JP2945010B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2945010B2 JP2945010B2 JP63054391A JP5439188A JP2945010B2 JP 2945010 B2 JP2945010 B2 JP 2945010B2 JP 63054391 A JP63054391 A JP 63054391A JP 5439188 A JP5439188 A JP 5439188A JP 2945010 B2 JP2945010 B2 JP 2945010B2
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- semiconductor
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSI（大規模集積回路）等の半導体装置、
特にその配線に関する。
特にその配線に関する。
本発明は、配線が半導体層から絶縁膜上に延在してな
る半導体装置において、配線をTi層とAg層の積層構造
で、Ti層とAg層の界面にTixAgを形成した構造とし、配
線のTi層を絶縁膜に密着させると共に、チタンシリサイ
ド層を介して半導体層に接続することにより、エレクト
ロマイグレーション、ストレスマイグレーション等を起
こりにくくし、且つ配線と絶縁膜との密着性、配線と半
導体層との密着性及びオーミックコンタクトの向上を図
るようにしたものである。
る半導体装置において、配線をTi層とAg層の積層構造
で、Ti層とAg層の界面にTixAgを形成した構造とし、配
線のTi層を絶縁膜に密着させると共に、チタンシリサイ
ド層を介して半導体層に接続することにより、エレクト
ロマイグレーション、ストレスマイグレーション等を起
こりにくくし、且つ配線と絶縁膜との密着性、配線と半
導体層との密着性及びオーミックコンタクトの向上を図
るようにしたものである。
従来、LSI等の半導体装置においては、その配線材料
として一般にAlもしくはAl−Si等のAl合金が用いられて
いる。
として一般にAlもしくはAl−Si等のAl合金が用いられて
いる。
また、特開昭59−220976号にはショットキーバリアダ
イオードにおける半導体層のコンタクト部において、Ti
−Agを連続真空蒸着しシンタリングしてオーミック金属
層を形成することが示されている。
イオードにおける半導体層のコンタクト部において、Ti
−Agを連続真空蒸着しシンタリングしてオーミック金属
層を形成することが示されている。
ところで、半導体装置の配線材料としてAlもしくはAl
合金を用いた場合、Alは融点が660℃と低いために高温
プロセスに耐えられないこと、またエレクトロマイグレ
ーション、ストレスマイグレーション等のAl原子の移動
も起き易く半導体素子（例えばトランジスタ等）の信頼
性が低下する等の問題があった。
合金を用いた場合、Alは融点が660℃と低いために高温
プロセスに耐えられないこと、またエレクトロマイグレ
ーション、ストレスマイグレーション等のAl原子の移動
も起き易く半導体素子（例えばトランジスタ等）の信頼
性が低下する等の問題があった。
さらに、Alは半導体として一般に用いられるSiと反応
しやすく、熱処理を加えると拡散層とコンタクトしてい
る部分でAlとSiの反応が起り、拡散層中へのAlスパイク
現象が生じ、そのため半導体素子の破壊がしばしば起る
虞れがあった。
しやすく、熱処理を加えると拡散層とコンタクトしてい
る部分でAlとSiの反応が起り、拡散層中へのAlスパイク
現象が生じ、そのため半導体素子の破壊がしばしば起る
虞れがあった。
一方、配線材料としては半導体層とのコンタクトが良
好に行えると共に、SiO2等の絶縁膜上に接して形成した
場合、絶縁膜との密着性が良好でなければならない。
好に行えると共に、SiO2等の絶縁膜上に接して形成した
場合、絶縁膜との密着性が良好でなければならない。
本発明は、配線における上述の問題点を改善し、信頼
性の高い半導体装置を提供するものである。
性の高い半導体装置を提供するものである。
本発明は、配線が半導体層から絶縁膜上に延在してな
る半導体装置において、配線はTi層とAg層の積層構造
で、Ti層とAg層の界面にTiとAgの化合物を形成されて成
り、配線のTi層が絶縁膜に密着されると共に、チタンシ
リサイド層を介して半導体層に接続された構成とする。
る半導体装置において、配線はTi層とAg層の積層構造
で、Ti層とAg層の界面にTiとAgの化合物を形成されて成
り、配線のTi層が絶縁膜に密着されると共に、チタンシ
リサイド層を介して半導体層に接続された構成とする。
配線としては、半導体装置の構成に応じてAg層の下に
Ti層を配する２層構造、Ag層の上下にTi層を配する３層
構造とすることができる。
Ti層を配する２層構造、Ag層の上下にTi層を配する３層
構造とすることができる。
前述したAlの欠点は、配線材料としてAgを用いれば補
える。Agは融点が961℃であってAlの660℃よりかなり高
いので800℃〜900℃の高温プロセスに耐えることができ
る。またAgは熱を加えても半導体として一般に用いられ
るSiと全く反応を起さず、界面反応すら起こさないこと
も本発明者達の分析結果から判明している。これは熱処
理してもスパイク問題が排除できることを示し、高温プ
ロセスにおいて有利である。さらにAgの抵抗率は1.62Ω
cmであり、Alの抵抗率2.72Ωcmより低い。しかし、Agは
Siと界面反応すら起さないので、SiO2等の絶縁膜との密
着性が低下する。
える。Agは融点が961℃であってAlの660℃よりかなり高
いので800℃〜900℃の高温プロセスに耐えることができ
る。またAgは熱を加えても半導体として一般に用いられ
るSiと全く反応を起さず、界面反応すら起こさないこと
も本発明者達の分析結果から判明している。これは熱処
理してもスパイク問題が排除できることを示し、高温プ
ロセスにおいて有利である。さらにAgの抵抗率は1.62Ω
cmであり、Alの抵抗率2.72Ωcmより低い。しかし、Agは
Siと界面反応すら起さないので、SiO2等の絶縁膜との密
着性が低下する。
しかして、上述の本発明構成では、配線としてAg層と
Ti層の積層構造とし、Ti層をSiO2等の絶縁膜に接するよ
うにしている。このようにAg層とTi層を組合せることに
より、Ag配線としての特長を備えると同時に、絶縁膜と
の密着性を向上することができる。
Ti層の積層構造とし、Ti層をSiO2等の絶縁膜に接するよ
うにしている。このようにAg層とTi層を組合せることに
より、Ag配線としての特長を備えると同時に、絶縁膜と
の密着性を向上することができる。
また、配線のTi層とAg層の界面にはTiとAgの化合物が
形成されるので、Ti層とAg層の密着性が上がり、配線自
身におけるAg層の剥がれの問題も解消する。
形成されるので、Ti層とAg層の密着性が上がり、配線自
身におけるAg層の剥がれの問題も解消する。
配線のTi層を直接半導体層のSiに接続した場合には、
Siと反応してTi層がチタンシリサイド化し、配線と半導
体層との密着性が不安定となるので密着性が低下する懼
れが生ずる。しかし、本発明では、配線のTi層をチタン
シリサイド層を介して半導体層に接続するので、Ti層と
半導体層のSiとの反応が阻止されてTi層のチタンシリサ
イド化が阻止され、配線と半導体層との密着性が安定化
するので、密着性が高められる。同時に良好なオーミッ
ク接続が得られる。
Siと反応してTi層がチタンシリサイド化し、配線と半導
体層との密着性が不安定となるので密着性が低下する懼
れが生ずる。しかし、本発明では、配線のTi層をチタン
シリサイド層を介して半導体層に接続するので、Ti層と
半導体層のSiとの反応が阻止されてTi層のチタンシリサ
イド化が阻止され、配線と半導体層との密着性が安定化
するので、密着性が高められる。同時に良好なオーミッ
ク接続が得られる。
以下、第１図を参照して本発明による半導体装置の一
例を説明する。
例を説明する。
第１図において、（１）は第１導電形のシリコン半導
体基板、（２）は半導体基板（１）の一主面に形成され
た第２導電形の拡散層、（３）は例えばLOCOS（選択酸
化）法による酸化膜からなる素子間分離領域を示す。
体基板、（２）は半導体基板（１）の一主面に形成され
た第２導電形の拡散層、（３）は例えばLOCOS（選択酸
化）法による酸化膜からなる素子間分離領域を示す。
本例においては、拡散層（２）の表面にチタンシリサ
イド（TiSi2）層膜（４）を形成した後、例えばPSG（リ
ンシリゲートガラス）による層間絶縁膜（５）を被着形
成し、この層間絶縁膜（５）の拡散層（２）に対応する
部分にコンタクト孔（６）を形成する。次に、コンタク
ト孔（６）のTiSi2膜（４）及び層間絶縁膜（５）上に
わたる全面に厚さ500Å〜1000Å程度のTi層（７）及び
厚さ4000Å程度のAg層（８）を順次被着形成し、さらに
その上に厚さ500Å〜1000Å程度のTi層（９）を被着形
成する。しかる後Ti層（７）、Ag層（８）及びTi層
（９）の積層膜をパターニングして拡散層（２）とオー
ミックコンタクトすると共に層間絶縁膜（５）上に延長
する所定パターンの配線（10）を形成する。しかる後、
例えばPSG膜によるパッシベーション膜（11）を被着形
成する。
イド（TiSi2）層膜（４）を形成した後、例えばPSG（リ
ンシリゲートガラス）による層間絶縁膜（５）を被着形
成し、この層間絶縁膜（５）の拡散層（２）に対応する
部分にコンタクト孔（６）を形成する。次に、コンタク
ト孔（６）のTiSi2膜（４）及び層間絶縁膜（５）上に
わたる全面に厚さ500Å〜1000Å程度のTi層（７）及び
厚さ4000Å程度のAg層（８）を順次被着形成し、さらに
その上に厚さ500Å〜1000Å程度のTi層（９）を被着形
成する。しかる後Ti層（７）、Ag層（８）及びTi層
（９）の積層膜をパターニングして拡散層（２）とオー
ミックコンタクトすると共に層間絶縁膜（５）上に延長
する所定パターンの配線（10）を形成する。しかる後、
例えばPSG膜によるパッシベーション膜（11）を被着形
成する。
かかる構成によれば、配線（10）としてAgを用いるの
で、高温プロセスに耐えることができると共に、Siと全
く反応しないのでスパイク現像も生じることがない。そ
して、配線（10）はAg層（８）とTi層（７）（９）の積
層構造であり、SiO2による層間絶縁膜（５）にはTi層
（７）が接しているので、配線（10）と層間絶縁膜
（５）との密着性は高くなり、また、配線（10）のTi層
（７）がTiSi2膜（４）を介して拡散層（２）のコンタ
クト部分に接続しているので、Ti層（７）と拡散層
（２）の反応によるTi層（７）のTiSi2化が阻止され、
配線（10）と拡散層（２）の密着性が安定化し、かつ、
配線（10）と拡散層（２）とのオーミックコンタクトも
良好になる。又、Ag層（８）の上のTi層（９）によって
SiO2によるパッシベーション膜（11）との密着性も向上
し、パッシベーション膜（11）と配線（10）との剥れを
防止することができる。さらに、AgとTiはある程度界面
反応しTiAg或はTi3Ag等の化合物を形成するのでAg層
（８）の剥れ等の問題も解消する。また、本発明の配線
（10）によればAg,Tiを用いるのでエレクトロマイグレ
ーション、ストレスマイグレーションが起きくい。
で、高温プロセスに耐えることができると共に、Siと全
く反応しないのでスパイク現像も生じることがない。そ
して、配線（10）はAg層（８）とTi層（７）（９）の積
層構造であり、SiO2による層間絶縁膜（５）にはTi層
（７）が接しているので、配線（10）と層間絶縁膜
（５）との密着性は高くなり、また、配線（10）のTi層
（７）がTiSi2膜（４）を介して拡散層（２）のコンタ
クト部分に接続しているので、Ti層（７）と拡散層
（２）の反応によるTi層（７）のTiSi2化が阻止され、
配線（10）と拡散層（２）の密着性が安定化し、かつ、
配線（10）と拡散層（２）とのオーミックコンタクトも
良好になる。又、Ag層（８）の上のTi層（９）によって
SiO2によるパッシベーション膜（11）との密着性も向上
し、パッシベーション膜（11）と配線（10）との剥れを
防止することができる。さらに、AgとTiはある程度界面
反応しTiAg或はTi3Ag等の化合物を形成するのでAg層
（８）の剥れ等の問題も解消する。また、本発明の配線
（10）によればAg,Tiを用いるのでエレクトロマイグレ
ーション、ストレスマイグレーションが起きくい。
従って、信頼性の高い半導体装置を得ることができ
る。
る。
〔発明の効果〕 上述の本発明によれば、TiとAgの積層構造による配線
を用いることにより、Al配線に比べて抵抗値が低く、エ
レクトロマイグレーション、ストレスマイグレーション
も起きにくく、且つ高温プロセスにも耐えることができ
る。また、Agと半導体として一般に用いられるSiとが全
く反応しないのでスパイク現象が回避され、トランジス
タ等の半導体素子の信頼性を向上することができる。
を用いることにより、Al配線に比べて抵抗値が低く、エ
レクトロマイグレーション、ストレスマイグレーション
も起きにくく、且つ高温プロセスにも耐えることができ
る。また、Agと半導体として一般に用いられるSiとが全
く反応しないのでスパイク現象が回避され、トランジス
タ等の半導体素子の信頼性を向上することができる。
しかも、配線としては、SiO2等の絶縁膜と接する側が
Ti層であるため、絶縁膜との密着性を高めることができ
る。また、配線のTi層がチタンシリサイド層を介して半
導体層に接続されるので、Ti層と半導体層としてのSiと
の反応によるTi層のチタンシリサイド化を阻止し、配線
と半導体層との密着性を安定化することができ、従って
密着性を高めることができる。かつ、配線と半導体層と
のオーミックコンタクトを良好とすることができる。さ
らに、Ti層とAg層の積層構造による配線において、その
Ti層とAg層の界面にTiとAgの化合物を形成しているの
で、Ti層とAg層の密着性が上がり、配線自身のAg層の剥
がれを防止することができ、配線の信頼性を向上するこ
とができる。
Ti層であるため、絶縁膜との密着性を高めることができ
る。また、配線のTi層がチタンシリサイド層を介して半
導体層に接続されるので、Ti層と半導体層としてのSiと
の反応によるTi層のチタンシリサイド化を阻止し、配線
と半導体層との密着性を安定化することができ、従って
密着性を高めることができる。かつ、配線と半導体層と
のオーミックコンタクトを良好とすることができる。さ
らに、Ti層とAg層の積層構造による配線において、その
Ti層とAg層の界面にTiとAgの化合物を形成しているの
で、Ti層とAg層の密着性が上がり、配線自身のAg層の剥
がれを防止することができ、配線の信頼性を向上するこ
とができる。
従って、信頼性の高いLSI等の半導体装置を提供する
ことができる。
ことができる。
第１図は本発明の半導体装置の一例を示す断面図であ
る。 （１）は半導体基板、（２）は拡散層、（３）は素子間
分離領域、（４）はTiSi2膜、（５）は層間絶縁膜、
（７）（９）はTi層、（８）はAg層、（10）は配線、
（11）はパッシベーション膜である。
る。 （１）は半導体基板、（２）は拡散層、（３）は素子間
分離領域、（４）はTiSi2膜、（５）は層間絶縁膜、
（７）（９）はTi層、（８）はAg層、（10）は配線、
（11）はパッシベーション膜である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−100749（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−4371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−76560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−143473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−69560（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/28 H01L 21/768 - 21/77
Claims (1)
- 【請求項１】配線が半導体層から絶縁膜上に延在してな
る半導体装置において、 前記配線は、Ti層とAg層の積層構造で、該Ti層とAg層の
界面にTiとAgの化合物を形成して成り、 前記配線のTi層が、前記絶縁膜に密着されると共に、チ
タンシリサイド層を介して前記半導体層に接続されて成
ることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054391A JP2945010B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63054391A JP2945010B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227456A JPH01227456A (ja) | 1989-09-11 |
| JP2945010B2 true JP2945010B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=12969384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63054391A Expired - Fee Related JP2945010B2 (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945010B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4400200C2 (de) * | 1993-01-05 | 1997-09-04 | Toshiba Kawasaki Kk | Halbleitervorrichtung mit verbesserter Verdrahtungsstruktur und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100749A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP63054391A patent/JP2945010B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01227456A (ja) | 1989-09-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |