JPS6148779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路装置、特にその表面上
の配線として多層構造とされた多層配線の構造に
関わるもので、半導体集積回路装置表面に例えば
２層配線を形成するには、まず例えば多結晶シリ
コン配線を形成してこれを絶縁層で覆い、さらに
その上に例えば金属配線を形成する。そして金属
配線と多結晶シリコン配線との電気的接触（以
下、コンタクトと称す）をとるには、該多結晶シ
リコン配線の上の絶縁膜にコンタクト用の穴をあ
けねばならない。信号処理用の半導体集積回路装
置では、流れる電流は微弱なものであるから、大
部分のコンタクト用穴は本来極く微細なもので足
り得る。しかし、半導体集積回路装置を製造する
場合、マスク位置合せ精度を考慮して歩留良くあ
けられるコンタクト用穴の寸法には限度があつ
て、これにより実際のコンタクト用穴の面積が規
定されている。

この製造技術からくる制約を考慮した従来の２
層配線構造を第１図に示す。即ち、シリコン基板
１の上に絶縁膜２を介して一層目の多結晶シリコ
ン配線３が形成されていて、絶縁膜２にあけたコ
ンタクト用穴４を通して二層目の金属配線５と多
結晶シリコン配線３を接触させている。このと
き、前述のごとくコンタクト用穴４の大きさが規
定されるので、この接触部では他の多結晶シリコ
ン配線部３よりもさらに回りに張り出した部分３
を設けている。これは、コンタクト用穴４の製造
工程での位置合わせずれを見込んで、コンタクト
用穴４が多結晶シリコン配線３からはみ出すこと
がないようにするためである。これと同時に、金
属配線５が多結晶シリコン配線層３の横にはみ出
さないようにするためでもある。特に後者の場合
は、金属配線５の端部が多結晶シリコン３′の端
部に重なると、多結晶シリコンの端部での段差の
ために、金属配線を形成する写真蝕刻工程での露
光にバラツキが生じ、金属配線５の端部が波打つ
て配線短絡が生じるのを防止するためである。

しかしながら、第１図のようにコンタクト穴４
のまわりにはり出し部３′を設けることは、この
多結晶シリコン配線３の隣に平行に走る他の多結
晶シリコン配線との間隔が、コンタクト部の近く
では狭くなることを意味する。一方、隣同志の多
結晶シリコン配線の間隔は、集積度を上げるため
に、製造技術上許容され得る最小値で設計される
のが普通であるから、はり出し部３′による間隔
の狭まりは許容されない。つまりは、はり出し部
３′の場所での多結晶シリコン配線の間隔をその
最小値にしなければならないから、隣の多結晶シ
リコン配線部分は、はり出した分だけ遠ざけねば
ならず、結局は配線密度が低下する。

また、コンタクト部のはり出し部３′を無くそ
うとすると、多結晶シリコン配線３の全体を、は
り出し部３′と同じ巾にしなければならず、これ
もまた配線密度を低下させることになる。

更に、多結晶シリコン配線群と金属配線群を互
いに平行に走らせる場合、従来はその平面図を第
２図に示すように、二つの多結晶シリコン配線３
の間上に、金属配線５を走らせていた。これは、
第１図についての説明ですでに述べたように、多
結晶シリコン配線３の真上に金属配線を走らせる
と、多結晶シリコン配線３の端部に於ける段差の
ため、金属配線を形成する写真蝕刻工程での歩留
が低くなるためである。かかる構造において、多
結晶シリコン配線３と金属配線５とのコンタクト
をとるには、コンタクト穴４の上に金属配線のは
り出し部分５′を設けねばならない。このため、
次の多結晶シリコン配線３同志の間上には、金属
配線５を通すことが出来なくなり、よつて配線密
度を低下させざるを得なかつた。

本発明の目的は、多結晶シリコン配線と金属配
線等の二層配線構造での上履および下層のコンタ
クト形成に関わる上記問題点を解決し、配線密度
を向上すると共に歩留りをも向上した多層配線構
造をもつ半導体集積回路装置を提供することにあ
る。

本発明によれば、絶縁層を介して二つの配線層
を有し、それら二つの配線層は、下層の配線層の
長手方向端部の一方にまたがつて絶縁層に設けら
れた開孔を介して電気的に接続されていることを
特徴とする半導体集積回路装置を得る。

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明
する。

第３図ａ，ｂおよびｃは各々本発明の一実施例
を示す装置の、特に上層および下層配線層のコン
タクト部を示す平面、Ａ−A′およびＢ−B′断面
図である。即ち、シリコン基板１上の絶縁膜１２
を多結晶シリコン配線１３上の絶縁膜１２′より
も充分に厚く形成すると共に多結晶シリコン配線
１３を同一幅とし、かつコンタクト穴１４を多結
晶シリコン配線１３から一定寸法（例えば１μｍ
程度）だけはみ出させてあけるのである。この
時、第４図ｃに示すように、多結晶シリコンに接
する部分１６の絶縁膜１２が一部除去されるが、
この部分の絶縁層１２は充分に厚いので、基板シ
リコン１１にまでコンタクト穴４が達することは
ない。従つて、コンタクト穴１４よりも狭い幅を
もつ多結晶シリコン配線１３を形成することがで
き、しかも金属配線１５をその上に形成してもこ
れと基板シリコン１１との間に不所望な電気的短
絡が形成されることはない。

かかる構造によれば、従来必要であつたコンタ
クト穴４のまわりの多結晶シリコンのはり出し部
３は無いから、多結晶シリコン配線１３の密度を
低下させることなくコンタクト穴１４を形成する
ことができる。

ところで、コンタクト穴１４を多結晶配線１３
からずらして形成した場合、そのエツチング工程
によつて基板１１上の絶縁膜１２もエツチングさ
れる。このため、金属配線１５と基板１１との間
隔が狭くなり、金属配線１５に印加される電位に
よつては基板１１の表面に反転層が形成されるお
それがある。これを防ぐために、多結晶シリコン
配線１３又は金属配線１５と基板１１との間の絶
縁層１２の厚さは、その動作電圧や基板濃度にも
よるが、少なくとも9000Å以上必要となる。

更に、かかる実施例では、コンタクト穴１４の
はみ出しと共に、金属配線１５も多結晶シリコン
配線３から一定方向にずらした位置に形成してい
る。このため、金属配線１５の端部は、多結晶シ
リコン配線１３の端部と重なることは無く、多結
晶シリコン配線３の部部での段差による金属配線
１５同志の短絡という問題点が解決される。

なお、第３図に於いて、コンタクト穴１４の一
部は金属配線１５に依つて覆われずに多結晶シリ
コン配線層１３が露出しているが、半導体集積回
路装置では、製造の最終工程に、装置表面を絶縁
膜で覆う工程が有るのが普通だから、この部分も
最終的には絶縁膜で覆われ、よつて装置の特性に
悪影響を与えることはない。

そして、本発明は互いに平行に走る多結晶シリ
コン配線群と、この配線群に平行で、かつ、その
内部でも互いに平行な金属配線群よりなる２層配
線に適用した場合に、その効果が最も明瞭にな
る。

すなわち、第４図にその一例の平面図を示すよ
うに、多結晶シリコン配線群１３と金属配線群１
５が、本発明によるコンタクト穴１４を介してコ
ンタクトした場合、コンタクト穴１４のまわり
に、多結晶シリコンのはり出しも、金属のはり出
しもなく、コンタクト穴１４がいくつあつてもこ
れに影響されることなく、高集積度の２層配線が
実現されている。

尚、本発明は上記実施例に限定されないことは
無論である。即ち、配線材質は同一のものでよ
く、また３層以上でもよい。

このように、本発明によれば歩留を低下させる
ことなく高密度化された多層配線をもつ半導体集
積回路装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂはそれぞれ従来の多層配線構
造を示す平面図およびそのＡ−A′断面図、第２
図は従来の他の多層配線構造を示す平面図、第３
図ａ，ｂおよびｃはそれぞれ本発明の一実施例を
示す多層配線構造の平面図、そのＡ−A′断面図
およびＢ−B′断面図、第４図は本発明の他の実施
例を示す平面図である。 １，１１……半導体基板、２，１２，１２′…
…絶縁層、３，１３……多結晶シリコン層、４，
１４……コンタクト穴、５，１５……金属配線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多層配線構造を有する半導体集積回路装置に
   おいて、下層の配線層と上層の配線層とは第１の
   方向に互いに平行して形成されていると共にこれ
   らの一部分が平面的に互いに重り合うように前記
   第１の方向と直交する第２の方向にずらして形成
   されており、前記下層の配線層と前記上層の配線
   層とを接続するためのコンタクト穴は、前記下層
   の配線層と前記上層の配線層との接続部における
   これらの重り合う部分よりも前記第２の方向に広
   くかつ対向する二辺の一方が前記下層の配線層上
   に他方が前記上層の配線層下にそれぞれ位置する
   ように形成されていることを特徴とする半導体集
   積回路装置。