JPS5966150A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はアルミニラ瓢等の金属の配線層を有する半導
体装置およびその製造方法６二関する◎〔発明の技術的
背景とその問題点〕 周知のようＩ：半導体基板に形成されたソース・Ｆレイ
ン領域などの拡散層或いはゲート等の接続はアルミニウ
ムを用いて行われているＯ第１図は従来のアルミニウム
配線を有する半導体装置を示す図である。図（−おいて
１１は。

拡散層１２等、８ＩＴ定の領域の形成された半導体基板
で、この基板１１上Ｃ；は絶縁膜１３として酸化膜が形
成されている。１５は、この絶縁膜１３により絶縁され
た例えばポリシリコンによるゲート電極等多層配線の断
面を示しπものである。

このようなウェハ上に配線層１６をアルミニウムの蒸着
等により形成した場合１図に示すように平担部はアルミ
ニウムか一様に蒸着されるが、コンタクトホール１４付
近等、ウニ八表面の段差の大きい部分ではアルミニウム
配線が切れるという現象がしはしは生じる。

特Ｃ二最近では、高集積化に伴い反応性イオンエツチン
グ法によってコンタクトホールを開口したりする場合が
多くなっているが１反応性イオンエツチング法では略垂
直に開口され、特Ｃ二ポリシリコン多層配線１５付近の
コンタクトホール等では段差がより大きくなるため段差
８１＋分で断線を起こしやすく、いわゆる段切れとし）
う段差部３二おけるアルミニウム配線の配線不良の対策
が必要である。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような点に鐵みてなされ定もので、そ
の目的とするところは、アルミニウム配線の段切れによ
る配線不良の防止された半導体装置およびその製造方法
を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

丁なわちこの発明Ｃ：係る半導体装置およびその製造方
法は、ポリシリコン（多結晶シリコン）を面の方向の如
何Ｃ拘ずほぼ一様の膜厚で等方的に付着形成できる性質
を利用し、アルミニウム配線の上層或いは下層Ｃニボリ
シリコン層の配線を形成しに２層構造の配線層Ｃ二より
配線するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下図面ケ診照してこの発明の一実施例Ｃ二つき説明す
る０尚、以下図面Ｃ二おｌ、Ｎで、同一構成部分Ｃ二は
同一符号ｗ　（ｔ　Ｌ　、その詳細な説明は省略する０ まず、第２図（ａ）に示すように基板１１内Ｃ：拡散層
１２の形成されたウニノＡ上面のシリコン酸化膜力１ら
成る絶縁膜１３上に上記の拡散層１３（二開口するコン
タクトホール１４を設ける０次に第２図（ｂ）！−示す
ようＣ：ウニノ１全ｉｉに第１の導電層としてアルミニ
ウム層２０を被着し。

さらにこのアルミニウム層２０上（＝第２の導電リコン
層２１ｗＭｒ定の配線パターン（二写真食刻し、アルミ
ニウム層２０とポリシリコン層２１との２層構造の配線
層２２を形成する。

この後、第２図（ｄ）　ｃ示すようＣニウニノ１上面Ｃ
二保護膜としてＰＥＧ膜（リンガラス膜）２３乞被看す
る。

更に１図示し℃いないがポンプイングツ（ット′となる
べき部分には、アルミニウム層２ｏが蕗出するようにＰ
ＳＧ膜２３およびポリシリコン層２１を写真蝕刻するり
これはボンディングワイヤとの良好な接続性を保つ定め
、ボンディングパット°部はアルミニウム面が好ましい
からである。

このようにし℃配線層２２を形成した半導体装置では、
第３図で示すように、たとえアルミニウム層２０が段切
れを生じたとしても、上層のポリシリコン層２ノがコン
タクトホールの面に沿い一様に形成されるため、配線層
２２全体が断線状態にならずに済む◎この場合、アルミ
ニウム配線２０と拡散層１２とのコンタクト抵抗は拡散
１１！１２の不純物濃度によるがコンタクトホール１４
が２μ×２μの場合拡散層の深さｋ　０．４　ｐｍとす
ると通常約５０−１０００あり。

段切れな庄じたアルミニウム配線ン接続するポリシリコ
ン層２１の抵抗は、上記コンタクト抵抗（＝比べ殆んど
無視できる程小さい。

また、ａ来アルミニウム層２ｏの写真蝕刻工程（＝おい
ては、アルミニウム表面で露光用の光が反射し、特に微
細なアルミニウムパターンでは、フォトマスクに正確に
沿ったエツチングが困難であったが、この実施例のよう
にアルミニウム層２０上（ニポリシリコン層２］が被着
されているとポリシリコン層２１が光を吸収するため、
より正確な写真蝕刻を行うことができる。

尚、上記実施例Ｃ二おいてポリシリコン層２１をアルミ
ニウム層２０上に被着させる工程は。

低温（３５０℃〜６００℃程曳）で行うことが望ましい
。これは、高湿Ｃ二おいては、シリコンとアルミニウム
とが合金を作り、この合金が拡散層１２から基板１１ま
で（二貫き拡散層１２と基板１１とをショートさせてし
まうからである。

第４図に示す断面図は、この発明の他の実施例に係る半
導体装置を示す図である０これは。

下層にポリシリコン層２１ｆ形成し上層にアルミニウム
層２０２被看した配線層２２により配線パターンを形成
するものであるりこの場合も前記実施例と同様≦：、ポ
リシリコン層２）がウェハ表面Ｉニ一様の膜厚で被着す
るため、アルミニウム層２０が段切れを生じても下層の
ポリシリコン層２１により電気的接続性を保つことがで
きる。

尚、上記第】および第２の実施例において。

第２の導坐′層としてポリシリコン層ケ形成する場合（
二つき述べたが、略等方的に一様の膜厚で形成でさる導
４性物實であれば他のものでも良し１口 〔発明の効果〕 以上のようＣ二この発明によれば、アルミニウム専の金
属配線の段切れの悪影響を防止できる半導体装置および
その製造方法を提供でき、特に多層配線構造を有する装
置に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体装置の断面図、第２図徘ミ利はこ
の発明の一実施例に係る半導体装置をその製造過程と共
に示す図、第３図はこの発明の一実施例に係る半導体装
置を拡大して示す断面図、第４図はこの発明の他の実施
例を示す断面図である。 １１・・・半導体基板、１２・・・拡散層、１３・・・
絶縁膜、１４・・・コンタクトホール、１６・・・金属
配線層、２０・・・アルミニウム層、２１・・・ポリシ
リコン層、２２・・・配線層。 出願人代理人　弁理士　鈴江　武　彦 第１図 １６ 第２図 １ム

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　半導体基体と、この半導体上に形成されコン
   タクトホールな有Ｔる粘鎌ｊ換と、この絶縁膜上（：形
   成され上記コンタクトホールによＩ］ＦｌＴ足の部位（
   ：接続される配線層とを具備し、上記配線層は、尊軍性
   の良好な％１０導菫層と面の方向Ｃ二拘らず略等号的（
   二被看する第２の導′串層との積層構造を敗しているこ
   とを特徴とする半導体装置。
2. （２）　　上記配線層は、ポンディングパッドを有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記戦の半導体装
   置。
3. （３）　　上記第１の＃！ｉ゛層は主成分がアルミニウ
   ムであることを特徴とする特許６肯求の範囲第１項また
   は第２項記戦の半導体装置口
4. （４）　　上記第２の専′＊：層は主成分がポリシリコ
   ンであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項いずれか記載の半導体装置。
5. （５）　　上記配線層は、第１の導電層上Ｃ：第２の８
   ８層が積層し、ボンデイングノスツド（ニジま第２の導
   電層が被看され℃いないことに特徴とする特許請求の範
   囲第ｌ狽乃至第４項し１すれ力）Ｂ己載の半導体装置。
6. （６）半導体基体上に絶縁膜ン被看し所定の位置にコン
   タクトホールン形取する工程と、この絶縁膜上に都゛申
   ゛性の良好な第１の導電層および面の方向に拘らず略等
   号的覧二被看する第２の導電１層のいずれかが上記コン
   タクトホールを通じて半導体基体に接続するよう（二順
   次積馳被看する工程と、この第１および第２の尊串層を
   所定の配線）睡のパターンとなるよう≦ニエッチングす
   る工程とを具も笛Ｔることｔ特徴とする半導体装置の製
   造方法０
7. （７）　　上記配線層にポンプイングツζラドｇ’ｌｒ
   　＞設けることを特徴とする特許請求の範囲第６項Ｓ己
   載の半導体装置の製造方法。
8. （８）上記第１の導電層として、アルミニウムを主成分
   とする金属を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項または第７項記載の半導体装置の製造方法。
9. （９）上記第２の導電層として、ポリシリコンを主成分
   とする導電材を用いることｔ特徴とする特許請求の範囲
   第６項乃至第８項いずれか記載の半導体装置の製造方法
   。
10. （１０）上記配線層となる導電層の積層被着工程は、第
    １の導電層および第２の導電層の順に行い、上記エツチ
    ング工程は、上記ボンディングパラＦ部の第１の導電層
    が露出するように上層の第２の導電層をエツチングする
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６項乃至第９項いず
    れか記載の半導体装置の製造方法。