JPS63100749A - 半導体集積回路装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関するものであり、特
に、半導体基板上の平担化技術に適用して有効な技術に
関するものである。

（従来の技術〕 半導体集積回路装置における半導体基板上の配線には、
−殻内にアルミニウム膜を用いている。

これは、アルミニウム膜が単結晶シリコンからなる半導
体基板および酸化シリコン膜等の絶縁膜とのなじみがよ
いからである。なお、配線技術に関しては、例えば日経
マグロウヒル社、１９８３年８月２２日発行、日経エレ
クトロニクス別冊、ｒマイクロデバイセズＪｐＨ８〜ｐ
１２３に記載されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は前記技術を検討した結果、次の問題点を見出
した。

高集積化に伴って、配線間の間隔が縮小される。

配線の膜厚および配線幅は、配線抵抗の増化及びエレク
トロマイグレーショを防止するために、縮小することが
困難である。このため、配線を覆う層間絶縁膜、例えば
ＣＶＤによる酸化シリコン膜あるいはリンシリケートガ
ラス（ＰＳＧ）膜が配線と配線の間でオーバハングにな
り、隙間を生じる。すなわち、層間絶縁膜上面の平担化
を図ることが困難になる。

本発明の目的は、半導体集積回路装置の信頼性の向上を
図ることにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

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、半導体基板上の配線にアルミニウム膜より低
抵抗の金属材料を用いる。

〔作用〕

上記した手段によれば、配線抵抗を増加させることなく
、配線の膜厚を低減することができるので、層間絶縁膜
の平担性を向上することができる。

以下、本発明を実施例とともに説明する。

〔実施例〕

第１図は、半導体基板上を延在する配線を示した半導体
集積回路装置の断面図である。

第１図において、１は単結晶シリコンからなるｐ−型半
導体基板であり、２は半導体基板１の表面の選択酸化に
よる酸化シリコン膜からなるフィールド絶縁膜である。

フィールド絶縁膜２の下にはｐ型チャネルストッパ領域
３を形成している。第１図にはＮチャネルＭ　Ｉ　Ｓ　
ＦＥＴが示されている。

このＮチャネルＭ　Ｉ　Ｓ　ＦＥＴは、半導体基板ｌの
フィールド絶９１１１２から露出している表面の熱酸化
による酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜４、例えば
ＣＶＤによる多結晶シリコン膜からなるゲート電極５．
ソース、ドレイン領域となるｎ゛型半導体領域６とから
なっている。ゲート電極Ｓ上を例えばＣＶＤによる酸化
シリコン膜とその上に例えばＣＶＤあるいはプラズマＣ
ＶＤによるＰＳＧ膜を積層して構成した絶縁１１１７が
覆っている。Ｔ１゛半導体領域６の上のゲート絶縁［４
及び絶縁膜７は選択的に除去されて接続孔８を形成して
いる。

絶縁膜７の上を配線９が延在している。第１図には、配
ｆｉ９が４つ示されているが、そのうちの２つが接続孔
８を通してソース、ドレインであるｎ４型半導体領域６
に接続している。配線９は、下から順に第１金属層、第
２金属層、第３金属層を積層して構成している。第１金
属層及び第３金属層は、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｔｉ５ｉｚ、Ｍ
ｏＳｉ＊。

Ｗ　Ｓ　ｉ　２　、多結晶シリコン膜等からなっている
。

これらは例えばスパッタによって形成される。第１金属
層及び第３金Ｒ層の膜厚は、５０〜１００ＯＡ程度にし
ている。第２金属層は、例えば銅（Ｃｕ）または銀（Ａ
ｇ）からなっている、これらは例えばスパッタによって
形成する。膜厚はＯ１１〜０．５μｍ程度である。第１
金属層、第２金属層、第３金属層のそれぞれは、同一の
マスク例えばレジスト膜からなるマスクを用いたドライ
エツチングによってパターニングされる。第１金属層９
ａは、第２金、＠に３９ｂと絶１ｉｋ［７どの被着性を
良くするために設けたものである。第３金属層９ｃは、
配線９上を覆っている絶ａｒ１：４ｔｏとの被着性を良
くするために設けている。第２金属層９ｂと絶縁ｌｌ１
７との被着性を考える上では、第３金属ｙＩｓ９ｃは必
ずしも必要ではない。

ここで、アルミニウム膜の比抵抗は２．７μΩｃｍ、銅
の比抵抗は１．６７μΩｃｍ、銀の比抵抗は１．６μΩ
ａｍである。このように、銀、銅の比抵抗は極めて小さ
い、したがって、配ｆｉ９の長さ、幅および配線抵抗を
一定とするならば、膜厚をアルミニウム膜で形成した場
合の６０％程度に薄くできる。配線９をアルミニウム膜
で形成すると膜厚が厚くなるため、点線で示したように
絶縁ｆｉ１０に隙間Ａを生じるが、本願の配線９によれ
ば膜厚を薄くできるため隙間Ａを生じないようにして、
絶縁膜１０の平担性の向上を図っている。

配線９の膜厚は、配線９相互間の間隔を除した値ときの
値が１以下になるようにして、隙間Ａを生じないように
している。

一方、配線９の膜厚が薄くなることにより、隣接してい
る配線９同志の対向する面積が縮小され、したがって配
線容量が低減される。

また、アルミニウムの融点が６６０℃であるのに対して
、銅のそれは１０８３℃、銀のそれは９６０℃であるた
め、配線９のエレクトロマイクレーショを低減すること
ができる。

前記絶縁膜１０は、例えばＣＶＤによる酸化シリコン膜
の上に例えばプラズマＣＶＤによるＰＳＧ膜を積層して
構成している。絶縁膜１０上の配線１１は、例えばスパ
ッタによるアルミニウム膜によって形成している。これ
は、絶縁Ｗ４１０との被着性を良くし、また配置１１１
の加工性を良くするためである。しかし、配線１１を配
線９と同−植成としてもよい、配線１１を例えばプラズ
マＣＶＤによる窒化シリコン膜による最終保護膜１２が
覆っている。

このように、本願によれば、配線９の膜厚を薄くできる
ことにより、絶縁膜ｌＯの平担性を向上することができ
る。また、配線９相互間の配線容量を低減できる。さら
に、エレクトロマイグレーションを低減できる。

以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
いうまでもない。

〔発明の効果〕

本願によって開示された発明のうち代表的なものによっ
て得られるものの効果を簡単に説明すれば、次のとおり
である。

すなわち、配線の膜厚を低減できることにより、それを
覆う層間絶縁膜の平担性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、半導体集積回路装置の断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・フィールド絶縁膜、３・
・・Ｐチャネルストッパ領域、４・・・ゲート絶縁膜、
５・・・ゲート電極、６・・・ｎ゛型半導体領域、７・
・・第１層目層間絶縁膜、８・・・接続孔、９・・・配
線、９ａ、９ｃ・・・第１又は第３金属Ｍ　（Ｔｉ、Ｔ
ｉＷ、ＭｏＳ　ｉ２、多結晶シリコン等）、９ｂ・・・
第２金属に！Ｊ（銅又は銀）、１０・・・第２層目層間
絶縁膜、１１・・・配ａ（アルミニウム膜）、１２・・
・最終保護膜である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上の複数の配線と、該配線を覆う絶縁膜
   とを有し、前記配線はアルミニウムより低抵抗な金属か
   らなることを特徴とする半導体集積回路装置。 ２、前記絶縁膜は、堆積してなる膜であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の半導体集積回路装置。 ３、前記配線の相互間における間隔及び配線の膜厚は、
   前記間隔を前記膜厚で除した値が１以下になるようにさ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
   体集積回路装置。