JPH0846046A - 金属リード線の信頼性を高める方法及び半導体装置 - Google Patents

金属リード線の信頼性を高める方法及び半導体装置

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JPH0846046A
JPH0846046A JP7134298A JP13429895A JPH0846046A JP H0846046 A JPH0846046 A JP H0846046A JP 7134298 A JP7134298 A JP 7134298A JP 13429895 A JP13429895 A JP 13429895A JP H0846046 A JPH0846046 A JP H0846046A
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metal
low dielectric
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乾 沼田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属リード線の信頼性の向上。 【構成】 信頼性を改善した金属リード線１４を持つ半
導体装置は、基板１２の上の金属リード線１４と、少な
くとも金属リード線１４の間にある低誘電率材料１８
と、金属リード線１４及び低誘電率材料１８の上にデポ
ジットされた伝熱性絶縁層２２とで構成される。金属リ
ード線１４からの熱は伝熱性絶縁層２２に伝達可能であ
り、伝熱性絶縁層２２はこの熱を散逸することができ
る。低誘電率材料１８は３．５未満の誘電率を有する。
低誘電率材料を使う回路に対して、金属リード線の信頼
性を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願との関係】次の係属中の米国特許出願をここ
で引用する。
【０００２】係属中の米国特許出願通し番号第０８／１
３７，６５８号（出願人控え番号ＴＩ−１８５０９），
出願日１９９３年１０月１５日，発明者ジェン，発明の
名称「線間静電容量を減少する為の平面化構造」；同第
０８／２０１，６７９号（ＴＩ−１８８６７），出願日
１９９４年２月２５日，発明者ジェン他，発明の名称
「低誘電率の材料を用いた狭い隙間の選択的な充填」；
同第０８／２０２，０５７号（ＴＩ−１８９２９），出
願日１９９４年２月２５日，発明者ジェン、発明の名称
「低誘電率絶縁体を埋設した平面化多重レベル相互接続
方式」；０８／２３４，４４３（ＴＩ−１９０６８），
出願日１９９４年４月２８日，発明者チョー，発明の名
称「ＶＬＳＩ用の低誘電率絶縁」；０８／２３４，０９
９（ＴＩ−１９０７１），出願日１９９４年４月２７
日、発明者ヘイブマン，発明の名称「重合体材料のビア
の形成」；０８／２４７，１９５（ＴＩ−１８９４
１），出願日１９９４年５月２０日，発明者グナーデ
他，発明の名称「電子回路用の低誘電率材料」；０８／
２４６，４３２（ＴＩ−１９０７２），出願日１９９４
年５月２０日，発明者ヘイブマン他，発明の名称「低密
度誘電体を集積した相互接続構造」；０８／２５０，０
６３（ＴＩ−１９３０５），出願日１９９４年５月２７
日，発明者ヘイブマン他，発明の名称「金属リード線の
間に空隙を形成した多重レベル相互接続構造」；０８／
２５０，１４２（ＴＩ−１９２５３），出願日１９９４
年５月２７日，発明者ヘイブマン，発明の名称「１μｍ
未満の相互接続部の隙間を選択的に充填する２工程金属
エッチ方法とその構造」；０８／２５０，７４７（ＴＩ
−１９１７９），出願日１９９４年５月２７日，発明者
グナーデ他，発明の名称「混和しないゾル−ゲル処理に
よる低誘電率層」；０８／２５０，１９２（ＴＩ−１９
０７３），出願日１９９４年５月２７日，発明者チゲラ
ール他，発明の名称「空隙誘電体を使う時のリード線の
間の洩れの抑圧」；０８／０２５０，０６２（ＴＩ−１
９１５４），出願日１９９４年５月２７日，発明者ツ，
発明の名称「アルミニウムのリード線を強化ガスと反応
させることによるアルミニウム相互接続部の信頼性の強
化」。
【０００３】この出願と同日に出願された次の米国特許
出願もここで引用する。
【０００４】出願人控え番号ＴＩ−１９１５０，発明者
ヌマタ，発明の名称「ダミー・リード線を用いた高速Ｌ
ＳＩ半導体に於ける金属リード線の信頼性の改良」；Ｔ
Ｉ−１８８９６，発明者ヌマタ，発明の名称「ダミー・
リード線及び伝熱性誘電体層の両方を用いた高速ＬＳＩ
半導体に於ける金属リード線の信頼性の改良」
【０００５】
【産業上の利用分野】この発明は全般的には半導体装置
の製造、更に具体的に云えば、金属リード線の間の間隔
が１μｍ未満（サブミクロン）で、その間に低誘電率材
料がある半導体に関する。
【０００６】
【従来の技術及び課題】半導体は、ラジオ及びテレビを
含めて、電子回路用の集積回路に広く使われている。こ
う云う集積回路は、典形的には、単結晶シリコンに作ら
れた多数のトランジスタを使っている。今日では、多く
の集積回路は相互接続の為に多重メタライズ・レベルを
持っている。
【０００７】ウェーハ当たりに得られるチップをより多
くすることにより、又はチップ当たりよく多くのトラン
ジスタを得て、回路の複雑さを高めることにより、ウェ
ーハ・コストを下げる為に、半導体装置は水平次元の倍
率を定めている。半導体装置は水平次元で倍率を定める
が、半導体装置を垂直次元で倍率を定めることは一般的
に行なわれていない（これは電流密度が信頼性の限界を
越えるからである）。この為、導体は大きい縦横比（導
体の幅に対する導体の高さの比が１より大きい）を持つ
ことがある。水平方向の倍率の決定により、こう云う背
の高い金属リード線が一層密に接近して詰込まれ、リー
ド線の間の容量結合が回路速度の主な制約になる様にな
っている。線間静電容量が大きいと、電気的な効率の悪
さ及び不正確さの惧れがある。こう云う多重レベル・メ
タライズ装置内での静電容量を減少すると、線の間のＲ
Ｃ時定数が減少する。
【０００８】典形的には、金属線を互いに隔離する為に
使われている材料は二酸化シリコンである。然し、熱酸
化又は化学反応気相成長によって成長させた稠密な酸化
シリコンの誘電率は３．９程度である。誘電率は、１．
０が真空の誘電率を表わす様な目盛に基づいている。種
々の材料は、１．０に極く近い値から数百の値までの誘
電率を持っている。この明細書で云う低誘電体とは、誘
電率が３．５未満の材料を指す。
【０００９】
【課題を解決する為の手段及び作用】最近、誘電体材料
として、二酸化シリコンに代わる低誘電率材料を使う試
みがなされている。絶縁層として低誘電率材料を使う
と、線（又はリード線）の間の静電容量が減少し、こう
してＲＣ時定数が減少する。これまで認識されていない
と思われる問題は、特に縦横比の大きい金属リード線の
場合、低誘電率材料の熱伝導度が低下する結果、ジュー
ル熱効果により金属リード線が破断することがあること
である。この発明は、構造の熱伝導度を改善し、その結
果、低誘電率材料を用いた構造に於ける金属リード線の
信頼性を改善することにより、この問題を解決する。
【００１０】この発明は、信頼性を改良した金属リード
線を持つ半導体装置を製造する方法、及びこうして得ら
れた装置を対象とする。この装置は、基板の上にある金
属リード線と、金属リード線の間にある低誘電率材料
と、金属リード線及び低誘電率材料の上にある伝熱性絶
縁層とで構成される。金属リード線からの熱を伝熱性絶
縁層に伝達することができ、伝熱性絶縁層はこの熱を散
逸することができる。低誘電率材料は３．５未満の誘電
率を有する。この発明の利点は、低誘電率材料を使う回
路に対する金属リード線の信頼性を改善することであ
る。
【００１１】この発明の好ましい一実施例は、基板の上
に金属相互接続層をデポジットし、金属相互接続層を予
定のパターンでエッチングして金属リード線を形成する
ことを含む。低誘電率材料を金属リード線の間にデポジ
ットする。その後、伝熱性絶縁層（低誘電率材料の熱伝
導度よりも少なくとも２０％高い、好ましくはＳｉＯ 2
より２０％高い熱伝導度を持つ層）を金属リード線及び
低誘電率材料の上にデポジットする。
【００１２】別の実施例は、基板の上に金属相互接続層
をデポジットし、金属相互接続層を予定のパターンでエ
ッチングして、金属リード線を形成する。薄い伝熱層
（低誘電率材料の熱伝導度よりも少なくとも２０％高
い、好ましくはＳｉ3 Ｎ4 より２０％高い熱伝導度を持
つ絶縁材料）を基板及び金属リード線の上にデポジット
する。その後、薄い伝熱層の上で、金属リード線とダミ
ー・リード線との間に低誘電率材料をデポジットする。
低誘電率材料を金属リード線の頂部から取り去り、薄い
伝熱層を露出する。伝熱性絶縁層を金属リード線及び低
誘電率材料の上にデポジットする。金属リード線からの
熱は薄い伝熱層を介して伝熱性絶縁層へ伝達可能であ
り、この絶縁層でこの熱を散逸することができる。
【００１３】この発明の利点は、低誘電率材料を使う回
路に対する金属リード線の信頼性を改善することであ
る。この発明は、縦横比が高い金属リード線と熱絶縁性
が一層強い低誘電率材料との組合せを持つ半導体にとっ
て、特に有利である。
【００１４】図面は明細書の一部分であって、明細書と
共に参照されるべきであるが、特に断らない限り、図面
全体に亘って、同様な部分を表わすのに同じ参照数字及
び記号を用いている。
【００１５】
【実施例】次に、現在好ましいと考えられる実施例のつ
くり方及び使い方を詳しく説明する。然し、この発明が
広い種々の特定の場合に実施することのできる多くの応
用の利く発明概念を持つものであることを承知された
い。ここで説明する特定の実施例は、この発明をつくり
並びに使う特定の方法を例示するにすぎず、この発明の
範囲を制限するものではない。
【００１６】次に、製造方法を含めて、幾つかの好まし
い実施例及び別の実施例を説明する。図面全体に亘って
対応する参照数字及び記号は、特に断らない限り、対応
する部分を表わす。下記の表１は実施例及び図面に用い
られる素子をまとめたものである。
【００１７】
【表１】 従来認識されていなかったと思われる問題は、低誘電率
材料の熱伝導度が低下したことにより、ジュール熱効果
の為に、金属リード線の破断が起こる惧れがあることで
ある。縦横比の大きい導体を導体の間にある低誘電率材
料と共に使い、低誘電率材料が導体の周縁の半分より多
くに亘っている場合、特にそうである。全ての金属は或
る程度の抵抗値を持っているから、その中を電流が通る
と、金属の温度が上昇する。金属リード線の中でのこの
様な熱がジュール熱として知られている。金属リード線
がその一部分で局部的に発熱すると、その部分の抵抗値
が（金属の性質によって）若干上昇し、その部分の温度
が（僅かではあるけれども）更に上昇する。この為、局
部的に加熱された金属リード線は損傷を受け又は破損す
ることがある。金属リード線が細ければ細い程、それは
一層弱体である（これは１μｍ未満の回路では特に問題
である）。更に、絶縁層として低誘電率材料を使うと、
こう云う材料は一般的に熱伝導度がよくないので、問題
が生ずる。低誘電率材料を使う場合、回路の金属リード
線で発生されたジュール熱の一層多くが、リード線自体
の中に集中したままになる。
【００１８】金属リード線に対するジュール熱効果が図
１に示されている。図１Ａは半導体ウェーハの金属リー
ド線１４を示す（ウェーハの他の部分は示されていな
い）。リード線の断面は矩形であるのが典形的であり、
スケールダウンの為に、高さが幅よりも一層大きい。金
属リード線の倍率は横方向で決めているが、回路の導電
度条件により、垂直方向のスケールダウンが制限されて
いる。電流が金属リード線１４に流れると、金属リード
線が加熱される。現実に、金属リード線は細くて脆い部
分を持っている。この様な不均一は、金属リード線の写
真製版並びにエッチング過程が理想的ではない為に、避
けることができない。ジュール熱によって強められた電
気泳動（エレクトルマイグレーション）により、金属リ
ード線が最初に弱まり、その後細くなる。金属リード線
の細くて脆い部分は、電流が金属リード線の中を循環す
る時段々細くなり（図１（Ｂ））、この部分では電気泳
動がなお更強められる。最終的には、この様なリード線
は、図１（Ｃ）に示す様に破断し、装置が故障する。
【００１９】金属リード線が矩形断面の形である為、並
びに隣接する層にあるリード線が垂直である可能性があ
る為、多重レベル（多層）金属相互接続方式での垂直方
向の（或る層から別の層への）寄生静電容量は、横方向
程問題にならない。静電容量を減らす措置をとらない
と、同じ金属平面内のリード線の間の寄生静電容量が過
大になることがある。他の金属平面からの距離は普通は
十分大きいので、垂直方向の静電容量は問題ではない。
更に、矩形である為に、金属リード線の上面は側面より
小さく、垂直方向の寄生静電容量に寄与する電極面積は
一層小さいことになる。
【００２０】従って、この発明は、誘電体としての性質
を犠牲にしなければならないとしても、金属層の間の絶
縁体として熱伝導度の高い材料を使うと云う新しい考え
に基づいている。
【００２１】この発明は、伝熱性絶縁層を使うことによ
って、構造の熱伝導度を改善することにより、低誘電率
材料を用いる構造に於ける金属リード線の信頼性を改善
する。図２はこの発明の典形的な工程のフローチャート
である。金属リード線が形成され、低誘電率材料が金属
リード線の間にデポジットされ、その後、伝熱性絶縁層
が金属リード線の上にデポジットされる。伝熱性絶縁層
がリード線から熱を拡散させ、ジュール熱の悪影響を少
なくする。
【００２２】図３（Ａ）は、基板１２の上に形成された
金属リード線１４を持つ半導体ウェーハ１０の断面図で
ある。基板は、周知の様に、例えばトランジスタ、ダイ
オード及びその他の半導体素子（図に示していない）を
含んでいてよい。基板１２は他の金属相互接続層をも持
っていてよく、典形的には（後続の金属層でリード線が
互いに短絡するのを防止する為の）上側絶縁酸化物層を
持っている。金属相互接続層が基板１２の上にデポジッ
トされる。金属相互接続層は、例えばアルミニウム、又
はチタン−タングステン／アルミニウム２重層で構成す
ることができる。金属相互接続層を所定のパターンでエ
ッチングして、線又は金属リード線１４を形成する。或
る金属リード線１４は互いに極く接近しており、例えば
１μ又はそれ未満しか離れていないことがある。
【００２３】低誘電率材料１８、好ましくはシリカ・エ
ーロゲル、空隙又は有機塗布ガラス（ＯＳＯＧ）が、図
３（Ｂ）に示す様に、金属リード線１４の間に形成され
又はデポジットされる。図３（Ｃ）に示す様に、伝熱性
絶縁層２２が金属リード線１４及び低誘電率材料１８の
上にデポジットされる。伝熱性絶縁層２２は、ＡｌＮで
構成することが好ましいが、低誘電率材料１８の熱伝導
度よりも少なくとも２０％高い、好ましくはＳｉＯ2 よ
り２０％高い熱伝導度を持つこの他の絶縁材料（例えば
Ｓｉ3 Ｎ4 ／ＡｌＮ／Ｓｉ3 Ｎ4 の３重層）であっても
よい。
【００２４】伝熱性絶縁層２２が、装置が動作している
時の金属リード線１４からのジュール熱の幾分かを拡散
させる。伝熱性絶縁層２２は、その全長に亘って、金属
リード線１４と直接的に接触していることが好ましい。
【００２５】この発明の第２の実施例が図４（Ａ）〜
（Ｄ）に示されている。ここでは低誘電率材料１８がデ
ポジットされ、その後エッチバックされて、金属リード
線１４の頂部を露出させる。この例では、低誘電率材料
１８は、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）ＣＶＤ（化
学反応気相成長）によってデポジットされた弗素化酸化
シリコンで構成されている。弗素化酸化シリコンは、図
４（Ｂ）に示す様に、適用された時、金属リード線１４
の上に山を形成することがある。低誘電率材料１８は、
好ましくは、ＣＭＰ（化学的−機械的な研磨）によって
平面化して、金属リード線１４の頂部を露出させる（図
４（Ｃ））。この後、伝熱性絶縁層２２を金属リード線
１４及び低誘電率材料１８の上にデポジットする（図４
（Ｄ））。
【００２６】図５はこの発明の第３の実施例の工程を示
すフローチャートである。金属リード線が形成され、薄
い伝熱層が金属リード線並びに場合によっては基板の露
出部分の上にデポジットされる。低誘電率材料が薄い伝
熱層の上にデポジットされる。低誘電率材料をエッチバ
ックして、金属リード線の上にある少なくとも薄い伝熱
層を露出させる。伝熱性絶縁層を金属リード線及び低誘
電率材料の頂部の上にデポジットする。
【００２７】第３の実施例では、半導体ウェーハ１０が
基板１２を含み、その上に金属リード線１４が形成され
る（図６（Ａ））。基板１２の内、金属リード線１４の
間にある部分は露出したままである。薄い伝熱層２４を
基板１２の露出部分及び金属リード線１４の上に適用す
る（図６（Ｂ））。低誘電率材料１８を薄い伝熱層２４
の上に、好ましくは金属リード線１４の頂部の上にある
薄い伝熱層２４より上方の高さまでデポジットする（図
６（Ｃ））。低誘電率材料１８は、例えば、ナノメータ
規模の微小粒子が互いに接続されて構成されたゾル−ゲ
ルから誘導されたＳｉＯ2 で構成されるシリカ・エーロ
ゲルであってよい。シリカ・エーロゲルは典形的には非
常に多孔質で、熱伝導度は取るに足らない。このエーロ
ゲルを、例えばＣＭＰ（化学的−機械的な研磨）を用い
てエッチバック（平面化）して、図６（Ｄ）に示す様
に、金属リード線１４の頂部の上にある薄い伝熱層２４
を露出しながら、金属リード線１４の間の低誘電率材料
１８を残す。このエッチ工程の間、薄い伝熱層２４の上
側部分を除去してもよい。その後、伝熱性絶縁層２２を
金属リード線１４の上にある薄い伝熱層２４の上、並び
に低誘電率材料１８の上にデポジットする（図６
（Ｅ））。金属リード線１４からのジュール熱の一部分
は薄い伝熱層２４を介して伝熱性絶縁層２２に伝達可能
であり、この絶縁層で熱が拡散される。この後、後続の
処理工程、例えば半導体、絶縁層及び金属層の以後のデ
ポジッション及びエッチングを行なうことができる。
【００２８】この発明は、例えば空隙、乾膠体（ゼロゲ
ル）、重合体又は塗布ガラスの様なこの他の低誘電率材
料を用いた半導体にも使うことができる。リード線の間
の容量結合を減らす為、純粋な重合体（例えばパリレ
ン、テフロン、ポリイミド）又は有機塗布ガラス（ＯＳ
ＯＧ、例えばシルセキオキサン又はシロキサン硝子）の
様な低誘電率材料が研究されている。ガス（空気）誘電
体を製造する方法を説明した、１９９１年１月２２日に
カーンタ他に付与された米国特許第４，９８７，１０１
号、並びに多孔質誘電体を使うことによって静電容量を
減らす多層配線構造を記載した、１９９２年４月７日に
サカモトに付与された米国特許第５，１０３，２８８号
を参照されたい。
【００２９】金属リード線からの熱を散逸する為に伝熱
性絶縁層を使うと云うこの発明の方法は、１μｍ未満の
間隔を持っていて、低誘電率材料を使う半導体にとって
有利である。伝熱性絶縁層が金属リード線内で発生され
たジュール熱の一部分を伝熱性絶縁層を介して横方向に
拡散し、こうして金属リード線の信頼性を高める。この
発明は、縦横比が大きい（例えば２又はそれ以上）を持
つ金属リード線と熱絶縁性が一層強い低誘電率材料（特
に２未満の小さい誘電率を持つ）との組合せを有する半
導体にとって特に有利である。
【００３０】この発明を実施例について説明したが、こ
の説明はこの発明を制限する意味に解してはならない。
以上の説明から、当業者には、実施例の種々の変更や組
合せ並びにこの発明のその他の実施例が容易に考えられ
よう。従って、特許請求の範囲の記載はこの様な全ての
変更又は実施例を包括するものであることを承知された
い。
【００３１】さらに以下の項目を開示する。
【００３２】（１） 半導体装置の金属リード線の信頼
性を高める方法に於て、基板の上に少なくとも２つの金
属リード線を形成し、少なくとも前記金属リード線の間
に低誘電率材料をデポジットし、ＡｌＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 又
は両方で構成されている伝熱性絶縁層を前記金属リード
線の少なくとも頂部の上にデポジットする工程を含み、
前記低誘電率材料は３．５未満の誘電率を持ち、前記金
属リード線からの熱が前記伝熱性絶縁層に伝達可能で散
逸可能である様にした方法。
【００３３】（２） 第１項記載の方法に於て、伝熱性
絶縁層がＡｌＮで構成されている方法。
【００３４】（３） 第１項記載の方法に於て、前記金
属リード線の間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００３５】（４） 第１項記載の方法に於て、前記伝
熱性絶縁層が前記低誘電率材料の熱伝導度より大きい熱
伝導度を有する方法。
【００３６】（５） 第１項記載の方法に於て、前記金
属リード線を形成する工程の後、少なくとも前記金属リ
ード線の上に薄い伝熱層をデポジットする工程を含む方
法。
【００３７】（６） 第５項記載の方法に於て、低誘電
率材料をデポジットした後、前記低誘電率材料をエッチ
ングして前記金属リード線上の伝熱層を露出する工程を
含み、低誘電率材料をデポジットすることが、少なくと
も前記金属リード線の上で行なわれる方法。
【００３８】（７） 第６項記載の方法に於て、前記薄
い伝熱層の頂部が前記エッチング工程の間に除去される
方法。
【００３９】（８） 第６項記載の方法に於て、前記金
属リード線の間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００４０】（９） 第６項記載の方法に於て、前記金
属リード線の縦横比が２より大きい方法。
【００４１】（１０） 半導体装置の金属リード線の信
頼性を高める方法に於て、基板の上に少なくとも２つの
金属リード線を形成し、少なくとも前記金属リード線の
上に薄い伝熱層をデポジットし、少なくとも前記金属リ
ード線の間で前記薄い伝熱層の上に低誘電率材料をデポ
ジットし、ＡｌＮで構成された伝熱性絶縁層を前記金属
リード線の少なくとも頂部の上にデポジットする工程を
含み、前記低誘電率材料は３．５未満の誘電率を持ち、
前記金属リード線からの熱が前記伝熱性絶縁層に伝達可
能で散逸可能である方法。
【００４２】（１１） 第１０項記載の方法に於て、前
記金属リード線の間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００４３】（１２） 第１０項記載の方法に於て、前
記伝熱性絶縁層が前記低誘電率材料の熱伝導度よりも大
きい熱伝導度を有する方法。
【００４４】（１３） 第１０項記載の方法に於て、低
誘電率材料をデポジットした後、該低誘電率材料をエッ
チングして前記金属リード線の上にある薄い伝熱性絶縁
層を露出する工程を含む方法。
【００４５】（１４） 第１３項記載の方法に於て、前
記薄い伝熱性絶縁層の頂部が前記エッチング工程の間に
除去される方法。
【００４６】（１５） 第１３項記載の方法に於て、前
記金属リード線の間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００４７】（１６） 第１０項記載の方法に於て、前
記金属リード線の縦横比が２より大きい方法。
【００４８】（１７） 信頼性を改善した金属リード線
を持つ半導体装置に於て、基板と、該基板の上にあって
頂部を持つ少なくとも２つの金属リード線と、少なくと
も前記金属リード線の間にある低誘電率材料と、Ａｌ
Ｎ，Ｓｉ3 Ｎ4 又は両方で構成されていて、前記金属リ
ード線の頂部の上にある伝熱性絶縁層とを有し、前記低
誘電率材料が３．５未満の誘電率を持ち、前記金属リー
ド線からの熱が前記伝熱性絶縁層に伝達可能であり、該
伝熱性絶縁層が該熱を散逸することができる半導体装
置。
【００４９】（１８） 第１７項記載の半導体装置に於
て、前記伝熱性絶縁層がＳｉ3 Ｎ4／ＡｌＮ／Ｓｉ3 Ｎ
4 の三重層で構成されている半導体装置。
【００５０】（１９） 第１７項記載の半導体装置に於
て、前記金属リード線の間の間隔が１μｍ未満である半
導体装置。
【００５１】（２０） 第１７項記載の半導体装置に於
て、少なくとも前記金属リード線の上に薄い伝熱層を有
し、前記伝熱性絶縁層が、前記金属リード線ではなく、
前記薄い伝熱層と接触している半導体装置。
【００５２】（２１） 第１９項記載の半導体装置に於
て、前記薄い伝熱層が前記金属リード線の幅より小さい
厚さを持ち、前記低誘電率材料が２未満の小さい誘電率
を持ち、前記金属リード線の縦横比が２より大きい半導
体装置。
【００５３】（２２）信頼性を改善した金属リード線１
４を持つ半導体装置を製造する方法とその装置を説明し
た。この装置は、基板１２の上の金属リード線１４と、
少なくとも金属リード線１４の間にある低誘電率材料１
８と、金属リード線１４及び低誘電率材料１８の上にデ
ポジットされた伝熱性絶縁層２２とで構成される。金属
リード線１４からの熱は伝熱性絶縁層２２に伝達可能で
あり、伝熱性絶縁層２２はこの熱を散逸することができ
る。低誘電率材料１８は３．５未満の誘電率を有する。
この発明の利点は、低誘電率材料を使う回路に対して、
金属リード線の信頼性を改善することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体ウェーハの金属リード線の三次元の図
で、ジュール熱の悪影響を示す図。
【図２】この発明の第１及び第２の実施例のフローチャ
ート。
【図３】この発明の第１の実施例の断面図で、半導体ウ
ェーハの上に形成された伝熱性絶縁層を示す図。
【図４】第２の実施例の断面図。
【図５】第３の実施例のフローチャート。
【図６】この発明の第３の実施例の断面図で、金属リー
ド線の上に形成された薄い伝熱層を示す図。
【符号の説明】
１２ 基板 １４ 金属リード線 １８ 低誘電率材料 ２２ 伝熱性絶縁層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体装置の金属リード線の信頼性を高
    める方法に於て、基板の上に少なくとも２つの金属リー
    ド線を形成し、少なくとも前記金属リード線の間に低誘
    電率材料をデポジットし、ＡｌＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 又は両方
    で構成されている伝熱性絶縁層を前記金属リード線の少
    なくとも頂部の上にデポジットする工程を含み、前記低
    誘電率材料は３．５未満の誘電率を持ち、前記金属リー
    ド線からの熱が前記伝熱性絶縁層に伝達可能で散逸可能
    である様にした方法。
  2. 【請求項２】 信頼性を改善した金属リード線を持つ半
    導体装置に於て、基板と、該基板の上にあって頂部を持
    つ少なくとも２つの金属リード線と、少なくとも前記金
    属リード線の間にある低誘電率材料と、ＡｌＮ，Ｓｉ3
    Ｎ4 又は両方で構成されていて、前記金属リード線の頂
    部の上にある伝熱性絶縁層とを有し、前記低誘電率材料
    が３．５未満の誘電率を持ち、前記金属リード線からの
    熱が前記伝熱性絶縁層に伝達可能であり、該伝熱性絶縁
    層が該熱を散逸することができる半導体装置。
JP7134298A 1994-05-31 1995-05-31 金属リード線の信頼性を高める方法及び半導体装置 Pending JPH0846046A (ja)

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