JPS6039847A - 半導体装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は有機性絶縁膜を用〜・たアルミニウム２層配線
構造を有する半導体装置に関する。

〔背景技術〕

多層アルミニウム配線構造を有する半導体装置にお（・
て、層間絶縁膜や保饅用絶縁膜に用〜・られるポリイミ
ド系樹脂等の耐熱性の有機樹脂は絶縁膜の厚膜化や平坦
化には有利であるが、吸湿性が大きいため外部から水が
浸入しゃすく、この水により上層の第２層アルミニウム
配線が粒界腐食を起こし断線不良を生ずることが知られ
ている。

そこで第２層配線にシリコン入りのアルミニウムを使用
することが本願発明者により開発された。

しかし、がかる技術にお（・ては、第１層と第２層のア
ルミニウム配線の重なり部分、たとえばボンディングパ
ノド部においては、ボンディング時のストレスなどが第
１層アルミニウム配線にががりやすく、この部分が純ア
ルミニウムであるために粒界腐食が第２層配線に比して
早期に発生しゃすく、その結果、半導体装置の耐湿レベ
ルな低下させている。又、チップ（基体）周辺部では側
面より絶縁膜の隙間から水が浸入しゃすく周辺部に形成
すれて℃・る第１層アルミニウム配線においてもアルミ
ニウム腐食を起こし断線不良を生ずるという問題点が生
ずるということが本発明者によりあきらかにされた。

〔発明２０目的〕 本発明は上述した問題を解決したものであり。

その目的とするところは、多層配線構造を有し。

有機性絶縁膜を使用する半導体装置にお℃・て、ポンデ
ィング・ストレス等による第１層アルミニウムの腐食断
線をなくすことのできる構造を提供することにある。

本発明の前記ｌ【らびにそのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるで
あろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、牛導体基体上に第１Ｊ＠配線が形成され、第
１層配線の上は有機性の第１層絶縁膜で覆われ、第１層
絶縁膜上に第２層配線が形成され、第２層配線の上は有
機性の第２層絶縁膜で覆われ第１層配線は第１層絶縁膜
の透孔な通して第２層配線と一部で接続されたアルミニ
ウム多層配線構造の半導体装置であって、第１層配線と
第２層配線とがシリコン又はアルミニウム以外の金屑を
含有するアルミニウムから形成されて（・ることにより
、第１層アルミニウム配線の耐湿性を高め前記目的が達
成できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であって、２層配線構造をも
つ半導体装置の一部断面図で示すものである。

１はシリコン結晶基体で、図示されな（・がその表面の
一部に不純物選択拡散により素子となる領域が形成され
る。２は基体表面に生成された酸化膜（ＳｉＯｚ）であ
る。３はシリコンを含むアルミニウムからなる第１層配
線である。このシリコン入りアルミニウム配線はシリコ
ンを２％程度含むアルミニウムを酸化膜２上に蒸着又は
スパッタし公知のホトエツチング技術によりパターニン
グし７たものであって、一部は前記素子に接続され、一
部は第２図に示すように、チップ（基体）周辺部でポン
ディングパッドへ接続し、かつ、その下地膜として形成
される。

４はポリイミド系樹脂等からなる第１層絶縁膜（層間絶
縁膜）である。この第１層絶縁膜はポリイミド樹脂（ポ
リマー）を第１層配線を充分に覆う厚さにスピンナー塗
布し、ベークすることによ−り形成される。

５はシリコンを含むアルミニウムよりなる第２層配線で
ある。この第２層配線５は一部で第１層絶縁膜４に開け
られた穴６（スルーホール）を通して第１層配線３に接
続され、その一部はチップ周辺部でポンディングパッド
とし℃形成される。

６はポリイミド系樹脂等からなる第２層絶縁膜（保護用
絶縁膜）である。

第２図は第２層配ｍ５形成後のチップの一部を平面図に
より示したものである。同図に示すようにチップ周辺部
に沿って第１Ｍ配線（３ａ）や、第２層配線からなるポ
ンディングパッド５ａが形成されている、 〔効果〕 以上実施例で１ｔ１２明した本発明によれば、下記の理
由で前記発明の目的が達成できる。

アルミニウム２層配線構造で第２層配線にシリコン入り
アルミニウムを使用するとともに第１層配線にもシリコ
ン入りアルミニウムを使用したことにより、チップ周辺
部の第１層配線のアルミニウムの粒界腐食及びボンディ
ング・ストレスによる第１層配線のアルミニウムの粒界
腐食を有効に阻止することができ、断線不良を改善する
ことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが９本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しな〜・範囲で種々変更
可能であることは（・うまでもない。たとえば、アルミ
ニウムに含ませる不純物としてはシリコン以外にニッケ
ル（Ｎｉ　）、　モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）
、パラジウム（Ｐｄ）等の金属元素を適当量混入するこ
とにより同様の効果を得ることができる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるポリイミド系樹脂等
を層間及び保護用絶縁膜に用いたアルミニウム多層配線
を有するＩＣ，ＬＳＩ等に適用した場合について説明し
たがそれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミニウム２層配線構造を有する半導体装置
の一例を示す断面図である。 第２図はアルミニウム２層配線構造火有する半導体装置
の一部平面図である。 １・・シリコン基体、２・・・酸化膜、３・・第１層配
線（アルミニウムーシリコン）、４・・・第１　Ｗ４絶
縁膜（層間絶縁膜、ポリイミド系樹脂）、５・・・第２
ｆｆｉ配線（アルミニウム・シリコン）、６・・スルホ
ール、７・・・第２層絶縁膜（保護用絶縁膜、ポリイミ
ド系樹脂）。 第１頁の続き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基体上に第１層配線が形成され、第１層配線
   の上は有機性の第１層絶縁膜で覆われ、第１層絶縁膜上
   に第２層配線が形成され、第２層配線の上は有機性の第
   ２層絶縁膜で覆われ、第１層配線は第１層絶縁膜の透孔
   な通して第２層配線と一部で接続されたアルミニウム多
   層配線構造を有し、第１層配線と第２層配線とはシリコ
   ン又はアルミニウム以外の金属を含有したアルミニウム
   から形成されていることを特徴とする半導体装置。 ２、有機性絶縁膜はポリイミド系樹脂である特許請求の
   範囲第１項記載の半導体装置。 ３、アルミニウムに対するシリコンの含有量は重量で２
   ％程度である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半
   導体装置。