JP2004273834A

JP2004273834A - Semiconductor integrated circuit

Info

Publication number: JP2004273834A
Application number: JP2003063721A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Nakano; 俊彦中野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit which can prevent a local temperature rise of a semiconductor element. <P>SOLUTION: A heat radiation cell 2 is arranged adjacently to a heating cell 1 and equipped with heat radiating members 6, 7 in a first wiring layer where power source potential wiring 3 and ground potential wiring 4 are formed. The radiating members 6, 7 are connected to a second wiring layer 8 through via contacts 9. The heat generated in the heating cell 1 is conducted to the power source wiring 3 and the ground wiring 4, and radiated by the radiating members 6, 7. Since the heat is conducted from the radiating members 6, 7 to the second wiring layer 8 through the via contacts 9, heat radiation is further accelerated, resulting in preventing the local temperature rise of the heating cell 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板上に多数のトランジスタ素子などの半導体素子が形成され、前記半導体素子を電気的に接続するための配線層によって形成される半導体集積回路に関し、特にトランジスタ素子などの発熱体による局部温度上昇による性能変化や故障を防止する半導体集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年半導体集積回路の設計においては、そのサイズをより微細化することにより、性能向上を図っている。しかし微細化が進むに従って、トランジスタ素子のリーク電流（漏れ電流）が大きくなっており、半導体製造の問題となってきている。そこでその対策として絶縁体上において単結晶シリコン層（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｉｏｎ：ＳＯＩ層）に半導体素子を形成する技術が実用化されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この技術において、トランジスタ素子等の半導体素子の領域はシリコン酸化膜等の絶縁材に囲われる形になっており、リーク電流を大幅に抑制できる構成になっている。その一方でこの絶縁材は熱伝導率が低いことから、発熱による局所温度上昇が問題であることが知られている。
【０００４】
このような局部温度上昇を防止するため、例えば多層配線間に専用のダミーの貫通孔を設け、このダミーの貫通孔に熱伝導率の高い絶縁物質を充填することにより、高温となる配線とその上下の配線とを熱的に接続する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】
特開平２０００−３１４８７号公報
【特許文献２】
特開平９−１２９７２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では放熱用のダミーホールを形成する材料として、仮に配線材料等と同一材料とした場合には、このダミーホールが形成される材料によって配線間が電気的に接続されることとなり、電気的機能が損なわれる。そのためダミーホール形成材料としては、本来の絶縁層よりも熱伝導率が大きくかつ通電性のない絶縁材料を用いる必要がある。
【０００６】
また所望の回路を構成する配線の製造工程に加えて、放熱のためのダミーホールを形成したり、このダミーホールに熱伝導率の高い絶縁物質を充填するといった専用の工程が必要となる。
【０００７】
このため、放熱用のダミーホールを形成するためには、半導体製造プロセス数が増え、また製造コストが上昇するという問題点があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑みて為されたものであり、その課題は、ＳＯＩ層上に形成された半導体集積回路において、製造プロセスを変更することなく、また製造コストを増加させることなく、半導体素子の局所的な温度上昇を効果的に防止することが可能な半導体集積回路を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の半導体集積回路の発明は、半導体基板上に複数の半導体素子が形成される半導体集積回路において、前記半導体素子間を接続する配線のうち、少なくともいずれか１の前記配線に接続される放熱セルを備え、前記放熱セルは、前記配線に接続される前記半導体のうち少なくともいずれか１の前記半導体素子から発生した熱を放熱する放熱部材を有することを特徴として構成する。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、半導体基板上に複数の半導体素子が形成される半導体集積回路において、放熱専用の放熱セルを設け、熱を発生させる半導体素子すなわち発熱セルからの熱を配線を介して放熱セルに伝導するように構成したので、発熱セルの温度上昇を効果的に防止することが可能となる。
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項２に記載の半導体集積回路の発明は、請求項１に記載の半導体集積回路において、前記配線は、前記半導体素子間を電気的に接続する電源電位配線又は接地電位配線のいずれか一方であることを特徴として構成する。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、発熱セルから放熱セルへ熱を伝導する前記配線は前記半導体素子間を電気的に接続する電源電位配線又は接地電位配線のいずれか一方であるので、電気配線を利用して放熱を効果的に行うことが可能となり、信号遅延の問題が生ずることもない。
【００１３】
上記の課題を解決するため、請求項３に記載の半導体集積回路の発明は、請求項１又は２に記載の半導体集積回路において、前記放熱部材は、前記放熱セルのスペースの大部分の面積を占めることを特徴として構成する。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、放熱部材は放熱セルのスペースの大部分の面積を占め、放熱を行うのに十分な面積を有しているので、発熱セルからの熱を十分に放熱することが可能となる。
【００１５】
上記の課題を解決するため、請求項４に記載の半導体集積回路の発明は、請求項１乃至３いずれか１項に記載の半導体集積回路において、前記放熱セルは、前記熱を発生する半導体素子に隣接して配置されていることを特徴として構成する。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、放熱セルは、発熱セルに隣接して配置されているので、発熱セルからの熱の放熱を更に効果的に行うことが可能となる。
【００１７】
上記の課題を解決するため、請求項５に記載の半導体集積回路の発明は、請求項１乃至４いずれか１項に記載の半導体集積回路において、前記半導体集積回路は、前記配線を有する配線層が複数層積層して形成される多層構造を構成しており、前記放熱部材は、前記配線と同一層に形成されていることを特徴として構成する。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、放熱部材は配線と同一層に形成されているので、製造プロセスを変更することなく、また製造コストを増加させることなく、発熱セルからの熱を効果的に放熱することが可能となる。
【００１９】
上記の課題を解決するため、請求項６に記載の半導体集積回路の発明は、請求項５に記載の半導体集積回路において、前記同一層は、前記複数層のうちの前記半導体基板側に最も近い最下位層に形成されていることを特徴として構成する。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、最下位層、すなわち第１配線層に放熱部材が形成されているため、発熱セルから第１配線層の配線から放熱部材へと効果的に熱が伝導し、放熱を行うことが可能となる。
【００２１】
上記の課題を解決するため、請求項７に記載の半導体集積回路の発明は、請求項５又は６に記載の半導体集積回路において、前記放熱部材は、前記放熱部材と異なる層に属する前記配線のうち少なくとも１の前記配線と接続部材を介して接続されていることを特徴として構成する。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、前記放熱部材は、他の配線層に属する配線と接続部材を介して接続されるので、当該接続部材から他の配線層に属する配線に熱を分散させることにより、放熱セルのスペースを大きくすることなく効果的に放熱することが可能となる。
【００２３】
上記の課題を解決するため、請求項８に記載の半導体集積回路の発明は、請求項１乃至７いずれか１項に記載の半導体集積回路において、前記半導体素子に対して複数の前記放熱セルが配置されていることを特徴として構成する。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、発熱セルに対して複数の放熱セルが配置されるため、放熱を更に効果的に行うことが可能となる。
【００２５】
上記の課題を解決するため、請求項９に記載の半導体集積回路の発明は、請求項８に記載の半導体集積回路において、複数の前記半導体素子が互いに隣接して配置され、前記複数の放熱セルが、前記複数の半導体素子の周囲に配置されていることを特徴として構成する。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、複数の発熱セルが隣接して配置される場合、例えばデータパス等の場合にその周囲に複数の放熱セルが配置されるので、複数の発熱セルからの熱を効果的に放熱することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
続いて本発明に係る各実施形態について説明する。なお以下に説明する各実施形態は、基本セルをマトリクス状に配置して構成するゲートアレイ方式やスタンダードセル方式等の半導体集積回路に適用した場合についてである。
１．第１実施形態
本発明に好適な第１実施形態について、図１乃至３を用いて説明する。なお、図１は本発明による半導体集積回路の第１実施形態の概要を示した平面図であり、図２及び図３は本発明に係る第１実施形態における放熱セルの他の一例を示した平面図である。
【００２８】
半導体集積回路は、シリコン基板の表面部に多数のトランジスタ等の半導体素子を電気的に配線接続することにより構成されるが、基本セルに電源電圧（ＶＤＤ）及び接地電位（ＶＳＳ）を供給するために、図１に示すように、基本セル内にいわゆるパワーレールとしての電源電圧配線３及び接地電位配線４を備えている。
【００２９】
なお、これらのパワーレールは回路動作上重要な配線であるため、最下層の配線層すなわち第１配線層で構成されることが一般的である。ここで、配線層は高集積化に伴い多層構造になっており、本明細書においては、シリコン基板に近い方の配線層から順に第１配線層、第２配線層、第３配線層、・・・と呼ぶものとする。
【００３０】
また、図１は半導体集積回路のうち本発明に係る配置に関する部分について示したものであり、他の部分については省略している。図１に示すように、発熱量の多いインバータが半導体集積回路の所定の領域に配置されている。この図１では例としてインバータを図示しているが高発熱素子であればインバータに限るものではない。
【００３１】
発熱素子としての発熱セル１は、アルミや銅などを材料とする電源電位配線３及び接地電位配線４により他の半導体素子と電気的に接続されている。
【００３２】
そして発熱セル１に隣接して本発明に係る放熱セルとしての放熱セル２が配置されている。放熱セル２は放熱専用に設けられるセルであり、放熱セル２内には放熱部材としての放熱部６及び放熱部７を備えている。放熱部６は放熱セル２内の電源電位配線３に接続され、放熱部７は接地電位配線４に接続されている。また放熱部６と放熱部７とは絶縁層を介して分離している。
【００３３】
放熱部６及び放熱部７は、図１に示すように放熱セル２の平面スペース部分の大部分の面積、すなわち発熱セル１から発生する熱の放熱を行うのに十分な面積を占めている。なお、放熱セル２自身は発熱しないよう、セル内に発熱素子は備えていない。
【００３４】
また、放熱部６及び放熱部７は熱伝導性の高いアルミや銅などを材料として電源電位配線３及び接地電位配線４と同じ材料で構成することが可能であるが、熱伝導性の高い材料であればこれに限るものではない。
【００３５】
なお、図１において放熱セル２は発熱セル１に対して隣接して設置されているが、必ずしも隣接している必要はなく、放熱セル２が放熱を行うのに有効な範囲内であれば発熱セル１と放熱セル２とは離れていても良い。
【００３６】
発熱セル１、放熱セル２は通常のセル配置エリア内に配置されており、その周辺には図示しない他のセルが配置されている。
【００３７】
なお、電源電位配線３、接地電位配線４、発熱セル１のトランジスタ６の各端子、放熱部６及び放熱部７は同じ配線層（第１配線層）に形成されている。
【００３８】
次に、本実施形態に係る動作について説明する。
【００３９】
発熱セル１が動作する際に、発熱セル１内で発熱し、温度が上昇する。発熱した熱は、主として発熱セル１のトランジスタ６のソース端子から電源電位配線３、接地電位配線４に伝導する。
【００４０】
また放熱セル２は発熱素子を有していないため、発熱セル１よりも温度的に低いことから、発熱セル１で発生した熱は電源電位配線３、接地電位配線４を介して放熱セル２に伝わり、放熱部６及び放熱部７で放熱されることとなる。
【００４１】
このように熱が伝導するのは、発熱素子１を取り囲む絶縁物よりも配線材質及び放熱部材であるアルミや銅の方が熱伝導率が高いためである。たとえば、シリコン酸化膜の熱伝導率は０．０１３Ｗ／ｃｍ・Ｋである一方、銅の熱伝導率は４Ｗ／ｃｍ・Ｋである。
【００４２】
このように、本発明に係る第１実施形態によれば、発熱セル１は電源電位配線３あるいは接地電位配線４を介し放熱セル２の放熱用部材としての放熱部６及び放熱部７に接続され、発熱セル１で発生した熱が伝導する。この放熱部６及び放熱部７は、発熱セル１が発する熱に対し十分な面積を有することにより、発熱セル１が発生した熱を拡散することが可能となる。
【００４３】
これにより、発熱セル１が局部的に温度上昇し高温になることを防ぐことができ、半導体集積回路の性能が変化したり故障が発生する等の問題発生を防止し、結果として半導体集積回路の寿命信頼度が向上することとなる。
【００４４】
また放熱部材は、信号配線ではなく電源電位配線３又は接地電位配線４のいずれかに接続されているので、寄生容量の増大による配線遅延の問題を生ずることもない。
【００４５】
また、放熱セルとしての放熱部６及び放熱部７は、同じ高さの層にある電源電位配線３、接地電位配線４と同じ材料により同時に形成することが可能となるため、従来の製造プロセスを変更する必要がなく、また製造コストを大幅に増加させることがないという効果を有する。
【００４６】
なお、図２に示したように放熱用の放熱部６のみを設けて電源電位配線３に接続したり、あるいは図３に示したように放熱部７のみを設けて接地電位配線４に接続した構成の放熱セルでも上記と同様の効果を得ることが出来る。
２．第２実施形態
本発明に好適な第２実施形態について、図４を用いて説明する。なお、図４は本発明による半導体集積回路の第２実施形態の概要構成を示した平面図であり、図５及び図６は本発明に係る第２実施形態における放熱セルの他の一例を示した平面図である。
【００４７】
なお、上記第１実施形態で示した構成と同じ構成要素には同じ符号番号を付してある。
【００４８】
本実施形態においては、発熱セル１、放熱セル２、電源電位配線３及び接地電位配線４が接続されており、上記実施形態１と同様の構成を含んでいる。上記第１実施形態との相違点は、放熱部６及び放熱部７がビア９を介して電源電位配線又は接地電位配線としての第２配線層８に接続されていることにある。なおビア９は熱伝導率の高いタングステン等を材料として構成している。
【００４９】
このため、発熱セル１で発生した熱は、電源電位配線３を介して放熱部６に、接地電位配線４を介して放熱部７にそれぞれ伝導し、その熱はさらに放熱部６からビア９を介して電源電位配線としての第２配線層８に、また放熱部７からビア９を介して接地電位配線としての第２配線層８へと伝導することとなる。
【００５０】
このように、発熱セル１で発生した熱は、放熱部６及び放熱部７から第２配線層８に熱を伝えることにより、放熱部６及び放熱部７における放熱に加えて、第２配線層８においても更に放熱を促進することができる。
【００５１】
なお図４においては、第２配線層８までの接続についてのみ図示しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、更に上層の第３配線層以降の最上層の配線層に至るまで何層にもわたってビアによって接続することが可能であり、配線層を接続する毎に、熱が分散されることとなるため、一層放熱の効果を高めることができる。
【００５２】
また、第２配線層以降の配線層は既存の電源電位配線又は接地電位配線を用いることができるが、放熱専用の配線層を設けることも可能である。
【００５３】
以上のように、本実施形態においては、上述の第１実施形態の構成を含むため、第１実施形態の効果全てを得ることができる。
【００５４】
加えて、本実施形態においては、熱を分散する作用を有する配線層を多層にわたって配線し接続しているため、放熱セル２のエリアを第１実施形態の場合に比べて小さくしても十分に放熱を行うことができる。従って、発熱セルで発生する熱に対する放熱の効果を保ちつつ、放熱セル２を確保するためのスペースをより小さくすることが可能となる。
【００５５】
なお、放熱セルの直上層の第２配線層の配線状況及び放熱セルのスペースに応じて、図５に示したように、放熱用の放熱部６を電源電位配線３のみに接続したり、あるいは図６に示したように放熱部７を電源電位配線４のみに接続した構成のセルを用いることも可能である。
３．第３実施形態
続いて本発明に好適な第３実施形態について図７を用いて説明する。なお図７は本発明による半導体集積回路の第３実施形態の概要構成を示した平面図である。
【００５６】
なお上記実施形態で示した構成と同じ構成要素には同じ符号番号を付している。
【００５７】
図７に示すように、スタンダードセル方式等の半導体集積回路において、パワーレールとしての電源電圧配線及び接地電位配線を基本セル内に設定し、基本セルをマトリクス状に配置した場合に、電源電圧配線及び接地電位配線は基本セル列の延長方向（図７における発熱セル１の横方向）の配線トラックに沿って平行に配線されることとなる。
【００５８】
図７に示す発熱セル群７１は、発熱セル１のような発熱セルが多数集積されたエリアである。本実施形態においては、配線遅延などの制約が厳しく発熱セルを密集して配置せざるを得ないような配置構成となる場合、例えばデータパス等を想定している。
【００５９】
このような配置構成となる場合、すなわち発熱セル群７１の中に放熱セルを配置することができない場合において、本実施形態では第１配線層の電源電位配線、接地電位配線に対しおよそ直交する方向（図７における発熱セル１の縦方向）に、発熱セル群７１に沿って放熱セルを複数個並べて配置して放熱セル群７２を構成し、この放熱セル群７２で発熱セル群７１を挟み込む形で配置している。
【００６０】
放熱セル群７２は、放熱セル７３が複数敷き詰められて構成される。なお放熱セル７３の具体例構成としては、上述の第１実施形態及び第２実施形態で説明した放熱セル２と同様である。
【００６１】
発熱セル群７１の各発熱セルが動作する際に、発熱セル内で発熱し、温度が上昇する。発熱セル群７１で発生した熱は電源電位配線３、接地電位配線４を介して各放熱セル７３に伝わり、放熱部６及び放熱部７において効果的に放熱されることとなる。
【００６２】
なお、上述の図２、図３に示した、放熱用の放熱部６のみを電源電位配線３に、あるいは放熱部７のみを接地電位配線４に接続した構成の放熱セルを順番に並べる構成でも同様の効果を得ることが出来る。
【００６３】
以上のように本実施形態においては、発熱セル群７１で発生した熱は、電源電位配線３、接地電位配線４を介して放熱セル群７２に伝導することによって、各放熱部６及び放熱部７において放熱されることとなる。
【００６４】
なお、各放熱部６及び放熱部７に対して第２配線層以上をビアにより接続することが可能であることは、上記第２実施形態と同様であり、この場合には熱が上位配線層に拡散することによる放熱の促進、及び放熱セル群に要するスペースの狭小化といった効果が得られる。
【００６５】
また、配置される放熱セル群７２は発熱セル群に対して対称配置である必要はなく、片側のみの配置でもよい。更には１列である必要もなく、複数列配置しても良い。これらは、ともに放熱セル群を確保できるスペース及びレイアウトに応じて適宜変更することが可能である。
４．第４実施形態
続いて本発明に好適な第４実施形態について図８を用いて説明する。なお図８は本発明による半導体集積回路の第４実施形態の概要構成を示した平面図である。
【００６６】
なお上述の各実施形態で示した構成と同じ構成要素には同じ符号番号を付している。
【００６７】
本実施形態も第３実施形態と同様に、スタンダードセル方式等の半導体集積回路において、配線遅延などの制約が厳しく発熱セルを密集して配置せざるを得ないような配置構成となる場合、例えばデータパス等を想定している。
【００６８】
このような配置構成となる場合、すなわち発熱セル群７１の中に放熱セルを配置することができない場合において、本実施形態では図８に示すように、第１配線層の電源電位配線、接地電位配線に対しおよそ平行となる方向に、すなわち基本セル列の延長方向（図８における発熱セル１の横方向）に、発熱セル群７１に沿って放熱セルを複数個並べて配置して放熱セル群８１を構成し、この放熱セル群８１で発熱セル群７１を挟み込む形で配置している。
【００６９】
また放熱セル８２の具体的な構成としては、放熱セル６２の直上層の第２配線層の配線状況に応じて、上述の図５及び図６に示したように、放熱用の放熱部６のみを電源電位配線３に、あるいは放熱部７のみを電源電位配線４に接続した構成のセルを用いることが可能である。また放熱セル６２の直上層の第２配線層の配線状況及び放熱セル６２のスペースによっては、上述の図４で示した構成のセルを用いることもできる。
【００７０】
発熱セル群７１の各発熱セルが動作する際に、発熱セル内で発熱し、温度が上昇する。発熱セル群７１で発生した熱は第１配線層と直交する方向で配線されている電源電位配線又は接地電位配線としての第２配線層８を介して放熱セル８２をはじめとする各放熱セルに伝導し、放熱部６及び放熱部７において効果的に放熱されることとなる。
【００７１】
以上のように本実施形態においては、発熱セル群７１で発生した熱は、電源電位配線あるいは接地電位配線としての第２配線層８を介して放熱セル群８１に伝導することによって、各放熱部６において放熱されることとなる。
【００７２】
なお、放熱部６及び放熱部７に対して第２配線層以上をビアにより接続することが可能であることは、上記実施形態と同様である。
【００７３】
また、配置される放熱セル群８１は発熱セル群に対して対称配置である必要はなく、片側のみの配置でもよい。更には１列である必要もなく、複数列配置しても良い。これらは、ともに放熱セル群を確保できるスペース及びレイアウトに応じて適宜変更することが可能である。
５．第５実施形態
続いて本発明に好適な第５実施形態について図９を用いて説明する。なお図９は、本発明による半導体集積回路の第５実施形態の概要構成を示した平面図である。また上述の各実施形態で示した構成と同じ構成要素には同じ符号番号を付している。
【００７４】
本実施形態も、上記第３実施形態及び第４実施形態と同様にスタンダードセル方式等の半導体集積回路において、配線遅延などの制約が厳しく発熱セルを密集して配置せざるを得ないような配置構成となる場合を想定している。
【００７５】
本実施形態では図９に示すように、第１配線層の電源電位配線、接地電位配線に対しおよそ直交する方向（図９における発熱セル１の縦方向）に、発熱セル群７１に沿って放熱セルを複数個並べて配置して放熱セル群３２を構成する一方、第１配線層の電源電位配線、接地電位配線に対しおよそ平行となる方向に、すなわち基本セル列の延長方向（図９における発熱セル１の横方向）に、発熱セル群７１に沿って放熱セルを複数個並べて配置して放熱セル群６１を構成し、それぞれ発熱セル群７１を囲い込む形で配置している。
【００７６】
なお、各セル群で用いられる放熱セルの具体的構成については、上記第３実施形態及び第４実施形態で説明したとおりである。
【００７７】
本実施形態の動作及び作用効果についても上記第３実施形態及び第４実施形態と同様のものとなる。すなわち、発熱セル群７１で発生した熱は、放熱セル群７２については、電源電位配線３、接地電位配線４を介して各放熱セル７３に伝わり、放熱部６及び放熱部７において放熱する。また放熱セル群８１については、第１配線層と直交する方向で配線されている電源電位配線又は接地電位配線としての第２配線層８を介して放熱セル８２をはじめとする各放熱セルに伝導し、放熱部６及び放熱部７において効果的に放熱されることとなる。
【００７８】
なお、放熱部６及び放熱部７に対して第２配線層以上をビアにより接続することが可能であることは、上記実施形態と同様である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板上に複数の半導体素子が形成される半導体集積回路において、放熱セルを設け、発熱セルから発生する熱を配線を介して放熱セルに伝導するように構成したので、製造プロセスを変更することなく、また製造コストを増加させることなく、発熱セルの局所的な温度上昇を効果的に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の概要構成を示した平面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態における放熱セルの他の一例を示した平面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態における放熱セルの他の一例を示した平面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の概要構成を示した平面図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態における放熱セルの他の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態における放熱セルの他の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態の概要構成を示した平面図である。
【図８】本発明に係る第４実施形態における概要構成を示した平面図である。
【図９】本発明に係る第５実施形態における概要構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・発熱セル
２・・・・放熱セル
３・・・・電源電位配線
４・・・・接地電位配線
５・・・・トランジスタ
６・・・・放熱部
７・・・・放熱部
８・・・・第２配線層
９・・・・ビア
２１・・・放熱セル
３１・・・放熱セル
５１・・・放熱セル
６１・・・放熱セル
７１・・・発熱セル群
７２・・・放熱セル群
７３・・・放熱セル
８１・・・放熱セル群
８２・・・放熱セル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which a large number of semiconductor elements such as transistor elements are formed on a semiconductor substrate and formed by a wiring layer for electrically connecting the semiconductor elements. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for preventing a performance change or a failure due to a local temperature rise.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in the design of a semiconductor integrated circuit, performance has been improved by further miniaturizing the size. However, as miniaturization progresses, the leakage current (leakage current) of the transistor element increases, which is a problem in semiconductor manufacturing. Therefore, as a countermeasure, a technique of forming a semiconductor element on a single crystal silicon layer (Silicon On Insulation: SOI layer) on an insulator has been put into practical use (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In this technique, a region of a semiconductor element such as a transistor element is surrounded by an insulating material such as a silicon oxide film, and has a configuration in which a leak current can be largely suppressed. On the other hand, since this insulating material has low thermal conductivity, it is known that local temperature rise due to heat generation is a problem.
[0004]
In order to prevent such local temperature rise, for example, a dedicated dummy through hole is provided between multilayer wirings, and the dummy through hole is filled with an insulating material having a high thermal conductivity, so that a high-temperature wiring and A method of thermally connecting upper and lower wirings has been proposed (for example, see Patent Document 2).
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-31487 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-129725
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, if the same material as the wiring material is used as a material for forming the dummy holes for heat dissipation, the wiring is electrically connected by the material in which the dummy holes are formed. , The electrical function is impaired. Therefore, it is necessary to use an insulating material having a higher thermal conductivity than the original insulating layer and a non-conductive property as the dummy hole forming material.
[0006]
Further, in addition to a process of manufacturing wiring forming a desired circuit, a special process such as forming a dummy hole for heat radiation or filling the dummy hole with an insulating material having high thermal conductivity is required.
[0007]
Therefore, in order to form the dummy holes for heat radiation, there are problems that the number of semiconductor manufacturing processes increases and the manufacturing cost increases.
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to increase a manufacturing cost without changing a manufacturing process in a semiconductor integrated circuit formed on an SOI layer. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of effectively preventing a local temperature rise of a semiconductor element.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention of a semiconductor integrated circuit according to claim 1 is a semiconductor integrated circuit in which a plurality of semiconductor elements are formed on a semiconductor substrate, wherein at least one of wirings connecting the semiconductor elements is provided. A heat radiation cell connected to any one of the wirings, wherein the heat radiation cell has a heat radiation member that radiates heat generated from at least one of the semiconductor elements among the semiconductors connected to the wiring; The feature is constituted.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, in a semiconductor integrated circuit in which a plurality of semiconductor elements are formed on a semiconductor substrate, a heat radiation cell dedicated to heat radiation is provided, and heat from the semiconductor element that generates heat, that is, heat from the heat generating cell is wired. The structure is such that the heat is transmitted to the heat-dissipating cell through the heat-dissipating cell, so that the temperature rise of the heat-generating cell can be effectively prevented.
[0011]
In order to solve the above problem, the invention of a semiconductor integrated circuit according to claim 2 is the semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the wiring is a power supply potential wiring or a power supply potential wiring for electrically connecting the semiconductor elements. It is characterized by being one of the ground potential wirings.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the wiring for conducting heat from the heat generating cell to the heat radiating cell is one of a power supply potential wiring and a ground potential wiring for electrically connecting the semiconductor elements. The heat can be effectively dissipated using the wiring, and the problem of signal delay does not occur.
[0013]
In order to solve the above problem, the invention of a semiconductor integrated circuit according to claim 3 is the semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2, wherein the heat dissipation member occupies a large area of a space of the heat dissipation cell. The feature is to occupy.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, the heat dissipating member occupies most of the space of the heat dissipating cell and has a sufficient area for dissipating heat. It is possible to do.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit according to any one of the first to third aspects, wherein the heat dissipation cell is a semiconductor element that generates the heat. Are arranged adjacent to each other.
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, since the heat radiating cell is disposed adjacent to the heat generating cell, heat can be radiated from the heat generating cell more effectively.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit according to any one of the first to fourth aspects, wherein the semiconductor integrated circuit includes a wiring layer having the wiring. Has a multilayer structure formed by laminating a plurality of layers, and the heat dissipation member is formed in the same layer as the wiring.
[0018]
According to the fifth aspect of the present invention, since the heat radiating member is formed in the same layer as the wiring, the heat from the heat generating cells can be effectively removed without changing the manufacturing process and without increasing the manufacturing cost. Heat can be dissipated.
[0019]
In order to solve the above problem, according to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the fifth aspect, the same layer is closest to the semiconductor substrate side of the plurality of layers. It is characterized by being formed in the lowest layer.
[0020]
According to the sixth aspect of the present invention, since the heat radiating member is formed in the lowermost layer, that is, the first wiring layer, heat is effectively conducted from the heating cell to the wiring of the first wiring layer to the heat radiating member. Thus, heat can be dissipated.
[0021]
In order to solve the above problem, the invention of a semiconductor integrated circuit according to claim 7 is the semiconductor integrated circuit according to claim 5 or 6, wherein the heat radiating member is formed of the wiring belonging to a different layer from the heat radiating member. It is characterized by being connected to at least one of the wires via a connection member.
[0022]
According to the invention described in claim 7, since the heat radiation member is connected to the wiring belonging to another wiring layer via the connection member, the heat is dispersed from the connection member to the wiring belonging to another wiring layer. Thereby, heat can be effectively dissipated without increasing the space of the heat dissipating cell.
[0023]
In order to solve the above problem, the invention of a semiconductor integrated circuit according to claim 8 is the semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of the heat dissipation cells are provided for the semiconductor element. It is characterized by being arranged.
[0024]
According to the eighth aspect of the present invention, since a plurality of heat radiating cells are arranged for the heat generating cells, heat can be radiated more effectively.
[0025]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit according to the ninth aspect, wherein the plurality of the semiconductor elements are arranged adjacent to each other, and the plurality of the heat dissipation cells are arranged. Are arranged around the plurality of semiconductor elements.
[0026]
According to the ninth aspect of the present invention, when a plurality of heat generating cells are arranged adjacent to each other, for example, in the case of a data path or the like, a plurality of heat radiating cells are arranged around the heat generating cells. Heat can be effectively dissipated.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Subsequently, each embodiment according to the present invention will be described. Each embodiment described below is a case where the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit such as a gate array system or a standard cell system in which basic cells are arranged in a matrix.
1. First Embodiment A first embodiment suitable for the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing an outline of a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show another example of a heat dissipation cell in the first embodiment according to the present invention. It is a top view.
[0028]
2. Description of the Related Art A semiconductor integrated circuit is configured by electrically connecting a large number of semiconductor elements such as transistors to a surface portion of a silicon substrate, and is used to supply a power supply voltage (VDD) and a ground potential (VSS) to a basic cell. As shown in FIG. 1, a power supply voltage wiring 3 and a ground potential wiring 4 as so-called power rails are provided in a basic cell.
[0029]
Since these power rails are important wirings in circuit operation, they are generally formed of a lowermost wiring layer, that is, a first wiring layer. Here, the wiring layer has a multi-layered structure with high integration, and in this specification, a first wiring layer, a second wiring layer, a third wiring layer,.・・ It shall be called.
[0030]
FIG. 1 shows a portion related to the arrangement according to the present invention in the semiconductor integrated circuit, and other portions are omitted. As shown in FIG. 1, an inverter generating a large amount of heat is arranged in a predetermined area of the semiconductor integrated circuit. Although FIG. 1 shows an inverter as an example, the invention is not limited to the inverter as long as it is a high heat generating element.
[0031]
The heating cell 1 as a heating element is electrically connected to another semiconductor element through a power supply potential wiring 3 and a ground potential wiring 4 made of aluminum, copper, or the like.
[0032]
A heat radiating cell 2 as a heat radiating cell according to the present invention is arranged adjacent to the heat generating cell 1. The heat radiating cell 2 is a cell provided exclusively for heat radiating. The heat radiating cell 2 includes a heat radiating portion 6 and a heat radiating portion 7 as heat radiating members. The heat radiating portion 6 is connected to the power supply potential wiring 3 in the heat radiating cell 2, and the heat radiating portion 7 is connected to the ground potential wiring 4. The heat radiating section 6 and the heat radiating section 7 are separated via an insulating layer.
[0033]
As shown in FIG. 1, the heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 occupy most of the area of the planar space of the heat radiating cell 2, that is, an area sufficient to radiate heat generated from the heat generating cell 1. Note that no heat generating element is provided in the cell so that the heat radiating cell 2 itself does not generate heat.
[0034]
The heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 can be made of the same material as the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4 by using aluminum, copper, or the like having a high thermal conductivity. However, it is not limited to this.
[0035]
In FIG. 1, the heat radiating cell 2 is installed adjacent to the heat generating cell 1. However, the heat radiating cell 2 is not necessarily required to be adjacent to the heat generating cell 1. If the heat radiating cell 2 is within an effective range for radiating heat, the heat generating cell 2 generates heat. Cell 1 and heat dissipation cell 2 may be separated from each other.
[0036]
The heat generating cell 1 and the heat radiating cell 2 are arranged in a normal cell arrangement area, and other cells (not shown) are arranged around the cell.
[0037]
The power supply potential wiring 3, the ground potential wiring 4, the terminals of the transistor 6 of the heating cell 1, the heat radiating portions 6 and the heat radiating portions 7 are formed in the same wiring layer (first wiring layer).
[0038]
Next, an operation according to the present embodiment will be described.
[0039]
When the heating cell 1 operates, heat is generated in the heating cell 1 and the temperature rises. The generated heat is mainly conducted from the source terminal of the transistor 6 of the heating cell 1 to the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4.
[0040]
Further, since the heat radiating cell 2 does not have a heat generating element, it is lower in temperature than the heat generating cell 1, so that heat generated in the heat generating cell 1 is transmitted to the heat radiating cell 2 via the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4. The heat is radiated by the heat radiating portions 6 and 7.
[0041]
The reason why heat is conducted in this way is that aluminum or copper, which is a wiring material and a heat radiating member, has a higher thermal conductivity than an insulator surrounding the heating element 1. For example, the thermal conductivity of a silicon oxide film is 0.013 W / cm · K, while the thermal conductivity of copper is 4 W / cm · K.
[0042]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the heat generating cell 1 is connected to the heat radiating portions 6 and 7 as the heat radiating members of the heat radiating cell 2 via the power supply potential wiring 3 or the ground potential wiring 4. The heat generated in the heating cell 1 is conducted. Since the heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 have a sufficient area for the heat generated by the heat generating cell 1, the heat generated by the heat generating cell 1 can be diffused.
[0043]
As a result, it is possible to prevent the temperature of the heating cell 1 from locally rising and becoming high, thereby preventing problems such as a change in the performance of the semiconductor integrated circuit and occurrence of a failure. The service life reliability is improved.
[0044]
Further, since the heat radiating member is connected to either the power supply potential wiring 3 or the ground potential wiring 4 instead of the signal wiring, there is no problem of wiring delay due to an increase in parasitic capacitance.
[0045]
Further, since the heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 as the heat radiating cells can be formed at the same time using the same material as the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4 in the same layer, the conventional manufacturing process can be performed. There is an effect that there is no need to change and there is no significant increase in manufacturing cost.
[0046]
In addition, as shown in FIG. 2, only the heat radiating portion 6 for heat radiating was provided and connected to the power supply potential wiring 3, or as shown in FIG. 3, only the heat radiating portion 7 was provided and connected to the ground potential wiring 4. The same effect as described above can be obtained with the heat dissipation cell having the above configuration.
2. Second Embodiment A second embodiment suitable for the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 show another example of a heat dissipation cell according to the second embodiment of the present invention. FIG.
[0047]
The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0048]
In the present embodiment, the heat generating cell 1, the heat radiating cell 2, the power supply potential wiring 3, and the ground potential wiring 4 are connected, and include the same configuration as the first embodiment. The difference from the first embodiment is that the heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 are connected to the second wiring layer 8 as the power supply potential wiring or the ground potential wiring via the via 9. The via 9 is made of a material such as tungsten having a high thermal conductivity.
[0049]
Therefore, the heat generated in the heat generating cell 1 is conducted to the heat radiating section 6 via the power supply potential wiring 3 and to the heat radiating section 7 via the ground potential wiring 4, and the heat is further transmitted from the heat radiating section 6 to the via 9. Thus, conduction is made to the second wiring layer 8 as a power supply potential wiring, and from the heat radiating portion 7 to the second wiring layer 8 as a ground potential wiring via the via 9.
[0050]
As described above, the heat generated in the heat generating cell 1 is transmitted to the second wiring layer 8 from the heat radiating unit 6 and the heat radiating unit 7. 8, heat radiation can be further promoted.
[0051]
Although FIG. 4 shows only the connection up to the second wiring layer 8, the present invention is not limited to this. In other words, it is possible to connect via vias in any number of layers up to the uppermost wiring layer after the third wiring layer in the upper layer, and heat is dispersed every time the wiring layers are connected. Therefore, the heat radiation effect can be further enhanced.
[0052]
Further, as the wiring layers after the second wiring layer, existing power supply potential wiring or ground potential wiring can be used, but a wiring layer dedicated to heat radiation can also be provided.
[0053]
As described above, since the present embodiment includes the configuration of the above-described first embodiment, all the effects of the first embodiment can be obtained.
[0054]
In addition, in the present embodiment, since the wiring layers having the function of dispersing heat are wired and connected over multiple layers, even if the area of the heat radiation cell 2 is smaller than that of the first embodiment, it is sufficient. Heat can be dissipated. Therefore, it is possible to further reduce the space for securing the heat radiating cell 2 while maintaining the effect of radiating heat generated in the heat generating cell.
[0055]
According to the wiring condition of the second wiring layer immediately above the heat radiating cell and the space of the heat radiating cell, as shown in FIG. 5, the heat radiating portion 6 for heat radiation is connected to only the power supply potential wiring 3, or As shown in FIG. 6, it is also possible to use a cell having a configuration in which the heat radiating section 7 is connected only to the power supply potential wiring 4.
3. Third Embodiment Next, a third embodiment suitable for the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of a third embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention.
[0056]
Note that the same components as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0057]
As shown in FIG. 7, in a standard cell type semiconductor integrated circuit or the like, when a power supply voltage wiring and a ground potential wiring as power rails are set in a basic cell and the basic cells are arranged in a matrix, the power supply voltage wiring And, the ground potential wiring is wired in parallel along the wiring track in the extension direction of the basic cell row (lateral direction of the heating cell 1 in FIG. 7).
[0058]
The heat generation cell group 71 shown in FIG. 7 is an area in which many heat generation cells such as the heat generation cell 1 are integrated. In the present embodiment, for example, a data path or the like is assumed in a case where the arrangement is such that the heating cells must be densely arranged due to severe restrictions such as wiring delay.
[0059]
In the case of such an arrangement configuration, that is, in the case where the heat radiation cells cannot be arranged in the heat generation cell group 71, in the present embodiment, the direction substantially orthogonal to the power supply potential wiring and the ground potential wiring of the first wiring layer. A plurality of heat radiating cells are arranged along the heat generating cell group 71 (in the vertical direction of the heat generating cell 1 in FIG. 7) to form a heat radiating cell group 72, and the heat radiating cell group 71 is sandwiched by the heat radiating cell group 72. It is arranged in.
[0060]
The heat radiating cell group 72 is configured by laying a plurality of heat radiating cells 73. The specific configuration of the heat radiation cell 73 is the same as that of the heat radiation cell 2 described in the first and second embodiments.
[0061]
When each heat generating cell of the heat generating cell group 71 operates, heat is generated in the heat generating cell, and the temperature rises. The heat generated in the heat generating cell group 71 is transmitted to each heat radiating cell 73 via the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4, and is effectively radiated in the heat radiating portions 6 and 7.
[0062]
In addition, the configuration shown in FIGS. 2 and 3 in which the heat radiating cells having only the heat radiating portions 6 connected to the power supply potential wiring 3 or only the heat radiating portions 7 connected to the ground potential wiring 4 are arranged in order. Similar effects can be obtained.
[0063]
As described above, in the present embodiment, the heat generated in the heat-generating cell group 71 is conducted to the heat-radiating cell group 72 via the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4, so that each of the heat-radiating parts 6 and the heat-radiating parts 7 Is dissipated.
[0064]
It is to be noted that the second wiring layer or more can be connected to each of the heat radiating portions 6 and the heat radiating portions 7 by vias in the same manner as in the second embodiment. In this case, heat is transferred to the upper wiring layer. The effect of promoting heat dissipation by diffusing into the cells and reducing the space required for the heat dissipation cell group can be obtained.
[0065]
Further, the heat radiation cell group 72 to be arranged does not need to be symmetrical with respect to the heat generation cell group, and may be arranged on only one side. Furthermore, it is not necessary to arrange in one row, and a plurality of rows may be arranged. These can be appropriately changed according to the space and the layout in which the heat radiation cell group can be secured.
4. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment suitable for the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a fourth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention.
[0066]
Note that the same components as those described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals.
[0067]
Similarly to the third embodiment, in the present embodiment, in a semiconductor integrated circuit of a standard cell type or the like, when the arrangement is such that restrictions on wiring delay and the like are severe and heating cells must be densely arranged, for example, Data paths are assumed.
[0068]
In the case of such an arrangement configuration, that is, when the heat radiation cells cannot be arranged in the heat generation cell group 71, in the present embodiment, as shown in FIG. A plurality of heat radiation cells are arranged along the heat generation cell group 71 in a direction substantially parallel to the wiring, that is, in the extending direction of the basic cell row (lateral direction of the heat generation cell 1 in FIG. 8). And the heat generating cell group 81 is arranged so as to sandwich the heat generating cell group 71.
[0069]
In addition, as a specific configuration of the heat radiation cell 82, as shown in FIGS. 5 and 6 described above, only the heat radiation part 6 for heat radiation is used according to the wiring state of the second wiring layer immediately above the heat radiation cell 62. Can be used for the power supply potential wiring 3 or only the radiator 7 is connected to the power supply potential wiring 4. Further, depending on the wiring condition of the second wiring layer immediately above the heat radiating cell 62 and the space of the heat radiating cell 62, the cell having the configuration shown in FIG.
[0070]
When each heat generating cell of the heat generating cell group 71 operates, heat is generated in the heat generating cell, and the temperature rises. The heat generated in the heat generating cell group 71 is transmitted to the heat radiating cells 82 and other heat radiating cells via the second wiring layer 8 serving as a power supply potential wiring or a ground potential wiring wired in a direction orthogonal to the first wiring layer. The heat is conducted, and the heat is radiated effectively in the heat radiating portions 6 and 7.
[0071]
As described above, in the present embodiment, the heat generated in the heat generating cell group 71 is conducted to the heat radiating cell group 81 via the second wiring layer 8 serving as a power supply potential wiring or a ground potential wiring, so that each heat radiating section 6, heat is radiated.
[0072]
Note that the second wiring layer and higher can be connected to the heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 by vias as in the above embodiment.
[0073]
The heat dissipating cell group 81 to be arranged does not need to be symmetrically arranged with respect to the heat generating cell group, and may be arranged on only one side. Furthermore, it is not necessary to arrange in one row, and a plurality of rows may be arranged. These can be appropriately changed according to the space and the layout in which the heat radiation cell group can be secured.
5. Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment suitable for the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view showing a schematic configuration of a fifth embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention. The same components as those described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals.
[0074]
In the present embodiment, similarly to the third and fourth embodiments, in a semiconductor integrated circuit of the standard cell type or the like, the arrangement is such that restrictions on wiring delay and the like are severe and heating cells must be densely arranged. It is assumed that the configuration will be used.
[0075]
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, heat is radiated along the heat generating cell group 71 in a direction substantially perpendicular to the power supply potential wiring and the ground potential wiring of the first wiring layer (the vertical direction of the heat generating cells 1 in FIG. 9). While a plurality of cells are arranged side by side to form the heat dissipation cell group 32, the heat dissipation cell group 32 is arranged in a direction substantially parallel to the power supply potential wiring and the ground potential wiring of the first wiring layer, that is, in the extending direction of the basic cell row (heat generation in FIG. A plurality of heat radiating cells are arranged side by side along the heat generating cell group 71 (in the lateral direction of the cell 1) to form a heat radiating cell group 61, which is arranged so as to surround the heat generating cell group 71, respectively.
[0076]
The specific configuration of the heat radiation cells used in each cell group is as described in the third embodiment and the fourth embodiment.
[0077]
The operation and effects of this embodiment are the same as those of the third and fourth embodiments. That is, the heat generated in the heat generating cell group 71 is transmitted to the heat radiating cells 73 via the power supply potential wiring 3 and the ground potential wiring 4 in the heat radiating cell group 72, and is radiated in the heat radiating portions 6 and 7. Further, the heat dissipating cell group 81 is connected to each heat dissipating cell including the heat dissipating cell 82 via the second wiring layer 8 serving as a power supply potential wiring or a ground potential wiring wired in a direction orthogonal to the first wiring layer. Thus, heat is effectively dissipated in the heat radiating portions 6 and 7.
[0078]
Note that the second wiring layer and higher can be connected to the heat radiating portion 6 and the heat radiating portion 7 by vias as in the above embodiment.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a semiconductor integrated circuit in which a plurality of semiconductor elements are formed on a semiconductor substrate, a heat radiating cell is provided, and heat generated from the heat generating cell is transmitted to the heat radiating cell via the wiring. With such a configuration, it is possible to effectively prevent a local temperature rise of the heat generating cell without changing the manufacturing process and without increasing the manufacturing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing another example of the heat dissipation cell according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing another example of the heat dissipation cell according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of a second embodiment according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing another example of the heat dissipation cell in the second embodiment according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another example of the heat dissipation cell in the second embodiment according to the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of a third embodiment according to the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Heat generation cell 2 Heat dissipation cell 3 Power supply potential wiring 4 Ground potential wiring 5 Transistor 6 Heat dissipation unit 7 Heat dissipation unit 8. Second wiring layer 9 Via 21 Heat dissipation cell 31 Heat dissipation cell 51 Heat dissipation cell 61 Heat dissipation cell 71 Heating cell group 72 Heat dissipation cell group 73 Heat dissipation cell 81 Heat dissipation cell group 82 Heat dissipation cell

Claims

In a semiconductor integrated circuit in which a plurality of semiconductor elements are formed on a semiconductor substrate,
A wiring connecting the semiconductor elements, a heat radiation cell connected to at least one of the wirings,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the heat radiating cell includes a heat radiating member that radiates heat generated from at least one of the semiconductor elements connected to the wiring.

The semiconductor integrated circuit according to claim 1,
The semiconductor integrated circuit, wherein the wiring is one of a power supply potential wiring and a ground potential wiring for electrically connecting the semiconductor elements.

The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
The heat dissipation member occupies most of the space of the heat dissipation cell.

The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
The semiconductor integrated circuit, wherein the heat radiating cell is disposed adjacent to the heat-generating semiconductor element.

The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
The semiconductor integrated circuit has a multilayer structure formed by laminating a plurality of wiring layers having the wiring,
The heat dissipation member is formed on the same layer as the wiring.

The semiconductor integrated circuit according to claim 5,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the same layer is formed in a lowermost layer of the plurality of layers closest to the semiconductor substrate.

The semiconductor integrated circuit according to claim 5,
The semiconductor integrated circuit, wherein the heat dissipation member is connected to at least one of the wires belonging to a layer different from that of the heat dissipation member via a connection member.

The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
A semiconductor integrated circuit, wherein a plurality of the heat radiation cells are arranged for the semiconductor element.

The semiconductor integrated circuit according to claim 8,
A plurality of the semiconductor elements are arranged adjacent to each other;
A semiconductor integrated circuit, wherein the plurality of heat dissipation cells are arranged around the plurality of semiconductor elements.