JP2003297925A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2003297925A
JP2003297925A JP2002093033A JP2002093033A JP2003297925A JP 2003297925 A JP2003297925 A JP 2003297925A JP 2002093033 A JP2002093033 A JP 2002093033A JP 2002093033 A JP2002093033 A JP 2002093033A JP 2003297925 A JP2003297925 A JP 2003297925A
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JP
Japan
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leak
mos capacitor
noise reduction
circuit
path
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Akihiko Yoshida
昭彦 吉田
Takahiro Yamamoto
隆広 山本
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Kawasaki Microelectronics Inc
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Kawasaki Microelectronics Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ低減回路に起因する歩留まり低下を抑
制することができる。 【解決手段】 MOSキャパシタ1によりノイズ低減回
路を構成している。リーク不良検出回路5は、電源線か
らMOSキャパシタ1を経由してグランド線に至る経路
の所定部位における電圧変動の検出によって、該MOS
キャパシタの絶縁膜に電流がリークする不良を検出す
る。リーク遮断スイッチ3は、該電流リーク不良検出時
には、該経路を遮断、ないしは該経路における電気抵抗
を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ノイズ低減回路に
起因する歩留まり低下を抑制することができる半導体集
積回路に関する。 【0002】 【従来の技術】半導体集積回路の設計では、まず所望論
理回路を設計した後に、いわゆるP&R(Place and
Route)によって、チップ・レイアウト上に設計した論
理回路の諸ゲートを配置し、配線する。このように設計
された半導体集積回路チップのレイアウトでは、未使用
の隙間が存在する。該隙間には、通常「フィードスルー
・セル」と称するセルが配置され、半導体集積回路チッ
プのレイアウトが完成する。 【0003】図4は、フィードスルー・セルが配置され
た段階の半導体集積回路チップを模式的に示したレイア
ウト図である。 【0004】図中において、破線によって個々のセルの
境界が示されている。又、符号a〜dは、所望論理回路
を構成するセル配置の各行を示し、符号1〜4は、各列
を示す。右上がり斜線部分は電源VDDの配線であり、
右下がり斜線部分はグランドGNDの配線であり、これ
ら配線は、個々のセルに亘っている。 【0005】ここで、砂地網掛けの領域は、所望論理回
路の設計に使用されている。図5に示すようなこの領域
にあるセルに対して、図4の空白で示された未使用の領
域には、図6のようなフィードスルー・セルが配置され
て、これにより、右上がり斜線部分の電源VDDの配線
や、右下がり斜線部分のグランドGNDの配線が配置さ
れることになる。該フィードスルー・セルは、回路的に
は図7のように、電源VDD及びグランドGNDの配線
のみである。 【0006】ここで従来から、上述のようなフィードス
ルー・セルに、ノイズ低減機能を持たせるようにしてい
る。例えば、図8のようなノイズ低減回路を備えた、図
9に示すようなレイアウトのフィードスルー・セルであ
る。ノイズ低減回路は、MOS(Metal Oxide Semico
nductor)キャパシタを利用したものであり、ゲート電
極部位、及び絶縁膜を介して該ゲート部位に対向する基
板部位によって、MOSキャパシタが形成されており、
これらゲート電極部位及び対向基板部位の内、一方が電
源線側に、他方がグランド線側に接続されている。該M
OSキャパシタは、対向電極間の容量によってノイズを
吸収し、ノイズによる悪影響を抑制する。 【0007】なお、図8において、MOSキャパシタは
PチャネルMOSトランジスタである。図9において、
太線の部分は、電源VDDやグランドGNDなどに用い
るメタル配線である。一点鎖線部分はウェルであり、こ
の例ではN型のウェルになっている。二点鎖線部分は、
MOSトランジスタのゲート電極形成などに利用され
る、ポリ・シリコンである。符号21は、上述のPチャ
ネルMOSトランジスタのゲート電極である。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ノイズ
低減回路を作り込んだフィードスルー・セルにおいて、
MOSキャパシタの絶縁膜にピンホールなどの不良が生
じた場合、該MOSキャパシタのトランジスタのゲート
及びバック・ゲートの間にリーク電流が流れる。従っ
て、該ノイズ低減回路を作り込んだフィードスルー・セ
ルに起因する、半導体集積回路の歩留まり低下が避けら
れない。 【0009】ここで、図10は、図9におけるA−A’
断面の断面図である。例えばこの図10において、絶縁
膜30にピンホールが生じると、ポリ・シリコンによる
ゲート21と、N−WELL側のバック・ゲートとの間
にリーク電流が流れ、当該半導体集積回路が不良にな
る。 【0010】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、未使用領域を利用したノイズ低減回
路に起因する歩留まり低下を抑制することができる半導
体集積回路を提供することを目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】本願発明は、MOSキャ
パシタによるノイズ低減回路を作り込むようにした半導
体集積回路において、電源線から該MOSキャパシタを
経由してグランド線に至る経路の所定部位における電圧
変動の検出によって、該MOSキャパシタの絶縁膜に電
流がリークする不良を検出するリーク不良検出回路と、
該電流リーク不良検出時には、該経路を遮断、ないしは
該経路における電気抵抗を増加させるリーク遮断スイッ
チと、を設けたことにより、前記課題を解決したもので
ある。 【0012】以下、本発明の作用について、簡単に説明
する。 【0013】ノイズ低減回路にあるMOSキャパシタで
は、絶縁膜でのピンホールなどでリーク電流が発生する
不良になると、電源線から該MOSキャパシタを経由し
てグランド線に至る経路に電圧変動が生じる。例えば図
8では、このような経路中の符号20の部位において、
電圧変動(電圧降下)が生じる。 【0014】本発明は、リーク不良検出回路による、こ
のような所定部位における電圧変動の検出によって、該
MOSキャパシタの絶縁膜に電流がリークする不良を検
出する。又、該電流リーク不良検出時には、リーク遮断
スイッチにより、該経路を遮断、ないしは該経路におけ
る電気抵抗を増加させる。これにより、リーク電流によ
る半導体集積回路の不良が解消する。例えば図8では、
符号20の部位において、電圧変動検出によりリーク電
流を検出し、該リーク電流を遮断ないしは低下させる。 【0015】なお、このようにリーク電流が遮断される
と、そのフィードスルー・セルのノイズ低減機能はなく
なる。しかしながら、ノイズ低減回路の機能は補助的な
ものであり、従って、その半導体集積回路の本来の機能
を失わせるものではなく、又、半導体集積回路の他の正
常なフィードスルー・セルのノイズ低減回路によって、
ノイズが吸収され、ノイズによる悪影響が抑制されるの
で問題はない。 【0016】従って、本発明によれば、ノイズ低減回路
にあるMOSキャパシタにおけるリーク電流を抑制する
ことができ、ノイズ低減回路に起因する歩留まり低下を
抑制することができる。 【0017】 【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。 【0018】図1は、本発明が適用された第1実施形態
のノイズ低減機能を有するフィードスルー・セルの回路
図である。 【0019】この図において、破線の範囲内が1つのフ
ィードスルー・セルに作り込まれている。MOSキャパ
シタ1は、PチャネルMOSトランジスタであり、ゲー
ト、及びバック・ゲート(絶縁膜を介して該ゲート部位
に対向する基板部位)によって、キャパシタが形成され
る。該ゲートはグランドGNDに接続され、一方、該バ
ック・ゲートは、通常オン状態のPチャネルMOSトラ
ンジスタでなる本発明のリーク遮断スイッチ3を経由し
て電源VDDに接続され、このような該MOSキャパシ
タ1によって、フィードスルー・セルにノイズ低減回路
が作り込まれている。 【0020】又、PチャネルMOSトランジスタ6及び
NチャネルMOSトランジスタ7により、本発明のリー
ク不良検出回路5が構成されている。 【0021】図2は、本実施形態のフィードスルー・セ
ルのレイアウト図である。 【0022】この図において、符号21、26〜28
は、MOSキャパシタ1であるPチャネルMOSトラン
ジスタ、PチャネルMOSトランジスタ6、Nチャネル
MOSトランジスタ7、リーク遮断スイッチ3であるP
チャネルMOSトランジスタの、それぞれのゲート電極
を示している。 【0023】以下、本実施形態の作用について説明す
る。 【0024】MOSキャパシタ1では、絶縁膜でのピン
ホールなどで対向する電極間にリーク電流が発生する不
良になると、正常の場合には電源VDDに近い電位であ
った符号20の部位の電圧が下降する。該部位は、電源
線から該MOSキャパシタを経由してグランド線に至る
経路にある。 【0025】電圧が下降すると、リーク不良検出回路5
の出力はL状態からH状態になる。H状態になると、リ
ーク遮断スイッチ3は、遮断、ないしは遮断に近い電気
抵抗の状態になり、これによってMOSキャパシタ1の
リーク電流は遮断ないしは抑制される。 【0026】以上のように本実施形態においては、MO
Sキャパシタ1がPチャネルMOSトランジスタの場合
において、本発明を効果的に適用することができる。 【0027】図3は、本発明が適用された第2実施形態
のノイズ低減機能を有するフィードスルー・セルの回路
図である。 【0028】この図において、破線の範囲内が1つのフ
ィードスルー・セルに作り込まれている。MOSキャパ
シタ1は、NチャネルMOSトランジスタであり、ゲー
ト、及びバック・ゲート(絶縁膜を介して該ゲート部位
に対向する基板部位)によって、キャパシタが形成され
る。該ゲートは電源VDDに接続され、一方、該バック
・ゲートは、通常オン状態のNチャネルMOSトランジ
スタでなる本発明のリーク遮断スイッチ3を経由してグ
ランドGNDに接続され、このような該MOSキャパシ
タ1によってノイズ低減回路が、フィードスルー・セル
に作り込まれている。 【0029】又、PチャネルMOSトランジスタ6及び
NチャネルMOSトランジスタ7により、本発明のリー
ク不良検出回路5が構成されている。 【0030】以下、本実施形態の作用について説明す
る。 【0031】MOSキャパシタ1では、絶縁膜でのピン
ホールなどで対向する電極間にリーク電流が発生する不
良になると、正常の場合にはグランドGNDに近い電位
であった符号20の部位の電圧が上昇する。該部位は、
電源線から該MOSキャパシタを経由してグランド線に
至る経路にある。 【0032】電圧が上昇すると、リーク不良検出回路5
の出力はH状態からL状態になる。L状態になると、リ
ーク遮断スイッチ3は、遮断、ないしは遮断に近い電気
抵抗の状態になり、これによってMOSキャパシタ1の
リーク電流は遮断ないしは抑制される。 【0033】以上のように本実施形態においては、MO
Sキャパシタ1がNチャネルMOSトランジスタの場合
において、本発明を効果的に適用することができる。 【0034】本発明の第1及び第2実施形態において
は、リーク不良検出回路は、PチャネルMOSトランジ
スタとNチャネルMOSトランジスタで構成されるCM
OSインバータを用いて構成されている。CMOSイン
バータの論理閾値は、MOSトランジスタのゲート長、
ゲート幅、スレッショルド電圧を調整することで、かな
りの程度可変することが可能である。しかし、どの程度
までのリーク電流を許容するかに応じて、本発明のリー
ク不良検出回路に他の回路、例えば一方の入力を所定電
位に固定した差動増幅器等を用いることもできる。 【0035】 【発明の効果】本発明によれば、ノイズ低減回路に起因
する歩留まり低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明が適用された第1実施形態のノイズ低減
機能を有するフィードスルー・セルの回路図 【図2】図1の実施形態のフィードスルー・セルのレイ
アウト図 【図3】本発明が適用された第2実施形態のノイズ低減
機能を有するフィードスルー・セルの回路図 【図4】従来のフィードスルー・セルが配置された段階
の半導体集積回路チップを模式的に示したレイアウト図 【図5】従来の所望論理回路の設計に使用されている領
域にあるセルを示したレイアウト図 【図6】従来のフィードスルー・セルを示したレイアウ
ト図 【図7】図6のフィードスルー・セルの回路図 【図8】従来のノイズ低減の機能を持たせたフィードス
ルー・セルの回路図 【図9】図8のノイズ低減の機能を持たせたフィードス
ルー・セルのレイアウト図 【図10】図9のノイズ低減の機能を持たせたフィード
スルー・セルの断面図 【符号の説明】 1…MOSキャパシタ 3…リーク遮断スイッチ 5…リーク不良検出回路 6…PチャネルMOSトランジスタ 7…NチャネルMOSトランジスタ VDD…電源 GND…グランド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/82 D G01R 31/28 V H01L 27/04 C Fターム(参考) 2G132 AA00 AD01 AK07 AL00 5F038 AC03 AC05 BH07 BH19 CD14 DF17 DT08 DT18 EZ20 5F064 CC23 DD26 EE06 FF04 FF36 FF45 HH10 HH12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】MOSキャパシタによるノイズ低減回路を
    作り込むようにした半導体集積回路において、 電源線から該MOSキャパシタを経由してグランド線に
    至る経路の所定部位における電圧変動の検出によって、
    該MOSキャパシタの絶縁膜に電流がリークする不良を
    検出するリーク不良検出回路と、 該電流リーク不良検出時には、該経路を遮断、ないしは
    該経路における電気抵抗を増加させるリーク遮断スイッ
    チと、を設けたことを特徴とする半導体集積回路。
JP2002093033A 2002-03-28 2002-03-28 半導体集積回路 Pending JP2003297925A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006086477A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Fujitsu Ltd 半導体装置
JP2007273846A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujitsu Ltd デカップリングコンデンサ及び半導体集積回路装置
JP2009182119A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Kawasaki Microelectronics Inc 静電気放電保護回路
JP2011035209A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Renesas Electronics Corp 半導体装置

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