Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0713965B2 - Semiconductor device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0713965B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH0713965B2
JPH0713965B2 JP5030259A JP3025993A JPH0713965B2 JP H0713965 B2 JPH0713965 B2 JP H0713965B2 JP 5030259 A JP5030259 A JP 5030259A JP 3025993 A JP3025993 A JP 3025993A JP H0713965 B2 JPH0713965 B2 JP H0713965B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring layer
aluminum alloy
semiconductor device
width
wiring
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
Application number
JP5030259A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0629286A (en
Inventor
隆行 松川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP61212083A priority Critical patent/JPS6366950A/en
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5030259A priority patent/JPH0713965B2/en
Publication of JPH0629286A publication Critical patent/JPH0629286A/en
Publication of JPH0713965B2 publication Critical patent/JPH0713965B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特
に、アルミニウム合金配線層の最小配線間隔が2μm以
下であるような超高集積度の半導体装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having an extremely high degree of integration in which an aluminum alloy wiring layer has a minimum wiring interval of 2 μm or less.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、例えば「電子集積回路,アリソ
ン著,マグロウヒル社刊,1975年」(Electronic Integ
rated Circuits , J.Allison,McGraw-Hill,1975,邦訳
「集積回路」,マグロウヒル好学社)第1章に示された
従来の半導体装置を示す平面図であり、図3は図2のA
−A線断面図である。図2及び図3において、1は半導
体基板、2は絶縁膜、3はアルミニウム合金から成る配
線層(以下「アルミニウム合金配線層」という)であ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows, for example, "Electronic Integrated Circuit, by Allison, published by McGraw-Hill, 1975" (Electronic Integ
Rated Circuits, J. Allison, McGraw-Hill, 1975, Japanese translation "Integrated circuit", McGraw-Hill Gakusha Co., Ltd.) FIG. 3 is a plan view showing the conventional semiconductor device shown in FIG.
FIG. 2 and 3, 1 is a semiconductor substrate, 2 is an insulating film, and 3 is a wiring layer made of an aluminum alloy (hereinafter referred to as "aluminum alloy wiring layer").

【0003】従来の半導体装置においては、半導体基板
1上に集積回路構成に必要なトランジスタ,コンデン
サ,抵抗等(これらについては、本発明の説明上不要な
ため、図示していない)を形成した後、配線の下地絶縁
膜2を形成し、必要な部分にコンタクト穴(図示せず)
を形成する。その後、全体にアルミニウム合金配線層3
を0.5〜1.5μmの厚さで形成し、このアルミニウ
ム合金配線層3をフォトリソグラフィ手法によって所定
の平面形状にパターニングする。
In a conventional semiconductor device, after forming transistors, capacitors, resistors and the like (which are not shown in the drawings because they are unnecessary for the description of the present invention) on the semiconductor substrate 1 after forming the integrated circuit. , The underlying insulating film 2 of the wiring is formed, and contact holes (not shown) are formed in necessary portions.
To form. Then, the entire aluminum alloy wiring layer 3
Is formed to a thickness of 0.5 to 1.5 μm, and the aluminum alloy wiring layer 3 is patterned into a predetermined plane shape by a photolithography method.

【0004】アルミニウム合金配線層3のピッチと間隔
は集積回路の集積度を決める重要な要素であり、その時
々の技術水準の最高度のレベルで到達可能な最小加工寸
法が採用されてきている。その結果、現在ではすでに配
線の幅,間隔共に2μm以下となってきた。配線の幅を
決定するもう1つの要素として、電流密度がある。エレ
クトロマイグレーション(Electro-migration )と呼ば
れる物理現象との関係で、配線を流れる電流密度は1×
105A/cm2を越えないようにする必要があり、この
制約から、電源ラインやグランドライン等は、配線幅を
5μm以上に広くすることが必要になっている。
The pitch and spacing of the aluminum alloy wiring layer 3 are important factors that determine the degree of integration of the integrated circuit, and the minimum processing dimension that can be reached at the highest level of the technical level at that time has been adopted. As a result, at present, both the width and the spacing of the wiring have become 2 μm or less. Another factor that determines the width of the wiring is the current density. Due to the physical phenomenon called electro-migration, the current density in the wiring is 1 ×
It is necessary not to exceed 10 5 A / cm 2, and due to this restriction, it is necessary to widen the wiring width of the power supply line, the ground line, etc. to 5 μm or more.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置で
は、アルミニウム合金配線層が以上のように構成されて
いるが、このアルミニウム合金配線層には、アニール時
に起きる原子の再配置の結果、図2及び図3に示すよう
に、配線層のところどころにヒロックと呼ばれる突起3
aを生ずるという性質がある。本発明者の実験によれ
ば、この突起3aは時として2μm以上の高さ(幅方向
の伸び)になる場合があり、しかも配線層5μm以上の
ような広い配線の両側にはよく出るが、幅2μm以下の
細い配線ではほとんどみられないという特徴を持つ。
In the conventional semiconductor device, the aluminum alloy wiring layer is constructed as described above, and as a result of the rearrangement of the atoms that occurs during annealing in this aluminum alloy wiring layer, as shown in FIG. As shown in FIG. 3 and FIG. 3, protrusions 3 called hillocks are formed at various places in the wiring layer.
There is a property of generating a. According to an experiment by the inventor, the protrusion 3a sometimes has a height (extension in the width direction) of 2 μm or more, and often appears on both sides of a wide wiring such as a wiring layer of 5 μm or more. It has a characteristic that it is hardly seen in thin wiring with a width of 2 μm or less.

【0006】以上述べたような突起3aの高さが配線の
間隔以上になると、例えば図3に模式的に示すように、
配線間が電気的に短絡してしまい、集積回路として動作
しないという致命的な欠陥を生ずる。このため、従来の
半導体装置では、配線間隔を2μm以下にする技術があ
ったとしても、電源ラインやグランドラインのような幅
の広い配線の両側は2μm以上の間隔をとらざるを得な
いという問題点があった。
When the height of the projection 3a as described above becomes equal to or larger than the space between the wirings, as shown schematically in FIG. 3, for example,
An electrical short circuit occurs between the wirings, causing a fatal defect that the wiring does not operate as an integrated circuit. Therefore, in the conventional semiconductor device, even if there is a technique of setting the wiring interval to 2 μm or less, the width of the wide wiring such as the power supply line and the ground line must be set to 2 μm or more on both sides. There was a point.

【0007】本発明は以上の点に鑑み、このような課題
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは、ヒロックによる配線間の短絡の可能性の無い
高信頼,高集積の半導体装置を得ることにある。
In view of the above points, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to achieve high reliability and high integration without the possibility of short circuit between wirings due to hillocks. To obtain the semiconductor device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、配線幅が5μm以上のアルミニウム
合金配線層を有する半導体装置において、上記配線層の
一端が他の配線層と近接して設けられ、かつこの配線層
の一端に凹凸の切れ込みが形成されていることを特徴と
するものである。
In order to achieve such an object, the present invention provides a semiconductor device having an aluminum alloy wiring layer having a wiring width of 5 μm or more, wherein one end of the wiring layer is close to another wiring layer. It is characterized in that the wiring layer is provided with a concave and convex notch at one end.

【0009】[0009]

【作用】本発明のように、5μm以上の幅を有するアル
ミニウム合金配線層の一端つまり隣接配線層と対向する
側端に凹凸の切れ込みを形成することにより、配線側端
部でのヒロック発生は完全に無くなることが実験的に確
認された。アルミニウム合金配線層の側端に切れ込みを
入れることで、側端部のヒロックが発生しなくなる原因
として次のようなメカニズムが考えられる。
According to the present invention, the formation of hillocks at the wiring side end portion is completed by forming the uneven cuts at one end of the aluminum alloy wiring layer having a width of 5 μm or more, that is, at the side edge facing the adjacent wiring layer. It was confirmed experimentally that it would disappear. The following mechanism can be considered as a cause for preventing the hillocks from being generated at the side edges by making a notch at the side edges of the aluminum alloy wiring layer.

【0010】一般に、アルミニウム合金におけるヒロッ
クの発生は、アルミニウム合金のグレインの形成と膜応
力の緩和機構にもとづく現象で、膜の内部応力および膜
外からのパッシベーション膜等を通じて加わる応力を緩
和するために、グレインバウンダリーの変型が起こる。
特に自由端となっている膜と外界との境界部において
は、変型を阻止する力が働きにくいために変型が集中し
やすく、その結果としてヒロックが発生する。
Generally, the generation of hillocks in an aluminum alloy is a phenomenon based on the formation mechanism of grains in the aluminum alloy and the relaxation mechanism of film stress. In order to relax the internal stress of the film and the stress applied from the outside through the passivation film and the like. , The transformation of the grain boundary occurs.
In particular, at the boundary between the film, which is the free end, and the outside world, it is difficult for the force to prevent deformation to act, so deformation is likely to concentrate, and as a result, hillocks occur.

【0011】そこで本発明のように、配線層の側端に凹
凸の切れ込みを入れてやると、部分的にその部分のアル
ミニウムは小さなグレインに分断されているために、広
い範囲からの応力が局所的に集中して大きなヒロックを
発生させるというメカニズム自体が働かなくなる。その
結果として、ヒロックの発生がほぼ完全に抑えられるこ
とになる。ただし、膜全体としては依然として必要な応
力緩和は行なわれる必要があるが、本発明のような構造
ではヒロック発生を阻止したい側端部では応力緩和に伴
なう大幅なアルミニウム原子の移動が生じず、それ以外
の場所に応力が向うということに外ならない。
Therefore, when a concave-convex cut is made in the side edge of the wiring layer as in the present invention, since the aluminum in that portion is partially divided into small grains, stress from a wide range is locally generated. The mechanism of concentrating and generating large hillocks itself does not work. As a result, the occurrence of hillocks is almost completely suppressed. However, the necessary stress relaxation still needs to be carried out for the entire film, but in the structure like the present invention, the side edges where it is desired to prevent hillock generation do not cause significant movement of aluminum atoms accompanying stress relaxation. , It goes without saying that stress goes to other places.

【0012】上記のようなメカニズムからみて、LSI
パターン上に使用するアルミニウム合金配線層の幅を全
て、例えば2μm以下にして、電流の多く流れる部分は
何本もの配線を並列に並べたり、あるいは網目状にアル
ミニウム配線層の一部をくり抜いたりしてもヒロックの
防止には役立つ。しかし、そのような構成をとった場合
は、LSIパターンに要請される第1の要求である高集
積化という点で著しく面積の損失を伴うため、現実的な
解決にはなり得ない。細い配線の並列や網目配線で実効
的に同程度の電流経路断面積を実現しようとすれば、配
線の占有面積は概ね2倍に達してしまい、集積度の向上
を著しく損なうためである。
In view of the above mechanism, the LSI
The width of the aluminum alloy wiring layer used on the pattern is set to, for example, 2 μm or less, and in a portion where a large amount of current flows, many wirings are arranged in parallel, or a part of the aluminum wiring layer is cut out in a mesh shape. But it helps prevent hillocks. However, when such a configuration is adopted, a large area loss is involved in terms of high integration, which is the first requirement required for the LSI pattern, and this cannot be a practical solution. This is because, if it is attempted to realize substantially the same current path cross-sectional area with parallel thin wirings or mesh wirings, the area occupied by the wirings will almost double and the improvement in the degree of integration will be significantly impaired.

【0013】この点本発明では、たとえ幅何10μmの
配線層に適用しても、適用に伴う占有面積の損失はせい
ぜい0.5μm幅の程度と一定(これは最小パターン寸
法で決まる)にできるために、LSIパターン設計上の
面積損失は最小限に抑えられるという特徴がある。
In this respect, according to the present invention, even if the present invention is applied to a wiring layer having a width of 10 μm, the loss of the occupied area due to the application can be kept constant at about 0.5 μm width (this is determined by the minimum pattern size). Therefore, the area loss in the LSI pattern design can be minimized.

【0014】[0014]

【実施例】本発明に係わる半導体装置の一実施例を図1
に示す。図1において、3はアルミニウム合金配線層、
3aはアルミニウム合金配線層3に発生するヒロック、
4は幅の広いアルミニウム合金配線層3が他の配線層と
近接する部分に対応して設けられ、かつその側端に垂直
に形成された凹凸の切れ込みである。この場合、切れ込
み4の幅は、互いに多少のブリッジがかかっても良いた
め、通常の配線層の間隔よりずっと小さくて良い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.
Shown in. In FIG. 1, 3 is an aluminum alloy wiring layer,
3a is a hillock generated in the aluminum alloy wiring layer 3,
Reference numeral 4 denotes a notch of a concavo-convex formed on the side edge of the wide aluminum alloy wiring layer 3 corresponding to a portion close to another wiring layer. In this case, the width of the notch 4 may be a little smaller than the usual distance between the wiring layers, because some bridges may be applied to each other.

【0015】すなわち、従来例においては、幅が5μm
以上あるような広いアルミニウム合金配線層では、その
両側の側端にヒロックが発生した。しかるに本実施例装
置では、そのような幅の広いアルミニウム合金配線層3
のうち、少なくとも隣接の配線層が接近している部分に
おいて、その隣接側の配線層の一部に図1に示すような
凹凸の切れ込み4を設けたため、隣接配線層と対向する
側端では幅の細い配線層と同じような構造となり、隣接
配線層との間にヒロックを生じて短絡を起こすようなこ
とはない。
That is, in the conventional example, the width is 5 μm.
In the wide aluminum alloy wiring layer as described above, hillocks were generated on both side edges. However, in the device of this embodiment, such a wide aluminum alloy wiring layer 3 is used.
Among them, at least in the portion where the adjacent wiring layers are close to each other, since the unevenness notch 4 as shown in FIG. 1 is provided in a part of the wiring layer on the adjacent side, the width at the side end facing the adjacent wiring layer is increased. The structure is similar to that of the thin wiring layer, and a hillock is not generated between the wiring layer and the adjacent wiring layer to cause a short circuit.

【0016】この時、切り込み4の幅が広いと実際上の
面積損失が大きいのと同じことになるが、この切り込み
4はヒロックを発生させるようなアルミニウムの大幅な
移動がアニール時に起こりにくくするためだけであるの
で、集積回路パターンとしての最小寸法よりもはるかに
小さい幅で良いことが確認されている。従って、切れ込
み4を設けたことによる面積損失は極めて少なくて済む
利点を有する。
At this time, if the width of the notch 4 is wide, it is the same as the actual area loss is large. However, since the notch 4 makes it difficult for the aluminum to largely move during annealing to cause hillocks. Therefore, it has been confirmed that the width is much smaller than the minimum dimension of the integrated circuit pattern. Therefore, there is an advantage that the area loss due to the provision of the notch 4 can be extremely small.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、幅が5μ
m以上のアルミニウム合金配線層の隣接配線層と対向す
る側端に沿って凹凸の切れ込みを形成することにより、
アニール時にアルミニウムが移動して側端にヒロックが
生ずるのを防止できるので、隣接配線層との短絡故障が
なく高密度なアルミニウム合金配線層を有する半導体装
置を簡単に得ることができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the width is 5 μm.
By forming a concave-convex cut along the side edge of the aluminum alloy wiring layer of m or more that faces the adjacent wiring layer,
Since it is possible to prevent aluminum from moving at the time of annealing to cause hillocks on the side edges, it is possible to easily obtain a semiconductor device having a high-density aluminum alloy wiring layer without short-circuit failure with an adjacent wiring layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる半導体装置の一実施例を示す平
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】従来の半導体装置の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a conventional semiconductor device.

【図3】図2のA−A線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 アルミニウム合金配線層 3a ヒロック 4 切れ込み 3 Aluminum alloy wiring layer 3a Hillock 4 Notch

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配線幅が5μm以上のアルミニウム合金
配線層を有する半導体装置において、上記配線層の一端
が他の配線層と近接して設けられ、かつこの配線層の一
端に凹凸の切れ込みが形成されていることを特徴とする
半導体装置。
1. A semiconductor device having an aluminum alloy wiring layer having a wiring width of 5 μm or more, wherein one end of the wiring layer is provided in the vicinity of another wiring layer, and an uneven cut is formed at one end of the wiring layer. A semiconductor device characterized by being provided.
JP5030259A 1986-09-08 1993-02-19 Semiconductor device Expired - Lifetime JPH0713965B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61212083A JPS6366950A (en) 1986-09-08 1986-09-08 Semiconductor device
JP5030259A JPH0713965B2 (en) 1986-09-08 1993-02-19 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61212083A JPS6366950A (en) 1986-09-08 1986-09-08 Semiconductor device
JP5030259A JPH0713965B2 (en) 1986-09-08 1993-02-19 Semiconductor device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61212083A Division JPS6366950A (en) 1986-09-08 1986-09-08 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0629286A JPH0629286A (en) 1994-02-04
JPH0713965B2 true JPH0713965B2 (en) 1995-02-15

Family

ID=26368589

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61212083A Granted JPS6366950A (en) 1986-09-08 1986-09-08 Semiconductor device
JP5030259A Expired - Lifetime JPH0713965B2 (en) 1986-09-08 1993-02-19 Semiconductor device

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61212083A Granted JPS6366950A (en) 1986-09-08 1986-09-08 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JPS6366950A (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02114640A (en) * 1988-10-25 1990-04-26 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPH0456226A (en) * 1990-06-25 1992-02-24 Matsushita Electron Corp Semiconductor device
JPH0521427A (en) * 1991-07-11 1993-01-29 Nec Corp Metal interconnection of semiconductor integrated circuit
JP2755239B2 (en) * 1995-11-25 1998-05-20 日本電気株式会社 Package for semiconductor device
JP2019053177A (en) 2017-09-14 2019-04-04 東芝メモリ株式会社 Exposure device and method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0629286A (en) 1994-02-04
JPS6366950A (en) 1988-03-25
JPH0558652B2 (en) 1993-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0713965B2 (en) Semiconductor device
US6340631B1 (en) Method for laying out wide metal lines with embedded contacts/vias
JPS5928990B2 (en) semiconductor equipment
KR100396100B1 (en) Semiconductor device
US4835591A (en) Wiring arrangement for semiconductor devices
JP3634596B2 (en) Semiconductor device
JPS60176251A (en) Semiconductor device
JPH02262338A (en) Manufacture of semiconductor device
KR100265991B1 (en) Manufacture of semiconductor device
KR0169761B1 (en) Metal wiring forming method of semiconductor device
JPH02113553A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPS63138752A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6043845A (en) Method for manufacturing multilayer wiring members
JPH0645448A (en) Semiconductor device
JPH1167762A (en) Metal wiring for semiconductor device and method of forming the same
JPH04215458A (en) Air bridge of integrated circuit
JPH02140956A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH07122632A (en) Semiconductor device
JPH04314353A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH01270248A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH04364042A (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH03262115A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0567608A (en) Wiring pattern in semiconductor device
JPS61263244A (en) Semiconductor device
JPH1174359A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof