JP2001135694A - 半導体装置および半導体装置の試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレクトロマイグレーション試験により配線
部の信頼性を評価する際に、配線部の寿命を正確に測定
することができる半導体装置および半導体装置の試験方
法を提供する。 【解決手段】 本発明の半導体装置は、所定のパターン
で設けられたエレクトロマイグレーション試験評価用の
第２の配線部１０と、放熱部１１とを含む評価用配線領
域１００を有する。放熱部１１は、第２の配線部１０に
連続して設置され、放熱部１１によって第２の配線部１
０に対するエレクトロマイグレーション試験の際に発生
する熱を逃がすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロマイグ
レーション試験評価用配線部を備えた半導体装置および
半導体装置の試験方法に関する。

【０００２】

【背景技術】近年、半導体装置の微細化、高集積化に伴
い、配線の微細化が行われてきている。配線の微細化が
進むと、エレクトロマイグレーション現象による配線の
断線等の接続不良が多く発生するようになる。

【０００３】一方、配線の寿命を評価する一手法とし
て、一般に、エレクトロマイグレーション現象を測定す
ることにより評価を行う、いわゆるエレクトロマイグレ
ーション試験が用いられている。このエレクトロマイグ
レーション試験には、例えばＳＷＥＡＴ法 (Standard W
aferlevel Electromigration Acceleration Test)、Ｂ
ＥＭ法 (Breakdown Energy of Metal)、Ｊ−ランプ法な
どがある。これらの試験方法について簡単に説明する。

【０００４】ＳＷＥＡＴ法は、幅が異なる部分を有する
試験用配線を作成し、この試験配線に電流を流すこと
で、幅が大きな部分と比較して幅が細い部分からより大
きなジュール熱を発生させて配線上に温度勾配をもたせ
ることにより、エレクトロマイグレーション現象を生じ
やすくする方法である。

【０００５】ＢＥＭ法は、一定の高電流密度を印加し、
配線が切れるまでに要した時間と電流密度から、配線が
切れるまでのエネルギー総量を算出する方法である。ま
た、Ｊ−ランプ法は、階段状に電流密度を上昇させてい
き、配線が切れるまでに要した時間から、前述したＢＥ
Ｍ法と同様に、配線が切れるまでのエネルギー総量を算
出する方法である。

【０００６】エレクトロマイグレーション試験は、一般
に、半導体基板上に形成された試験評価用の配線に対し
て行われる。一例として、エレクトロマイグレーション
試験用の配線部を有する半導体装置を図５に示す。図５
は、配線部３０を模式的に示す断面図である。

【０００７】図５において、配線部３０は、信頼性試験
評価のために設置されたものであり、層間絶縁層３４上
に所定のパターンで設けられてなり、例えばアルミニウ
ムや銅を含む材料からなる。また、配線部３０の上面
は、パシベーション層１０２により被覆されている。前
述したいずれの試験方法を用いる場合においても、配線
部３０に電流を流すことにより、配線部３０に対してエ
レクトロマイグレーション試験を実施する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示される従来の半導体装置においては、次に示すような
問題が生じていた。前述した配線部３０に対するエレク
トロマイグレーション試験の際、配線部３０に流す電流
によりジュール熱が発生する。この熱によって配線部３
０が溶け出して変形したり、この熱が配線部３０からパ
シベーション層１０２へと移動し、熱によりパシベーシ
ョン層１０２に亀裂が生じたりすることがある。さらに
は、パシベーション層１０２の亀裂から配線部３０が溶
け出し、隣接する配線部３０同士が接触してショートが
起きたりすることがある。このため、配線部３０の寿命
を正確に測定することが困難であった。

【０００９】本発明の目的は、エレクトロマイグレーシ
ョン試験により配線部の信頼性を評価する際に、配線部
の寿命を正確に測定することができる半導体装置および
半導体装置の試験方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
所定のパターンで設けられた配線部と、放熱部と、を含
む評価用配線領域を含み、前記放熱部は、前記配線部に
連続して設置され、該配線部に対するエレクトロマイグ
レーション試験の際に発生する熱を逃がすことができ
る。

【００１１】この半導体装置においては、前記放熱部
が、前記配線部に連続して設置され、該配線部に対する
エレクトロマイグレーション試験の際に発生する熱を逃
がすことにより、配線部に対するエレクトロマイグレー
ション試験の際に、配線部に流す電流により発生するジ
ュール熱を配線部から放熱部へと熱を移動させること
で、熱が配線部に蓄積するのを防止することができる。
これにより、熱により配線部が溶け出して変形したり、
さらには隣接する配線部同士が接触してショートを起こ
したりすることを防止することができるため、配線部の
寿命を正確に測定することができる。

【００１２】前記放熱部の代表的な態様としては、以下
のものがある。これらの態様は、半導体装置の設計など
に応じて選択できる。

【００１３】（Ａ）前記放熱部は、前記配線部と同一平
面上に形成されている。前記放熱部が、前記配線部と同
一平面上に形成されていることにより、同一工程でパタ
ーニングが可能であるため、より少ない工程にて評価用
配線領域を製造することが可能である。これにより、よ
り低コストで評価用配線領域を製造することができる。
さらに、例えば、評価用配線領域全体の厚さを変えるこ
となく放熱部を設置することができるため、評価用配線
領域の薄型化を図ることができる。

【００１４】（Ｂ）前記評価用配線領域は、絶縁層を貫
通するコンタクト部を含み、前記放熱部は、該コンタク
ト部を介して前記配線部に連続して設置されている。前
記放熱部が、絶縁層を貫通するコンタクト部を介して、
前記配線部に設置されていることにより、例えば、評価
用配線領域全体の幅を変えることなく放熱部を設置する
ことができるため、評価用配線領域の小型化を図ること
ができる。

【００１５】また、前記放熱部が導電性の場合には、前
記配線部と前記放熱部との接続部に、熱伝導性絶縁層が
設けられているのが望ましい。前記配線部と前記放熱部
との接続部に、熱伝導性絶縁層が設けられていることに
より、前記配線部と前記放熱部とを確実に絶縁すること
ができる。これにより、配線部を流れる電流が放熱部へ
漏洩するのを防止することができるため、配線部の寿命
を正確に測定することができる。

【００１６】さらに、前記熱伝導性絶縁層は、試験に影
響を及ぼさない程度の絶縁体を有し、かつ放熱性が良好
である材料からなる。例えば、前記熱伝導性絶縁層は、
窒化チタン、シリコン、ダイヤモンド状炭素、あるいは
ダイヤモンドからなることが望ましい。これらの材料か
ら熱伝導性絶縁層が形成されることにより、配線部と放
熱部とを絶縁することができ、かつ配線部から放熱部へ
と熱を効率良く伝導させることができる。

【００１７】放熱部を形成するための材料としては、ア
ルミニウム、銅、タングステン、チタン、白金、ドープ
ドシリコン（例えば、ドープドアモルファスシリコン
や、ドープドポリシリコン）、シリコン（例えば、アモ
ルファスシリコンや、ポリシリコン）、窒化チタン、ダ
イヤモンドを用いることができる。

【００１８】放熱部が、導電性材料、例えばアルミニウ
ム、銅、タングステン、チタン、白金、ドープドシリコ
ン（例えば、ドープドアモルファスシリコンや、ドープ
ドポリシリコン）からなる場合、前記放熱部は、前記配
線部と同じ材料から構成することができる。前記放熱部
が前記配線部と同じ材料からなる場合、前記放熱部と前
記配線部とは同一工程あるいは一連の工程にて形成可能
であるため、より少ない工程にて半導体装置を製造する
ことができる。これにより、より安価な半導体装置を得
ることができる。

【００１９】さらにこの場合、前記放熱部は、アルミニ
ウムを主成分とし、銅、珪素、ニッケル、チタン、コバ
ルト、クロムのうち少なくとも１種を含む材料からなる
のが望ましい。前記放熱部が、熱伝導性が高いこれらの
材料からなることにより、配線部に流す電流により発生
するジュール熱を配線部から放熱部へと移動させた後、
速やかに放熱させることができる。

【００２０】あるいは、放熱部が、絶縁性材料、例えば
不純物の少ないシリコン（アモルファスシリコンや、ポ
リシリコン）、窒化チタン、あるいはダイヤモンドから
なる場合、熱伝導性の高い絶縁層から構成することがで
きる。前記放熱部が熱伝導性の高い絶縁層からなること
により、前記配線部から前記放熱部へと熱を速やかに移
動させることができ、かつ、放熱部と配線部とを絶縁す
ることができるため、配線部へ電気的な影響を与えるこ
となく試験を行うことができる。

【００２１】特にこの場合、前記放熱部はダイヤモンド
からなるのが望ましい。ダイヤモンドは、高い絶縁性お
よび高い熱伝導性を有することから、前記放熱部がダイ
ヤモンドからなることにより、配線部と放熱部とを確実
に絶縁することができ、かつ熱を配線部から放熱部へと
速やかに移動させることができる。

【００２２】さらに、本発明の好ましい態様としては、
以下に示されるものが挙げられる。

【００２３】本発明の半導体装置は、前記放熱部上面の
少なくとも一部に開口部が設けられているようにするこ
とができる。前記放熱部上面の少なくとも一部に開口部
が設けられていることにより、配線部から放熱部へと移
動した熱をより速やかに放熱することができる。

【００２４】また、前記放熱部は、櫛型形状を有してい
てもよい。前記放熱部を櫛型形状とすることにより、放
熱部の表面積が大きくすることができ、放熱能を向上さ
せることができる。

【００２５】本発明の半導体装置の試験方法は、前述し
た半導体装置に対する試験方法であって、前記配線部に
対してエレクトロマイグレーション試験を行う際に、該
配線部に流れる所定の電流に起因して発生する熱を前記
放熱部から逃がしながら測定を行う。

【００２６】本発明の試験方法によれば、前述したよう
に、配線部に流す電流により発生するジュール熱を配線
部から放熱部へと移動させることができ、配線部に熱が
蓄積するのを防止することができる。これにより、熱に
よる配線部の変形や、隣接する配線部同士が接触するこ
とによるショートの発生を防止することができるため、
配線部の寿命を正確に測定することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００２８】（第１の実施の形態）図１（ａ）は、本発
明の第１の実施の形態にかかる半導体装置および前記半
導体装置を用いた試験方法を説明するための概略断面図
であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示される放熱部の
平面図である。

【００２９】（デバイスの構造）この例では、半導体装
置は、シリコン基板１５上にＭＯＳ素子が形成され、か
つ多層配線構造を有する。すなわち、シリコン基板１５
上にフィールド絶縁層１３が形成され、アクティブ領域
にゲート酸化層２３が形成され、さらにゲート酸化層２
３上にゲート電極１９が形成されている。また、シリコ
ン基板１５上において、ゲート電極１９およびフィール
ド絶縁層１３に挟まれた部分には、不純物としてリン等
を含有する不純物層２８が形成されている。不純物層２
８は、ソース領域あるいはドレイン領域であり、この不
純物層２８とゲート電極１９とは、側壁スペーサ２５に
よって分離されている。また、不純物層２８上には金属
シリサイド層１７が形成されている。

【００３０】フィールド絶縁層１３、金属シリサイド層
１７、およびゲート電極１９を含む基板１５上には第１
の層間絶縁層１８が形成され、第１の層間絶縁層１８上
には所定のパターンを有する第１の配線部１６が形成さ
れている。

【００３１】さらに、第１の層間絶縁層１８および第１
の配線部１６上には、第２の層間絶縁層１４が形成され
ている。また、第２の層間絶縁層１４上には、第２の配
線部１０が所定のパターンで設けられている。

【００３２】本実施の形態にかかる半導体装置の評価用
配線領域１００は、第２の配線部１０（以下、単に「配
線部」という）と、放熱部１１とを有してなり、配線部
１０に対するエレクトロマイグレーション試験評価用に
形成されたものである。

【００３３】配線部１０上には第３の層間絶縁層２６が
形成されてなり、第３の層間絶縁層２６には、第３の層
間絶縁層２６を貫通するコンタクト部５２が設けられて
いる。また、放熱部１１は、コンタクト部５２を介して
配線部１０と連続して設置されており、配線部１０に対
するエレクトロマイグレーション試験の際に発生する熱
を逃がす機能を有する。さらに、放熱部１１および第３
の層間絶縁層２６の上面には、パシベーション層２２が
形成されている。また、放熱部１１と配線部１０との接
続部には、熱伝導性絶縁層２４が設けられている。

【００３４】配線部１０は、前述したように、コンタク
ト部５２を介して放熱部１１と連続して設置されてい
る。放熱部１１が、コンタクト部５２を介して配線部１
０に連続して設置されていることにより、配線部１０か
ら放熱部１１へと熱を直接的に移動させることができる
ため、熱が配線部１０に蓄積するのを確実に防止するこ
とができる。さらに、評価用配線領域１００全体の幅を
変えることなく放熱部１１を設置することができるた
め、評価用配線領域１００の小型化を図ることができ
る。

【００３５】さらに、配線部１０と放熱部１１との接続
部に、熱伝導性絶縁層２４が設けられていることによ
り、配線部１０と放熱部１１とを確実に絶縁することが
できる。これにより、配線部１０を流れる電流が放熱部
１１へ測定に不充分な程度に漏洩するのを防止すること
ができるため、配線部１０の寿命を正確に測定すること
ができる。

【００３６】また、配線部１０は、例えば、アルミニウ
ム、銅、タングステン、チタン、白金のうち少なくとも
１種を含む材料からなる。特に、配線部１０の主成分が
アルミニウムである場合には、配線部１０はさらに、
銅、珪素、ニッケル、チタン、コバルト、クロムのうち
少なくとも１種を含むことが望ましい。配線部１０の主
成分がアルミニウムである場合に、さらに配線部１０が
前述した金属を含むことにより、配線部１０におけるエ
レクトロマイグレーションの発生を抑制させることがで
きる。

【００３７】放熱部１１は、アルミニウム、銅、タング
ステン、チタン、白金、ドープドシリコン（ドープドア
モルファスシリコン、ドープドポリシリコン）、シリコ
ン（アモルファスシリコン、ポリシリコン）、窒化チタ
ン、あるいはダイヤモンドなどを用いて形成される。

【００３８】放熱部１１は配線部１０と同じ材料から形
成することができる。放熱部１１が配線部１０と同じ材
料からなる場合、放熱部１１は配線部１０と同様の工程
にて形成可能であるため、より少ない工程にて評価用配
線領域１００を製造することが可能である。これによ
り、より低コストで評価用配線領域１００を得ることが
できる。

【００３９】例えば、放熱部１１が、配線部１０と同様
の材料で形成する場合、例えばアルミニウム、銅、タン
グステン、チタン、白金を好ましく用いることができ
る。放熱部１１が、熱伝導性が高いこれらの金属からな
ることにより、配線部１０に流す電流により発生するジ
ュール熱を配線部１０から放熱部１１へと移動させた
後、放熱部１１から速やかに放熱させることができる。

【００４０】熱伝導性絶縁層２４は、窒化チタン、シリ
コン、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、あるいはダイヤ
モンドからなることが望ましい。熱伝導性絶縁層２４が
これらの材料から形成されていることにより、配線部１
０と放熱部１１とを絶縁することができ、かつ熱を配線
部１０から放熱部１１へと効率良く移動させることがで
きる。ここで、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）とは、炭
素含有化合物と水素との混合ガスを原料として、ＣＶＤ
法やＰＶＤ法などの気相法ダイヤモンド合成技術を用い
て形成される層をいう。

【００４１】本実施の形態にかかる半導体装置におい
て、ダイヤモンド状炭素からなる熱伝導性絶縁層２４を
形成する場合、例えば、特開平５−２７０９８６号公報
または特表平１０−５００９３６号公報に開示されたダ
イヤモンド状炭素層の形成方法を用いることができる。
例えば、配線部１０を形成し、続いて配線部１０上に第
３の層間絶縁層２６を形成し、第３の層間絶縁層２６の
所定の位置にコンタクト部５２を形成した後、放熱部１
１を形成する前に、コンタクト部５２の底面部、すなわ
ち後の工程で形成される放熱部１１と配線部１０との接
続部に相当する部分に、ＣＶＤ法やＰＶＤ法などを用い
てダイヤモンド状炭素層を形成することにより、ダイヤ
モンド状炭素からなる熱伝導性絶縁層２４を形成する。

【００４２】本実施の形態においては、図１に示される
構成を有する半導体装置を例にとり説明したが、本発明
の半導体装置は、評価用配線領域１００を有する半導体
装置であれば、これら以外の部分、例えば素子の構成は
特に限定されない。

【００４３】また、図１（ｂ）に示されるように、放熱
部１１の形状は櫛型形状とすることができる。放熱部１
１が櫛型形状を有してなることにより、放熱部１１の表
面積を大きくすることができ、放熱能を向上させること
ができる。ただし、櫛型形状を有してなる放熱部１１
は、放熱部の表面積を大きくすることができる一つの例
であって、放熱部１１の形状がこれに限定されるわけで
はない。

【００４４】以上説明したように、本実施の形態にかか
る半導体装置においては、放熱部１１が、配線部１０に
連続して設置され、配線部１０に対するエレクトロマイ
グレーション試験の際に発生する熱を逃がす機能を有す
る。すなわち、放熱部１１が、配線部１０に連続して設
置されることにより、配線部１０に対するエレクトロマ
イグレーション試験の際に、配線部１０に流れる電流に
より発生するジュール熱が配線部１０から放熱部１１へ
と直接伝導し、放熱部１１から速やかに熱を放出するこ
とができる。これにより、熱により配線部１０が溶け出
して変形したり、さらには隣接する配線部１０同士が接
触してショートを起こしたりすることを防止することが
できる。したがって、配線部１０の寿命を正確に測定す
ることができる。

【００４５】（試験方法）次に、図１に示される半導体
装置の評価用配線領域１００に設置された配線部１０に
対するエレクトロマイグレーション試験の方法について
説明する。

【００４６】図示しない一方の端子（パッド）に電源
を、図示しない他方の端子にＧＮＤ（０Ｖ）を接続し
て、配線部１０に定電流（１ｍＡ〜１００ｍＡ）を流し
ながら抵抗値を観察する。初期の抵抗値に比べて抵抗値
が所定の割合増加した時点で配線部１０が不良になった
と判定する。不良と判定された配線部１０について、横
軸を不良になった時間、縦軸を不良率として対数正規確
率プロット（Cumulative-Plot）を行い、ブラック（Bla
ck）の式（式（１））にあてはめて寿命を換算する。 ＭＴＴＦ ＝ Ａ・Ｊ^-n・ｅｘｐ｛Ｅａ／（ＫＴ）｝ 式（１） （ここで、Ａは配線固有の定数、Ｊは電流密度（A/c
m²）、ｎは電流密度関数、Ｅａは活性化エネルギー（e
V）、ＫはBoltzmann定数（8.617E-5 eV/K）、Ｔは絶対
温度、ＭＴＴＦは平均故障時間（Mean Time To Failur
e）である。）

【００４７】試験中は、配線部１０に流れる所定の電流
に起因して、配線部１０に熱が発生する。前述したよう
に、配線部１０から放熱部１１へと熱を移動させること
で、熱による配線部１０の変形等を防止することができ
る。したがって、本発明の半導体装置の試験方法によれ
ば、配線部１０で発生した熱を放熱部１１から逃がしな
がら測定を行うことにより、配線部１０に流す電流によ
り発生するジュール熱を配線部１０から放熱部１１へと
速やかに移動させることができる。これにより、熱によ
る配線部１０の変形や、隣接する配線部１０同士が接触
することによるショートの発生を防止することができる
ため、配線部１０の寿命を正確に測定することができ
る。

【００４８】本実施の形態にかかる半導体装置の試験方
法は、試験評価用の配線が配線部１０であって、放熱部
１１が設けられた配線部１０について試験を行う場合に
ついて説明したが、配線部１０の代わりに、評価用の配
線が他の配線部、例えば第１の配線部１６であって、放
熱部１１と同様の放熱部が設けられた第１の配線部１６
に対して試験を行う場合にも、同様の構成および試験方
法を適用することができる。

【００４９】なお、本発明の半導体装置の試験方法につ
いて、第１の実施の形態にかかる半導体装置を用いて説
明したが、後述する第２〜第４の実施の形態にかかる半
導体装置を用いた場合であっても、同様の試験方法を実
施することができる。

【００５０】（第２の実施の形態）図２は、本発明の第
１の実施の形態にかかる半導体装置を説明するための概
略断面図である。

【００５１】（デバイスの構造）本発明の第２の実施の
形態にかかる半導体装置の構造は、配線部１０から下部
については、第１の実施の形態にかかる半導体装置の構
造と同じである。よって、配線部１０から下部について
は、同一符号を付すことにより説明を省略する。また、
パシベーション層４２は、第１の実施の形態にかかるパ
シベーション層２２と同様の作用・効果を有する。

【００５２】本実施の形態にかかる半導体装置は、第１
の実施の形態にかかる半導体装置に設置された放熱部１
１と同様に、放熱部２１が配線部１０に連続して設置さ
れ、配線部１０に対するエレクトロマイグレーション試
験の際に発生する熱を逃がす機能を有することにより、
第１の実施の形態にかかる半導体装置に設置された放熱
部１１と同様の作用・効果を有する。

【００５３】第１の実施の形態にかかる半導体装置で
は、放熱部１１が、熱伝導性絶縁層２４を介して配線部
１０上に設置されているのに対し、本実施の形態にかか
る半導体装置では、図２に示されるように、放熱部２１
がコンタクト部５２を介して配線部１０上に直接設置さ
れている。この場合、放熱部２１は、熱伝導性の高い絶
縁層から形成されることが望ましい。熱伝導性の高い絶
縁層としては、例えば、窒化チタン、シリコン、もしく
はダイヤモンドなどが挙げられる。このように、放熱部
２１が熱伝導性の高い絶縁層からなることにより、熱を
配線部１０から放熱部２１へと速やかに移動させること
ができ、かつ、放熱部２１と配線部１０とを絶縁するこ
とができるため、配線部１０へ与える電気的な影響を最
低限に抑えつつ試験を行なうことができる。特に、熱伝
導性の高い絶縁層としては、ダイヤモンドがより望まし
い。ダイヤモンドは高絶縁性および高熱伝導性を有する
ことから、放熱部２１自体がダイヤモンドから形成され
ていることにより、配線部１０と放熱部２１とを確実に
絶縁することができ、かつ、熱を配線部１０から放熱部
２１へと速やかに移動させることができる。

【００５４】また、放熱部２１がダイヤモンドからなる
場合、放熱部２１は、通常ダイヤモンド薄膜を形成する
方法、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法、あるいはイ
オンプレーティング法を用いて配線部１０上に形成され
る。

【００５５】さらに、本実施の形態にかかる半導体装置
においては、放熱部２１の上面に開口部２９が設けられ
ている。すなわち、放熱部２１の上面にはパシベーショ
ン層４２が形成されておらず、開口部２９によって放熱
部２１の上面が外部に露出した構造を有する。このよう
に、放熱部２１上面の少なくとも一部に開口部２９が設
けられていることにより、配線部１０から放熱部２１へ
と移動した熱をより速やかに外部へと放出することがで
きる。

【００５６】（第３の実施の形態）図３は、本発明にか
かる半導体装置の一実施の形態を説明するための概略断
面図である。

【００５７】（デバイスの構造）本発明の第３の実施の
形態にかかる半導体装置の構造は、配線部１０から下部
については、第１および第２の実施の形態にかかる半導
体装置の構造と同じである。すなわち、本発明の第３の
実施の形態にかかる半導体装置の構造は、放熱部３１、
開口部４９、およびパシベーション層６２が評価用配線
領域３００に設置されている点と、コンタクト部を介さ
ずに配線部１０上に直接放熱部３１が設けられている点
以外は、第１の実施の形態にかかる半導体装置の構造と
同じである。よって、放熱部３１、開口部４９、パシベ
ーション層６２および評価用配線領域３００以外の構成
要素については、同一符号を付すことにより説明を省略
する。なお、開口部４９およびパシベーション層６２
は、第２の実施の形態にかかる半導体装置に設置された
開口部２９およびパシベーション層４２とそれぞれ同様
の作用・効果を有する。

【００５８】本実施の形態にかかる半導体装置は、第１
の実施の形態にかかる放熱部１１および第２の実施の形
態にかかる放熱部２１と同様に、放熱部２１が配線部１
０に連続して設置され、配線部１０に対するエレクトロ
マイグレーション試験の際に発生する熱を逃がす機能を
有することにより、放熱部１１および放熱部２１と同様
の作用・効果を有する。また、放熱部３１が配線部１０
上に直接設置されている点では、第２の実施の形態にか
かる半導体装置に設置された放熱部２１と同様である。

【００５９】第１および第２の実施の形態にかかる半導
体装置では、放熱部１１および放熱部２１が、コンタク
ト部５２を介して配線部１０上に設置されているのに対
し、本実施の形態にかかる半導体装置では、図３に示さ
れるように、放熱部３１がコンタクト部を介さずに配線
部１０上に直接形成されている。このように、放熱部３
１がコンタクト部を介さずに配線部１０上に直接形成さ
れていることにより、配線部１０と放熱部３１との接触
面積が大きいため、配線部１０から放熱部３１へと熱が
効率良く伝導するため、配線部１０からの放熱能を向上
させることができる。

【００６０】また、放熱部３１は、第２の実施の形態に
かかる放熱部２１と同様の材料を用いて形成される。放
熱部３１は配線部１０上に直接形成されることから、高
い絶縁性ならびに高い熱伝導性を有する材料を用いて形
成されることが求められる。このため、放熱部３１は、
高い絶縁性ならびに高い熱伝導性を有する材料という点
でダイヤモンドが望ましい。さらに、配線部１０上に開
口部４９が形成されていることから、配線部１０から放
熱部３１へと移動した熱をより速やかに放出することが
できる。

【００６１】（第４の実施の形態）図４（ａ）は、本発
明の第４の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示
す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される
半導体装置のＢ−Ｂ線に沿った断面における平面図であ
る。

【００６２】（デバイスの構造）本発明の第４の実施の
形態にかかる半導体装置の構造は、放熱部４１、熱伝導
性絶縁層７４、およびパシベーション層８２以外、第１
の実施の形態にかかる半導体装置と同様である。よっ
て、同一符号を付すことにより説明を省略する。また、
パシベーション層８２は、第１の実施の形態にかかる半
導体装置におけるパシベーション層２２と同様の作用・
効果を有する。

【００６３】本実施の形態にかかる半導体装置は、第
１、第２、および第３の実施の形態にかかる放熱部１
１、放熱部２１、および放熱部３１と同様に、放熱部４
１が配線部１０に連続して設置され、配線部１０に対す
るエレクトロマイグレーション試験の際に発生する熱を
逃がす機能を有することにより、放熱部１１、放熱部２
１、および放熱部３１と同様の作用・効果を有する。

【００６４】第１、第２、および第３の実施の形態にか
かる半導体装置とは異なり、本実施の形態にかかる半導
体装置においては、図４（ｂ）に示されるように、放熱
部４１が配線部１０と同一平面上に形成されている。放
熱部４１が、配線部１０と同一平面上に形成されている
ことにより、同一工程でパターニングが可能であるた
め、より少ない工程で評価用配線領域を形成することが
できる。さらに、評価用配線領域４００全体の厚さを変
えることなく放熱部４１を設置することができるため、
評価用配線領域４００の薄型化を図ることができる。ま
た、放熱部４１が複数設けられ、各放熱部４１は配線部
１０から延出した櫛型形状を有する。これにより、放熱
部の表面積を大きくすることができ、放熱能を向上させ
ることができる。

【００６５】また、放熱部４１は、第１の実施の形態に
かかる放熱部１１と同様の材料を用いて形成される。

【００６６】さらに、放熱部４１と配線部１０との間に
は、熱伝導性絶縁層７４が設けられている。熱伝導性絶
縁層７４は、第１の実施形態にかかる半導体装置に設置
された熱伝導性絶縁層２４と同様の材料から形成され、
熱伝導性絶縁層２４と同様に、配線部１０と放熱部４１
とを絶縁する。したがって、放熱部４１と配線部１０と
の間に熱伝導性絶縁層７４が設けられていることによ
り、配線部１０と放熱部４１とを絶縁することができ、
かつ熱を配線部１０から放熱部４１へと効率良く移動さ
せることができる。なお、放熱部４１が絶縁性および熱
伝導性の高い材料、例えば窒化チタン、シリコン、もし
くはダイヤモンドからなる場合、熱伝導性絶縁層７４は
必ずしも必要ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態にかか
る半導体装置を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、
（ａ）に示される半導体装置のＡ−Ａ線に沿った断面に
おける平面図である。

【図２】 本発明の第２の実施の形態にかかる半導体装
置を模式的に示す断面図である。

【図３】 本発明の第３の実施の形態にかかる半導体装
置を模式的に示す断面図である。

【図４】 （ａ）は、本発明の第４の実施の形態にかか
る半導体装置を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、
（ａ）に示される半導体装置のＢ−Ｂ線に沿った断面に
おける平面図である。

【図５】 従来の半導体装置を模式的に示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 第２の配線部 １１、２１、３１、４１ 放熱部 １３ フィールド絶縁層 １４ 第２の層間絶縁層 １５ シリコン基板 １６ 第１の配線部 １７ 金属シリサイド層 １８ 第１の層間絶縁層 １９ ゲート電極 ２２、４２、６２、８２ パシベーション層 ２３ ゲート酸化層 ２４、７４ 熱伝導性絶縁層 ２５ 側壁スペーサ ２６ 第３の層間絶縁層 ２８ 不純物層 ２９、４９ 開口部 ５２ コンタクト部 １００、２００、３００、４００ 評価用配線領域

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のパターンで設けられた配線部と、 放熱部と、を含む評価用配線領域を含み、 前記放熱部は、前記配線部に連続して設置され、該配線
   部に対するエレクトロマイグレーション試験の際に発生
   する熱を逃がすことができる、半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記放熱部は、前記配線部と同一平面上に形成されてい
   る、半導体装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記評価用配線領域は、絶縁層を貫通するコンタクト部
   を含み、 前記放熱部は、該コンタクト部を介して前記配線部に連
   続して設置されている、半導体装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記配線部と前記放熱部との接続部に、熱伝導性絶縁層
   が設けられている、半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記熱伝導性絶縁層は、窒化チタン、シリコン、ダイヤ
   モンド状炭素、あるいはダイヤモンドからなる、半導体
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記放熱部は、アルミニウム、銅、タングステン、チタ
   ン、白金、およびドープドシリコンのうち少なくとも１
   種を含む材料からなる、半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、 前記放熱部は、前記配線部と同じ材料からなる、半導体
   装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記放熱部は、熱伝導性の高い絶縁層からなる、半導体
   装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記放熱部は、ダイヤモンドからなる、半導体装置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかにおいて、 前記放熱部上面の少なくとも一部に開口部が設けられて
    いる、半導体装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかにおいて、 前記放熱部は、櫛型形状を有してなる、半導体装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１に記載のいずれかの半
    導体装置の試験方法であって、 前記配線部に対してエレクトロマイグレーション試験を
    行う際に、該配線部に流れる所定の電流に起因して発生
    する熱を前記放熱部から逃がしながら測定を行う、半導
    体装置の試験方法。