JPS63232353A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS63232353A
JPS63232353A JP6375287A JP6375287A JPS63232353A JP S63232353 A JPS63232353 A JP S63232353A JP 6375287 A JP6375287 A JP 6375287A JP 6375287 A JP6375287 A JP 6375287A JP S63232353 A JPS63232353 A JP S63232353A
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JP
Japan
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film
wiring
layer
oxide film
polycrystalline
Prior art date
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Application number
JP6375287A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Miyao
正信 宮尾
Kikuo Kusukawa
喜久雄 楠川
Masahiro Shigeniwa
昌弘 茂庭
Hidekazu Murakami
英一 村上
Yasuo Wada
恭雄 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS63232353A publication Critical patent/JPS63232353A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a crosstalk by surrounding part or all of a fine wire made of a conductor with an insulating film, enclosing the periphery of the film with a conductor, and using the wire disposed therein as a wiring. CONSTITUTION:The periphery of a signal line 20 made of a conductive layer is surrounded by an insulating film 30 and a shielding film 40 made of the conductive layer of metal or the like. Accordingly, even if a noise 50 is introduced into this region, it is shielded by the film 40 surrounding the line 20. That is, a coaxial cable wiring is formed in or on the semiconductor layer, and the wire inside is used as a signal line to reduce a crosstalk. The wiring and the shielding material are not limited to aluminum film, but may use Cu, W, Mo or silicide material.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子及び三次元構造の半導体素子の製造
方法に係わり、特にクロス・トークを低減した高密度な
立体多層配線に好適な配線技術に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device with a three-dimensional structure, and in particular to a wiring technology suitable for high-density three-dimensional multilayer wiring that reduces cross talk. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

シールド型配線の基本プロセスは信号線(金属。 The basic process of shielded wiring is signal wire (metal).

多結晶半導体、単結晶半導体)を絶縁膜で囲い、その後
頁にこれらの領域を金属又は低抵抗半導体で囲む処にあ
る。単結晶半導体を絶縁膜で囲い込む技術の一つに関し
ては、第47回応用物理学会(1986年秋季)学術講
演会予稿、28P−N−4、において論じられている。
(polycrystalline semiconductor, single-crystalline semiconductor) is surrounded by an insulating film, and on the next page, these regions are surrounded by metal or a low-resistance semiconductor. One technique for surrounding a single crystal semiconductor with an insulating film is discussed in the 47th Japan Society of Applied Physics (1986 Autumn) Academic Lecture Proceedings, 28P-N-4.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

三次元構造LSIは、従来一層であったLSI層を絶縁
膜を挟んで多層に積層するもので、各層に光センサ、論
理素子、メモリ等の回路や機能要素を配置する事により
従来の二次元LSIと比べ機能や集積度を飛躍的に向上
できるものと期待されている。
A three-dimensional structure LSI is a conventional two-dimensional LSI, in which the conventional single-layer LSI layer is stacked into multiple layers with an insulating film in between. It is expected that the functionality and degree of integration will be dramatically improved compared to LSI.

ここで、上記構造のLSIでは、各素子を電気的に接続
する信号線が各層の中を縦横に走り回っており、更には
これらの各層を接続する層間配線も存在する事になる。
Here, in the LSI having the above structure, signal lines that electrically connect each element run vertically and horizontally in each layer, and there are also interlayer wirings that connect these layers.

従って、ある一つの信号線に着目すると、その上下左右
には他の多くの信号線が位置する事になり、信号間の相
互干渉、即ちクロス・トークが問題となる0本発明の目
的は。
Therefore, when focusing on one signal line, many other signal lines are located above, below, to the left, to the right, and mutual interference between signals, that is, cross talk, becomes a problem.

このクロス・トークの問題を解決した新しい配線方法を
提供する所にある。
The purpose of this invention is to provide a new wiring method that solves this crosstalk problem.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的は各々の信号線を個別にシールドし他の信号
線からの信号又はノイズが混入しない様にする事により
達成される。これを第2図を用いて説明する。導電層か
ら成る信号線2oの周囲を絶縁膜30と金属等の導電層
から成るシールド膜40とご囲い込むならば、例えノイ
ズ50がこの領域に入ったとしても信号a20をとり囲
む金属薄膜40によりシールドされる事になる。言い換
えると第2図に示す様な同軸ケーブル状の配線を半導体
層内部又はその表面に作り込み、その内側の線を信号線
として用いればクロス・トークの問題点は解決される事
になる。
The above object is achieved by shielding each signal line individually to prevent signals or noise from other signal lines from being mixed in. This will be explained using FIG. If the signal line 2o made of a conductive layer is surrounded by an insulating film 30 and a shield film 40 made of a conductive layer of metal or the like, even if noise 50 enters this area, the metal thin film 40 surrounding the signal a20 will be removed. It will be shielded by. In other words, if a coaxial cable-like wiring as shown in FIG. 2 is built inside the semiconductor layer or on its surface, and the inner wire is used as a signal line, the problem of crosstalk can be solved.

Si半導体から成るLSIを例にとるならば、電気信号
の伝達される信号線及び電力等の供給される配線の材料
としては単結晶Si、多結晶Si及び金属並びにそれら
のシリサイド等の導電体を使う事ができる。又、他の配
線からの雑音となる信号をシールドする薄膜層の材料と
しては金属、多結晶Si等の導電体を用いる事が有効で
ある。
Taking an LSI made of a Si semiconductor as an example, conductors such as single crystal Si, polycrystalline Si, metals, and their silicides are used as materials for signal lines through which electrical signals are transmitted and wiring through which power is supplied. You can use it. Furthermore, it is effective to use a conductor such as metal or polycrystalline Si as a material for the thin film layer that shields signals that become noise from other wiring lines.

勿論、信号線等の配・線とシールド層とは互いに独立の
関係にあるから、上記の材料を組み合せる事により幾通
りかの配線を形成する事ができる。
Of course, since the wiring such as a signal line and the shield layer are independent from each other, several types of wiring can be formed by combining the above-mentioned materials.

そのプロセスは各々の組み合せについて異なるが、それ
らについては、以下の実施例を用いて説明する。
The process is different for each combination and is explained using the examples below.

〔実施例〕〔Example〕

(実施例1) 信号線及びシールド層が共に金属で形成されている場合
について先ず説明をする。
(Example 1) First, a case where both the signal line and the shield layer are formed of metal will be explained.

第1図に示すように、P型車結晶Si (100)基板
1上に通常の熱酸化法により厚さ0.4μmの酸化膜2
を形成した。この後、スパッタ法により0.1μm の
Afl膜12、PCVD法により0.4μmの酸化膜4
、スパッタ法により0.4μmのAQ膜13、さらにP
CVD法により0.4μmの酸化膜6を順次形成した。
As shown in FIG. 1, an oxide film 2 with a thickness of 0.4 μm is formed on a P-type wheel crystal Si (100) substrate 1 by a normal thermal oxidation method.
was formed. After this, a 0.1 μm Afl film 12 is formed by sputtering, and a 0.4 μm oxide film 4 is formed by PCVD.
, AQ film 13 of 0.4 μm by sputtering method, and P
Oxide films 6 having a thickness of 0.4 μm were successively formed by the CVD method.

次に配線となる部分に通常のホトレジストパターン7を
形成した(a)。
Next, a normal photoresist pattern 7 was formed on the portion that would become the wiring (a).

次に、このパターン7をマスクとして酸化膜6゜Aμ膜
13.および酸化膜4をドライエツチングし、その後パ
ターン7を除去した。さらにその上に、PCVD法によ
り0.4μmの酸化膜8を被着した(b)。
Next, using this pattern 7 as a mask, an oxide film 6° Aμ film 13. Then, the oxide film 4 was dry etched, and then the pattern 7 was removed. Furthermore, an oxide film 8 of 0.4 μm was deposited thereon by the PCVD method (b).

その後、スパッタエッチ法により酸化膜8を除去すると
パターンの側面のみ酸化膜8が残り。
Thereafter, when the oxide film 8 is removed by sputter etching, the oxide film 8 remains only on the side surfaces of the pattern.

AQ膜13の周囲を酸化膜で覆った構造となる。The structure is such that the periphery of the AQ film 13 is covered with an oxide film.

その上に、シールド用AQ膜14を被着した後、パター
ンの側面までを覆うホトレジストパターン10を形成し
、AQ膜(12と14)をエツチングした(c)。次に
ホトレジスト10を除去した。
After a shielding AQ film 14 was deposited thereon, a photoresist pattern 10 covering the side surfaces of the pattern was formed, and the AQ film (12 and 14) was etched (c). Next, the photoresist 10 was removed.

以上の工程によってAQ膜13の配線を酸化膜(4,6
および8)で絶縁し、その外周をAQ膜(12および1
4)で囲みシールドした構造が得られた。
Through the above steps, the wiring of the AQ film 13 is formed using an oxide film (4, 6
and 8), and its outer periphery is insulated with AQ film (12 and 1).
4) A shielded structure was obtained.

その後、厚さ1μmのPIQ (ポリイミド樹脂)膜を
被着し、眉間絶縁膜11を形成した。
Thereafter, a 1 μm thick PIQ (polyimide resin) film was deposited to form the glabellar insulating film 11.

この層間絶縁膜11上に、AQ膜12堆積から始まる上
記の工程を繰り返すことにより、2!rlのシールドさ
れた配線が形成された(d)、このシールドによって配
線間のノイズによる影響を遮断することが可能となった
By repeating the above steps starting from depositing the AQ film 12 on this interlayer insulating film 11, 2! A shielded wiring of rl was formed (d), and this shielding made it possible to block the influence of noise between the wirings.

さらに、上記層間絶縁膜11を繰り返し用いることによ
り配線に必要な層数(例えば10層)の形成が可能であ
る。
Further, by repeatedly using the interlayer insulating film 11, it is possible to form the required number of layers (for example, 10 layers) for wiring.

本実施例では、配線およびシールド材としてAQ膜を用
いたが、本発明はこれに限定されず、Cu、W、Moあ
るいは、シリサイド系材料であっても構わない。
In this embodiment, an AQ film is used as the wiring and the shielding material, but the present invention is not limited thereto, and Cu, W, Mo, or silicide-based materials may be used.

(実施例2) 信号線として金属膜を、シールド膜として多結晶Si膜
を用いた場合について次に説明をする。
(Example 2) Next, a case will be described in which a metal film is used as a signal line and a polycrystalline Si film is used as a shield film.

第3図に示すように、P型車結晶Si (100)基板
1上に通常の熱酸化法により厚さ0.4μmの酸化膜2
を形成した。この後、CVD法によりAsをドープした
厚さ0.1μmのシールド用多結晶Si膜21、PCv
D法により厚さ0.4ttrmの酸化膜4、スパッタ法
により0.4μmのW膜22、PCVD法により0.4
μm の酸化膜6を順次形成した1次に配線となる部分
に通常のホトレジストパターン7を形成した(a)。
As shown in FIG. 3, an oxide film 2 with a thickness of 0.4 μm is formed on a P-type wheel crystal Si (100) substrate 1 by a normal thermal oxidation method.
was formed. After that, a polycrystalline Si film 21 for shielding with a thickness of 0.1 μm doped with As by the CVD method, and a PCv
Oxide film 4 with a thickness of 0.4 ttrm was formed by the D method, W film 22 with a thickness of 0.4 μm by the sputtering method, and 0.4 ttrm by the PCVD method.
A normal photoresist pattern 7 was formed on the portion that will become the primary wiring after successively forming the oxide film 6 with a thickness of .mu.m (a).

次に、このパターン7をマスクとして酸化膜6、W膜2
2、および酸化膜4をドライエツチングし、その後パタ
ーン7を除去した。さらにその上に、PCVD法により
0.4μmの酸化膜8を被着した(b)。
Next, using this pattern 7 as a mask, the oxide film 6 and the W film 2 are
2 and the oxide film 4 were dry etched, and then the pattern 7 was removed. Furthermore, an oxide film 8 of 0.4 μm was deposited thereon by the PCVD method (b).

その後、スパッタエッチ法により酸化膜8を除去すると
パターンの側面のみ酸化膜8が残り、W膜22の周囲を
酸化膜で覆った構造となる。その上に、シールド用のA
sをドープした多結晶Si膜23を被着した後、パター
ンの側面までを覆うホトレジストパターン10を形成し
、多結晶Si膜(21と23)をエツチングした(C)
0次にホトレジスト10を除去した。
Thereafter, when the oxide film 8 is removed by sputter etching, the oxide film 8 remains only on the side surfaces of the pattern, resulting in a structure in which the periphery of the W film 22 is covered with an oxide film. On top of that, A for shield
After depositing the polycrystalline Si film 23 doped with s, a photoresist pattern 10 was formed that covered the sides of the pattern, and the polycrystalline Si film (21 and 23) was etched (C).
Next, the photoresist 10 was removed.

以上の工程によって、W膜22の配線を酸化膜(4,6
、および8)で絶縁し、その外周をドープした多結晶、
Si膜(21と23)で囲み、シールドした構造が出来
た。
Through the above steps, the wiring of the W film 22 is formed into an oxide film (4, 6
, and 8) a polycrystalline insulated with a doped outer periphery;
A shielded structure surrounded by Si films (21 and 23) was created.

その後、バイアススパッタ法によって1μmの5iOz
膜を堆積し、眉間絶縁膜11を形成した。
After that, 1μm of 5iOz was deposited by bias sputtering method.
A film was deposited to form a glabellar insulating film 11.

この層間絶縁膜11上に、多結晶Si膜21堆積から始
まる上記の工程を繰り返すことにより、2層のシールド
された配線が形成された(d)。
Two layers of shielded wiring were formed on this interlayer insulating film 11 by repeating the above steps starting from depositing the polycrystalline Si film 21 (d).

このシールドによって配線間のノイズによる影響を遮断
することが可能となった。
This shield made it possible to block the effects of noise between wiring lines.

さらに、上記層間絶縁膜11を繰り返し用いることによ
り配線に必要な暦数(例えば10層)の形成が可能であ
る。
Further, by repeatedly using the interlayer insulating film 11, it is possible to form the number of layers (for example, 10 layers) required for wiring.

本実施例では、配線材として、W膜を用いたが多結晶S
i膜の形成温度630℃以上の熱処理に耐え得る金属あ
るいはシリサイド系材料であってもよい、また、Asド
ープした多結晶Siに限らず、低抵抗化した多結晶Si
であれば上記実施例と同様の効果が得られる。
In this example, a W film was used as the wiring material, but polycrystalline S
It may be a metal or silicide-based material that can withstand heat treatment at an i-film formation temperature of 630°C or higher, and is not limited to As-doped polycrystalline Si, but may also include low-resistance polycrystalline Si.
In this case, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

(実施例3) 信号線及びシールド膜として共に多結晶Siを用いた場
合について説明をする。
(Example 3) A case where polycrystalline Si is used for both the signal line and the shield film will be described.

第4図に示すように、P型車結晶Si (100)基板
1上に通常の熱酸化法により厚さ0.4μmの酸化膜2
を形成した。この後、Asをドープした厚さ0.1μm
のシールド用多結晶シリコン膜31、厚さ0.4μmの
酸化膜4、さらにAsをドープした配線用多結晶シリコ
ン膜32、厚さ0.4μmの酸化膜6をCVD法により
順次形成した。次に配線となる部分に通常のホトレジス
タパターン7を形成した(a)。
As shown in FIG. 4, an oxide film 2 with a thickness of 0.4 μm is formed on a P-type wheel crystal Si (100) substrate 1 by a normal thermal oxidation method.
was formed. After this, a thickness of 0.1 μm doped with As
A shielding polycrystalline silicon film 31, a 0.4 μm thick oxide film 4, an As-doped wiring polycrystalline silicon film 32, and a 0.4 μm thick oxide film 6 were successively formed by CVD. Next, a normal photoresist pattern 7 was formed in the portion that would become the wiring (a).

次に、このパターン7をマスクとして酸化膜6、多結晶
シリコン膜32および酸化膜4をドライエツチングし、
その後パターン7を除去した。さらに、その上にCVD
法により0.4μmの酸化膜8を被着した(b)。
Next, using this pattern 7 as a mask, the oxide film 6, polycrystalline silicon film 32, and oxide film 4 are dry-etched.
Pattern 7 was then removed. Furthermore, on top of that, CVD
An oxide film 8 of 0.4 μm was deposited by the method (b).

その後、スパッタエッチ法により酸化膜8を除去すると
パターンの側面のみ酸化膜8が残り、多結晶シリコン3
2の周囲を酸化膜で被った構造となる。その上に、シー
ルド用多結晶シリコン膜33を被着した後、パターンの
側面までを被うホトレジストパターン10を形成し、多
結晶シリコン膜(31と33)をエツチングした(C)
After that, when the oxide film 8 is removed by sputter etching, the oxide film 8 remains only on the side surfaces of the pattern, and the polycrystalline silicon 3
2 is surrounded by an oxide film. After depositing a polycrystalline silicon film 33 for shielding thereon, a photoresist pattern 10 covering the sides of the pattern was formed, and the polycrystalline silicon films (31 and 33) were etched (C).
.

次に、ホトレジスト10を除去した1以上の工程によっ
てドープした多結晶シリコン膜32の信号線を酸化膜(
4,6および8)で絶縁し、その外周をドープした多結
晶シリコン膜(31および33)で囲み、シールドした
構造が出来た。
Next, the signal line of the doped polycrystalline silicon film 32 is formed using an oxide film (
4, 6, and 8), and its outer periphery was surrounded by a doped polycrystalline silicon film (31 and 33) to create a shielded structure.

その後、厚さ1.5μmのSOG膜を形成し。After that, a 1.5 μm thick SOG film was formed.

さらに2μmのレジスト膜を被着した後、スパッタ法に
より全面を2.5μmエツチング除去して層間絶縁膜1
1を形成した。このように平坦化した眉間絶縁膜11を
上記熱酸化膜2と見なして同様の工程を繰り返すことに
より、第3図dのごとく2層のシールドされた配線が形
成された(d)。
After further depositing a resist film of 2 μm, the entire surface was etched by 2.5 μm by sputtering to remove the interlayer insulating film 1.
1 was formed. By repeating the same process using the glabellar insulating film 11 thus flattened as the thermal oxide film 2, two layers of shielded wiring were formed as shown in FIG. 3(d).

このシールドによって配線間のノイズによる影響を遮断
することが可能となった。
This shield made it possible to block the effects of noise between wiring lines.

さらに、上記平坦化した層間絶縁膜11を繰り返し用い
ることにより配線に必要な暦数(例えば10層)の形成
が可能である。
Furthermore, by repeatedly using the planarized interlayer insulating film 11, it is possible to form the number of layers (for example, 10 layers) required for wiring.

本実施例では、電極およびシールド材としてAsをドー
プした多結晶シリコン膜を用いたが。
In this example, a polycrystalline silicon film doped with As was used as the electrode and the shield material.

本発明の効果はこれに限定されず、低抵抗化した多結晶
シリコン膜であれば同様の効果が得られる。
The effects of the present invention are not limited to this, and similar effects can be obtained if the polycrystalline silicon film has a lower resistance.

〈実施例4〉 信号線として多結晶Si、シールド膜として金属を用い
た実施例を説明する。
<Embodiment 4> An embodiment in which polycrystalline Si is used as the signal line and metal is used as the shield film will be described.

第5図に示すように、P型車結晶Si (100)基板
1上に通常の熱酸化法により厚さ0.4μmの酸化膜2
を形成した。この後、スパッタ法により0.1μmのタ
ングステン膜41、CVD法により0.4μmの酸化膜
4、Asをドープした厚さ0.4μmの多結晶シリコン
膜42.さらにCVD法により0.4μmの酸化膜6を
形成した。
As shown in FIG. 5, an oxide film 2 with a thickness of 0.4 μm is formed on a P-type wheel crystal Si (100) substrate 1 by a normal thermal oxidation method.
was formed. Thereafter, a 0.1 μm tungsten film 41 is formed by sputtering, a 0.4 μm oxide film 4 is formed by CVD, and a 0.4 μm thick polycrystalline silicon film 42 doped with As. Further, an oxide film 6 of 0.4 μm was formed by CVD method.

次に配線となる部分に通常のホトレジストパターン7を
形成した(a)。
Next, a normal photoresist pattern 7 was formed on the portion that would become the wiring (a).

次に、このパターン7をマスクとして酸化膜6゜多結晶
シリコン膜42および酸化膜4をCFa+Oz雰囲気中
でドライエツチングし、その後パターン7を除去した。
Next, using this pattern 7 as a mask, the oxide film 6° polycrystalline silicon film 42 and oxide film 4 were dry etched in a CFa+Oz atmosphere, and then pattern 7 was removed.

さらに、その上にCVD法により0.4μmの酸化膜8
を被着した(b)。
Furthermore, on top of that, a 0.4 μm oxide film 8 is formed using the CVD method.
(b).

その後、スパッタエッチ法により酸化膜8を除°去する
とパターンの側面のみ酸化膜8が残り、多結晶シリコン
42の周囲を酸化膜で被った構造となる。その上に、タ
ングステン膜43を被着し、さらにパターンの側面まで
を被うホトレジストパターン10を形成し、タングステ
ン膜(41と43)をエツチングした(C)。
Thereafter, when the oxide film 8 is removed by sputter etching, the oxide film 8 remains only on the side surfaces of the pattern, resulting in a structure in which the periphery of the polycrystalline silicon 42 is covered with an oxide film. A tungsten film 43 was deposited thereon, a photoresist pattern 10 covering the side surfaces of the pattern was formed, and the tungsten film (41 and 43) was etched (C).

次に、ホトレジスト10を除去した0以上の工程によっ
てドープした多結晶シリコン膜42の配線を酸化膜(4
,6および8)で絶縁し、その外周をタングステン膜(
41および43)で囲み、シールドした構造が出来た。
Next, the wiring of the doped polycrystalline silicon film 42 is replaced with an oxide film (4
, 6 and 8), and the outer periphery is covered with a tungsten film (
41 and 43), a shielded structure was created.

その後、厚さ1.5μmのSOG膜を形成し、さらに2
μmのレジスト膜を被着した後、スパッタ法により全面
を2.5μmエツチング除去して層間絶縁膜11を形成
した。このように平坦化した層間絶縁膜11を上記熱酸
化膜2と見なして同様の工程を繰り返すことにより、同
図(d)のごとく2層のシールドされた配線が形成され
た。このシールドによって配線間のノイズによる影響を
遮断することが可能となった。
After that, a 1.5 μm thick SOG film was formed, and 2
After a .mu.m thick resist film was deposited, the entire surface was etched away by 2.5 .mu.m by sputtering to form an interlayer insulating film 11. The interlayer insulating film 11 thus planarized was regarded as the thermal oxide film 2, and the same process was repeated to form a two-layer shielded wiring as shown in FIG. 3(d). This shield made it possible to block the effects of noise between wiring lines.

さらに、上記平坦化した層間絶縁[11を繰り返し用い
ることにより配線に必要な層数(例えば10層)の形成
が可能である。
Furthermore, by repeatedly using the planarized interlayer insulation [11], it is possible to form the required number of layers (for example, 10 layers) for wiring.

本実施例では、電極のシールド材としてタングステンW
を用いたが、これに限定されず、多結晶シリコン膜の形
成温度630℃以上の熱処理に耐え得る金属すべてにお
いて有効である・以上の実施例に於いては信号線は金属
又は多結晶Siより形成されていた。プロセスに工夫を
こらす事により単結晶Siをも信号線として用いる事が
可能となる。以下、その実施例を実施例5〜9に示す。
In this example, tungsten W is used as the electrode shielding material.
However, the method is not limited to this, and is effective for all metals that can withstand heat treatment at a polycrystalline silicon film formation temperature of 630°C or higher.In the above embodiments, the signal line is made of metal or polycrystalline silicon. was being formed. By devising a process, even single crystal Si can be used as a signal line. Examples thereof will be shown in Examples 5 to 9 below.

〔実施例5〕 第6図をもとに第5の実施例を説明する。[Example 5] A fifth embodiment will be explained based on FIG.

第1の導電型のSi基板1の表面に、不純物をドーピン
グする事により深さ0.35μmの第2の導電型の不純
物ドープ層51を形成し、その上に厚さ0.3μmの5
ins膜2を形成した。この表面にレジストを塗布し、
パターンニングした(a)。
A second conductivity type impurity doped layer 51 with a depth of 0.35 μm is formed by doping impurities on the surface of the first conductivity type Si substrate 1, and a 0.3 μm thick layer 51 is formed on the surface of the second conductivity type Si substrate 1.
An ins film 2 was formed. Apply resist to this surface,
Patterned (a).

次に、レジスト7をマスクとしてSiOx膜2、不純物
ドープ層51をエツチングした(b)、この上に、CV
、D法により5iOz膜4を厚さ0.3μm堆積しくC
)、異方性エツチングを行なって、突起物のmuに付着
した以外の5ins膜4を除去した(d)。この時、第
2の導電型の不純物ドープ層51が配線用の導体であり
これは、表面を5i()z膜2,4で覆われ、基板1と
の境界に空乏層を有するので、電気的に絶縁されている
Next, using the resist 7 as a mask, the SiOx film 2 and the impurity doped layer 51 were etched (b).
A 5iOz film 4 was deposited to a thickness of 0.3 μm by method D.
), anisotropic etching was performed to remove the 5ins film 4 other than those attached to mu of the protrusions (d). At this time, the impurity-doped layer 51 of the second conductivity type is a conductor for wiring, and its surface is covered with the 5i()z films 2, 4, and it has a depletion layer at the boundary with the substrate 1, so it is electrically conductive. is insulated.

この上に、電気的に活性な不純物を高濃度にドープした
厚さ0.1μmのシールド用多結晶Si膜52を堆積し
た(e)。その後、配線領域上のみにレジスト膜を形成
しくf)、これをマスクとして多結晶Si膜52をエツ
チングした(g)。
On top of this, a shielding polycrystalline Si film 52 doped with electrically active impurities at a high concentration and having a thickness of 0.1 μm was deposited (e). Thereafter, a resist film was formed only on the wiring area (f), and the polycrystalline Si film 52 was etched using this as a mask (g).

以上の工程により、ドープした単結晶5i51の配線を
酸化膜2,4および基板との境界にある空乏層により絶
縁し、その上部を覆うドープした多結晶Si膜31およ
び下部のSi基板1によりシールドした構造が出来た。
Through the above steps, the wiring of the doped single crystal 5i51 is insulated by the oxide films 2 and 4 and the depletion layer at the boundary with the substrate, and shielded by the doped polycrystalline Si film 31 covering the upper part and the Si substrate 1 below. A structure was created.

その後、厚さ1.5μmのSOG膜を形成し、さらに2
μm厚のレジスト膜を被着した後、スパッタ法により全
域を2.5μmエツチング除去してパッシベーション膜
11を形成した(h)。
After that, a 1.5 μm thick SOG film was formed, and 2
After depositing a resist film with a thickness of .mu.m, the entire area was etched by 2.5 .mu.m by sputtering to form a passivation film 11 (h).

なお、本実施例では、シールド用材料に低抵抗半導体を
用いたが、このかわりにアルミニウム、タングステン、
チタン、モリブデン等の金属を用いてもよい。
In this example, a low-resistance semiconductor was used as the shielding material, but aluminum, tungsten,
Metals such as titanium and molybdenum may also be used.

〔実施例6〕 実施例5で述べた手法を用いて第6図(d)に示す構造
を形成した。
[Example 6] Using the method described in Example 5, the structure shown in FIG. 6(d) was formed.

次に、第7図(a)に示すように、基板と同じ導電型の
ドーパントをイオン打込み61により基板表面に導入し
、同図(b)に示すように配線領域以外の基板表面に基
板と同じ導電型の高不純物濃度層14を形成した。この
後、実施例5の第6@(e)以降で述べた工程を行なう
事により、第7図(c)に示す構造を得た。
Next, as shown in FIG. 7(a), a dopant of the same conductivity type as the substrate is introduced into the substrate surface by ion implantation 61, and as shown in FIG. A high impurity concentration layer 14 of the same conductivity type was formed. Thereafter, the steps described in Section 6@(e) and subsequent sections of Example 5 were carried out to obtain the structure shown in FIG. 7(c).

実施例5で作製した配線においては、シールドを極めて
完全にしたい場合に、基板1をアースに接続するばかり
でなく配線上部を覆うシールド材(高濃度にドープした
多結晶Si膜S2を個別にアースに接続する必要がある
。これに比べて、本実施例で作製した配線は、基板表面
に高不純物濃度層62がある為、基板と上部シールド材
52とのオーム性接触が良好であり、その結果、基板1
のみをアースに接続するだけでよい。
In the wiring fabricated in Example 5, if a very complete shielding is desired, not only the substrate 1 is connected to the ground, but also the shielding material (highly doped polycrystalline Si film S2) covering the top of the wiring is individually grounded. In comparison, the wiring fabricated in this example has a high impurity concentration layer 62 on the substrate surface, so ohmic contact between the substrate and the upper shield material 52 is good, and the As a result, board 1
only need to be connected to ground.

本実施例においても、実施例5と同様、シールド材に金
属を用いてもよい。
In this embodiment as well, metal may be used for the shield material as in the fifth embodiment.

〔実施例7〕 第8図に示すように、第1の導電型の基板1の表面近傍
に第1の導電型の高不純物濃度層64、およびその上方
に第2の導電型の高不純物濃度層51を形成し、その上
に5ift膜2およびレジストパターン10を形成した
(a)、この場合。
[Example 7] As shown in FIG. 8, a first conductivity type high impurity concentration layer 64 is provided near the surface of the first conductivity type substrate 1, and a second conductivity type high impurity concentration layer 64 is formed above the first conductivity type high impurity concentration layer 64. In this case, a layer 51 is formed, and a 5ift film 2 and a resist pattern 10 are formed thereon (a).

5ins膜2.第2の導電型の高不純物濃度層51、第
1の導電型の高不純物濃度[64の厚さは、それぞれ、
0.3 μm、0.35pm、0.2μmである。
5ins film2. The thickness of the second conductivity type high impurity concentration layer 51 and the first conductivity type high impurity concentration layer 64 are as follows:
They are 0.3 μm, 0.35 pm, and 0.2 μm.

レジストパターン10をマスクとして5iOz膜2およ
びSi (51,64)をエツチングとした(b)。
The 5iOz film 2 and Si (51,64) were etched using the resist pattern 10 as a mask (b).

その後、実施例5の第6図(c)以降で述べた工程を行
なう事により、第8図(c)に示す構造を得た0本実施
例においても、実施例5と同様。
Thereafter, by performing the steps described from FIG. 6(c) onwards in Example 5, the structure shown in FIG. 8(c) was obtained.This example is also similar to Example 5.

シールド材に金属を用いてもよい。Metal may be used for the shield material.

〔実施例8〕 第9図に示すように、実施例5で作製した配線を有する
基板上にレーザアニール技術を用いて単結晶Si膜81
を形成した(a)。この場合のプロセスは通常のS−○
I(シリコン オン インシュレータ: Si (A 
1con On In5ulator)技術であればよ
<、シたがって、他の電子ビームアニールを用いたSO
I技術、同相成長を利用したSOI技術等であってもよ
い。
[Example 8] As shown in FIG. 9, a single crystal Si film 81 was formed on the substrate having the wiring produced in Example 5 using laser annealing technology.
was formed (a). The process in this case is the normal S-○
I (Silicon on insulator: Si (A
Therefore, SO using other electron beam annealing
I technology, SOI technology using in-phase growth, etc. may be used.

しかる後に、イオン打込み法により電気的に活性な不純
物を単結晶Si膜81中に高濃度に導入した(b)。
Thereafter, electrically active impurities were introduced into the single crystal Si film 81 at a high concentration by ion implantation (b).

この俵、実施例5で述べた工程を行なう事により二層配
線構造を得た(Q)。これを基板にし、本実施例の工程
をくり返せば、さらに多層のシールドつき配線をつくる
ことができる。同じ工程をくり返すだけであるから、層
数に限界はなく、必要に応じて10層あるいは20層の
多層配線も可能である。
This bale was subjected to the steps described in Example 5 to obtain a two-layer wiring structure (Q). By using this as a substrate and repeating the steps of this example, it is possible to create even more layers of shielded wiring. Since the same process is repeated, there is no limit to the number of layers, and multilayer wiring of 10 or 20 layers is also possible if necessary.

本実施例においても、実施例5と同様に、シールド材に
金属を用いてもよい。
In this embodiment as well, metal may be used for the shield material as in the fifth embodiment.

〔実施例9〕 第10図に示すように、実施例6で作製した配線を有す
る基板上に、実施例8と同様、通常のレーザを用いたS
OI技術を用いて単結晶Si膜15を形成した(a)。
[Example 9] As shown in FIG. 10, on the substrate having the wiring produced in Example 6, S
A single crystal Si film 15 was formed using OI technology (a).

その後、イオン打込みにより、単結晶5iBf481中
に電導型の異なる二層(本実施例においては、深部に第
1の導電型の不純物ドープ層64、表面側に第2の導電
型の不純物ドープ層51)を形成した(b)。
Thereafter, by ion implantation, two layers of different conductivity types (in this example, a first conductivity type impurity doped layer 64 in the deep part and a second conductivity type impurity doped layer 51 on the surface side) are formed in the single crystal 5iBf481. ) was formed (b).

次に本実施例7の工程を行なう事により二層配線構造を
得た(c)。本実施例をくり返す事によりさらに多層の
ものが得られる事は実施例8と同じであり、シールド材
に金属を使っても良い事は実施例5と同様である。
Next, by carrying out the steps of Example 7, a two-layer wiring structure was obtained (c). As in Example 8, it is possible to obtain even more layers by repeating this example, and as in Example 5, metal may be used for the shielding material.

また、本実施例では、絶縁膜上の「第1の導電型の不純
物ドープ層62,64Jが全面に残っているが、配、a
領域近傍等必要な領域以外は選択的に除去しても良い。
Furthermore, in this embodiment, although the impurity doped layers 62 and 64J of the first conductivity type remain on the entire surface of the insulating film,
Areas other than necessary areas such as the vicinity of the area may be selectively removed.

〔実施例10) 信号線やその他の配線を形成する導電体の表面を直接に
酸化するか、窒化するかの工程を用いれば、これ迄説明
して来たプロセスのフローは、より簡素化できる。
[Example 10] The process flow described so far can be simplified by directly oxidizing or nitriding the surface of the conductor that forms signal lines and other wiring. .

第11図に示す様にP型車結晶Si(基板1上に、これ
迄の実施例で説明して来た方法を用いて酸化膜(0,4
pm厚)83、導電層(0,1μm厚)85.酸化膜(
0,4μm厚)84及び導電層(0,4μm厚)86を
形成した(a)にこで導電層としては、金属、シリサイ
ド、多結晶半導体、単結晶半導体等のいずれの材料を用
いても良い。
As shown in FIG. 11, an oxide film (0,4
pm thickness) 83, conductive layer (0.1 μm thickness) 85. Oxide film(
0.4 μm thick) 84 and a conductive layer (0.4 μm thick) 86 are formed (a) The conductive layer can be made of any material such as metal, silicide, polycrystalline semiconductor, single crystal semiconductor, etc. good.

次いで配線となる部分に通常のホトレジストパターンを
形成し、それをマスクとして導電層86をドライ・エツ
チングした。更にその後酸化を行ない導電層の表面及び
側面に酸化膜87を形成した(b)。
Next, an ordinary photoresist pattern was formed on the portion that would become the wiring, and using this as a mask, the conductive layer 86 was dry etched. Further, oxidation was then performed to form an oxide film 87 on the surface and side surfaces of the conductive layer (b).

その後、酸化膜87の表面及び側面を覆うホトレジスト
・パターン88を形成し、(C)、酸化膜84をエツチ
ングした。更にその後、同図(a)で説明したと同じ方
法を用い導電層89を形成した(d)。
Thereafter, a photoresist pattern 88 was formed to cover the surface and side surfaces of the oxide film 87, and (C) the oxide film 84 was etched. Thereafter, a conductive layer 89 was formed (d) using the same method as explained in FIG. 3(a).

以上の工程により導電M86より成る配線を酸化膜84
及び87で絶縁し、その外周を導電層89及び85で囲
みシールドした構造が得られた。
Through the above steps, the wiring made of conductive M86 is formed into an oxide film 84.
A structure was obtained in which the conductive layers 89 and 85 were insulated and the outer periphery was surrounded and shielded by conductive layers 89 and 85.

尚上記図(d)においては導電層85.89が酸化膜8
3の全面に残っているが配線領域近傍等の必要な領域以
外は選択的に除去しても良い。通常のホトレジスト工程
及びエツチング工程を用い所望の領域以外の導電層85
.89を除去した結果を同図(e)に示す。
In the above figure (d), the conductive layer 85, 89 is the oxide film 8.
Although it remains on the entire surface of 3, it may be selectively removed in areas other than necessary areas such as the vicinity of the wiring area. The conductive layer 85 is etched in areas other than the desired areas using a normal photoresist process and etching process.
.. The result of removing 89 is shown in the same figure (e).

尚、実施例1〜10で説明したと同じ方法、即ちポリイ
ミド樹脂等を層間絶縁膜とし、実施例10で説明した方
法を何回かくり返す事により第11図(e)の構造を第
2図(d)や第3図゛(d)等の様に多層化する事は可
能である。
By repeating the method described in Example 10 several times using the same method as described in Examples 1 to 10, that is, using polyimide resin or the like as an interlayer insulating film, the structure shown in FIG. It is possible to have multiple layers as shown in Figure (d) and Figure 3 (d).

〔実施例11〕 シールドの重要な目的の一つに、導線と導線とが電磁気
的に相互作用するのを阻止する。即ち、他の導線を走る
信号が雑音源として働くのを阻止する事がある。この場
合、相互作用が電磁誘導を介して生じるものと静電誘導
を介して生じるものとに分けられる。前者における雑音
電圧は鎖交磁束の大きさに比例(詳しくはrotE =
 −a B / a t 。
[Embodiment 11] One of the important purposes of the shield is to prevent electromagnetic interaction between conductors. That is, signals running on other conductors may be prevented from acting as a noise source. In this case, interactions can be divided into those that occur via electromagnetic induction and those that occur via electrostatic induction. The noise voltage in the former is proportional to the magnitude of the magnetic flux linkage (for details, rotE =
-aB/at.

Eは誘導電界、Bは鎖交磁束、)するので、着目する複
数の導線が互いに平行でその間隔が小さい場合に雑音の
発生が顕著となる。
E is an induced electric field, and B is an interlinkage magnetic flux.) Therefore, when a plurality of conductive wires of interest are parallel to each other and the distance between them is small, the generation of noise becomes noticeable.

後者における雑音電圧は雑音源と着目する導線と間の寄
生容量の大きさにより決まる。即ち、線間にある誘電体
の誘電率が大きかったり線間距離が小さい場合に雑音の
発生が顕著となる。この場合には、導線が互いに平行で
あるか直交であるかにかかわらない、これら雑音の発生
しやすい場所を実際の配線を例にとって示すと、第12
図において符号95で示した場所となる。
The noise voltage in the latter case is determined by the size of the parasitic capacitance between the noise source and the conducting wire of interest. That is, when the dielectric constant between the lines is large or the distance between the lines is small, noise becomes noticeable. In this case, taking actual wiring as an example to show where these noises are likely to occur, regardless of whether the conductors are parallel or orthogonal to each other,
This is the location indicated by reference numeral 95 in the figure.

逆に言えば、これらの場所以外では特にシールドする必
要がない、そこで、必要な場所にのみシールドを施した
多層配線を作製した。プロセスには実施例9を用い、シ
ールド膜の選択的な形成は低抵抗半導体の全面堆積後に
マスクを用いてエツチングを行なう事により達成した。
Conversely, there is no particular need for shielding in areas other than these, so we created a multilayer wiring in which shielding was applied only to the necessary areas. Example 9 was used for the process, and the selective formation of the shield film was achieved by etching using a mask after the low resistance semiconductor was deposited on the entire surface.

配線の層数は基板を含めて6層である。第12図には、
作製した多層配線の第3層目17と第4層目18の上面
図を示した。雑音の発生しやすい場所95近傍にのみシ
ールド(19,96)を施しである。
The number of wiring layers is six including the substrate. In Figure 12,
A top view of the third layer 17 and fourth layer 18 of the produced multilayer wiring is shown. Shields (19, 96) are provided only near the location 95 where noise is likely to occur.

第12図では第3層目17と第4層目18のみが示され
ているが、本実施例で述べたシールド法は、一般に、第
n層目と第m層目間のシールドに適用できる(m、nは
整数)。
Although only the third layer 17 and fourth layer 18 are shown in FIG. 12, the shielding method described in this embodiment can generally be applied to the shield between the n-th layer and the m-th layer. (m and n are integers).

また、たとえば、2線間の雑音が問題となる場合、いず
れか一方をシールドするだけでも有効である。
Further, for example, if noise between two lines is a problem, it is effective to shield only one of them.

図、第2図は配線シールドの概念を示す模式図、第12
図は本発明の実施例を示す平面図である。
Figure 2 is a schematic diagram showing the concept of wiring shield, Figure 12 is a schematic diagram showing the concept of wiring shield.
The figure is a plan view showing an embodiment of the present invention.

1・・・Si基板、2,4,6.8・・・絶縁膜、7゜
10・・・レジスト膜、11・・・絶縁膜、12,13
゜14・・・金属膜、17・・・第3層目の信号線、1
8・・・第4層目の信号線、19・・・第3層目のシー
ルド、2o・・・信号線、21.23・・・多結晶5O
122・・・金属、30・・・絶縁膜、31,32,3
3.42・・・多結晶Si、40・・・シールド膜、4
1.43・・・金属、50・・・ノイズ、51・・・不
純物ドープ層、52・・・多結晶Si、61・・・イオ
ン打込み、62.64・・・不純物ドープ層、81・・
・SOI層、82・・・低抵抗Si、83,84.87
・・・絶縁膜、85,86゜89・・・導電層、88・
・・レジスト膜、95・・・クロス・トークのおきやす
い配線部分、96・・・第4層目の20・・・信号線 30・・・組」駄嗅 40・・・ シール ド°月」ヒ 50・・・ノ イス“ 早 3 口 第 4 図 第 5 口 第 6 図 6+、、、$2の導1!の不藁←物 ト′−ブ噌 シールド用 52−yyg:ts S; ri 第 7 凹 (α少 11111ヒ61 62゛−°営9%tvQf[’n 64、、、 ;F鈍物ドープ層 第 9 口 δ2・−イC(イ(〉ζ抗SL 第 70 目 (α) 第 12  口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Si substrate, 2,4,6.8...Insulating film, 7°10...Resist film, 11...Insulating film, 12,13
゜14... Metal film, 17... Third layer signal line, 1
8... Fourth layer signal line, 19... Third layer shield, 2o... Signal line, 21.23... Polycrystalline 5O
122...Metal, 30...Insulating film, 31, 32, 3
3.42... Polycrystalline Si, 40... Shield film, 4
1.43... Metal, 50... Noise, 51... Impurity doped layer, 52... Polycrystalline Si, 61... Ion implantation, 62.64... Impurity doped layer, 81...
・SOI layer, 82...Low resistance Si, 83, 84.87
... Insulating film, 85, 86° 89 ... Conductive layer, 88.
...Resist film, 95... Wiring part where cross talk is likely to occur, 96... 4th layer 20... Signal line 30... Group "Damn 40... Shield ° Moon" Hi 50...Noise" Early 3rd part 4th figure 5th part 6th figure 6+... 7th concave (α small 11111hi 61 62゛-° 9% tvQf['n 64,,,; F blunt doped layer 9th mouth δ2・-i C(a ) 12th mouth

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、導電体からなる細線の一部又は全域を絶縁膜で囲み
、且つその絶縁膜の周囲を導電体で包み込み、これらの
内部に位置する該細線を配線として用いる事を特徴とし
た半導体装置。
1. A semiconductor device characterized in that a part or the entire area of a thin wire made of a conductor is surrounded by an insulating film, the periphery of the insulating film is wrapped with a conductor, and the thin wire located inside these is used as a wiring.
JP6375287A 1987-03-20 1987-03-20 Semiconductor device Pending JPS63232353A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160280A (en) * 1991-12-05 1993-06-25 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05160280A (en) * 1991-12-05 1993-06-25 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit device

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