JPS5914649A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5914649A JPS5914649A JP12389282A JP12389282A JPS5914649A JP S5914649 A JPS5914649 A JP S5914649A JP 12389282 A JP12389282 A JP 12389282A JP 12389282 A JP12389282 A JP 12389282A JP S5914649 A JPS5914649 A JP S5914649A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromigration
- wirings
- metal wiring
- metal
- contact hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置にかがシ、とくに半導体装置におい
て広く用いられている金属配線とシリコンとのコンタク
ト部における構造に関するものである。近年、高集積化
された半導体集積回路の故障原因として配線のエレクト
ロマイグレイシ冒ンが大きな問題となっている。。
て広く用いられている金属配線とシリコンとのコンタク
ト部における構造に関するものである。近年、高集積化
された半導体集積回路の故障原因として配線のエレクト
ロマイグレイシ冒ンが大きな問題となっている。。
エレクトロマイグレイシ璽ンとは基本的には拡散現象の
一積で金属原子のランダムな自己拡散が電流との相互作
用によシある方向を持ったものである。エレクトロマイ
グレイシ璽ンにおける金属原子の流れは金属配線中の結
晶粒界に沿って起こシ金属配線の温度勾配、材質（結晶
粒界の径、分布及び方向）、電流密度、幾何学的形状寸
法尋の原因によシネ連続を起こし、その不連続な点でボ
イドやヒロックを発生し、ボイドが集まった所で断線す
る。電流密丸は、エレクトロマイグレイシ四ンに大きな
影響を与え、高い電流密度を有する場所ではエレクト四
マイグレーシ璽ンの速度が速い。
一積で金属原子のランダムな自己拡散が電流との相互作
用によシある方向を持ったものである。エレクトロマイ
グレイシ璽ンにおける金属原子の流れは金属配線中の結
晶粒界に沿って起こシ金属配線の温度勾配、材質（結晶
粒界の径、分布及び方向）、電流密度、幾何学的形状寸
法尋の原因によシネ連続を起こし、その不連続な点でボ
イドやヒロックを発生し、ボイドが集まった所で断線す
る。電流密丸は、エレクトロマイグレイシ四ンに大きな
影響を与え、高い電流密度を有する場所ではエレクト四
マイグレーシ璽ンの速度が速い。
従来の半導体集積回路では近年の高集積化の要求に対し
金属配線の微細化を実施しているだけであるので、金属
配線の寿命が短かくなるという難点がありた。
金属配線の微細化を実施しているだけであるので、金属
配線の寿命が短かくなるという難点がありた。
本発明の目的は、高集積化を目的とする半導体集積回路
においてその故障原因として近年ますます重要な問題と
なっているエレクトロマイグレーシ璽ンによる金属配線
の断線を防止することＫあシ、高集積化の為更に金属配
線が縮小された場合においても十分な寿命を有するアル
ミニウム配線を提供することにある。
においてその故障原因として近年ますます重要な問題と
なっているエレクトロマイグレーシ璽ンによる金属配線
の断線を防止することＫあシ、高集積化の為更に金属配
線が縮小された場合においても十分な寿命を有するアル
ミニウム配線を提供することにある。
本発明の特徴は、金属配線とシリコンとの矩形状のコン
タクト孔の長辺が金属配線の方向と平行となるようにす
ることによって、金属配線の寿命の改善を計ることにあ
る。
タクト孔の長辺が金属配線の方向と平行となるようにす
ることによって、金属配線の寿命の改善を計ることにあ
る。
従来の半導体集積回路における金属配線とシリコンとの
コンタクト部は、平面図か第１図１、断面図が第２図に
示すような構造をしていた。図にお。
コンタクト部は、平面図か第１図１、断面図が第２図に
示すような構造をしていた。図にお。
いて、１は金属配線、２はシリコン（例えは拡散層）、
３はコンタクト孔、４は配線の方向に直角な方向のコン
タクト孔の長さく以下りと記号で示す）、５は配線の方
向に平行な方向のコンタクト孔の長さく以下Ｗと記号で
示す。）６は酸化膜、７はシリコン基板である。
３はコンタクト孔、４は配線の方向に直角な方向のコン
タクト孔の長さく以下りと記号で示す）、５は配線の方
向に平行な方向のコンタクト孔の長さく以下Ｗと記号で
示す。）６は酸化膜、７はシリコン基板である。
金属とシリコンとのコンタクト部におけるエレクトロマ
イグレイシ■ンについては、コンタクト孔のＷに沿って
電流密度が指数関数的に減少するので、コンタクト孔の
寸法を一定とすれば、ＷがＬより長いコンタクト孔よシ
もＬがＷよシ長いコンタクト孔の方が電流密度のＷに沿
っての変化が急激となるためエレクトロマイグレイシ冒
ンによる金属配線の寿命が短かくなっていた。
イグレイシ■ンについては、コンタクト孔のＷに沿って
電流密度が指数関数的に減少するので、コンタクト孔の
寸法を一定とすれば、ＷがＬより長いコンタクト孔よシ
もＬがＷよシ長いコンタクト孔の方が電流密度のＷに沿
っての変化が急激となるためエレクトロマイグレイシ冒
ンによる金属配線の寿命が短かくなっていた。
次に本発明の一実施例で説明する。
本発明実施例による半導体装置におけるコン、タクト孔
の特徴は、コンタクト孔の寸法を第１図と同一とした場
合に、半導体装置内のすべてのコンタクト孔の配置を第
３図のように第１図におけるコンタクト孔を９０度回転
させたものでＬとＷの長さが第１図と全く反対になって
いることである。
の特徴は、コンタクト孔の寸法を第１図と同一とした場
合に、半導体装置内のすべてのコンタクト孔の配置を第
３図のように第１図におけるコンタクト孔を９０度回転
させたものでＬとＷの長さが第１図と全く反対になって
いることである。
このようにすれば、コンタクト部における電流密度のＷ
に沿っての変化が従来の第１図の場合と比較してゆるや
かとなるので、コンタクト部における金属配線のエレク
トロマイグレーシ璽ンによって決定される寿命を伸ばす
ことが可能である。
に沿っての変化が従来の第１図の場合と比較してゆるや
かとなるので、コンタクト部における金属配線のエレク
トロマイグレーシ璽ンによって決定される寿命を伸ばす
ことが可能である。
次に本発明の製造プロセスを第４図を用いて説明する。
まずシリコン基板７中に不純物層２を設ける。次に酸化
膜６を形成し、選択的除去法にょシコンタクト孔を設け
る部分の酸化膜を除去する。
膜６を形成し、選択的除去法にょシコンタクト孔を設け
る部分の酸化膜を除去する。
最後に金属膜を形成し、再び選択的除去法にょシ第４図
のような構造とする。
のような構造とする。
コンタクト部におけるアルミニウム配線のエレクトロマ
イグレイシ百ンによる寿命は次式で決まる。
イグレイシ百ンによる寿命は次式で決まる。
ＭＴＴＦ＝（Ａｏ−Ｗ／Ｊ）ｅＸＩ）（（α／Ｌ）±（
φ／ＲＴ）〕・・・・・・（１） 上式中でＡ。は比例定数、Ｗは金属配線の方向に平行な
コンタクト孔の長さＪは電流密度、αはアルミニウムの
粒径寸法定数、Ｌは配線の方向に直角な方向のコンタク
ト孔の長さくＷと直角方向）で、φは活性化エネルギー
、Ｒはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。従来のコ
ンタクト孔の寸法として、 ｌ＝３μｍ、Ｗ＝１ｆｉｍｅ本発明の実施例として、Ｌ
＝ＩＪｉｍ、 ｗ＝＝３ μｍ とし、Ｔ＝３４３にと
すればコンタクト部におけるアルミニウム配線の寿命に
おいて、本発明の方がおよそ２００から６００倍優れて
いることが確められる。□エレクトロマイグレイシーン
によっそ決定されるコンタクト部のアルミニウム配線の
寿命は、コンタシト孔の面積が大きくしかもコンタクト
孔の数が多い方が長くなることは勿論である。またコン
タクト部の具体的な例としてここでは、金属配線と、シ
リコンのコンタクト部を例として示したが、金属配線と
ポリシリコンとのコンタクト部についても同様のことが
成シ立つので本発明が適用可能であるので、□半導体装
置内の全てのコンタクト孔の配置を第３図のようにし、
さらに可能な限シコンタクト孔の数を増やすことで本発
明が有効に実施される。
φ／ＲＴ）〕・・・・・・（１） 上式中でＡ。は比例定数、Ｗは金属配線の方向に平行な
コンタクト孔の長さＪは電流密度、αはアルミニウムの
粒径寸法定数、Ｌは配線の方向に直角な方向のコンタク
ト孔の長さくＷと直角方向）で、φは活性化エネルギー
、Ｒはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。従来のコ
ンタクト孔の寸法として、 ｌ＝３μｍ、Ｗ＝１ｆｉｍｅ本発明の実施例として、Ｌ
＝ＩＪｉｍ、 ｗ＝＝３ μｍ とし、Ｔ＝３４３にと
すればコンタクト部におけるアルミニウム配線の寿命に
おいて、本発明の方がおよそ２００から６００倍優れて
いることが確められる。□エレクトロマイグレイシーン
によっそ決定されるコンタクト部のアルミニウム配線の
寿命は、コンタシト孔の面積が大きくしかもコンタクト
孔の数が多い方が長くなることは勿論である。またコン
タクト部の具体的な例としてここでは、金属配線と、シ
リコンのコンタクト部を例として示したが、金属配線と
ポリシリコンとのコンタクト部についても同様のことが
成シ立つので本発明が適用可能であるので、□半導体装
置内の全てのコンタクト孔の配置を第３図のようにし、
さらに可能な限シコンタクト孔の数を増やすことで本発
明が有効に実施される。
以上、本発明は高集積化に伴い高信頼性を有する半導体
集積回路の実現に極めて有効である。
集積回路の実現に極めて有効である。
第１′図は従来の金属配線とシリコンとのコンタクト部
の構造を示す平面図、電２図はその断面図、第３図は本
発明実施例による金属配線とシリコンとのコンタクト部
の構造を示す平面図、第４図はその断面図、である。 尚、図において、１・・・・・・金属配線、２・旧・・
シリコン（例えば拡散層）、３・・・・・・コンタクト
孔、４・・・・・・金属配線の方向と直角なコンタクト
孔の長さ、５・・・・・・金属配線の方向に平行なコン
タクト孔の長さ、６・・・・・・酸化膜、７・・・・・
・シリコン基板、である。
の構造を示す平面図、電２図はその断面図、第３図は本
発明実施例による金属配線とシリコンとのコンタクト部
の構造を示す平面図、第４図はその断面図、である。 尚、図において、１・・・・・・金属配線、２・旧・・
シリコン（例えば拡散層）、３・・・・・・コンタクト
孔、４・・・・・・金属配線の方向と直角なコンタクト
孔の長さ、５・・・・・・金属配線の方向に平行なコン
タクト孔の長さ、６・・・・・・酸化膜、７・・・・・
・シリコン基板、である。
Claims (1)
- 基板上に絶縁膜が設けられ、該絶縁膜に矩形状のコンタ
クト孔に接続される金属配線の延在する方向と該コンタ
クト孔の長辺とが平行であることを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12389282A JPS5914649A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12389282A JPS5914649A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5914649A true JPS5914649A (ja) | 1984-01-25 |
Family
ID=14871925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12389282A Pending JPS5914649A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5914649A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125236U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-16 | ||
| EP0702407A3 (en) * | 1989-11-10 | 1997-01-29 | Toshiba Kk | Conductor pattern of a semiconductor integrated circuit arrangement |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP12389282A patent/JPS5914649A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125236U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-16 | ||
| EP0702407A3 (en) * | 1989-11-10 | 1997-01-29 | Toshiba Kk | Conductor pattern of a semiconductor integrated circuit arrangement |
| USRE37059E1 (en) | 1989-11-10 | 2001-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wiring pattern of semiconductor integrated circuit device |
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