DE2408527A1 - Anordnung mit leiterbahnen auf verschiedenen pegeln und mit verbindungen zwischen diesen leiterbahnen - Google Patents
Anordnung mit leiterbahnen auf verschiedenen pegeln und mit verbindungen zwischen diesen leiterbahnenInfo
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Description
PHN. 6779 C
veer/va/wg
11-2-1974
GÜNTHER M. DAVID
Γα! -Γκο??ί?ί5θΓ
AnmaWar: N. V. PiiiU.V GLOtILAaIPENFABRIEKEN
AnmaWar: N. V. PiiiU.V GLOtILAaIPENFABRIEKEN
Akte: pH Λ
Anmeldung vom« 2Ί Tt Lt
Anmeldung vom« 2Ί Tt Lt
"Anordnung mit Leiterbahnen auf verschiedenen Pegeln und mit Verbindungen zwischen diesen Leiterbahnen."
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Körper, an einer dessen Oberflächen eine auf
einem isolierenden Substrat liegende erste Leiterbahn vorhanden ist, die teilweise mit einer Isolierschicht überzogen
ist, wobei sich auf der Isolierschicht eine zweite Leiterbahn erstreckt, die über eine Öffnung in der
Isolierschicht direkt mit der ersten Leiterbahn verbunden ist.
Leiterbahnen werden vielfach für elektrischen Anschluss und/oder zum Miteinanderverbinden von Schaltungselementen in integrierten Schaltungen angewendet. Wenn die
Leiterbahnen über verschiedene durch eine Isolierschicht voneinander getrennte Pegel verteilt sind, sind Verbindungen
zwischen verschiedenen Pegeln erforderlich. Es ist üblich,
die auf einem ersten Pegel liegenden Leiterbahnen mit einer
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Isolierschicht zu überziehen und in dieser Schicht oberhalb miteinander zu verbindender unterliegender Leiterbahnen
Offnungen anzubringen. Durch diese öffnungen hin "
können Leiterbahnen eines höher liegenden Pegels mit den unterliegenden Leiterbahnen in direkten Kontakt gebracht
werden.
Oft ist an der Stelle der oberhalb der unterliegenden Leiterbahnen liegenden öffnungen eine Verbreiterung
dieser Leiterbahnen erforderlich. TJm die für das Muster von Leiterbahnen benötigte Oberfläche möglichst
zu beschränken, weisen die Leiterbahnen meistens die min— destmögliche Breite auf, wobei diese mindestzulässige Breite
durch die gewünschten elektrischen Eigenschaften, wie den
Reihenwiderstand pro Längeneinheit, und/oder durch das Herstellungsverfahren
bestimmt wird. Beim Ausätzen von Leiterbahnen aus einer Schicht leitenden Materials führen zu
schmale !Leiterbahnen zu der Bildung von Unterbrechungen in den Bahnen, wodurch die Ausbeute der. Herstellung beeinträchtigt
wird.
Aus derartigen Gründen sind auch die Abmessungen der benötigten Offnungen in der Isolierschicht an ein Mindestmass
gebunden. Dieses Mindestmass liegt in derselben Grössenordnung wie die Mindestpurbreite. Obendrein soll die
Tatsache berücksichtigt werden, dass für die Ätzung der Offnungen eine Maske erforderlich ist, die in bezug auf
die unterliegenden Leiterbahnen ausgerichtet werden muss und für die ein gewisser Spielraum erforderlich ist. Bei
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einer Mindestspurbreite von z.B. 8 /um und Offnungen
von z.B. 8 /um χ 8 /um ergibt eine Verbreiterung der
Leiterbahnen zu z.B. 12 bis 14 /um zuverlässige Verbindungen,
ohne dass die Ausbeute erheblich herabgesetzt wird.
Insbesondere bei komplexen integrierten Schaltungen, in denen eine Vielzahl dieser Verbindungen vorhanden
sein können, beanspruchen diese infolge der örtlichen Verbreiterungen der Leiterbahnen einen nicht unwesentlichen
Teil der für die Leiterbahnen verfügbaren Oberfläche.
Die Erfindung bezieht sich also insbesondere, aber nicht ausschliesslich auf eine Halbleiteranordnung
oder integrierte Schaltung, die einen Halbleiterkörper, eine erste Isolierschicht auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers,
eine erste leitende Verbindungsschicht auf der Oberfläche der ersten Isolierschicht, eine zweite auf
der ersten Isolierschicht und auf der ersten leitenden Verbindungsschicht liegende Isolierschicht und eine zweite leitende
Verbindungsschicht auf der zweiten Isolierschicht enthält,
wobei ein streifenförmiger Teil der ersten Leitenden Verbindungs
schicht durch einen Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht über eine öffnung in der zweiten Isolierschicht
kontaktiert wird.
Beispiele solcher Halbleiteranordnungen sind integrierte
Halbleiterschaltungen, in denen die erste und die zweite leitende Verbindungsschicht auf einem ersten und einem
zweiten Pegel Verdrahtungsschichten bilden und Leiterbahnen
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enthalten. Eine besondere Gruppe solcher integrierten Schaltungen umfasst Schaltungen, in denen der Halbleiterkörper
aus Silicium besteht und eine Anzahl Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate enthält, wobei die erste leitende
Verbindungsschicht aus dotiertem polykristallinem Silicium
besteht und eine Anzahl gesonderter Teile enthält, und wobei Teile mindestens einiger der genannten gesonderten Teile
Gate-Elektroden von Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate bilden. In diesen Schaltungen werden normalerweise die
aus dotiertem polykristallinem Silicium bestehenden Gate-Elektroden auf einem dünneren Teil einer ersten Isolierschicht
aus Siliciumoxid gebildet und erstrecken sich weiter auf einem dickeren Teil der ersten Isolierschicht aus Siliciumoxid.
Eine zweite Isolierschicht, die normalerweise aus durch Aufdampfen angebrachtem Siliciumoxid besteht, liegt auf der
ersten Isolierschicht aus Siliciumoxid und auf der Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium. Eine zweite leitende
Verbindungsschicht, die normalerweise aus Aluminium besteht,
befindet sich auf der zweiten Siliciumoxidschicht und weist Teile auf, die streifenförraige Teile der Schicht aus dotiertem
polykristallinem Silicium über Offnungen in der zweiten Siliciumoxidschicht kontaktieren. Diese Offnungen, die
manchmal als Kontaktlöcher bezeichnet werden und den sogenannten "Via^-Löchern im Falle von integrierten Schaltungen
Schaltungen mit auf zwei Pegeln liegenden Metallisierungskontakt sy Sternen entsprechen, werden normalerweise in der
zweiten Siliciumoxidschicht durch einen Photomaskierungsund Ätzschritt gebildet, wobei die Definition der Schicht
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aus polykristalline τη Silicium als diskrete Teile einer
ununterbrochenen auf der Oberfläche der ersten Siliciumoxidschicht angebrachten Schicht.auch mit Hilfe eines
Photomaskierungs- und Ätzschrittes erhalten ist. Da es wünschenswert ist, soviel Schaltungselemente pro Oberflächeneinheit
des Halbleiterkörpers (im allgemeinen als Packungsdichte bezeichnet) anzubringen wie innerhalb der
von dem Stand der Herstellungstechnologie gesetzten Grenzen möglich ist, ist der Layout der" Schaltung derartig, dass
die streifenförmigen Teile der Schicht aus dotiertem polykristallinem
Silicium im Idealfall eine verhältnismässig geringe Breite und einen verhältnismässig kleinen gegenseitigen
Abstand aufweisen. Diese geringe Breite und dieser kleine gegenseitige Abstand machen es jedoch notwendig, den
Entwurf weiter anzupassen, weil die Tatsache berücksichtigt werden muss, dass die streifenförmigen Teile durch die
Aluminiumschicht über Offnungen in der zweiten Siliciumoxidschicht
kontaktiert werden müssen. Dies ist der Fall, weil bei der für die Definition der Offnungen verwendeten
Photomaskierung Abweichungen von einer vollständigen Maskenausrichtung
auftreten können, was bei dem Entwurf der für diesen Photomaskierungsschritt zu verwendenden Maske berücksichtigt
werden muss. Der Höchstabstand, um den ein linearer Rand einer Öffnung in der zweiten Isolierschicht
von der gewünschten Lage oberhalb des streifenförmigen Teile der-Schicht aus polykristallinem Silicium abweichen
darf, welche Abweichung in einer Richtung senkrecht zu dem
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linearen Rand gemessen wird und auf unvollständige Maskenausrichtung
zurückzuführen ist, wird als die Ausricht— toleranz bezeichnet. Es dürfte einleuchten, dass beim
Entwurf der Maske beim Wählen der Lage und des Umfange einer Öffnung in der zweiten Isolierschicht in bezug auf den
streifenförmige Teil der Schicht aus polykristallinem
Silicium andere Faktoren berücksichtigt werden müssen, z.B. wenn gegebenenfalls Rücksicht auf die Tatsache" genommen
werden muss, dass die resultierende Öffnung grössere oder
kleinere Abmessungen als die öffnungen in der Maske aufweist, wobei die genannten Änderungen der Abmessungen z.B.
auf laterale Ätzeffekte und Schattenwirkungen bei dem Photomkasierungsschrxtt zurückzuführen sind. Da in der
Praxis eine Öffnung in der zweiten Isolierschicht in der Mitte über dem betreffenden streifenförmigen Teil der
Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium gelegen ist, ist also für eine öffnung mit rechteckigem Umfang, die sich
in dieser Lage befindet, die minimale Breite des streifen— förmigen Teiles, die an der Stelle der öffnung zulässig
ist, gleich der Breite der öffnung zuzüglich des zweifachen der Ausrichttoleranz. Dadurch wird die Mindestbreite eines
streifenförmigen Teiles beschränkt infolge der Tatsache, dass
es immer einen auf reproduzierbare Weise erhältlichen Mindestumfang für eine öffnung geben wird. Um dieses Problem zu
beheben, wurde in der Praxis der streifenförmige Teil der Schicht aus polykristallinem Silicium örtlich erweitert an
der Stelle, an der eine öffnung in der darauf liegenden zweiten
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Silciumoxidschicht vorgesehen werden muss. Dadurch ergeben
sich jedoch Probleme, wenn es erwünscht ist, die maximale Packungsdichte in der integrierten Schaltung zu erhalten,
weil eine örtliche Erweiterung des streifenförmigen Teiles der Schicht aus polykristallinem Silicium viel Raum beansprucht
und auch den gegenseitigen Abstand und Layout eines benachbarten streifenförmigen Teiles der Schicht aus polykristallinem
Silcium oder eines anderen Teiles eines Schaltungselements der mit Hilfe eines PhotomaskierungsSchrittes
definiert ist, beeinflusst.
Die Erfindung bezweckt, eine Anordnung und insbesondere eine integrierte Schaltung mit meheren Schichten
von Leiterbahnen zu schaffen, bei der die Verbindungen zwischen den Leiterbahnen verschiedener Schichten nur eine geringe
Oberfläche beanspruchen, und ihr liegt u»a.die Erkenntnis zugrunde, dass die öffnung in der Isolierschicht grosser als
üblich·- und sogar grosser als die unterliegende Leiterbahn sein darf, insbesondere wenn die Lage der zweiten Leiterbahn
an die Lage der Öffnung in bezug auf die erste Leiterbahn angepasst ist, und dass dadurch eine Oberflächenersparung
in der unterliegenden Schicht von Leiterbahnen möglich ist und die örtliche Verbreiterung der unterliegenden Leiterbahnen
herabgesetzt oder völlig fortgelassen werden kann.
Eine Anordnung mit einem Körper, von dem eine Oberfläche mit einer ersten Leiterbahn versehen ist, die
auf einem isolierenden Substrat liegt und teilweise mit einer Isolierschicht überzogen ist, wobei sich eine zweite
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Leiterbahn auf der Isolierschicht erstreckt und unmittelbar mit der ersten Leiterbahn über eine Öffnung in
der Isolierschicht verbunden ist, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung, die sich wenigstens
teilweise über der ersten Leiterbahn befindet, einen Umfang und/oder eine Querabmessung in mindestens einer
Richtung aufweist, die grosser ist als in Übereinstimmung
ist mit einer üblichen Berücksichtigung der Ausrichttoleranz, die zu der Definition der Öffnung in bezug auf
die erste Leiterbahn gehört.
Es hat sich herausgestellt, dass die Kontaktoberfläche zwischen den Leiterbahnen verschiedener Pegel von
Leiterbahnen einer üblichen Zusammensetzung, wie Bahnen von
Aluminium, von Titan-Platin-Gold oder z.B. Titan-Rhodium-Gold, in den meisten Fällen kleiner als die Öffnung mit
MindeStabmessungen in der Isolierschicht ist, ohne dass der
auftretende Kontaktwiderstand einen Reihenwiderstand in den
Leiterbahnen herbeiführt, der die ¥irkung der Schaltung beeinträchtigt.
Bei einer Anordnung nach der Erfindung wird diese Tatsache dazu benutzt, die übliche "Verbreiterung in den
unterliegenden Leiterbahnen herabzusetzen oder fortzulassen, wodurch auf dem Pegel der unterliegenden Leiterbahnen mehr
Raum verfügbar ist und die Besetzung dieses Pegels vergrössert werden kann, d.h., dass pro Oberflächeneinheit die
Gesamtlänge der Leiterbahnen oder von Teilen derselben grosser sein kann. Das Muster von Leiterbahnen wird dadurch
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gedrängter, so dass im allgemeinen der benötigte Körper
der Anordnung kleiner sein kann.
Wenn die öffnung in der Isolierschicht auf einer oder mehreren Seiten aus der unterliegenden Leiterbahn hervorragt,
können sich Probleme ergeben, insbesondere weil das isolierende Substrat und die Isolierschicht meist Material
praktisch gleicher Zusammensetzung enthalten. Unter "Material praktisch gleicher Zusammensetzung" ist hier zu
verstehen, dass das chemische Verhalten der Schichten praktisch gleich und wenigstens vergleichbar ist. Beim Ätzen
der öffnung in die Isolierschicht kann dann leicht auch das isolierende Substrat angeätzt werden, wenigstens soweit
es nicht von der unterliegenden Leiterbahn abgedeckt ist. Infolgedessen kann an den innerhalb der öffnung liegenden
Rändern der unterliegenden Leiterbahn Unterätzung auftreten. Es hat sich herausgestellt, dass an der Stelle derartiger
unterätzter Ränder der unterliegenden ersten Leiterbahn die Möglichkeit des Auftretens von Unterbrechungen in einer über
diese Ränder führenden zweiten Leiterbahn verhältnismässig
gross ist.
Bei einer besonderen bevorzugten Ausführungsform der
Anordnung nach der Erfindung wird der Ausschuss bei der Herstellung infolge der vorerwähnten Unterbrechungen vermieden
oder wenigstens verringert, indem die zweite Leiterbahn die öffnung wenigstens über einen oberhalb der ersten Leiterbahn
liegenden Randteil verlässt und sich von diesem Randteil her weiter über die Isolierschicht z.B. zu einem Anschlusspunkt
der Anordnung, zu einer ähnlichen Verbindung mit einer anderen
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unterliegenden Leiterbahn oder zu einem Schaltungselement
erstreckt. Auf diese Weise wird der oberhalb der unterliegenden Leiterbahn liegende Teil des Randes der Öffnung,
soweit dieser Teil von dieser zweiten.Leiterbahn abgedeckt
wird, möglichst in dem Stromweg der durch die erste und die zweite Leiterbahn zusammen gebildeten elektrischen Verbindung
aufgenommen. Soweit die zweite Leiterbahn sich über den übrigen Teil des Randes der Öffnung und/odar die möglicherweise
unterätzten Randteile der ersten Leiterbahn erstreckt und an diesen Stellen eine vollständige oder teilweise
Unterbrechung der zweiten Leiterbahn auftreten wird, liegt eine derartige Unterbrechung möglichst ausserhalb des
Stromweges der elektrischen Verbindung und übt sie auf das elektrische Verhalten der Verbindung keinen oder praktisch
keinen Einfluss aus.
Die Anordnung nach der Erfindung kann eine Halbleiteranordnung
sein, die einen Halbleiterkörper, eine erste Isolierschicht auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers,
eine erste leitende Verbindungsschicht auf der ersten Isolierschicht, eine zweite auf der ersten Isolierschicht und auf
der ersten leitenden Verbindungsschicht liegende Isolierschicht und eine zweite leitende Verbindungsschicht auf der
zweiten Isolierschicht enthält, wobei ein streifenförmiger Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht durch einen
Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht über eine Öffnung
in der zweiten Isolierschicht kontaktiert wird, welche Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass diese Öffnung wenigstens
teilweise über dem streifenförmigen Teil der ersten
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leitenden Verbindungsschicht liegt und eine Querabmessung in
einer Richtung nahezu senkrecht zu der Längsrichtung des streifenförmigen Teiles aufweist, die mindestens gleich, der
Breite des streifenförmigen Teiles ist.
Bei dieser Anordnung können durch das Vorhandensein der Öffnung mit der genanten Querabmessung die Ausrichttoleranzen
beim Entwerfen der bei einem Photomaskierungsschritt zur Definition der Öffnung verwendeten Maske vernachlässigt
werden, Die Beschränkungen beim Entwerfen in bezug auf die Breite des streifenförmigen Teiles der ersten leitenden
Verbindungsschicht in einer bekannten Anordnung,
die auf die Notwendigkeit der Berücksichtigung von Ausrichttoleranzen zurückzuführen sind, treten beim Entwerfen einer
Anordnung nach der Erfindung nicht auf, wodurch das Entwerfen einer Maske vereinfacht wird, während eine grössere
Packungsdichte erhalten werden kann, wenn die Anordnung eine intergrierte Schaltung ist. Der Faktor der dafür sorgt,
dass die anzubringende Öffnung die genannte Abmessung aufweist, ist der, dass die zweite Isolierschicht die geätzt
werden muss, um darin die Öffnung anzubringen, nicht nur auf dem streifenförmigen Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht,
sondern auch auf der ersten Isolierschicht jenseits der Ränder des genannten streifenförmigen Teiles
liegt. Vorausgesetzt, dass das Ätzen derart geregelt wird, dass beim Entwerfen eines unmaskierten Teiles der zweiten
Isolierschicht für die Definition der Öffnung das Ätzen an der Stelle jenseits eines Randes des streifenförmigen
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Teiles beim Erreichen der ersten Isolierschicht oder vor einer wesentlichen Atzung' der ersten Isolierschicht beendet
wird, treten daher keine deutlich ungünstigen Effekte bei einer Öffnung mit der genannten Querabmessung
auf.
Die Öffnung kann einen grösseren Umfang als der
Teil eines streifenförmigen Teiles aufweisen, der innerhalb
der Öffnung liegt und eine Querabmessung in einer Richtung •senkrecht zu der Längsrichtung des streifenförmigen Teiles
aufweisen, die grosser als die Breite des streifenförmigen
Teiles ist, wobei die öffnung sich über den streifenförmigen
Teil hinweg bis jenseits jedes seiner beiden Längsränder erstreckt.
Bei einer anderen Ausführungsform weist die Öffnung
eine Querabmessung in einer Richtung senkrecht zu der
Längsrichtung des streifenförmigen Teiles auf, die nahezu
der Breite des streifenförmigen Teiles entspricht, wobei
die Öffnung sich nahezu völlig über und fluchtrecht zu dem streifenförmigen Teil erstreckt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Halbleiteranordnung einen Halbleiterkörper, eine erste
Isolierschicht auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers, eine erste leitende Verbindungsschicht auf der Oberfläche
der ersten Isolierschicht, eine zweite auf der ersten Isolierschicht und auf der ersten leitenden Verbindungsschicht liegende Isolierschicht und eine zweite leitende
Verbindungsschicht auf der zweiten Isolierschicht, wobei
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ein streifenförmiger Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht durch einen Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht über eine Öffnung in der zweiten Isolierschicht kontaktiert
wird, welche Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass die genannte öffnung wenigstens teilweise über dem
streifenförmigen Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht
liegt, wobei die Anordnung des genannten streifenförmigen
Teiles inbezug auf die Öffnung verschieden von einer Anordnung ist, in der nicht nur die ganze Öffnung über den streifenf
örmigen Teil Hegt, sondern auch der genannte streifenförmige
Teil eine Breite χ entsprechend der Formel χ Vd + 2t aufweist, wobei d die genannte Querabmessung der Öffnung und
t die zu der Definition der Öffnung in bezug auf den streifenförmigen
Teil gehörige Ausrichttoleranz darstellt.
Bei dieser Ausführungsif ortn,· '■' können, gleich wie
in den obenbeschriebenen Ausführungsformen einer Halbleiteranordnung,
die Ausrichttoleranzen beim Entwerfen der Maske, die bei dem zu der Defenition der Öffnung gehörigen Photomaskierungsschritt
verwendet wird, vernachlässigt werden, während auch die bei einer bekannte« Anordnung auftretenden
Beschränkungen in bezug auf die Breite eines streifenförmigen
Teiles der ersten leitenden Verbindungsschicht beim Entwerfen der erfindungsgemässen Anordnung nicht auftreten.
Eine Anordnung nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann verschiedene Formen aufweisen. Bei einer Form
liegt die ganze öffnung über dem streifenförmigen Teil und
weist der streifenförmige Teil eine Breite χ auf, wobei
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χ ^ d + 2t ist. Diese Form unterscheidet sich von den
beschriebenen bekannten Anordnungen, bei denen die ganze
Öffnung über dem streifenförmigen Teil liegt während
x /t d + 2t ist, und die Ausrichttoleranzen berücksichtigt
sind. Falls t höchstens 1 /um ist, weist in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung die
Öffnung eine rechteckige Konfiguration und weist der streifenfönaige
Teil eine Breite auf, die die Querabmessung der Öffnung um höchstens 2 /um überschreitet.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung
nach dem zweiten Aspekt der Erfindung liegt nur ein Teil der Öffnung über dem streifenförmigen Teil.
Bei einer besonderen Ausführungsfqrm einer Halbleiteranordnung
nach der Erfindung weist der genannte Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht die Form eines
Streifens auf, der den streifenförmigen Teil der ersten lei
tenden Verbindungsschicht kreuzt und diesen Teil am Kreuzungspunkt über die Öffnung kontraktiert.
Bei einer anderen besonderen Ausführungsform einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung weist der genannte Teil
der zweiten leitenden Verbindungsschicht die Form eines Streifens
auf, der sich in der gleichen Längsrichtung wie der streifenförmige
Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht erstreckt und diesen Teil über die Öffnung kontaktiert. Bei einer Anordnung
nach dieser Ausführungsform, bei der die Öffnung einen
grösseren Umfang als der Teil des streifenförmigen Teiles der
ersten leitenden Verbindungsschicht aufweist, der innerhalb
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der Öffnung liegt,überlappt vorzugsweise die Öffnung den
genannten streifenförmigen Teil nur an dessen Längsrand
oder Längerändern.
Bei einer Halbleiteranordnung nach der Erfindung kann der streifenförmige Teil der ersten leitenden ■Verbindungsschicht
in der Nähe der Öffnung in der zweiten Isolierschicht eine nahezu gleichmässige Breite aufweisen.
Die Halbleiteranordnung kann eine integrierte Halbleiterschaltung sein, in der die erste und die zweite leitende
Verbindungsschicht Verbindungsschichten auf einem ersten und
einem zweiten Pegel bilden.
Bei einer Ausführungsform einer solchen integrierten
Schaltung besteht der Halbleiterkörper aus Silicium und besteht die erste leitende Verbindungsschicht aus dotiertem
polykristallinem Silicium. Die zweite leitende Verbindungsschicht kann aus Aluminium bestehen.
Die erste und die zweite Isolierschicht können aus Siliciumoxid bestehen, wobei wenigstens die zweite Isolierschicht
eine aus der Dampfphase abgelagerte Schicht sein kann. Um zu vermeiden, dass unerwünschte Kurzschlüsse auftreten,
falls die zur Bildung der Öffnung in der zweiten Isolierschicht verwendete Ätzeung bis jenseits der zweiten Isolierschicht
und bis jenseits eines Randes des streifenförmigen Teiles der ersten leitenden Verbindungsschicht forstschreitet,
kann die erste Isolierschicht eine erhebliche Dicke aufweisen; in einer bevorzugten Ausführungsform können die erste und
die zweite Isolierschicht wenigstens in der Nähe der Öffnung
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nahezu die gleiche Dicke aufweisen. Bei einer Weiterbildung kann die erste Isolierschicht aus einem anderen Material
als die zweite Isolierschicht bestehen und eine derartige Zusammensetzung aufweisen, dass sie nahezu nicht von einem
zur Bildung der Öffnung in der zweiten Isolierschicht verwendeten Ätzmittel angegriffen wird; die zweite Isolierschicht
kann z.B. aus durch Aufdampfen angebrachtem Siliciumoxid und die erste Isolierschicht kann aus Siliciumnitrid
bestehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der integrierten
Schaltung enthält eine Anzahl Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate, wobei die erste leitende Verbindungsschicht
aus dotiertem polykristallinem Silicium besteht und eine Anzahl diskreter Teile enthält, von denen mindestens einer
eine Gate-Elektrode eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate bildet, welche Gate-Elektrode sich auf einem dünneren
Teil der ersten Isolierschicht und sich weiter auf einem dickeren Teil der ersten Isolierschicht als ein streifenförmiger
Teil erstreckt, der durch einen diskreten Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht über eine Öffnung mit der
genannten Querabmessung in der zweiten Isolierschicht kontaktiert wird, wobei die genannte zweite Isolierschicht auf der
ersten Isolierschicht und auf der Schicht aus polykristallinem Silicium liegt. Bei einer solchen Schaltung kann sich ein
anderer diskreter Teil der Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium in Kontakt mit einem Oberflächenteil des Halbleiterkörpers
und weiter auf dem dickeren Teil der ersten Isolier-
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schicht als ein weiterer streifenförmiger Teil erstrecken, der
durch einen diskreten Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht über eine Öffnung mit der genannten Querabmessung
in der zweiten Isolierschicht kontaktiert wird.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben,
Es zeigen:
Figuren 1 und 2 Draufsichten in zwei zueinander-· t
senkrechten Orienta.tionen auf einen bekannten Feldeffekttransistor
mit isoliertem Gate, der eine Gate-Elektrode aus dotiertem polykristallinem Silicium enthält und einen Teil
einer halbleitenden integrierten Schaltung mit einer Anzahl solcher Transistoren bildet;
Figuren 3 und k Querschnitte längs der Linie III-III
in Fig. 1 bzw. längs der Linie IV-IV in Fig.2;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil einer bekannten
Halbleiteranordnung in Form einer integrierten Schaltung mit Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate, die Gate-Elektroden
aus dotiertem polykristallinem Silicium enthalten;
Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI
in Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil einer Halbleiteranordnung
nach der Erfindung in Form einer integrierten Schaltung mit Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate,
die Gate-Elektroden aus dotiertem ροIykristallinem Silicium
enthalten;
Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII
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in Flg. 7;
Figuren 9, 10 und 11 Draufsichten auf Teile weiterer
Halbleiteranordnungen nach der Erfindung;
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Teil einer anderen
Halbleiteranordnung nach der Erfindung in Form einer integrierten Schaltung mit Feldeffekttransistoren mit isoliertem
Gate, die Gate-Elektroden aus dotiertem polykristallinem Silicium enthalten;
Fig. 13 einen Querschnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12;
Fig. 14 eine Draufsicht auf einen Teil einer anderen
Halbleiteranordnung nach der Erfindung in Form eines als integrierte Schaltung ausgeführten Speichers mit wahlfreiem
Zugriff, der eine Anzahl Speicherzellen enthält, die je einen Kondensator und einen Feldeffekttransistor mit einem einzigen
isolierten Gate enthalten, welches Transistoren je eine Gate-Elektrode
aus dotiertem polykristallinem Silicium besitzen?
•Figuren 15, 16 und I7 Querschnitte längs der Linien
XV-XV, XVI-XVI bzw. XVII-XVII in Fig. Ik;
Fig. 18 schematisch eine Topologie oder einen Layout
einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung nach der Erfindung,
die eine integrierte Halbleiterschaltung bildet;
Figuren 19a, b und c und 20a, b und c schematisch zwei Beispiele von Verbindungen zwischen Leiterbahnen verschiedener
Pegel in Draufsicht und in zwei zueinander senkrechten Schnitten,
Fig. 21 schematisch eine Draufsicht auf eine derartige
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Verbindung, wobei vergleichsweise im oberen Teil die bisher
übliche Struktur und im unteren Teil die Struktur nach der Erfindung dargestellt ist;
Fig. 22 das zu der integrierten Schaltung nach Fig. 18 gehörige elektrische Schaltbild;
Figuren 23 und 2k schematisch Schnitte durch diese integrierte Schaltung längs der Linien VI-VI bzw. VII-VII der
Fig. 18 und
Figuren 25, 26 und 27 shematisch in Draufsicht drei
andere Konfigurationen erster und zweiter Leiterbahnen, die
über eine Öffnung in einer Isolierschicht miteinander verbunden und in weiteren Abwandlungen vorhanden sind.
Der Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate nach den Figuren 1 bis h enthält ein η-leitendes Siliciumsubstrat 1
mit einer Oberfläche 2, auf der eine erste Isolierschicht aus thermisch gewachsenem Siliciumoxid liegt, die aus einem dickeren
Teil 3 und einem dünneren Teil k besteht. Diffundierte p+-
leitende Source- und Drain-Elektrodenzonen 5 bzw. 6 erstrecken sich im Substrat .1 in der Nähe der Oberfläche 2 und definieren
eine stromführende Kanalzone dazwischen. Die stromführende Kanalzone liegt unter dem dünneren Teil k der thermisch gewachsenen
Siliciumoxidschicht, während darauf eine Gate-Elektrode 7 gelegen ist. Die Gate-Elektrode 7 besteht aus einem
mit Bor dotierten Teil einer' Schicht aus polykristallinem Silicium,
welche Schicht einen weiteren Teil 8 aufweist, der sich von dem Teil 7 her und über den dickeren Teil 3 der thermisch
gewachsenen Siliciumoxidschicht erstreckt.
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-20- PHN. 6779 C
Eine abgelagerte Siliciumoxidschicht 9 liegt über dem dickeren Teil der thermisch gewachsenen Siliciumoxidschicht
und auf der mit Bor dotierten Schicht aus polykristallinem Silicium. 7» 8. Die abgelagerte Siliciumoxidschicht
9 weist eine rechteckige öffnung 10 auf, die oberhalb des Teiles 8 der Schicht aus dotiertem polykristallinem
Silicium liegt. Ein Verbindungsschichtteil 11 aus Aluminium erstreckt sich in der Öffnung 10 in Kontakt mit dem Teil 8 der
Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium und weiter auf der Oberfläche der abgelagerten Siliciumoxidschicht 9·
Weitere öffnungen 12 und 13 sind vorgesehen und erstrecken sich durch die abgelagerte Siliciumoxidschicht 9» deiiart, dass die
ρ -leitenden Source- und Drain-Elektrodenzonen 5 bzw. 6 frei gelegt werden. Weitere Teile 14 und 15 der Verbindungsschicht
aus Aluminium erstrecken sich in den öffnungen 12 bzw. 13 in Kontakt mit den Source- und Drain-Elektrodenzonen 5 bzw. 6.
Die Teile 14 und 15 der Aluminiumschicht erstrecken sich auch
auf der abgelagerten Siliciumoxidschicht 9·
In den Draufsichten nach den Figuren 1 und 2 und in den nachstehend noch zu beschreibenden Draufsichten nach den
Figuren 5, 6, 9 bis 12 und 14 wird mit gestrichelten Linien die
Anfangsgrenze zwischen dickerem Siliciumoxid und dünneren Siliciumoxid angegeben, die in einer frühen Stufe der Herstellung
dadurch definiert wird, dass örtlich das dickere Oxid entfernt und dünneres Oxid auf den durch diese Entfernung
frei gelegten Siliciumkörperteilen angewachsen wird. Mit Schraffierungen innerhalb der gestrichelten Linien wird das Ausmass
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-21- FIIN. 677S' C
der Entfernung des dünneren Siliciumoxide und der· p-Typ
Diffusion in die nach Entfernung der dünneren Siliciumoxidschicht frei gelegten Oberflächenteile des Siliciumkropers angegeben.
Mit Strich-Kreuz-Linien wird die Grenze von Teilen von mit einem Akzeptor dotiertem polykristallinem Silicium angegeben,
welche Dotierung durch Diffusion in die Schichtteile zugleich mit der genannten p-Typ Diffusion in die Siliciumoberflächenteile
stattgefunden hat. Mit strichpunktierten Linien werden die Grenzen von Öffnungen in der abgelagerten Siliciumoxidschicht
angegeben.
Figuren 5 und 6 zeigen in Draufsicht bzw. im Querschnitt
einen anderen Teil einer integrierten Schaltung, die Transistoren der in Fig. 1 dargestellten Art enthält, wobei
entprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet werden. Fig. 5 zeigt Teile 8 und 18 einer Schicht aus dotiertem
polykristallinem Silicium, die sich als Streifen auf der Oberfläche der dickeren Siliciumoxidschicht 3 erstrecken und
auf denen sich die abgelagerte Siliciumoxidschicht 9 befindet. Ein Aluminiumstreifen 19 liegt auf der abgelagerten Siliciumoxidschicht
9» kreuzt die streifenförmigen Teile 8 und 18 der
Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium und kontaktiert den Teil 8 über eine öffnung 20 mit Abmessungen von 6 /um χ 6 /um
in der abgelagerten Siliciumoxidschicht.
In dieser bekannten Anordnung weisen die streifenförmigen
Teile 8 und 18 je eine Breite von 6 /um und einen gegenseitigen Abstand von 6 /um auf. Um den Kontakt zwischen
den Streifen 19 und 8 über die Öffnung 20 zu erhalten, müssen jedoch bei dem Layout· der Maske Ausrichttoleranzen berücksichtigt
werden. Im vorliegenden Falle ist die Ausrichttoleranz 3 /
B J /um,
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-22- PHN. 6779 C
so dass beim Layout der Maske die Seiten der Öffnung 20
je um mindestens 3 /um von den benachbarten Rand des Teiles 8 der Schicht aus polykristallinem Silicium entfernt
sein müssen. Dies macht eine Anpassung des Entwurfes des Streifens 8 und die Anbringung eines örtlich
erweiterten Teiles 21 (wie dargestellt) mit einer Gesamtbreite von 12 /um notwendig, wenn die Breite der Öffnung
20 = 6 /um ist. Der Effekt dieser erforderlichen örtlichen Erweiterung 21 des Streifens 8 soll bewirken,dass
ein derartiger Layout erhalten wird, dass der benachbarte Streifenteil 18 der Schicht aus polykristallinem-Silicium
auf die dargestellte Weise abgelenkt werden muss, um den gegenseitigen Abstand von 6 /um aufrechtzuerhalten. Auf
diese Weise bewirkt in einer Anordnung mit einer Vielzahl nebeneinander liegender streifenförmiger Teile einer Schicht
aus polykristallinem Silicium, wie Teile 8 und 18, die an Offnungen, wie die Öffnung 20, und an die örtlich erweiterten
Teile, wie Teil 21, gestellte Anforderung, das-s der Layout komplex ist.
Die Struktur der Ausführungsform einer erfindungsgemässen
Anordnung nach den Figuren 7 und 8 entspricht nahezu der Struktur der bekannten Anordnung nach den Figuren
5 und 6, wobei entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet werden; der wesentliche Unterschied besteht
darin, dass die Schicht aus polykristallinem Silicium durch die darauf liegende Aluminiumschicht kontaktiert wird.
In dieser Anordnung weisen die streifenförmigen Teile 23 und
2k der Schicht aus polykristallinem Silicium je eine Breite von 6 /um und auch einen gegenseitigen Abstand von 6 »um
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-23- PHN. 6779 C
auf. Der Streifen 23 wird durch einen Aluminiumschichtstreifen
25 mit einer Breite von 12 /um über eine rechteckige
Öffnung 26 in der abgelagerten Siliciumoxidschicht 9 kontaktiert, während der Streifen 2.k durch einen AIuminiumschichtstreifen
27, ebenfalls mit einer Breite von 12 /um, über eine rechteckige Öffnung 28 in der abgelagerten
Siliciumoxidschicht 9 kontaktiert wird. Jede der Offnungen 26 und 28 weist eine Breite von 10 /um und in
der Längsrichtung der Streifen 25 und 29 eine Abmessung
von 6 /um auf. Bei der Herstellung dieser Anordnung beträgt die Ausrichttoleranz, die zu dem Schritt zur Definition der
Offnungen 26 und 28 gehört, 3 /um. Es leuchtet ein, dass jede der öffnungen 26 und 28 mit einer Breite von 10 /um
sich bis jenseits der Ränder der zugehörigen Streifenteile 23 bzw. Zh erstreckt. Die Teile dieser Offnungen, die jenseits
der genannten Ränder der Streifenteile 23 und Zh
liegen, befinden sich aber auf dem dickeren Teil 3 der thermisch gewachsenen Siliciumoxidschicht, so dass das
Aluminium in diesen Teilen der Offnungen keine Kurzschlüsse herbeiführt. Bei Offnungen 26 und 28, deren Querabmessung
senkrecht zu der Längsrichtung der Streifen 23 und Zh die Breite der Streifen überschreitet, brauchen die Ausrichttolenanzen
beim Layout der Maske nicht berücksichtigt zu werden, sofern es eine Abweichung von der mittleren Lage
der Offnungen in bezug auf den Streifen anbelangt. Ausserdem ist, wenn der Abstand zwischen dem Rand des Streifens Zh und
dem benachbarten Rand der Öffnung 26 zum Erhalten einer
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-2k- 13HN. 6779 C
genauen Ausrichtung 4 /um beträgt und dieser Abstand die
Ausrichttoleranz von 3 /um überschreitet, der Layout derartig,
dass der gegenseitige Abstand der Streifen 23 und Zk in der Nähe der Streifen 23 und 2h auf 6 /um gehalten
werdeb kann, wobei eine Abweichung der Streifen in diesen
Gebieten nicht notwendig ist. Dies führt zu einer Vereinfachung des ganzen Layouts, während keine Beschränkungen
in bezug auf die Packungsdichte infolge der Notwendigkeit der Anbringung örtlicher Erweiterungen der Schicht aus polykristallinem
Silicium auftreten.
Es sei bemerkt, dass in Fig. 8 an den Rändern
der Öffnung 26 jenseits des Streifens 23 aus polykristallinem
Silicium der dickere Teil 3 der thermisch gewachsenen Siliciumoxidschicht örtlich über eine geringe Dicke entfernt
worden ist. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, dass die Ätzung der abgelagerten Siliciumoxidschicht 3 während genügend
langer Zeit durchgeführt werden muss, um örtliche Änderungen der Dicke der Schicht 9 auszugleichen.
Bei jeder der Ausführungsformen nach den Figuren
9, 10 und 11 weist ein Streifen 31 aus polykristallinem
Silicium eine Breite von 9 /um und die in Fig. 7 dargestellte
Form auf und erstreckt sich auf einer thermisch gewachsenen Siliciumoxidschicht und ist mit einer abgelagerten Siliciumoxidschicht
bedeckt.
In Fig. 9 wird das Ende des Streifens 31 durch einen
Aluminiumstreifen 32 mit einer Breite von 15 /um über eine
Öffnung mit Abmessungen von 9 /um χ 9 /um kontaktiert, die
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2A08527
sich direkt oberhalb des Endes des Streifens 31 befindet. In den Layout dieser Anordnung braucht die Ausrichttoleranz
nicht berücksichtigt zu werden, weil eine geeignet positionierte öffnung gebildet werden wird, sogar wenn die
Öffnung einen Rand des Streifens 31 überlapt.
In Fig. 10 wird das Ende des Streifens 31 (Breite
9 /um) durch einen Aluminiumstreifen 3k mit einer Breite
von 14 /um über eine öffnung 35 mit Abmessungen von 8 /um
χ 8 /um kontaktiert, die sich in. einer mittleren Lage in bezug auf das Ende des Streifens 31 befindet. In dem Layout
dieser Anordnung braucht die Ausrichttoleranz nicht berücksichtigt
zu werden, weil eine geeignet positionierte öffnung gebildet werden wird, sogar wenn sie den Rand oder die
Ränder des Streifens 31 überlapt. Es sei bemerkt, dass in einer entsprechende bekannten Anordnung die höchstzulässige
Breite der Öffnung =* 9 - 2t /um ist, wobei t die Ausrichttoleranz
darstellt, das heisst eine öffnung mit einer Breite von 7 /utn, wenn eine Ausrichttoleranz t von 1 /um erzielt
werden konnte.
Bei der Anordnung nach Fig. 11 erstreckt sich der Streifen 31 der Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium
parallel zu einer ρ -diffundierten Zone 36 und ist
um 1 /um von dieser Zone entfernt. In dem Layout dieser Anordnung
sind die Regeln des Entwurfes derartig, dass die Ausrichttoleranz t., die zu der Maskierung für -die Definition
des Abstandes zwischen dem Rand des Streifens 31 der Schicht
aus polykristallinem Silicium und dem Rand der diffundierten
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-26- PriN. 6779 C
Zone gehört, kleiner als die Ausrichttoleranz t„ ist, die
zu der Maskierung für die Definition des Abstandes zwischen dem Rand der Öffnung 38 und dem benachbarten Rand der diffundierten
Zone 36 gehört,; z.B. können t.. und t„ 1 /um
bzw, 3 /um betragen. In der dargestellten Draufsicht wird
der Streifen 31 aus polykristallinem Silicium (Breite
9 /um) durch einen Aluminiumstreifen 37 mit einer Breite von 15 /um über eine Öffnung 38 mit Abmessungen 9 /um χ
9 /um kontaktiert, aber befindet er sich in einem Abstand von 3 /um von dem Rand des Streifens 36, so dass die Öffnung
38 nur teilweise über dem Streifen 31 liegt. Bei dieser
Ausführungsform ist der Layout derartig, dass, obgleich auf
Ausrichttoleranzen an neben dem Streifen 36 liegenden Rand
der Öffnung 38 Rücksicht genommen werden muss, diese Toleranzen
am gegenüberliegenden Rand der Öffnung vernachlässigt werden können, sofern dieser Rand sich jenseits des
benachbarten Längsrandes des Streifens 31 befindet.
Die Figuren 12 und 13 zeigen in Draufsicht bzw. im Querschnitt einen Teil eines ein Silicium—Gate enthalten—,
den, als integrierte Schaltung ausgeführten Speichers mit wahlweipem
Zugriff. Vergleichsweise wird in dieser Ausführungsform auch die bekannte Kontaktierung eines Streifens aus
polykristallinem Silicium durch eine Aluminiumschicht veranschaulicht.
Bei der Anordnung nach den Figuren 12 und 13 werden Teile, die denen in den Figuren 1 bis k entsprechen, mit den
gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und zwar das n-leitende
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-27- ?HN. 6779 C
Siliciumsubstrat 1 mit einer Oberfläche 2, der dickere Teil 3 der ersten Siliciumoxidschicht auf der Oberfläche
2 und die abgelagerte Siliciumoxidschicht 9. Die Draufsucht nach Fig.12 zeigt zwei Teile 41 und 42 der Schicht
aus dotiertem polycrystallinem Silicium. Eine ρ -diffundierte
Streifenzone 44 ist dargestellt, die eine Verbindungsleitung zwischen nicht dargestellten Schaltungselementen bildet. Andere p+-diffundierte Zonen 45 und 46
bilden Source- bzw. Drain-Zonen eines Feldeffekttransistors mit isoliertem Gate, dessen Gate-Elektrode durch den Teil
der Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium gebildet wird. Die Drain-Zone 46 wird durch den Streifenteil 42 der
Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium kontaktiert, was mittels eines zusätzlichen Herstellungsschrittes erreicht
wird, wobei vor der Ablagerung der Schio-ht aus polykristallinem
Silicium auf der Oberfläche der dickeren und dünneren Teile 3 bzw. 4 der ersten Siliciumoxidschicht (Siehe
Figuren 1 bis 4) der dünnere Teil 4 der Siliciumoxidschicht teilweise durch einen fhotomaskierungs- und Atzschicht entfernt
wird. Auf diese Weise kommt das nachher abgelagerte polykristalline Silicium in direkte Berührung mit der Oberfläche
des Siliciumkörpers an der Stelle, an der das dünnere Siliciumoxid entfernt worden ist, während der später durchgeführte
Akzeptordiffusionsschritt dafür sorgt, dass eine p-Typ Verunreinigung durch das polykristalline Silicium an
der Kontaktstelle mit dem Siliciumkörper diffundiert, damit eine untiefe p-leitende Zone 47 gebildet wird, die an die
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-28- PHN. 6779 C
Drain-Zone 46 grenzt. Fig. 12 zeigt mit einer ununterbrochenen punktierten Linie das Ausmass der Maskierung
zur örtlichen Entfernung des dünneren Teiles 4 der thermisch gewachsenen Siliciumoxidschicht vor der Ablagerung
des polykristallinen Siliciums, wobei es einleuchtend ist, dass die Maskierung für diesen Schritt
nicht kritisch ist, während die Grenze der Maskierung auf dem dickeren Teil 3 der Siliciumoxidschicht liegt.
Drei Aluminiumschichtstreifen 49» 50 und 51 erstrecken
sich auf der Oberfläche der abgelagerten Schicht 9 aus Siliciumoxid . Der Aluminiumschichtstreifen 49 kontaktiert
den Teil 41 der Schicht aus polykristallinem Silicium über eine Öffnung 52 in der abgelagerten Siliciumoxidschicht 9·
Die Öffnung 52 weist Querabmessungen von 8 /um χ 8 /um auf,
während gemäss bekannten Kontaktierungsverfahren zur Positioning
der Öffnung 52 in der Mitte auf dem Streifen 41
und unter Berücksichtigung einer Ausrichttoleranz von 3 /tun der Streifen 41 Querabmessungen in der Nähe der Öffnung
52 von 14 /um χ 14 /um aufweisen muss.
Der Aluminiumschichtstreifen 51 kontaktiert den
Streifen 42 der Schicht aus polykristallinem Silicium, der
eine Breite von 9 /um in der Richtung senkrecht zu der Linie XIII-XIII in Fig. 12 aufweist, über eine öffnung 53 in der
abgelagerten Siliciumoxidschicht 9· Die Öffnung 53 weist
Querabmessungen von 6 ,um χ 13 /um und weist somit eine Querabmessung
in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Streifens 42 auf, die die Breite des Streifens 42 überschreitet.
Auf diese Weise wird der Layout des Kontakts des Alu-
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-29- PHN. 677^ C
240852?
miniumschichtteiles 51 in bezug auf den Streifen k2 aus
polykristallinen! Silicium vereinfacht, weil Ausrichttoleranzen für die Maskierung bei der Definition der
Öffnung 53 nicht mehr von Bedeutung sind, während ausserdem
keine örtliche Erweiterung des Streifens hZ mit einer
Breite von 9 /um in der Nähe dieses Kontakts, wo der Raum wegen des nahe liegenden ρ -diffundierten Streifens kk beschränkt
ist, erforderlich ist. Der Grund, aus dem die Bildung des Kontakts zwischen dem Aluminiumstreifen 51 und der
ρ -Drain-Zone k6 über den zwischenliegenden Teil k2 der
Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium der direkten Kontaktierung zwischen dem Aluminiumstreifen 51 und der Drain-Zone
k6 vorgezogen wird, ist der, dass im ersteren Falle der Layout der Schaltung vereinfacht werden kann, während
im letzteren Falle die direkte Kontaktierung Schwierigkeiten in dem Layout der Schaltung bereitet infolge der für
eine Kontaktöffnung erforderlichen verhälynismässig grossen
Gebietes und der unmittelbaren Nähe anderer Schaltungselemente, die in Fig. 12 nicht dargestellt sind.
Die Ausführungsform nach den Figuren 14 bis 17
bildet einen Teil eines ein Silicium-Gate enthaltenden Speichers mit wahlweisem Zugriff. Auch in dieser Ausführungsform werden Teile, die denen nach den Figuren 1 bis k entsprechen,
mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Draufsicht nach Fig, Ik zeigt zwei Teile 61 und'62 der Schicht
aus dotiertem polykristallinem Silicium. Der Teil 61 weist die Form eines Streifens mit Querabmessungen von 9 /um χ
25 /um auf und bildet die Gate-Elektrode eines Feldeffekt-
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transistors mit isoliertem Gate, der Source- und Drain-Zonen 63 bzw. 6k enthält. Der Teil 62 der Schicht aus
dotiertem polykristallinem Silicium erstreckt sich oberhalb eines rechteckigen Gebietes des dünneren Teiles k der
thermisch gewachsenen Siliciumoxidschicht, wo er eine Platte eines Inversionsschichtkondensators bildet. Ein
AluminiumschJchtteil in Form eines Streifens 65 mit einer Breite von 15 /um erstreckt sich auf der Oberfläche der
abgelagerten Siliciumoxidschicht 9 und kontaktiert den Teil 61 aus polykristallinem Silicium über eine Öffnung
66 in der Schicht 9· Die Öffnung 66 weist Querabmessungen
von 9 /um x- 9 /um auf und befindet sich nahezu völlig
oberhalb des Streifens 61. Die Ausrichttoleranz bei der Maskierung über die Definition der öffnung 66 ist 3 /um und
die Öffnung 66 weist eine Breite von 9 /um auf, also gleich
der Breite des Streifens 61. Da jedoch der Streifen 6i um mehr als 3 /um von dem benachbarten Rand der p+-diffundierten
Zone und um 6 /um von dem benachbarten Rand von der Zone
aus polykristallinem Silicium entfernt ist, kann bei jeder Fehlerausrichtung der öffnung 66 in bezug auf den Streifen
61 noch ein geeigneter Kontakt zwi.schen dem Aluminiumschichtstreifen 65 und dem Streifen 61 aus polykristallinem Silicium
erhalten werden, ohne dass Kurzschlüsse auftreten. Es dürfte einleuchten, dass die für den Streifen 61 und die Öffnung
angegebenen Abmessungen nur beispielsweise gegeben sind; bei einer weiteren Ausführungsform kann der Streifen 61 eine Breite
von 6 ,um und kann die Öffnung Querabmessungen von 6 /um χ 6 /um
aufweisen.
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240852?
Die Herstellung einer Anordnung nach den Figuren 12 und 13 oder nach den Figuren ~\h bis 17 kann durch für
diese Technik übliche Verfahren erfolgen. Die Ätzeung zur
Bildung der Offnungen in der abgelagerten Siliciumoxidschicht kann unter Verwendung gepufferter Fluorwasserstoffsäure
bei 3O°C durchgeführt werden, welches Ätzmittel aus 6 Volumenteilen einer gesättigten Ammoniumfluoridlösung
und 1 Volumenteil k8$> Fluorwasserstoffsäure besteht. Für
eine aus Silan und Sauerstoff abgelagerte Siliciumoxidschicht mit einer Dicke von 1 /um werden, wie sich herausgestellt
hat, mit einer Ätzzeit von 7 Minuten geeignete Offnungen erhalten. Wenn in dieser Beschreibung von einer ersten
Isolierschicht mit einem dickeren Teil und einem dünneren Teil die Rede ist, versteht es sich, dass eine solche Schicht
in verschiedenen Herstellungsschritten gebildet werden kann und dass ausserdem der dickere Teil und der dünnere Teil
auf verschiedene Weise angebracht werden können.
In Figur 18 sind zwei Verbindungen zwischen auf zwei
voneinander getrennten Pegeln liegenden Leiterbahnen darge stellt, und zwar eine zwischen der unterliegenden ersten
Leiterbahn 113 und einer zweiten Leiterbahn 117 und eine
zweite zwischen der unterliegenden Leiterbahn 112 und einer weiteren Leiterbahn 120. Die genannten Verbindungen liegen
innerhalb der in der Figur mit gestrichelten Linien 131 bzw. 132 umrahmten Teile der Halbleiteranordnung, welche Teile
in den Figuren 19 bzw. 20 der Deutlichkeit halber etwa vergrössert dargestellt sind.
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Die Anordnung enthält einen Körper 110 (Fig. 18)
an einer dessen Oberflächen eine auf einem isolierenden Substrat 133 (Figuren 19 und 20) liegende erste Leiterbahn
113 (Fig. 19) bzw. 112 (Fig. 20) vorhanden ist. Diese Leiterbahnen 113 und 112 sind teilweise mit einer Isolierschicht
116 überzogen, wie in den Schnitten b) und c) der Figuren 19 und 20 sichtbar ist. Auf der Isolierschicht
116 erstreckt sich eine zweite Leiterbahn 117 (Fig. I9) bzw.
120 (Fig. 20), die über eine Öffnung 121 bzw. 122 in der
Isolierschicht 116 direkt mit der ersten Leiterbahn 113 bzw.
112 verbunden ist.
Die Offnungen 121 und 122 sind grosser als der
innerhalb dieser Offnungen liegende Teil der ersten Leiterbahn
113 bzw. 112, wobei nur ein Teil 121a bzw. 122a des Randes dieser Offnungen oberhalb der ersten Leiterbahn II3
bzw. 112 liegt. Der übrige Teil 121b bzw. 122b der Öffnung
121 bzw. 122 liegt oberhalb des isolierenden Substrats 133.
Auf diese Weise wird eine erhebliche Ersparung in bezug auf die benötigte Oberfläche erhalten, wie z.B. deutlich
aus Fig. 21 ersichtlich ist. Diese Figur zeigt eine unterliegende erste Leiterbahn 141 und eine mit dieser verbundene
zweite Leiterbahn 142 in einer Situation, die mit
der nach Fig. 20a vergleichbar ist. Diese Figur 21 zeigt im oberen oberhalb der Linie 143 liegenden Teil die bisher
übliche Struktur und die direkte Umgebung einer derartigen Verbindung, wobei der untere unterhalb der Linie 1^3 liegende
Teil dieser Verbindung vergleichsweise gemäss der
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Erfindung ausgeführt ist.
Im oberen Teil weist die Leiterbahn 141 eine Verbreiterung
i4ia auf, derart, dass der obere Teil der Öffnung
Ikk völlig oberhalb der Leiterbahn ^k^ liegt. Die Figur
zeigt die Öffnung ikk und die Leiterbahn 141 in idealer
gegenseitiger Lage mit der öffnung genau in der Mitte des verbreiterten Teiles i4ia der Leiterbahn.
In der Praxis wird die Öffnung 144 mit Hilfe einer Maske
in die Isolierschicht geätzt. Dabei muss diese Maske inbezug
auf die Verbreiterung 141a ausgerichtet werden, wodurch
naturgemäss Abweichungen von der idealen Lage auftreten werden. Die Grosse der Verbreiterung" I4ia wird
derart gewählt, dass die Öffnung 144 bei der höchstzulässigen
Abweichung von der iddalen Lage noch völlig oberhalb der Verbreiterung i4ia liegt.
Der untere Teil der Figur zeigt die Leiterbahn
141 ohne Verbreiterung. Der Randteil i44b liegt ausserhalb der
Leiterbahn 141 oberhalb des isolierenden Substrats und die
Öffnung ragt aus dem Rand der leiterbahn 1kl hervor.
Es ist deutlich ersichtlich, dass im unteren Teil der Verbindung noch weniger Raum als im oberen Teil beansprucht
wird." Hinzu kommt noch, dass die Verbreiterung im oberen Teil auch die benachbarten Leiterbahnen beeinflusst.
Die Figur zeigt, dass die nächstüegende Leiterbahn 1^5,
die auf demselben Pegel wie die Leiterbahn 141 liegt,
sich um die Verbreiterung i4ia herum biegt, weil sonst an
der Stelle der Verbreiterung ikia der gegenseitige Abstand
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zwischen den beiden Leiterbahnen zu klein werden würde. Im unteren Teil braucht dagegen die nächstliegende Leiterbahn
146 an der Stelle der Verbindung nicht auszuweichen.
Wie erwähnt wurde, zeigt Fig. 18 die Topologie oder den Layout einer übrigens verhältnismässig beliebig
gewählten integrierten Schaltung. Fig. 22 zeigt das zugehörige elektrische Schaltbild. Es handelt sich um ein Flipflop mit zwei kreuzweise angeordneten Nicht-Oder-Gattern,
das vier p-Kanal- und vier n-Kanal-Feldeffekttransistoren
mit isolierter Gate-Elektrode enthält. Die Schaltung weist zwei Anschlüsse für die Speisespannung auf, die schematisch
mit den Klemmen 101 und 102 bezeichnet sind. Auf entsprechende Weise sind zwei Eingänge 103 und 104 und zwei Ausgänge
und 106 zum Zuführen bzw. zur Entnahme elektrischer Signale dargestellt.
Die Anordnung enthält einen Körper 110 (siehe
auch die schematische Schnitte der Figuren 23 und 24), in dem
auf an sich bekannte Weise eine Anzahl Feldeffekttransistoren angebracht sind. Auf der Seite des Körpers 110, auf der diese
Schaltungselemente liegen, sind eine Anzahl Leiterbahnen 111, 112, 113 und 114 angebracht, die durch eine Isolierschicht
gegen den Halbleiterkörper isoliert sind. Diese Isolierschicht 115 bildet in diesem Beispiel das vorerwähnte isolierende
Substrat 133 für die auf dem ersten Pegel liegenden Leiterbahnen 111, 112, 113 und 114. Auf einem von dem ersten Pegel
durch die Isolierschicht 116 getrennten zweiten Pegel befinden
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sich Leiterbahnen 117, 118, 119 und 120. Diese sind über
bis zu der Halbleiteroberfläche reichende Öffnungen T23
in der (den) Isolierschicht(en) mit einer oder mehreren Halbleiterzonen der Schaltungselemente verbunden, während,
wie bereits ausführlicher beschrieben wurde, über die Offnungen 121 und 122 Verbindungen zwischen Leiterbahnen des
ersten und des zweiten Pegels hergestellt sind.
Obgleich dies im Rahmen der Erfindung von weniger Bedeutung ist, wird der Vollständigkeit halber noch bemerkt,
dass der Körper 110 z.B. aus einem η-leitenden Siliciumsubstrat 124 bestehen kann, auf dem eine η-leitende Oberflächenschicht
125 liegt, deren spezifischer Widerstand höher als der des Substrats ist. An der Oberfläche der Schicht 125 ist
ein wenigstens über einen Teil seiner Dicke in den Halbleiterkörper versenktes schichtförmiges Muster aus Isoliermaterial
angebracht, das als Teil der Isolierschicht 115 dargestellt
ist. Dieses Muster kann z.B. durch örtliche Oxidation der Siliciumoberflache erhalten werden. Das schichtförmige Muster
besitzt zwei Offnungen, in denen das Halbleitermaterial bis zu der Oberfläche reicht, wobei in einer dieser Offnungen
das Halbleitermaterial durch Dotierung in p-leitendes Material umgewandelt und das Gebiet 126 erhalten ist. In diesem
Gebiet 126 befinden sich η-leitende Oberflächenzonen I27,
die die Elektrodenzonen der n-Kanal-Feldeffekttransistoren
bilden. Die zugehörigen isolierten Gate-Elektroden werden durch die oberhalb des Gebietes 126 liegenden und gegen dieses
Gebiet durch die Isolierschicht 115 isolierten Teile der
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Leiterbahnen 111, 112, 113 und 114 gebildet. Das Gebiet 126
ist weiter mit Hilfe einer p-leitenden Oberflächenzone 128
und der leiterbahn 118 mit der negativen Klemme der Speisespannungsquelle verbunden.
Xn der anderen Öffnung des versenkten Isoliermusters
befinden sich die p-leitenden Elektrodenzonen 129 der p-Kanal Feldeffekttransistoren. Die Gate-Elektroden
dieser Transistoren werden durch die auf der Isolierschicht 115 und oberhalb des Materials der Oberfläche 125 liegenden
Teile der Leiterbahnen 111,112, 113 und 114 gebildet. Die
Oberflächenschicht 125 ist über die η-leitende Oberflächenzone 130 und die Leiterbahn 119 mit der positiven Klemme der
Speisespannungsquelle verbunden.
Die beschriebenen integrierte Schaltung kann völlig mit Hilfe in der Halbleitertechnik bekannter Herstellungsverfahren,
wie Epitaxie, gegebenenfalls maskierte thermische Oxidation, Dotierung durch Diffusion und/oder Ionenimplantation,
Ablagerung von Isolierschichten und/oder leitenden Schichten aus der Gasphase, anodische Oxidation von leitenden
Schichten, elektrochemische Anbringung von Schichten, photolithographische Maskierung und Ätzung von Mustern aus
kontinuierlichen Schichten, hergestellt werden. Die Leiterbahnen 111, 112, 113 und 114 können z.B. aus Aluminium, Molybdän,
Wolfram oder dotiertem polykristallinem Silicium bestehen. Die Isolierschicht 115 besteht z.B. aus Siliciumoxid
oder Siliciumnitrid oder Kombinationen dieser Stoffe. Die Isolierschicht II6 kann auch aus Siliciumdioxid bestehen.
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Die Leiterbahnen 117, 118, 119 und 120 bestehen z.B. aus
Aluminium oder Titan-Platin-Gold.
Untersuchungen, die zu der Erfindung geführt
haben, haben ergeben, dass insbesondere, wenn die Isolierschicht und das isolierende Substrat oder wenigstens die
an die Isolierschicht grenzende Oberflächenschicht dieses Substrats Material praktisch der gleichen Zusammensetzung
enthalten, sich Probleme in bezug auf unerwünschte Unterbrechungen in den elektrischen Verbindungen zwischen den
verschiedenen Pegeln von Leiterbahnen ergeben können. Die wahrgenommene vergrösserte Möglichkeit des Auftretens
von Unterbrechungen lässt sich wahrscheinlich durch das Anätzen des isolierenden Substrats in der Öffnung in der
Isolierschicht erklären, soweit diese Öffnung aus der unterliegenden Leiterbahn hervorragt. In diesem Zusammenhang
sind unter "Materialien praktisch der gleichen Zusammensetzung" denn auch Materialien zu verstehen, die sich
chemisch praktisch gleich oder auf vergleichbare Weise verhalten. So werden z.B. thermische Oxidschichten und die
durch die verschiedenen bekannten Verfahren auä der Gasphase angebrachten Oxidschichten als Schichten praktisch
der gleichen.Zusammensetzung betrachtet.
Es wurde gefunden, dass sich die wahrgenommenen Unterbrechungen hauptsächlich an den Stellen der aus den
unterliegenden Leiterbahnen hervorragenden Teile der Öffnungen
ergeben. An diesen stellen ist daher in den Figuren 19c und 20c eine Unterbrechung der zweiten Leiterbahn dargestellt.
Γη den nicht oberhalb der unterliegenden Leiter-.bahneii
liegenden Teilen der Öffnungen können durch Anätzung
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-38- PHH. 6779 C
des isolierenden Substrats in den Figuren 19c und 20c schematisch
dargestellte Hohlräume 130 gebildet werden. An den Randteilen 121b bzw. 122b der Öffnungen kann dadurch der vor ·
der zweiten Leiterbahn zu überbrückende Höhenunterschied verhältnismässig
gross sein. Die grösste Möglichkeit des Auftretens voRti Unterbrechungen ergibt sich jedoch in der Praxis
an den unterätzten Rändern' 131 der unterliegenden Leiterbahn 113 bzw. 112.
Versuche haben ergeben, dass, trotz ,der vergrösserten
Möglichkeit des Auftretens von Unterbrechungen, bei
Anwendung sich überlappender Offnungen dennoch zuverlässige
Verbindungen erhalten werden können, wenn die gegenseitigen Lagen der beiden Leiterbahnen und der öffnung richtig gewählt
werden. Vorzugsweise verlässt die zweite Leiterbahn 117 daher die öffnung 121 wenigstens über einen oberhalb der ersten
Leiterbahn 113 liegenden Randteil 121a und erstreckt sie sich von diesem Randteil her weiter über die Isolierschicht
116.
Die Verbindung zwischen Leiterbahnen verschiedener Pegel ist in einer elektrischen Verbindung zwischen gewissen
Punkten in der Schaltung aufgenommen. Diese Punkte der Schaltung können z.B. Elektrodenzonen oder Gate-Elektroden
von Schaltungselementen oder eine Anschlussfläche oder Anschlussklemme
der Schaltung oder eine zweite Verbindung zwischen Leiterbahnen verschiedener Pegel sein. Durch die
erste und die zweite Leiterbahn ist also ein Stromweg definiert, der durch die öffnung in der Isolierschicht und
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also auch über den Rand dieser Öffnung verläuft. Die
gegenseitigen Lagen der ersten und der zweiten Leiterbahn und der Öffnung sind nun vorzugsweise derart gewählt,
dass schwache Stellen in der Verbindung oder sogar Unterbrechungen möglichst ausserhalb des Stromweges fallen.
Mit anderen Worten: die kritischen Randteile der Öffnung und insbesondere der innerhalb der Öffnung liegende Rand
der ersten Leiterbahn werden ausserhalb des Stromweges gehalten und die zweite Leiterbahn wird wenigstens zu einem
wesentlichen Teil über den oberhalb der ersten Leiterbahn liegenden Randteil gelegt, derart, dass der Stromweg insbesondere
diesen Randteil passiert.
In Fig. 20a verläuft z.B. der Stromweg nahezu
parallel zu der Linie B-B, während sich die zweite Leiterbahn 120 von der Öffnung 122 her nach rechts weiter über die Isolierschicht
erstreckt. Der Stromweg erstrect sich also von der ersten Strombahn 112 her über die öffnung 122 und über den
rechteren der beiden Randteile 122a weiter durch die zweite Leiterbahn 120. Es ist von Bedeutung, dass namentlich dieser
rechter der beiden Randteile 122a oberhalb der ersten Leiterbahn 122 liegt, auch wenn die Öffnung 122 eine geringe Abweichung
von ihrer idealen Lage aufweist. Daher setzt sich die erste Leiterbahn bis weit über den rechter Randteil 122a
hin fort.
Auch aus Fig. 19a ist ersichtlich, dass die kritischeren
Ränder 121b und 131 ausserhalb des Stromweges gehalten sind. In der dargestellten Situation erstreckt sich
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-kO- PHtf. 6779 C
wenigstens der grösste Teil des Stromweges über den in waagerechter Richtung dargestellten Teil des overhalb der
ersten Leiterbahn 113 liegenden Randteiles 121a. Durch
Anwendung einer Verbreiterung am Ende der ersten Leiterbahn 113 wird sichergestellt, dass bei einer geringen Verschiebung
der Öffnung 121 die Länge des oberhalb der ersten Leiterbahn liegenden Teiles 121a des Randes der Öffnung praktisch
gleich bleibt. Diese Verbreiterung ist trotzden kleiner als bei Anwendung einer üblichen Verbindung erforderlich
gewesen wäre. Weiter wird bei einer Verschiebung in waagerechter Richtung der zweiten Leiterbahn 117 in bezug auf die
Öffnung, wobei einer der beiden in senkrechter Richtung dargestellten
Randteile 121a nicht mehr von der Leiterbahn II7 bedeckt wird, die Leiterbahn 117 derart wird aus dem dann noch
wohl bedeckten senkrechten Randteil 121a hervorragen, dass der Stromweg sich wenigstens zum Teil über diesen Randteil
erstrecken kann. Dies kann insbesondere von Bedeutung sein, wenn durch eine derartige Verschiebung der von der zweiten
Leiterbahn II7 bedeckte Teil des waagerecht verlaufenden
Teiles 121a erheblich kleiner als in der idealen Lage der Leiterbahn, ist. Übrigens ergibt sich aus diesen Beispiel,
dass der von der zweiten Leiterbahn bedeckte Randteil der Öffnung, über den beim Betrieb der Strom fliesst, nicht immer
etwa quer zu der Richtung der zweiten Leiterbahn selber zu stehen braucht, obgleich dies vorzugsweise eben wohl der
Fall sein wird.
Die Figuren 25, 26 und 27 zeigen einige anderen möglichen Konfigurationen mit einer unterliegenden Leiterbahn
151, 161 bzw. 171, die über eine öffnung 153, K>3 bzw.
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173» die auf einer oder mehreren Seiten aus der unterliegenden
Leiterbahn hervorragt, mit einer zweiten Leiterbahn 152, 162 bzw. 172 verbunden ist. In diesen
Beispielen erstreckt sich eine der beiden Leiterbahnen von der öffnung her in zwei einander entgegengesetzten
Richtungen. Mit Pfeilen sind in diesen Figuren schematisch der Stromweg und der für den Stromweg kritische Teil des
Randes der Öffnung angegeben. Um schwache Stellen oder Unterbrechungen
an die.sen Teilen des Randes zu vermeiden, liegen mindestens diese Teile des Randes oberhalb der unterliegenden
Leiterbahn.
Je nach der zulässigen Grosse der Ausrichtfehler und dem Verlauf der-beiden Leiterbahnen an der Stelle der
Verbindung können angepasste Geometrien für die Öffnung und die manchmal benötigte Verbreiterung der unterliegenden
Leiterbahn angewendet werden, wobei auch der gewünschte Verlauf benachbarter Leiterbahnen berücksichtigt werden kann.
Oft wird eine örtliche Verbreiterung der ersten Leiterbahn in einer Richtung den Verlauf benachbarter Leiterbahnen in
geringerem Masse als eine Verbreiterung in einer anderen Richtung beeinflussen. Die Geometrie kann also in erheblichen
Masse an die Situation an der Stelle der Verbindung und an den dort verfügbaren Raum angepasst werden.
Bisher wurden keine Abmessungen erwähnt, insbesondere weil diese in erheblichen Masse von der Anwendung
und der Tierstellungstechnologie abhängig sind. So weisen
Leiterbahnen, die auf einem isolierenden Träger angebracht
sind, wie sie z.B. in Hybridschaltungen Anwendung finden,
100?
-42- PHN. 6779 C
oft eine beträchtlich grössere Breite als die Leiterbahnen auf, die überlicherweise bei integrierten Halbleiterschaltungen
verwendet werden. Im allgemeinen weist jede Herstellungstechnologie ihre eigenen Begrenzungen
auf und die Margen die in bezug auf diese Begrenzung eingehalten werden hängen ausserdem von dem Gebraucher
dieser Technologie und von dem herzustellenden Erzeugnis ab, wobei diese Margen in erheblichem Masse die Ausbeute
der Herstellung beeinflussen können.
Als Beispiel kann bei der integrierten Schaltung nach Fig. 18 z.B. an polykristalline Siliciumbahnen 111, 112,
113, 114 mit einer Breite von etwa 6 /um gedacht werden.
Die Dicke dieser Bahnen kann etwa O,k /um betragen. -Für die
Verbindung benötigte Öffnung können z.B. Mindestabmessungen
von 8 /um χ 8 ,um oder von 6 ,um χ 10 ,um gelten, wobei die
Isolierschicht II6 z.B. eine Dicke von 1 /um aufweist. Eine
übliche Dicke des unter den Gate-Elektroden liegenden Teiles der Isolierschicht 115 ist z.B. 0,1 bis 0,15 /um.
Die Leiterbahnen 117, 118, 119 und 120 bestehen z.B. aus Aluminium und weisen z.B. eine Dicke von etwa 1 /um und eine
Breite von etwa 8 bis 10 ,um auf. Der in dem Stromweg liegende
Teil des oberhalb der unterliegenden Leiterbahn liegenden Randteiles der Öffnung ist in der idealen Lage zumindest etwa
2 bis 3 /um von dem nächsten unter der Isolierschicht 116 liegenden Rand der ersten Leiterbahn entfernt. Die Kontaktoberfläche
zwischen der Silicium— und der Aluminiumbahn in tier
Öffnung braucht in den meisten Fällen nicht mehr als 30 bis
2
35 /um zu betragen.
35 /um zu betragen.
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-k3- PHN. 6779 c
Es dürfte einleuchten, dass im Rahmen der Erfindung für den Fachmann viele Abwandlungen möglich
sind. Der Körper kann ein isolierender Träger, z.B. ein Träger einer integrierten Hybridschaltung sein, aber
ist vorzugsweise der Halbleiterkörper einer integrierten Halbleiterschaltung im Zusammenhang mit den darin üblichen
kleinen Abmessungen und der beschränkten zur Vefügung stehenden Oberfläche, wie z.B. in den sogenannten MSI- und LSI-Schaltungen.
Weiter kann der Körper mit mehr als zwei Schichten von Leiterbahnen versehen sein, wobei z.B. zwischen der
Schicht, zu der die erste Leiterbahn gehört, und der Schicht, zu der die zweite Leiterbahn gehört, eine oder mehr weitere
Schichten weiterer Leiterbahnen vorhanden sind. Die die erste Leiterbahn bedeckende Isolierschicht, die die Leiterbahnen der
beiden Pegel voneinander trennt, kann z.B. völlig oder teilweise durch Oxidation, z.B. anodische Oxidation, der ersten
Leiterbahn und/oder der leitenden Schicht, aus der diese Leiterbahn gebildet ist, erhalten werden. Meistens wird jedoch
eine Isolierschicht aus der Gasphase durch Zerstäubung oder durch chemische Reaktion angebracht werden.
Die in den Beispielen gezeigten Offnungen in der Isolierschicht sind quadratisch und rechteckig gestaltet.
Die Öffnungen können aber auch kreisförmig sein oder eine andere Form aufweisen. Vorzugsweise weisen sie mindestens
eine kennzeichnende Abmessung, z.B. einen Durchmesser, eine■
Länge und/oder eine Breite, auf, die grosser als die Breite des unterliegenden Teiles der ersten Leiterbahn ist.
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-hk- PHN. 6779 C
In den meisten Fällen wird der zweite Leiterbahn die Öffnung in der Isolierschicht völlig bedecken. ¥ie z.B.
aus den Figuren 25 und 2.6 ersichtlich ist, ist dies nicht
notwendig. Die zweite Leiterbahn sowie die weiteren zu derselben Schicht gehörigen Leiterbahnen sind jedoch vorzugsweise
wohl wenigstens grösstenteils zum Schutz und/oder zum Verschluss gegen die umgebende Atmosphäre von einer
weiteren Isolierschicht bedeckt.
Die erste und die zweite Leiterbahn können aus demselben leitenden Material, z.B. Aluminium, bestehen.
Häufig werden UBie jedoch aus verschiedenen Materialien
bestehen. Weiter kann die erste Leiterbahn an der Stelle der Verbindung und der Öffnung in der Isolierschicht einen
gegebenenfalls verbreiterten Teil aus einem von dem Material des übrigen Teiles dieser Leiterbahn verschiedenen Material
enthalten. So kann z.B. eine Aluminiumbahn in der Nähe der Verbindung sich einer Molybdänbahn oder wenigstens einer
Molybdänfläche anschliessen, wobei die Öffnung teilweise über dem Molybdän und nicht über dem Aluminium liegt.
Die zweite Leiterbahn besteht dann z.B. aus einer Anzahl Schichten, z.B. aus Molybdän-Titan-Gold oder Titan-Platin-Gold.
Die Breite der ersten Leiterbahn kann der der zweiten Leiterbahn gleich oder von dieser verschieden sein.
Bei Anwendung von Leiterbahnen verschiedener Breiten ist vorzugsweise die Breite der Bahnen in der Schicht, zu der die
erste Leiterbahn gehört, kleiner als die Breite der zweiten Leite rbahn.
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-45- PKN. 6779 C
240852?
Die integrierte Schaltung kann Bipolartransistoren enthalten und die erste und die zweite leitende Verbindungsschicht
bilden ein zwei Pegel aufweisende Metallisierungskontaktsystem. Ausserdem kann in einer Abwandlung der
Ausführungsform nach den Figuren 12 und 13 ein weiterer diskreter
Teil der Schicht aus dotiertem polykristallinem Silicium, der eine Gate-Elektrode bildet, d.h. ein Teil wie
Teil 41, durch einen Aluminiumstreifen kontaktiert werden,
der auf der abgelagerten Siliciumschicht 9 liegt und sich über eine Öffnung in der Schicht 9 mit der genannten Querabmessung
erstreckt. Auf diese Weise braucht ein Teil der Schicht auä dotiertem polykristallinen! Silicium, wie Teil
41 , bei Kontaktierung durch einen Aluminiumstreifen, wie 49,
nicht die örtliche Erweiterung nach Fig. 12 aufzuweisen und kann also in der Nähe der KontaktÖffnung die Form eines
verhältnismässig schmalen Streifens mit einer nahezu gleichmassigen
Breite haben.
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Claims (1)
- ~h6- pen. 0779 cPatentansprüche;1. Anordnung mit einem Körper, der an einer Oberfläche mit einer ersten Leiterbahn versehen ist, die auf einem isolierenden Substrat liegt und teilweise mit einer Isolierschicht überzogen ist, wobei sich eine zweite Leiterbahn auf der Isolierschicht erstreckt und direkt mit der ersten Leiterbahn über eine öffnung in der Isolierschicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung, die wenigstens teilweise über der ersten Leiterbahn liegt, einen Umfang und/oder eine Querabmessung in wenigstens einer Richtung aufweist, die grosser ist als in Übereinstimmung ist mit einer üblichen Berücksichtigung der Ausrichttoleranz die zu der Definition der Öffnung in bezug, auf die erste Leiterbahn gehört.2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung einen Umfang aufweist, der grosser als der innerhalb der Öffnung liegende Teil der ersten Leiterbahn ist, wobei nur ein Teil des Randes der öffnung oberhalb "der ersten unterliegenden Leiterbahn liegt.3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leiterbahn wenigstens über einen oberhalb der ersten Leiterbahn liegenden Randteil die öffnung verlässt und sich weiter auf der Isolierschicht von dem genannten Randteil her erstreckt.h. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekenn-zeichnet, dass die Öffnung, sofern sie nicht oberhalb- der ersten Leiterbahn liegt, völlig oberhalb des isolierenden Substrats befindlich ist.409836/1002-47- PHN. 6779 C5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet -f dass das insolierende Substrat und die Isolierschicht auf der ersten Leiterbahn aus einem Material nahezu der gleichen Zusammensetzung bestehen.6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kroper ein Halbleiterkörper und das isolierende Substrat eine Isolierschicht ist, die auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers liegt.7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche des Halbleiterkörpers ein erste Isolierschicht vorhanden ist, wobei sich eine erste leitende Verbindungsschicht auf der ersten Isolierschicht erstreckt, eine zweite Isolierschicht auf der ersten Isolierschicht liegt und eine -zweite leitende Verbindungs schicht auf der zweiten Isolierschicht angebracht ist, wobei ein streifenförmiger Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht durch einen Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht über eine Öffnung in der zweiten Isolierschicht kontaktiert wird, welche Öffnung wenigstens teilweise über dem streifenförmigen Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht liegt und eine Querabmessung d in einer Richtung nahezu senkrecht zu der Längsrichtung des streifenförmigen Teiles aufweist, die zu der Breite χ des streifenförmigen Teiles und zu der Ausrichttoleranz t, die zu der Definition der Öffnung in bezug auf den streifenförmigen Teil gehört, gemäss der Formel χ ^d + 2t in Beziehung steht.409836/1002-48- PHN. 6779 C8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Querabmessung d der Öffnung wenigstens gleich der Breite χ des streifenförmigen Teiles ist.9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung einen grösseren Umfang als der Teil des streifenförmigen Teiles innerhalb der Öffnung aufwe ist.10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querabmessung d der Öffnung die Breite χ des streifenförmigen Teiles Überschreitet, wobei sich die Öffnung bis jenseits jedes der beiden Längsränder des streifenförmigen Teiles erstreckt.11. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Querabmessung d der Öffnung nahezu der Breite χ des streifunförmigen Teiles entspricht, wobei sich die Öffnung nahezu völlig über und fluchtrecht zu dem streifenförmigen Teil erstreckt.12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Teil der zweiten leitenden Verbindungsschicht die Form eines Streifens aufweist, der den streifenförmigen Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht kreuzt und am Kreuzungspunkt diesen Teil über die Öffnung kontaktiert.13· Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Teil der zweiten leitenden Verbindungschicht die Form eines Streifens aufweist, der sich in der gleichen Längsrichtung wie der streifenförmige Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht erstreckt und diesen Teil über die Öffnung kontaktiert.409836/1002-k9- PHN. 6779 CPEN. 677.9 '14. Anordnung nach Ansprüchen 13 und 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung den genannten streifenförmigen Teil der ersten leitenden Verbindungsschicht nur an dem Längsrand oder den Längsrändern dieses Streifens überlappt .15· Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis lh, dadurch gekennzeichnet, dass die erste leitende VerbindungsSchicht aus polykristallinem Halbleitermaterial besteht.409836/1002SOLeerseite
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8131 | Rejection |