JPH02137230A - 集積回路装置 - Google Patents
集積回路装置Info
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- JPH02137230A JPH02137230A JP29132088A JP29132088A JPH02137230A JP H02137230 A JPH02137230 A JP H02137230A JP 29132088 A JP29132088 A JP 29132088A JP 29132088 A JP29132088 A JP 29132088A JP H02137230 A JPH02137230 A JP H02137230A
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- wiring
- wiring layer
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Links
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、集積回路装置に関し、特にエレクトロマイグ
レーション及びストレスマイグレーションに対してより
高度の信頼性を有する金属配線の構造に関する。
レーション及びストレスマイグレーションに対してより
高度の信頼性を有する金属配線の構造に関する。
従来、集積回路装置の配線金属としてはＡｌが良く用い
られる。しかるにＡｆｆｌ配線にはエレクトロマイグレ
ーション（以下、ＥＭと略記）およびストレスマイグレ
ーション（以下、ＳＭと略記）の問題がある。エレクト
ロマイグレーションに対しては、Ａｐ中にＣｕあるいは
Ｍｇ等の原子を数％含有させて、Ａｆｆｌの粒界移動を
阻止する方法が取られていた。一方、ストレスマイグレ
ーションに対しては、原子の移動が生じにくいＷあるい
はＭＯ等の高融点金属または、それらのシリサイドを用
いる方法が採られていた。
られる。しかるにＡｆｆｌ配線にはエレクトロマイグレ
ーション（以下、ＥＭと略記）およびストレスマイグレ
ーション（以下、ＳＭと略記）の問題がある。エレクト
ロマイグレーションに対しては、Ａｐ中にＣｕあるいは
Ｍｇ等の原子を数％含有させて、Ａｆｆｌの粒界移動を
阻止する方法が取られていた。一方、ストレスマイグレ
ーションに対しては、原子の移動が生じにくいＷあるい
はＭＯ等の高融点金属または、それらのシリサイドを用
いる方法が採られていた。
上述した従来技術では、金属配線の幅よりもＡ、ｆ２の
粒界を大きくすれば、ＥＭに対して強くなるが、配線の
１つの粒界が横断することになり、ＳＭによる断線を招
き易い。
粒界を大きくすれば、ＥＭに対して強くなるが、配線の
１つの粒界が横断することになり、ＳＭによる断線を招
き易い。
一方、金属配線の幅よりもＡｆｆｌの粒界を小さくする
と、ＳＭによる断線は生じにくくなるが、ＥＭによる断
線を招き易い。従って、ＥＭ及びＳＭの両方に対して高
い信頼度を有することは不可能である。また、Ａ１中に
ＣｕあるいはＭｇ等を含有させると、それらのドライエ
ツチングが困難になるという欠点があった。更に、高融
点金属あるいはそのシリサイドに至っては、抵抗率がＡ
Ｊと比較して約１桁大きくなり、微細化により配線抵抗
が大きくなるという欠点があった。
と、ＳＭによる断線は生じにくくなるが、ＥＭによる断
線を招き易い。従って、ＥＭ及びＳＭの両方に対して高
い信頼度を有することは不可能である。また、Ａ１中に
ＣｕあるいはＭｇ等を含有させると、それらのドライエ
ツチングが困難になるという欠点があった。更に、高融
点金属あるいはそのシリサイドに至っては、抵抗率がＡ
Ｊと比較して約１桁大きくなり、微細化により配線抵抗
が大きくなるという欠点があった。
本発明の集積回路装置は、金属配線の最小寸法よりも、
その平均粒径が大きいＡＪを主成分とする第１の配線金
属と、金属配線の最小寸法よりも、その平均粒径が小さ
いＡｉを主成分とする第２の配線層との積層構造の配線
を使用することを特徴とする。
その平均粒径が大きいＡＪを主成分とする第１の配線金
属と、金属配線の最小寸法よりも、その平均粒径が小さ
いＡｉを主成分とする第２の配線層との積層構造の配線
を使用することを特徴とする。
第１の配線層は、ＡＪ原子の粒界での移動が抑制される
ので、ＥＭに対し、信頼性の高い配線である。また、第
２の配線層は、パッシベーション等により金属配線に引
っ張り応力が作用した場合、その応力は粒界に作用し、
Ａβ原子は、その引っ張り応力を緩和するため再結晶化
し、粒界にボイドが生じるが、その場合にボイドが金属
配線を横切らないので、ＳＭに対し信頼性の高い配線で
ある。これらの配線層を積層構造にすることにより、Ｅ
Ｍ及びＳＭに対し高信頼度の配線が実現する。
ので、ＥＭに対し、信頼性の高い配線である。また、第
２の配線層は、パッシベーション等により金属配線に引
っ張り応力が作用した場合、その応力は粒界に作用し、
Ａβ原子は、その引っ張り応力を緩和するため再結晶化
し、粒界にボイドが生じるが、その場合にボイドが金属
配線を横切らないので、ＳＭに対し信頼性の高い配線で
ある。これらの配線層を積層構造にすることにより、Ｅ
Ｍ及びＳＭに対し高信頼度の配線が実現する。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施例の配線構造とそ
の製造工程を示す図である。真空蒸着により残留ガス／
成膜速度比（Ｐ／Ｒ：単位Ｔｏｒｒ−ｓｅａ／入）を変
化させて平均粒径を変化させることによりＡｌ配線を形
成する。
（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施例の配線構造とそ
の製造工程を示す図である。真空蒸着により残留ガス／
成膜速度比（Ｐ／Ｒ：単位Ｔｏｒｒ−ｓｅａ／入）を変
化させて平均粒径を変化させることによりＡｌ配線を形
成する。
真空蒸着室内に集積回路用基板を配設し、Ａｆｆｌ配線
の最小寸法Ｗを１．５μｍとした場合、まずＰ／Ｒ＝５
ｘｌＯ−’にして真空蒸着で平均粒径ｄ１＝５μｍの第
１のＡ、Ｏ配線層１を形成（第１図（ａ））Ｌ、ついで
Ｐ／Ｒ＝３Ｘ １０−６にして平均粒径ｄ２＝１μｍの
第２のＡｊ配線層２を蒸着する（第１図（ｂ））。こう
して第１図（Ｃ）に示す二層のＡｌ配線を得ることがで
きる。
の最小寸法Ｗを１．５μｍとした場合、まずＰ／Ｒ＝５
ｘｌＯ−’にして真空蒸着で平均粒径ｄ１＝５μｍの第
１のＡ、Ｏ配線層１を形成（第１図（ａ））Ｌ、ついで
Ｐ／Ｒ＝３Ｘ １０−６にして平均粒径ｄ２＝１μｍの
第２のＡｊ配線層２を蒸着する（第１図（ｂ））。こう
して第１図（Ｃ）に示す二層のＡｌ配線を得ることがで
きる。
次に、本発明の第２の実施例について説明する。基本的
な構成は第１図と同様である。この実施例では、Ａ、１
２に不純物を混入させて、平均粒径を変化させる。まず
、マグネトロンスパッタにおいて、抵抗率２．７μΩ・
ｃｍでＡｉをスパッタした場合、その平均粒径は１．０
〜１．５μｍとなる（第１図（ａ））。次に同一蒸着装
置でＡ、＆−３ｉ−Ｃｕをスパッタした場合、抵抗率２
．８μΩ・ｃｍで平均粒径０．３〜０．５μｍとなる（
第１図（ｂ））。こうして最小寸法Ｗが０．７〜０．８
μｍの第１図（Ｃ）に示す二層の配線を得ることができ
る。
な構成は第１図と同様である。この実施例では、Ａ、１
２に不純物を混入させて、平均粒径を変化させる。まず
、マグネトロンスパッタにおいて、抵抗率２．７μΩ・
ｃｍでＡｉをスパッタした場合、その平均粒径は１．０
〜１．５μｍとなる（第１図（ａ））。次に同一蒸着装
置でＡ、＆−３ｉ−Ｃｕをスパッタした場合、抵抗率２
．８μΩ・ｃｍで平均粒径０．３〜０．５μｍとなる（
第１図（ｂ））。こうして最小寸法Ｗが０．７〜０．８
μｍの第１図（Ｃ）に示す二層の配線を得ることができ
る。
以上説明したように本発明によれば、金属配線の最小寸
法よりも、その平均粒径が大きいＡｉを主成分とする第
１の配線層と、金属配線の最小寸法よりも、その平均粒
界が小さいＡｉを主成分とする第２の配線層とを積層構
造とすることにより、ＥＭ及びＳＭに対し信頼性の高い
金属配線を実現出来る。
法よりも、その平均粒径が大きいＡｉを主成分とする第
１の配線層と、金属配線の最小寸法よりも、その平均粒
界が小さいＡｉを主成分とする第２の配線層とを積層構
造とすることにより、ＥＭ及びＳＭに対し信頼性の高い
金属配線を実現出来る。
第１図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例を示す製造工
程図である。 １・・・第１のＡＩ配線層、２・・・第２のＡｌ配線層
。
程図である。 １・・・第１のＡＩ配線層、２・・・第２のＡｌ配線層
。
Claims (1)
- 半導体素子を形成したシリコン基板上に金属薄膜の配線
を形成した集積回路装置において、配線の最小寸法より
大きい結晶粒径を有する第１のＡｌを主成分とする薄膜
と、最小寸法より小さい結晶粒径を有する第２のＡｌを
主成分とする薄膜の二層の配線構造としたことを特徴と
する集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29132088A JPH02137230A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29132088A JPH02137230A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137230A true JPH02137230A (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=17767380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29132088A Pending JPH02137230A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137230A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5281854A (en) * | 1991-04-03 | 1994-01-25 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd. | Integrated circuit aluminum contact structure to silicon device regions |
| US5374592A (en) * | 1992-09-22 | 1994-12-20 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method for forming an aluminum metal contact |
| US5428251A (en) * | 1991-04-05 | 1995-06-27 | Yamaha Corporation | Multi-layer wiring structure having continuous grain boundaries |
| US5472912A (en) * | 1989-11-30 | 1995-12-05 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method of making an integrated circuit structure by using a non-conductive plug |
| US5497025A (en) * | 1994-04-22 | 1996-03-05 | Chartered Semiconductor Manufacturing | Methods to fabricate large highly reflective metal reflector plates for applications in game chips or similar virtual image projection use |
| US5641993A (en) * | 1992-03-28 | 1997-06-24 | Yamaha Corporation | Semiconductor IC with multilayered Al wiring |
| US5658828A (en) * | 1989-11-30 | 1997-08-19 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method for forming an aluminum contact through an insulating layer |
| US5930673A (en) * | 1990-11-05 | 1999-07-27 | Stmicroelectronics, Inc. | Method for forming a metal contact |
| US6271137B1 (en) | 1989-11-30 | 2001-08-07 | Stmicroelectronics, Inc. | Method of producing an aluminum stacked contact/via for multilayer |
| US6287963B1 (en) | 1990-11-05 | 2001-09-11 | Stmicroelectronics, Inc. | Method for forming a metal contact |
| US6617242B1 (en) | 1989-11-30 | 2003-09-09 | Stmicroelectronics, Inc. | Method for fabricating interlevel contacts of aluminum/refractory metal alloys |
| JP2008182269A (ja) * | 1995-01-03 | 2008-08-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 軟金属導体およびその形成方法 |
| JP2017105183A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-15 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
-
1988
- 1988-11-17 JP JP29132088A patent/JPH02137230A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6433435B2 (en) | 1993-11-30 | 2002-08-13 | Stmicroelectronics, Inc. | Aluminum contact structure for integrated circuits |
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| JP2008182269A (ja) * | 1995-01-03 | 2008-08-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 軟金属導体およびその形成方法 |
| JP2017105183A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-15 | 京セラ株式会社 | サーマルヘッドおよびサーマルプリンタ |
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