JPH0870005A - ダミーリード線と伝熱層を用いる高速ｌｓｉ半導体装置における信頼性の向上した金属リード線 - Google Patents

ダミーリード線と伝熱層を用いる高速ｌｓｉ半導体装置における信頼性の向上した金属リード線

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JPH0870005A
JPH0870005A JP7169168A JP16916895A JPH0870005A JP H0870005 A JPH0870005 A JP H0870005A JP 7169168 A JP7169168 A JP 7169168A JP 16916895 A JP16916895 A JP 16916895A JP H0870005 A JPH0870005 A JP H0870005A
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Ken Numata
乾 沼田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低誘電率材料を用いた半導体装置における金
属リード線の信頼性を改善する。 【構成】 信頼性の高い金属リード線１４を有する半導
体装置は、基板１２上の金属リード線１４と、少なくと
も金属リード線１４間の低誘電率材料１８と、金属リー
ド線１４及び低誘電率材料１８上にデポジットされた伝
熱性絶縁層２２と、金属リード線１４に近接したダミー
リード線１６とを有する。金属リード線１４からの熱
は、熱を拡散することができるダミーリード線１６及び
伝熱性絶縁層２２に移動できる。少なくとも低誘電率材
料１８及び伝熱性絶縁層２２がデポジットされる前に、
薄い伝熱層２４が金属リード線１４上にデポジットされ
る。低誘電率材料１８は３．５未満の誘電率を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、半導体装置
の製造に関し、更に詳細には、中間金属（ｉｎｔｅｒｍ
ｅｔａｒｉｃ）リード線の間に１μｍ未満の間隔と低誘
電率材料とを持つ半導体装置に関連する。
【０００２】
【従来の技術】半導体は、ラジオやテレビを含む電子回
路用の集積回路において広く使われている。このような
集積回路は、典型的に、単結晶シリコンに形成された多
数のトランジスタを用いる。現在の集積回路の多くは相
互接続のための多層配線を有する。
【０００３】半導体装置は、水平方向に倍率を定めて、
ウエ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り多くのトランジスタにして回
路の複雑さを高めることによって、ウエハコストを下げ
ている。半導体装置は水平方向で倍率を定めるが、半導
体を垂直方向で倍率を定めることは、一般的に行われて
いない（これは電流密度が信頼性の限界を越えるためで
ある）。このように、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、これらの背の高い金
属リード線はいっそう密に近接して詰め込まれ、リード
線間の静電容量結合が回路速度の主な制約となる。線間
静電容量が大きいと、電気的に非効率で不正確になる恐
れが生じる。これらの多層配線で静電容量を減らすこと
により、線間のＲＣ時定数を減少させることができる。
【０００４】典型的に、金属線を互いに隔離するために
用いられる材料は、二酸化シリコンである。しかし、熱
酸化又は化学反応気相成長によって成長された濃酸化シ
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すような尺度に基づいている。種
々の材料は、１に非常に近い値から数百までの値の誘電
率を持つ。この明細書中でいう低誘電体とは、誘電率が
３．５未満の材料を指す。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】現在、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用いる
試みがなされている。絶縁層として低誘電率材料を用い
ると、線間（又はリード線間）静電容量が減少し、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、金属リード線破損を起こす恐れがあることであ
る。本発明は、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おける金属リード線の信頼性を
向上させることにより、この問題を解決する。
【０００６】本発明は、信頼性が改善された金属リード
線をもつ半導体装置の製造方法、およびこうして得られ
た装置を対象とする。この装置は、基板上の金属リード
線と、前記金属リード線に近接するダミーリード線と、
金属リード線間の低誘電率材料と、ダミーリード線、金
属リード線並びに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はダミーリード
線及び伝熱性絶縁層に伝達可能である。ダミーリード線
と伝熱性絶縁層の組合わせは熱拡散において相乗効果を
持つ。低誘電率材料は３．５未満の誘電率を持つ。本発
明の利点の一つは、低誘電率材料を用いる回路の金属リ
ード線の信頼性を向上させることである。本発明の一実
施例は、基板上に金属相互接続層をデポジットし、所定
のパターンで金属相互接続層をエッチングして金属リー
ド線及びダミーリード線を形成する工程を含む。低誘電
率材料は金属リード線間にデポジットされる。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％高く、好ましくはＳｉＯ２より２０％高い熱伝
導度を有する層）が金属リード線、ダミーリード線及び
低誘電率材料の上にデポジットされる。
【０００７】他の実施例は、基板上の金属相互接続層を
デポジットし、所定のパターンで金属相互接続層をエッ
チングして金属リード線を形成する工程を含む。低誘電
率材料は金属リード線の間にデポジットされる。伝熱性
絶縁層が金属リード線及び低誘電率材料の上にデポジッ
トされる。ダミーリード線が伝熱性絶縁層上の金属リー
ド線に近接して形成される。リード線からの熱はダミー
リード線及び伝熱性絶縁層を通って拡散され得る。
【０００８】本発明の利点は、低誘電率材料を使う回路
の金属リード線の信頼性を向上させることである。本発
明は、縦横比が大きい金属リード線と熱絶縁性が一層高
い低誘電率材料との組合せをもつ半導体において、特に
有利である。
【０００９】図面は明細書の重要な部分を形成し、明細
書と共に参照されるべきであるが、特に示さないかぎ
り、図面全体に亘って同様な部分を表すのに同じ参照数
字及び記号を用いている。
【００１０】
【実施例】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。しかし、この発明が幅広
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。
【００１１】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。
【００１２】
【表１】
【００１３】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
があることであり、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ため、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（サブミクロン）
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一層多くのジュール熱
が、リード線自体の中に集中したままになる。
【００１４】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は半導体ウエハの金属リード
線１４を示す（ウエ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（縦横比が
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（エレクロトマイグレーション）
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さら強められる。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。
【００１５】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、多層配線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。
【００１６】従って、この発明は、金属層の間の絶縁体
として、熱伝道度の高い材料を、層間誘電体としての性
質を犠牲にしなければならないとしても、金属リード線
に隣接するダミーリード線と組み合わせて使うという新
しい考えに基づいている。
【００１７】この発明は、ダミーリード線及び伝熱性絶
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おける金属リー
ド線の信頼性を改善する。ダミーリード線と伝熱性絶縁
層とを組み合わせにより、金属リード線からの熱の拡散
において相乗効果がおこり、ジュール熱の悪影響を少な
くする。このことに対する要望は、ダミーリード線を金
属リード線上に置くことはしばしば非実用的であるとい
う更なる認識のため、特に従来の隣接する層にあるリー
ド線は当然垂直に延びているためであり、それ故伝熱性
層及びダミーリード線を組合わせて、一層改良された熱
放散（ｄｉｓｓｉｐａｔｅ）を提供する。
【００１８】図２（Ａ）は、基板１２の上に形成された
金属リード線１４を持つ半導体ウエハ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／アルミニウム二重層で構成するこ
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、エッチ線又は金属リード線１４を形成する。
金属リード線１４のいくつかは互いに極く接近してお
り、例えば１μｍ又はそれ未満しか離れていないことが
ある。ダミーリード線１６は、金属リード線１４が形成
されたのと同じ金属相互接続の金属リード線１４に隣接
して形成される（図２（Ｂ））。
【００１９】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
２（Ｃ）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２（Ｄ）に示すように、伝熱
性絶縁層２２が金属リード線１４、ダミーリード線１６
及び低誘電率材料１８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Ｓｉ３Ｎ４／ＡｌＮ／Ｓｉ３Ｎ４
の三重層）であってもよい。
【００２０】ダミーリード線１６は、デバイスが作動中
のとき、金属リード線１４からジュール熱の一部を拡散
させる。熱は、伝熱性絶縁層２２と接触するダミーリー
ド線１６を通って放散される。伝熱性絶縁層２２は、さ
らに、ダミーリード線１６からの熱を拡散させる。さら
に、伝熱性絶縁層２２は、金属リード線１４が伝熱性絶
縁層２２と接触する領域から、金属リード線１４からの
熱を直接拡散する。伝熱性絶縁層２２は、好ましくは、
その全体の長さにわたって金属リード線１４と直接接触
する。
【００２１】本発明の第２の実施例において、ダミーリ
ード線１６が隣接して平行な金属層に形成される（図に
示していないが、当然、隣接して平行な金属層の従来の
リード線に沿っている）。半導体ウエハ１０は基板１２
を有する。第１の金属相互接続層が基板１２上にデポジ
ットされ、金属リード線１４が第１の金属相互接続層に
形成される（図３（Ａ））。低誘電率材料１８が金属リ
ード線１４間に形成される。その後、伝熱性絶縁層２２
が金属リード線１４及び低誘電率材料１８上にデポジッ
トされる。第２の金属相互接続層（第１の金属相互接続
層に隣接して平行）が伝熱性絶縁層２２上にデポジット
され、ダミーリード線１６が金属リード線１４に隣接し
て形成される（図３（Ｂ））。金属リード線１４からの
ジュール熱の一部分は伝熱性絶縁層２２及びダミーリー
ド線１６によって拡散される。その後、後続の工程、例
えば半導体、絶縁層及び金属層のデポジッションおよび
エッチングを行うことができる。
【００２２】第３の実施例を図４に示す。第２の実施例
に類似しているが、第２の金属相互接続層のダミーリー
ド線１６は、金属リード線１４に隣接するというより近
接している。熱は、伝熱性絶縁層２２を通って、さらに
熱を放散するダミーリード線１６へ水平方向に伝達され
る（部分的に拡散される）。
【００２３】３つの実施例の組合わせによって、ジュー
ル熱の放散に有利な他の構造を作ることができる。例え
ば図５は、図示されたすべての金属リード線１４につい
て熱を拡散する、隣接層（ダミーリード線１６に近接ま
たは隣接する）に金属リード線を有するダミーリード線
１６を中央に配した第４の実施例を示す。熱は、伝熱性
絶縁層２２を通って水平方向又は垂直方向又は両方向に
伝わり、ダミーリード線１６まで達して、更に拡散され
る。
【００２４】図６の第５の実施例においては、本発明の
第１の実施例に示したように、半導体ウエハ１０が基板
１２を含み、その上に金属リード線１４及びダミーリー
ド線１６が形成される。基板１２のうち金属リード線１
４の間にある部分は露出したままである。薄い伝熱層２
４を基板１２の露出部分及び金属リード線１４上に適用
する。低誘電率材料１８を薄い伝熱層２４上にデポジッ
トする（図示していないが、ある高さだけ金属リード線
１４の上面上の伝熱性薄膜層２４の上方であることが好
ましい）。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・エーロゲルは典型的には非常
に浸透性（多孔性）があり、伝熱性は取るに足りない。
上記の金属リード線上にデポジットした場合、エーロゲ
ルは、例えばＣＭＰ（化学的機械的研磨）を用いてエッ
チバック（平坦化）して、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１
４の間の低誘電率材料１８を残す。薄い伝熱層２４の上
側部分はエッチング工程中に除去されてもよい。その
後、伝熱性絶縁層２２を金属リード線１４およびダミー
リード線１６の上の薄い伝熱層２４上と低誘電率材料１
８上とにデポジットする（図６）。金属リード線１４か
らのジュール熱の一部は、薄い伝熱層２４を通って、熱
が拡散される伝熱性絶縁層２２に伝達される。熱の一部
は、金属リード線１４から伝熱性絶縁層２２を通って、
熱が更に拡散されるダミーリード線１６へ移動する。
【００２５】第５の実施例の薄い伝熱層２４は、第２、
第３及び第４の実施例においても使用できる。本発明
は、更に、例えば空隙、乾膠体（ゼロゲル）、ポリマ
ー、或いは塗布ガラスのような他の低誘電率材料を用い
た半導体においても使用できる。リード線間の容量結合
を減らすため、純ポリマー（例えばパリレン，テフロ
ン、ポリイミド）又は有機塗布（スピン・オン）ガラス
（ＯＳＯＧ、例えばシルセキオキサン又はシロキサンガ
ラス）などが研究されている。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。
【００２６】ダミーリード線及び伝熱性絶縁層の両方を
用いて金属リード線からの熱を拡散させるこの発明の方
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。伝熱性絶縁層及びダミ
ーリード線は、金属リード線で発生されたジュール熱の
一部分を拡散し、金属リード線の信頼性を高める。両方
の熱拡散方法を組み合わせると、伝熱性絶縁層を通って
ダミーリード線へ熱が伝わるため（及びその通路に沿っ
て熱は拡散されるため）、相乗効果がある。２つの特徴
の相互作用により、別個に得られる効果の和よりずっと
大きな効果が得られる。本発明は、縦横比が大きい（例
えば２又はそれ以上）金属リード線と熱絶縁性の一層強
い（特に２未満の小さい低誘電率を有する）低誘電率材
料との組み合わせを有する半導体において、特に有効で
ある。
【００２７】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用意に考えられ
よう。したがって、添付の特許請求の範囲はこれらの変
形及び組合せを包含することを承知されたい。
【００２８】以上の説明の関して更に次の項を開示す
る。
【００２９】（１）半導体装置の金属リード線の信頼性
を高める方法において、基板上に少なくとも２つの金属
リード線を形成する工程と、少なくとも前記金属リード
線間に低誘電率材料をデポジットする工程と、前記金属
リード線の少なくとも頂部上に、ＡｌＮかＳｉ３Ｎ４又
はその両方を含む伝熱性絶縁層をデポジットする工程
と、前記金属リード線に近接してダミーリード線を形成
する工程とを備え、前記金属リード線からの熱が前記ダ
ミーリード線及び前記伝熱性絶縁層に伝わり拡散され、
前記低誘電率材料が３．５未満の低誘電率を持つ方法。
【００３０】（２）第１項に記載の方法において、前記
ダミーリード線が前記伝熱性絶縁層に隣接する金属層上
に形成される方法。
【００３１】（３）第１項に記載の方法において、前記
ダミーリード線を形成する工程が前記金属リード線を形
成する工程中に行われる方法。
【００３２】（４）第１項に記載の方法において、前記
伝熱性絶縁層がＡｌＮから構成される方法。
【００３３】（５）第１項に記載の方法において、前記
金属リード線間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００３４】（６）第１項に記載の方法において、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
熱伝導度を持つ方法。
【００３５】（７）第１項に記載の方法において、前記
金属リード線を形成する工程の後、薄い伝熱層を少なく
とも前記金属リード線上にデポジットする工程をさらに
含む方法。
【００３６】（８）第７項に記載の方法において、前記
低誘電率材料をデポジットする工程の後、前記金属リー
ド線上の前記薄い伝熱層を露出する前記低誘電率材料の
エッチング工程をさらに含み、前記低誘電率材料のデポ
ジットは少なくとも前記金属リード線上で行われる方
法。
【００３７】（９）第８項に記載の方法において、前記
薄い伝熱層の頂部が前記エッチング工程中に除去される
方法。
【００３８】（１０）第８項に記載の方法において、前
記金属リード線間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００３９】（１１）第８項に記載の方法において、前
記金属リード線が２以上の縦横比を持つ方法。
【００４０】（１２）半導体装置の金属リード線の信頼
性を高める方法において、基板上に少なくとも２つの金
属リード線及びダミーリード線を形成する工程と少なく
とも前記金属リード線及び前記ダミーリード線上に薄い
伝熱層をデポジットする工程と、少なくとも前記金属リ
ード線間の前記薄い伝熱層上に低誘電率材料をデポジッ
トする工程と、前記金属リード線及びダミーリード線の
少なくとも頂部上に、ＡｌＮを含む伝熱性絶縁層をデポ
ジットする工程とを備え、前記金属リード線からの熱が
前記ダミーリード線及び前記伝熱性絶縁層に伝わり拡散
され、前記低誘電率材料が３．５未満の誘電率を持つ方
法。
【００４１】（１３）第１２項に記載の方法において、
前記金属リード線間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００４２】（１４）第１２項に記載の方法において、
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
きい熱伝導度を持つ方法。
【００４３】（１５）第１２項に記載の方法において、
前記低誘電率材料をデポジットする工程の後、前記金属
リード線上の前記薄い伝熱層を露出する前記低誘電率材
料のエッチング工程をさらに含む方法。
【００４４】（１６）第１５項に記載の方法において、
前記薄い伝熱層の頂部が前記エッチング工程中に除去さ
れる方法。
【００４５】（１７）第１５項に記載の方法において、
前記金属リード線間の間隔が１μｍ未満である方法。
【００４６】（１８）第１２項に記載の方法において、
前記金属リード線が２以上の縦横比を持つ方法。
【００４７】（１９） 信頼性の高い金属リード線を有
する半導体装置において、基板と、前記基板上にあって
頂部を有する少なくとも２つの金属リード線と、少なく
とも前記金属リード線間にある低誘電率材料と、前記金
属リード線の少なくとも頂部の上の伝熱性絶縁層であっ
て、ＡｌＮかＳｉ３Ｎ４又はその両方を含む前記伝熱性
絶縁層と、前記金属リード線に近接したダミーリード線
とを備え、前記金属リード線からの熱が前記ダミーリー
ド線及び前記伝熱性絶縁層に伝わり、前記伝熱性絶縁層
及び前記ダミーリード線が前記熱を拡散することがで
き、前記低誘電率材料が３．５未満の低誘電率を持つ半
導体装置。
【００４８】（２０）第１９項に記載の半導体装置にお
いて、前記伝熱性絶縁層がＳｉ３Ｎ４／ＡｌＮ／Ｓｉ３
Ｎ４の三重層から成る半導体装置。
【００４９】（２１）第１９項に記載の半導体装置にお
いて、前記金属リード線間の間隔が１μｍ未満である半
導体装置。
【００５０】（２２）第１９項に記載の半導体装置にお
いて、少なくとも前記金属リード線上に薄い伝熱層を有
し、前記伝熱性薄膜絶縁層は前記金属リード線ではな
く、前記薄い伝熱層と接することを含む半導体装置。
【００５１】（２３）第２１項に記載の半導体装置にお
いて、前記薄い伝熱層が前記金属リード線の幅より薄
く、前記低誘電率材料が２未満の低誘電率を有し、前記
金属リード線が２以上の縦横比を持つ半導体装置。
【００５２】（２４） 信頼性の高い金属リード線１４
を有する半導体装置及び同様の装置を製造する方法であ
って、基板１２上の金属リード線１４と、少なくとも金
属リード線１４間の低誘電率材料１８と、金属リード線
１４及び低誘電率材料１８上にデポジットされた伝熱性
絶縁層２２と、金属リード線１４に近接したダミーリー
ド線１６とを有する。金属リード線１４からの熱は、熱
を拡散することができるダミーリード線１６及び伝熱性
絶縁層２２に移動できる。少なくとも低誘電率材料１８
及び伝熱性絶縁層２２がデポジットされる前に、薄い伝
熱層２４が金属リード線１４上にデポジットされる。低
誘電率材料１８は３．５未満の誘電率を持つ。本発明の
利点は、低誘電率材料を用いた半導体装置における金属
リード線の信頼性の改善である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 半導体ウエハの金属リード線の立体図であ
り、ジュール熱の悪影響を示す。
【図２】 本発明の第１の実施例の断面図。
【図３】 本発明の第２の実施例の断面図。
【図４】 本発明の第３の実施例の断面図。
【図５】 本発明の第４の実施例の断面図。
【図６】 本発明の他の実施例の断面図であり、金属リ
ード線上に形成された薄い伝熱層の付加的特徴を示し、
前記特徴は前述の実施例のいずれにも適用できる。
【符号の説明】
１０ 半導体ウエハ １２ 基板 １４ 金属リード線 １６ ダミーリード線 １８ 低誘電率材料 ２２ 伝熱性絶縁層 ２４ 薄い伝熱層

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
    める方法において、 基板上に少なくとも２つの金属リード線を形成する工程
    と、 少なくとも前記金属リード線間に低誘電率材料をデポジ
    ットする工程と、 前記金属リード線の少なくとも頂部上にＡｌＮかＳｉ３
    Ｎ４又はその両方を含む伝熱性絶縁層をデポジットする
    工程と、 前記金属リード線に近接してダミーリード線を形成する
    工程とを備え、 前記金属リード線からの熱が前記ダミーリード線及び前
    記伝熱性絶縁層に伝わり拡散され、前記低誘電率材料が
    ３．５未満の低誘電率を持つ方法。
  2. 【請求項２】 信頼性の高い金属リード線を有する半導
    体装置において、 基板と、 前記基板上にあって頂部を有する少なくとも２つの金属
    リード線と、 少なくとも前記金属リード線間にある低誘電率材料と、 前記金属リード線の少なくとも頂部の上にある伝熱性絶
    縁層であって、ＡｌＮかＳｉ３Ｎ４又はその両方を含む
    前記伝熱性絶縁層と、 前記金属リード線に近接したダミーリード線とを備え、 前記金属リード線からの熱が前記ダミーリード線及び前
    記伝熱性絶縁層に伝わり、前記伝熱性絶縁層及び前記ダ
    ミーリード線が前記熱を拡散することができ、前記低誘
    電率材料が３．５未満の低誘電率を持つ半導体装置。
JP7169168A 1994-05-31 1995-05-31 ダミーリード線と伝熱層を用いる高速ｌｓｉ半導体装置における信頼性の向上した金属リード線 Pending JPH0870005A (ja)

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