JPS63164337A - 半導体装置用薄膜配線 - Google Patents
半導体装置用薄膜配線Info
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- JPS63164337A JPS63164337A JP30859986A JP30859986A JPS63164337A JP S63164337 A JPS63164337 A JP S63164337A JP 30859986 A JP30859986 A JP 30859986A JP 30859986 A JP30859986 A JP 30859986A JP S63164337 A JPS63164337 A JP S63164337A
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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
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体装置における微細な薄膜配線に係わり
、特に配線形状変化部位に緩やかな曲率を持たせるよう
にした半導体装置用１ＤＩ配線に関する。
、特に配線形状変化部位に緩やかな曲率を持たせるよう
にした半導体装置用１ＤＩ配線に関する。
（従来の技術）
一般に、半導体装置に使用されている微細配線において
は、エレクトロマイグレーションと称される電流ストレ
ス下での金属原子の拡散現像による断線不良が生じる。
は、エレクトロマイグレーションと称される電流ストレ
ス下での金属原子の拡散現像による断線不良が生じる。
エレクトロマイグレーションは、半導体装置にとって致
命的な断線不良であり、これを抑制することは半導体装
置の信頼性を高めるに当り極めて重要である。
命的な断線不良であり、これを抑制することは半導体装
置の信頼性を高めるに当り極めて重要である。
エレクトロマイグレーションによる断線不良は、原子拡
散の空間的不均一に起因するボイド成長として捉えるこ
とができる。その要因としては一般に、導電性薄膜の多
結晶性から来るところの結晶粒径及び配向性の分布不均
一が挙げられる。そこで、エレクトロマイグレーション
不良対策として従来より、導電性薄膜に異種金属を添加
して原子の長距離拡散を抑制する、或いは薄膜堆積後の
熱処理により結晶性を均一化する、と言った導電性８１
躾材質の改善が講じられてきた。
散の空間的不均一に起因するボイド成長として捉えるこ
とができる。その要因としては一般に、導電性薄膜の多
結晶性から来るところの結晶粒径及び配向性の分布不均
一が挙げられる。そこで、エレクトロマイグレーション
不良対策として従来より、導電性薄膜に異種金属を添加
して原子の長距離拡散を抑制する、或いは薄膜堆積後の
熱処理により結晶性を均一化する、と言った導電性８１
躾材質の改善が講じられてきた。
本発明者等は、このような導電性ＷＩ躾物性の不均一に
起因するエレクトロマイグレーション不良以外に、配線
形状に起因するエレクトロマイグレーション不良がある
ことを見出した。第４図に示す如く、中央部で配線幅が
急激に細くなっており、しかも陰極側と陽極側とが対称
的な形状を持つ配線において、一定温度下で定常直ｉｔ
流を流すと、常に陽極側の細い配線と太い配線との接合
部位付近で顕著なボイド形成が観察された。さらに、ボ
イド形成前での図中Ａ点、Ｂ点での電圧変動パワースペ
クトルを測定したところ、第５図に示す如く陽極側Ｂ点
の方が陰極側Ａ点よりも遥かに大きな電圧変動を呈する
ことが明らかとなった。これは、陰極側から陽極側に向
かうマクロな電子流が収束域（Ａ点）では略滑らかであ
るのに対し、発散域（Ｂ点）では著しく乱雑化している
ことを意味している。
起因するエレクトロマイグレーション不良以外に、配線
形状に起因するエレクトロマイグレーション不良がある
ことを見出した。第４図に示す如く、中央部で配線幅が
急激に細くなっており、しかも陰極側と陽極側とが対称
的な形状を持つ配線において、一定温度下で定常直ｉｔ
流を流すと、常に陽極側の細い配線と太い配線との接合
部位付近で顕著なボイド形成が観察された。さらに、ボ
イド形成前での図中Ａ点、Ｂ点での電圧変動パワースペ
クトルを測定したところ、第５図に示す如く陽極側Ｂ点
の方が陰極側Ａ点よりも遥かに大きな電圧変動を呈する
ことが明らかとなった。これは、陰極側から陽極側に向
かうマクロな電子流が収束域（Ａ点）では略滑らかであ
るのに対し、発散域（Ｂ点）では著しく乱雑化している
ことを意味している。
従って、電子との衝突により引起こされる拡散原子流も
発散域で乱雑化することが予測され、これによりＢ点で
のボイド形成は無理なく理解される。このような発散域
での電子流の乱雑化のメカニズムは明らかではないが、
本現象が流体現象に共通に見られる流管の急激な拡がり
に伴う噴流の乱流化現象と（第６図）と極めて類似して
いることは注目に値する。
発散域で乱雑化することが予測され、これによりＢ点で
のボイド形成は無理なく理解される。このような発散域
での電子流の乱雑化のメカニズムは明らかではないが、
本現象が流体現象に共通に見られる流管の急激な拡がり
に伴う噴流の乱流化現象と（第６図）と極めて類似して
いることは注目に値する。
従来、電源配線と引込み配線との接合部付近において、
エレクトロマイグレーションによる断線不良が多発する
ことが知られていたが、これは上記の如く配線形状の急
激な拡がりに起因する電子流の乱雑化によるものである
。即ち、配線形状の急激な変化に伴う拡散原子流の乱雑
化により、エレクトロマイグレーション不良が生じるが
、この不良は比較的電流を多く流す部分で顕著に発生す
る。
エレクトロマイグレーションによる断線不良が多発する
ことが知られていたが、これは上記の如く配線形状の急
激な拡がりに起因する電子流の乱雑化によるものである
。即ち、配線形状の急激な変化に伴う拡散原子流の乱雑
化により、エレクトロマイグレーション不良が生じるが
、この不良は比較的電流を多く流す部分で顕著に発生す
る。
（発明が解決しようとする問題点）
このように従来、電流ストレス下で生じるエレクトロマ
イグレーション不良においては、導電性薄膜物性の不均
一に起因するもの以外に、配線形状の急激な変化に伴う
拡散原子流の乱雑化により生じるものがあった。
イグレーション不良においては、導電性薄膜物性の不均
一に起因するもの以外に、配線形状の急激な変化に伴う
拡散原子流の乱雑化により生じるものがあった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、電子流の乱雑化に起因するエレクトロ
マイグレーション不良発生を防止することができ、配線
の信頼性向上をはかり得る配線形成方法を提供すること
にある。
とするところは、電子流の乱雑化に起因するエレクトロ
マイグレーション不良発生を防止することができ、配線
の信頼性向上をはかり得る配線形成方法を提供すること
にある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の骨子は、電子流の乱雑化を抑えるために、配線
形状変化部位に緩やかな曲率を持たせることにある。
形状変化部位に緩やかな曲率を持たせることにある。
即ち本発明は、導電性薄膜からなる半導体装置用の微細
配線において、配線形状の大きく変化する部位に、最小
配線幅の等倍以上の曲率半径を持たせるようにしたもの
である。
配線において、配線形状の大きく変化する部位に、最小
配線幅の等倍以上の曲率半径を持たせるようにしたもの
である。
ここで、上記曲率半径を配線幅の等倍以上と限定した理
由は、曲率半径Ｒと配線幅Ｗとの比（Ｒ／Ｗ）が０．５
程度では不良発生率の減少効果は殆ど得られず、（Ｒ／
Ｗ）が１以上で不良発生率の減少効果が十分に得られた
からである。
由は、曲率半径Ｒと配線幅Ｗとの比（Ｒ／Ｗ）が０．５
程度では不良発生率の減少効果は殆ど得られず、（Ｒ／
Ｗ）が１以上で不良発生率の減少効果が十分に得られた
からである。
（作用）
上記構成であれば、配線形状の変化部位が緩やかな曲率
半径を持つことになるので、この部位における電子流の
乱雑化が抑制され、これによりエレクトロマイグレーシ
ョン不良を防止することが可能となる。
半径を持つことになるので、この部位における電子流の
乱雑化が抑制され、これによりエレクトロマイグレーシ
ョン不良を防止することが可能となる。
即ち、配線的電界分布は一般に配線形状と強い相関を持
ち、形状が急激な変化を持つ配線においては、変化部位
付近で電界分布は強い空間勾配を持つ。このため、電子
流は極めて狭い領域で大きく変化する加速度を受けるこ
ととなり、特に電子流束の発散域で乱雑化を起こす。こ
れに対し、本発明においては配線形状に緩やかな曲率半
径を持たせているので、電界分布は緩やかな空間勾配を
持つこととなる。従って、電子流の不安定化は著しく抑
制され、拡散原子の流れも安定且つ定常的となり、これ
によりボイド形成は抑止される。
ち、形状が急激な変化を持つ配線においては、変化部位
付近で電界分布は強い空間勾配を持つ。このため、電子
流は極めて狭い領域で大きく変化する加速度を受けるこ
ととなり、特に電子流束の発散域で乱雑化を起こす。こ
れに対し、本発明においては配線形状に緩やかな曲率半
径を持たせているので、電界分布は緩やかな空間勾配を
持つこととなる。従って、電子流の不安定化は著しく抑
制され、拡散原子の流れも安定且つ定常的となり、これ
によりボイド形成は抑止される。
（実施例）
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる配線パターンを示す
平面図である。図中１１は′Ｒ電源配線あり、このＮ源
配線１１には多数（例えば１００本）の引込み配線１２
が接続されている。そして、電源配線１１と引込み配線
１２との分岐部１３においては、配線輪郭形状に緩やか
な曲率が設けられている。なお、これらの配置１１．１
２は、例えばアルミニウム等の導電体薄膜を基板上に堆
積したのち、選択的エツチング法（例えばＲｒＥ）によ
り不要部分を除去することにより形成される。
平面図である。図中１１は′Ｒ電源配線あり、このＮ源
配線１１には多数（例えば１００本）の引込み配線１２
が接続されている。そして、電源配線１１と引込み配線
１２との分岐部１３においては、配線輪郭形状に緩やか
な曲率が設けられている。なお、これらの配置１１．１
２は、例えばアルミニウム等の導電体薄膜を基板上に堆
積したのち、選択的エツチング法（例えばＲｒＥ）によ
り不要部分を除去することにより形成される。
ここで、引込み配置１２の配線幅をＷ（例えば２μ７７
Ｌ）としたとき、引込み配線１２の開口２は配線＃ａＷ
の５倍、分岐部位１３の曲率半径Ｒは配線幅Ｗの２倍と
した。また、電源配線１１の配線幅は引込み配線１２の
配線幅Ｗよりも十分に大きいものとした。
Ｌ）としたとき、引込み配線１２の開口２は配線＃ａＷ
の５倍、分岐部位１３の曲率半径Ｒは配線幅Ｗの２倍と
した。また、電源配線１１の配線幅は引込み配線１２の
配線幅Ｗよりも十分に大きいものとした。
このような構成であれば、１！源配線１１と引込み配線
１２との分岐部位１３における曲率半径ＲがＲ−２Ｗと
極めて緩やかなものとなる。このため、分岐部位１３に
おける電子流の乱雑化を抑制することができ、これによ
るエレクトロマイグレーション不良の発生を低減するこ
とが可能となる。
１２との分岐部位１３における曲率半径ＲがＲ−２Ｗと
極めて緩やかなものとなる。このため、分岐部位１３に
おける電子流の乱雑化を抑制することができ、これによ
るエレクトロマイグレーション不良の発生を低減するこ
とが可能となる。
本発明者等の実験によれば、第１図の構成において曲率
半径Ｒ岬Ｏとした従来構造と実施例構造とをそれぞれ作
成し、電流印加加速試験での分岐部位不良発生率を調べ
たところ、実施例構造での不良率発生率は従来構造の約
１／２０に低減されるのが確認された。
半径Ｒ岬Ｏとした従来構造と実施例構造とをそれぞれ作
成し、電流印加加速試験での分岐部位不良発生率を調べ
たところ、実施例構造での不良率発生率は従来構造の約
１／２０に低減されるのが確認された。
また、曲率半径Ｒの異なる各種試料（Ｒ−０゜０．５，
１，２．３）を作成し、それぞれの不良発生率を調べた
ところ、第２図に示す如き結果が得られた。なお、第２
図において、横軸は曲率半径Ｒと配線幅Ｗとの比（Ｒ／
Ｗ＞ 、縦軸はＲ−０のときを基準にした不良発生率で
ある。また、測定に際しては、曲率半径Ｒの異なる試料
をそれぞれ数１０枚用意し、全ての分岐部の不良発生を
検査した。
１，２．３）を作成し、それぞれの不良発生率を調べた
ところ、第２図に示す如き結果が得られた。なお、第２
図において、横軸は曲率半径Ｒと配線幅Ｗとの比（Ｒ／
Ｗ＞ 、縦軸はＲ−０のときを基準にした不良発生率で
ある。また、測定に際しては、曲率半径Ｒの異なる試料
をそれぞれ数１０枚用意し、全ての分岐部の不良発生を
検査した。
第２図の結果から、（Ｒ／Ｗ）が０．５では不良発生率
の低下は１／３程度と少ないが、（Ｒ／Ｗ）が１以上で
は不良発生率の低下が１／１ｏ以上と十分な効果が得ら
れる。さらに、（Ｒ／Ｗ）が３以上では、不良発生率の
低下は殆ど変化しないことも判る。なお、この結果は、
配線幅Ｗを変えても左程変化するものではなかった。
の低下は１／３程度と少ないが、（Ｒ／Ｗ）が１以上で
は不良発生率の低下が１／１ｏ以上と十分な効果が得ら
れる。さらに、（Ｒ／Ｗ）が３以上では、不良発生率の
低下は殆ど変化しないことも判る。なお、この結果は、
配線幅Ｗを変えても左程変化するものではなかった。
第３図は本発明の他の実施例を示す平面図である。この
実施例は、配１１１５の屈曲部位１６に、配線輪郭形状
に緩やかな曲率を与えたものである。
実施例は、配１１１５の屈曲部位１６に、配線輪郭形状
に緩やかな曲率を与えたものである。
ここで、屈曲部１６における曲率半径Ｒは配線幅Ｗの約
３倍とした。
３倍とした。
このような構成であっても、屈曲部位１６における電子
流の乱雑化を抑制することができ、先の実施例と同様の
効果が得られる。また、本実施例における電流印加加速
試験での配線屈曲部位断線不良発生率は、従来構造（Ｒ
’ＦＯ）に比し１／３０以下となった。
流の乱雑化を抑制することができ、先の実施例と同様の
効果が得られる。また、本実施例における電流印加加速
試験での配線屈曲部位断線不良発生率は、従来構造（Ｒ
’ＦＯ）に比し１／３０以下となった。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記曲率半径Ｒは配線形状変化部位にお
ける最小配線幅Ｗに応じて適宜定めればよく、Ｒ≧Ｗと
すれば十分である。また、第１図に示す如き分岐部を有
する配線や第３図に示す如き屈曲部を有する配線に限る
ものではなく、配線幅が急激に変化する配線に対しても
有効である。さらに、配線層を形成する導電体薄膜の材
料や膜厚等の条件は、仕様に応じて適宜定めればよい。
ない。例えば、前記曲率半径Ｒは配線形状変化部位にお
ける最小配線幅Ｗに応じて適宜定めればよく、Ｒ≧Ｗと
すれば十分である。また、第１図に示す如き分岐部を有
する配線や第３図に示す如き屈曲部を有する配線に限る
ものではなく、配線幅が急激に変化する配線に対しても
有効である。さらに、配線層を形成する導電体薄膜の材
料や膜厚等の条件は、仕様に応じて適宜定めればよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。
て実施することができる。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、配線形状の変化部
位に緩やかな曲率半径を持たせているので、電流ストレ
ス下での配線中のボイド形成を著しく抑制することがで
き、これにより配線の１３頼性向上をはかることが可能
となる。
位に緩やかな曲率半径を持たせているので、電流ストレ
ス下での配線中のボイド形成を著しく抑制することがで
き、これにより配線の１３頼性向上をはかることが可能
となる。
第１図は本発明の一実施例に係わる配線パターンを示す
平面図、第２図は（Ｒ／Ｗ）に対する不良発生率の変化
を示す特性図、第３図は他の実施例の配線パターンを示
す平面図、第４図乃至第６図はそれぞれ従来の問題点を
説明するための因である。 １１・・・電源配線、１２・・・引込み配線、１３・・
・分岐部位、１５・・・配線、１６・・・屈曲部位、Ｒ
・・・曲率半径、Ｗ・・・配線幅、℃・・・開口幅。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 一――−――■―暑■■−−酔一 第１図 ；： 第３因 第２図 第５図 （収宋敗） （案双墳′） 第６図
平面図、第２図は（Ｒ／Ｗ）に対する不良発生率の変化
を示す特性図、第３図は他の実施例の配線パターンを示
す平面図、第４図乃至第６図はそれぞれ従来の問題点を
説明するための因である。 １１・・・電源配線、１２・・・引込み配線、１３・・
・分岐部位、１５・・・配線、１６・・・屈曲部位、Ｒ
・・・曲率半径、Ｗ・・・配線幅、℃・・・開口幅。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 一――−――■―暑■■−−酔一 第１図 ；： 第３因 第２図 第５図 （収宋敗） （案双墳′） 第６図
Claims (5)
- （１）導電性薄膜からなる半導体装置用の微細配線にお
いて、配線形状の大きく変化する部位に、配線幅の等倍
以上の曲率半径を持たせてなることを特徴とする半導体
装置用薄膜配線。 - （２）前記配線形状の異なる部位は、配線幅が急激に変
化する部位であり、この変化部位の最小曲率半径を狭い
方の配線幅の等倍以上に設定したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体装置用薄膜配線。 - （３）前記配線形状の異なる部位は、配線の屈曲部位で
あり、この屈曲部位の最小曲率半径を配線幅の等倍以上
に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体装置用薄膜配線。 - （４）前記配線形状の異なる部位は、配線の分岐部位で
あり、この分岐部位の最小曲率半径を分岐配線幅の等倍
以上に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体装置用薄膜配線。 - （５）前記分岐部位は、電源配線と引込み配線との接続
部であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
半導体装置用薄膜配線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30859986A JPS63164337A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体装置用薄膜配線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30859986A JPS63164337A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体装置用薄膜配線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164337A true JPS63164337A (ja) | 1988-07-07 |
Family
ID=17982976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30859986A Pending JPS63164337A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体装置用薄膜配線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63164337A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0373438U (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-24 | ||
| WO2007077884A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Takashi Suzuki | 電子の波動・粒子の二重性に基づいて設計された配線構造及び電子デバイス |
| JP2010028134A (ja) * | 2009-10-28 | 2010-02-04 | Renesas Technology Corp | 薄膜磁性体記憶装置 |
| JP2011249809A (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Lsis Co Ltd | 太陽電池モジュール用リボン |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30859986A patent/JPS63164337A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0373438U (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-24 | ||
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| JPWO2007077884A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2009-06-11 | 鈴木 隆史 | 電子の波動・粒子の二重性に基づいて設計された配線構造及び電子デバイス |
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