JPH01264243A

JPH01264243A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH01264243A
Application number: JP9282788A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kasai; 直記笠井; Nobuhiro Endo; 遠藤　伸裕
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1989-10-20
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0834245B2

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】（産業上の利用分野）本発明は基板上に形成される半導体装置とその製造方法
に関する。

（従来の技術）近年、半導体デバイスにおける高集積化、高速化は著し
い向上をとげており、加工技術の進歩による素子の微細
化によるところが大きかった。しかし、素子が微細化さ
れることによって素子自体の能力の゛向上は計られてき
たが、それと同時に各素子を結ぶ配線も微細化され、半
導体デバイスの速度を決める割合として配線遅延時間が
徐々に大きくなってきた。特に、配線間隔（ピッチ）が
狭まったことにともなう配線容量の増大が問題となって
いる。配線容量を決めるものは、配線間隔と容量を形成
する断面積および配線間に存在する材質の誘電率がある
。配線間容量を減少する一つの方法として配線間に存在
する絶縁体材料を低誘電率のものを用いることが考えら
れるが、原理的に何もない状態（真空）が最も小さく、
空気などの気体もはｌｒＰ［である。現在よく用いられ
ているシリコン酸化物（８１０２）をとりのぞき、気体
などを用いることで幾何学的な形状が変わらなければ大
幅な容量の低減（約１／４）が期待できる。

配線を橋状にし、空中に浮かず方法として、例えばジー
、デイ−・マコーマク（Ｇ、　Ｄ、　ＭｃＣｏｒｒｎａ
ｅｋ）らによって１９８２年ガリ・クムヒ素ＩＣシンポ
ジ・クムの技術予稿集の２５〜２８頁に［ガリウムヒ素
ＬＳＩによる８ビット乗算機と除算機」と題した論文に
おいて、第３図に示すようにチタンと金をメツキする方
法で厚さ２ｐｍ、高さ１．２ｐｍ、線幅４１１ｍ、　　
ピッチフルｍ、最大空中配線長６０ｐｍを実現している
。

（発明が解決しようとする課題）上述の従来方法はめっき技術を用いているために配線材
料が限定される。また、長い配線を形成しようとする際
に橋ゲタとなる部分も同じ材料を用いるため、配線長に
制限があった。

（課題を解決するための手段）本発明は、基板上に半導体素子と各素子を接続する導電
体からなる配線によって構成される半導体装置において
、絶縁体を支柱として配線の少なくとも一部が他の固体
と接触することなく空中に浮くことを特徴とする半導体
装置である。

さらに本発明は、基板上に半導体素子を形成した後絶縁
膜を堆積する工程と、前記絶縁膜をエツチングしコンタ
クトホールと支柱を形成する工程と、有機膜パターンを
形成した後導電体膜を堆積する工程と、導電体パターン
を形成した後有機膜パターンを除去する工程とを含む半
導体装置の製造方法である。

（作用）配線を空中に浮かすことによって寄生配線容量が低減さ
れ、デバイス動作速度が向上する。また、絶縁体の支柱
を設けることによって長い配線の形成が可能となった。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の半導体装置の構造を示す断面模式図
である。シリコン基板上１に半導体素子を分離する素子
間分離絶縁層２とゲート酸化膜３、ゲート電極である第
−層配線４、およびソース・ドレイン拡散層であるｎ型
高濃度不純物拡散層５からなるＭＯＳ　）ランジスタを
設け、第２配線形成のためのコンタクトホールや第２配
線の支柱となる第２配線用絶縁膜パターン６を介して第
２配線７を形成した半導体装置である。

第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の半導体装置の製造方法
を順を追って示した模式図である。ｐ型シリコン基板１
１上にシリコン酸化膜からなる素子間分離絶縁層１２を
形成し、つづいて素子形成領域表面にゲート絶縁膜１３
を形成した後、所望の領域に第一配線としてのゲート電
極１４を形成する。次にイオン注入法によりｐ型シリコ
ン基板中にヒ素を拡散し、ｎチャネルＭＩＳｔ界効果型
トランジスタのソース・ドレインとなるｎ型高濃度不純
物拡散層１５を形成した後、第２配線とのコンタクトホ
ール形成および長い配線のための支柱となる第２配線用
絶縁膜】、６を堆積し、前記第２配線用絶縁膜のパター
ン形成を行うための第一レジストパターン１フを形成す
ると第１図（ａ）となる。反応性イオンエツチングによ
り前記第２配線用絶縁膜をパターン形成した後、第２配
線を浮かすための仮の層間膜１８である感光性ポリイミ
ド膜を堆積し、パターン形成を行った後、焼き１〜め熱
処理を行う。次にＡｌ−８ｉ合金膜１９を堆積した後第
２レジストパターン２０を形成すると第２図（ｂ）の構
造となる。そのあと第２レジストパターン２０をマスク
にＡｌ−８ｉ合金膜をエツチングｌ−第２配線パターン
２１を形成する。その後０２プラズマにより、前記第２
レジストパターン２０および板層間膜１８を除去するこ
とによって前記第２配線のパターン２１の一部が気体か
らなるすき間２２が形成され第１図１ｅ）の構造となる
。

本発明の実施例においてｎチャネルＭＯ８電界効果トラ
ンジスタを製造したがこれに限定するものでなく、ｐチ
ャネルＭＯ８電界効果トランジスタ、０ＭＯ８電界効果
トランジスタ、ジャンクション電界効果トランジスタバ
イポーラトランジスタやこれらの複合であるバイポー９
０ＭＯ８装置でもかまわない。また、支柱となる絶縁体
をＳｉＯ□としたが、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などでも
かまわない。また、実施例において２層配線としたが、
これに限定するものでなく３層以上の多層配線でもよい
。また、支柱によって宙に浮く配線材料としてＡｌ−Ｓ
ｉ合金を用いたが、これに限定するものでなくＡｕなと
の低抵抗金属あるいはＷ、Ｍｏなどの高融点金属あるい
はシリサイドといった化合物でもかまわない。

（発明の効果）本発明の構造をとることによって、配線容量が減少し、
半導体装置が高速動作した。また、絶縁膜の支柱を形成
することにより１００１１ｍ以上の長い配線も可能とな
った。

本発明の製造方法をとることでコンタクトホールと所望
の位置に支柱が同時に形成でき、製造工程が簡略化され
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における半導体装置の構造を示
す断面模式図である。第２図は本発明の製造工程を順を
追って示す断面模式図である。第３図は従来例を示す断面模式図である。１．１１・・・ｐ型シリコン基板２．１２・・・素子間分離絶縁膜３．１３・・・ゲート絶縁膜４．１４・・・ゲート電極（第１配線）５．１５・・・
ｎ型高濃度不純物拡散層６．１６・・・第２配線用絶縁
膜７．２１・・・第２配線パターン８．２２・・・気体からなるすき間１７・・・第ルジストパターン１８・・・仮の層間膜１９・・・Ａｌ−Ｓｉ合金膜、２０・・・第２レジストパターン３１・・・ガリウムヒ素基板３２・・・ｎ−層３３・−ｎ十層３４−Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金３５−Ｔｉ−Ｐｄ−Ａｕ合金３６・・・ＳｉＮ膜３７・Ｔｉ−Ａｕ配線

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に半導体素子と各素子を接続する導電体か
らなる配線によって構成される半導体装置において、絶
縁体を支柱として配線の少なくとも一部が他の固体と接
触することなく空中に浮くことを特徴とする半導体装置
。
（２）基板上に半導体素子を形成した後、絶縁膜を堆積
する工程と、前記絶縁膜をエッチングしコンタクトホー
ルと支柱を形成する工程と、有機膜パターンを形成した
後導電体膜を堆積する工程と、導電体パターンを形成し
た後有機膜パターンを除去する工程とを含む半導体装置
の製造方法。