JP2000124403A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関す
るものであり、更に詳しくは、配線抵抗が低減せしめら
れたインダクタを有する半導体装置に関するものであ
る。[0001] The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having an inductor with reduced wiring resistance.
【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低コスト化が要求されて
いる。この低コスト化の実現のためCMOSを用いた高
周波回路が用いられている。ところが、CMOSを用い
た高周回路では、インピーダンス整合のためにインダク
タ素子、容量、抵抗等の受動素子が必須であり、また、
低コスト化のためこれらすべてを一つのチップに搭載す
ることが要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of portable telephones such as PHS, cost reduction of high-frequency circuits for portable telephones has been required. A high-frequency circuit using a CMOS is used to realize the cost reduction. However, in a high-frequency circuit using CMOS, passive elements such as inductor elements, capacitors, and resistors are indispensable for impedance matching.
In order to reduce costs, it is required to mount all of them on one chip.
【0003】受動素子のうち抵抗、容量については、半
導体素子上に容易に形成することができるので、キーポ
イントとなるのがインダクタの形成である。この際に、
インダクタンス、Q値(クオリティファクター)が大き
く、その上で損失が小さく、かつ共振周波数が高いイン
ダクタが回路設計者より要求されている。また、携帯電
話の利用者が多くなるとチャネルが足りなくなり、チャ
ネルを確保するためにより高周波数で回路を動作させる
必要が生じるが、高周波でインダクタを使用すると表皮
効果が起こり、インダクタ中を流れる高周波電流は、そ
の厚さ方向に一様に流れることはなく導体の表面のみに
流れ、その深さは、表皮深さと呼ばれ次式(1)で表さ
れる。[0003] Among the passive elements, the resistance and the capacitance can be easily formed on a semiconductor element. Therefore, the key point is the formation of an inductor. At this time,
Circuit designers have demanded inductors having a large inductance and a large Q value (quality factor), a small loss, and a high resonance frequency. In addition, when the number of mobile phone users increases, the number of channels becomes insufficient, and it is necessary to operate the circuit at a higher frequency to secure the channel. However, when an inductor is used at a high frequency, a skin effect occurs, and a high-frequency current flowing through the inductor is generated. Does not flow uniformly in the thickness direction, but flows only on the surface of the conductor, and its depth is called a skin depth and is expressed by the following equation (1).
【0004】 δ=1.59(ρ/f)1/2・・・・・(1) ここでδ:表皮深さ(μm)、ρ:配線の比抵抗(μΩ
cm)、f:動作周波数(GHz)である。また、Q値
は次式(2)で表される。 Q=ωL/R=ωL・S/l・ρ・・・・(2) ここで、L:インダクタンス、R:配線抵抗、S:配線
の断面積、l:配線長、ρ:配線の比抵抗である。Δ = 1.59 (ρ / f) 1/2 (1) where δ: skin depth (μm), ρ: specific resistance of wiring (μΩ)
cm), f: Operating frequency (GHz). The Q value is represented by the following equation (2). Q = ωL / R = ωL · S / l · ρ (2) where L: inductance, R: wiring resistance, S: cross-sectional area of wiring, l: wiring length, ρ: specific resistance of wiring It is.
【0005】従って、上式(1)及び(2)から明らか
なように、動作周波数が一定の状況で、Q値を高くする
にために比抵抗ρの小さいものを用いると、表皮深さδ
が浅くなり、高周波電流はより導体の表面のみに流れる
ことになり、表皮効果がより顕著となってしまうという
問題点があった。当該表皮効果を改善する方法として、
例えば特開平8−288463号公報が知られている。Accordingly, as is apparent from the above equations (1) and (2), when the operating frequency is constant and a material having a small specific resistance ρ is used to increase the Q value, the skin depth δ
And the high-frequency current flows only on the surface of the conductor, and the skin effect becomes more remarkable. As a method to improve the skin effect,
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-288463 is known.
【0006】以下に当該従来技術について説明する。図
13は、上記公知例に於ける表皮効果を改善するための
方法を説明する図である。即ち、図13(a)は、基板
の厚さ600μmの半絶縁性GaAs基板200上にS
iO2 等の絶縁膜201を600nm被着し、めっき用
下地金属層202を例えば、下からTi/Au(20n
m/150nm)の二層構造を有する金属膜で形成す
る。Tiは絶縁膜201との密着性確保のために用い
る。The related art will be described below. FIG. 13 is a view for explaining a method for improving the skin effect in the above-mentioned known example. That is, FIG. 13 (a) shows that S is formed on a semi-insulating GaAs substrate 200 having a thickness of 600 μm.
An insulating film 201 of iO 2 or the like is deposited to a thickness of 600 nm, and the underlying metal layer for plating 202 is formed of, for example,
(m / 150 nm). Ti is used for ensuring adhesion to the insulating film 201.
【0007】次に通常のフォトリソグラフィー技術を用
いてストリップ線路に対応するレジストパターン203
を形成する。フォトレジストを露光するとき、光源から
の入射波とレジスト下面205からの反射波の干渉によ
ってレジスト層に定在波ができる。特に、めっき用下地
金属層202の様に反射率の高い金属層がレジスト下面
205と接している場合は、特に著しい。Next, a resist pattern 203 corresponding to the strip line is formed by using a usual photolithography technique.
To form When exposing the photoresist, a standing wave is formed on the resist layer due to interference between the incident wave from the light source and the reflected wave from the resist lower surface 205. This is particularly remarkable when a metal layer having a high reflectance such as the plating base metal layer 202 is in contact with the resist lower surface 205.
【0008】即ち、定在波の節の部分は露光不足にな
り、現像の段階で、フォトマスク寸法とレジスト寸法の
間で偏差が生じる。図1の如くレジストにポジ型レジス
トを用いれば、定在波の節の部分は残りやすく、レジス
トパターンの凸部206になり、定在波の腹の部分がレ
ジストパターンの凹部207になる。That is, the portion of the node of the standing wave becomes underexposed, and a deviation occurs between the dimension of the photomask and the dimension of the resist in the development stage. If a positive resist is used as the resist as shown in FIG. 1, the nodes of the standing wave are likely to remain, forming the convex portions 206 of the resist pattern, and the antinodes of the standing wave become the concave portions 207 of the resist pattern.
【0009】一方、ネガ型レジストを用いる場合は逆に
なり、定在波の節の部分は現像液に溶けやすく、レジス
トパターンの凹部を形成し、腹の部分は凸部になる。フ
ォトリソグラフィーで用いる光源は、超高圧水銀灯のg
線405nmあるいは、i線365nmである。真空中
における波長が405nmの場合、レジスト中での波長
は270nmになるので、レジスト下面205からの距
離xに対しx=135×N(N=0、1、2、・・・
・)すなわち0nm、135nm、270nm、405
nm、・・・に節ができ、x=135(N+1/2)す
なわち68nm、203nm、・・・に腹ができる。On the other hand, when a negative type resist is used, the opposite is true. The nodes of the standing wave are easily dissolved in the developing solution, forming concave portions of the resist pattern, and the antinodes become convex portions. The light source used in photolithography is g of an ultra-high pressure mercury lamp.
Line 405 nm or i-line 365 nm. When the wavelength in the vacuum is 405 nm, the wavelength in the resist becomes 270 nm. Therefore, x = 135 × N (N = 0, 1, 2,...) With respect to the distance x from the resist lower surface 205.
·) Ie 0 nm, 135 nm, 270 nm, 405
, and nodes are formed at x = 135 (N + 1/2), that is, at 68 nm, 203 nm,.
【0010】i線の場合もやや間隔が狭くなるが、同様
の定在波の効果がレジスト断面に現れる。通常は、レジ
スト現像後のポストベークにより、レジストの定在波に
よる凹凸をなくすのが一般的であるが、上記公知例に於
いては、この効果を積極的に利用する。図13(b)
は、次にレジスト203をマスクとして、Auの選択電
界メッキ法により、メッキ用下地金属層202に電流を
流し、配線層204を形成する。In the case of the i-line, the spacing is slightly narrowed, but the same effect of the standing wave appears on the resist cross section. Normally, post-baking after resist development generally eliminates unevenness due to standing waves of the resist. In the above-mentioned known examples, this effect is positively utilized. FIG. 13 (b)
Then, by using the resist 203 as a mask, a current is caused to flow through the plating base metal layer 202 by an Au selective electric field plating method to form a wiring layer 204.
【0011】配線層204は定在波により出来たレジス
ト凹凸を転写された形状になる。30GHzで動作する
GaAsモノリシックマイクロ波ICの場合、Auのス
トリップ線路の表皮深さはδ=0.43μmである。ス
トリップ線路の膜厚は、δの3倍に選び、1.3μmを
用いる。図13(c)は、レジスト203をレジスト剥
離材で除去後、配線204をマスクとして、電界メッキ
用の下地金属膜202の不要部分をイオンミリングで除
去する。以上の工程を経て、ストリップ線路204は形
成される。The wiring layer 204 has a shape in which the resist irregularities formed by the standing wave are transferred. In the case of a GaAs monolithic microwave IC operating at 30 GHz, the skin depth of the Au strip line is δ = 0.43 μm. The thickness of the strip line is selected to be three times δ, and 1.3 μm is used. In FIG. 13C, after the resist 203 is removed with a resist stripping material, unnecessary portions of the base metal film 202 for electrolytic plating are removed by ion milling using the wiring 204 as a mask. Through the above steps, the strip line 204 is formed.
【0012】以上が従来技術による表皮効果の改善方法
である。また、近年の微細CMOSは、従来のアルミを
用いた配線から、アルミよりも層抵抗が低く、かつ、熱
伝導性の良い銅を用いた配線に変わりつつあり、この場
合、層間膜を形成した後、層間膜中に溝を形成し、溝の
中に配線や上層配線と下層配線をつなぐプラグを堆積
し、CMP(Chemical Mechanical
Polishing)技術を用いて溝の内部に配線や
プラグを埋め込む「ダマシン」と言われる技術を用いる
ので、このプロセスに対し互換性のあるインダクタが必
要であった。The above is the method of improving the skin effect according to the prior art. In recent years, fine CMOS is changing from wiring using conventional aluminum to wiring using copper having lower layer resistance and better thermal conductivity than aluminum. In this case, an interlayer film is formed. Thereafter, a groove is formed in the interlayer film, a wiring or a plug for connecting the upper wiring and the lower wiring is deposited in the groove, and a CMP (Chemical Mechanical) is formed.
Since a technique called "damascene" for embedding wirings and plugs in the trenches using a polishing technique is used, an inductor compatible with this process was required.
【0013】又、上記した方法に於いて、銅を配線に使
用する場合には、メッキ方法を採用する限り当該ビアホ
ール部或いはプラグ部に銅が入り込めないので、断線が
発生する事が多いと言う問題が有った。又、特開平8−
227975号公報には、高Q集積インダクタンスコイ
ルに関して記載されているが、突起部を有する配線部が
単に平面的に一層の形態で渦巻き状に形成する例が示さ
れているのみであって、複数の平面的インダクタ形状を
有する配線部層を積層する技術に関しては開示がない。In the above method, when copper is used for wiring, copper cannot enter the via hole portion or the plug portion as long as the plating method is employed, so that disconnection often occurs. There was a problem to say. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication
Japanese Patent Application Laid-Open No. 227975 describes a high-Q integrated inductance coil. However, there is shown only an example in which a wiring portion having a projection is formed in a spiral shape in a single-layer form. There is no disclosure of a technique for laminating a wiring layer having the planar inductor shape described above.
【0014】更に、特開平9−251999号公報に
は、半導体装置に設けられた金属配線の側壁部に凹凸形
状が形成された例が示されており、又特開平9−181
264号公報には、配線抵抗を低減させ、Q値を向上さ
せる半導体装置であって、スパイラル状の第1の配線層
と第2の配線層とをプラグで接続した構成が示されてい
るが、何れの従来例に於いても複数の平面的インダクタ
形状を有する配線部層を積層して全面で互いに接続させ
る技術に関しては開示がない。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251999 discloses an example in which an uneven shape is formed on a side wall of a metal wiring provided in a semiconductor device.
Japanese Patent Publication No. 264 discloses a semiconductor device which reduces wiring resistance and improves Q value, and has a configuration in which a spiral first wiring layer and a second wiring layer are connected by a plug. In any of the conventional examples, there is no disclosure about a technique of laminating a plurality of wiring section layers having a planar inductor shape and connecting them all over the entire surface.
【0015】一方、特開平9−162354号公報に
は、配線抵抗を低減させ、Q値を向上させる半導体装置
であって、特開平9−251999号公報と同様にスパ
イラル状の複数の配線層を互いに積層し各配線層間をプ
ラグ或いは溝状の接続部で接続する構成が示されている
が、当該スパイラル状配線の中心部から上方に端子を引
き出す構成を採用しており、本発明に於ける様な配線の
引き出し構成を持っていない。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-162354 discloses a semiconductor device that reduces wiring resistance and improves the Q value, and includes a plurality of spiral wiring layers as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251999. Although a configuration in which the wiring layers are stacked and connected to each other with a plug or a groove-like connecting portion is shown, a configuration in which a terminal is drawn upward from the center of the spiral wiring is employed. Does not have such a wiring drawing configuration.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記した従来技術の欠点を改良し、インダクタの表
面積を大きくし、表皮効果を抑制すると共に、配線の断
面積を大きくすることにより配線抵抗を低減し、Q値の
向上をはかる事が可能な半導体装置を提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the above-mentioned disadvantages of the prior art, increase the surface area of the inductor, suppress the skin effect, and increase the cross-sectional area of the wiring. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing wiring resistance and improving a Q value.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用す
るものである。即ち、本発明に係る半導体装置は、半導
体基板上に形成された層間絶縁膜の表面及び内部に、互
いに同一の平面形状を持った平面的インダクタ形状を有
する複数個の配線部層が互いに同芯状に積層される様に
堆積せしめられて形成されたインダクタ配線構造を有す
る半導体装置であって、当該平面的インダクタ形状を有
するそれぞれの配線部層が互いに当該平面的インダクタ
形状を有する各配線部層の全長に亘たって互いに接続部
を介して電気的に接続されており、当該積層されている
複数個の配線部層の内最上層を構成する当該平面的イン
ダクタ形状を有する配線部層の一部及び最下層を構成す
る当該平面的インダクタ形状を有する配線部層の一部
に、当該インダクタ配線構造の外部回路に接続する配線
部が接続されている半導体装置である。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following basic technical structure. That is, in the semiconductor device according to the present invention, a plurality of wiring part layers having a planar inductor shape having the same planar shape are coaxial with each other on the surface and inside of the interlayer insulating film formed on the semiconductor substrate. A semiconductor device having an inductor wiring structure formed by being stacked so as to be stacked in a shape, wherein each wiring portion layer having the planar inductor shape is connected to each wiring portion layer having the planar inductor shape. A part of the wiring part layer having the planar inductor shape, which is electrically connected to each other through the connection part over the entire length of the wiring part, and constitutes the uppermost layer of the plurality of wiring part layers laminated. And a wiring part connected to an external circuit of the inductor wiring structure is connected to a part of the wiring part layer having the planar inductor shape forming the lowermost layer. .
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体装置は、上記
した様な技術構成を採用しているので、インダクタの配
線と、当該配線の下に形成された突起物等からなる接続
部によって、積層されている複数個の平面的インダクタ
形状を有する配線部層が電気的に接続されることになる
ので、インダクタの配線抵抗を低減させる事が可能とな
るのである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The semiconductor device according to the present invention employs the above-described technical configuration. Since a plurality of stacked wiring portions having a planar inductor shape are electrically connected, the wiring resistance of the inductor can be reduced.
【0019】[0019]
【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置の一具体例
の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。即ち、図
1は、本発明に係る当該半導体装置の一具体例の構成を
示す断面図であって、図中、半導体基板101上に形成
された層間絶縁膜2の表面及び内部に、互いに同一の平
面形状を持った平面的インダクタ形状を有する複数個の
配線部層106、109、112が互いに同芯状に積層
される様に堆積せしめられて形成されたインダクタ配線
構造、つまりコイル部分20を有する半導体装置100
であって、当該平面的インダクタ形状を有するそれぞれ
の配線部層106、109、112が互いに当該平面的
インダクタ形状を有する各配線部層の全長に亘たって互
いに接続部21を介して電気的に接続されており、当該
積層されている複数個の配線部層106、109、11
2の内最上層を構成する当該平面的インダクタ形状を有
する配線部層112の一部及び最下層を構成する当該平
面的インダクタ形状を有する配線部層106の一部に、
当該インダクタ配線構造20の外部回路に接続する配線
部103、111が接続されている半導体装置が示され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a specific example of a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. That is, FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a specific example of the semiconductor device according to the present invention. In FIG. 1, the same and the same surface is provided on an interlayer insulating film 2 formed on a semiconductor substrate 101. An inductor wiring structure formed by stacking a plurality of wiring part layers 106, 109, and 112 having a planar inductor shape having a planar shape of Semiconductor device 100 having
The respective wiring portion layers 106, 109, and 112 having the planar inductor shape are electrically connected to each other through the connection portion 21 over the entire length of the respective wiring portion layers having the planar inductor shape. And the plurality of wiring portion layers 106, 109, 11
2, a part of the wiring part layer 112 having the planar inductor shape constituting the uppermost layer and a part of the wiring part layer 106 having the planar inductor shape constituting the lowermost layer,
A semiconductor device to which wiring portions 103 and 111 connected to an external circuit of the inductor wiring structure 20 are connected is shown.
【0020】本発明に係る当該半導体装置100に於い
て、互いに隣接して配置されている当該複数個の平面的
インダクタ形状を有する配線部層106、109、11
2・・・は、それぞれの配線部層に設けられた接続部2
1は、当該配線部層の上部を構成する配線本体部22の
幅よりも狭い幅を有している事が好ましい。更に、本発
明に係る当該半導体装置100に於いては、当該接続部
21は、当該配線本体部22から下方に延長された突起
状物23で構成されている事が望ましい。In the semiconductor device 100 according to the present invention, the wiring section layers 106, 109, and 11 having a plurality of planar inductor shapes arranged adjacent to each other.
.. Indicate connection portions 2 provided in the respective wiring portion layers.
It is preferable that 1 has a width smaller than the width of the wiring main body 22 constituting the upper part of the wiring section layer. Further, in the semiconductor device 100 according to the present invention, it is preferable that the connection portion 21 is formed of a projection 23 extending downward from the wiring body 22.
【0021】当該突起状物23の形状は特に限定される
ものではなく、例えば図1に示す様な矩形状の突起であ
っても良く、又湾曲状、三角状等に突起したもので有っ
ても良い。更には、当該接続部21の断面全体が、湾曲
状に形成されていても良く、又逆三角形状に形成されて
いるもので有っても良い。The shape of the projection 23 is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular projection as shown in FIG. 1 or a projection in a curved shape, a triangular shape, or the like. May be. Further, the entire cross section of the connection portion 21 may be formed in a curved shape, or may be formed in an inverted triangular shape.
【0022】一方、本発明に係る当該半導体装置に於い
て使用される当該平面的インダクタ形状を有する配線部
層としては、例えば、図2(A)に示す様な、平面状に
形成された渦巻き状の配線で形成されていても良く、単
に一本の配線が閉鎖状のループを形成し、その一部が非
連続状態に構成された形状を有するもので有っても良
い。On the other hand, as the wiring portion layer having the planar inductor shape used in the semiconductor device according to the present invention, for example, a spiral formed in a planar shape as shown in FIG. It may be formed of a shape-like wiring, or a single wiring may form a closed loop, and a part thereof may have a shape formed in a discontinuous state.
【0023】要は、当該半導体装置100に使用される
複数個の平面的インダクタ形状を有する配線部層21が
全て同一の形状を有している事が望ましい。上記した様
に、本発明に係る当該半導体装置100に於いては、上
記した複数個の平面的インダクタ形状を有する配線部層
21が所定の層間絶縁膜中で互いに同芯状に重畳する様
に積層されているものであって、当該積層構造に於いて
は、一の平面的インダクタ形状を有する配線部層21の
当該接続部22が、その下側に積層されている他の平面
的インダクタ形状を有する配線部層22の配線本体部2
3と直接当接する様に積層されているものである。In short, it is desirable that all of the wiring section layers 21 having a plurality of planar inductor shapes used in the semiconductor device 100 have the same shape. As described above, in the semiconductor device 100 according to the present invention, the wiring portion layers 21 having the plurality of planar inductor shapes are concentrically overlapped with each other in a predetermined interlayer insulating film. In the laminated structure, the connection portion 22 of the wiring portion layer 21 having one planar inductor shape is connected to another planar inductor shape laminated thereunder. Body 2 of wiring section layer 22 having
3 are directly laminated.
【0024】一方、当該複数個の互いに一体的に積層さ
れた当該平面的インダクタ形状を有する配線部層10
6、109、112・・・の内、最下層部を構成する当
該平面的インダクタ形状を有する配線部層106の下部
には、当該接続部22が形成されておらず、その代わり
に、当該平面的インダクタ形状を有する配線部層106
の下部に於ける少なくとも一部に於いて、当該外部回路
と接続する配線部103とのコンタクトを形成する部分
に於いて電気的接続を形成する為の独立したプラグ状の
接続構成部24が形成されている事が望ましい。On the other hand, the wiring section layer 10 having the planar inductor shape and integrally laminated with each other.
6, 109, 112,..., The connection section 22 is not formed below the wiring section layer 106 having the planar inductor shape that constitutes the lowermost layer section. Section layer 106 having a typical inductor shape
In at least a part of the lower part of the semiconductor device, an independent plug-shaped connection component 24 for forming an electrical connection is formed at a part where a contact with the wiring part 103 connected to the external circuit is formed. It is desirable that it is done.
【0025】同様に、当該複数個の互いに一体的に積層
された当該平面的インダクタ形状を有する配線部層10
6、109、112・・・の内、最上層部を構成する当
該平面的インダクタ形状を有する配線部層112の少な
くとも一部に、当該外部回路と接続する配線部111と
が電気的接続を形成する為に接続形成されている事が望
ましい。Similarly, the wiring section layer 10 having the planar inductor shape and integrally laminated with each other.
6, 109, 112,..., At least a portion of the wiring portion layer 112 having the planar inductor shape constituting the uppermost layer portion is electrically connected to the wiring portion 111 connected to the external circuit. It is desirable that the connection be formed in order to make the connection.
【0026】本発明に於ける当該接続部21は、当該平
面的インダクタ形状を有する配線部層106、109、
112・・・に於けるそれぞれの上部を構成する配線本
体部22と同一の材料で構成されても良く、又互いに異
なる材料で構成されても良い。更に、本発明に於いて
は、当該接続部21は、一つの平面的インダクタ形状を
有する配線部層106、109、112・・・に於ける
それぞれの配線部本体22に対して複数個形成されてい
る事も望ましい。In the present invention, the connection portion 21 is formed by wiring portion layers 106 and 109 having the planar inductor shape.
112.. May be made of the same material as the wiring main body part 22 constituting each upper part, or may be made of different materials. Further, in the present invention, a plurality of the connection portions 21 are formed for each of the wiring portion main bodies 22 in the wiring portion layers 106, 109, 112,... Having one planar inductor shape. It is also desirable to have.
【0027】当該複数個の接続部21は、当該平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層106、109、112
・・・の当該配線本体部22の長手方向に対して平行に
且つ互いに平行に配置形成されている事が好ましい。本
発明に於いては、当該それぞれの平面的インダクタ形状
を有する配線部層106、109、112・・・に形成
される当該接続の形状及びその個数は、当該配線部層間
で同一であっても良く又互いに異なる様に構成されてい
ても良い。The plurality of connection portions 21 are formed by wiring portion layers 106, 109, and 112 having the planar inductor shape.
Are preferably arranged in parallel with each other in the longitudinal direction of the wiring body 22 and in parallel with each other. In the present invention, the shape and number of the connections formed in the wiring section layers 106, 109, 112,... Having the respective planar inductor shapes may be the same between the wiring section layers. Alternatively, they may be configured differently from each other.
【0028】同様に、それぞれの平面的インダクタ形状
を有する配線部層106、109、112・・・に於け
る当該配線本体部22と接続部21を含む平面的インダ
クタ形状を有する配線部層の断面形状は、互いに積層さ
れた当該配線部層間で同一で有っても良く又互いに異な
る形状を有するもので有っても良い。当該配線部層10
6、109、112・・・の断面形状は、例えば、上層
側の当該配線部層の断面積に対して、その下層側の当該
配線部層の断面積が小さくなるように構成されている事
も好ましい。Similarly, the cross section of the wiring portion layer having a planar inductor shape including the wiring main body portion 22 and the connection portion 21 in the wiring portion layers 106, 109, 112,. The shape may be the same between the wiring portion layers stacked on each other, or may be different from each other. The wiring section layer 10
The cross-sectional shapes of 6, 109, 112,... Are configured such that, for example, the cross-sectional area of the lower wiring layer is smaller than the cross-sectional area of the upper wiring layer. Is also preferred.
【0029】又、本発明に於ける当該一の平面的インダ
クタ形状を有する配線部層9、12・・・に設けられた
当該接続部21は、当該層間絶縁膜102、104、1
07、110・・・・内に設けられたスリット状の溝部
116を介して下方に配置されている他の平面的インダ
クタ形状を有する配線部層106、109の配線本体部
22と接続されているものである。In the present invention, the connection portions 21 provided on the wiring portion layers 9, 12,... Having the planar inductor shape are connected to the interlayer insulating films 102, 104,
07, 110,... Are connected to the wiring body 22 of the wiring layers 106, 109 having another planar inductor shape disposed below through the slit-shaped groove 116 provided in the inside. Things.
【0030】以下に、本発明に係る当該半導体装置10
0の具体例の構成及びその製造方法の具体例について詳
細に説明する。図2(A)は、平面的インダクタ形状を
有する配線部層であるスパイラルインダクタの平面レイ
アウトの特徴的な部分を示し、第1の配線である第1の
平面的インダクタ形状を有する配線部層106に接続さ
れた下部引き出し電極線103と最上層の平面的インダ
クタ形状を有する配線部層、例えば112からなるスパ
イラルインダクタに接続された、上部引き出し電極線1
14が示されている。Hereinafter, the semiconductor device 10 according to the present invention will be described.
The configuration of the specific example of Example 0 and the specific example of the manufacturing method thereof will be described in detail. FIG. 2A shows a characteristic portion of a planar layout of a spiral inductor which is a wiring portion layer having a planar inductor shape, and a wiring portion layer 106 having a first planar inductor shape which is a first wiring. And the upper lead-out electrode line 1 connected to a wiring portion layer having a planar inductor shape, for example, a spiral inductor 112 formed of the uppermost layer.
14 is shown.
【0031】つまり、本発明に係る当該平面的インダク
タ形状を有する配線部層106、109、112・・・
・・等は、何れも同一の形状を有し互いに同心的に積層
されているものである。図2(B)は、図2(A)を具
体的に説明するために、図2(A)の一点鎖線で示され
た部分を拡大したもので、下部引き出し電極線103、
ドット状の第1のビア115及び第1の平面的インダク
タ形状を有する配線部層106が図に示した配置となっ
ている。That is, the wiring layers 106, 109, 112,... Having the planar inductor shape according to the present invention.
.. Have the same shape and are concentrically stacked with each other. FIG. 2B is an enlarged view of a portion shown by a dashed line in FIG. 2A for specifically describing FIG.
The dot-shaped first via 115 and the wiring section layer 106 having the first planar inductor shape are arranged as shown in the drawing.
【0032】同様に、図2(C)は、図2(A)に於け
る積層状態を具体的に説明するために、第2図(A)の
一点鎖線で示された部分を拡大し、且つ第1の平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層106と第2の平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層109との接続状態を示
すものであって、当該第1の平面的インダクタ形状を有
する配線部層106と当該第2の平面的インダクタ形状
を有する配線部層109との間にスリット状の第2のビ
ア116が設けられており、当該第2のビア116に相
当する部分に本発明に於ける接続部21が形成されてい
るものである。Similarly, FIG. 2 (C) is an enlarged view of the portion shown by the dashed line in FIG. 2 (A) in order to specifically explain the state of lamination in FIG. 2 (A). In addition, it shows a connection state between the wiring portion layer 106 having the first planar inductor shape and the wiring portion layer 109 having the second planar inductor shape, and shows the wiring having the first planar inductor shape. A slit-shaped second via 116 is provided between the external layer 106 and the wiring section layer 109 having the second planar inductor shape, and a portion corresponding to the second via 116 according to the present invention is provided. The connection portion 21 is formed.
【0033】尚に、図1は、図2(B)及び、図2
(C)スパイラルインダクタの平面図のA−B部の断面
を示した図である。図2(A)〜(C)及び、図1よ
り、スパイラルインダクタのコイルの部分20を形成し
ている第1〜第4の平面的インダクタ形状を有する配線
部層106、109、112はスリット状のビア116
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、つまり第1の平面
的インダクタ形状を有する配線部層106のみがドット
状の第1のビア115で接続されていることがわかる。Incidentally, FIGS. 1A and 1B show FIGS.
(C) It is the figure which showed the cross section of AB section of the top view of a spiral inductor. From FIGS. 2A to 2C and FIG. 1, the wiring layer layers 106, 109, and 112 having the first to fourth planar inductor shapes forming the coil portion 20 of the spiral inductor are slit-shaped. Via 116
And the second wiring forming the coil portion of the spiral inductor, that is, the wiring section layer 106 having the first planar inductor shape. It can be seen that only the dots are connected by the dot-shaped first via 115.
【0034】次に、図1及び図2に示される半導体装置
100の製造方法を、図3乃至図5を参照しながら詳細
に説明する。まず、図3(A)に示す様に、P型半導体
基板101上に1000〜1600nmの第1の層間絶
縁膜102を形成し、500〜1000nmのアルミ、
銅等の第1の配線103を形成し、次で第2の層間絶縁
膜104を成長させ、第1の配線103上に、当該層間
絶縁膜104の厚さが1000〜2000nmの膜厚に
なるようにCMP、エッチバック等の公知の技術を用い
て表面が平坦になるように形成する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device 100 shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3A, a first interlayer insulating film 102 of 1000 to 1600 nm is formed on a P-type semiconductor substrate 101, and aluminum of 500 to 1000 nm is formed.
A first wiring 103 of copper or the like is formed, and then a second interlayer insulating film 104 is grown. On the first wiring 103, the thickness of the interlayer insulating film 104 becomes 1000 to 2000 nm. As described above, the surface is made flat using a known technique such as CMP and etch back.
【0035】次に、図3(B)に示す様に、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1
17を形成し、次に配線を形成するための第2のマスク
118を形成する。次に、図3(C)に示す様に、第1
のマスク117及び第2のマスク118の両方が開口し
て第2の層間絶縁膜104が露出した部分に、図2
(B)に示したようにドット状の第1のビア115を形
成するため公知の異方性エッチング技術によりエッチン
グする。Next, as shown in FIG. 3B, a first mask 1 for forming a via on the second interlayer insulating film 104 is formed.
17 is formed, and then a second mask 118 for forming a wiring is formed. Next, as shown in FIG.
2 is formed in a portion where both the mask 117 and the second mask 118 are opened and the second interlayer insulating film 104 is exposed.
As shown in FIG. 3B, the first via 115 in a dot shape is etched by a known anisotropic etching technique.
【0036】係るエッチングに於いては、第1の配線1
03上に第2の層間絶縁膜104が200〜700nm
程度残るようにエッチングを止める事が望ましい。次
に、図4(D)に示す様に、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1
04に対し選択的にエッチングし、配線形成のための第
2のマスク118による開口部を第2の層間絶縁膜10
4の上に形成する。In the etching, the first wiring 1
03, the second interlayer insulating film 104 has a thickness of 200 to 700 nm.
It is desirable to stop the etching so as to remain to the extent. Next, as shown in FIG. 4D, the first mask 117 exposed at the opening of the second mask 118 is removed from the second interlayer insulating film 1.
04 is selectively etched to form an opening by the second mask 118 for forming a wiring in the second interlayer insulating film 10.
4 is formed.
【0037】次に、図4(E)に示す様に、公知の異方
性エッチング技術により、図4(D)で露出した第2の
層間絶縁膜104の表面を500〜1000nmエッチ
ングし、第1の平面的インダクタ形状を有する配線部層
106に相当する第2の配線形成のための溝119を形
成した後、第1のマスク117、第2のマスク118を
除去する。Next, as shown in FIG. 4E, the surface of the second interlayer insulating film 104 exposed in FIG. 4D is etched by 500 to 1000 nm by a known anisotropic etching technique. After forming a groove 119 for forming a second wiring corresponding to the wiring section layer 106 having one planar inductor shape, the first mask 117 and the second mask 118 are removed.
【0038】尚、この際に第1のビア115も同時にエ
ッチングされ、第1のビア115の底で第1の配線10
3の表面が露出している。次に、図4(F)に示す様
に、10〜300nmの第1のバリアメタル105を形
成後、CVD技術により800〜2000nmのアル
ミ、銅等の第2の配線106を形成し、第1のビア11
5及び配線形成のための溝119を完全に埋め込む。At this time, the first via 115 is also etched at the same time, and the first wiring 10 is formed at the bottom of the first via 115.
The surface of No. 3 is exposed. Next, as shown in FIG. 4F, after forming a first barrier metal 105 having a thickness of 10 to 300 nm, a second wiring 106 made of aluminum, copper, or the like having a thickness of 800 to 2000 nm is formed by a CVD technique. Via 11
5 and the trench 119 for forming the wiring are completely buried.
【0039】次に、図5(G)に示す様に、CMP、エ
ッチバック等の公知の技術を用いて第2の層間絶縁膜1
04の表面を平坦化し、第2の配線である第1の平面的
インダクタ形状を有する配線部層106を形成する。次
に、図5(H)に示す様に、上記の図4(A)〜図5
(G)の工程を繰り返し、第3の層間絶縁膜107を形
成後、第2のビア116及び配線形成のための溝119
を形成し、10〜300nmの第2のバリアメタル10
8を形成後、CVD技術により800〜2000nmの
アルミ、銅等を形成し、第2のビア116及び配線形成
のための溝119を完全に埋め込んだ後、CMP、エッ
チング等により第3の層間絶縁膜107の表面を平坦化
し、第3の配線である第2の平面的インダクタ形状を有
する配線部層109を形成する。Next, as shown in FIG. 5G, the second interlayer insulating film 1 is formed by using a well-known technique such as CMP and etch back.
04 is flattened to form a wiring layer 106 having a first planar inductor shape as a second wiring. Next, as shown in FIG. 5H, FIG.
After the step (G) is repeated to form the third interlayer insulating film 107, the second via 116 and the trench 119 for forming the wiring are formed.
Is formed, and a second barrier metal 10 of 10 to 300 nm is formed.
8, 800-2000 nm aluminum, copper, etc. are formed by CVD technique, and the second via 116 and the trench 119 for forming wiring are completely buried. Then, the third interlayer insulating film is formed by CMP, etching or the like. The surface of the film 107 is flattened to form a wiring portion layer 109 having a second planar inductor shape as a third wiring.
【0040】尚、図2(A)及び図2(B)に示したよ
うに、第1のビア115はドット状で、第2のビア11
6はスリット状に形成されている。さらに、本具体例に
於いては、上記の図4(A)〜図5(G)の工程を繰り
返し、第4の層間絶縁膜110、10〜300nmの第
3のバリアメタル111を形成後、CVD技術により8
00〜2000nmのアルミ、銅等を形成し、ビア11
6及び配線形成のための溝119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11
0の表面を平坦化し、第4の配線である第3の平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層112を形成する。As shown in FIGS. 2A and 2B, the first via 115 is dot-shaped and the second via 11
6 is formed in a slit shape. Further, in this specific example, the above-described steps of FIGS. 4A to 5G are repeated to form a fourth interlayer insulating film 110 and a third barrier metal 111 of 10 to 300 nm. 8 by CVD technology
Aluminum, copper, or the like having a thickness of 00 to 2000 nm is formed, and a via 11 is formed.
6 and the trench 119 for forming the wiring are completely buried, and then the fourth interlayer insulating film 11 is formed by CMP, etching or the like.
The surface of No. 0 is flattened to form a wiring portion layer 112 having a third planar inductor shape as a fourth wiring.
【0041】上記した本発明に係る具体例に於いては、
当該平面的インダクタ形状を有する配線部層は3層10
6、109、112に形成されているが、本発明に於い
ては係る具体例に特定されるものではなく、当該平面的
インダクタ形状を有する配線部層は4層若しくは4層以
上に積層形成するものであっても良い事は言うまでもな
い。In the above embodiment according to the present invention,
The wiring portion layer having the planar inductor shape has three layers 10
6, 109 and 112, but the present invention is not limited to this specific example, and the wiring portion layer having the planar inductor shape is formed in four layers or four or more layers. Needless to say, it may be something.
【0042】本発明に係る半導体装置100は、上記し
た構成に加えて、更に半導体基板上に絶縁膜を介し形成
されたインダクタの配線部分の下に突起状物を含む接続
部を有し、且つ当該平面的インダクタ形状を有する配線
部層の配線本体部22の下に形成された接続部21が当
該配線本体部22と同一の材料から構成されているもの
であり、又別の具体例では、当該両者は別々の材料から
構成されているもので有っても良い。The semiconductor device 100 according to the present invention has, in addition to the above-described structure, a connection portion including a projection below a wiring portion of an inductor formed on a semiconductor substrate via an insulating film, and The connection part 21 formed below the wiring body part 22 of the wiring part layer having the planar inductor shape is made of the same material as the wiring body part 22, and in another specific example, The two may be made of different materials.
【0043】当該本発明に係る半導体装置100の一具
体例を図6〜図9を用いて説明する。本具体例に於ける
当該半導体装置100の製造方法は、基本的には、図1
乃至図5で説明した方法と同一であるが、当該平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層の各層を構成する当該配
線本体部22に対して接続部21が複数個、互いに平行
に配置されている点が異なっている。A specific example of the semiconductor device 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. The method of manufacturing the semiconductor device 100 in this specific example is basically similar to that of FIG.
5 to FIG. 5, but a plurality of connection portions 21 are arranged in parallel with each other with respect to the wiring main body portion 22 constituting each layer of the wiring portion layer having the planar inductor shape. The points are different.
【0044】図6(A)は、スパイラルインダクタの平
面レイアウトの特徴的な部分を示し、第4の配線312
からなる平面的インダクタ形状を有する配線部層と当該
配線層312に接続された上部引き出し電極314と第
3の配線309からなる平面的インダクタ形状を有する
配線部層、及び第2の配線306からなる平面的インダ
クタ形状を有する配線部層と当該平面的インダクタ形状
を有する配線部層306に接続された下部引き出し電極
313が重なって示されている。FIG. 6A shows a characteristic portion of the planar layout of the spiral inductor, and the fourth wiring 312
A wiring portion layer having a planar inductor shape, which is composed of an upper lead electrode 314 and a third wiring 309 connected to the wiring layer 312, and a second wiring 306. The wiring portion layer having a planar inductor shape and the lower extraction electrode 313 connected to the wiring portion layer 306 having the planar inductor shape are shown as overlapping.
【0045】図6(B)は、本具体例に於けるスパイラ
ルインダクタの断面構造の特徴を詳しく説明するため
に、図6(A)の一点鎖線で示された部分を拡大し、か
つ、図6(A)中の最下層の平面的インダクタ形状を有
する配線部層306の一部319のみを抜き出したもの
で、このスパイラルインダクタは第2の配線である第1
の平面的インダクタ形状を有する配線部層306、複数
の互いに平行に配列されたスリット状の突起物320か
ら構成され、図に示した平面レイアウトとなっている。FIG. 6B is an enlarged view of a portion indicated by a dashed line in FIG. 6A in order to explain in detail the characteristics of the cross-sectional structure of the spiral inductor in this embodiment. 6A, only a part 319 of the wiring layer 306 having the planar inductor shape of the lowermost layer in FIG. 6A is extracted, and this spiral inductor is a first wiring which is a second wiring.
The wiring portion layer 306 has a planar inductor shape, and a plurality of slit-shaped protrusions 320 arranged in parallel to each other, and has a planar layout shown in the figure.
【0046】同様に、図6(C)は、図6(B)に示し
た最下層の平面的インダクタ形状を有する配線部層30
6に於ける一部319の構造を具体的に説明するため
に、最下層の平面的インダクタ形状を有する配線部層3
06のE−F部の断面構造を示したものである。まず、
図6(C)を用いて本具体例に係るインダクタの断面構
造の特徴的な部分について説明する。Similarly, FIG. 6C shows the wiring section layer 30 having the planar inductor shape of the lowermost layer shown in FIG. 6B.
In order to specifically explain the structure of the part 319 in the wiring layer 6, the wiring layer 3 having the planar inductor shape of the lowermost layer
12 shows a cross-sectional structure of an EF section of No. 06. First,
A characteristic portion of the cross-sectional structure of the inductor according to this example will be described with reference to FIG.
【0047】本具体例に於ける最下層の平面的インダク
タ形状を有する配線部層306の一部を構成する部分3
19は、当該平面的インダクタ形状を有する配線部層3
06の配線本体部22と当該配線本体部22より下方に
突出したスリット状の突起物320からなる接続部21
とによって構成されていることがわかる。然も、本具体
例に於いては、当該平面的インダクタ形状を有する配線
部層306の配線本体部22と当該配線本体部22より
下方に突出したスリット状の突起物320からなる接続
部21とが同一の材料から構成されているものである。Portion 3 constituting a part of wiring portion layer 306 having the planar inductor shape of the lowermost layer in this embodiment.
Reference numeral 19 denotes the wiring layer 3 having the planar inductor shape.
06, a connecting portion 21 comprising a wiring main body 22 and a slit-shaped protrusion 320 protruding downward from the wiring main body 22
It can be seen that it is composed of Of course, in this specific example, the wiring body portion 22 of the wiring portion layer 306 having the planar inductor shape and the connection portion 21 including the slit-shaped protrusion 320 protruding downward from the wiring body portion 22 are formed. Are made of the same material.
【0048】次に、図7は、図6(A)に示したスパイ
ラルインダクタの平面図のC−D部の断面を示した図で
ある。図6(C)及び、図7より、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の配線である第1
の平面的インダクタ形状を有する配線部層306と第3
の配線である第2の平面的インダクタ形状を有する配線
部層309は、図6(C)に示したように各配線の下に
複数個の突起物320を持ち、第3の配線である第2の
平面的インダクタ形状を有する配線部層309の下に形
成された突起物320がスリット状の複数のビアの役割
をして第2の配線306と接続している。Next, FIG. 7 is a diagram showing a cross section taken along the line CD of the spiral inductor shown in FIG. 6A. From FIG. 6C and FIG. 7, the first wiring which is the second wiring forming the coil part of the spiral inductor is shown.
Wiring portion layer 306 having a planar inductor shape and a third
As shown in FIG. 6C, the wiring section layer 309 having the second planar inductor shape has a plurality of protrusions 320 below each wiring, and the third wiring which is the third wiring. A projection 320 formed under the wiring portion layer 309 having the two planar inductor shapes serves as a plurality of slit-shaped vias and is connected to the second wiring 306.
【0049】また、第4の配線312は、第2の平面的
インダクタ形状を有する配線部層309の上部と接続さ
れて、引き出し電極314を構成していることがわか
る。以下に、上記本発明に係る半導体装置の具体例につ
いて図8(a)〜図9(E)を用いて説明する。特に、
図8(A)〜図9(E)では、第2の配線である当該第
1の平面的インダクタ形状を有する配線部層306、及
び、当該第2の配線306の下にあるスリット状の突起
物320からなる接続部21の形成方法について詳細に
説明する。Further, it can be seen that the fourth wiring 312 is connected to the upper part of the wiring portion layer 309 having the second planar inductor shape to form the extraction electrode 314. Hereinafter, specific examples of the semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In particular,
In FIGS. 8A to 9E, a wiring portion layer 306 having the first planar inductor shape, which is a second wiring, and a slit-like protrusion below the second wiring 306 are shown. The method of forming the connection portion 21 made of the object 320 will be described in detail.
【0050】まず、図8(A)に示す様に、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、10〜1000nmのバリアメタ
ル321及び500〜1000nmの第1の配線303
を形成するものであり、この第1の配線はシリコン基板
上に形成された、例えばNMOS、PMOS等の能動素
子の配線に用いられるものである。First, as shown in FIG. 8A, a first interlayer insulating film 302 of 1000 to 1600 nm is formed on a P-type semiconductor substrate 301, and a barrier metal 321 of 10 to 1000 nm and a first interlayer insulating film 302 of 500 to 1000 nm are formed. 1 wiring 303
This first wiring is used for wiring of active elements such as NMOS and PMOS formed on a silicon substrate.
【0051】次に、例えば、酸化膜、BPSG膜からな
る第2の層間絶縁膜304を成長し、第1の配線303
上に100〜500nmの膜厚になるようにCMP、エ
ッチバック等の公知の技術を用いて表面が平坦になるよ
うに形成した後、第2の層間絶縁膜304とは膜質の異
なる、例えば窒化膜からなる第3の層間絶縁膜307を
形成し、第2の層間絶縁膜304と同じ膜からなる、第
4の層間絶縁膜310を形成する。Next, a second interlayer insulating film 304 made of, for example, an oxide film and a BPSG film is grown, and a first wiring 303 is formed.
After the upper surface is formed to have a thickness of 100 to 500 nm using a known technique such as CMP or etch back so as to have a flat surface, the second interlayer insulating film 304 is different in film quality, for example, nitrided. A third interlayer insulating film 307 made of a film is formed, and a fourth interlayer insulating film 310 made of the same film as the second interlayer insulating film 304 is formed.
【0052】次に、図8(B)に示す様に、第4の層間
絶縁膜310上に配線を形成するための第1のマスク3
17を形成し、第2の配線である第1の平面的インダク
タ形状を有する配線部層306を形成するための溝30
6a、306b、及び、306cをそれぞれ形成する。
次に、図8(C)に示す様に、例えば、フォトレジスト
からなる第2のマスク318を形成し、公知の異方性エ
ッチング技術により、第1の配線303との接続をとる
ための第1のビア315aと、当該平面的インダクタ形
状を有する配線部層306の下に突起物からなる接続部
21を形成するための溝状のビア315bを形成する。Next, as shown in FIG. 8B, a first mask 3 for forming wiring on the fourth interlayer insulating film 310 is formed.
17 for forming a wiring portion layer 306 having a first planar inductor shape as a second wiring.
6a, 306b and 306c are formed respectively.
Next, as shown in FIG. 8C, a second mask 318 made of, for example, a photoresist is formed, and a second mask 318 for connecting to the first wiring 303 is formed by a known anisotropic etching technique. One via 315a and a groove-like via 315b for forming the connecting portion 21 made of a protrusion below the wiring portion layer 306 having the planar inductor shape are formed.
【0053】この際に、厳密に言うと315aと315
bの深さを比べると、エッチングのストッパーになるも
のがないので315bの方が深くなるが、第1の配線3
03上の第2の層間絶縁膜の膜厚に対し、第3の層間絶
縁膜310の膜厚を十分厚くするとこの差をほとんどな
くすことができる。次に、図9(D)に示す様に、第1
のマスク317及び、第2のマスク318を除去した
後、10〜300nmの第1のバリアメタル305を形
成後、スパッタ、CVD等の技術により800〜200
0nmのアルミ、銅等の第2の配線である第1の平面的
インダクタ形状を有する配線部層306を形成し、第1
のビア315a、315b、及び、第2の配線形成のた
めの溝306a、306b、306cを完全に埋め込ん
だものである。At this time, strictly speaking, 315a and 315
Compared with the depth of the first wiring 3b, the depth of the first wiring 3b is larger than that of the first wiring 3b.
This difference can be almost eliminated by making the thickness of the third interlayer insulating film 310 sufficiently larger than the thickness of the second interlayer insulating film on the substrate 03. Next, as shown in FIG.
After removing the mask 317 and the second mask 318, a first barrier metal 305 of 10 to 300 nm is formed, and then 800 to 200 nm by a technique such as sputtering or CVD.
A wiring section layer 306 having a first planar inductor shape, which is a second wiring of aluminum, copper, or the like having a thickness of 0 nm, is formed.
Vias 315a, 315b and grooves 306a, 306b, 306c for forming the second wiring are completely buried.
【0054】次に、図9(E)に示す様に、CMP、エ
ッチバック等の公知の技術を用いて第2の層間絶縁膜3
10の表面を平坦化し、第2の配線306を形成したも
のである。さらに、上記の図8(A)〜図9(E)の工
程を繰り返し、第2の平面的インダクタ形状を有する配
線部層309を形成後、第4の配線312からなる上部
引き出し電極314を形成したものが図7である。Next, as shown in FIG. 9E, the second interlayer insulating film 3 is formed by using a known technique such as CMP and etch back.
10 has a flattened surface, and a second wiring 306 is formed. Further, the steps of FIGS. 8A to 9E are repeated to form a wiring portion layer 309 having a second planar inductor shape, and then an upper lead electrode 314 formed of a fourth wiring 312 is formed. FIG. 7 shows the result.
【0055】上記の説明に於いては、各平面的インダク
タ形状を有する配線部層309、309の配線本体部2
2に対して一つの接続部22が形成される例を示してい
るが、実際には、図に示す様に当該接続部22は、一つ
の配線本体部22に対して複数個形成されるものであ
る。上記した様に、高周波での表皮効果をさらに改善す
るためにはスパイラルインダクタの表面積を更に稼ぐの
が有効な手段であり、これを実施する一つの方法として
スパイラルインダクタの配線本体部22の下に形成され
ている突起物の幅と間隔を更に狭くすることにより表面
積を稼ぐ事が可能である。In the above description, the wiring body part 2 of the wiring part layers 309 having the planar inductor shape has been described.
Although an example is shown in which one connecting portion 22 is formed for two, actually, as shown in the drawing, a plurality of such connecting portions 22 are formed for one wiring main body 22. It is. As described above, in order to further improve the skin effect at high frequencies, it is effective to increase the surface area of the spiral inductor. One method of implementing this is to place the spiral inductor under the wiring body 22 under the spiral inductor. It is possible to increase the surface area by further reducing the width and interval of the formed projections.
【0056】上記具体例に於いては、当該平面的インダ
クタ形状を有する配線部層の配線本体部22と接続部2
1とが同一の材料で同時に形成する方法がとられている
が、この方法を用いると、突起物(ビアの)アスペクト
比が大きくなるので、突起物(ビアの)中を完全に埋め
込むことが難しくなる。これを回避するために以下に述
べる具体例が使用される。In the above specific example, the wiring body 22 and the connecting part 2 of the wiring part layer having the planar inductor shape are used.
1 and the same material are formed at the same time. However, when this method is used, the aspect ratio of the projection (via) becomes large, so that the projection (via) can be completely embedded. It becomes difficult. In order to avoid this, the following specific example is used.
【0057】次に、本発明に係る他の具体例について、
第2の実施例の製造方法を、図10及び図11(A)〜
図12(E)を用いて説明する。即ち、本具体例に於い
ては、前記した具体例に対して、平面的インダクタ形状
を有する配線部層に於ける配線本体部22と接続部材2
1とが異なる材料で形成されている点に特徴がある。Next, another specific example according to the present invention will be described.
The manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. That is, in the present embodiment, the wiring body 22 and the connecting member 2 in the wiring layer having a planar inductor shape are different from the above-described embodiment.
1 is formed of a different material.
【0058】特に、図11(A)〜図12(E)では、
第2の配線である第1の平面的インダクタ形状を有する
配線部層306の配線本体部22及び当該配線本体部2
2の下にあるプラグ状若しくは溝状スリットから構成さ
れるから接続部21に相当する突起物状の21、21’
の形成方法について詳細に説明する。まず、図11
(A)に示す様に、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、1
0〜1000nmのバリアメタル321及び500〜1
000nmの第1の配線303を形成する。Particularly, in FIGS. 11 (A) to 12 (E),
The wiring body 22 of the wiring layer 306 having the first planar inductor shape as the second wiring and the wiring body 2
2 and 21 ′, which are composed of plug-like or groove-like slits underneath, and correspond to the connection portions 21.
The method for forming the layer will be described in detail. First, FIG.
As shown in FIG.
Forming a first interlayer insulating film 302 having a thickness of
0 to 1000 nm barrier metal 321 and 500 to 1
A first wiring 303 of 000 nm is formed.
【0059】この第1の配線303はシリコン基板上に
形成された、例えばNMOS、PMOS等の能動素子の
配線に用いられるものである。次に、例えば、酸化膜、
BPSG膜からなる第2の層間絶縁膜304を成長し、
第1の配線303の上に形成される当該第2の層間絶縁
膜304の膜厚が100〜500nmの膜厚になるよう
にCMP、エッチバック等の公知の技術を用いて表面が
平坦になるように形成する。The first wiring 303 is used for wiring active elements such as NMOS and PMOS formed on a silicon substrate. Next, for example, an oxide film,
Growing a second interlayer insulating film 304 made of a BPSG film;
The surface is flattened by a known technique such as CMP or etch-back so that the thickness of the second interlayer insulating film 304 formed on the first wiring 303 is 100 to 500 nm. It is formed as follows.
【0060】次に、図11(B)に示す様に、第2の層
間絶縁膜304上に、例えば、フォトレジストからなる
マスクを形成し、公知の異方性エッチング技術により、
第1の配線303との接続をとるための接続部21’を
形成する為のビア116と、当該第1の平面的インダク
タ形状を有する配線部層319の下に接続部21に相当
する突起物を形成するためのビア116を形成し、10
〜300nmの第4のバリアメタル305aを形成後、
CVDもしくはスパッタ等の技術により800〜200
0nmのアルミ、タングステン等の第5の配線306a
を形成し、ビア内を完全に埋め込んだものである。Next, as shown in FIG. 11B, a mask made of, for example, a photoresist is formed on the second interlayer insulating film 304, and is formed by a known anisotropic etching technique.
A via 116 for forming a connection portion 21 ′ for making a connection with the first wiring 303, and a projection corresponding to the connection portion 21 below the wiring portion layer 319 having the first planar inductor shape. Forming a via 116 for forming
After forming a fourth barrier metal 305a of ~ 300 nm,
800 to 200 by techniques such as CVD or sputtering
Fifth wiring 306a of 0 nm aluminum, tungsten, etc.
Is formed, and the inside of the via is completely buried.
【0061】次に、図10(C)に示す様に、CMP、
エッチバック等の技術を用いることにより第2の層間絶
縁膜304を露出させ、ビア内部にのみ、第4のバリア
メタル305a、第5の配線306aを完全に埋め込み
プラグを形成する。次に、図12(D)に示す様に、8
00〜2000nmの第3の層間膜308を成長後、第
2の配線である第1の平面的インダクタ形状を有する配
線部層306を形成するための溝を、公知の異方性エッ
チング技術により形成し、10〜300nmの第1のバ
リアメタル305を形成し、スパッタ、メッキもしくは
スパッタとメッキを併用する等の技術により800〜2
000nmの銅、金等の第2の配線306を形成し、溝
の内部を完全に埋め込んだものとする。Next, as shown in FIG.
By using a technique such as etch back, the second interlayer insulating film 304 is exposed, and the fourth barrier metal 305a and the fifth wiring 306a are completely buried only inside the via to form a plug. Next, as shown in FIG.
After growing the third interlayer film 308 having a thickness of 00 to 2000 nm, a groove for forming a wiring portion layer 306 having a first planar inductor shape as a second wiring is formed by a known anisotropic etching technique. Then, a first barrier metal 305 having a thickness of 10 to 300 nm is formed, and 800 to 2 nm is formed by a technique such as sputtering, plating, or a combination of sputtering and plating.
It is assumed that a second wiring 306 of 000 nm copper, gold, or the like is formed and the inside of the groove is completely buried.
【0062】次に、図12(E)に示す様に、CMP、
エッチバック等の公知の技術を用いて第3の層間膜31
8の表面を平坦化し、第2の配線である第1の平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層306を形成する。さら
に、上記の図11(A)〜図12(E)の工程を繰り返
し、第2の平面的インダクタ形状を有する配線部層30
9を形成した後、第4の配線312からなる上部引き出
し電極314を形成した、図10に示す本発明の半導体
装置100が完成する。Next, as shown in FIG.
The third interlayer film 31 is formed by using a known technique such as etch back.
8 is flattened to form a wiring layer 306 having a first planar inductor shape as a second wiring. Further, the steps of FIGS. 11A to 12E are repeated to form the wiring layer 30 having the second planar inductor shape.
After the formation of No. 9, the semiconductor device 100 of the present invention shown in FIG.
【0063】上記具体例に於いては、便宜上、当該一つ
の平面的インダクタ形状を有する配線部層の配線本体部
22に対して一つの接続部21を形成する方法の例を説
明したが、当該各接続部21は、一つの配線本体部22
に対して図10に示す様に複数個配置せしめる事が望ま
しい。以上の具体例の説明からわかるように本発明の別
の具体例のスパイラルインダクタでは、平面的インダク
タ形状を有する配線部層、例えば306を形成する配線
本体部22の構成材料と当該配線本体部22に接続され
た接続部21を形成する305aと306aから構成さ
れるスリット状の突起物は異なる材料から構成されてい
ることを特徴とし、埋込性の良い材料、方法を用いるこ
とによって突起物の個数を増やすことができるのでスパ
イラルインダクタの表面積をより大きくすることがで
き、高周波領域での表皮効果が改善される。In the above specific example, an example of a method of forming one connection portion 21 with respect to the wiring body portion 22 of the wiring portion layer having one planar inductor shape has been described for convenience. Each connection part 21 is connected to one wiring body part 22.
However, it is desirable to arrange a plurality as shown in FIG. As can be seen from the above description of the specific example, in the spiral inductor according to another specific example of the present invention, the wiring material layer having a planar inductor shape, for example, the constituent material of the wiring main body portion 22 forming the wiring portion layer 306 and the wiring main body portion 22 The slit-shaped projections 305a and 306a forming the connection portion 21 connected to the projections are formed of different materials, and the material and the method of the embedding property are used. Since the number can be increased, the surface area of the spiral inductor can be increased, and the skin effect in a high frequency region is improved.
【0064】次に、本発明に係る他の具体例について以
下に説明する。本具体例に於いては、当該配線部層の断
面形状は、上層側の当該配線部層の断面積に対して、そ
の下層側の当該配線部層の断面積が小さくなるように構
成されている事を特徴とするものであって、より具体的
には、半導体基板上に絶縁膜を介し形成された前記の各
具体例に於て形成された複数個の平面的インダクタ形状
を有する配線部層を構成するインダクタが、積層構造に
於て、上層の配線が下層の配線を覆って形成される構造
を有しているものである。Next, another embodiment according to the present invention will be described below. In this specific example, the cross-sectional shape of the wiring portion layer is configured such that the cross-sectional area of the lower wiring portion layer is smaller than the cross-sectional area of the upper wiring portion layer. More specifically, a wiring section having a plurality of planar inductor shapes formed in each of the above specific examples formed on a semiconductor substrate via an insulating film. The inductor forming the layer has a structure in which an upper layer wiring is formed so as to cover a lower layer wiring in a laminated structure.
【0065】まず、図14〜図16を用いて本発明の他
の具体例を説明する。図14(A)は、スパイラルイン
ダクタの平面レイアウトの特徴的な部分を示し、図15
に示す様に、第4の配線312からなる上部引き出し電
極314と第3の配線である第2の平面的インダクタ形
状を有する配線部層309、及び、第2の配線である第
1の平面的インダクタ形状を有する配線部層306と当
該配線部層306の下部から引き出される下部引き出し
電極313が重なって示されている。First, another specific example of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14A shows a characteristic portion of the planar layout of the spiral inductor, and FIG.
As shown in FIG. 7, an upper extraction electrode 314 composed of a fourth wiring 312, a wiring part layer 309 having a second planar inductor shape as a third wiring, and a first planar electrode being a second wiring. The wiring portion layer 306 having an inductor shape and the lower extraction electrode 313 drawn from the lower portion of the wiring portion layer 306 are shown overlapping.
【0066】図14(B)は、本具体例のスパイラルイ
ンダクタの断面構造の特徴を詳しく説明するために、図
14(A)の一点鎖線で示された部分を拡大し、かつ、
図14(A)中の最下層の平面的インダクタ形状を有す
る配線部層306のみを抜き出したもので、このスパイ
ラルインダクタは第2の配線である平面的インダクタ形
状を有する配線部層306に於ける配線本体部22と当
該配線本体部22に接続された接続部21を構成する、
スリット状の突起物320から構成されている。FIG. 14B is an enlarged view of the portion indicated by the dashed line in FIG. 14A in order to explain the characteristics of the cross-sectional structure of the spiral inductor of this example in detail.
Only the lowermost wiring portion layer 306 having a planar inductor shape in FIG. 14A is extracted, and this spiral inductor is the second wiring portion in the wiring portion layer 306 having a planar inductor shape. Constituting the wiring body 22 and the connecting portion 21 connected to the wiring body 22;
It is composed of a slit-shaped projection 320.
【0067】同様に、図14(C)は、図14(B)に
示した最下層の平面的インダクタ形状を有する配線部層
306の構造を具体的に説明するために、最下層の平面
的インダクタ形状を有する配線部層306のE−F部の
断面構造を示したものである。まず、図14(C)を用
いて本具体例のインダクタの断面構造の特徴的な部分に
ついて説明する。Similarly, FIG. 14C shows a plan view of the lowermost layer in order to specifically explain the structure of the wiring section layer 306 having the lowermost planar inductor shape shown in FIG. 14B. 9 shows a cross-sectional structure of an EF section of a wiring section layer 306 having an inductor shape. First, a characteristic portion of the cross-sectional structure of the inductor of this example will be described with reference to FIG.
【0068】つまり本具体例に於ける最下層の第1の平
面的インダクタ形状を有する配線部層306は、当該配
線部層306の配線本体部22と当該配線本体部22に
設けられたスリット状の突起物320aからなる接続部
21とによって構成され、最上層の平面的インダクタ形
状を有する配線部層309は、第2の平面的インダクタ
形状を有する配線部層の配線本体部22と当該配線本体
部22に設けられた接続部21を構成するスリット状の
突起物320bとによって構成され、最上層のスパイラ
ルインダクタ309の幅は最下層のスパイラルインダク
タ306よりも幅が広く、最上層のスパイラルインダク
タ309の下にあるスリット状の突起物320bの一部
は、最下層のスパイラルインダクタ306と接続してい
ないことがわかる。That is, the wiring layer 306 having the first planar inductor shape of the lowermost layer in the present specific example is formed by the wiring body 22 of the wiring layer 306 and the slit-shaped portion provided in the wiring body 22. The wiring portion layer 309 having the planar inductor shape of the uppermost layer is composed of the wiring portion 22 having the second planar inductor shape and the wiring body portion 22 of the wiring portion layer having the second planar inductor shape. The spiral inductor 309 in the uppermost layer is wider than the spiral inductor 306 in the lowermost layer, and the spiral inductor 309 in the uppermost layer. It can be seen that a part of the slit-like projection 320b below is not connected to the lowermost spiral inductor 306.
【0069】尚、本具体例に於ける平面的インダクタ形
状を有する配線部層であるスパイラルインダクタでは、
インダクタを構成する配線の材料とスリット状の突起物
を形成する材料が同一の材料によって構成されていても
良く、又異なるものであっても良い。次に、図15は、
図14(A)に示したスパイラルインダクタの平面図の
C−D部の断面を示した図である。Incidentally, in the spiral inductor which is a wiring layer having a planar inductor shape in this embodiment,
The material for the wiring forming the inductor and the material for forming the slit-shaped protrusion may be made of the same material or may be different. Next, FIG.
FIG. 15 is a diagram illustrating a cross-section taken along line C-D of the plan view of the spiral inductor illustrated in FIG.
【0070】図14(C)及び、図15より、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
である第1の平面的インダクタ形状を有する配線部層3
06と第3の配線である第2の平面的インダクタ形状を
有する配線部層309は、図14(C)に示したように
各配線の下に接続部21を構成する複数個の突起物32
0を持ち、第3の配線である第2の平面的インダクタ形
状を有する配線部層309が有する配線本体部22の下
に形成された接続部21としての当該複数個の突起物3
20がスリット状の複数のビアの役割をして第2の配線
である第1の平面的インダクタ形状を有する配線部層3
06の配線本体部22と接続している。From FIG. 14C and FIG. 15, the wiring layer 3 having the first planar inductor shape, which is the second wiring forming the coil portion of the spiral inductor.
As shown in FIG. 14 (C), the wiring section layer 309 having the second planar inductor shape, which is the third wiring 06 and the third wiring, includes a plurality of protrusions 32 forming the connection section 21 below each wiring.
0, and the plurality of protrusions 3 as connection portions 21 formed below the wiring main body portion 22 of the wiring portion layer 309 having the second planar inductor shape as the third wiring.
20 is a wiring portion layer 3 having a first planar inductor shape, which is a second wiring, serving as a plurality of slit-shaped vias.
06 is connected to the wiring body 22.
【0071】また、第3の配線である当該第2の平面的
インダクタ形状を有する配線部層309の下に形成され
た突起物320の一部は、第2の配線である当該第1の
平面的インダクタ形状を有する配線部層306とは接続
していないことがわかる。さらに、第4の配線312は
当該第2の平面的インダクタ形状を有する配線部層30
9上部引き出し電極314を構成していることがわか
る。Further, a part of the projection 320 formed under the wiring portion layer 309 having the second planar inductor shape, which is the third wiring, is a part of the first wiring which is the second wiring. It can be seen that it is not connected to the wiring section layer 306 having a typical inductor shape. Further, the fourth wiring 312 is formed on the wiring portion layer 30 having the second planar inductor shape.
It can be seen that 9 upper extraction electrodes 314 are configured.
【0072】続いて、上記した本発明の他の具体例に於
ける半導体装置100の製造方法の具体例に付いて詳細
に説明する。即ち、上記した本発明に係る他の本具体例
の製造方法を、図16(A)〜図17(E)を用いて説
明する。特に、図16(A)〜図17(E)では、最下
層の第2の配線である第1の平面的インダクタ形状を有
する配線部層306、及び当該第2の配線306の下に
あるスリット状の突起物320の形成方法について詳細
に説明する。Next, a specific example of a method of manufacturing the semiconductor device 100 according to another embodiment of the present invention will be described in detail. That is, a manufacturing method of another specific example according to the present invention described above will be described with reference to FIGS. In particular, in FIGS. 16A to 17E, a wiring section layer 306 having a first planar inductor shape, which is a lowermost second wiring, and a slit below the second wiring 306. The method for forming the protrusions 320 will be described in detail.
【0073】まず、図16(A)に示す様に、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、10〜1000nmの第0のバ
リアメタル321及び500〜1000nmの第1の配
線303を形成する。この第1の配線303はシリコン
基板上に形成された、例えばNMOS、PMOS等の能
動素子の配線に用いられるものである。First, as shown in FIG. 16A, a first interlayer insulating film 302 of 1000 to 1600 nm is formed on a P-type semiconductor substrate 301, and a first barrier metal 321 and 500 to 1000 nm of 1000 to 1600 nm is formed. A first wiring 303 of 1000 nm is formed. The first wiring 303 is formed on a silicon substrate and is used for wiring of active elements such as NMOS and PMOS.
【0074】次に、例えば、酸化膜、BPSG膜からな
る第2の層間絶縁膜304を成長し、第1の配線303
の上に当該層間絶縁膜304の膜厚が100〜500n
mの膜厚になるようにCMP、エッチバック等の公知の
技術を用いて表面が平坦になるように形成した後、第2
の層間絶縁膜とは膜質の異なる、例えば窒化膜からなる
第3の層間絶縁膜307を形成し、第2の層間絶縁膜と
同じ膜からなる、第4の層間絶縁膜310を形成する。Next, a second interlayer insulating film 304 made of, for example, an oxide film and a BPSG film is grown, and a first wiring 303 is formed.
The interlayer insulating film 304 has a thickness of 100 to 500 n
After forming the surface to be flat using a known technique such as CMP and etch back so as to have a film thickness of m, the second
A third interlayer insulating film 307 made of, for example, a nitride film having a different film quality from that of the second interlayer insulating film is formed, and a fourth interlayer insulating film 310 made of the same film as the second interlayer insulating film is formed.
【0075】次に、図16(B)に示す様に、第4の層
間絶縁膜310上に配線を形成するための第1のマスク
317を形成し、第2の配線である第1の平面的インダ
クタ形状を有する配線部層306を形成するための溝3
06a、306b、及び、306cをそれぞれ形成す
る。次に、図16(C)に示す様に、例えば、フォトレ
ジストからなる第2のマスク318を形成し、公知の異
方性エッチング技術により、第1の配線303との接続
をとるための第1のビア315aと、当該第1の平面的
インダクタ形状を有する配線部層306の下に接続部2
1を形成するための例えば突起部を形成する為の溝31
5bを形成したものである。Next, as shown in FIG. 16B, a first mask 317 for forming a wiring is formed on the fourth interlayer insulating film 310, and a first plane which is a second wiring is formed. 3 for forming wiring portion layer 306 having a typical inductor shape
06a, 306b, and 306c are respectively formed. Next, as shown in FIG. 16C, for example, a second mask 318 made of a photoresist is formed, and a second mask 318 for connecting to the first wiring 303 is formed by a known anisotropic etching technique. 1 via 315a and a connection portion 2 under the wiring portion layer 306 having the first planar inductor shape.
1 for forming, for example, a groove 31 for forming a projection
5b.
【0076】この際に、厳密に言うと315aと315
bの深さを比べると、エッチングのストッパーになるも
のがないので315bの方が深くなるが、第1の配線1
03上の第2の層間絶縁膜の膜厚に対し、第3の層間絶
縁膜の膜厚を十分厚くするとこの差をほとんどなくすこ
とができる。次に、図17(D)に示す様に、第1のマ
スク317及び、第2のマスク318を除去した後、1
0〜300nmの第1のバリアメタル305を形成後、
スパッタ、CVD等の技術により800〜2000nm
のアルミ、銅等の第2の配線306を形成し、第1のビ
ア315a、315b、及び、第2の配線である当該第
1の平面的インダクタ形状を有する配線部層306形成
のための溝306a、306b、306cを完全に埋め
込んだものである。At this time, strictly speaking, 315a and 315a
Compared with the depth of the first wiring 1b, the depth of the first wiring 1
This difference can be almost eliminated by making the thickness of the third interlayer insulating film sufficiently larger than the thickness of the second interlayer insulating film on the substrate 03. Next, as shown in FIG. 17D, after the first mask 317 and the second mask 318 are removed,
After forming the first barrier metal 305 of 0 to 300 nm,
800-2000nm by techniques such as sputtering and CVD
A second wiring 306 made of aluminum, copper, or the like is formed, and first vias 315a and 315b and a groove for forming a wiring portion layer 306 having the first planar inductor shape as the second wiring are formed. 306a, 306b and 306c are completely embedded.
【0077】次に、図17(E)は、CMP、エッチバ
ック等の公知の技術を用いて第2の層間絶縁膜104の
表面を平坦化し、第2の配線106を形成したものであ
る。さらに、上記の図16(A)〜図17(E)の工程
を繰り返し、第2の平面的インダクタ形状を有する配線
部層309と第4の配線312からなる上部引き出し電
極314を形成したものであり、その完成された半導体
装置100は図18に示されている。Next, FIG. 17E shows a state where the surface of the second interlayer insulating film 104 is flattened by using a known technique such as CMP or etch back to form a second wiring 106. Further, the steps of FIGS. 16 (A) to 17 (E) are repeated to form an upper extraction electrode 314 including a wiring portion layer 309 having a second planar inductor shape and a fourth wiring 312. The completed semiconductor device 100 is shown in FIG.
【0078】本具体例に於いては、上記した様に、第2
の平面的インダクタ形状を有する配線部層309を形成
する場合、当該配線本体部22の幅若しくは長さが、当
該第1の平面的インダクタ形状を有する配線部層306
の幅若しくは長さよりも長く成るように構成する必要が
あり、それに伴って、第2の平面的インダクタ形状を有
する配線部層309に於ける、当該配線本体部22に設
けられる当該接続部21の個数も、当該第1の平面的イ
ンダクタ形状を有する配線部層306の当該配線本体部
22に設けられる当該接続部21の個数よりも多くなる
様に構成される事が必要である。In this specific example, as described above, the second
When the wiring portion layer 309 having the planar inductor shape is formed, the width or length of the wiring main body portion 22 is changed to the wiring portion layer 306 having the first planar inductor shape.
It is necessary to be configured to be longer than the width or length of the wiring portion layer 309 having the second planar inductor shape. It is necessary that the number of the connecting portions 21 provided on the wiring body 22 of the wiring portion layer 306 having the first planar inductor shape be larger than the number of the connecting portions 21.
【0079】上記具体例に於いては、便宜上、当該一つ
の平面的インダクタ形状を有する配線部層の配線本体部
22に対して一つの接続部21を形成する方法の例を説
明したが、当該各接続部21は、一つの配線本体部22
に対して図18に示す様に複数個配置せしめる事が望ま
しい。尚、本具体例に於ける平面的インダクタ形状を有
する配線部層であるスパイラルインダクタでは、インダ
クタを構成する配線の材料とスリット状の突起物を形成
する材料が同一の材料によって構成される場合について
説明したが、本具体例に於いては、当該インダクタを構
成する配線の材料とスリット状の突起物を形成する材料
が異なる材料によって構成されるもので有っても良く、
その場合の製造方法は、前記した図11乃至図12につ
いて説明した方法を採用する事が可能である。In the above specific example, for convenience, an example of a method of forming one connection portion 21 with respect to the wiring body portion 22 of the wiring portion layer having one planar inductor shape has been described. Each connection part 21 is connected to one wiring body part 22.
However, it is desirable to arrange a plurality as shown in FIG. In this specific example, in the spiral inductor which is a wiring portion layer having a planar inductor shape, a case where a material of a wiring forming the inductor and a material forming a slit-shaped protrusion are formed of the same material is described. Although described, in this specific example, the material of the wiring forming the inductor and the material forming the slit-shaped protrusion may be formed of different materials,
In this case, the method described with reference to FIGS. 11 and 12 can be used as the manufacturing method.
【0080】尚、本発明に於ける当該半導体装置100
に於いては、何れの具体例に関しても、当該第1の平面
的インダクタ形状を有する配線部層106或いは306
の配線本体部22の下方に形成される当該接続部21
は、当該引き出し線103或いは303と接続する部分
では、円柱状の突起が形成されるが、当該引き出し線1
03或いは303が配列される側の当該配線本体部22
には、短絡防止上から上記した接続部21を構成する突
起部は形成されない事が好ましい。The semiconductor device 100 according to the present invention
In any of the specific examples, the wiring layer 106 or 306 having the first planar inductor shape is used.
Connection portion 21 formed below the wiring body portion 22
Is formed with a columnar projection at a portion connected to the lead line 103 or 303.
The wiring body 22 on the side where 03 or 303 is arranged
In order to prevent short-circuiting, it is preferable that the projections forming the connection portion 21 are not formed.
【0081】その他の配線本体部22には、当該平面的
インダクタ形状を有する配線部層の全長に亘って溝状、
湾曲状等の突起が形成されるものである。次に、図19
乃至図21を参照しながら本発明に於ける更に他の具体
例について説明する。即ち、図21は、本発明に係る更
に他の具体例により得られる半導体装置100であっ
て、その特徴は、平面的インダクタ形状を有する配線部
層の当該配線本体部22の上部及び下部の双方に、接続
部21を構成する突起物を設けるものであり、係る構成
を採用する事によって、更にインダクタの表皮効果を改
善できることは言うまでもない。The other wiring body 22 has a groove shape over the entire length of the wiring layer having the planar inductor shape.
A projection such as a curved shape is formed. Next, FIG.
Still another specific example of the present invention will be described with reference to FIGS. That is, FIG. 21 shows a semiconductor device 100 obtained according to still another embodiment of the present invention, which is characterized in that both upper and lower portions of the wiring main body portion 22 of the wiring portion layer having a planar inductor shape are provided. In addition, a projection that constitutes the connection portion 21 is provided. Needless to say, by employing such a configuration, the skin effect of the inductor can be further improved.
【0082】次に、図21及び図19(A)〜図20
(E)を用いて本具体例の製造方法を説明する。即ち、
図19(A)から図20(E)に示した各製造工程は、
前記した具体例に於ける図11(A)〜図12(E)の
製造工程と同一であるので、その詳細な説明は省略す
る。Next, FIG. 21 and FIGS.
The manufacturing method of this example will be described with reference to FIG. That is,
Each of the manufacturing steps shown in FIGS.
Since it is the same as the manufacturing process of FIGS. 11A to 12E in the above specific example, detailed description thereof will be omitted.
【0083】そして、図20(E)の構造を有する半導
体装置が出来た後、図19(B)、(C)に示した方法
を繰り返して、第1の平面的インダクタ形状を有する配
線部層306上に第4の層間絶縁膜310を形成し、当
該平面的インダクタ形状を有する配線部層306上にス
リット状のビア117を開口し、第5のバリアメタル3
08a、第6の配線309aを完全に埋め込み、その
後、平坦化処理を行って突起物21”を形成したもので
ある。After the semiconductor device having the structure shown in FIG. 20E is formed, the method shown in FIGS. 19B and 19C is repeated to form a wiring layer having the first planar inductor shape. A fourth interlayer insulating film 310 is formed on the wiring layer 306, and a slit-shaped via 117 is opened on the wiring section layer 306 having the planar inductor shape.
08a and the sixth wiring 309a are completely buried, and thereafter, a flattening process is performed to form the projection 21 ″.
【0084】[0084]
【発明の効果】本発明に係る当該半導体装置は、上記し
た様な技術構成を採用しているので、当該平面的インダ
クタ形状を有する配線部層からなるインダクタの配線の
下もしくは上に、配線に用いた材料と同じ材料で構成さ
れたプラグからなる突起物を形成することにより、イン
ダクタの表面積を大きくし、表皮効果を抑制する事が可
能となる。Since the semiconductor device according to the present invention employs the above-described technical configuration, the wiring is formed below or above the wiring of the inductor composed of the wiring section layer having the planar inductor shape. By forming a projection made of a plug made of the same material as that used, the surface area of the inductor can be increased and the skin effect can be suppressed.
【0085】更に、当該平面的インダクタ形状を有する
配線部層からなるインダクタの配線の下もしくは上に、
配線に用いた材料と異なる材料で構成された突起状物を
構成する事によって、狭い溝内にも当該金属配線材料が
確実に埋め込まれるので、半導体装置の歩留りが向上す
る。又、当該平面的インダクタ形状を有する配線部層の
断面積を大きくすることにより配線抵抗を低減し、Q値
の向上をはかる事が出来る。Further, below or above the wiring of the inductor comprising the wiring section layer having the planar inductor shape,
By forming the projections made of a material different from the material used for the wiring, the metal wiring material is reliably embedded in the narrow groove, and the yield of the semiconductor device is improved. Further, by increasing the cross-sectional area of the wiring portion layer having the planar inductor shape, the wiring resistance can be reduced and the Q value can be improved.
【0086】更に、本発明に於いては、インダクタを構
成する配線が上層になるほど幅が広くなるので、基板と
インダクタ配線の間での寄生容量が低減できる。一方、
本発明に於ける半導体装置に於いては、下層のインダク
タと上層のインダクタが、インダクタと同じ平面レイア
ウトのスリット状のビアを介し互いに接続されているこ
とにより、インダクタの配線抵抗を低減する。Further, in the present invention, since the width of the wiring constituting the inductor increases as the layer becomes higher, the parasitic capacitance between the substrate and the wiring of the inductor can be reduced. on the other hand,
In the semiconductor device according to the present invention, the lower-layer inductor and the upper-layer inductor are connected to each other via a slit-shaped via having the same planar layout as the inductor, thereby reducing the wiring resistance of the inductor.
【図1】図1は、本発明の半導体装置の一具体例の構成
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a specific example of a semiconductor device according to the present invention.
【図2】図2は、本発明に係る半導体装置の一具体例に
於ける構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a specific example of a semiconductor device according to the present invention.
【図3】図3は、本発明の半導体装置の一具体例に於け
る製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing main steps in a method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
【図4】図4は、本発明の半導体装置の一具体例に於け
る製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in one embodiment of the semiconductor device of the present invention.
【図5】図5は、本発明の半導体装置の一具体例に於け
る製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in one embodiment of the semiconductor device of the present invention.
【図6】図6は、本発明の半導体装置の別の具体例に於
ける構成を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図7】図7は、本発明の半導体装置の別の具体例に於
ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図であ
る。FIG. 7 is a sectional view showing main steps in a method of manufacturing a semiconductor device according to another specific example of the present invention.
【図8】図8は、本発明の半導体装置の別の具体例に於
ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view showing main steps in a manufacturing method in another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図9】図9は、本発明の半導体装置の別の具体例に於
ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view showing main steps in a method of manufacturing a semiconductor device according to another specific example of the present invention.
【図10】図10は、本発明の半導体装置の他の具体例
の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図11】図11は、本発明に係る半導体装置の他の具
体例に於ける構成を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of another specific example of the semiconductor device according to the present invention.
【図12】図12は、本発明の半導体装置の他の具体例
に於ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断面図で
ある。FIG. 12 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図13】図13は、従来の半導体装置の製造方法の一
例に於ける主要な工程での断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a main step in one example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図14】図14は、本発明に係る半導体装置の更に他
の具体例に於ける構成を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of still another specific example of the semiconductor device according to the present invention.
【図15】図15は、本発明の半導体装置の更に他の具
体例の構成を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing the configuration of still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図16】図16は、本発明の半導体装置の更に他の具
体例に於ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断面
図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図17】図17は、本発明の半導体装置の更に他の具
体例に於ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断面
図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図18】図18は、本発明の半導体装置の更に別の一
具体例の構成を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing the configuration of still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図19】図19は、本発明の半導体装置の更に異なる
具体例に於ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断
面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図20】図20は、本発明の半導体装置の更に異なる
具体例に於ける製造方法に於ける主要な工程に於ける断
面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing main steps in a manufacturing method in still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
【図21】図21は、本発明の半導体装置の更に異なる
具体例の構成を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing the configuration of still another specific example of the semiconductor device of the present invention.
20…インダクタ、コイル構成体 21…接続部 22…配線本体部 23、320…突起状物 24…接続構成部、ビアホール 100…半導体装置 101、301…基板 102、302、104、304、107、307、1
10、318…層間絶縁膜 103、303…引き出し線 105、、108、111、308…バリアメタル 106、306…第1の平面的インダクタ形状を有する
配線部層 109、309…第2の平面的インダクタ形状を有する
配線部層 112…第3の平面的インダクタ形状を有する配線部層 114、312、314…引き出し線 115…ドット状のビア 116…スリット状のビア 117、118…マスク 119…配線本体部形成用溝部DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Inductor and coil structure 21 ... Connection part 22 ... Wiring main body part 23, 320 ... Protrusion thing 24 ... Connection constitution part, via hole 100 ... Semiconductor device 101, 301 ... Substrate 102, 302, 104, 304, 107, 307 , 1
10, 318 ... interlayer insulating film 103, 303 ... lead wire 105, 108, 111, 308 ... barrier metal 106, 306 ... wiring part layer having the first planar inductor shape 109, 309 ... second planar inductor Wiring portion layer having a shape 112 ... Wiring portion layer having a third planar inductor shape 114, 312, 314 ... Lead wire 115 ... Dot-shaped via 116 ... Slit-like via 117, 118 ... Mask 119 ... Wiring main body Forming groove
Claims (13)
表面及び内部に、互いに同一の平面形状を持った平面的
インダクタ形状を有する複数個の配線部層が互いに同芯
状に積層される様に堆積せしめられて形成されたインダ
クタ配線構造を有する半導体装置であって、当該平面的
インダクタ形状を有するそれぞれの配線部層が互いに当
該平面的インダクタ形状を有する各配線部層の全長に亘
たって互いに接続部を介して電気的に接続されており、
当該積層されている複数個の配線部層の内最上層を構成
する当該平面的インダクタ形状を有する配線部層の一部
及び最下層を構成する当該平面的インダクタ形状を有す
る配線部層の一部に、当該インダクタ配線構造の外部回
路に接続する配線部が接続されている事を特徴とする半
導体装置。A plurality of wiring layers having a planar inductor shape having the same planar shape are laminated concentrically on the surface and inside of an interlayer insulating film formed on a semiconductor substrate. A semiconductor device having an inductor wiring structure formed by depositing in the same manner as described above, wherein each wiring portion layer having the planar inductor shape is formed over the entire length of each wiring portion layer having the planar inductor shape. Are electrically connected to each other via a connection portion,
Part of the wiring part layer having the planar inductor shape constituting the uppermost layer of the plurality of laminated wiring part layers and part of the wiring part layer having the planar inductor shape constituting the lowermost layer A wiring portion connected to an external circuit of the inductor wiring structure.
面的インダクタ形状を有する配線部層は、それぞれの配
線部層に設けられた接続部は、当該配線部層の上部を構
成する配線本体部の幅よりも狭い幅を有している事を特
徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The wiring part layer having a plurality of planar inductor shapes arranged adjacent to each other, wherein the connection part provided in each wiring part layer has a wiring forming an upper part of the wiring part layer. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a width smaller than a width of the main body.
に延長された突起状物で構成されている事を特徴とする
請求項2記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said connection portion is formed of a projection extending downward from said wiring body.
平面的インダクタ形状を有する配線部層の内、最下層部
を構成する当該平面的インダクタ形状を有する配線部層
には、当該接続部が形成されておらず、当該外部回路を
接続する配線部とのコンタクトを形成する部分に於いて
電気的接続を形成する為の独立した接続構成部が形成さ
れている事を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載
の半導体装置。4. The connecting portion having a planar inductor shape, which constitutes a lowermost layer portion, of a plurality of interconnect portion layers having the planar inductor shape which are integrally laminated with each other. Wherein an independent connection component for forming an electrical connection is formed in a portion where a contact with a wiring portion for connecting the external circuit is formed. 4. The semiconductor device according to any one of 1 to 3.
状を有する配線部層の上部を構成する配線本体部と同一
の材料で構成されている事を特徴とする請求項1乃至4
の何れかに記載の半導体装置。5. The connection part is made of the same material as a wiring body part forming an upper part of the wiring part layer having the planar inductor shape.
The semiconductor device according to any one of the above.
状を有する配線部層の上部を構成する配線本体部とは異
なる材料で構成されている事を特徴とする請求項1乃至
4の何れかに記載の半導体装置。6. The connection part according to claim 1, wherein the connection part is made of a material different from that of a wiring body part forming an upper part of the wiring part layer having the planar inductor shape. 3. The semiconductor device according to claim 1.
形状を有する配線部層に対して複数個形成されている事
を特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の半導体装
置。7. The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of said connection portions are formed for a wiring portion layer having one planar inductor shape.
ダクタ形状を有する配線部層の当該配線本体部の長手方
向に平行に配置形成されている事を特徴とする請求項7
記載の半導体装置。8. The wiring section according to claim 7, wherein the plurality of connecting sections are arranged in parallel with a longitudinal direction of the wiring body section of the wiring section layer having the planar inductor shape.
13. The semiconductor device according to claim 1.
ンダクタ形状を有する配線部層の断面形状は、互いに積
層された層に於ける当該配線部層間で同一である事を特
徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の半導体装置。9. A wiring section layer having a planar inductor shape including the wiring main body section and the connection section, wherein a cross-sectional shape of the wiring section layer in the stacked layers is the same. Item 9. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 8.
インダクタ形状を有する配線部層の断面形状は、互いに
積層された各層に於ける当該配線部層間で異なるもので
ある事を特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の半
導体装置。10. A cross-sectional shape of a wiring portion layer having a planar inductor shape including the wiring main body portion and the connection portion is different between the wiring portion layers in each of the stacked layers. The semiconductor device according to claim 1.
当該配線部層の断面積に対して、その下層側の当該配線
部層の断面積が小さくなるように構成されている事を特
徴とする請求項10記載の半導体装置。11. The cross-sectional shape of the wiring portion layer is such that the cross-sectional area of the lower wiring portion layer is smaller than the cross-sectional area of the upper wiring portion layer. The semiconductor device according to claim 10, wherein:
る配線部層に設けられた当該接続部は、当該層間絶縁膜
内に設けられたスリット状の溝部を介して下方に配置さ
れている他の平面的インダクタ形状を有する配線部層の
配線本体部と接続されている事を特徴とする請求項1乃
至11の何れかに記載の半導体装置。12. The connecting portion provided on the wiring portion layer having the planar inductor shape, wherein the connecting portion is provided below another via a slit-like groove provided in the interlayer insulating film. 12. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is connected to a wiring body of a wiring portion layer having a planar inductor shape.
線部層の当該配線本体部に設けられる当該接続部は、当
該配線本体部の2の上下両面に形成されるものである事
を特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の半導体
装置。13. The connection portion provided on the wiring body portion of the wiring portion layer having the planar inductor shape is formed on both upper and lower surfaces of the wiring body portion. Item 13. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 12.
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