JPH0897379A - 半導体集積回路とその製法 - Google Patents
半導体集積回路とその製法Info
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- JPH0897379A JPH0897379A JP6231815A JP23181594A JPH0897379A JP H0897379 A JPH0897379 A JP H0897379A JP 6231815 A JP6231815 A JP 6231815A JP 23181594 A JP23181594 A JP 23181594A JP H0897379 A JPH0897379 A JP H0897379A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配線間の寄生容量を小さくし、ビット線遅延
時間の増加を抑えて、半導体集積回路例えばSRAMを
高速化する。 【構成】 配線パターン上を覆って保護絶縁層20が形
成されてなる半導体集積回路において、保護絶縁層20
の配線19間に空洞21を形成した半導体集積回路。
時間の増加を抑えて、半導体集積回路例えばSRAMを
高速化する。 【構成】 配線パターン上を覆って保護絶縁層20が形
成されてなる半導体集積回路において、保護絶縁層20
の配線19間に空洞21を形成した半導体集積回路。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路とその
製法に係わる。
製法に係わる。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路、例えばSRAM(スタ
ティック・ランダム・アクセス・メモリ)等のメモリ半
導体集積回路において、その高密度集積化に伴うメモリ
セル面積の縮小化により、その例えばビット線を構成す
るAl配線相互の間隔も狭まり、配線間の寄生容量が大
きくなる。このためにビット線遅延時間が大きくなると
いう不都合が生じてくる。
ティック・ランダム・アクセス・メモリ)等のメモリ半
導体集積回路において、その高密度集積化に伴うメモリ
セル面積の縮小化により、その例えばビット線を構成す
るAl配線相互の間隔も狭まり、配線間の寄生容量が大
きくなる。このためにビット線遅延時間が大きくなると
いう不都合が生じてくる。
【0003】図3はSRAMの一例の要部の概略断面図
を示すもので、図4は他の位置での断面図を示す。この
場合、半導体基板1にスイッチングトランジスタ等の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタ(MIS−FET)2
が形成される。このMIS−FETは、ゲート絶縁層3
上にゲート電極4が形成されてなるゲート部が構成さ
れ、これを挟んでその両側にソースないしはドレイン領
域を構成する不純物ドーピングがなされた拡散層5が形
成される。6は、半導体基板1の表面に形成したいわゆ
るLOCOS (Local Oxdation of Silicon )によって形成
した素子間分離絶縁層で、これの上に跨ってMIS−F
ETのゲート電極からの配線等の下層配線が形成され、
これらを覆って、例えばSiO2 による層間絶縁層8が
形成される。
を示すもので、図4は他の位置での断面図を示す。この
場合、半導体基板1にスイッチングトランジスタ等の絶
縁ゲート型電界効果トランジスタ(MIS−FET)2
が形成される。このMIS−FETは、ゲート絶縁層3
上にゲート電極4が形成されてなるゲート部が構成さ
れ、これを挟んでその両側にソースないしはドレイン領
域を構成する不純物ドーピングがなされた拡散層5が形
成される。6は、半導体基板1の表面に形成したいわゆ
るLOCOS (Local Oxdation of Silicon )によって形成
した素子間分離絶縁層で、これの上に跨ってMIS−F
ETのゲート電極からの配線等の下層配線が形成され、
これらを覆って、例えばSiO2 による層間絶縁層8が
形成される。
【0004】この層間絶縁層8上に、MIS−FETの
拡散層5とオーミックコンタクトするビット線を構成す
る例えばAl配線層からなる配線9が形成され、更にこ
れら配線9等を覆って全面的に例えばSiO2 による保
護絶縁層10が形成される。
拡散層5とオーミックコンタクトするビット線を構成す
る例えばAl配線層からなる配線9が形成され、更にこ
れら配線9等を覆って全面的に例えばSiO2 による保
護絶縁層10が形成される。
【0005】このような構成において、上述したように
そのメモリセルの面積が縮小化されると、これに伴い隣
合う配線間の間隔が狭められることになる。
そのメモリセルの面積が縮小化されると、これに伴い隣
合う配線間の間隔が狭められることになる。
【0006】例えば、図5に電流センス方式による場合
のセルサイズ(幅Xc)とビット線遅延時間との関係の
測定結果を示す。セルの大きさが小さくなると(すなわ
ちビット線ピッチが小さくなると)ビット線遅延時間が
増加していることが解る。図中黒丸印はCbit =Cbit0
+0.12の場合をプロットしたもので、白丸印はCbit =
Cbit0+0.49の場合、×印はCbit =Cbit0+0.84の場
合である。ここで、Cbit はビット線容量で、Cbit0は
配線間の容量である。このビット線遅延時間の増加によ
って、高速性が下がることとなる。
のセルサイズ(幅Xc)とビット線遅延時間との関係の
測定結果を示す。セルの大きさが小さくなると(すなわ
ちビット線ピッチが小さくなると)ビット線遅延時間が
増加していることが解る。図中黒丸印はCbit =Cbit0
+0.12の場合をプロットしたもので、白丸印はCbit =
Cbit0+0.49の場合、×印はCbit =Cbit0+0.84の場
合である。ここで、Cbit はビット線容量で、Cbit0は
配線間の容量である。このビット線遅延時間の増加によ
って、高速性が下がることとなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の構成
では、配線の近接により、配線間の寄生容量が大きくな
って、ビット線遅延時間が増加する不都合があった。
では、配線の近接により、配線間の寄生容量が大きくな
って、ビット線遅延時間が増加する不都合があった。
【0008】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、配線間の寄生容量を小さくして、ビット線遅延
時間の増加を抑えて、半導体集積回路例えばSRAMを
高速化することを提案しようとするものである。
もので、配線間の寄生容量を小さくして、ビット線遅延
時間の増加を抑えて、半導体集積回路例えばSRAMを
高速化することを提案しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では配線間のこれらを埋め込む絶縁保護層
に空洞を形成するものである。
めに、本発明では配線間のこれらを埋め込む絶縁保護層
に空洞を形成するものである。
【0010】第一の本発明は、配線パターン上を覆って
保護絶縁層が形成されてなる半導体集積回路において、
保護絶縁層の配線パターンの配線間に空洞を形成した半
導体集積回路である。
保護絶縁層が形成されてなる半導体集積回路において、
保護絶縁層の配線パターンの配線間に空洞を形成した半
導体集積回路である。
【0011】第二の本発明は、半導体集積回路がメモリ
回路である第一の本発明の半導体集積回路である。
回路である第一の本発明の半導体集積回路である。
【0012】第三の本発明は、配線パターン上を覆って
保護絶縁層が形成するとき、保護絶縁層を、カバレージ
が0〜10%の堆積方法によって形成する半導体集積回
路の製法である。
保護絶縁層が形成するとき、保護絶縁層を、カバレージ
が0〜10%の堆積方法によって形成する半導体集積回
路の製法である。
【0013】このカバレージについて説明する。今、図
2に示すように、凹凸のある表面上に層を堆積形成する
場合に、堆積の厚さが最大の場所の厚さDと、最小の場
所の厚さaについて、a/Dの値をカバレージと呼ぶ。
同じ堆積条件のもとでは、凹部の幅が狭くなるにつれ
て、カバレージの値は小さくなる。
2に示すように、凹凸のある表面上に層を堆積形成する
場合に、堆積の厚さが最大の場所の厚さDと、最小の場
所の厚さaについて、a/Dの値をカバレージと呼ぶ。
同じ堆積条件のもとでは、凹部の幅が狭くなるにつれ
て、カバレージの値は小さくなる。
【0014】第四の本発明は、保護絶縁層を、ジシラン
SiCl2 H2 とN2 Oを反応ガスとするプラズマ化学
的気相成長法(P−CVD法)によるSiO2 の堆積に
よって形成する第三の本発明の半導体集積回路の製法で
ある。
SiCl2 H2 とN2 Oを反応ガスとするプラズマ化学
的気相成長法(P−CVD法)によるSiO2 の堆積に
よって形成する第三の本発明の半導体集積回路の製法で
ある。
【0015】第五の本発明は、保護絶縁層を、物理的気
相成長法(PVD法)によるSiO 2 の堆積によって形
成する第三の本発明の半導体集積回路の製法である。
相成長法(PVD法)によるSiO 2 の堆積によって形
成する第三の本発明の半導体集積回路の製法である。
【0016】
【作用】上述の本発明の構成によれば、配線間の絶縁層
に空洞を形成したので配線間容量を小さくすることがで
き、高速性の向上をはかることができる。
に空洞を形成したので配線間容量を小さくすることがで
き、高速性の向上をはかることができる。
【0017】
【実施例】以下に、図1を参照して本発明の一実施例の
一製法について詳細に説明する。図1においては、例え
ば図3で説明したSRAMにおけるビット線を構成する
配線パターンを覆って、保護絶縁層を形成する場合を示
す。
一製法について詳細に説明する。図1においては、例え
ば図3で説明したSRAMにおけるビット線を構成する
配線パターンを覆って、保護絶縁層を形成する場合を示
す。
【0018】図1Aに示すように、下地膜11例えばS
iO2 膜上に、PVC(Physical Vapor Deposition ;
物理的気相成長法)等の方法で、後に配線を形成する
層、例えば厚さ30nmのTi層より成る第1の金属層
12、厚さ70nmのTiON層より成る第2の金属層
13、厚さ30nmのTi層より成る第3の金属層1
4、厚さ500nmのAl−Si−Cu層より成る第4
の金属層15、厚さ20nmのTiON層より成る第5
の金属層16を順次全面的に堆積させる。これらをフォ
トリソグラフィーによるパターンエッチングを行って配
線19を形成する。
iO2 膜上に、PVC(Physical Vapor Deposition ;
物理的気相成長法)等の方法で、後に配線を形成する
層、例えば厚さ30nmのTi層より成る第1の金属層
12、厚さ70nmのTiON層より成る第2の金属層
13、厚さ30nmのTi層より成る第3の金属層1
4、厚さ500nmのAl−Si−Cu層より成る第4
の金属層15、厚さ20nmのTiON層より成る第5
の金属層16を順次全面的に堆積させる。これらをフォ
トリソグラフィーによるパターンエッチングを行って配
線19を形成する。
【0019】次に、配線19の機械的強度を保持するこ
とを目的として、図1Bに示すように、TEOS(テト
ラエチルオルソシリケート)を原料とするプラズマCV
D法により、配線19の上に支持層17例えばSiO2
膜を厚さ50nmに堆積する。このように形成された支
持層17は緻密な膜質に形成される。
とを目的として、図1Bに示すように、TEOS(テト
ラエチルオルソシリケート)を原料とするプラズマCV
D法により、配線19の上に支持層17例えばSiO2
膜を厚さ50nmに堆積する。このように形成された支
持層17は緻密な膜質に形成される。
【0020】図1Cに示すように支持層17上に全面的
に保護絶縁層20を形成する。この保護絶縁層20の形
成方法としては、例えばジシラン(SiCl2 H2 )と
N2Oを反応ガスとして用いたプラズマCVD法によ
り、反応温度を250〜300℃として、支持層17の
上に絶縁膜20例えばSiO2 層を厚さ600nm堆積
させる。
に保護絶縁層20を形成する。この保護絶縁層20の形
成方法としては、例えばジシラン(SiCl2 H2 )と
N2Oを反応ガスとして用いたプラズマCVD法によ
り、反応温度を250〜300℃として、支持層17の
上に絶縁膜20例えばSiO2 層を厚さ600nm堆積
させる。
【0021】このようにして保護絶縁層20を、そのカ
バレージが0〜10%例えば5%程度になるように形成
する。
バレージが0〜10%例えば5%程度になるように形成
する。
【0022】このようにすると堆積が進むにつれ、図1
Cに示すように、配線間の上部では、堆積層がせり出す
ようになる。やがて図1Dに示すように、せり出した部
分同士がつながって、その下部に空洞21が形成され
る。このとき空洞21の内部には、N2 ガスが封入され
る。
Cに示すように、配線間の上部では、堆積層がせり出す
ようになる。やがて図1Dに示すように、せり出した部
分同士がつながって、その下部に空洞21が形成され
る。このとき空洞21の内部には、N2 ガスが封入され
る。
【0023】保護絶縁層20の他の形成方法としては、
例えばPVD法によるものである。この例としては例え
ばArを雰囲気に用いたスパッタ法があり、絶縁保護層
20例えばSiO2 膜を600nm堆積させる。
例えばPVD法によるものである。この例としては例え
ばArを雰囲気に用いたスパッタ法があり、絶縁保護層
20例えばSiO2 膜を600nm堆積させる。
【0024】このときも、図1Cに示すように、配線間
の上部で堆積層がせり出し、図1Dに示すようにせりだ
した部分同士がつながって、下部に空洞21が形成され
る。このとき空洞21の内部には、スパッタ時の雰囲気
すなわちAr等の不活性ガスが封入される。
の上部で堆積層がせり出し、図1Dに示すようにせりだ
した部分同士がつながって、下部に空洞21が形成され
る。このとき空洞21の内部には、スパッタ時の雰囲気
すなわちAr等の不活性ガスが封入される。
【0025】また、上述した例は空洞21内に不活性ガ
スが封入される場合であるが、その代わりに空洞21内
が真空であってもよい。
スが封入される場合であるが、その代わりに空洞21内
が真空であってもよい。
【0026】このように、本例においては、配線間の絶
縁保護層20に空洞21を形成することができる。
縁保護層20に空洞21を形成することができる。
【0027】上述のように、配線19間の絶縁保護層2
0に空洞21を形成したので、配線間容量を小さくでき
る。配線間容量は、配線の間隔に反比例し、絶縁保護層
の誘電率に比例する。絶縁保護層の誘電率は、絶縁保護
層の材質によって決定される。固体の絶縁層と比較し
て、気体の場合は誘電率が低くなる。例えばSiO2 で
は3.9、真空では1、気体では1. 01程度である。
従って、空洞の部分では、誘電率および静電容量が約1
/4になる。空洞の上方の絶縁保護層が閉じた部分もあ
ることを考慮すると、空洞を形成せずすべて絶縁保護層
で満たした場合の、ほぼ1/2の静電容量となる。
0に空洞21を形成したので、配線間容量を小さくでき
る。配線間容量は、配線の間隔に反比例し、絶縁保護層
の誘電率に比例する。絶縁保護層の誘電率は、絶縁保護
層の材質によって決定される。固体の絶縁層と比較し
て、気体の場合は誘電率が低くなる。例えばSiO2 で
は3.9、真空では1、気体では1. 01程度である。
従って、空洞の部分では、誘電率および静電容量が約1
/4になる。空洞の上方の絶縁保護層が閉じた部分もあ
ることを考慮すると、空洞を形成せずすべて絶縁保護層
で満たした場合の、ほぼ1/2の静電容量となる。
【0028】また、回路の集積化によって、配線の間隔
は小さくなるが、それにともないカバレージが小さくな
り空洞ができやすくなる。従って、回路の集積化が進む
ことにより、より本発明方法による空洞形成が容易とな
り、確実に寄生容量を低減することになる。
は小さくなるが、それにともないカバレージが小さくな
り空洞ができやすくなる。従って、回路の集積化が進む
ことにより、より本発明方法による空洞形成が容易とな
り、確実に寄生容量を低減することになる。
【0029】本発明の方法は、SRAMに限らずその他
各種メモリ回路等の半導体集積回路に用いることができ
る。
各種メモリ回路等の半導体集積回路に用いることができ
る。
【0030】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成や製
造条件が取り得ることは勿論である。
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成や製
造条件が取り得ることは勿論である。
【0031】
【発明の効果】上述の本発明によれば、配線19間の絶
縁保護層20内に空洞21を形成することにより、配線
19間の誘電率を下げ、配線間容量を低減することがで
きる。
縁保護層20内に空洞21を形成することにより、配線
19間の誘電率を下げ、配線間容量を低減することがで
きる。
【0032】本発明によれば、半導体集積回路におい
て、その高密度集積化に伴うメモリセル面積の縮小化に
より、配線相互の間隔も狭まり、配線間の寄生容量が大
きくなり、そのために従来は線遅延時間が大きくなると
いう不都合があったが、配線間容量を低減することによ
り、回路の動作の遅延時間を減少させ、動作を速くする
ことができる。
て、その高密度集積化に伴うメモリセル面積の縮小化に
より、配線相互の間隔も狭まり、配線間の寄生容量が大
きくなり、そのために従来は線遅延時間が大きくなると
いう不都合があったが、配線間容量を低減することによ
り、回路の動作の遅延時間を減少させ、動作を速くする
ことができる。
【0033】また、配線の間隔が小さくなると、それに
ともないカバレージが小さくなり空洞ができやすくな
る。従って、空洞の絶縁層に対する比率が大きくなり、
全体の誘電率が小さくなり、寄生容量が減少する割合が
大きくなる。それにより本発明方法の寄生容量を低減す
る効果がさらに上がることになるので、より高密度集積
化を可能にする。
ともないカバレージが小さくなり空洞ができやすくな
る。従って、空洞の絶縁層に対する比率が大きくなり、
全体の誘電率が小さくなり、寄生容量が減少する割合が
大きくなる。それにより本発明方法の寄生容量を低減す
る効果がさらに上がることになるので、より高密度集積
化を可能にする。
【図1】本発明の一例の配線上の絶縁保護層の形成方法
の工程図である。Aはその一工程の断面図である。Bは
次の一工程の断面図である。Cは更に次の一工程の断面
図である。Dは絶縁保護層内に空洞を形成した断面図で
ある。
の工程図である。Aはその一工程の断面図である。Bは
次の一工程の断面図である。Cは更に次の一工程の断面
図である。Dは絶縁保護層内に空洞を形成した断面図で
ある。
【図2】絶縁保護膜層の堆積時のカバレージの説明図で
ある。
ある。
【図3】SRAMの一例の断面図である。
【図4】SRAMの一例の別の場所の断面図である。
【図5】ビット間隔と遅延時間の関係図である。
1 半導体基板 2 絶縁ゲート型電界効果トランジスタ 3 ゲート絶縁層 4 ゲート電極 5 拡散層 6 素子間分離絶縁層 7 下層配線 8 層間絶縁層 9、19 配線 10、20 保護絶縁層 11 下地膜 12 第1の金属層 13 第2の金属層 14 第3の金属層 15 第4の金属層 16 第5の金属層 17 支持層 21 保護絶縁層中の空洞
Claims (5)
- 【請求項1】 配線パターン上を覆って保護絶縁層が形
成されてなる半導体集積回路において、 上記保護絶縁層の上記配線パターンの配線間に空洞を形
成したことを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項2】 上記半導体集積回路がメモリ回路である
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。 - 【請求項3】 配線パターン上を覆って保護絶縁層が形
成されてなる半導体集積回路の製法において、 上記保護絶縁層を、カバレージが0〜10%の堆積方法
によって形成することを特徴とする半導体集積回路の製
法。 - 【請求項4】 上記保護絶縁層を、ジシランSiCl2
H2 とN2 Oを反応ガスとするプラズマ化学的気相成長
法によるSiO2 の堆積によって形成することを特徴と
する請求項3に記載の半導体集積回路の製法。 - 【請求項5】 上記保護絶縁層を、物理的気相成長法に
よるSiO2 の堆積によって形成することを特徴とする
請求項3に記載の半導体集積回路の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6231815A JPH0897379A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 半導体集積回路とその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6231815A JPH0897379A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 半導体集積回路とその製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0897379A true JPH0897379A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16929462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6231815A Withdrawn JPH0897379A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 半導体集積回路とその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0897379A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6469339B1 (en) | 2000-08-23 | 2002-10-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory with voids for suppressing crystal defects |
JP2006165129A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2007088283A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Renesas Technology Corp | 不揮発性半導体記憶装置と半導体装置および、不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
US7579233B2 (en) | 2004-12-31 | 2009-08-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device for reducing parasitic capacitance between bit lines and semiconductor device fabricated thereby |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP6231815A patent/JPH0897379A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6469339B1 (en) | 2000-08-23 | 2002-10-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory with voids for suppressing crystal defects |
KR100383780B1 (ko) * | 2000-08-23 | 2003-05-12 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 반도체 장치 |
JP2006165129A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US7579233B2 (en) | 2004-12-31 | 2009-08-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device for reducing parasitic capacitance between bit lines and semiconductor device fabricated thereby |
US8022455B2 (en) | 2004-12-31 | 2011-09-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor device for reducing parasitic capacitance between bit lines and semiconductor device fabricated thereby |
JP2007088283A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Renesas Technology Corp | 不揮発性半導体記憶装置と半導体装置および、不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
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