ricoh Co Ltd | 積層薄膜電気配線板 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP17722291A patent/JPH04373130A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147812A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-06-08 | Ricoh Co Ltd | 積層薄膜電気配線板 |
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