JPS6399547A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層配線構造を有する半導体装置に関し、特に
配線抵抗の低減を図った半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置の配線材料としては、アルミニウム等
の低抵抗金属配線の他に、ゲート電極材料として利用さ
れる多結晶シリコンが用いられている。

しかしながら、多結晶シリコン配線は電気抵抗値が高い
ために信号の遅延が発生するという問題があり、最近で
は前記多結晶シリコンの代わりにチタン、タングステン
、モリブデン等の高融点金属を用いたものが提案されて
いる。ところが、これら高融点金属をゲート電極材料と
して用いた場合には、半導体基板等との界面での不安定
性が大きくなり、所望のトランジスタ特性を得ることが
困難になる。

このため、多結晶シリコン上に、前記したような高融点
金属や高融点金属のシリサイド層を形成して多層構造と
したものが用いられている。例えば、第３図（ａ）は従
来の半導体装置の一部の平面図であり、第３図（ｂ）は
そのＣＣ線断面図である。図において、半導体基板１上
のフィールド酸化膜２上に第１及び第２の配線ａ、ｂを
形成しており、各配線は夫々多結晶シリコン３上にチタ
ン、モリブデン等の低抵抗の高融点金属４を形成した多
層構造としている。そして、ここではこの２層構造の配
線ａ、ｂを眉間膜８を介して２層重ねて形成し、各配線
はコンタクト６により電気的に接続されている。

また、上層の配線はその両端でコンタクト７により第３
の配線Ｃとしてのアルミニウム５と接続されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の半導体装置は、第１及び第２の各配線ａ
、ｂを下側の多結晶シリコン上に高融点金属を形成した
２層構造としているが、このように多層構造としても、
多結晶シリコン自体の電気抵抗はアルミニウム等の金属
配線材料と比較して２桁以上も大きいので、この種の配
線が２層以上に構成される場合には、そのコンタクト部
においてこの種の構造の効果が十分に発揮されないとい
う問題がある。

例えば、前記第３図の例では、上下の配線を相互に接続
するコンタクト６では、第１配線ａの高融点金属４に対
して第２配線すの多結晶シリコン３が接続されるため、
これら再配線間に高抵抗である多結晶シリコン３が直列
に接続された状態となる。このため、この箇所における
配線抵抗が大きくなり、回路抵抗の増大及び信号の遅延
を発生させることになる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、２層構造の配線を多層に構成したものにおい
て、各配線を接続する電流経路に直列に多結晶シリコン
が介在されることを防止して、配線の低抵抗化を図るこ
とのできる半導体装置を提供することを目的としている
。

本発明の半導体装置は、多結晶シリコン上に高融点金属
又はこれらのシリサイドを形成した２層構造の配線を多
層に配設し、かつこれら各配線上に夫々開設したコンタ
クトホールに亘って設けた金属層を介して前記各配線の
高融点金属又はシリサイドを接続した構成としている。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

（第１実施例） 第１図（ａ）は本発明の第１実施例を示す平面図であり
、第１図（ｂ）はそのＡＡ線断面図である。図において
、■は半導体基板、２はこの半導体基板１の上面に形成
したフィールド酸化膜であり、ここではこのフィールド
酸化膜２上に多層に配線を形成した構造を示している。

そして、前記フィールド酸化膜２上に多結晶シリコン３
と高融点金属４とを積層した第１配線ａを形成し、これ
を層間膜８で被覆した上で同様に多結晶シリコン３と高
融点金属４とを積層した第２配線すを形成している。更
に、この上には層間膜８を介してアルミニウム５の第３
配線Ｃを形成している。

そして、前記第１及び第２の各配線ａ、ｂ上の層間膜８
にコンタクトホール７ａ、７ｂを開設して各配線の高融
点金属４を夫にこのコンタクトホール内に露呈させ、し
かる上で前記第３配線Ｃのアルミニウム５の一部をこの
コンタクトホール７ａ、７ｂ上に配設することにより、
このアルミニウム５を介して第１及び第２の各配線ａ、
ｂの高融点金属４を相互に接続させている。

したがって、この構成によれば、第１及び第２の各配線
ａ、ｂは、いずれも上層の低抵抗の高融点金属４にアル
ミニウム５が接続され、かつこのアルミニウム５を介し
て相互に接続されているため、そのコンタクト７におけ
る接続経路に高抵抗の多結晶シリコンが介在されること
はなく、しかも多結晶シリコンは並列に接続された状態
となる。

このため、第１及び第２の配線における電気抵抗を下げ
るという効果を十分発揮することができる。

（第２実施例） 第２図（ａ）は本発明の第２実施例を示す断面図であり
、第２図（ｂ）はそのＢＢ線断面図である。なお、この
実施例において前記第１実施例と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。

この実施例では、第１配線ａ及び第２配線すに対して夫
々開設するコンタクトホール７ａ、７ｂを、第２図（ｂ
）のように、コンタクトホールの長さ方向に直列配置し
たレイアウトとして構成している。そして、これらのコ
ンタクトホール７ａ。

７ｂに亘ってアルミニウム５を延設し、このアルミニウ
ム５を介して再記線ａ、ｂの各高融点金属４を直接接続
した構成としている。

この構成によれば、前記第１実施例では、第１及び第２
の配線のコンタクトホール７ａ、７ｂが横方向に並列配
置されてコンタクト７の領域が横方向に大きくなってい
るが、ここでは２つのコンタクトホール１ａ、１ｂＭ縦
に並んでいるためにコンタクト７の領域の横方向の拡が
りを小さくできるので、特にアルミニウムのパターンが
近接して配置されている場合には有効である。

ここで、前記実施例では多結晶シリコン上に高融点金属
を形成した場合について説明したが、高融点金属の代わ
りに高融点金属シリサイドを形成した場合でも同様であ
ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、多結晶シリコン上
に高融点金属又はこれらのシリサイドを形成した２層構
造の配線を多層に配設し、かつこれら各配線上に夫に開
設したコンタクトホールに亘って設けた金属層を介して
前記各配線の高融点金属又はシリサイドを接続した構成
としているので、上下の配線をいずれも高融点金属又は
シリサイドで相互に電気的に接続することができ、再記
線間での多結晶シリコンの介在を防止して接続部及び配
線回路の電気抵抗値を極めて小さくすることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１実施例の平面図、第１図（
ｂ）はそのＡＡ線断面図、第２図（ａ）は本発明の第２
実施例の平面図、第２図（ｂ）はそのＢＢ線断面図、第
３図（ａ）は従来構造の平面図、第３図（ｂ）はそのＣ
Ｃ線断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・フィールド酸化膜、３・
・・多結晶シリコン、４・・・高融点金属、５・・・ア
ルミニウム、６・・・コンタクト、７・・・コンタクト
、７ａ、７ｂ・・・コンタクトホール、８・・・層間膜
、ａ・・・第１配線、ｂ・・・第２配線、Ｃ・・・第３
配線。 第１図（ａ） 第１図（ｂ） 第２図（ａ） 第２図（ｂ） 第３図（ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２層以上の多層配線を有する半導体装
   置において、前記配線を多結晶シリコン上に高融点金属
   又はこれらのシリサイドを形成した２層構造とし、かつ
   これら各配線上に夫々開設したコンタクトホールに亘っ
   て設けた金属層を介して前記各配線の高融点金属又はシ
   リサイドを相互に接続したことを特徴とする半導体装置
   。
2. （２）最上層にアルミニウム配線を有し、このアルミニ
   ウム配線の一部を用いて前記各配線の高融点金属又はシ
   リサイドを相互接続してなる特許請求の範囲第１項記載
   の半導体装置。