JPH1154705A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacture - Google Patents
Semiconductor integrated circuit device and its manufactureInfo
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- JPH1154705A JPH1154705A JP20943797A JP20943797A JPH1154705A JP H1154705 A JPH1154705 A JP H1154705A JP 20943797 A JP20943797 A JP 20943797A JP 20943797 A JP20943797 A JP 20943797A JP H1154705 A JPH1154705 A JP H1154705A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、マイクロ波集積回路用の半導体集積回
路装置及びその製造方法に関するものである。The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and, more particularly, to a semiconductor integrated circuit device for a microwave integrated circuit and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、PHS等の携帯電話の普及によ
り、携帯電話用の高周波回路の小型化の要求が強まって
おり、これを半導体集積回路装置で実現するためには、
能動素子から、抵抗、容量、コイル(以下、インダクタ
とも称する)等の受動素子に至るまで一つのチップに搭
載することが必要となっている。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of portable telephones such as PHS, demands for downsizing of high-frequency circuits for portable telephones have been increasing. In order to realize this with a semiconductor integrated circuit device,
It is necessary to mount on a single chip from active elements to passive elements such as resistors, capacitors, coils (hereinafter also referred to as inductors).
【0003】抵抗及び容量については、半導体基板上に
容易に形成できることから、これを実現する上でキーポ
イントとなるのが半導体基板上でのインダクタの形成で
ある。この時に、回路から要求されるインダクタンスが
確保され、そのうえで損失が小さく、かつ共振周波数が
高いインダクタを形成することが必要となっている。高
いインダクタンスを得るためには、スパイラル状のイン
ダクタ(スパイラルインダクタ)を用いる事が有効であ
ることが一般に知られている。[0003] Since the resistance and the capacitance can be easily formed on a semiconductor substrate, the key point in realizing them is to form an inductor on the semiconductor substrate. At this time, it is necessary to secure an inductance required from the circuit, and to form an inductor having a small loss and a high resonance frequency. It is generally known that in order to obtain a high inductance, it is effective to use a spiral inductor (spiral inductor).
【0004】ここで、従来のスパイラルインダクタの一
例として、Joachim N.Burghartzに
より提案されている構造について説明する(詳しくは、
Joachim N. Burghartz:TECHNICAL DIGEST of internati
onal ELECTRON DEVICES meeting. 1015 (1995)を参照の
こと)。図15は従来のスパイラルインダクタを示す平
面図、図16及び図17は図15の領域Aの積層部分の
うちの一層部を示す拡大平面図である。図において、3
13は第1の配線からなる下部引き出し電極、314は
第4の配線からなる上部引き出し電極、303は第1の
配線、306は第2の配線、309は第3の配線、31
5は第1のビア、316は第2のビアである。Here, as an example of a conventional spiral inductor, Joachim N.S. The structure proposed by Burghartz will be described (for details,
Joachim N. Burghartz: TECHNICAL DIGEST of internati
onal ELECTRON DEVICES meeting. 1015 (1995)). FIG. 15 is a plan view showing a conventional spiral inductor, and FIGS. 16 and 17 are enlarged plan views showing one layer portion of a layered portion in a region A of FIG. In the figure, 3
13 is a lower lead electrode made of a first wiring, 314 is an upper lead electrode made of a fourth wiring, 303 is a first wiring, 306 is a second wiring, 309 is a third wiring, 31
5 is a first via, and 316 is a second via.
【0005】ここで、このスパイラルインダクタの製造
方法の一例について図18に基づき説明する。この図1
8は、図16のA−A線に沿う断面及び図17のB−B
線に沿う断面に相当する部分を示したものである。ま
ず、同図〈a)に示すように、P型半導体基板301上
に1000〜1600nmの第1の層間絶縁膜302を
形成し、該第1の層間絶縁膜302上にアルミニウム、
銅等の導電性物質からなる500〜1000nmの第1
の配線303を形成する。Here, an example of a method for manufacturing the spiral inductor will be described with reference to FIG. This figure 1
8 is a sectional view taken along line AA of FIG. 16 and BB of FIG.
It shows a portion corresponding to a cross section along a line. First, as shown in FIG. 1A, a first interlayer insulating film 302 having a thickness of 1000 to 1600 nm is formed on a P-type semiconductor substrate 301, and aluminum is formed on the first interlayer insulating film 302.
500-1000 nm first conductive material such as copper
Is formed.
【0006】次に、同図(b)に示すように、第1の配
線303上に500〜800nmの第2の層間絶縁膜3
04を形成し、該第2の層間絶縁膜304にドット状の
第1のビア315を開口し、第1のビア315内に、例
えば、アルミニウムを配線に用いた場合、10〜300
nmのチタン、窒化チタン等からなるバリアメタルと5
00〜1000nmのタングステンを埋め込むことによ
り、第1のプラグ337を形成し、アルミニウム、銅等
の導電性物質からなる500〜1000nmの第2の配
線306を形成する。Next, as shown in FIG. 1B, a second interlayer insulating film 3 having a thickness of 500 to 800 nm is formed on the first wiring 303.
04, a first via 315 in the form of a dot is opened in the second interlayer insulating film 304, and if aluminum is used for the wiring in the first via 315, for example, 10 to 300
5 nm barrier metal made of titanium, titanium nitride, etc.
A first plug 337 is formed by embedding tungsten of 1000 to 1000 nm, and a second wiring 306 of 500 to 1000 nm made of a conductive material such as aluminum or copper is formed.
【0007】次に、同図(c)に示すように、上述した
工程を操り返し行い、第3の層間絶縁膜307、第2の
プラグ338、第3の配線309、第4の層間絶縁膜3
10、第3のプラグ339、第4の配線312を形成す
る。このように、従来のスパイラルインダクタは、上下
の配線である第1の配線303、第2の配線306、第
3の配線309、第4の配線312が、ドット状の第1
のビア315〜第3のビア317を介して互いに接続さ
れている。Next, as shown in FIG. 1C, the above-described steps are repeated to form a third interlayer insulating film 307, a second plug 338, a third wiring 309, and a fourth interlayer insulating film. 3
10, a third plug 339 and a fourth wiring 312 are formed. As described above, in the conventional spiral inductor, the first wiring 303, the second wiring 306, the third wiring 309, and the fourth wiring 312, which are upper and lower wirings, are formed by the dot-shaped first wiring.
Are connected to each other via a via 315 to a third via 317.
【0008】そして、このスパイラルインダクタでは、
全部で配線層が5層用いられており、図示しない第1層
目の配線はスパイラルインダクタ以外の部分で用いられ
ていて、最下層の第1の配線303が第2層目の配線層
で形成され、第2の配線306、第3の配線309、第
4の配線312がそれぞれ第3層目、第4層目、第5層
目の配線層で形成された構造となっている。[0008] In this spiral inductor,
A total of five wiring layers are used. The first-layer wiring (not shown) is used in a portion other than the spiral inductor, and the lowermost first wiring 303 is formed by the second wiring layer. Then, the second wiring 306, the third wiring 309, and the fourth wiring 312 are formed in a third wiring layer, a fourth wiring layer, and a fifth wiring layer, respectively.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】一般に、インダクタの
性能を示す指標として、Q値〈クオリティファクター)
というものがあり、このQ値は、Q=ωL/Rの式で表
されることが知られている。但し、Rは配線抵抗、Lは
インダクタンスである。ところで、従来のスパイラルイ
ンダクタでは、大きなインダクタンスを得ようとした場
合、例えば、配線幅12μm、配線間隔4μmで設計し
たスパイラルインダクタでは、5.1nHの値を得るた
めには、スパイラルインダクタの面積が226μm角と
いう大きな面積を占有してしまうという間題点があっ
た。Generally, as an index indicating the performance of an inductor, Q value <quality factor)
It is known that this Q value is expressed by the equation of Q = ωL / R. Here, R is wiring resistance, and L is inductance. By the way, in a conventional spiral inductor, when trying to obtain a large inductance, for example, in a spiral inductor designed with a wiring width of 12 μm and a wiring interval of 4 μm, the area of the spiral inductor is 226 μm in order to obtain a value of 5.1 nH. There was a problem that it occupied a large area called a corner.
【0010】そこで、スパイラルインダクタの配線幅を
狭くすると、配線低抗Rが増加するためにQ値が低下す
るという問題がある。また、図19(a)に示すよう
に、インダクタの配線540、540の間隔を狭くする
と、配線540一配線540間のアスペクト比が大きく
なり、第2の層間絶縁膜504及び第3の層間絶縁膜5
07を配線540、540間に完全に埋め込むことがで
きなくなるという問題点がある。Therefore, when the wiring width of the spiral inductor is reduced, there is a problem that the Q value is reduced because the wiring resistance R increases. Further, as shown in FIG. 19A, when the distance between the wirings 540 and 540 of the inductor is reduced, the aspect ratio between the wiring 540 and the wiring 540 increases, and the second interlayer insulating film 504 and the third interlayer insulating 540 are formed. Membrane 5
07 cannot be completely buried between the wirings 540 and 540.
【0011】また、図19(b)に示すように、例え
ば、CMP(Chemical-Mechanical Polishing)を用い
て層間絶縁膜を平坦化する場合、第2の層間絶縁膜50
4及び第3の層間絶縁膜507に隙間541が生じ、配
線540、540がCMPのエッチング液で侵されてし
まうという問題点がある。また、図19(c)に示すよ
うに、ドライエッチングを用いて層間絶縁膜を平坦化す
る場合、平坦化が完全にできず、配線540、540間
に隙間541が生じ、上層の配線を形成する際に、この
隙間541に配線材料が入り込みショートの原因となる
という間題点がある。As shown in FIG. 19B, for example, when the interlayer insulating film is planarized by using CMP (Chemical-Mechanical Polishing), the second interlayer insulating film 50 is formed.
There is a problem that a gap 541 is generated in the fourth and third interlayer insulating films 507, and the wirings 540 and 540 are damaged by the CMP etchant. Further, as shown in FIG. 19C, when the interlayer insulating film is planarized by dry etching, the planarization cannot be completed completely, a gap 541 is generated between the wirings 540 and 540, and an upper wiring is formed. In this case, there is a problem that the wiring material enters the gap 541 and causes a short circuit.
【0012】また、配線の膜厚を厚くすることにより配
線抵抗を小さくしようとすると、配線540ー配線54
0間のアスペクト比か大きくなり、上記と同様に層間絶
縁膜を埋め込むことができなくなるという問題点があ
る。If the wiring resistance is reduced by increasing the film thickness of the wiring, the wiring 540 -the wiring 54
There is a problem that the aspect ratio between 0 becomes large and the interlayer insulating film cannot be buried in the same manner as described above.
【0013】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、配線ビッチ、すなわち配線幅及び配線間隔を
狭くすることにより、基板上に形成されるコイル全体の
面積を小さくすることができ、コイルとしての特性を向
上させることができ、高集積化、小型化に対応すること
ができる半導体集積回路装置及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 circumstances, and by reducing a wiring bitch, ie, a wiring width and a wiring interval, the entire area of a coil formed on a substrate can be reduced. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of improving the characteristics as a coil and adapting to high integration and miniaturization, and a method of manufacturing the same.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体集積回路装置及びその製造
方法を採用した。すなわち、請求項1記載の半導体集積
回路装置は、基板上に、複数の絶縁膜と複数のコイルと
が交互に積層され、前記コイル同士をスリット状のビア
を介して電気的に接続したものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention employs the following semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method. That is, the semiconductor integrated circuit device according to claim 1 is a device in which a plurality of insulating films and a plurality of coils are alternately stacked on a substrate, and the coils are electrically connected to each other via a slit-shaped via. is there.
【0015】請求項2記載の半導体集積回路装置は、前
記基板上にトランジスタを設け、該トランジスタのソー
ス・ドレイン領域、またはゲート電極のうち少なくとも
一方の表面に第1の強磁性体膜を形成するとともに、前
記複数のコイルの下に第2の強磁性体膜を形成したもの
である。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit device, a transistor is provided on the substrate, and a first ferromagnetic film is formed on at least one of a source / drain region and a gate electrode of the transistor. In addition, a second ferromagnetic film is formed below the plurality of coils.
【0016】請求項3記載の半導体集積回路装置は、前
記第1の強磁性体膜と前記第2の強磁性体膜を、シリサ
イドにより構成したものである。According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit device, the first ferromagnetic film and the second ferromagnetic film are formed of silicide.
【0017】請求項4記載の半導体集積回路装置は、前
記コイルを渦巻状としたものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit device, the coil has a spiral shape.
【0018】請求項5記載の半導体集積回路装置は、前
記コイルの渦巻状の中心部に強磁性体膜を設けたもので
ある。According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit device, a ferromagnetic film is provided at a spiral center of the coil.
【0019】請求項6記載の半導体集積回路装置の製造
方法は、基板上に絶縁膜、第1のコイルを構成する第1
の配線を順次形成する工程と、前記第1のコイル上に絶
縁膜を形成し、該絶縁膜にスリット状のビア及び第2の
コイルを構成する第2の配線を形成するための溝を形成
する工程と、前記スリット状のビア及び前記溝に導電体
を埋め込む工程と、該導電体を前記ビア及び溝以外の部
分から除去する工程とを備えた方法である。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the steps of: forming an insulating film and a first coil on a substrate;
Forming an insulating film on the first coil, forming a slit-shaped via and a groove for forming a second wiring forming the second coil in the insulating film. And embedding a conductor in the slit-shaped via and the groove, and removing the conductor from a portion other than the via and the groove.
【0020】請求項7記載の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記基板上に、トランジスタのゲート電極、ソ
ース・ドレイン領域を順次形成する工程と、前記ゲート
電極及び前記ソース・ドレイン領域の表面に強磁性体膜
を形成する工程と、該強磁性体膜の余分な部分を除去す
る工程とを有する方法である。A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein a gate electrode and a source / drain region of a transistor are sequentially formed on the substrate, and a surface of the gate electrode and the source / drain region are formed on the substrate. The method includes a step of forming a ferromagnetic film and a step of removing an excess portion of the ferromagnetic film.
【0021】請求項8記載の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記ゲート電極および/または前記ソース・ド
レイン領域の表面に形成された強磁性体膜をシリサイド
化し、前記ゲート電極と前記ソース・ドレイン領域のう
ち少なくとも一方の表面にシリサイド層を形成する工程
を有する方法である。The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein the ferromagnetic film formed on the surface of the gate electrode and / or the source / drain region is silicided, and the gate electrode and the source / drain are formed. This is a method including a step of forming a silicide layer on at least one surface of the region.
【0022】請求項9記載の半導体集積回路装置の製造
方法は、前記第1及び第2のコイルの中心部にビアを形
成する工程と、該ビア内に強磁性体膜を形成する工程と
を有する方法である。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the steps of: forming a via at the center of the first and second coils; and forming a ferromagnetic film in the via. It is a method to have.
【0023】本発明の半導体集積回路装置では、基板上
に、複数の絶縁膜と複数のコイルとを交互に積層し、前
記コイル同士をスリット状のビアを介して電気的に接続
したことにより、狭い配線間隔で配線を形成することが
可能になり、また、コイルを構成する複数の配線をスリ
ット状のビアを介して互いに接続することにより、ビア
の部分もコイルの配線として用いることが可能になる。
これにより、平面状のレイアウトが同じでも、従来のド
ット状のビアで上下の配線を接続した場合と比較して配
線の断面積が大きくなり、コイルの配線抵抗の低減を図
ることが可能になる。In the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a plurality of insulating films and a plurality of coils are alternately stacked on a substrate, and the coils are electrically connected to each other through slit-shaped vias. Wiring can be formed at narrow wiring intervals, and by connecting a plurality of wirings constituting a coil to each other via slit-shaped vias, the vias can also be used as coil wiring. Become.
Thus, even if the planar layout is the same, the cross-sectional area of the wiring is larger than in the case where the upper and lower wirings are connected by the conventional dot-shaped via, and the wiring resistance of the coil can be reduced. .
【0024】本発明の半導体集積回路装置の製造方法で
は、基板上に絶縁膜、第1のコイルを構成する第1の配
線を順次形成する工程と、前記第1のコイル上に絶縁膜
を形成し、該絶縁膜にスリット状のビア及び第2のコイ
ルを構成する第2の配線を形成するための溝を形成する
工程と、前記スリット状のビア及び前記溝に導電体を埋
め込む工程と、該導電体を前記ビア及び溝以外の部分か
ら除去する工程とを備えたことにより、狭い配線間隔で
配線を形成することが可能になる。これにより、配線ビ
ッチ、すなわち配線幅及び配線間隔を狭くすることによ
り、基板上に形成されるコイル全体の面積を小さくする
ことが可能になる。In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a step of sequentially forming an insulating film on a substrate and a first wiring constituting a first coil; and forming an insulating film on the first coil. Forming a groove for forming a slit-shaped via and a second wiring forming a second coil in the insulating film; and embedding a conductor in the slit-shaped via and the groove. The step of removing the conductor from portions other than the vias and the trenches. This makes it possible to reduce the area of the entire coil formed on the substrate by reducing the wiring bitch, that is, the wiring width and the wiring interval.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体集積回路装
置及びその製造方法の各実施形態について図面に基づき
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a semiconductor integrated circuit device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0026】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態の半導体集積回路装置のスパイラルインダクタ
を示す平面図、図2及び図3は図1の領域Bの積層部分
のうちの一層部を示す拡大平面図、図4は図1のC−C
線に沿う断面図である。図において、113は第1の配
線103からなる下部引き出し電極、114は第4の配
線112からなる上部引き出し電極である。ここでは、
スパイラルインダクタ122は下部引き出し電極113
及び上部引き出し電極114に連続して形成されてい
る。(First Embodiment) FIG. 1 is a plan view showing a spiral inductor of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a laminated portion of a region B in FIG. FIG. 4 is an enlarged plan view showing one layer portion of FIG.
It is sectional drawing which follows a line. In the drawing, reference numeral 113 denotes a lower extraction electrode formed of the first wiring 103, and 114 denotes an upper extraction electrode formed of the fourth wiring 112. here,
The spiral inductor 122 is connected to the lower extraction electrode 113.
And the upper lead electrode 114.
【0027】また、106は第2の配線、109は第3
の配線、115はドット状の第1のビア、116はスリ
ット状の第2のビアである。スパイラルインダクタのコ
イルの部分を形成している第2の配線106、第3の配
線109、第4の配線112は、スリット状のビア11
6を介して互いに接続され、下部引き出し電極113を
形成する第1の配線103とスパイラルインダクタのコ
イルの部分を形成している第2の配線106のみがドッ
ト状の第1のビア115で接続されている。Reference numeral 106 denotes a second wiring, and 109 denotes a third wiring.
, 115 is a dot-shaped first via, and 116 is a slit-shaped second via. The second wiring 106, the third wiring 109, and the fourth wiring 112 forming the coil part of the spiral inductor are formed by slit-shaped vias 11.
6, only the first wiring 103 forming the lower extraction electrode 113 and the second wiring 106 forming the coil portion of the spiral inductor are connected by the dot-shaped first via 115. ing.
【0028】次に、このスパイラルインダクタの製造方
法について図5〜図7に基づき説明する。まず、図5
(a)に示すように、P型半導体基板101上に厚み1
O00〜16OOnmの第1の層間絶縁膜102を形成
し、該第1の層間絶縁膜102上にアルミニウム、銅等
の導電材料からなる厚み500〜1000nmの第1の
配線103を形成し、第1の層間絶縁膜102及び第1
の配線103上に第2の層間絶縁膜104を成長させ
る。Next, a method of manufacturing the spiral inductor will be described with reference to FIGS. First, FIG.
As shown in FIG.
A first interlayer insulating film 102 of O00 to 16 OO nm is formed, and a first wiring 103 made of a conductive material such as aluminum or copper and having a thickness of 500 to 1000 nm is formed on the first interlayer insulating film 102. Interlayer insulating film 102 and first
A second interlayer insulating film 104 is grown on the wiring 103 of FIG.
【0029】次いで、CMPやエッチバック等を用い
て、第1の配線103上がlO00〜2000nmの膜
厚になるように第2の層間絶縁膜104の表面を平坦化
する。次いで、図5(b)に示すように、第2の層間絶
縁膜104上にビアを形成するための第1のマスク11
7を形成し、該第1のマスク上に配線を形成するための
第2のマスク118を形成する。Next, the surface of the second interlayer insulating film 104 is flattened by CMP, etch back, or the like so that the first wiring 103 has a thickness of 100 to 2000 nm. Next, as shown in FIG. 5B, a first mask 11 for forming a via on the second interlayer insulating film 104 is formed.
7 are formed, and a second mask 118 for forming wiring is formed on the first mask.
【0030】次いで、図5(c)に示すように、第1の
マスク117及び第2のマスク118に開口部を形成し
て第2の層間絶縁膜104を露出させ、異方性エッチン
グを用いてこの露出部分をエッチングし、ドット状の第
1のビア115を形成する。この場合、第2の層間絶縁
膜104が第1の配線103上に200〜700nm程
度残る様にエッチング条件を設定する。Next, as shown in FIG. 5C, openings are formed in the first mask 117 and the second mask 118 to expose the second interlayer insulating film 104, and anisotropic etching is performed. The exposed portion of the lever is etched to form a dot-shaped first via 115. In this case, the etching conditions are set so that the second interlayer insulating film 104 remains on the first wiring 103 by about 200 to 700 nm.
【0031】次いで、図6(d)に示すように、第2の
マスク118の開口部に露出した第1のマスク117を
第2の層間絶縁膜104に対し選択的にエッチングを行
い、該第1のマスク117に、配線形成のための開口部
117aを第2の層間絶縁膜104が露出するように形
成する。Next, as shown in FIG. 6D, the first mask 117 exposed at the opening of the second mask 118 is selectively etched with respect to the second interlayer insulating film 104, and In one mask 117, an opening 117a for forming a wiring is formed so that the second interlayer insulating film 104 is exposed.
【0032】次いで、図6(e)に示すように、異方性
エッチングにより第2の層間絶縁膜104の露出面を5
00〜1000nmエッチングし、配線形成のための溝
119を形成する。その後、第1のマスク117及び第
2のマスク118を除去する。この際、第1のビア11
5も同時にエッチングされてその底部も完全に消失する
ので、第1の配線103の表面が露出することとなる。Next, as shown in FIG. 6E, the exposed surface of the second interlayer insulating film 104 is removed by anisotropic etching.
Etching is performed to a thickness of 100 to 1000 nm to form a groove 119 for forming a wiring. After that, the first mask 117 and the second mask 118 are removed. At this time, the first via 11
5 is also etched at the same time, and its bottom is completely disappeared, so that the surface of the first wiring 103 is exposed.
【0033】次いで、図6(f)に示すように、エッチ
ングされた第2の層間絶縁膜104の表面全体に、厚み
10〜300nmの第1のバリアメタル105を形成
し、該第1のバリアメタル105上に、CVDによりア
ルミニウム、銅等の導電材料からなる厚み800〜20
00nmの第2の配線106を形成し、第1のビア11
5及び溝119を完全に埋め込む。Next, as shown in FIG. 6F, a first barrier metal 105 having a thickness of 10 to 300 nm is formed on the entire surface of the etched second interlayer insulating film 104, and the first barrier metal 105 is formed. A thickness of 800 to 20 made of a conductive material such as aluminum or copper on the metal 105 by CVD.
A second wiring 106 of 00 nm is formed, and the first via 11
5 and the groove 119 are completely buried.
【0034】次いで、図7(g)に示すように、CM
P、エッチバック等を用いて余分の第2の配線106部
分を削除し、さらに第2の層間絶縁膜104の表面を平
坦化し、第2の配線106を形成する。次いで、図7
(h)に示すように、第2の層間絶縁膜104及び第2
の配線106上に第3の層間絶縁膜107を形成し、該
第3の層間絶縁膜107にスリット状の第2のビア11
6及び配線形成のための溝を形成する。Next, as shown in FIG.
An extra portion of the second wiring 106 is removed by using P, etchback, or the like, and the surface of the second interlayer insulating film 104 is flattened to form the second wiring 106. Then, FIG.
As shown in (h), the second interlayer insulating film 104 and the second
A third interlayer insulating film 107 is formed on the wiring 106, and the slit-shaped second via 11 is formed in the third interlayer insulating film 107.
6 and a groove for wiring formation.
【0035】その後、該第3の層間絶縁膜107の表面
全体に厚み10〜300nmの第2のバリアメタル10
8を形成し、次いで、CVDによりアルミニウム、銅等
の導電材料からなる厚み800〜2000nmの第3の
配線109を形成し、第2のビア116及び配線形成の
ための溝を完全に埋め込んだ後、CMP、エッチング等
により余分の第3の配線109部分を削除し、さらに第
3の層間絶縁膜107の表面を平坦化し、第3の配線1
09を形成する。Thereafter, a second barrier metal 10 having a thickness of 10 to 300 nm is formed on the entire surface of the third interlayer insulating film 107.
After forming the third wiring 109 made of a conductive material such as aluminum or copper and having a thickness of 800 to 2000 nm by CVD, and completely filling the second via 116 and the groove for forming the wiring, An extra portion of the third wiring 109 is removed by etching, CMP, etching, or the like, and the surface of the third interlayer insulating film 107 is further planarized.
09 is formed.
【0036】さらに、上記の図5(a)〜図7(g)の
工程を繰り返し、第4の層間絶縁膜110、厚み10〜
300nmの第3のバリアメタル111を順次形成し、
その後、CVDによりアルミニウム、銅等の導電材料か
らなる厚み800〜2000nmの第4の配線112を
形成し、スリット状のビア及び配線形成のための溝を完
全に埋め込んだ後、CMP、エッチング等により第4の
層間絶縁膜110の表面を平坦化し、第4の配線112
を形成する。以上により、図4に示す様な本実施形態の
スパイラルインダクタを作製することができる。Further, the steps shown in FIGS. 5A to 7G are repeated to form a fourth interlayer insulating film 110 having a thickness of 10 to 10.
Forming a third barrier metal 111 of 300 nm in order,
Thereafter, a fourth wiring 112 made of a conductive material such as aluminum or copper and having a thickness of 800 to 2000 nm is formed by CVD, and a slit-like via and a groove for forming the wiring are completely buried. The surface of the fourth interlayer insulating film 110 is planarized and the fourth wiring 112
To form Thus, the spiral inductor of the present embodiment as shown in FIG. 4 can be manufactured.
【0037】ここで、このスパイラルインダクタの効果
を確認するために行った実験結果について図8〜図10
に基づき説明する。図8は、層低抗の低い、例えばP型
にドープされた半導体基板の上に絶縁膜を介して形成さ
れたインダクタの等価回路であり、Lはインダクタ、R
1はインダクタの配線抵抗、R2及びR3は半導体基板
の抵抗、C1及びC2は配線一半導体基板間の寄生容
量、C3は配線−配線間の寄生容量、C4及びC5は半
導体基板の抵抗の両端に付く寄生容量である。FIGS. 8 to 10 show the results of experiments conducted to confirm the effect of the spiral inductor.
It will be described based on. FIG. 8 is an equivalent circuit of an inductor formed on a semiconductor substrate doped with a low resistance, for example, a P-type doped semiconductor substrate via an insulating film.
1 is the wiring resistance of the inductor, R2 and R3 are the resistances of the semiconductor substrate, C1 and C2 are the parasitic capacitance between the wiring and the semiconductor substrate, C3 is the parasitic capacitance between the wiring and the wiring, and C4 and C5 are both ends of the resistance of the semiconductor substrate. This is the parasitic capacitance attached.
【0038】また、図9は従来枝術による実験例(以
下、従来実験と称する)の概略を示す回路図、図10は
本実施形態による実験例(以下、本実験と称する)の概
略を示す回路図である。なお、説明を解り易くするため
に、これらの図では、インダクタの配線は縦横比が1:
2及び2:1で断面積は同一とし、配線間隔と配線一基
板間隔も同一としている。また、これらの図では、R1
は上記の理由から以下では考慮せず、R2、R3、C
4、C5についても同一の半導体基板を用いているの
で、以下では考慮しないものとする。FIG. 9 is a circuit diagram showing an outline of an experimental example (hereinafter, referred to as a conventional experiment) by a conventional branch operation, and FIG. 10 is a schematic diagram showing an experimental example (hereinafter, referred to as a main experiment) according to the present embodiment. It is a circuit diagram. Note that, in these figures, the wiring of the inductor has an aspect ratio of 1: 1, for easy understanding.
2 and 2: 1 have the same cross-sectional area, and the wiring interval and the wiring-substrate interval are also the same. In these figures, R1
Are not considered below for the above reasons, and R2, R3, C
Since the same semiconductor substrate is used for C4 and C5, they are not considered below.
【0039】本実験では、従来実験と比べて、C1とC
2の値は半分になり、C3の値は2倍になることが明か
である。ところが、実験によりC1、C2、C3の各値
を求めたところ、従来実験では、C1、C2が約1p
F、C3が約20fFの値となり、C3はC1、C2に
比べ無視できるほど小さいことが明らかとなった。また
ここで、C4、C5は30〜60fFであることが実験
からわかっているので、スパイラルインダクタに寄生す
るトータルの寄生容量C1〜C5においては、C1、C
2の値が2桁大きく支配的であることがわかった。以上
のことから、本実験では、従来実験に対し、スパイラル
インダクタに寄生するトータルの寄生容量を低減させ得
ることがわかった。In this experiment, C1 and C
It is clear that the value of 2 is halved and the value of C3 is doubled. However, when the values of C1, C2, and C3 were determined by experiments, C1 and C2 were about 1p in the conventional experiment.
F and C3 were about 20 fF, and it became clear that C3 was negligibly small compared to C1 and C2. Since it is known from experiments that C4 and C5 are 30 to 60 fF, C1 and C5 are the total parasitic capacitances C1 to C5 parasitic on the spiral inductor.
The value of 2 was found to be dominant by two orders of magnitude. From the above, in this experiment, it was found that the total parasitic capacitance parasitic to the spiral inductor can be reduced as compared with the conventional experiment.
【0040】本実施形態の半導体集積回路装置のスパイ
ラルインダクタによれば、配線を積層して形成した複数
のインダクタをスリット状のビアを介して互いに接続し
たので、スリット部も配線として用いることができ、ド
ット状のビアで上下の配線を接続した場合と比べて配線
抵抗の低減を図ることができ、インダクタのQ値を向上
させることができる。According to the spiral inductor of the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, a plurality of inductors formed by laminating wirings are connected to each other through slit-shaped vias, so that the slits can be used as wirings. The wiring resistance can be reduced as compared with the case where the upper and lower wirings are connected by dot-shaped vias, and the Q value of the inductor can be improved.
【0041】また、基板に対し垂直方向に積層させた配
線同士をスリット状のビアにより接続するので、同じ配
線断面積を得る場合、従来のスパイラルインダクタと比
較して配線の膜厚を厚く、かつ配線幅を狭くすることが
でき、配線−基板間の容量を低減させることができ、配
線−配線間の容量は若千増加するものの、スバイラルイ
ンダクタに寄生するトータルの寄生容量を低減させるこ
とができる。Further, since the wirings stacked in the vertical direction to the substrate are connected to each other by slit-shaped vias, when obtaining the same wiring cross-sectional area, the wiring thickness is larger than that of the conventional spiral inductor, and The wiring width can be reduced, the capacitance between the wiring and the substrate can be reduced, and the capacitance between the wiring and the wiring increases by a small amount, but the total parasitic capacitance parasitic to the viral inductor can be reduced. it can.
【0042】本実施形態の半導体集積回路装置のスパイ
ラルインダクタの製造方法によれば、上層及び下層の配
線を絶縁分離する層間絶縁膜を先に形成し、上下の配線
を接続するためのスリット状のビアと配線を形成するた
めの溝を形成し、スリット状のビアと溝に導電材料を埋
め込み、溝以外の部分の導電材料を除去して配線を形成
するので、インダクタの配線間隔を狭くすることがで
き、したがって、配線ビッチを狭くすることができ、ス
パイラルインダクタの面積を小さくすることができる。According to the method of manufacturing a spiral inductor of a semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, an interlayer insulating film for insulating and separating upper and lower wirings is formed first, and a slit-like film for connecting upper and lower wirings is formed. Forming grooves for forming vias and wiring, burying conductive material in slit-shaped vias and grooves, removing conductive material in portions other than grooves, and forming wiring. Therefore, the wiring bitch can be narrowed, and the area of the spiral inductor can be reduced.
【0043】(第2の実施形態)図11は本発明の第2
の実施形態の半導体集積回路装置のスパイラルインダク
タを示す平面図、図12は図11のD−D線に沿う断面
図である。(Second Embodiment) FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view showing a spiral inductor of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment, and FIG. 12 is a sectional view taken along the line DD in FIG.
【0044】本実施形態のスパイラルインダクタが、上
述した第1の実施形態のスパイラルインダクタと異なる
点は、スパイラルインダクタの中心に、アスペクト比が
約3〜5のビア318が形成され、該ビア318の内面
に厚み10〜1000nmのコバルト、ニッケル等の第
1の強磁性体膜120が形成され、該第1の強磁性体膜
120に囲まれた領域に第5の層間絶縁膜121が埋め
込まれた点である。このスパイラルインダクタでは、第
1の強磁性体膜120をスパイラルインダクタの磁芯と
することにより、スパイラルインダクタのインダクタン
スの向上を図っている。The difference between the spiral inductor of the present embodiment and the spiral inductor of the first embodiment is that a via 318 having an aspect ratio of about 3 to 5 is formed at the center of the spiral inductor. A first ferromagnetic film 120 of cobalt, nickel, or the like having a thickness of 10 to 1000 nm is formed on the inner surface, and a fifth interlayer insulating film 121 is embedded in a region surrounded by the first ferromagnetic film 120. Is a point. In the spiral inductor, the inductance of the spiral inductor is improved by using the first ferromagnetic film 120 as the magnetic core of the spiral inductor.
【0045】次に、このスパイラルインダクタの製造方
法について、図4〜図7及び図12を用いて簡単に説明
する。まず、第1の実施形態の製造方法と同様に、図4
〜図7に示した手順で4層の配線層からなるスパイラル
インダクタを形成する。次いで、図12に示すように、
図示しない厚み10〜100nmの層間絶縁膜を形成
し、スパイラルインダクタの中心にアスペクト比が約3
〜5のビア318を第4の層間絶縁膜110に届くまで
形成する。Next, a method of manufacturing the spiral inductor will be briefly described with reference to FIGS. First, similarly to the manufacturing method of the first embodiment, FIG.
7 to form a spiral inductor composed of four wiring layers. Next, as shown in FIG.
An interlayer insulating film (not shown) having a thickness of 10 to 100 nm is formed, and the aspect ratio is about 3 at the center of the spiral inductor.
5 through 318 are formed until they reach the fourth interlayer insulating film 110.
【0046】次いで、該ビア318の内面に厚み10〜
1000nmのコバルト、ニッケル等の第1の強磁性体
膜120を形成し、該第1の強磁性体膜120に囲まれ
た領域に第5の層間絶縁膜121を埋め込む。その後、
第5の層間絶縁膜121がビア318を完全に埋め込ん
だ後、CMP、エッチング等により、第4の配線112
の表面を露出させる。Next, the inner surface of the via 318 has a thickness of 10 to
A first ferromagnetic film 120 of 1000 nm, such as cobalt or nickel, is formed, and a fifth interlayer insulating film 121 is buried in a region surrounded by the first ferromagnetic film 120. afterwards,
After the fifth interlayer insulating film 121 completely fills the via 318, the fourth wiring 112 is formed by CMP, etching, or the like.
Expose the surface.
【0047】本実施形態の半導体集積回路装置のスパイ
ラルインダクタによれば、スパイラルインダクタの中心
に第1の強磁性体膜120を形成したので、インダクタ
のインダクタンスLを大きくすることができる。According to the spiral inductor of the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, since the first ferromagnetic film 120 is formed at the center of the spiral inductor, the inductance L of the inductor can be increased.
【0048】(第3の実施形態)図13及び図14は本
発明の第3の実施形態の半導体集積回路装置の製造方法
を示す過程図である。まず、図14(f)を用いて本実
施形態の半導体集積回路装置の構造について説明する。(Third Embodiment) FIGS. 13 and 14 are process diagrams showing a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention. First, the structure of the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
【0049】この構造は、スパイラルインダクタとCM
OSが同一ウエハー(基板)上に同時に形成され、ま
た、CMOSのソース・ドレイン領域228とゲート電
極225それぞれの表面に第1の強磁性体膜であるシリ
サイド層231が形成され、スパイラルインダクタの下
にシリサイドからなる第2の強磁性体膜229が形成さ
れていることを特徴としている。This structure is composed of a spiral inductor and a CM.
An OS is simultaneously formed on the same wafer (substrate), and a silicide layer 231 as a first ferromagnetic film is formed on the surface of each of the source / drain region 228 and the gate electrode 225 of the CMOS. In which a second ferromagnetic film 229 made of silicide is formed.
【0050】なお、このスパイラルインダクタの配線層
の構成は、従来のスパイラルインダクタ、第1及び第2
の実施形態のスパイラルインダクタ各々と同様で、第1
の配線が下部引き出し電極を、また、第2及び第3の配
線がスパイラルインダクタのコイルの部分を、第4の配
線がスパイラルインダクタのコイルの部分及び上部引き
出し電極を形成している。The structure of the wiring layer of this spiral inductor is the same as that of the conventional spiral inductor, the first and second spiral inductors.
The same as each of the spiral inductors of the first embodiment,
The second wiring forms the lower lead electrode, the second and third wirings form the coil part of the spiral inductor, and the fourth wiring forms the coil part of the spiral inductor and the upper lead electrode.
【0051】次に、半導体集積回路装置の製造方法を、
図13及び図14を用いて説明する。まず、図13
(a)に示すように、P型半導体基板201上に100
〜1000nmの素子分離絶縁膜222を形成し、次い
で、NMOSの場合P型のウエル領域(PMOSの場合
N型のウエル領域)223をイオン注入等により形成
し、次いで、ゲート酸化膜224及び、多結晶シリコン
もしくはアモルファスシリコンからなる100〜400
nmのゲート電極225を形成し、ゲート電極225の
セルフアラインにLDD領域226をイオン注入により
形成する。Next, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device will be described.
This will be described with reference to FIGS. First, FIG.
As shown in FIG.
An element isolation insulating film 222 of about 1000 nm is formed, then a P-type well region (N-type well region for PMOS) 223 for NMOS is formed by ion implantation or the like, and then a gate oxide film 224 and multiple 100-400 made of crystalline silicon or amorphous silicon
A gate electrode 225 of nm is formed, and an LDD region 226 is formed in the self-alignment of the gate electrode 225 by ion implantation.
【0052】次いで、図13(b)に示すように、50
〜200nmのシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜等
によるサイドウォール227を形成し、NMOSの場合
P+型のソ一ス・ドレイン領域(PMOSの場合N型+の
ソ一ス・ドレイン領域)228をイオン注入により形成
し、次いで、5〜100nmのコバルト、ニッケル等か
らなる第2の強磁性体膜229を形成する。Next, as shown in FIG.
A side wall 227 made of a silicon oxide film or a silicon nitride film having a thickness of about 200 nm is formed, and a P + -type source / drain region 228 (N-type + source / drain region for a PMOS) is formed by ion Then, a second ferromagnetic film 229 of 5 to 100 nm made of cobalt, nickel or the like is formed.
【0053】次いで、図13(c)に示すように、10
〜200nmの第5の層間絶縁膜230を形成し、スパ
イラルインダクタの下の部分のみにマスクを用いて第5
の層間絶縁膜230を残し、例えば、窒素雰囲気中やア
ルゴン雰囲気中でアニールすることにより、ゲート電極
225及びソ一ス・ドレイン領域228の表面をシリサ
イド化し、コバルト、ニッケル等の強磁性体膜からなる
シリサイド層231を形成し、その後、第5の層間絶縁
膜230の下の部分以外から第2の強磁性体膜229を
選択的に除去する。Next, as shown in FIG.
A fifth interlayer insulating film 230 having a thickness of about 200 nm is formed, and the fifth interlayer insulating film 230 is formed only in a portion below the spiral inductor by using a mask.
The surface of the gate electrode 225 and the surface of the source / drain region 228 are silicided by annealing in, for example, a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere while leaving the interlayer insulating film 230 of After that, the second ferromagnetic film 229 is selectively removed from portions other than the portion under the fifth interlayer insulating film 230.
【0054】次いで、図14(d)に示すように、10
00〜2000nmの第6の層間絶縁膜232を形成
し、CMP、エッチング等を用いて第6の層間絶縁膜2
32の表面を平坦化し、CMOSのゲ一ト電極225及
びソース・ドレイン領域228上にコンタクト320、
320を開口し、コンタクト320、320各々に第4
のバリアメタル233、第5の配線234を形成する。Next, as shown in FIG.
A sixth interlayer insulating film 232 having a thickness of 00 to 2000 nm is formed, and the sixth interlayer insulating film 2 is formed by using CMP, etching, or the like.
32, the contact 320 is formed on the gate electrode 225 and the source / drain region 228 of the CMOS.
320 is opened and a fourth
The barrier metal 233 and the fifth wiring 234 are formed.
【0055】次いで、図14(e)に示すように、10
00〜2000nmの第7の層間絶縁膜235を形成
し、10〜300nmの第5のバリアメタル236、5
00〜1000nmの第1の配線203をそれぞれ形成
する。なお、スパイラルインダクタの第1の配線203
は該スパイラルインダクタの下部引き出し電極を形成し
ている。Next, as shown in FIG.
A seventh interlayer insulating film 235 having a thickness of 00 to 2000 nm is formed, and a fifth barrier metal 236, 5 having a thickness of 10 to 300 nm is formed.
First wirings 203 each having a thickness of 00 to 1000 nm are formed. The first wiring 203 of the spiral inductor
Form the lower extraction electrode of the spiral inductor.
【0056】次いで、図14(f)に示すように、10
00〜2000nmの第2の層間絶縁膜204、10〜
300nmの第1のバリアメタル205、500〜10
00nmの第2の配線206、1000〜2000nm
の第3の層間絶縁膜207、10〜300nmの第2の
バリアメタル208、500〜1000nmの第3の配
線209、1000〜2000nmの第4の層間絶縁膜
210、10〜300nmの第3のバリアメタル21
1、500〜1000nmの第4の配線212を形成す
る。Next, as shown in FIG.
The second interlayer insulating films 204, 10 to
300 nm first barrier metal 205, 500-10
00 nm second wiring 206, 1000 to 2000 nm
Third interlayer insulating film 207, 10 to 300 nm second barrier metal 208, 500 to 1000 nm third wiring 209, 1000 to 2000 nm fourth interlayer insulating film 210, 10 to 300 nm third barrier Metal 21
A fourth wiring 212 having a thickness of 1,500 to 1,000 nm is formed.
【0057】−般に、スパイラルインダクタの下に強磁
性体膜を置くことにより磁界の漏れを低減することがで
きることが知られているが、本実施形態では、CMOS
でソース・ドレイン領域228及びゲート電極225の
表面に用いるシリサイド層をコバルト、ニッケル等のC
MOSで一般的に用いる強磁性体膜のシリサイドとし、
シリサイド化の後で強磁性体膜を除去する際にマスクを
かけて、スパイラルインダクタの下に選択的に残すこと
によりこれを実現することができた。In general, it is known that a magnetic field leakage can be reduced by disposing a ferromagnetic film under a spiral inductor.
The silicide layer used on the surface of the source / drain region 228 and the gate electrode 225 is formed of C such as cobalt or nickel.
A silicide of a ferromagnetic film generally used in MOS,
This was achieved by masking the ferromagnetic film after silicidation and leaving it selectively under the spiral inductor.
【0058】また、本実施形態をさらに応用して、イン
ダクタの上下に強磁性体膜を残すことも可能で、さら
に、上述した第2の実施形態と本実施形態の応用例を組
み合わせることにより、インダクタの上下及びインダク
タの磁芯に強磁性体膜を残すことも可能であり、また、
スパイラルインダクタの周囲を囲むようにスリット状の
溝を掘り、その中に強磁性体膜を残すことにより、上下
及び周囲を強磁性体膜で覆い、磁界の漏れを防ぐことも
可能である。本実施形態では、スパイラルインダクタを
用いているが、通常のインダクタでも実現することは可
能であるのは言うまでもない。Further, by further applying this embodiment, it is possible to leave ferromagnetic films above and below the inductor. Further, by combining the above-described second embodiment with an application example of this embodiment, It is also possible to leave a ferromagnetic film on the top and bottom of the inductor and on the core of the inductor,
By digging a slit-shaped groove so as to surround the periphery of the spiral inductor and leaving the ferromagnetic film in the groove, it is possible to cover the top and bottom and the periphery with the ferromagnetic film, thereby preventing leakage of the magnetic field. In the present embodiment, a spiral inductor is used, but it is needless to say that it can be realized with a normal inductor.
【0059】本実施形態の半導体集積回路装置によれ
ば、CMOS製造プロセスで一般的に用いられる強磁性
膜をインダクタの下に残すことにより、磁界の漏れを低
減することができるとともに、CMOS製造プロセスと
の整合性を向上させることができる。According to the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, the magnetic field leakage can be reduced by leaving the ferromagnetic film generally used in the CMOS manufacturing process below the inductor, and the CMOS manufacturing process can be reduced. Can be improved.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の半導体集積
回路装置によれば、基板上に、複数の絶縁膜と複数のコ
イルとを交互に積層し、前記コイル同士をスリット状の
ビアを介して電気的に接続したので、狭い配線間隔で配
線を形成することができ、また、コイルを構成する複数
の配線をスリット状のビアを介して互いに接続するの
で、ビアの部分もコイルの配線として用いることがで
き、平面状のレイアウトが同じでも、従来のドット状の
ビアで上下の配線を接続した場合と比較して配線の断面
積を大きくとることができ、コイルの配線抵抗の低減を
図ることができる。したがって、素子としてのコイル全
体の面積を小さくすることができ、コイルとしての特性
を向上させることができ、半導体集積回路装置の高集積
化、小型化に対応することができる。As described above, according to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, a plurality of insulating films and a plurality of coils are alternately stacked on a substrate, and the coils are formed with slit-shaped vias. Since the wires are electrically connected to each other, the wires can be formed at a narrow wiring interval. Also, since a plurality of wires constituting the coil are connected to each other via the slit-shaped via, the via portion is also connected to the wire of the coil. Even if the planar layout is the same, the cross-sectional area of the wiring can be increased compared to the case where the upper and lower wirings are connected with the conventional dot-shaped vias, and the wiring resistance of the coil can be reduced. Can be planned. Therefore, the area of the entire coil as an element can be reduced, the characteristics of the coil can be improved, and high integration and miniaturization of a semiconductor integrated circuit device can be achieved.
【0061】本発明の半導体集積回路装置の製造方法に
よれば、基板上に絶縁膜、第1のコイルを構成する第1
の配線を順次形成する工程と、前記第1のコイル上に絶
縁膜を形成し、該絶縁膜にスリット状のビア及び第2の
コイルを構成する第2の配線を形成するための溝を形成
する工程と、前記スリット状のビア及び前記溝に導電体
を埋め込む工程と、該導電体を前記ビア及び溝以外の部
分から除去する工程とを備えたので、狭い配線間隔で配
線を形成することができる。したがって、素子としての
コイル全体の面積を小さくすることができ、高集積化、
小型化に対応できる半導体集積回路装置を製造すること
ができる。According to the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, an insulating film and a first coil constituting a first coil are formed on a substrate.
Forming an insulating film on the first coil, forming a slit-shaped via and a groove for forming a second wiring forming the second coil in the insulating film. Forming the conductors in the slit-shaped vias and the grooves, and removing the conductors from portions other than the vias and the grooves. Can be. Therefore, the area of the entire coil as an element can be reduced, and high integration and
A semiconductor integrated circuit device that can cope with miniaturization can be manufactured.
【図1】 本発明の第1の実施形態の半導体集積回路装
置のスパイラルインダクタを示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a spiral inductor of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1の領域Bの積層部分のうちの一層部を示
す拡大平面図である。FIG. 2 is an enlarged plan view showing one layer of a layered portion of a region B in FIG. 1;
【図3】 図1の領域Bの積層部分のうちの一層部を示
す拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view showing one layer of a layered portion of a region B in FIG. 1;
【図4】 図1のC−C線に沿う断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 1;
【図5】 本発明の第1の実施形態の半導体集積回路装
置のスパイラルインダクタの製造方法を示す過程図であ
る。FIG. 5 is a process chart showing a method of manufacturing the spiral inductor of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の第1の実施形態の半導体集積回路装
置のスパイラルインダクタの製造方法を示す過程図であ
る。FIG. 6 is a process chart showing a method of manufacturing the spiral inductor of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の第1の実施形態の半導体集積回路装
置のスパイラルインダクタの製造方法を示す過程図であ
る。FIG. 7 is a process chart showing a method for manufacturing a spiral inductor of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention.
【図8】 層低抗の低い基板の上に絶縁膜を介して形成
されたインダクタの等価回路である。FIG. 8 is an equivalent circuit of an inductor formed on a substrate having a low layer resistance via an insulating film.
【図9】 従来枝術による実験例の概略を示す回路図で
ある。FIG. 9 is a circuit diagram schematically illustrating an experimental example using a conventional branch technique.
【図10】 本発明の第1の実施形態による実験例の概
略を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram schematically illustrating an experimental example according to the first embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の第2の実施形態の半導体集積回路
装置のスパイラルインダクタを示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a spiral inductor of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.
【図12】 図11のD−D線に沿う断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line DD in FIG. 11;
【図13】 本発明の第3の実施形態の半導体集積回路
装置の製造方法を示す過程図である。FIG. 13 is a process chart illustrating a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
【図14】 本発明の第3の実施形態の半導体集積回路
装置の製造方法を示す過程図である。FIG. 14 is a process chart illustrating a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.
【図15】 従来のスパイラルインダクタを示す平面図
である。FIG. 15 is a plan view showing a conventional spiral inductor.
【図16】 図15の領域Aの積層部分のうちの一層部
を示す拡大平面図である。FIG. 16 is an enlarged plan view showing a layer portion of a layered portion in a region A of FIG.
【図17】 図15の領域Aの積層部分のうちの一層部
を示す拡大平面図である。FIG. 17 is an enlarged plan view showing a layer portion of a layered portion in a region A of FIG.
【図18】 従来のスパイラルインダクタの製造方法の
一例を示す過程図である。FIG. 18 is a process diagram showing an example of a conventional method for manufacturing a spiral inductor.
【図19】 従来のスパイラルインダクタの製造方法に
おける問題点を説明するための断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view for describing a problem in a conventional method for manufacturing a spiral inductor.
101、201、301、401、501 P型半導体
基板 102、302、502 第1の層間絶縁膜 103、203、303 第1の配線 104、204、304、504 第2の層間絶縁膜 105、205 第1のバリアメタル 106、206、306 第2の配線 107、207、307、507 第3の層間絶縁膜 108、208 第2のバリアメタル 109、209、309 第3の配線 110、210、310 第4の層間絶縁膜 111、211 第3のバリアメタル 112、212、312 第4の配線 113 下部引き出し電極 114 上部引き出し電極 115 第1のビア 116 第2のビア 117 第1のマスク 117a 開口部 118 第2のマスク 119 配線形成のための溝 120 第1の強磁性体膜 121 第5の層間絶縁膜 122 スパイラルインダクタ 222 素子分離絶縁膜 223 ウエル領域 224 ゲート酸化膜 225 ゲート電極 226 LDD領域 227 サイドウォ一ル 228 ソース・ドレイン領域 229 第2の強磁性体膜 230 第5の層間絶縁膜 231 シリサイド層 232 第6の層間絶縁膜 233 第4のバリアメタル 234 第5の配線 235 第7の層間絶縁膜 236 第5のバリアメタル 313 下部引き出し電極 314 上部引き出し電極 315 第1のビア 316 第2のビア 317 第3のビア 318 ビア 320 コンタクト 337 第1のプラグ 338 第2のプラグ 339 第3のプラグ 440、540 配線 541 隙間101, 201, 301, 401, 501 P-type semiconductor substrate 102, 302, 502 First interlayer insulating film 103, 203, 303 First wiring 104, 204, 304, 504 Second interlayer insulating film 105, 205 1st barrier metal 106, 206, 306 2nd wiring 107, 207, 307, 507 3rd interlayer insulating film 108, 208 2nd barrier metal 109, 209, 309 3rd wiring 110, 210, 310 4th Interlayer insulating film 111, 211 Third barrier metal 112, 212, 312 Fourth wiring 113 Lower extraction electrode 114 Upper extraction electrode 115 First via 116 Second via 117 First mask 117a Opening 118 Second Mask 119 Groove for forming wiring 120 First ferromagnetic film 121 Fifth interlayer insulating film 122 Spiral inductor 222 Element isolation insulating film 223 Well region 224 Gate oxide film 225 Gate electrode 226 LDD region 227 Side wall 228 Source / drain region 229 Second ferromagnetic film 230 Fifth interlayer insulating film 231 Silicide layer 232 First Sixth interlayer insulating film 233 Fourth barrier metal 234 Fifth wiring 235 Seventh interlayer insulating film 236 Fifth barrier metal 313 Lower extraction electrode 314 Upper extraction electrode 315 First via 316 Second via 317 Third Via 318 via 320 contact 337 first plug 338 second plug 339 third plug 440, 540 wiring 541 gap
Claims (9)
とが交互に積層され、前記コイル同士はスリット状のビ
アを介して電気的に接続されていることを特徴とする半
導体集積回路装置。1. A semiconductor integrated circuit, wherein a plurality of insulating films and a plurality of coils are alternately stacked on a substrate, and the coils are electrically connected to each other through slit-shaped vias. apparatus.
れ、該トランジスタのソース・ドレイン領域、またはゲ
ート電極のうち少なくとも一方の表面に第1の強磁性体
膜が形成されるとともに、前記複数のコイルの下に第2
の強磁性体膜が形成されていることを特徴とする請求項
1記載の半導体集積回路装置。2. A transistor is provided on the substrate, a first ferromagnetic film is formed on at least one surface of a source / drain region or a gate electrode of the transistor, and the plurality of coils are provided. Second under
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said ferromagnetic film is formed.
性体膜は、シリサイドにより構成されていることを特徴
とする請求項2記載の半導体集積回路装置。3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein said first ferromagnetic film and said second ferromagnetic film are made of silicide.
とする請求項1、2または3記載の半導体集積回路装
置。4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the coil has a spiral shape.
膜を設けたことを特徴とする請求項4記載の半導体集積
回路装置。5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein a ferromagnetic film is provided at a spiral center of said coil.
る第1の配線を順次形成する工程と、前記第1のコイル
上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜にスリット状のビア及び
第2のコイルを構成する第2の配線を形成するための溝
を形成する工程と、前記スリット状のビア及び前記溝に
導電体を埋め込む工程と、該導電体を前記ビア及び溝以
外の部分から除去する工程とを備えたことを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。6. A step of sequentially forming an insulating film and a first wiring constituting a first coil on a substrate, forming an insulating film on the first coil, and forming a slit-shaped via in the insulating film. Forming a groove for forming a second wiring constituting the second coil, embedding a conductor in the slit-shaped via and the groove, and forming the conductor other than the via and the groove. Removing the portion from the portion.
極、ソース・ドレイン領域を順次形成する工程と、前記
ゲート電極及び前記ソース・ドレイン領域の表面に強磁
性体膜を形成する工程と、該強磁性体膜の余分な部分を
除去する工程とを有することを特徴とする請求項6記載
の半導体集積回路装置の製造方法。7. A step of sequentially forming a gate electrode and a source / drain region of a transistor on the substrate; a step of forming a ferromagnetic film on surfaces of the gate electrode and the source / drain region; 7. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising the step of removing an excess portion of the magnetic film.
ス・ドレイン領域の表面に形成された強磁性体膜をシリ
サイド化し、前記ゲート電極と前記ソース・ドレイン領
域のうち少なくとも一方の表面にシリサイド層を形成す
る工程を有することを特徴とする請求項7記載の半導体
集積回路装置の製造方法。8. A ferromagnetic film formed on the surface of the gate electrode and / or the source / drain region is silicided, and a silicide layer is formed on at least one surface of the gate electrode and the source / drain region. 8. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 7, further comprising the step of:
アを形成する工程と、該ビア内に強磁性体膜を形成する
工程とを有することを特徴とする請求項6記載の半導体
集積回路装置の製造方法。9. The semiconductor according to claim 6, further comprising a step of forming a via at the center of the first and second coils, and a step of forming a ferromagnetic film in the via. A method for manufacturing an integrated circuit device.
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