JPH10125860A - Plane spiral inductor and its manufacture - Google Patents

Plane spiral inductor and its manufacture

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JPH10125860A
JPH10125860A JP27788696A JP27788696A JPH10125860A JP H10125860 A JPH10125860 A JP H10125860A JP 27788696 A JP27788696 A JP 27788696A JP 27788696 A JP27788696 A JP 27788696A JP H10125860 A JPH10125860 A JP H10125860A
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JP
Japan
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wiring
layer
insulating film
resist pattern
forming
Prior art date
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Application number
JP27788696A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Wada
伸一 和田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH10125860A publication Critical patent/JPH10125860A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plane spiral inductor which can realize reduction of size without generating deterioration of resolution or increase of wiring resistance in a photolithography process. SOLUTION: The intersection part of a wiring 13 of a first layer and a wiring 15 of a second layer is in the inside of a recessed part 23 formed on an insulating film on a semiconductor substrate. Thereby the film thickness of a resist pattern turning to a mask of gold plating constituting the wiring 15 does not become thinner than other parts in the intersection part. Even if the gold plating is grown as far as the film thickness nearly equal to the resist pattern, the gold plating dose not protrude to the upper part of the resist pattern and grow in the side direction, and shortcircutting between wirings is not generated. Thereby it is made unnecessary that the wiring 15 of a second layer is thinned and the space between the wirings 15 is increased, and the size of an element can be reduced without increasing the loss due to wiring resistance. Since it is unnecessary that the film of the resist pattern is made thicker than the conventional case, resolution in a photolithography process is not deteriorated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は平面基板上に渦巻状
に形成されてインダクタンス素子を構成する平面スパイ
ラルインダクタに係り、特に、上下層配線の交差部分に
中空部を有する平面スパイラルインダクタおよびその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar spiral inductor which is formed in a spiral shape on a planar substrate to constitute an inductance element, and more particularly to a planar spiral inductor having a hollow portion at an intersection of upper and lower layer wirings and its manufacture. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体集積回路装置(以下、I
Cという。)中に作り込まれるインダクタンス機能素子
として、いわゆる平面スパイラルインダクタがある。こ
の素子は、IC基板上に平面スパイラル(渦巻)状の配
線を形成すると共に、そのスパイラル配線中心側の端部
を別層配線によってスパイラル配線領域外に引き出す構
造になっているが、中でも、例えばMMIC(Monolith
ic Microwave Integrated Circuit )等の高周波ICに
おいては、上下層配線間の寄生容量を低減して高速化を
図るために、両配線の交差部分に中空部を設ける構造が
採られている。
2. Description of the Related Art Generally, a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as I
Called C. A so-called planar spiral inductor is an example of the inductance function element built in the above. This element has a structure in which a planar spiral (spiral) wiring is formed on an IC substrate, and an end on the center side of the spiral wiring is drawn out of the spiral wiring region by another layer wiring. MMIC (Monolith
In a high-frequency IC such as an IC (Microwave Integrated Circuit), a structure is adopted in which a hollow portion is provided at the intersection of both wirings in order to reduce the parasitic capacitance between the upper and lower wirings and increase the speed.

【0003】従来、この種の平面スパイラルインダクタ
は、例えば図8および図9に示したような構造となって
いた。ここで、図8は平面構造を表し、図9は図8にお
けるX−X′断面構造を表すものである。これらの図に
示したように、半導体基板101上には絶縁膜102が
形成され、その上に、直線状にパターニングされた第1
層目の配線103が形成されている。この配線103は
層間絶縁膜104によって覆われ、さらにこの上にスパ
イラル状にパターニングされた第2層目の配線105が
形成されている。配線103の一端部は、コンタクトホ
ール106を通して配線105のスパイラル中心側端部
と接続され、その他端部は図示しないIC内回路素子と
接続されている。配線105のスパイラル最外部端もま
た、図示しないIC内回路素子と接続されている。
Conventionally, this type of planar spiral inductor has a structure as shown in FIGS. 8 and 9, for example. Here, FIG. 8 illustrates a planar structure, and FIG. 9 illustrates a cross-sectional structure taken along line XX ′ in FIG. As shown in these drawings, an insulating film 102 is formed on a semiconductor substrate 101, and a first linearly patterned first insulating film 102 is formed thereon.
The wiring 103 of the layer is formed. The wiring 103 is covered with an interlayer insulating film 104, and a second-layer wiring 105 patterned in a spiral shape is formed thereon. One end of the wiring 103 is connected to the spiral center side end of the wiring 105 through the contact hole 106, and the other end is connected to a circuit element in an IC (not shown). The spiral outermost end of the wiring 105 is also connected to a not-shown circuit element in the IC.

【0004】図9に示したように、配線103と配線1
05との交差領域における層間絶縁膜104と配線10
5との間には中空部107が形成され、配線105が配
線103との間に層間絶縁膜104を直接挟み込むこと
がないような構造とすることで、配線103と配線10
5との間の寄生容量を減らすことができるようになって
いる。
[0004] As shown in FIG.
05 and the wiring 10 at the intersection region
A hollow portion 107 is formed between the wiring 103 and the wiring 103 so that the wiring 105 does not directly sandwich the interlayer insulating film 104 between the wiring 103 and the wiring 103.
5 can be reduced.

【0005】次に、図10ないし図12を参照して、こ
のような構造の従来の平面スパイラルインダクタの製造
工程を説明する。なお、図10の各図は図8におけるX
−X′断面を表している。
Next, a manufacturing process of a conventional planar spiral inductor having such a structure will be described with reference to FIGS. Each figure in FIG. 10 corresponds to X in FIG.
-X 'section is shown.

【0006】まず、図10(a)に示したように、CV
D(Chemical Vapor Deposition) 法により半導体基板1
01上に絶縁膜102を形成し、その上に第1層目の配
線層を蒸着する。そして、フォトリソグラフィ工程およ
びエッチング工程により、第1層目の配線層を直線状に
パターニングし、配線103を形成する。
[0006] First, as shown in FIG.
Semiconductor substrate 1 by D (Chemical Vapor Deposition) method
First, an insulating film 102 is formed, and a first wiring layer is deposited thereon. Then, the first wiring layer is linearly patterned by a photolithography step and an etching step to form the wiring 103.

【0007】次に、同図(b)に示したように、層間絶
縁膜104をCVD法により全面に形成したのち、フォ
トリソグラフィ工程およびエッチング工程により、コン
タクトホール106(図7)を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, after an interlayer insulating film 104 is formed on the entire surface by a CVD method, a contact hole 106 (FIG. 7) is formed by a photolithography step and an etching step.

【0008】次に、同図(c)に示したように、層間絶
縁膜104上にレジスト膜を形成したのち、これをフォ
トリソグラフィ工程によってパターニングし、第1層目
の配線103上の層間絶縁膜104を覆うようにして中
空部形成用のレジストパターン109を形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, after a resist film is formed on the interlayer insulating film 104, this is patterned by a photolithography process, and the interlayer insulating film on the first wiring 103 is formed. A resist pattern 109 for forming a hollow portion is formed so as to cover the film 104.

【0009】次に、図11(a)に示したように、後工
程で形成する第2層目の配線層の下地となる下地層11
0を蒸着によって全面に形成する。
Next, as shown in FIG. 11A, a base layer 11 serving as a base for a second wiring layer formed in a later step.
0 is formed on the entire surface by vapor deposition.

【0010】次に、同図(b)に示したように、全面に
4μm以上の厚いレジスト膜を形成したのち、フォトリ
ソグラフィ工程によって、第2層目の配線のめっき用の
マスクとしてのレジストパターン111を形成する。な
お、本図は図7におけるY−Y′断面を表している。
Next, as shown in FIG. 1B, after forming a thick resist film of 4 μm or more on the entire surface, a resist pattern as a mask for plating the second-layer wiring is formed by a photolithography process. 111 is formed. This drawing shows a section taken along the line YY 'in FIG.

【0011】次に、同図(c)に示したように、金めっ
き処理により下地層110をめっき成長させ、レジスト
パターン111の開口領域に選択的に第2層目の配線1
05を形成する。なお、本図もまた図7におけるY−
Y′断面を表している。
Next, as shown in FIG. 1C, the underlying layer 110 is plated and grown by gold plating, and the second layer wiring 1 is selectively formed in the opening region of the resist pattern 111.
05 is formed. This figure also shows Y- in FIG.
It shows a Y ′ cross section.

【0012】次に、図12に示したように、レジストパ
ターン109およびレジストパターン111を剥離する
と共に、第2層目の配線105以外の領域の下地層11
0をエッチングにより除去する。なお、本図は図8にお
けるX−X′断面を表している。
Next, as shown in FIG. 12, the resist pattern 109 and the resist pattern 111 are peeled off, and the underlying layer 11 in a region other than the second layer wiring 105 is removed.
0 is removed by etching. This drawing shows a section taken along line XX 'in FIG.

【0013】以上のプロセスにより、平面スパイラルイ
ンダクタの形成が完了する。ここで、第1層目の配線1
03と第2層目の配線105との交差部分には、レジス
トパターン109が除去されることによって中空部10
7が形成され、この部分で配線103および配線105
が層間絶縁膜104を直接挟み込むことがないため、配
線間の寄生容量が低減される。なお、第2層目の配線1
05は、抵抗による損失の低減のため、できるだけ厚く
(4μm以上)形成する必要があることから、めっきに
よる厚膜形成を行っている。
By the above process, the formation of the planar spiral inductor is completed. Here, the first layer wiring 1
03 and the second layer wiring 105, the hollow portion 10 is formed by removing the resist pattern 109.
7 are formed, and wiring 103 and wiring 105 are formed in this portion.
Does not directly sandwich the interlayer insulating film 104, thereby reducing the parasitic capacitance between wirings. The wiring 1 of the second layer
05 is required to be formed as thick as possible (4 μm or more) in order to reduce loss due to resistance, and therefore, a thick film is formed by plating.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来、第
2層目の配線105の形成には、抵抗による損失の低減
のための厚膜化の必要性からめっきプロセスが必要不可
欠となる。このため、上記のように、4μm以上という
厚膜のレジストパターン111を形成し、これをめっき
マスクとして開口部に選択的に金をめっき成長させて厚
膜の配線105を形成するようにしている。
As described above, conventionally, in forming the second-layer wiring 105, a plating process is indispensable because it is necessary to increase the film thickness in order to reduce loss due to resistance. For this reason, as described above, the resist pattern 111 having a thickness of 4 μm or more is formed, and gold is selectively plated and grown in the opening using the resist pattern 111 as a plating mask to form the thick wiring 105. .

【0015】ここで、配線105の膜厚はレジストパタ
ーン111の厚さで制限されるが、中でも、第1層目の
配線103と第2層目の配線105との交差部分の膜厚
に依存する。これは、レジストパターン111の膜厚は
両配線の交差部分において最も薄くなっているため、こ
のレジストパターン111の膜厚と同程度(4〜5μ
m)だけ金めっきを成長させると、この交差部分におい
て金めっきがレジストパターン111を乗り越えて横方
向にも成長し、場合によっては、図13に示したよう
に、隣り合う配線105同士がショートしてしまうから
である。
Here, the film thickness of the wiring 105 is limited by the thickness of the resist pattern 111, and in particular, depends on the film thickness at the intersection of the first-layer wiring 103 and the second-layer wiring 105. I do. This is because the film thickness of the resist pattern 111 is the thinnest at the intersection of both wirings, and is therefore approximately the same as the film thickness of the resist pattern 111 (4 to 5 μm).
m), the gold plating also grows laterally beyond the resist pattern 111 at the intersection, and in some cases, the adjacent wirings 105 are short-circuited as shown in FIG. It is because.

【0016】このような配線間ショートを防ぐために
は、配線105の配線間スペースを十分広くとる方
法、金めっきの膜厚(すなわち、配線105の膜厚)
を、それが横方向に成長しないように薄くする方法、ま
たはレジストパターン111の膜厚をより厚く形成し
て金めっきの横方向の成長を防ぐ方法、等の方法が考え
られる。
In order to prevent such a short circuit between the wirings, a method of securing a sufficiently large space between the wirings 105, the thickness of the gold plating (that is, the thickness of the wiring 105).
, Or a method of forming the resist pattern 111 to be thicker to prevent the lateral growth of gold plating.

【0017】しかしながら、の方法では、平面スパイ
ラルインダクタの小型化に支障が生じ、の方法では、
配線105の膜厚が薄くなるため抵抗増大による損失の
増大を招く。また、の方法では、フォトリソグラフィ
工程における解像度が悪くなり、レジストパターン形成
上問題となる。
However, in the method (1), there is a problem in downsizing the planar spiral inductor.
Since the thickness of the wiring 105 is reduced, loss is increased due to an increase in resistance. Further, in the method (1), the resolution in the photolithography process is deteriorated, which causes a problem in forming a resist pattern.

【0018】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、フォトリソグラフィ工程における解
像度の問題や配線抵抗の増大を伴うことなくサイズの小
型化を実現できる平面スパイラルインダクタおよびその
製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a planar spiral inductor capable of realizing size reduction without a problem of resolution in a photolithography process and an increase in wiring resistance, and a manufacturing method thereof. It is to provide a method.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の平面スパ
イラルインダクタは、基板上の絶縁層の上に形成された
第1の配線と、第1の配線を覆う層間絶縁膜の上に形成
されたスパイラル状の第2の配線と、第1の配線と第2
の配線との交差部分における両配線間に形成された中空
部とを備え、第1の配線と第2の配線との交差部分が、
基板または絶縁層に形成された凹部の内部に位置するよ
うに構成したものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a planar spiral inductor formed on a first wiring formed on an insulating layer on a substrate and on an interlayer insulating film covering the first wiring. Spiral second wiring, the first wiring and the second wiring
And a hollow portion formed between the two wirings at the intersection with the first wiring, and the intersection between the first wiring and the second wiring is
It is configured to be located inside a recess formed in the substrate or the insulating layer.

【0020】請求項2記載の平面スパイラルインダクタ
の製造方法は、基板表面の一部に凹部を形成する工程
と、基板上に凹部をも覆うようにして絶縁層を形成する
工程と、凹部内における絶縁層の上に、この凹部に沿っ
て延びる第1の配線を形成する工程と、第1の配線を覆
うようにして層間絶縁膜を形成する工程と、第1の配線
との交差部分に層間絶縁膜との間を隔てるための中空部
が形成されるようにして、層間絶縁膜上にスパイラル状
の第2の配線を形成する工程とを含んでいる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a planar spiral inductor, comprising the steps of: forming a concave portion on a part of a substrate surface; forming an insulating layer on the substrate so as to cover the concave portion; Forming a first wiring extending along the concave portion on the insulating layer, forming an interlayer insulating film so as to cover the first wiring, and forming an interlayer at an intersection with the first wiring. Forming a spiral second wiring on the interlayer insulating film so as to form a hollow portion for separating the insulating film from the insulating film.

【0021】請求項3記載の平面スパイラルインダクタ
の製造方法は、基板上に絶縁層を形成する工程と、絶縁
層の一部に凹部を形成する工程と、凹部内における絶縁
層の上に、この凹部に沿って延びる第1の配線を形成す
る工程と、第1の配線を覆うようにして層間絶縁膜を形
成する工程と、第1の配線との交差部分に層間絶縁膜と
の間を隔てるための中空部が形成されるようにして、層
間絶縁膜上にスパイラル状の第2の配線を形成する工程
とを含んでいる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a planar spiral inductor, comprising: forming an insulating layer on a substrate; forming a recess in a part of the insulating layer; Forming a first wiring extending along the concave portion, forming an interlayer insulating film so as to cover the first wiring, and separating the interlayer insulating film at an intersection with the first wiring Forming a spiral second wiring on the interlayer insulating film so that a hollow portion is formed.

【0022】本発明に係る平面スパイラルインダクタで
は、第1の配線と第2の配線との交差部分は、基板また
は絶縁層に形成された凹部の内部に位置しているため、
第2の配線の形成のために用いるめっきマスクとしての
レジスト膜が、この交差部分で他よりも薄くなることが
ない。したがって、めっき工程実施の際にめっきがめっ
きマスクを乗り越えて横方向に成長することがなく、隣
接配線間におけるショート発生を防止できる。同様に、
本発明に係る平面スパイラルインダクタの製造方法で
は、第1の配線と第2の配線との交差部分が基板または
絶縁層に形成された凹部の内部に形成されるため、めっ
き工程実施の際の横方向のめっき成長を防止でき、隣接
配線間におけるショート発生を防止できる。
In the planar spiral inductor according to the present invention, since the intersection of the first wiring and the second wiring is located inside the recess formed in the substrate or the insulating layer,
The resist film as a plating mask used for forming the second wiring does not become thinner at the intersection than the others. Therefore, when the plating step is performed, the plating does not grow over the plating mask in the lateral direction, and short-circuiting between adjacent wirings can be prevented. Similarly,
In the method for manufacturing a planar spiral inductor according to the present invention, since the intersection of the first wiring and the second wiring is formed inside the concave portion formed in the substrate or the insulating layer, the horizontal wiring during the plating step is performed. It is possible to prevent the plating growth in the direction, and to prevent the occurrence of a short circuit between adjacent wirings.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は本発明の一実施の形態に係る平面ス
パイラルインダクタの構造を表すものである。ここで、
図1は平面構造を表し、図2は図1におけるA−A′断
面を表すものである。これらの図に示したように、半導
体基板11上には絶縁膜12が形成されており、この絶
縁膜12に所定の深さおよび幅を有する凹部23が形成
されている。この凹部23の中央部における絶縁膜12
上には、直線状にパターニングされた第1層目の配線1
3が形成されている。この配線13は、他の部分と共に
は層間絶縁膜14によって覆われ、さらにこの上にスパ
イラル状にパターニングされた下地層20および第2層
目の配線15が形成されている。配線13の一端部は、
コンタクトホール16を通して配線15のスパイラル中
心側端部と接続され、他端部は、図示しないIC内回路
素子と接続されている。配線15のスパイラル最外部端
もまた、図示しないIC内回路素子と接続されている。
FIG. 1 shows a structure of a planar spiral inductor according to an embodiment of the present invention. here,
FIG. 1 shows a planar structure, and FIG. 2 shows a cross section taken along line AA 'in FIG. As shown in these figures, an insulating film 12 is formed on a semiconductor substrate 11, and a concave portion 23 having a predetermined depth and width is formed in the insulating film 12. The insulating film 12 at the center of the recess 23
On the top, a first-layer wiring 1 that is linearly patterned
3 are formed. The wiring 13 is covered with an interlayer insulating film 14 together with the other parts, and further, an underlying layer 20 and a second-layer wiring 15 patterned in a spiral shape are formed thereon. One end of the wiring 13
The wiring 15 is connected to the spiral center side end of the wiring 15 through the contact hole 16, and the other end is connected to an IC circuit element (not shown). The spiral outermost end of the wiring 15 is also connected to a not-shown circuit element in the IC.

【0025】図2に示したように、配線13と配線15
との交差領域はすべて凹部23内に位置しており、この
交差領域における層間絶縁膜14と配線15との間には
中空部17が形成されている。このような構造により、
配線15は配線13との間に層間絶縁膜14を直接挟み
込むことがなく、配線13と配線15との間の寄生容量
を減らすことができるようになっている。
As shown in FIG. 2, as shown in FIG.
Are all located within the concave portion 23, and a hollow portion 17 is formed between the interlayer insulating film 14 and the wiring 15 in this intersection region. With such a structure,
The wiring 15 does not directly sandwich the interlayer insulating film 14 between the wiring 15 and the wiring 13, so that the parasitic capacitance between the wiring 13 and the wiring 15 can be reduced.

【0026】凹部23の深さは、第1層目の配線13お
よび層間絶縁膜14の膜厚と中空部17の厚さとの和と
略等しくなっており、第2層目の配線15の形成のため
のめっきプロセスの下地となる下地層20を蒸着する段
階において、第1層目の配線13上に形成する中空部形
成用レジストパターンの頂部が凹部23から突出しない
ようになっている。したがって、凹部23の深さを、第
1層目の配線13および層間絶縁膜14の膜厚と中空部
17の厚さとの和より深くしても差し支えない。
The depth of the concave portion 23 is substantially equal to the sum of the thickness of the first-layer wiring 13 and the interlayer insulating film 14 and the thickness of the hollow portion 17. In the step of depositing the base layer 20 serving as the base of the plating process for the first step, the top of the hollow portion forming resist pattern formed on the first-layer wiring 13 does not project from the recess 23. Therefore, the depth of the concave portion 23 may be greater than the sum of the thickness of the first-layer wiring 13 and the interlayer insulating film 14 and the thickness of the hollow portion 17.

【0027】次に、図3ないし図5を参照して、このよ
うな構造の平面スパイラルインダクタの製造工程を説明
する。このうち、図4(c)は図1におけるB−B′断
面を表し、他はA−A′断面を表している。
Next, a manufacturing process of the planar spiral inductor having such a structure will be described with reference to FIGS. 4 (c) shows a section taken along line BB 'in FIG. 1, and the other section shows a section taken along line AA'.

【0028】まず、図3(a)に示したように、GaA
s等からなる半導体基板11上に、CVD法によって窒
化シリコン膜(Si3 4 )やシリコン酸化膜(SiO
2 )等からなる絶縁膜12を形成する。この絶縁膜12
は、例えば1.8μm程度の膜厚とする。
First, as shown in FIG.
A silicon nitride film (Si 3 N 4 ) or a silicon oxide film (SiO 2 )
2 ) An insulating film 12 is formed. This insulating film 12
Has a thickness of, for example, about 1.8 μm.

【0029】次に、同図に示したように、フォトリソグ
ラフィ工程およびエッチング工程により、後工程で第1
層目の配線を形成する部分の絶縁膜12に凹部23を形
成する。ここで、凹部23の深さは、後の各工程で形成
される第1層目の配線13および層間絶縁膜14の膜厚
と中空部17(レジストパターン19)の厚さとの和よ
りも深くするのが好適であり、例えば1.5μm程度と
する。また、凹部23の幅は例えば10μm程度とす
る。
Next, as shown in FIG. 3, a first step is performed in a subsequent step by a photolithography step and an etching step.
A concave portion 23 is formed in a portion of the insulating film 12 where a wiring layer is formed. Here, the depth of the concave portion 23 is deeper than the sum of the thickness of the first-layer wiring 13 and the interlayer insulating film 14 and the thickness of the hollow portion 17 (resist pattern 19) formed in each of the subsequent steps. Preferably, the thickness is, for example, about 1.5 μm. The width of the recess 23 is, for example, about 10 μm.

【0030】次に、同図(b)に示したように、絶縁膜
12上に、第1層目の配線層を蒸着したのち、フォトリ
ソグラフィ工程およびエッチング工程により、第1層目
の配線層を直線状にパターニングし、第1層目の配線1
3を形成する。この配線13は、例えばチタン(T
i)、プラチナ(Pt)および金(Au)の積層構造で
形成し、その膜厚は例えば500nm程度とする。
Next, as shown in FIG. 2B, after the first wiring layer is deposited on the insulating film 12, the first wiring layer is formed by a photolithography step and an etching step. Are linearly patterned to form a first layer wiring 1
Form 3 This wiring 13 is made of, for example, titanium (T
i), a layered structure of platinum (Pt) and gold (Au), and the film thickness is, for example, about 500 nm.

【0031】次に、同図(c)に示したように、窒化シ
リコン膜やシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜14を
CVD法により全面に形成したのち、フォトリソグラフ
ィ工程およびエッチング工程により、スパイラル構造が
形成される中心部にコンタクトホール16(図1)を形
成する。
Next, as shown in FIG. 1C, after an interlayer insulating film 14 made of a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed on the entire surface by a CVD method, a spiral is formed by a photolithography step and an etching step. A contact hole 16 (FIG. 1) is formed at the center where the structure is formed.

【0032】次に、図4(a)に示したように、層間絶
縁膜14上にレジスト膜を形成したのち、これをフォト
リソグラフィ工程によってパターニングし、第1層目の
配線13上の層間絶縁膜14を覆うようにして中空部形
成用のレジストパターン19を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, after a resist film is formed on the interlayer insulating film 14, the resist film is patterned by a photolithography process to form an interlayer insulating film on the first wiring 13. A resist pattern 19 for forming a hollow portion is formed so as to cover the film 14.

【0033】次に、図4(b)に示したように、後工程
で形成する第2層目の配線層の下地となる下地層20を
蒸着によって全面に形成する。この下地層20は、例え
ばチタン(Ti)および金(Au)の積層構造とし、そ
の膜厚はそれぞれ例えば20nm、200nm程度とす
る。
Next, as shown in FIG. 4B, a base layer 20 serving as a base of a second wiring layer formed in a later step is formed on the entire surface by vapor deposition. The underlayer 20 has a laminated structure of, for example, titanium (Ti) and gold (Au), and its film thickness is, for example, about 20 nm and about 200 nm, respectively.

【0034】次に、同図(c)に示したように、全面に
4〜5μmという厚いレジスト膜を形成したのち、フォ
トリソグラフィ工程によって、第2層目の配線のめっき
マスクとしてのレジストパターン21を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, after forming a thick resist film of 4 to 5 μm on the entire surface, a resist pattern 21 as a plating mask for the second-layer wiring is formed by a photolithography process. To form

【0035】次に、図5に示したように、金めっき処理
によって下地層20をめっき成長させ、レジストパター
ン21の開口領域に選択的に第2層目の配線15を形成
する。この配線15は、抵抗による損失の低減のため、
4〜5μm程度という厚膜とする。その後、同図に示し
たように、レジストパターン19およびレジストパター
ン21を剥離すると共に、第2層目の配線15以外の領
域の下地層20をエッチングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 5, the underlayer 20 is plated and grown by gold plating, and the second-layer wiring 15 is selectively formed in the opening region of the resist pattern 21. This wiring 15 is used to reduce loss due to resistance.
The thickness is about 4 to 5 μm. After that, as shown in the figure, the resist pattern 19 and the resist pattern 21 are peeled off, and the underlying layer 20 in a region other than the second-layer wiring 15 is removed by etching.

【0036】以上のプロセスにより、平面スパイラルイ
ンダクタの形成が完了する。ここで、第1層目の配線1
3と第2層目の配線15との交差部分には、レジストパ
ターン19が除去されることによって中空部17が形成
され、この部分で配線13および配線15が層間絶縁膜
14を直接挟み込むことがないため、配線間の寄生容量
が低減される。
With the above process, the formation of the planar spiral inductor is completed. Here, the first layer wiring 1
A hollow portion 17 is formed by removing the resist pattern 19 at the intersection of the third layer and the second-layer wiring 15, and the wiring 13 and the wiring 15 can directly sandwich the interlayer insulating film 14 at this portion. Therefore, the parasitic capacitance between wirings is reduced.

【0037】また、第1層目の配線13と第2層目の配
線15との交差部分は凹部23の内部にあるため、金め
っきのマスクとなるレジストパターン21の膜厚が、こ
の交差部分において他よりも薄くなることがない。この
ため、金めっき(すなわち、第2層目の配線15)の膜
厚をレジストパターン21と同程度の膜厚にまで成長さ
せたとしても、金めっきがレジストパターン21の上部
にはみ出して横方向に成長することはない。したがっ
て、第2層目の配線15の膜厚を特に薄くしたり、この
配線15間のスペースを特に大きくする必要がなくな
り、配線抵抗による損失の増大を伴うことなく、素子サ
イズを小型化することができる。また、レジストパター
ン21の膜厚にしても、従来の膜厚(4〜5μm)より
厚くする必要がないので、フォトリソグラフィ工程にお
ける解像度に支障が生ずることもない。
Since the intersection of the first-layer wiring 13 and the second-layer wiring 15 is inside the recess 23, the thickness of the resist pattern 21 serving as a mask for gold plating is reduced to the intersection. Does not become thinner than others. For this reason, even if the thickness of the gold plating (that is, the second-layer wiring 15) is grown to the same thickness as the resist pattern 21, the gold plating protrudes above the resist pattern 21 and extends in the lateral direction. Will not grow. Therefore, it is not necessary to particularly reduce the thickness of the second-layer wiring 15 or to particularly increase the space between the wirings 15, and to reduce the element size without increasing loss due to wiring resistance. Can be. In addition, the thickness of the resist pattern 21 does not need to be larger than the conventional thickness (4 to 5 μm), so that the resolution in the photolithography process is not affected.

【0038】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0039】図6は本発明の他の実施の形態に係る平面
スパイラルインダクタの断面構造を表すもので、上記実
施の形態における図2に対応するものである。この図
で、図2と同一構成部分には同一符号を付して、適宜説
明を省略する。
FIG. 6 shows a sectional structure of a planar spiral inductor according to another embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 2 in the above embodiment. In this figure, the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description will be appropriately omitted.

【0040】上記の実施の形態では絶縁膜12に凹部2
3を形成しているのに対し、本実施の形態では半導体基
板11に凹部24を形成する。この凹部24によって、
第1層目の配線13と第2層目の配線15との交差部分
におけるレジストパターン21の膜厚が薄くなるのを防
止するようにしている。なお、その他の構成は図2と同
様である。
In the above embodiment, the concave portion 2 is formed in the insulating film 12.
In this embodiment, the recess 24 is formed in the semiconductor substrate 11, while the recess 3 is formed. With this concave portion 24,
The thickness of the resist pattern 21 at the intersection of the first-layer wiring 13 and the second-layer wiring 15 is prevented from being reduced. Other configurations are the same as those in FIG.

【0041】次に、このような構造の平面スパイラルイ
ンダクタの製造工程を説明する。本実施の形態では、ま
ず、図7に示したように、GaAs等の半導体基板11
に、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程によ
って凹部24を形成する。この凹部24の深さは上記実
施の形態における凹部23と同程度とする。次に、同図
に示したように、凹部24の底部における絶縁膜12上
に第1層目の配線13を形成する。これ以降の各工程は
上記実施の形態(図3〜図5)と同様であるので、その
説明は省略する。
Next, a manufacturing process of the planar spiral inductor having such a structure will be described. In this embodiment, first, as shown in FIG.
Then, a concave portion 24 is formed by a photolithography process and an etching process. The depth of the recess 24 is substantially the same as the depth of the recess 23 in the above embodiment. Next, as shown in the figure, the first-layer wiring 13 is formed on the insulating film 12 at the bottom of the concave portion 24. Since the subsequent steps are the same as those in the above-described embodiment (FIGS. 3 to 5), the description thereof is omitted.

【0042】本実施の形態においても、金めっき(すな
わち、第2層目の配線15)の膜厚をレジストパターン
21と同程度の膜厚にまで成長させたとしても、金めっ
きがレジストパターン21の上部にはみ出して横方向に
成長することはないため、第2層目の配線15の膜厚を
特に薄くしたり、この配線15間のスペースを特に大き
くすることなく配線間ショートの発生を防止できる。し
たがって、配線抵抗による損失の増大の防止、素子サイ
ズを小型化、フォトリソグラフィ工程における解像度問
題の解消等が可能となる。
In the present embodiment, even if the thickness of the gold plating (that is, the second-layer wiring 15) is grown to a thickness similar to that of the resist pattern 21, the gold plating is Does not protrude above the top of the wiring and does not grow in the horizontal direction. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a short circuit between the wirings without particularly reducing the thickness of the second-layer wiring 15 or increasing the space between the wirings 15. it can. Therefore, it is possible to prevent an increase in loss due to wiring resistance, to reduce the element size, to eliminate the resolution problem in the photolithography process, and the like.

【0043】以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発
明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れるものではなく、その均等の範囲で種々変形可能であ
る。例えば、半導体基板11はGaAs基板には限ら
ず、シリコン基板としてもよい。また、第2層目の配線
は金めっきには限らず、他のめっき(例えば銅、ニッケ
ル、銀、亜鉛、すず、クロム)でもよい。
As described above, the present invention has been described with reference to some embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be variously modified within an equivalent range. For example, the semiconductor substrate 11 is not limited to a GaAs substrate, but may be a silicon substrate. The wiring of the second layer is not limited to gold plating, but may be another plating (for example, copper, nickel, silver, zinc, tin, or chromium).

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る平面
スパイラルインダクタおよびその製造方法によれば、第
1の配線と第2の配線との交差部分が基板または絶縁層
に形成された凹部の内部に位置するようにしているた
め、第2の配線の形成に用いるめっきマスクとしてのレ
ジスト膜が、この交差部分で他よりも薄くなることがな
い。このため、めっき工程実施の際にめっきがめっきマ
スクを乗り越えて横方向に成長することがなく、隣接配
線間におけるショート発生を防止できる。したがって、
第2の配線の膜厚を特に薄くしたり、その配線間スペー
スを特に大きくする必要がなく、配線抵抗による損失の
増大を伴わずに素子サイズを小型化することができると
いう効果がある。また、第2の配線の形成に用いるレジ
スト膜の膜厚を過度に厚くしなくともめっきの横方向の
成長を防ぐことができるので、フォトリソグラフィ工程
における解像度が良好になるという効果もある。
As described above, according to the planar spiral inductor and the method of manufacturing the same according to the present invention, the intersection between the first wiring and the second wiring is formed in the recess formed in the substrate or the insulating layer. Since it is located inside, the resist film as a plating mask used for forming the second wiring does not become thinner at the intersection than at the other portions. Therefore, the plating does not grow over the plating mask in the lateral direction when performing the plating step, and short-circuiting between adjacent wirings can be prevented. Therefore,
There is no need to make the thickness of the second wiring particularly thin or to make the space between the wirings particularly large, and it is possible to reduce the element size without increasing the loss due to the wiring resistance. Further, since the growth of the plating in the lateral direction can be prevented without excessively increasing the thickness of the resist film used for forming the second wiring, there is an effect that the resolution in the photolithography process is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る平面スパイラルイ
ンダクタの構造を表す平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating a structure of a planar spiral inductor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した平面スパイラルインダクタの要部
構造を表す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a main part structure of the planar spiral inductor illustrated in FIG.

【図3】この平面スパイラルインダクタの製造工程の一
部を表す要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view showing a part of a manufacturing process of the planar spiral inductor.

【図4】図3に続く製造工程を表す要部断面図である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 3;

【図5】図4に続く製造工程を表す要部断面図である。5 is a fragmentary cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 4;

【図6】本発明の他の実施の形態に係る平面スパイラル
インダクタの要部構造を表す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a main structure of a planar spiral inductor according to another embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した平面スパイラルインダクタの製造
工程の一部を表す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating a part of a manufacturing process of the planar spiral inductor illustrated in FIG.

【図8】従来の平面スパイラルインダクタの構造を表す
平面図である。
FIG. 8 is a plan view illustrating a structure of a conventional planar spiral inductor.

【図9】従来の平面スパイラルインダクタの要部構造を
表す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a main structure of a conventional planar spiral inductor.

【図10】従来の平面スパイラルインダクタの製造工程
の一部を表す要部断面図である。
FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view showing a part of a manufacturing process of a conventional planar spiral inductor.

【図11】図10に続く製造工程を表す要部断面図であ
る。
11 is a fragmentary cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 10;

【図12】図11に続く製造工程を表す要部断面図であ
る。
12 is a fragmentary cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 11;

【図13】従来の平面スパイラルインダクタにおける配
線間ショート状態を表す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a short-circuit state between wires in a conventional planar spiral inductor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…半導体基板、12…絶縁膜、13…(第1層目
の)配線、14…層間絶縁膜、15…(第2層目の)配
線、17…中空部、19…レジストパターン(中空部形
成用)、20…下地層、21…レジストパターン(めっ
き成長マスク)、23,24…凹部
11: semiconductor substrate, 12: insulating film, 13: (first layer) wiring, 14: interlayer insulating film, 15: (second layer) wiring, 17: hollow portion, 19: resist pattern (hollow portion) 20) Underlayer, 21 ... Resist pattern (plating growth mask), 23, 24 ... recess

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の絶縁層の上に形成された第1の
配線と、 この第1の配線を覆う層間絶縁膜の上に形成されたスパ
イラル状の第2の配線と、 前記第1の配線と第2の配線との交差部分における両配
線間に形成された中空部とを備え、 前記第1の配線と第2の配線との交差部分は、前記基板
または前記絶縁層に形成された凹部の内部に位置してい
ることを特徴とする平面スパイラルインダクタ。
A first wiring formed on an insulating layer on the substrate; a second spiral wiring formed on an interlayer insulating film covering the first wiring; And a hollow portion formed between the two wirings at the intersection of the first wiring and the second wiring, and the intersection of the first wiring and the second wiring is formed on the substrate or the insulating layer. A planar spiral inductor, wherein the planar spiral inductor is located inside a concave portion.
【請求項2】 基板表面の一部に凹部を形成する工程
と、 前記基板上に前記凹部をも覆うようにして絶縁層を形成
する工程と、 前記凹部内における絶縁層の上に、この凹部に沿って延
びる第1の配線を形成する工程と、 前記第1の配線を覆うようにして層間絶縁膜を形成する
工程と、 前記第1の配線との交差部分に前記層間絶縁膜との間を
隔てるための中空部が形成されるようにして、前記層間
絶縁膜上にスパイラル状の第2の配線を形成する工程と
を含むことを特徴とする平面スパイラルインダクタの製
造方法。
2. a step of forming a recess in a part of the surface of the substrate; a step of forming an insulating layer on the substrate so as to cover the recess as well; Forming a first wiring extending along the first wiring; forming an interlayer insulating film so as to cover the first wiring; and intersecting the first wiring with the interlayer insulating film at an intersection with the first wiring. Forming a spiral second wiring on the interlayer insulating film so as to form a hollow portion for isolating the planar spiral inductor.
【請求項3】 基板上に絶縁層を形成する工程と、 前記絶縁層の一部に凹部を形成する工程と、 前記凹部内における絶縁層の上に、この凹部に沿って延
びる第1の配線を形成する工程と、 前記第1の配線を覆うようにして層間絶縁膜を形成する
工程と、 前記第1の配線との交差部分に前記層間絶縁膜との間を
隔てるための中空部が形成されるようにして、前記層間
絶縁膜上にスパイラル状の第2の配線を形成する工程と
を含むことを特徴とする平面スパイラルインダクタの製
造方法。
A step of forming an insulating layer on the substrate; a step of forming a recess in a part of the insulating layer; and a first wiring extending along the recess on the insulating layer in the recess. Forming an interlayer insulating film so as to cover the first wiring; and forming a hollow portion at an intersection with the first wiring to separate the interlayer insulating film from the first wiring. Forming a spiral second wiring on the interlayer insulating film in the above manner.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030721B2 (en) * 2002-04-25 2006-04-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha High frequency apparatus for transmitting or processing high frequency signal
US20220148793A1 (en) * 2018-01-12 2022-05-12 Cyntec Co., Ltd. Electronic Device and the Method to Make the Same

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