JP2004031785A - Semiconductor device and its designing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置及びその設計方法に係り、詳しくはデジタル信号に対するノイズの低減化に有用な半導体装置に関するものである。
【0002】
近年、半導体装置は、複数のデータ(デジタル信号)の入出力を扱う多ビット構成品が要求されている。このような半導体装置では高密度実装化及び高速化に伴う不要輻射(輻射ノイズ)及び高周波ノイズの影響が大きくなるため、これらのノイズを低減させることが重要となっている。
【0003】
【従来の技術】
従来、半導体装置では、不要輻射や高周波ノイズを除去する方法として、例えば以下の方法がある。
【0004】
第1従来例:図10に示すように、デジタル信号を伝搬する信号線に対して、該信号線(図中、A点)とグランドGNDとの間にコンデンサCを接続する。
第2従来例:信号線をグランド電位(GND)の電源配線(以下、グランド電源配線)で囲いシールドする。詳しくは、図11に示すように、信号線AL1と平行(図中、紙面の垂直方向)する第1のグランド電源配線AL2を酸化膜を隔てて同一の配線層に設け、その配線層の上層に設けた第2のグランド電源配線AL3を第1のグランド電源配線AL2とコンタクトを介して接続する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した第1従来例において、高周波ノイズや輻射ノイズ(特に高周波側)の除去効果を高めるためにはコンデンサCの容量を大きくする必要があった。即ち、この方法では、高周波のノイズを除去するために大容量のコンデンサCが必要であった。しかしながら、こうした大容量のコンデンサCを設けることは、チップ面積の増大につながることから、結果として、高周波のノイズを効果的に除去することができなかった。また、信号線AL1をグランド電源配線AL2,AL3によりシールドする第2従来例を用いた場合にも、このような高周波のノイズに対する除去効果が不十分であり、問題を解決することができなかった。
【0006】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は信号線に発生する高周波のノイズ除去効果を高めることのできる半導体装置及びその設計方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明によれば、半導体チップ内には、MOSトランジスタからなる3端子型容量が配線に介在するように形成される。このようなMOSトランジスタを用いた3端子型容量は、2端子型容量であるコンデンサに比べ、小さなチップ面積で大きな容量を作り出すことができるため、高周波ノイズ及び輻射ノイズを効果的に除去することができる。
【0008】
請求項2に記載の発明によれば、前記3端子型容量は、半導体チップ内の各配線に少なくとも1つずつ形成される。
請求項3に記載の発明によれば、前記3端子型容量は、MOSトランジスタのソース電極及びドレイン電極が前記配線と接続され、該配線に対してゲート容量及びジャンクション容量が作用するように設けられる。
【0009】
請求項4に記載の発明によれば、前記3端子型容量は、ディプレション型のMOSトランジスタにてなる。ディプレション型のトランジスタは、エンハンスメント型のトランジスタに比べてゲート容量を大きくすることができる。これにより、高周波ノイズの除去効果をより高めることができる。
【0010】
請求項5に記載の発明によれば、前記3端子型容量は、チャネルを形成するためのゲート制御電圧がゲート電極に印加されるエンハンスメント型のMOSトランジスタにてなる。
【0011】
請求項6に記載の発明によれば、半導体チップ内の配線には、該配線と平行するように同一の配線層に設けられる第1の配線と、その配線層の上層に設けられ第1の配線とコンタクトを介して接続される第2の配線と、により構成される3端子型容量が形成される。この構成では、配線をほぼ全長に亘って取り囲む第1及び第2の配線が持つ配線容量により、高周波のノイズを効果的に除去することができる。
【0012】
請求項7に記載の発明によれば、前記3端子型容量は入出力データのビット数に対応して設けられる複数のバス信号線に形成される。
請求項8に記載の発明によれば、前記3端子型容量は半導体チップ内にクロック信号を供給するためのクロック信号線に形成される。
【0013】
請求項9に記載の発明によれば、前記3端子型容量は電源配線に形成される。請求項10に記載の発明によれば、請求項1乃至5の何れか一項記載のMOSトランジスタからなる3端子型容量は、半導体装置のレイアウト時に形成される各セル列内に配置される。即ち、一般的なCAD装置を用いて3端子型容量を自動配置可能であり、チップ内に3端子型容量を容易に形成することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第一実施形態)
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
【0015】
図1は、ノイズ除去手段としてディプレション(Depletion) 型のMOSトランジスタ(以下、Dep−Tr)を用いた3端子型容量の概念図である。
図1(a)に示すように、Dep−Tr11は、例えばP型基板12上に形成されるNチャネル型MOSトランジスタであり、該P型基板12に形成されるN型拡散層13の上部にゲート酸化膜14を介してゲート電極(ポリシリコンゲート)15が設けられている。このDep−Tr11では、ゲート電極15に電圧が印加されない(即ちゲート電圧が0ボルト(V)である)場合にも、N型拡散層13に形成されるソース電極16とドレイン電極17との間には、導電性のチャネル18が形成される。
【0016】
このDep−Tr11は、半導体装置内部にてデジタル信号を伝搬する信号線19上に介在するように形成される。具体的には、図1(a)に示すように、Dep−Tr11のソース電極16及びドレイン電極17が信号線19と接続される。
【0017】
図1(b)は、図1(a)に示す構成の等価回路である。Dep−Tr11は、ゲート電極15及びN型拡散層13(チャネル18)が、それらの間に信号線19を挟むように対向して設けられる2つの電極として作用し、基板電位(グランドGND)に対してゲート容量及びジャンクション容量を持つ3端子型容量として機能する。尚、信号線19上に形成されるインダクタンスL1,L2は、デジタル信号がDep−Tr11のソース電極16及びドレイン電極17を伝搬する際に発生する寄生インダクタンスである。
【0018】
図2は、バス信号線に3端子型容量(Dep−Tr11)を挿入した場合を示す概略図である。
図2(a)に示すように、半導体装置内部に設けられるバス回路21は、バス信号線19aを介して外部回路(図中、他回路)と接続され、その外部回路との間のデータ(デジタル信号)の入出力を制御する。例えば、バス回路21は、外部回路から入力される信号を内部回路に供給するためのフリップフロップ回路22と、内部回路から出力される信号を外部回路に供給するためのスリーステートバッファ回路23とを含む。尚、同図に示す本実施形態のバス回路21の構成は一例であり、この構成に限定されるものではない。
【0019】
上記Dep−Tr11により構成される3端子型容量は、このバス回路21と外部回路とを接続するバス信号線19a上に形成される。その際、この3端子型容量(Dep−Tr11)は、図2(b)に示すように、nビットの入出力データに対応して設けられるn個のバス回路21にそれぞれ接続されているバス信号線19a上に形成される。このように、多ビットの入出力データを扱う各バス回路21のバス信号線19a毎にDep−Tr11で構成された3端子型容量を少なくとも1つずつ設けることにより、各バス信号線19aに発生する双方向のノイズを除去することが可能である。
【0020】
図3は、クロック信号線に3端子型容量(Dep−Tr11)を挿入した場合を示す概略図である。
半導体装置の内部回路には、クロック制御回路31により生成されるクロック信号が例えばインバータ回路32,33を介して供給される。尚、同図に示す本実施形態のクロック制御回路31は水晶発振器34及びコンデンサ35,36で構成されるが、この構成に限定されるものではない。上記3端子型容量(Dep−Tr11)は、このクロック信号を伝搬するクロック信号線19b上に形成され、これによりクロック信号線19bに発生するノイズを除去することが可能である。
【0021】
図4は、電源線(電源配線)に3端子型容量(Dep−Tr11)を挿入した場合を示す概略図である。
半導体装置には、チップ41の外周に沿って多数のパッド42が設けられ、各パッド42は、半導体装置内部に電源を供給するための電源線19c(電源配線)と接続されている。上記3端子型容量(Dep−Tr11)は、各パッド42に接続されている電源線19c上に形成され、これにより電源線19cに発生するノイズを除去することが可能である。
【0022】
図5は、ノイズ除去手段として3端子型容量(Dep−Tr11)を用いた場合と2端子型容量(コンデンサ)を用いた場合の減衰特性を比較した説明図である。
同図に示すように、Dep−Tr11で構成される3端子型容量では、約1000MHz以上の高周波領域でもノイズを効果的に除去することができる。一方、従来のコンデンサを用いた2端子型容量では、高周波領域になるに従ってノイズの除去効果が小さくなる。即ち、本実施形態では、Dep−Tr11を用いたことにより、通常のコンデンサを用いた場合に比べて、チップ面積を小さくしながら大きな容量を作り出すことができるため、高周波ノイズや輻射ノイズを効果的に除去可能である。
【0023】
尚、このようなDep−Tr11にて構成される3端子型容量が各信号線19(バス信号線19a、クロック信号線19b、電源線19cを含む)に形成される半導体装置のレイアウト設計は、図6に示すようなコンピュータシステムを用いて行われる。
【0024】
コンピュータシステム51は、一般的なCAD(Computer Aided Design) 装置からなり、中央処理装置(以下、CPU)52、メモリ53、記憶装置54、表示装置55、入力装置56、及びドライブ装置57により構成され、それらはバス58を介して相互に接続されている。
【0025】
CPU52は、メモリ53を利用してプログラムを実行し、半導体装置のレイアウト設計に必要な処理を実現する。このメモリ53としては、通常、キャッシュ・メモリ,システム・メモリ,及びディスプレイ・メモリ等を含む。表示装置55は、レイアウト表示、パラメータ入力画面等の表示に用いられ、これには通常、CRT,LCD,PDP等が用いられる。入力装置56は、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられ、これにはキーボード及びマウス装置等が用いられる。
【0026】
記憶装置54は、通常、磁気ディスク装置,光ディスク装置,光磁気ディスク装置等を含む。この記憶装置54には、半導体装置の設計処理のためのプログラム及びデータが格納される。CPU52は、入力装置56による指示に応答してプログラム、データをメモり53へ転送し、それを逐次実行する。CPU52が実行するプログラムは、記録媒体59にて提供される。ドライブ装置57は、記録媒体59を駆動し、その記憶内容にアクセスする。CPU52は、ドライブ装置57を介して記録媒体59からプログラムを読み出し、それを記憶装置54にインストールする。
【0027】
記録媒体59としては、磁気テープ,メモリカード,フレキシブルディスク,光ディスク(CD−ROM,DVD−ROM,… ),光磁気ディスク(MO,MD,…)等、任意の記録媒体を使用することができる。そして、この記録媒体59に、上述のプログラムを格納しておき、必要に応じて、メモリ53にロードして使用することもできる。尚、記録媒体59には、通信媒体を介してアップロード又はダウンロードされたプログラムを記録した媒体、ディスク装置を含む。
【0028】
図7は、3端子型容量(Dep−Tr11)を配置した半導体装置のレイアウト図である。
同図に示すように、半導体装置のレイアウト設計において、半導体チップ61上には複数のセル列62a,62b(図では2つのみ示す)が形成される。各セル列62a,62bは、チップ61上に搭載される回路を構成するための種々のセル(各セル列62a,62b内でそれぞれ区画される領域)を含む。このようなレイアウト設計において、上述した3端子型容量(Dep−Tr11)を構成するセル63は、各セル列62a,62b内に配置される。
【0029】
詳述すると、各信号線19に形成される3端子型容量はMOSトランジスタで構成されており、そのセル63の形状は他のセルと同一形状をなしている。このため、セル63を、各セル列62a,62b内に配置される他のセルと同様に、任意の場所に配置することが可能である。即ち、レイアウト設計時には、図6に示すような一般的なCAD装置(コンピュータシステム51)を用いて、セル63を各セル列62a,62b内に自動配置することが可能である。
【0030】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)半導体装置内部のデジタル信号を伝搬する信号線19上には、Dep−Tr11で構成される3端子型容量が形成される。このDep−Tr11を用いた3端子型容量は、2端子型容量であるコンデンサに比べ、小さなチップ面積で大きな容量を作り出すことができる。これにより、高周波ノイズ及び輻射ノイズを効果的に除去することが可能である。
【0031】
(2)ディプレション型のトランジスタ(Dep−Tr11)では、そのゲート容量を(後述するエンハンスメント型のトランジスタを用いた場合に比べて)大きくすることができる。このため、高周波ノイズの除去効果をより高めることが可能である。
【0032】
(3)Dep−Tr11を用いた3端子型容量は、2端子型容量のコンデンサを用いる場合に比べ、その面積を小さくできるため、コスト削減を図ることができる。
(4)Dep−Tr11を用いることで、それらを一般的なCAD装置を用いてレイアウト設計時に自動配置可能である。その結果、既存の製造プロセスを用いて(特別な製造プロセスを必要とせずに)、3端子型容量(Dep−Tr11)を容易にチップ内に形成することが可能である。また、このことは、レイアウト設計後における検証作業を容易化し、コスト削減化にも貢献する。
【0033】
(5)Dep−Tr11を用いたことにより、バス信号線19a、クロック信号線19b、電源線19c等のチップ内にてノイズ除去対策が必要な任意の場所に3端子容量を容易に形成することが可能である。
【0034】
(第二実施形態)
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図7に従って説明する。尚、本実施形態は、各信号線19に形成する3端子型容量(Dep−Tr11)の構成を一部変更した形態を説明するものである。以下、第一実施形態と同様な構成部分には同一符号を付して説明する。
【0035】
図8は、エンハンスメント(Enhancement) 型のMOSトランジスタ(以下、Enh−Tr)を用いた4端子型容量の概念図である。
図8(a)に示すように、Enh−Tr71は、例えばP型基板72上に形成されるNチャネル型MOSトランジスタであり、P型基板72にはソース電極73及びドレイン電極74をなすN型拡散層が形成され、該基板72上にはゲート酸化膜75を隔ててゲート電極(ポリシリコンゲート)76が形成されている。そのゲート電極76には、ゲート制御電圧VDDが印加される。即ち、Enh−Tr71は、所定の閾値電圧を超える正の電圧(ゲート制御電圧VDD)がゲート電極76に印加される場合に、ソース電極73とドレイン電極74との間に導電性のチャネル(図示略)が形成される。このEnh−Tr71は、第一実施形態と同様に、信号線19上に介在するように、ソース電極73及びドレイン電極74が信号線19と接続されて設けられる。
【0036】
図8(b)は、図8(a)の等価回路である。Enh−Tr71は、ゲート電極76に印加されるゲート制御電圧VDDによって、ソース−ドレイン間にチャネルが形成されることで、ゲート電極76及びチャネルがそれらの間に信号線19を挟むように対向して設けられる2つの電極として作用する。これにより、Enh−Tr71は、第一実施形態(Dep−Tr11)と同様、基板電位(グランドGND)に対してゲート容量及びジャンクション容量を持つ3端子型容量として実質的に機能する。尚、信号線19上に形成されるインダクタンスL11,L12は、デジタル信号がEnh−Tr71のソース電極73及びドレイン電極74を伝搬する際に発生する寄生インダクタンスである。
【0037】
このようなEnh−Tr71で構成される4端子型容量は、第一実施形態と同様、既存の製造プロセスを用いてチップ内に容易に形成することができ、また、通常のコンデンサを用いる場合に比べて小さな面積で大きな容量を作り出すことが可能である。従って、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
【0038】
(第三実施形態)
以下、本発明を具体化した第三実施形態を図9に従って説明する。尚、本実施形態は、信号線19に形成するノイズ除去手段として別の形態を説明するものである。以下、上記各実施形態と同様な構成部分には同一符号を付して説明する。
【0039】
図9は、配線容量を用いた3端子型容量の概念図である。
本実施形態では、図9(a)に示すように、信号線19と平行(図中、紙面の垂直方向)するように第1の配線81が酸化膜82を隔てて同一の配線層に設けられ、その配線層の上層に設けられる第2の配線83が第1の配線81とコンタクト84を介して接続される。第1及び第2の配線81,83は、グランド電位(GND)以外の電位を持つ配線である。
【0040】
このような構成では、図9(b)に示すように、信号線19を囲む第1及び第2の配線81,83が、それらの間に信号線19を挟むように対向して設けられる両電極として作用し、基板電位(グランドGND)に対して各配線81,83が持つ配線容量により実質的に3端子型容量として機能する。即ち、この構成を用いた場合は、信号線19をほぼ全長に亘って取り囲む第1及び第2の配線81,83の配線容量によって、高周波のノイズを効果的に除去することが可能である。
【0041】
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第一実施形態では、P型基板12にN型拡散層13を形成してNチャネル型のDep−Tr11を形成したが、N型基板を用いてPチャネル型のDep−Trを形成してもよい。また、ウェル構造を用いて形成してもよい。即ち、ディプレション型のトランジスタを用いた3端子型容量を構成する方法は、第一実施形態で説明した図1(a)に限定されない。
【0042】
・第二実施形態では、P型基板72にN型拡散層(ソース電極73,ドレイン電極74)を形成してNチャネル型のEnh−Tr71を形成したが、N型基板を用いてPチャネル型のEnh−Trを形成してもよい。また、ウェル構造を用いて形成してもよい。即ち、エンハンスメント型のトランジスタを用いた3端子型容量を構成する方法は、第二実施形態で説明した図8(a)に限定されない。
【0043】
・半導体装置内部に形成するノイズ除去手段としては、それを挿入する信号線19(バス信号線19a、クロック信号線19b、電源線19c等)に応じてDep−Tr11、Enh−Tr71、或いは配線容量を使用した3端子型容量を形成するようにしてもよい。
【0044】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、信号線に発生する高周波のノイズ除去効果を高めることのできる半導体装置及び半導体装置の設計方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディプレション型トランジスタを用いた3端子型容量の概念図である。
【図2】バス信号線に3端子型容量を挿入した場合を示す概略図である。
【図3】クロック信号線に3端子型容量を挿入した場合を示す概略図である。
【図4】電源線に3端子型容量を挿入した場合を示す概略図である。
【図5】3端子型容量と2端子型容量の減衰特性の比較を示す説明図である。
【図6】コンピュータシステムの概略構成図である。
【図7】3端子型容量を配置した半導体装置のレイアウト図である。
【図8】エンハンスメント型トランジスタを用いた4端子型容量の概念図である。
【図9】配線容量を用いた3端子型容量の概念図である。
【図10】従来のノイズ除去方法を示す概念図である。
【図11】従来のノイズ除去方法を示す概念図である。
【符号の説明】
11 3端子型容量としてのディプレション型のMOSトランジスタ
19 配線としての信号線
19a バス信号線
19b クロック信号線
19c 電源配線としての電源線
71 3端子型容量としてのエンハンスメント型のMOSトランジスタ
81 第1の配線
83 第2の配線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device and a method for designing the same, and more particularly, to a semiconductor device useful for reducing noise on digital signals.
[0002]
In recent years, a semiconductor device has been required to have a multi-bit component that handles input / output of a plurality of data (digital signals). In such a semiconductor device, the influence of unnecessary radiation (radiation noise) and high-frequency noise accompanying high-density mounting and high-speed operation increases, and it is important to reduce these noises.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device, as a method for removing unnecessary radiation and high-frequency noise, for example, the following methods are available.
[0004]
First Conventional Example: As shown in FIG. 10, a capacitor C is connected between a signal line (point A in the figure) and a ground GND for a signal line for transmitting a digital signal.
Second conventional example: A signal line is surrounded and shielded by a power supply wiring of a ground potential (GND) (hereinafter, ground power supply wiring). More specifically, as shown in FIG. 11, a first ground power supply line AL2 parallel to the signal line AL1 (in the direction perpendicular to the paper of the drawing) is provided on the same wiring layer with an oxide film interposed therebetween. Is connected to the first ground power supply line AL2 via a contact.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned first conventional example, it is necessary to increase the capacitance of the capacitor C in order to enhance the effect of removing high-frequency noise and radiation noise (especially on the high-frequency side). That is, this method requires a large-capacity capacitor C to remove high-frequency noise. However, providing such a large-capacity capacitor C leads to an increase in chip area, and as a result, high-frequency noise cannot be effectively removed. Further, even when the second conventional example in which the signal line AL1 is shielded by the ground power supply lines AL2 and AL3 is used, the effect of removing such high-frequency noise is insufficient, and the problem cannot be solved. .
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the effect of removing high-frequency noise generated in a signal line and a method of designing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a three-terminal capacitor formed of a MOS transistor is formed in a semiconductor chip so as to be interposed between wirings. Since a three-terminal capacitor using such a MOS transistor can produce a large capacitance with a small chip area as compared with a capacitor that is a two-terminal capacitor, high-frequency noise and radiation noise can be effectively removed. it can.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, at least one three-terminal capacitor is formed for each wiring in the semiconductor chip.
According to the third aspect of the invention, the three-terminal capacitor is provided such that a source electrode and a drain electrode of a MOS transistor are connected to the wiring, and a gate capacitance and a junction capacitance act on the wiring. .
[0009]
According to the fourth aspect of the present invention, the three-terminal capacitor is a depletion-type MOS transistor. A depletion-type transistor can have a larger gate capacitance than an enhancement-type transistor. Thus, the effect of removing high-frequency noise can be further enhanced.
[0010]
According to the fifth aspect of the invention, the three-terminal capacitor is an enhancement-type MOS transistor in which a gate control voltage for forming a channel is applied to a gate electrode.
[0011]
According to the invention described in claim 6, the wiring in the semiconductor chip includes a first wiring provided on the same wiring layer so as to be parallel to the wiring, and a first wiring provided on an upper layer of the wiring layer. A three-terminal capacitor constituted by the wiring and the second wiring connected via the contact is formed. With this configuration, high-frequency noise can be effectively removed by the wiring capacitance of the first and second wirings that surround the wiring over substantially the entire length.
[0012]
According to the invention described in claim 7, the three-terminal capacitance is formed on a plurality of bus signal lines provided corresponding to the number of bits of input / output data.
According to the invention described in claim 8, the three-terminal type capacitor is formed on a clock signal line for supplying a clock signal to a semiconductor chip.
[0013]
According to the ninth aspect of the present invention, the three-terminal capacitor is formed on a power supply wiring. According to a tenth aspect of the present invention, the three-terminal capacitor including the MOS transistor according to any one of the first to fifth aspects is arranged in each cell column formed at the time of layout of the semiconductor device. That is, a three-terminal capacitor can be automatically arranged using a general CAD device, and a three-terminal capacitor can be easily formed in a chip.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a three-terminal capacitor using a depletion type MOS transistor (hereinafter, Dep-Tr) as a noise removing unit.
As shown in FIG. 1A, the Dep-
[0016]
The Dep-Tr 11 is formed so as to be interposed on a
[0017]
FIG. 1B is an equivalent circuit of the configuration shown in FIG. In the Dep-
[0018]
FIG. 2 is a schematic diagram showing a case where a three-terminal capacitor (Dep-Tr11) is inserted into the bus signal line.
As shown in FIG. 2A, a
[0019]
The three-terminal capacitor constituted by the Dep-
[0020]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a case where a three-terminal capacitor (Dep-Tr11) is inserted into the clock signal line.
A clock signal generated by a clock control circuit 31 is supplied to an internal circuit of the semiconductor device via, for example,
[0021]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where a three-terminal capacitor (Dep-Tr11) is inserted into a power supply line (power supply wiring).
The semiconductor device is provided with a large number of
[0022]
FIG. 5 is an explanatory diagram comparing the attenuation characteristics when a three-terminal capacitor (Dep-Tr11) is used as a noise removing unit and when a two-terminal capacitor (capacitor) is used.
As shown in the figure, the three-terminal capacitor composed of the Dep-
[0023]
The layout design of a semiconductor device in which a three-terminal capacitor constituted by such a Dep-
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
As the
[0028]
FIG. 7 is a layout diagram of a semiconductor device in which a three-terminal capacitor (Dep-Tr11) is arranged.
As shown in the figure, in the layout design of a semiconductor device, a plurality of
[0029]
More specifically, the three-terminal capacitance formed in each
[0030]
As described above, the present embodiment has the following advantages.
(1) On the
[0031]
(2) The gate capacitance of the depletion-type transistor (Dep-Tr11) can be increased (compared to the case where an enhancement-type transistor described later is used). Therefore, the effect of removing high-frequency noise can be further enhanced.
[0032]
(3) The area of the three-terminal capacitor using the Dep-
(4) By using the Dep-
[0033]
(5) By using the Dep-Tr11, it is possible to easily form a three-terminal capacitor in a chip, such as the
[0034]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment describes an embodiment in which the configuration of a three-terminal capacitor (Dep-Tr11) formed in each
[0035]
FIG. 8 is a conceptual diagram of a four-terminal capacitor using an enhancement-type MOS transistor (hereinafter, Enh-Tr).
As shown in FIG. 8A, the Enh-
[0036]
FIG. 8B is an equivalent circuit of FIG. The Enh-
[0037]
As in the first embodiment, such a four-terminal capacitor composed of the Enh-
[0038]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, another form is described as a noise removing unit formed on the
[0039]
FIG. 9 is a conceptual diagram of a three-terminal capacitor using a wiring capacitor.
In the present embodiment, as shown in FIG. 9A, a first wiring 81 is provided on the same wiring layer with an
[0040]
In such a configuration, as shown in FIG. 9B, first and
[0041]
Each of the above embodiments may be implemented in the following manner.
In the first embodiment, the N-
[0042]
In the second embodiment, an N-type diffusion layer (a source electrode 73 and a drain electrode 74) is formed on a P-
[0043]
As the noise removing means formed inside the semiconductor device, Dep-Tr11, Enh-Tr71, or wiring capacitance according to the signal line 19 (
[0044]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device and a method of designing a semiconductor device that can enhance the effect of removing high-frequency noise generated in a signal line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a three-terminal capacitor using a depletion-type transistor.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a case where a three-terminal capacitor is inserted into a bus signal line.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a case where a three-terminal capacitor is inserted into a clock signal line.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where a three-terminal capacitor is inserted into a power supply line.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a comparison of attenuation characteristics between a three-terminal capacitor and a two-terminal capacitor.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a computer system.
FIG. 7 is a layout diagram of a semiconductor device in which three-terminal capacitors are arranged.
FIG. 8 is a conceptual diagram of a four-terminal capacitor using an enhancement transistor.
FIG. 9 is a conceptual diagram of a three-terminal capacitor using a wiring capacitor.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a conventional noise removal method.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing a conventional noise removal method.
[Explanation of symbols]
11 Depletion-
Claims (10)
前記ノイズ除去手段は、前記配線に介在するように前記半導体チップ内に形成されたMOSトランジスタからなる3端子型容量であることを特徴とする半導体装置。In a semiconductor device including a noise removing unit for removing noise generated in a wiring in a semiconductor chip,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the noise removing unit is a three-terminal capacitor including a MOS transistor formed in the semiconductor chip so as to be interposed between the wirings.
前記ノイズ除去手段は、前記配線と平行するように同一の配線層に設けられる第1の配線と、該配線層の上層に設けられ前記第1の配線とコンタクトを介して接続される第2の配線と、により構成される3端子型容量であることを特徴とする半導体装置。In a semiconductor device including a noise removing unit for removing noise generated in wiring in a semiconductor chip,
The noise removing unit includes a first wiring provided on the same wiring layer in parallel with the wiring, and a second wiring provided on the wiring layer and connected to the first wiring via a contact. And a wiring having a three-terminal capacitor.
前記半導体装置のレイアウト時に形成される各セル列内に前記3端子型容量を配置するようにしたことを特徴とする半導体装置の設計方法。A method of designing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
A method of designing a semiconductor device, wherein the three-terminal type capacitor is arranged in each cell column formed at the time of layout of the semiconductor device.
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- 2002-06-27 JP JP2002187993A patent/JP2004031785A/en active Pending
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