JP2000049341A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP2000049341A
JP2000049341A JP10214970A JP21497098A JP2000049341A JP 2000049341 A JP2000049341 A JP 2000049341A JP 10214970 A JP10214970 A JP 10214970A JP 21497098 A JP21497098 A JP 21497098A JP 2000049341 A JP2000049341 A JP 2000049341A
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Seiichi Saito
清市 斎藤
Katsuyuki Yasukochi
克之 安河内
Hiroko Kinoshita
浩子 木下
Shinichi Nakagawa
慎一 中川
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パワースイッチICの出力部である単位MO
SFET素子を高密度に敷きつめ、パワースイッチIC
の出力部全体の面積を削減する。 【構成】 格子状に配置された少なくとも四つの電極
と、前記電極のうち斜めに位置する二つの電極を接続す
る配線とを備え、前記配線に対向する電極は、前記配線
と最短距離であり且つ前記配線の延在方向と平行である
辺を有することを特徴とする半導体集積回路装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
特に省電力制御用/電源制御用として使用されるパワー
スイッチICの出力部に関し、特に高集積化が必要なM
OSFET素子群のパターン形状に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パワースイッチICの出力部は、大駆動
能力を必要とするため、多数のMOSFET素子の集合
体から構成される。例えば、図2に示すように、MOS
FET素子の単位が格子状に並び、限られた面積内に高
密度で敷きつめられる。各素子単位のソース領域同士及
びドレイン領域同士はそれぞれ配線で接続されて、一つ
の大きなトランジスタを構成している。
【0003】図3は、従来のパワースイッチIC出力部
の一部であり繰り返し単位であるMOSFET素子を拡
大した図である。図3において、14、15は下部に存
在するMOSFET素子のソース領域を覆うソース電
極、16、17は下部に存在するMOSFET素子のド
レイン領域を覆うドレイン電極であり、両者ともアルミ
ニウム層からできている。また、18は同じアルミニウ
ム層からなり、隣接するドレイン電極16、17相互を
結ぶ斜めの配線である。19、20はソース電極14、
15とその下部のソース領域とをつなぐコンタクトホー
ル、同様に21、22はドレイン電極16、17とその
下部のドレイン領域とをつなぐコンタクトホールであ
る。
【0004】ここで、配線18は、単位MOSFET素
子間の距離を縮め、単位面積あたりの単位MOSFET
素子の詰め込み密度が高くなるように斜めに配線されて
いる。このように、多数の単位MOSFET素子をいか
にコンパクトに敷きつめるかは、出力部全体の面積を決
定し、さらにパワースイッチIC全体の面積縮小に役立
つものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記MOSF
ET素子パターンには、各領域毎の間隔に最小許容距離
が決まっている。この最小許容距離は、製造工程におけ
るリソグラフィーやエッチングの限界、電気的絶縁性を
確保し得る最小距離等から定まる値である。図3を用
い、単位MOSFET素子における各領域毎の間隔と、
これにより生じる問題点を説明する。図3において、2
4はコンタクトホール19、20の外周とソース電極1
4、15との間隔であり、この間隔は位置合わせ余裕を
考慮した最小許容距離以上でなくてはならない。また、
25はソース電極14、15と斜め配線18との最短間
隔であり、同層で形成されるため、電気的絶縁性を確保
し得る最小許容距離以上でなくてはならない。26はソ
ース電極14、15と隣接するドレイン電極16、17
との最短の間隔であり、格子状に並んだ単位MOSFE
T素子の間隔となる。
【0006】図3で示されるように、従来の単位MOS
FET素子は、隣接する単位MOSFET素子間の距離
26を縮めようとすると、四角形状のソース電極14、
15パターンの角と斜め配線18の辺との距離25が近
接し過ぎてしまい、最小許容距離以下となる可能性が起
きる。そこで、最小許容距離を保って間隔を設定する
と、単位MOSFET素子の格子間隔をこれ以上小さく
することができなくなる。したがって、上記のような従
来のパワースイッチICの単位MOSFET素子の形状
では、素子面積の縮小化に限界があるという問題があっ
た。なお、ドレイン電極16、17とこれに対向する斜
め配線(図示されていない)との距離の関係でも同様の
問題がおきる。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点は、第一の発
明である、格子状に配置された少なくとも四つの電極
と、前記電極のうち斜めに位置する二つの電極を接続す
る配線とを備え、前記配線に対向する電極は、前記配線
と最短距離であり且つ前記配線の延在方向と平行である
辺を有することを特徴とする半導体集積回路装置によっ
て解決される。
【0008】この発明によれば、従来は四角い形状だっ
た電極パターンとこれに対応する斜め配線パターンの辺
との距離が、電極パターンの角により制限されていたも
のを、電極パターンの角をカットした分、より接近させ
ることができ、単位MOSFET素子間の距離を狭める
ことができる。また、上記問題点は第二の発明である、
電極のそれぞれに対応するコンタクトホールは、配線と
最短距離であり且つ配線の延在方向と平行である辺を有
することを特徴とする半導体集積回路装置により解決さ
れる。
【0009】この発明によれば、従来はコンタクトホー
ルのパターンと電極パターンとの距離が、四角い形状の
コンタクトホールのパターンの角により制限されていた
ものを、コンタクトホールのパターンの角をカットした
分、より接近させることができ、第一の発明より更に、
単位MOSFET素子間の距離を狭めることができる。
【0010】また、上記問題点は第三の発明である、格
子状に配置された少なくとも四つの電極と、前記電極の
うち斜めに位置する二つの電極を接続する配線とを備
え、配線に対向する電極は、実質的に円形であることを
特徴とする半導体集積回路装置により解決される。この
発明によれば、第一の発明よりさらに、全方向において
余分な間隔が不要となり、単位MOSFET素子間の距
離をいっそう縮めることができる。
【0011】また、上記問題点は第四の発明である、前
記電極のそれぞれに対応するコンタクトホールは、実質
的に円形であることを特徴とする請求項3記載の半導体
集積回路装置により解決される。この発明によれば、第
一及び第三の発明よりさらに、全方向において余分な間
隔が不要となり、単位MOSFET素子間の距離をいっ
そう縮めることができる。
【0012】また、上記問題点は第五の発明である、格
子状に配置された少なくとも四つのコンタクトホール
と、コンタクトホールのそれぞれに対応し、当該コンタ
クトホールの外周より位置合わせ余裕を含んだ大きさを
有する電極と、格子状配置されたコンタクトホールのう
ち、斜めに位置するもの同士を前記電極と同じ層レベル
で接続する配線を備え、配線の延在方向に対して斜めに
配置された電極は、その外周とコンタクトホールまでの
最短距離が、それ以外の外周とコンタクトホールまでの
距離のルート2倍より小さいことを特徴とする半導体素
子パターンにより解決される。
【0013】この発明によれば、電極と配線の間隔を従
来より接近させることができ、単位MOSFET素子間
の距離を狭めることができる。また、上記問題点は第六
の発明である、前記電極に対応するコンタクトホールは
当該電極と実質的に相似形を有することを特徴とする半
導体素子パターンにより解決される。
【0014】この発明によれば、無駄なく機械的に電極
及びコンタクトホールを敷きつめることが容易となり、
電極と配線の間隔を従来より接近させ、単位MOSFE
T素子間の距離を狭めることができる。また、上記問題
点は第七の発明である、配線の延在方向に対して斜めに
配置されたコンタクトホールは、それと対応する電極の
重心位置から配線から遠い側へ隔たって設けられたこと
を特徴とする半導体素子パターンにより解決される。
【0015】この発明によれば、電極と配線との距離が
最短になるように設定することができ、単位MOSFE
T素子間の距離を狭めることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
により説明する。図1は本発明を適用したパワースイッ
チIC出力部におけるMOSFET素子の一部の平面図
であり、複数のMOSFET素子のうち、繰り返し単位
を拡大した図である。なお、図3と共通するものについ
ては同じ番号を用いて表す。
【0017】図1において、ソース電極14、15の形
状は、45度の角度を持つ斜め配線18に対向する辺が
配線18と平行に45度に傾斜している。このため、ソ
ース電極14、15と斜め配線18との間25に余裕が
生まれ、ソース電極14、15とドレイン電極16、1
7との間隔26を縮めても、最小許容距離以上の距離を
確保することが容易となる。すなわち、ソース電極1
4、15の外周のうち斜め配線18との最短距離をなす
位置から、コンタクトホール19、20までの最短距離
が、従来はそれ以外の外周とコンタクトホール19、2
0までの距離の√2倍であったのを、これより小さくす
ることができる。このことにより、単位MOSFET素
子同士の間隔を従来より狭く設定できることとなり、従
来の繰り返し単位のMOSFET素子が要していた面積
27より小さくなり、出力部全体の面積を小さくするこ
とが可能となる。なお、電極パターンの斜め辺の傾き角
度は、本実施の形態のごとく45度に制限されるもので
はない。
【0018】次に、本発明の第二の実施の形態を図4に
より説明する。図4は、第一の実施の形態におけるソー
ス電極14、15の形状に加えて、さらにコンタクトホ
ール19、20の形状も同様に四角形の角を斜めにカッ
トした形状にしたものである。なお、図3と共通するも
のについては同じ番号を用いて表す。図4において、コ
ンタクトホール19、20の形状は、ソース電極14、
15及び斜め配線18に対向する辺が配線18と同じく
斜め45度に傾斜してている。このため、コンタクトホ
ール19、20とソース電極14、15との間に余裕が
生まれ、ソース電極14、15とドレイン電極16、1
7との間隔26を第一の実施の形態より更に縮めても、
最小許容距離以上の距離を確保することが容易となる。
このことにより、単位MOSFET素子同士の間隔を従
来より狭く設定できることとなり、従来の繰り返し単位
のMOSFET素子が要していた面積27及び第一の実
施の形態で要していた面積28より小さくなり、出力部
全体の面積を小さくすることが可能となる。また、本実
施の形態では、コンタクトホール19、20のパターン
が対応するソース電極14、15のパターンと実質的に
相似形であり、このことによって無駄なく単位MOSF
ET素子を敷きつめることが可能としている。なお、コ
ンタクトホールのパターンの斜め辺の傾き角度は、本実
施の形態のごとく45度に制限されるものではない。
【0019】次に、本発明の第三の実施の形態を図5に
より説明する。図5は、ソース電極14、15、ドレイ
ン電極16、17及びコンタクトホール19、20、2
1、22の全ての形状を円形にしたものである。なお、
図3と共通するものについては同じ番号を用いて表す。
図5において、ソース電極14、15、ドレイン電極1
6、17及びコンタクトホール19、20、21、22
の形状は円形であるため、各領域間の間隔は、余分な間
隔を全く必要とせず、どの角度においても最短に設定で
きる関係となり、ソース電極14、15又はドレイン電
極16、17はそれぞれ対向する斜め配線18との間隔
を最短とすることができる。このことにより、単位MO
SFET素子同士の間隔を従来より狭く設定できること
となり、従来の繰り返し単位のMOSFET素子が要し
ていた面積27及び第一の実施の形態で要していた面積
28より小さくなり、出力部全体の面積を小さくするこ
とが可能となる。なお、本実施例における形状は円形で
あるが、例えば六角形や八角形等の多角形であっても構
わない。
【0020】次に、本発明の第四の実施の形態を図6に
より説明する。図6では、コンタクトホールの重心位置
と電極の重心位置が一致しない場合を説明する。図6で
は、斜め配線の延在方向30と直角な方向に配置された
コンタクトホール31の重心位置34は、それと対応す
る電極32の重心位置33から外れ、斜め配線から遠い
側へ隔たって設けられている。このように、互いの重心
位置をずらすことで、単位MOSFET素子の格子間隔
をより縮めることが可能となる。
【0021】以上、実施の形態に沿って本発明を説明し
たが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0022】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、パワース
イッチICの出力部である単位MOSFET素子を高密
度に敷きつめることができ、パワースイッチICの出力
部全体の面積を削減することができ、ひいてはパワース
イッチICのコストダウンに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理及び第一の実施の形態を説明する
ための図である。
【図2】従来のパワースイッチIC出力部の平面図であ
る。
【図3】従来のパワースイッチIC出力部の拡大平面図
である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を説明するための図
である。
【図5】本発明の第3の実施の形態を説明するための図
である。
【図6】本発明の第4の実施の形態を説明するための図
である。
【符号の説明】
14、15 ソース電極 16、17 ドレイン電極 18 ソース電極同士を結ぶ斜め配
線 19、20、21、22 コンタクトホール 24 ソース電極とコンタクト間の
間隔 25 ソース電極と斜め配線間の間
隔 26 ソース電極とドレイン電極間
の間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安河内 克之 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 木下 浩子 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 中川 慎一 愛知県春日井市高蔵寺町二丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 Fターム(参考) 4M104 CC01 FF01 FF11 FF26 GG14 5F040 DB01 DB04 EA00 EB20 EC16 EH08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 格子状に配置された少なくとも四つの電
    極と、前記電極のうち斜めに位置する二つの電極を接続
    する配線とを備え、前記配線に対向する電極は、前記配
    線と最短距離であり且つ前記配線の延在方向と平行であ
    る辺を有することを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記電極のそれぞれに対応するコンタク
    トホールは、前記配線と最短距離であり且つ前記配線の
    延在方向と平行である辺を有す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。
  3. 【請求項3】 格子状に配置された少なくとも四つの電
    極と、前記電極のうち斜めに位置する二つの電極を接続
    する配線とを備え、前記配線に対向する電極は、実質的
    に円形であることを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記電極のそれぞれに対応するコンタク
    トホールは、実質的に円形であることを特徴とする請求
    項3記載の半導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】 格子状に配置された少なくとも四つのコ
    ンタクトホールと、前記コンタクトホールのそれぞれに
    対応し、当該コンタクトホールの外周より位置合わせ余
    裕を含んだ大きさを有する電極と、前記格子状配置され
    たコンタクトホールのうち、斜めに位置するもの同士を
    前記電極と同じ層レベルで接続する配線を備え、前記配
    線の延在方向に対して斜めに配置された前記電極は、そ
    の外周とコンタクトホールまでの最短距離が、それ以外
    の外周とコンタクトホールまでの距離のルート2倍より
    小さいことを特徴とする半導体素子パターン。
  6. 【請求項6】 前記電極に対応するコンタクトホールは
    当該電極と実質的に相似形を有することを特徴とする請
    求項5記載の半導体素子パターン。
  7. 【請求項7】 前記配線の延在方向に対して斜めに配置
    された前記コンタクトホールは、それと対応する電極の
    重心位置から前記配線から遠い側へ隔たって設けられた
    ことを特徴とする請求項5記載の半導体素子パターン。
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