JP2553101B2 - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は半導体装置に関し、特に複数の半導体素子
を有する半導体装置の動作の高速化技術に係わる。
を有する半導体装置の動作の高速化技術に係わる。
（従来の技術） 半導体基板上に形成された各半導体素子のコンタクト
電極間を接続するための電極配線にはAl層が通常使用さ
れるが、このAl層にも配線抵抗は必ず存在するため、こ
のAl層は動作速度の高速化を制限する原因となる。これ
を解決するためには、従来電極配線として使用されてい
たAl層の代わりに、超伝導材料例えば酸化物セラミック
高温超伝導材料を使用することが考えられる。このよう
な超伝導材料としては、例えば文献（“Z.PHYS.",1986
年,bol 64,第189頁、または“PHYS.REV.LETT",1987年,b
ol 58,第908頁）に記載されているように、銅，酸素，
アルカリ土類金属，希土類金属を含む酸化物セラミック
高温超伝導材料や、銅，酸素，バリウム，イットリウム
を含む酸化物セラミック高温超伝導材料、または銅，酸
素，ランタンを含む酸化物セラミック高温超伝導材料が
知られている。
電極間を接続するための電極配線にはAl層が通常使用さ
れるが、このAl層にも配線抵抗は必ず存在するため、こ
のAl層は動作速度の高速化を制限する原因となる。これ
を解決するためには、従来電極配線として使用されてい
たAl層の代わりに、超伝導材料例えば酸化物セラミック
高温超伝導材料を使用することが考えられる。このよう
な超伝導材料としては、例えば文献（“Z.PHYS.",1986
年,bol 64,第189頁、または“PHYS.REV.LETT",1987年,b
ol 58,第908頁）に記載されているように、銅，酸素，
アルカリ土類金属，希土類金属を含む酸化物セラミック
高温超伝導材料や、銅，酸素，バリウム，イットリウム
を含む酸化物セラミック高温超伝導材料、または銅，酸
素，ランタンを含む酸化物セラミック高温超伝導材料が
知られている。
このような超伝導材料材料を電極配線に使用すると、
配線抵抗が原理的に零となり、動作速度の高速化を達成
することができる。
配線抵抗が原理的に零となり、動作速度の高速化を達成
することができる。
しかしながらこのような構造にした場合には、電極配
線を外部に取出すための外部電極取出し部においてその
部分の超伝導特性が劣化することが認められた。これ
は、取出し部分においては超伝導材料が外部雰囲気にさ
らされ易いためである。特に酸化物セラミック高温超伝
導材料は、酸素や水を含む雰囲気中に放置すると、その
超伝導特性が劣化し易いことが知られている。
線を外部に取出すための外部電極取出し部においてその
部分の超伝導特性が劣化することが認められた。これ
は、取出し部分においては超伝導材料が外部雰囲気にさ
らされ易いためである。特に酸化物セラミック高温超伝
導材料は、酸素や水を含む雰囲気中に放置すると、その
超伝導特性が劣化し易いことが知られている。
また、通常の配線保護絶縁膜で覆う場合でも、この絶
縁膜そのものから、またはこれを通して外部から酸素や
水分が供給されて超伝導特性が劣化させることが認めら
れた。
縁膜そのものから、またはこれを通して外部から酸素や
水分が供給されて超伝導特性が劣化させることが認めら
れた。
（発明が解決しようとする問題点） この発明は前述の事情に鑑みなされたもので、従来の
半導体装置では動作の高速化を計るために電極配線を超
伝導材料で形成しても、その超伝導特性が劣化されてし
まう点を改善し、超伝導特性の劣化を防止して、長期間
の使用において安定した超伝導特性が得られる半導体装
置を提供することを目的とする。
半導体装置では動作の高速化を計るために電極配線を超
伝導材料で形成しても、その超伝導特性が劣化されてし
まう点を改善し、超伝導特性の劣化を防止して、長期間
の使用において安定した超伝導特性が得られる半導体装
置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明による半導体装置にあっては、半導体基板上
に形成された複数の半導体素子を有する半導体装置にお
いて、前記各半導体素子のコンタクト電極間を接続する
ための電極配線を超伝導材料により形成すると共に、そ
の電極配線を導電層で覆ったものである。
に形成された複数の半導体素子を有する半導体装置にお
いて、前記各半導体素子のコンタクト電極間を接続する
ための電極配線を超伝導材料により形成すると共に、そ
の電極配線を導電層で覆ったものである。
（作用） 前記構成の半導体装置にあっては、超伝導材料は導電
層で覆われており、超伝導材料が酸素や水分等にさらさ
れないため、この部分における超伝導特性の劣化を防止
することが可能となり、良好な超伝導特性を安定して得
られるようになる。
層で覆われており、超伝導材料が酸素や水分等にさらさ
れないため、この部分における超伝導特性の劣化を防止
することが可能となり、良好な超伝導特性を安定して得
られるようになる。
（実施例） 以下、第１図を参照してこの発明の一実施例をその製
造工程に基づいて説明する。
造工程に基づいて説明する。
まず第１図（Ａ）に示すように、半導体基板101上に
周知の方法を用いて素子分離領域102を形成した後、ゲ
ート絶縁膜103、ゲート電極104およびソース，ドレイン
領域105,106を形成する。続いて、全面に層間絶縁用のS
iO2膜107を例えばCVD法によって形成した後、このSiO2
膜107を選択的にエッチングしてソース領域105およびド
レイン領域106上にコンタクトホール108,109をそれぞれ
開孔する。
周知の方法を用いて素子分離領域102を形成した後、ゲ
ート絶縁膜103、ゲート電極104およびソース，ドレイン
領域105,106を形成する。続いて、全面に層間絶縁用のS
iO2膜107を例えばCVD法によって形成した後、このSiO2
膜107を選択的にエッチングしてソース領域105およびド
レイン領域106上にコンタクトホール108,109をそれぞれ
開孔する。
次に第１図（Ｂ）に示すように、スパッタ法により超
伝導材料、例えば銅，酸素，アルカリ土類金属，希土類
金属を含む酸化物セラミック高温超伝導材料を全面に堆
積して、酸化物セラミック高温超伝導層110を形成す
る。次いで、所定の条件下で熱処理を行なうことによ
り、酸化物セラミック高温超伝導層110に超伝導特性を
持たせる。そして、この酸化物セラミック高温超伝導層
110を所望の配線パターンに加工して、電極配線を形成
する。
伝導材料、例えば銅，酸素，アルカリ土類金属，希土類
金属を含む酸化物セラミック高温超伝導材料を全面に堆
積して、酸化物セラミック高温超伝導層110を形成す
る。次いで、所定の条件下で熱処理を行なうことによ
り、酸化物セラミック高温超伝導層110に超伝導特性を
持たせる。そして、この酸化物セラミック高温超伝導層
110を所望の配線パターンに加工して、電極配線を形成
する。
次に絶縁層111を全面に形成した後、電極配線となる
酸化物セラミック高温超伝導層110を外部へ取出すため
の開孔を形成する。そして、そこに例えばAl等を含む金
属層112を形成し、この金属層112によって外部電極取出
し部における酸化物セラミック高温超伝導層110を覆
う。
酸化物セラミック高温超伝導層110を外部へ取出すため
の開孔を形成する。そして、そこに例えばAl等を含む金
属層112を形成し、この金属層112によって外部電極取出
し部における酸化物セラミック高温超伝導層110を覆
う。
この後、第１図（Ｃ）に示すように、保護用の絶縁被
膜として例えばPSG膜113を全面に形成した後、このPSG
膜113を選択的にエッチングすることにより金属層112上
にパッド電極取出し用開孔部114を設ける。そして、金
属層112の露出表面にボンディングワイヤ115を圧着す
る。
膜として例えばPSG膜113を全面に形成した後、このPSG
膜113を選択的にエッチングすることにより金属層112上
にパッド電極取出し用開孔部114を設ける。そして、金
属層112の露出表面にボンディングワイヤ115を圧着す
る。
このように本実施例あっては、電極配線が超伝導材料
によって形成されていると共に、外部電極取出し部にお
ける超伝導材料は金属層で覆われており、超伝導材料が
外部雰囲気にさらされないため、長期間の使用において
も超伝導特性が劣化しなくなり良好な超伝導特性を安定
して得られるようになる。
によって形成されていると共に、外部電極取出し部にお
ける超伝導材料は金属層で覆われており、超伝導材料が
外部雰囲気にさらされないため、長期間の使用において
も超伝導特性が劣化しなくなり良好な超伝導特性を安定
して得られるようになる。
尚、この実施例では電極配線取出し部における酸化物
セラミック高温超伝導層110をAlを含む金属層112で覆う
ようにしたが、耐酸素性、耐水性を有するものであれば
他の金属より成る金属層を用いてもよい。また、この金
属層の代わりにニオブを含む別の超伝導材料を利用し、
これによって酸化物セラミック超伝導層を覆うようにし
てもよい。但し、ニオブを含む超伝導材料を使用する場
合には、このニオブを含む超伝導材料は前述の酸化物セ
ラミック高温超伝導層と異なり良好な超伝導特性の得ら
れる温度が低いため、LSIの使用用途に注意する必要が
ある。
セラミック高温超伝導層110をAlを含む金属層112で覆う
ようにしたが、耐酸素性、耐水性を有するものであれば
他の金属より成る金属層を用いてもよい。また、この金
属層の代わりにニオブを含む別の超伝導材料を利用し、
これによって酸化物セラミック超伝導層を覆うようにし
てもよい。但し、ニオブを含む超伝導材料を使用する場
合には、このニオブを含む超伝導材料は前述の酸化物セ
ラミック高温超伝導層と異なり良好な超伝導特性の得ら
れる温度が低いため、LSIの使用用途に注意する必要が
ある。
またこの実施例では外部電極取出し部における超伝導
材料のみを金属層で覆ったが、これ以外の部分の超伝導
材料をも金属層で覆うようにしてもよい。例えば超伝導
材料の上面全体、または上面および側面を金属層で覆っ
てもよい。このように構成すれば、PSG膜そのものか
ら、またはこれを通して外部から供給される酸素や水分
等により超伝導材料が劣化するのを防止することができ
る。
材料のみを金属層で覆ったが、これ以外の部分の超伝導
材料をも金属層で覆うようにしてもよい。例えば超伝導
材料の上面全体、または上面および側面を金属層で覆っ
てもよい。このように構成すれば、PSG膜そのものか
ら、またはこれを通して外部から供給される酸素や水分
等により超伝導材料が劣化するのを防止することができ
る。
また、超伝導材料としては、銅，酸素，バリウム，イ
ットリウムを含む酸化物セラミック高温超伝導材料や、
銅，酸素，ランタンを含む酸化物セラミック高温超伝導
材料を使用することもできる。
ットリウムを含む酸化物セラミック高温超伝導材料や、
銅，酸素，ランタンを含む酸化物セラミック高温超伝導
材料を使用することもできる。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、外部雰囲気による超
伝導特性の劣化を防止できるため、長期間の使用におい
て良好な超伝導特性が安定して得られるようになり、半
導体装置の高速動作を実現することが可能となる。
伝導特性の劣化を防止できるため、長期間の使用におい
て良好な超伝導特性が安定して得られるようになり、半
導体装置の高速動作を実現することが可能となる。
第１図はこの発明の一実施例に係る半導体装置を説明す
る断面図である。 101……半導体基板、102……素子分離領域、103……ゲ
ート絶縁膜、104……ゲート電極、107……SiO2膜、110
……酸化物セラミック高温超伝導層、112……金属層、1
13……PSG膜、114……パッド電極取出し用開孔部、115
……ボンディングワイヤ。
る断面図である。 101……半導体基板、102……素子分離領域、103……ゲ
ート絶縁膜、104……ゲート電極、107……SiO2膜、110
……酸化物セラミック高温超伝導層、112……金属層、1
13……PSG膜、114……パッド電極取出し用開孔部、115
……ボンディングワイヤ。
Claims (4)
- 【請求項１】半導体基板上に形成された複数の半導体素
子を有する半導体装置において、 前記半導体素子間を接続するための電極配線を超伝導材
料により形成し、その電極配線を外部へ取り出す外部電
極取出し部では前記電極配線は、ニオブを含む超伝導材
料より形成された導電層で覆われていることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】前記電極配線を形成する超伝導材料は、
銅、酸素、アルカリ土類金属、希土類金属を含む酸化物
セラミック高温超伝導材料であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体装置。 - 【請求項３】前記電極配線を形成する超伝導材料は、
銅、酸素、バリウム、イットリウムを含む酸化物セラミ
ック高温超伝導材料であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体装置。 - 【請求項４】前記電極配線を形成する超伝導材料は、
銅、酸素、ランタンを含む酸化物セラミック高温超伝導
材料であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62221410A JP2553101B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62221410A JP2553101B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6464339A JPS6464339A (en) | 1989-03-10 |
| JP2553101B2 true JP2553101B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16766302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62221410A Expired - Fee Related JP2553101B2 (ja) | 1987-09-04 | 1987-09-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553101B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63234575A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 超電導回路のパタ−ン形成方法 |
| JP3009146B2 (ja) * | 1987-03-27 | 2000-02-14 | 株式会社日立製作所 | 半導体集積回路 |
| JPS63300536A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Nec Corp | 超伝導配線 |
| JPH079905B2 (ja) * | 1987-07-15 | 1995-02-01 | シャープ株式会社 | 半導体装置の配線方法 |
| JPH0736404B2 (ja) * | 1987-08-13 | 1995-04-19 | 株式会社半導体エネルギ−研究所 | 超電導体装置の作製方法 |
-
1987
- 1987-09-04 JP JP62221410A patent/JP2553101B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6464339A (en) | 1989-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |