JPS60224244A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS60224244A
JPS60224244A JP7856484A JP7856484A JPS60224244A JP S60224244 A JPS60224244 A JP S60224244A JP 7856484 A JP7856484 A JP 7856484A JP 7856484 A JP7856484 A JP 7856484A JP S60224244 A JPS60224244 A JP S60224244A
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JP
Japan
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layer
wiring
aluminum
film
interlayer insulating
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Pending
Application number
JP7856484A
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English (en)
Inventor
Takao Kishi
岸 隆雄
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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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】 〔技術分野〕 本発明は多層配線構造を有する半導体装置に関。
し、主として高周波用リニア(半導体集積回路装置)を
対象とする。
〔背景技術〕
I C−?L 8 I等の半導体装置において、1チツ
プあたりの素子数が増大するに伴い、素子間な接続する
アルミニウム配線は一層構造では無理となり、2層以上
の多層構造が採用されている。この2層以上の配線間に
は層間絶縁膜として、従来はシリコン酸化物やリンを含
むガラス等の無機絶縁材が使われていたが、厚膜に形成
した場合に熱歪を生じゃすく又、多層に形成すると配線
による表面段差が甚しくなった。このような無機絶縁膜
に代って低温処理でき、表面の平坦性を確保できる有機
絶縁膜が使われ、特に本発明者により開発された高耐熱
性のポリイミド系高分子樹脂を眉間絶縁膜に用いた配線
構造が採用されている。←特公昭57−36759号公
報参照) このポリイミド系樹脂、たとえば芳香族ジアミンと、芳
香族テトラカルボン酸二無水物とを反応して得られる重
合物からなるポリイミド樹脂を配線基板上に層間絶縁膜
として形成する場合、ポリイミド樹脂のプレポリマー溶
液を配線の形成された基板表面にスピンナ塗布したのち
、溶媒成分を蒸発させ、200〜300℃で熱処理して
重合硬化させて被膜を形成する。
第1図はポリイミド樹脂を眉間膜に使用した2層配線の
一例を示す断面図である。
lはシリコン結晶基板、2は表面酸化膜(Sift膜)
である。3は第1層アルミニウム配線で厚さd、が1.
75μm程度とする。4#′i、ボリイきド樹脂からな
る眉間膜で厚さdlは3.75μm程度である。5は第
2層アルきニウム配線で層間膜4上に形成され、その一
部にあけられたスルーホール6を通じて第1層アルミニ
ウム配線3に接続する。
このような2層配線構造忙おいて層間膜4は前記したよ
うにスピンナ塗布されて全面が平坦化しているため、第
1層アルミニウム配線3の上の層間膜の厚さd3は1.
0〜2.5μmときわめて薄い被膜となり、この上に第
2層アルミニウム配線5が形成されていると、配線間容
量が大きくなる。
このように配線間容量が大きいと配線間でりpストーク
や発振遅延を生じやすく、高周波用リニアICには不適
合とされていたことがわかった。
〔発明の目的〕
本発明は上記問題を解決したものである。したかって本
発明の一つの目的は高周波用リニアICでアルミニウム
配線の2層以上の多層構造を実現するとと忙ある。
本発明の他の目的はICチップサイズの縮小化にある。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、
半導体基板上に第1層乃至第3層以上の配線層と層間の
絶縁膜とが交互に形成された多層配線構造において上記
多層の配線層のうち第1層と第3層ではさまれた第2層
配線層は少なくとも上下の配線層の重なり合う部分に存
在するとともに接地電位に接続されたことを特徴とする
ものであり、これ忙より上記第2層配線がシールドとな
って第1層第3層の配線間つクロストークや発振を防ぐ
ことができ発明の目的を達成するものである。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示すものであって、第1図
に対応する多層配線構造を有する半導体装置の縦断面図
である。同図において第1図を共通の構成部分には同じ
指示番号記号が附しである。
3 (3a、3b、3c)は第1層アルミニウム配線で
このうち3aは接地電位(GND)に接続されている。
4aはポリイミド樹脂よりなる第1層間膜、7は第2層
アルミニウム配線、4bはポリイミド膜よりなる第2層
間膜、8は第3層アルミニウム配線でポリイミド膜にあ
けたスルーホール6を通じ【第1層アルミニウム配線3
Cに接続される。
9はポリイミド膜からなるプロテクシ冒ン(保護用)膜
である。
上記第2層アルミニウム配線7は第10図のパターン図
(平面図)に示すようにスルーホール部分6以外の全面
に形成されるか、あるいは第9図。
のパターン図に示されるように少なくとも第1層アルミ
ニウム配線3bと第3層アルミニウム配線8と重なり合
5部位のみに形成されている。
第3図乃至第8図は本発明による多層配線構造(第2図
に対応する)を有する半導体装置の製造プルセスを示す
工程断面図である。
以下各工程に従って説明する。
(1) 第3図に示すようにシリコン結晶基板1を用意
し、この基板1の主面に図示されない半導体素子を形成
し、その際忙形成された表面酸化膜2の上にアルミニウ
ムを蒸着(又はスパッタ)シ、パターニングエッチする
ことにより厚さd、=1.75μmの第1層アルミニウ
ム配線38〜3cを形成する。
このうち3aは接地電位(GND)に接続される配線で
ある。
(2) この上にポリイミド樹脂を塗布しd 、 = 
3.75P程度の被膜4aを形成する。この被膜4at
iポリイミド樹脂のプレポリマー溶液又は生型合物溶液
(たとえばN−メチール2−ピ四リドンもしくはN−N
−ジメチル−アセトアミドナトを溶液とする)を基体表
面にスピンナ塗布したのち、溶媒成分を蒸発させ、さら
に200〜300Cで熱処理して硬化させて被膜を形成
する。このあとホトレジストを用いてエッチして第4図
に示すようにス#−ホー、A/15 Bをあけ、第1層
アルミニウム配線3aを露出する。
(31次いでアルミニウムを全面に蒸発し厚さd4=0
.5〜1.0μm程度の(第2層)アルミニウム膜7を
シールド用として形成する。このアルミニウム膜7は第
5図に示すようにスルーホール6aを通して第1層アル
ミニウム配線の一部3aに接続される。この後バターニ
ングエッチ処理して不要部分たとえば第1層アルミニウ
ム配線3Cの上の部分(一部)7aを除去する。
(41第6図に示すように全面にポリイミド樹脂を塗布
し、熱処理し厚さd、=0.5〜1.0μm程度の第2
の被膜4bを形成する。このポリイミド樹脂の形成は工
程(2)の場合と同様の方法により形成する。
(5)ホトレジストを用いてエッチし第7図に示すよう
にポリイミド樹脂被膜4a、4bを通してスA/ + 
ホ+ /l/ 6 bをあけ第1層アルミニウム配置1
3cを露出する。この場合スルーホール6bによって第
2層アルミニウム(7)が露出しないようにすることが
必要でる。
(6)アルミニウムを蒸着しバターニングエッチするこ
とにより第8図に示すように第3層アルミニウム配Iw
8を形成する。この第3層アルミニウム配線8は第1層
アルミニウム配#3Cに接続される。このあとポリイミ
ドを全面に塗布、熱処理することにより第2図に示され
る多層配線構造が得られる。
〔効果〕
以上実施例で述べた本発明によれば下記のように効果が
もたらされる。
+11 第1層アルミニウム配線と第3層アルミニウム
配線との間に第2層アルミニウム膜7を介在゛させてこ
れを接地電位に接続することにより層間絶縁膜4a、4
bにおける寄生容量によるクロストークが第2層アルミ
ニウム膜(配線)を通じて接地側におとされ1発振がな
くなり、又他の信号ラインへの信号の「飛び付き」を防
止することができる。
(2)上記(1)によりアルミニウム2層配線における
層間絶縁膜の薄さによる奇生容量を防止でき、アルミニ
ウム1層配線の場合に占められていた無効領域をなくす
ことができチップサイズの縮小化(例えば10〜20%
程度の縮小)及び高集積化が可能となる。
(3) 特に高周波用リニアICEおけるアルミニウム
配線の2層化あるいF12層以上の構造を可能とする。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、第2層のア
ルミニウム配線膜の一部を接地電位から切りけなして配
線として使用し、実質的に一部で3層配線構造とするこ
とができる。
なお、実施例で述べたアルミニウム配線は純粋のアルミ
ニウムを用いるもの以外にチタン、白金。
ニッケル等の他の金属を含有したものあるいはこれらな
積層したものを使用しても差支えない。
〔利用分野〕
本発明は特に高周波リニアIC全般に適用した場合に有
効である。
以上の発明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の電極の
形成技術に適用した場合について説明したが、それに限
定されずたとえば、配線基板における電極形成技術など
Kも適用できるものである。
本発明は少なくともポリイミド樹脂を層間絶縁膜に使用
した多層配線構造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は2層配線構造の一例な示す縦断面図である。 第2図は本発明の一実施例な示すものであって多層配線
構造の縦断面図である。 第3図乃至第8図は本発明の一実施例であって多層配線
構造な有する半導体装置の製造プロセスの工程断面図で
ある。 第9図および第1O図は本発明の一実施例である第2図
に示した多層配線構造に対応する平面図(パターン図)
である。 l・・・基板、2・・・表面酸化膜、3・・・第1層(
下層)アルミニウム配線、4・・・層間絶縁膜(ポリイ
ミド樹脂)、5・・・第2層(上層)アルミニウム配線
。 6・・・スルーホーlL/、7・・・第2層(中層)ア
ルミニウム膜、8・・・第3層(上層)アルミニウム配
線、9・・・プロテクション膜(ポリイミド樹WfI)
。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図 第 5 図 第 6 図 第 7 図 第 8 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に第1層乃至第2層以上の配線層と層
    間絶縁膜とが交互に積層して形成された多層配線構造を
    有する半導体装置であって、上記多層の配線層のうち上
    下の配線層で挾まれた中の配線層は少なくとも上下の配
    線層の重なり合う部分に存在し、かつ、最低電位点に接
    続されていることを特電とする半導体装置。 2、上記層間絶縁膜はポリイミド系樹脂からなる特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置。
JP7856484A 1984-04-20 1984-04-20 半導体装置 Pending JPS60224244A (ja)

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