JPH035657B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH035657B2 JPH035657B2 JP56044020A JP4402081A JPH035657B2 JP H035657 B2 JPH035657 B2 JP H035657B2 JP 56044020 A JP56044020 A JP 56044020A JP 4402081 A JP4402081 A JP 4402081A JP H035657 B2 JPH035657 B2 JP H035657B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- layer
- aluminum
- electrode wiring
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウムを主成分とする電極配線
層を設けた半導体装置に関する。
層を設けた半導体装置に関する。
半導体装置、とりわけ集積回路に於いてはアル
ミニウム（Al）膜が電極配線層として用いられ、
シリコンウエーハからpoly−Si（又はAl）−Al−
AlなどAlを多層に積層し多層配線として適用す
るものがある。通常、樹脂モールドされた状態
で、或いはパツケージに納めて空気抜きして用い
られるが、樹脂封止材料はその中に多量のNa+や
Cl-イオンを含み、これがAl膜を腐食する。
ミニウム（Al）膜が電極配線層として用いられ、
シリコンウエーハからpoly−Si（又はAl）−Al−
AlなどAlを多層に積層し多層配線として適用す
るものがある。通常、樹脂モールドされた状態
で、或いはパツケージに納めて空気抜きして用い
られるが、樹脂封止材料はその中に多量のNa+や
Cl-イオンを含み、これがAl膜を腐食する。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、最
上層のAlを主成分とする電極配線のみをTiある
にはＶとの合金で覆い、これを防止するようにし
たものである。その際多層のAl膜の最上層のみ
を合金化するのは多層のAl膜全てを合金で覆う
と合金化によりAlが食われることによる配線の
高抵抗化が甚大になり、しかも下層のAl配線は
線巾が細く（最上層のAl配線は下地の凹凸によ
るパターン精度を考慮して、又、上層では配線が
まとめられているため巾広である）、合金化した
場合高抵抗化が著しいため最上層のみ合金化を施
すことが望ましいからであり。又、Na+やCl-イ
オンによる腐食も最上層のみ遷移金属との合金層
で被覆するだけで充分だからである。
上層のAlを主成分とする電極配線のみをTiある
にはＶとの合金で覆い、これを防止するようにし
たものである。その際多層のAl膜の最上層のみ
を合金化するのは多層のAl膜全てを合金で覆う
と合金化によりAlが食われることによる配線の
高抵抗化が甚大になり、しかも下層のAl配線は
線巾が細く（最上層のAl配線は下地の凹凸によ
るパターン精度を考慮して、又、上層では配線が
まとめられているため巾広である）、合金化した
場合高抵抗化が著しいため最上層のみ合金化を施
すことが望ましいからであり。又、Na+やCl-イ
オンによる腐食も最上層のみ遷移金属との合金層
で被覆するだけで充分だからである。
以下、本発明の実施例を図面にもとずいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は集積回路の多層配線の一例を示してい
る。１はシリコン基板ウエハであり、すでに拡散
工程を経て素子例えばバイポーラトランジスタ
（ここではPMP）が形成されている。２は絶縁膜
で、シリコンの酸化物や窒化物でできていて、素
子と電気的導通をとる部分には開孔が設けられて
いる。３は蒸着膜をパターニングして形成された
アルミニウムを主成分とする電極配線である。４
はリンガラスやCVD−SiO2膜、ポリイミド等の
絶縁膜即ちパシペーシヨン膜である。５はアルミ
ニウムを主成分とする第２層目の電極配線で絶縁
膜４に設けられた穴を通して第１層目の電極配線
３と接続している。この上に更に絶縁膜、電極配
線と交互に積み重ねても良いが、ここでは第２層
目の電極配線５が最上層であるとする。最上層の
電極配線の表面に遷移金属の金属間化合物層を形
成させるには、まず第２図に示すようにウエハ全
面に遷移金属６を蒸着する。次に適当な温度で熱
処理をして、第３図に示すように金属間化合物層
７を形成する。最後に、第４図に示すようにエツ
チング液で未反応遷移金属のみを除去する。この
のち全体を樹脂モールドする。
る。１はシリコン基板ウエハであり、すでに拡散
工程を経て素子例えばバイポーラトランジスタ
（ここではPMP）が形成されている。２は絶縁膜
で、シリコンの酸化物や窒化物でできていて、素
子と電気的導通をとる部分には開孔が設けられて
いる。３は蒸着膜をパターニングして形成された
アルミニウムを主成分とする電極配線である。４
はリンガラスやCVD−SiO2膜、ポリイミド等の
絶縁膜即ちパシペーシヨン膜である。５はアルミ
ニウムを主成分とする第２層目の電極配線で絶縁
膜４に設けられた穴を通して第１層目の電極配線
３と接続している。この上に更に絶縁膜、電極配
線と交互に積み重ねても良いが、ここでは第２層
目の電極配線５が最上層であるとする。最上層の
電極配線の表面に遷移金属の金属間化合物層を形
成させるには、まず第２図に示すようにウエハ全
面に遷移金属６を蒸着する。次に適当な温度で熱
処理をして、第３図に示すように金属間化合物層
７を形成する。最後に、第４図に示すようにエツ
チング液で未反応遷移金属のみを除去する。この
のち全体を樹脂モールドする。
具体的な作成例は次のようにして行なわれた。
拡散工程の完了したウエハの表面に厚さ5000Åの
二酸化シリコン膜を熱酸化で形成し、必要に応じ
て穴をあけた後、アルミニウムを1μｍ蒸着し、
通常の食刻法で4μｍの巾の配線パターンにした。
次に、CVD（Chemical Vapor Deposition）法で
リンガラス（PSG）を厚さ1μｍ形成した。第１
層目の配線と第２層目の配線のコンタクトをとる
部分にリンガラスに穴をあけた後、蒸着、食刻に
より第２層目のアルミニウムの配線（厚さ1μｍ
パターン巾10μｍ）を形成した。金属間化合物形
成の為の遷移金属としてはチタン或いはバナジウ
ムを用い、蒸着膜の厚さは1000Åであつた。金属
間化合物を形成させる熱処理は水素を10％含有す
る窒素雰囲気中で450℃、30分間行なつた。この
熱処理条件は、通常デバイスと配線とのオーミツ
クコンタクトを得るためのものと同じであり、両
者を兼ねて一度に行なうことができる。熱処理後
形成される金属間化合物層の厚さはチタンの場合
が約3000Åであつた。バナジウムを用いても良
い。未反応遷移金属（チタン或いはバナジウム）
の除去は弗酸（49％）と硝酸（70％）の体積比１
対20からなる溶液で行なつた。このときはアルミ
ニウムや酸化膜、リンガラスに対し、チタンやバ
ナジウムのエツチングレートが500倍以上なので、
未反応のチタンやバナジウムだけを除去すること
ができる。この溶液はチタンやバナジウムのエツ
チング時、激しく気泡を発生し、エツチング完了
と共に気泡が消滅するので、除去完了点がはつき
りとわかるという特徴がある。場合によつては最
上層の電極配線の上に更にリンガラスやポリイミ
ドのパツシベーシヨン膜を形成しても良い。
拡散工程の完了したウエハの表面に厚さ5000Åの
二酸化シリコン膜を熱酸化で形成し、必要に応じ
て穴をあけた後、アルミニウムを1μｍ蒸着し、
通常の食刻法で4μｍの巾の配線パターンにした。
次に、CVD（Chemical Vapor Deposition）法で
リンガラス（PSG）を厚さ1μｍ形成した。第１
層目の配線と第２層目の配線のコンタクトをとる
部分にリンガラスに穴をあけた後、蒸着、食刻に
より第２層目のアルミニウムの配線（厚さ1μｍ
パターン巾10μｍ）を形成した。金属間化合物形
成の為の遷移金属としてはチタン或いはバナジウ
ムを用い、蒸着膜の厚さは1000Åであつた。金属
間化合物を形成させる熱処理は水素を10％含有す
る窒素雰囲気中で450℃、30分間行なつた。この
熱処理条件は、通常デバイスと配線とのオーミツ
クコンタクトを得るためのものと同じであり、両
者を兼ねて一度に行なうことができる。熱処理後
形成される金属間化合物層の厚さはチタンの場合
が約3000Åであつた。バナジウムを用いても良
い。未反応遷移金属（チタン或いはバナジウム）
の除去は弗酸（49％）と硝酸（70％）の体積比１
対20からなる溶液で行なつた。このときはアルミ
ニウムや酸化膜、リンガラスに対し、チタンやバ
ナジウムのエツチングレートが500倍以上なので、
未反応のチタンやバナジウムだけを除去すること
ができる。この溶液はチタンやバナジウムのエツ
チング時、激しく気泡を発生し、エツチング完了
と共に気泡が消滅するので、除去完了点がはつき
りとわかるという特徴がある。場合によつては最
上層の電極配線の上に更にリンガラスやポリイミ
ドのパツシベーシヨン膜を形成しても良い。
このようにして得られたエポキシ樹脂（シリコ
ン系樹脂でも良い）で樹脂モールドされた配線を
信頼性寿命試験によつて従来のアルミニウムの配
線と比較した。温度85℃湿度85％の高温高湿槽中
で配線に電界がかかるような状態にして2000時間
までの断線不良発生率を調べたところ、チタンの
金属間化合物を有する配線では５％、バナジウム
の金属間化合物を有する配線では15％、従来のア
ルミニウム配線では85％となり、金属間化合物で
表面を被覆された配線が耐腐食性に優れているこ
とがわかつた。また別の信頼性試験でエレクトロ
マイグレーシヨンに対しても優れていることがわ
かつた。
ン系樹脂でも良い）で樹脂モールドされた配線を
信頼性寿命試験によつて従来のアルミニウムの配
線と比較した。温度85℃湿度85％の高温高湿槽中
で配線に電界がかかるような状態にして2000時間
までの断線不良発生率を調べたところ、チタンの
金属間化合物を有する配線では５％、バナジウム
の金属間化合物を有する配線では15％、従来のア
ルミニウム配線では85％となり、金属間化合物で
表面を被覆された配線が耐腐食性に優れているこ
とがわかつた。また別の信頼性試験でエレクトロ
マイグレーシヨンに対しても優れていることがわ
かつた。
以上述べたように重要なことはアルミニウムよ
り高融点で緻密かつ耐腐食性のある配線の表面合
金属を形成することである。
り高融点で緻密かつ耐腐食性のある配線の表面合
金属を形成することである。
第１図〜第４図は金属間化合物で被覆した配線
を作製する工程を示すシリコンウエハの横断面図
である。 １……シリコン基板、、２……絶縁膜（酸化物
或いは窒化物）、３……アルミニウムを主成分と
する第１層目の電極配線、４……絶縁膜（リンガ
ラス或いはポリイミド）、５……アルミニウムを
主成分とする第２層目（最上層）の電極配線、６
……遷移金属、７……アルミニウムと遷移金属の
金属間化合物。
を作製する工程を示すシリコンウエハの横断面図
である。 １……シリコン基板、、２……絶縁膜（酸化物
或いは窒化物）、３……アルミニウムを主成分と
する第１層目の電極配線、４……絶縁膜（リンガ
ラス或いはポリイミド）、５……アルミニウムを
主成分とする第２層目（最上層）の電極配線、６
……遷移金属、７……アルミニウムと遷移金属の
金属間化合物。
Claims (1)
- １ アルミニウムを主成分とする電極配線層が多
層配線として２層以上積層された半導体装置に於
いて、半導体装置最上層の前記アルミニウムを主
成分とする電極配線層のみをこの配線層とTiあ
るいはＶとの合金層で被覆したことを特徴とする
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4402081A JPS57159044A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4402081A JPS57159044A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57159044A JPS57159044A (en) | 1982-10-01 |
| JPH035657B2 true JPH035657B2 (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=12679977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4402081A Granted JPS57159044A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57159044A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1236962A2 (en) | 2001-03-01 | 2002-09-04 | National Agricultural Research Organisation (NARO) | Freeze-dried product and process and apparatus for producing it |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6390839A (ja) * | 1986-10-03 | 1988-04-21 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54152984A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-01 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP4402081A patent/JPS57159044A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1236962A2 (en) | 2001-03-01 | 2002-09-04 | National Agricultural Research Organisation (NARO) | Freeze-dried product and process and apparatus for producing it |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57159044A (en) | 1982-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5982746A (ja) | 半導体装置の電極配線方法 | |
| US3878554A (en) | Semiconductor device | |
| JPS6364057B2 (ja) | ||
| JPH035657B2 (ja) | ||
| JPS59210656A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS60193337A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04127454A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0628315B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05234991A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH03250628A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS59217341A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JP2945010B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS5949687B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3688335B2 (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびに半導体ウエハ | |
| JPH03190240A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0573339B2 (ja) | ||
| JPS60224229A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2764934B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3726529B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS6015948A (ja) | 半導体装置の製造法 | |
| JPS63164241A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2524526B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH01109761A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0524672B2 (ja) | ||
| JPS6133257B2 (ja) |