JP2004281467A - Linkable transistor cell structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a linkable transistor cell capable of eliminating wiring between the transistor cells of the substrate contact regions when continuously disposing transistor cells, forming a substrate contact region without restricting the design rules at designing a layout, and reducing the possibility of variations of the threshold voltage. <P>SOLUTION: Each n-channel MOS transistor cell 10 has a substrate contact region 3 for stabilizing the operations of a drain region, a gate region, a source region and a transistor; and the transistor cells 10 are arranged to forma a semiconductor integrated circuit. The transistor cell 10 is constituted so that the region 3 is positioned at the outermost portion of the transistor cell 10. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及びトランジスタの動作を安定化するための基板コンタクト領域を有し、半導体集積回路を構成すべく並列配置される連結可能なトランジスタセル構造に関するものである。詳細には、トランジスタセルのレイアウト設計方法に関して、トランジスタセルを連結する際の各基板コンタクト領域等の連結に関する。
【0002】
【従来の技術】
システム及びセットのライフサイクルが縮まってきた今日、IC(Integrated Circuit:半導体集積回路)設計に与えられる設計期間は短縮の一歩をたどり、製品化までの時間(time to market)を守るためにはその時々に応じた効率の良い設計方法が必要である。
【0003】
しかし、特殊なアナログ回路等のレイアウト設計のように自動化が不可能なデザインについては、より柔軟なレイアウト手法が求められている。
【0004】
従来のアナログ回路のレイアウト設計に関する各設計フローは、以下に示すような4つの段階が主である。
▲1▼セル生成段階…ネットリスト等の接続情報やデバイスパラメータを基にセルデザインを決定する。
▲2▼セル配置段階…セルを配線効率や配線長を考慮して最適に配置する。
▲3▼セル間配線段階…各種配線制約を守り、セル間を配線する。
▲4▼セルの最適化段階…レイアウトのデザイン検証を行い、最終的なルールチェックを行う。
【0005】
上記の設計フローに従ってトランジスタセルを形成する際、セル同士の配線を極力省略でき、デザインのルール違反を未然に防ぐことのできる構造を用いることは、設計期間を大幅に短縮し、かつ効率の良い円滑な設計フローを実現するための重要な鍵となる。
【0006】
従来のトランジスタセルのレイアウト設計では、まず、セルの段階でトランジスタのチャネル幅を最小単位に並列分割し、所望のフィンガー数からなるトランジスタセルを形成する。
【0007】
具体的には、図27に示すNチャネルMOSトランジスタM1は、そのチャネル幅W(=α)が所望のフィンガー数となるように最小分割される。例えば、ゲート(G1)配線を8本持つ8フィンガーの場合には、図28に示すように、チャネル幅最小単位Wmin=α/8に並列分割される。
【0008】
上記NチャネルMOSトランジスタM1を、多数個、レイアウト設計する際の、チップの構成要素で、繰り返し使えるように、予めまとまった機能を備えた回路のパターンとなったものがトランジスタセルである。そして、上記各トランジスタセルは、設計上必要なサイズとなるように連続配置される。
【0009】
従来の典型的なトランジスタセルに関して、図29〜図40を用いて以下に、具体的に説明する。
(トランジスタレイアウトサンプル▲1▼)
例えば、第1のNチャネルMOSトランジスタセル100は、図29に示すように、P型半導体からなる第1の基板(P−substrate)101上に、第2の基板(P−substrate2)101aを形成するために、底面を形成するプロセスオプションのDeep N−well107a及び側面を形成するN−well107bにより箱状の基板分離領域を形成し、さらにN−well107bに電源電位を与えることによって、外部からのノイズを遮断する。この第2の基板上に、ドレイン領域及びソース領域を形成するためのN型拡散領域(n+)102・102を2個設け、それらの間のP型半導体(P−substrate2)101aの領域を絶縁体である酸化物と導体(金属)であるポリシリコン配線からなるゲート配線(G1)とで覆った構造のトランジスタブロック(Sensitive Circuit)104を有している。この金属(Metal)、酸化物(Oxide)、半導体(Semiconductor)の3構造は、MOS構造と呼ばれている。なお、上記ゲート配線(G1)は、同図では、ゲート領域及びゲート端子を形成するものとなっている。
【0010】
上記のトランジスタブロック(Sensitive Circuit)104の周囲には、図30にも示すように、P型拡散領域にてなる基板コンタクト領域103が形成されており、この基板コンタクト領域103には、コンタクト103a及び第1層メタル103bを介して一定電圧(ここでは0V)が与えられるようになっている。
【0011】
この基板コンタクト領域103は、空きスペースにできるだけ多く配置されるようになっており、基板電位が供給されることにより、トランジスタの動作をより安定化させるものである。
【0012】
上記基板コンタクト領域103は、空きスペースにまとめて配置するか、又は予めNチャネルMOSトランジスタセル100…毎に配置した各基板コンタクト領域103…間がメタル配線にて結線される。
【0013】
一方、上記ソース領域を形成するN型拡散領域(n+)102にコンタクトを介して接続されるソース配線(S1)は、メタルにてなり、図31に示すように、上記基板コンタクト領域103と短絡されている。なお、このような第1のMOSトランジスタセル100のレイアウトパターンは、主に高周波用トランジスタで用いられる。
【0014】
また、ドレイン幹線(D)及びゲート幹線(G)は、隣り合うセルと配線できるように無造作に剥き出した構造をしている。
【0015】
なお、このNチャネルMOSトランジスタセル100は、図32に示すように、チャネル幅最小単位Wmin=10/0.35のサイズからなるトランジスタをレイアウトした例である。
【0016】
一方、図29に示すように、連続して均等配置するポリシリコン配線からなるゲート配線(G1)の両サイドには、ダミーのポリシリコン配線(Gd1)を追加配置し、ポリシリコン層形成時に起こるアンダーカットによるゲート配線構造のばらつきによる悪影響を防いでいる。
【0017】
前述したように、図30中の基板コンタクト領域103は、レイアウト上の空きスペースにできるだけ多く配置することにより、第2の基板(P−substrate2)101a内のトランジスタの動作をより安定化させ、閾値ばらつきを抑える役割がある。
【0018】
また、上記第2の基板(P−substrate2)101a内に、図29で示したNチャネルMOSトランジスタセル100を配置した場合には、前記第2の基板(P−substrate2)101a上に、ドレイン領域及びソース領域を形成する2つのN型拡散領域(n+)102・102とポリシリコン配線からなるゲート配線(G1)、そして、図31にも示すように、基板電位を与えるためのP型拡散領域(p+)108・108にて構成されるNチャネルMOSトランジスタセル100が形成される。
【0019】
ここで、図31にて示したNチャネルMOSトランジスタセル100のレイアウト構造に関し、さらに、図33(a)(b)及び図33を用いて補足説明する。
【0020】
まず、ゲート端子(ゲート配線(G1))・ソース端子(ソース配線(S1))・ドレイン端子(ドレイン配線(D1))からなる3端子構成の上記NチャネルMOSトランジスタセル100のレイアウト例は、図33(a)のように示される。また、上記ポリシリコン配線からなるゲート配線(G1)によるゲート抵抗Rgを考慮した回路図は、図34(a)のように示される。
【0021】
従来技術では、ゲート配線(G1)ゲート抵抗Rgを減らすために、図33(b)に示すように、NチャネルMOSトランジスタセル100のチャネル幅W=αを並列分割して、チャネル幅W’=α/2とし、さらに、ゲート配線(G1)の両端に上記基板コンタクト領域103を配置することにより、図34(b)に示すように、ゲート抵抗Rgを1/4以下に低減する技術が広く用いられている。
【0022】
図29で示したNチャネルMOSトランジスタセル100を用いて、所望のトランジスタサイズを実現する際、図35〜37のような工夫が主に利用される。例えば、図35は、片方のセルを左右反転し、隣り合うセルのドレイン幹線(D)同士を向かい合わせることによって、ドレイン幹線(D)同士の配線を省略した一例である。また、図36は、図35と同様にゲート幹線(G)同士の配線を省略した一例である。通常、基板コンタクト105がフローティングになるデザイン・ルール・エラーを防ぐため、この段階でセル間配線120を行う。
【0023】
また、図37は、基板コンタクト領域103におけるソース配線(S1)同士の配線を省略した一例である。
(トランジスタレイアウトサンプル▲2▼)
次に、他の従来技術である第2のNチャネルMOSトランジスタセル200のレイアウトパターンを、図38に示す。
【0024】
このレイアウトでは、P型基板上にドレイン領域及びソース領域を形成するN型拡散領域(n+)202・202とポリシリコン配線で構成されるゲート配線(G1)とからなるトランジスタブロック204に関し、P型拡散領域からなる基板コンタクト領域203を、トランジスタブロック204の上下端と、ドレイン幹線(D)との間に、孤島状に配置している。また、ソース配線(S1)は、トランジスタを形成するN型拡散領域(n+)と同電位でS1配線からソース幹線(S)として引き出している。さらに、ポリシリコン配線からなるゲート配線(G1)の外側にある前述のダミーポリ配線の外部にある基板コンタクト領域203・203を配置し、ゲート配線は、G1からゲート幹線(G)として抵抗の小さいトップメタルにて引き出している。
(University of California Berkeleyのトランジスタ・レイアウト例)
また、他の従来技術として、カリフォルニア・バークレー大学の博士論文に掲載されている非特許文献1のトランジスタのレイアウト例が挙げられる。図38は、図40における差動入力型LNA回路のトランジスタに限定したレイアウトパターンを示す平面図である。
【0025】
前述のように、LNA回路を構成するMOSトランジスタ(M1〜M4)のチャネル幅を最小単位に並列分割し、所望のフィンガー数となるトランジスタセル300…をマトリクス状に並べ、トランジスタセル300…の周りに基板コンタクト領域303を格子状に後から敷き詰めている。
【0026】
【非特許文献1】
Dennis Gee−Wai Yee, ”A Design Methodology for Highly−Integrated Low−Power Receivers for Wireless Communications, ”University of California Berkeley, p170, Spring 2001.
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように構成される第1の従来技術であるNチャネルMOSトランジスタセル100では、図37に示すように、ソース・基板電位共通引き出し配線108が、基板コンタクト領域103つまりNチャネルMOSトランジスタセル100から突出しているので、基板コンタクト領域103の間のクリアランスrule2及びコンタクトホール間のクリアランスrule1等、煩わしいデザインルールの制約を受け、セル構造自身の再変更又はメタル層での補修等、手間と時間が余計にかかるおそれがある。
【0028】
また、図35及び図36に示すように、ドレイン幹線(D)やゲート幹線(G)がNチャネルMOSトランジスタセル100から突出しているので、同一機能を持つ基板コンタクト領域103・103等に関してデザインルールを満たすようにのセル間配線120にて後から結線する必要がある。
【0029】
次に、第2の従来技術であるNチャネルMOSトランジスタ200では、図38に示すように、レイアウト設計時に使用するデザインルールの制約を考慮に入れて、孤島状に配置する基板コンタクト領域203・203同士を配線する必要がある。この場合、同層メタル同士の交差や近接するメタル間隔のルールに注意しながらレイアウトを行う面倒かつ効率の悪い作業となる。
【0030】
また、基板コンタクト領域203・203の配置が幾何学的に非対称であるため、NチャネルMOSトランジスタセル200の安定化や閾値等に関するばらつきが生ずる可能性がある。
【0031】
一方、カリフォルニア・バークレー大学の博士論文に掲載されている第3の従来技術であるトランジスタセル300…のレイアウト例では、図39に示すように、上下左右対称なトランジスタセル300…をマトリクス状に均等に配置し、その後、基板コンタクト領域303をセル間に格子状に配置している。すなわち、第1のNチャネルMOSトランジスタセル100及び第2のNチャネルMOSトランジスタセル200と同様に、レイアウト設計時に使用するデザインルールの制約を考慮に入れて、空きスペースを利用するため面倒かつ効率の悪い作業をしなければならない。
【0032】
さらに、従来技術である第1のNチャネルMOSトランジスタセル100及び第2のNチャネルMOSトランジスタセル200におけるレイアウトサンプルでは、ソース配線(S1)と基板であるサブストレート端子とを短絡していたが、一般には、Nチャネルトランジスタのサブストレート端子(subgnd)を最も低い電位の節点に接続し、Pチャネルトランジスタのサブストレート端子(subvdd)を最も高い電位の節点に接続しなければならない(なお、ここではサブストレート端子(subvdd)を抑えるコンタクトを「N−well基板コンタクト」と呼ぶことにする。)。
【0033】
これらの場合、ソース配線(S1)の電位がサブストレート端子の電位と異なる場合がある。チャネルはゲート配線(G1)と基板やウェルとに挟まれた領域であるから、ゲート・ソース間の電位差だけでなく、ソース・サブストレート間の電位差もチャネルの形成に影響を及ぼす。すなわち、例えゲート・ソース間電圧(VGS)が変わらなくても、ソース・サブストレート電圧(VSB)が変化することによりチャネルの形成に関わる閾値電圧(V)が変化する。ソース・サブストレート電圧(VSB)を考慮した場合の電圧は、
=VT0 +γ{(√(2φ+VSB )−√φ) ………(1)
となることが知られている。ただし、VT0は、ソース・サブストレート電圧(VSB)が零のときの閾値電圧である。γやφは、プロセスによって決まる定数である。
【0034】
つまり、レイアウト上で基板コンタクトの構造がセル毎に異なると、閾値電圧(V)がばらつく可能性がある。よってセル配置後に基板コンタクトを局所的に変形する必要がないように、セル段階で基板コンタクトを均等にレイアウトする必要がある。
【0035】
また、セル配置後の基板コンタクト領域103・203の形成は、レイアウト設計時に使用するデザインルールの制約を大きく受け、面倒かつ効率の悪い作業となる。
【0036】
従来のレイアウト方法では、トランジスタセル等のコアとなるパーツ配置を第1に行うことが普通であり、パーツの配置によっては基板領域が十分に確保できない可能性がある。さらにまた、基板コンタクトを含めたトランジスタ構造が不均一になる傾向があるため、トランジスタの閾値特性及び耐ノイズ性能等がばらつく可能性がある。
【0037】
総括すると、上記のような設計フローに従ってMOSトランジスタセルを形成する際、基板コンタクト領域の配置忘れ、接続のミス、結線忘れ及びパラメータの指定ミス等及び人的エラー発生の可能性が極めて高くなり、構造が不均一になり閾値電圧がばらつく可能性が高くなる。
【0038】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することにある。
【0039】
【課題を解決するための手段】
本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記課題を解決するために、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及びトランジスタの動作を安定化するための基板コンタクト領域を有し、半導体集積回路を構成すべく並列配置される連結可能なトランジスタセル構造において、上記基板コンタクト領域が、トランジスタセルの最外周となるように形成されていること特徴としている。
【0040】
上記の発明によれば、基板コンタクト領域が、トランジスタセルの最外周となるように形成されているので、トランジスタセルを連結する際、トランジスタセルを突き合わせることにより、最外周に存在する基板コンタクト領域同士が相互に接触し電気的に接続される。このため、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間配線をする手間が省ける。
【0041】
また、トランジスタセルを連続配置する際、トランジスタセル間に隙間ができ基板コンタクト領域間に隙間ができる場合には、その隙間を処理するために煩わしいデザインルールの制約を受け、トランジスタセル構造自身の再変更又はメタル層での補修等、手間と時間が余計にかかるおそれがある。
【0042】
しかし、本発明では、基板コンタクト領域が最外周に存在するので、トランジスタセルを連続配置する際、トランジスタセル間や基板コンタクト領域間に隙間ができることがない。また、新たに基板コンタクト領域を形成する必要もない。このため、レイアウト設計時にデザインルールの制約を全く受けずにトランジスタセルを連続配置することができる。
【0043】
また、レイアウト上で基板コンタクト領域の構造がトランジスタセル毎に異なると、閾値電圧がばらつく可能性がある。
【0044】
しかし、本発明では、いずれのトランジスタセルについても基板コンタクト領域は最外周に存在するので、それぞれのトランジスタ構造を完全に等しくすることが可能となり、閾値電圧のばらつきの可能性を低減することができる。
【0045】
したがって、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することができる。
【0046】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域に接続される第1層メタルが設けられているとともに、上記第1層メタルは、前記ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域から各ドレイン配線・ゲート配線・ソース配線への立ち上がり部分において第1層にて短絡することにより、トランジスタ機能を無効にし、トランジスタセルを擬似的な基板コンタクトブロックに変換できることを特徴としている。
【0047】
上記の発明によれば、基板コンタクト領域に接続される第1層メタルは、前記ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域から各ドレイン配線・ゲート配線・ソース配線への立ち上がり部分において第1層にて短絡することにより、トランジスタ機能を無効にし、トランジスタセルを擬似的な基板コンタクトブロックに変換可能となっている。
【0048】
すなわち、本発明では、トランジスタセル全体にゲート・ドレイン・ソース・基板端子を短絡するように第1層メタルを覆うことによって、トランジスタセルを擬似的に基板コンタクトセルとして再利用できる。これにより、そのトランジスタセルを基板コンタクトセルとして扱うことになる。
【0049】
したがって、レイアウトパターン上の空きスペースに、トランジスタを配置する基板電位の安定化を図る基板コンタクトセルとなったトランジスタセルを配設しておくことによって、セル空きスペースの有効利用を図ることができる。
【0050】
具体的には、例えば、抵抗の比較的小さいTOPメタルを用いるゲート配線や、主要信号線として第2、3層等を用いることの多いソース配線及びドレイン配線は、全て第1層メタルを用いたメタルを経由して上層までコンタクト結合している点に注目したことにより、単純な短絡用の第1層メタルをトランジスタセルに装着するだけで、トランジスタセルを容易に基板コンタクトセルに切り替えることができる。
【0051】
一方、本発明のトランジスタセルを擬似的に基板コンタクトセルとして各要素回路間の空きスペースに敷き詰めておいた場合には、逆に、この擬似的な基板コンタクトセルの短絡用の第1層メタルを外すことにより、元のトランジスタセルとして容易に再利用することができる。
【0052】
すなわち、擬似的な基板コンタクトセルをレイアウト上の空きスペースに連続配置することによって、様々なトランジスタサイズの変更に対応して、短絡用の第1層メタルを取り除くのみで、基板コンタクトセルを例えばNチャネルMOSトランジスタとして効率良く再利用することできる。また、必要の無い基板コンタクトセルは、空きスペースの基板電位を強化するように働く。
【0053】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域の上方には、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線がトランジスタセルの基板コンタクト領域の内部かつ上方に配置されるとともに、上記ドレイン幹線・ソース幹線の各幹線幅に応じて、基板コンタクト領域の幅が伸縮して形成されることを特徴としている。
【0054】
上記の発明によれば、ドレイン幹線・ソース幹線の各幹線幅に応じて、基板コンタクト領域の幅が伸縮して形成される。
【0055】
したがって、例えば、トランジスタセル毎に分配される電流値から求めたドレイン幹線・ソース幹線の各幹線幅の変更に対し、基本的な基板フレームの構造を保持したまま最外周の基板コンタクト領域を容易に伸縮変形することができる。
【0056】
すなわち、汎用性を高めた基板コンタクト領域の構造となっているので、基本的な基板コンタクト領域の構造を変えずに、バリエーションに富んだトランジスタセルを形成できる。例えば、動作電流毎に異なるトランジスタセルを容易に形成することが可能となる。
【0057】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域は、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線の下方に位置する内部領域が可能な限り開口されていることを特徴としている。
【0058】
上記の発明によれば、基板コンタクト領域は、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線の下方に位置する内部領域が可能な限り開口されている。
【0059】
したがって、ドレイン幹線・ソース幹線の下方に位置する基板コンタクト領域を可能な限り切り抜くことにより、基板コンタクト領域を覆う第1層メタルとドレイン幹線・ソース幹線間に形成される寄生容量を低減することができる。
【0060】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記ドレイン幹線・ソース幹線をトランジスタセルの最外周よりも内部に配置することにより、相互のドレイン幹線・ソース幹線が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように基板コンタクト領域幅が設定されていることを特徴としている。
【0061】
上記の発明によれば、ドレイン幹線・ソース幹線をトランジスタセルの最外周よりも内部に配置することにより、相互のドレイン幹線・ソース幹線が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように基板コンタクト領域幅が設定されている。
【0062】
したがって、レイアウト設計時にデザインルールの制約を気にせずに、トランジスタセルを連続配置できるため、レイアウト効率がさらに高まる。
【0063】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記ゲート領域に接続されるゲート配線に信号を供給するゲート幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されていることを特徴としている。
【0064】
上記の発明によれば、ゲート幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されているので、隣接するトランジスタセルのゲート幹線同士の突き合わせによりゲート幹線同士の接続を行うことができる。したがって、トランジスタセルをゲート幹線の対向方向に連続して連結するときには、ゲート幹線について別途の接続配線を省略することができる。
【0065】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されていることを特徴としている。
【0066】
上記の発明によれば、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されている。
【0067】
このため、隣接するトランジスタセルのドレイン幹線同士の突き合わせ及びソース幹線同士の突き合わせにより、ドレイン幹線同士及びソース幹線同士の接続を行うことができる。したがって、トランジスタセルをドレイン幹線同士及びソース幹線同士の対向方向に連続して連結するときには、ドレイン幹線及びソース幹線について別途の接続配線を省略することができる。
【0068】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記トランジスタセルは設計の目的により様々な機能を持つにも関わらず、上記トランジスタセルを互いに連結するときには、各トランジスタセルの基板コンタクト領域同士を突き合わせることによって異なる機能を持つトランジスタセルの基板コンタクト領域を共有できることを特徴としている。
【0069】
上記の発明によれば、異なる機能を持つトランジスタセルを互いに連結するときには、各トランジスタセルの基板コンタクト領域同士を突き合わせることによって異なる機能を持つトランジスタセルの基板コンタクト領域を共有できるので、基板コンタクト領域を共有して並べることによって対称性の良い差動対を形成することができる。
【0070】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記トランジスタセルは、第1のP型半導体基板内に形成されたNチャネルMOSトランジスタにてなることを特徴としている。
【0071】
上記の発明によれば、トランジスタセルは、第1のP型半導体基板内に形成されたNチャネルMOSトランジスタにてなるので、NチャネルMOSトランジスタにおいて、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することができる。
【0072】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記トランジスタセルは、プロセスオプション(Deep N−well)とN−wellとにより隔離された第2のP型半導体基板内に形成されていることを特徴としている。
【0073】
上記の発明によれば、トランジスタセルは、プロセスオプション(Deep N−well)とN−wellとにより隔離された第2のP型半導体基板内に形成されているので、他の回路で生成されたノイズの影響を遮断し、トランジスタが安定した基板電位で動作することができる。
【0074】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域は、N−ウエル基板コンタクト領域であることを特徴としている。
【0075】
上記の発明によれば、基板コンタクト領域は、N−ウエル基板コンタクト領域である。したがって、PチャネルMOSトランジスタにおいて、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することができる。
【0076】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、上記トランジスタセルは、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形であることを特徴としている。
【0077】
上記の発明によれば、トランジスタセルは、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形である。すなわち、トランジスタセル形状は、一般的な四角形に限定されず、三角形でも良いし、他の多角形でもよい。
【0078】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0079】
本実施の形態の連結可能なトランジスタセル構造が適用されるトランジスタセルとしてのNチャネルMOSトランジスタセル10は、図2に示すように、P型基板からなる第1の基板(P−substrate)1上にドレイン領域及びソース領域を形成するN型拡散領域2…とゲート配線(G1)を形成するポリシリコン配線とで構成されるトランジスタブロック(Sensitive Circuit)4を備えている。上記のゲート(G1)配線は、抵抗の比較的小さいTOPメタル層を用いるのが一般的である。
【0080】
そして、本実施の形態では、図1に示すように、基板コンタクト領域3が、NチャネルMOSトランジスタセル10の最外周となるように形成されている。すなわち、図3に示すように、基板コンタクト領域3は、NチャネルMOSトランジスタセル10の最外周において枠状に形成されている。これによって、NチャネルMOSトランジスタセル10の外周端と基板コンタクト領域3の外周端とが一致している。また、その他の構成要素についても、図1に示すように、NチャネルMOSトランジスタセル10の最外周から突出しないようになっている。
【0081】
すなわち、本実施の形態では、基板コンタクト領域3が予め全て結線された基板フレームを形成しており、後述する実施の形態2及び実施の形態3等にて説明するように、従来の技術にて説明した図33、図34及び図36に示す基板コンタクト領域3間をセル間配線120のように、メタル結線する必要が無い。つまり、隣接するNチャネルMOSトランジスタセル10・10間における基板コンタクト領域3・3同士の素子間配線を省略できるようになっている。
【0082】
また、本実施の形態によるNチャネルMOSトランジスタセル10を用いることにより、素子間配線をする必要性及びレイアウト設計時に使用するデザインルールの制約が激減するためレイアウト作業効率を高めることができるものとなる。
【0083】
なお、本実施の形態においては、図2に示すように、連続して均等配置するポリシリコン配線からなるゲート配線(G1)の両サイドに、ダミーのポリシリコン配線Gd1を追加配置し、ポリシリコン層形成時に起こるアンダーカットによるゲート配線(G1)の製造ばらつきによる悪影響を防ぐ構造となっている。
【0084】
また、従来技術の説明図である図27で示した配置を基に、ソース配線(S1)・ゲート配線(G1)・ドレイン配線(D1)・ゲート配線(G1)・ソース配線(S1)の順で配置し、重複したドレイン配線(D1)を中心に開脚した繰り返し配列構造をしている。このような構造を一般的にコモン・セントロイド構造と称する。
【0085】
図4は、図1に示すNチャネルMOSトランジスタセル10を簡略化した図であり、また、図5は、前記第2の基板(1a)内にNチャネルMOSトランジスタセル10を配置した断面図であり、ソース領域・ドレイン領域を形成する2つのN型拡散領域2とゲート配線(G1)となるポリシリコン配線から構成されるトランジスタブロック(Sensitive Circuit)4と、このトランジスタブロック(Sensitive Circuit)4の外周部に形成される基板電位を与えるためのP型拡散領域にてなる基板コンタクト領域3を有している。
【0086】
上記の外壁を形成する枠組N型半導体領域(N−well)7bは、拡散コンタクトホール7c、第1〜第3メタル層7d及びトップメタル層7f、メタル間コンタクトホール7e等により電源電圧に設定し、他の要素回路の影響を受ける第1の基板(P−substrate)1から遮蔽するようになっている。
【0087】
また、上記の基板コンタクト領域3は、第1層メタル(subgnd)3aに接続されている。
【0088】
ところで、本実施の形態のNチャネルMOSトランジスタセル10では、図2及び図5において二点鎖線で示すように、基板コンタクト領域3に接続される第1層メタル(subgnd)3aをセル切り替用メタル5に切り替えることが可能となっている。
【0089】
これにより、図6に示すように、セル切り替用メタル5による単純な板状のメタルで構成される配線のみで、NチャネルMOSトランジスタセル10を容易に基板コンタクトセルに切り替えることができる。なお、この基板コンタクトセルとは、NチャネルMOSトランジスタセル10全体に第1層においてセル切り替用メタル5を覆うことによって、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及び基板コンタクト領域3が全て短絡される。その結果、当該NチャネルMOSトランジスタセル10は、トランジスタ機能を失い、そのNチャネルMOSトランジスタセル10は基板コンタクトセルとして扱われることになる。これにより、NチャネルMOSトランジスタセル10を擬似的に基板コンタクトセルとして再利用できることになる。
【0090】
また、最外周を基板コンタクト領域3にて形成しているため、上下左右に関わらない円滑なNチャネルMOSトランジスタセル10間の連結を可能にする。さらに、ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)の配線幅変更に応じて、基板コンタクト領域3が図3中の両端破線矢印で示すように伸縮可能であり、基板フレームの基本構造を壊さずに目的に応じたNチャネルMOSトランジスタセル10を形成することが可能となる。また、図3に示すように、上記ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)との寄生容量の形成を回避するため、無駄な基板コンタクト領域3をトリミング(切り抜き)3cしている。
【0091】
図6は、本実施の形態によるNチャネルMOSトランジスタセル10を基板コンタクトセルに切り替える手段を示す図である。
【0092】
図2及び図5にて説明した第1層メタル(subgnd)3aを、図6にも示すように、第1層メタルとしてのセル切り替用メタル5に取り替えてトランジスタブロック(Sensitive Circuit)4に覆うことによって、基板コンタクト領域3とゲート配線(G1)・ソース配線(S1)・ドレイン配線(D1)とが短絡し、容易に基板コンタクトセルに切り替えることができる。ここで、ゲート配線(G1)・ソース配線(S1)・ドレイン配線(D1)を形成する配線は、全て下位メタル層で必ずセル切り替用メタル5を経由しているため、セル切り替用メタル5を用いて短絡することが可能である。
【0093】
このように、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造では、基板コンタクト領域3が、NチャネルMOSトランジスタセル10の最外周となるように形成されているので、NチャネルMOSトランジスタセル10・10を連結する際、NチャネルMOSトランジスタセル10・10を突き合わせることにより、最外周に存在する基板コンタクト領域3・3同士が相互に接触し電気的に接続される。このため、基板コンタクト領域3・3同士のトランジスタセル間配線をする手間が省ける。
【0094】
また、NチャネルMOSトランジスタセル10…を連続配置する際、NチャネルMOSトランジスタセル10・10間に隙間ができ基板コンタクト領域3・3間に隙間ができる場合には、その隙間を処理するために煩わしいデザインルールの制約を受け、NチャネルMOSトランジスタセル10構造自身の再変更又はメタル層での補修等、手間と時間が余計にかかるおそれがある。
【0095】
しかし、本実施の形態では、基板コンタクト領域3が最外周に存在するので、NチャネルMOSトランジスタセル10…を連続配置する際、NチャネルMOSトランジスタセル10・10間や基板コンタクト領域3・3間に隙間ができることがない。また、新たに基板コンタクト領域3を形成する必要もない。このため、レイアウト設計時にデザインルールの制約を全く受けずにNチャネルMOSトランジスタセル10…を連続配置することができる。
【0096】
また、レイアウト上で基板コンタクト領域3の構造がNチャネルMOSトランジスタセル10…毎に異なると、閾値電圧がばらつく可能性がある。
【0097】
しかし、本実施の形態では、いずれのNチャネルMOSトランジスタセル10…についても基板コンタクト領域3は最外周に存在するので、それぞれのトランジスタ構造を完全に等しくすることが可能となり、閾値電圧のばらつきの可能性を低減することができる。
【0098】
したがって、NチャネルMOSトランジスタセル10…を連続配置する際に、基板コンタクト領域3・3同士のNチャネルMOSトランジスタセル10・10間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域3を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造を提供することができる。
【0099】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造では、基板コンタクト領域3に接続される第1層メタル(subgnd)3aは、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域から各ドレイン配線(D1)・ゲート配線(G1)・ソース配線(S1)への立ち上がり部分において第1層にて短絡することにより、トランジスタ機能を無効にし、NチャネルMOSトランジスタセル10を擬似的な基板コンタクトブロックに変換可能となっている。
【0100】
すなわち、本実施の形態では、NチャネルMOSトランジスタセル10全体にゲート・ドレイン・ソース・基板端子を短絡するように、セル切り替用メタル5を覆うことによって、NチャネルMOSトランジスタセル10を擬似的に基板コンタクトセルとして再利用できる。これにより、NチャネルMOSトランジスタセル10は、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及び基板コンタクト領域3が全て短絡されることにより、当該NチャネルMOSトランジスタセル10におけるトランジスタ機能を無効にし、そのNチャネルMOSトランジスタセル10を基板コンタクトセルとして扱うことになる。
【0101】
したがって、レイアウトパターン上の空きスペースに、トランジスタを配置する基板電位の安定化を図る基板コンタクトセルとなったNチャネルMOSトランジスタセル10を配設しておくことによって、セル空きスペースの有効利用を図ることができる。
【0102】
具体的には、例えば、第1層メタル(subgnd)3aを用いた板状メタルに加え、抵抗の比較的小さいTOPメタルを用いるゲート配線(G1)や、主要信号線として第2、3層等を用いることの多いソース配線(S1)及びドレイン配線(D1)は、全て第1層メタルを用いた板状メタルを経由して上層までコンタクト結合している点に注目したことにより、単純な短絡用のセル切り替用メタル5をNチャネルMOSトランジスタセル10に装着するだけで、NチャネルMOSトランジスタセル10を容易に基板コンタクトセルに切り替えることができる。
【0103】
一方、本実施の形態のNチャネルMOSトランジスタセル10を擬似的に基板コンタクトセルとして各要素回路間の空きスペースに敷き詰めておいた場合には、逆に、この擬似的な基板コンタクトセルの短絡用のセル切り替用メタル5を外すことにより、元のNチャネルMOSトランジスタセル10として容易に再利用することができる。
【0104】
すなわち、擬似的な基板コンタクトセルをレイアウト上の空きスペースに連続配置することによって、様々なトランジスタサイズの変更に対応して、短絡用のセル切り替用メタル5を取り除くのみで、基板コンタクトセルをNチャネルMOSトランジスタセル10として効率良く再利用することできる。また、必要の無い基板コンタクトセルは、空きスペースの基板電位を強化するように働く。
【0105】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造では、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)の各幹線幅に応じて、基板コンタクト領域3の幅が伸縮して形成される。
【0106】
したがって、例えば、NチャネルMOSトランジスタセル10毎に分配される電流値から求めたドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)の各幹線幅の変更に対し、基本的な基板フレームの構造を保持したまま最外周の基板コンタクト領域3を容易に伸縮変形することができる。
【0107】
すなわち、汎用性を高めた基板コンタクト領域3の構造となっているので、基本的な基板コンタクト領域3の構造を変えずに、バリエーションに富んだNチャネルMOSトランジスタセル10を形成できる。例えば、動作電流毎に異なるNチャネルMOSトランジスタセル10を容易に形成することが可能となる。
【0108】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造では、基板コンタクト領域3は、ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線(D1)・ソース配線(S1)に信号を供給する各ドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)の下方に位置する部分が可能な限り開口されている。
【0109】
したがって、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)の下方に位置する基板コンタクト領域3を可能な限り切り抜くことにより、基板コンタクト領域3を覆う第1層メタル(subgnd)3aとドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)間に形成される寄生容量を低減することができる。
【0110】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造では、NチャネルMOSトランジスタセル10は、第1の基板(P−substrate)1内に形成されたNチャネルMOSトランジスタにてなるので、NチャネルMOSトランジスタにおいて、NチャネルMOSトランジスタセル10を連続配置する際に、基板コンタクト領域3・3同士のNチャネルMOSトランジスタセル10・10間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域3を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造を提供することができる。
【0111】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10の構造では、NチャネルMOSトランジスタセル10は、プロセスオプション(Deep N−well7a)とN−well7bとにより隔離された第2の基板(P−substrate2)1a内に形成されているので、他の回路で生成されたノイズの影響を遮断し、トランジスタが安定した基板電位で動作することができる。
【0112】
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図7及び図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0113】
本実施の形態では、前記実施の形態1の図1におけるx軸方向つまりゲート配線(G1)の延長方向にNチャネルMOSトランジスタセル10を連結する例について述べる。
【0114】
図7は、2種類の役割を持つNチャネルMOSトランジスタM1・M2から成る差動対の回路図であり、ソース配線(S1)はインピーダンス素子挿入のために開放している例である。
【0115】
また、図8は、図7で示した2種類のNチャネルMOSトランジスタM1・M2のチャネル幅W=αをそれぞれ16分割し(Wmin=α/16)、8フィンガー(W’=8×Wmin)毎に本実施の形態によるNチャネルMOSトランジスタセル10であるNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を形成し(M1’=M2’=2*W’)、図1中に示したx軸方向つまりゲート配線(G1)と同方向(ゲート配線(G1)の延長方向)に連結したものである。
【0116】
同図に示すように、NチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’は、クロス状に交差配置して幾何学的に原点対称構造となっているため、仮に同図の下部矢印に示すような向きにプロセスばらつきが生じた場合でも、図7におけるNチャネルMOSトランジスタM1とNチャネルMOSトランジスタM2とのばらつきが等しくなる。
【0117】
また、本実施の形態による構成を用いることによって、図8で示したNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’のように、別のトランジスタセル同士でも容易に基板コンタクト領域3・3を連結することが可能となる。さらに、NチャネルMOSトランジスタセルM1’のソース幹線(S)と、NチャネルMOSトランジスタM2’のドレイン幹線(D)に関し、セル段階でx軸方向に連結する際に、その間に基板コンタクト領域3・3が存在するので、レイアウト設計時に使用するデザインルールの制約を気にせずに、近接するメタル配線間のクリアランスルールを満たすことができる。すなわち、ソース幹線(S)とドレイン幹線(D)とは、接触してはならず、近づき過ぎてはいけない。この点、NチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を連結する際に、その間に、一定間隔幅の基板コンタクト領域3・3が存在するので、一定間隔幅の基板コンタクト領域3・3が存在しない場合に比べてソース幹線(S)とドレイン幹線(D)との間隔を気にする必要がない。
【0118】
最終的な基板配線は、連結したNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’における両端の基板コンタクト領域3の任意の位置等から引き出せば良い。
【0119】
このように、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の構造では、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)の各外側端部と基板コンタクト領域3におけるNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の最外周との間の平面的な間隔は、NチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’をゲート領域に接続されるゲート配線(G1)の延長方向に連続して連結することにより相互のドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように基板コンタクト領域幅が予め設定されている。
【0120】
したがって、レイアウト設計時にデザインルールの制約を気にせずに、NチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’をさらにクロス状に連続配置できるため、レイアウト効率がさらに高まる。
【0121】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の構造では、異なる機能を持つNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を互いに連結するときには、各NチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の基板コンタクト領域3・3同士を突き合わせることによって異なる機能を持つNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の基板コンタクト領域3・3を共有できるので、基板コンタクト領域3・3を共有して並べることによって対称性の良い差動対を形成することができる。
【0122】
〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図9及び図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1及び実施の形態2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0123】
本実施の形態では、4種類のNチャネルMOSトランジスタセルのx軸方向の連結例について述べる。
【0124】
図9は、従来からギルバートセルミキサで用いられるミキシング部の4つのNチャネルMOSトランジスタ(M1〜4)からなる2つの差動対の回路図である。
【0125】
図10は、図9で示した2つのトランジスタのチャネル幅(W=80)をそれぞれ8分割し(Wmin=80/8=10)、8フィンガー(W’=8×Wmin)毎に本実施の形態1によるNチャネルMOSトランジスタセル10であるNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’・M3’・M4’を形成し(M1’=M2’=M3’=M4’=W’)、図1に示したx軸方向つまりゲート配線(G1)と同方向(ゲート配線(G1)の延長方向)にNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M4’及びNチャネルMOSトランジスタセルM2’・M3’を連結して配置した例である。なお、上記組み合わせに限らず、例えばNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’及びNチャネルMOSトランジスタセルM3’・M4’を連結して配置しても構わない。
【0126】
図10においては、差動対となるNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’及び差動対となるNチャネルMOSトランジスタセルM3’・M4’が対称となるように配置している。このため、仮に、同図の下部矢印に示すような向きにプロセスばらつきが生じた場合でも、差動対となるNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’及び差動対となるNチャネルMOSトランジスタセルM3’・M4’のばらつきが等しくなる。
【0127】
また、本実施の形態による構成を用いることによって、NチャネルMOSトランジスタセルM1’・M4’及びNチャネルMOSトランジスタセルM2’・M3’のように、別のトランジスタセル同士でも容易に基板コンタクト領域3・3を連結することが可能となる。
【0128】
さらに、NチャネルMOSトランジスタセルM1’のソース幹線(S)と、NチャネルMOSトランジスタM4’のドレイン幹線(D)に関し、セル段階でx軸方向に連結する際に、その間に基板コンタクト領域3・3が存在するので、レイアウト設計時に使用するデザインルールの制約を気にせずに、近接するメタル配線間のクリアランスルールを満たすことができる。
【0129】
また、最終的な基板配線は、連結したNチャネルMOSトランジスタセルM1’・M4’における両端の基板コンタクト領域3・3の位置及びNチャネルMOSトランジスタセルM2’・M3’における両端の基板コンタクト領域3・3の任意の位置等から引き出せば良い。
【0130】
〔実施の形態4〕
本発明のさらに他の実施の形態について図11に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1ないし実施の形態3の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0131】
本実施の形態では、NチャネルMOSトランジスタセルにおける前記図1のy軸方向の連結例について述べる。
【0132】
図11は、NチャネルMOSトランジスタを8フィンガー毎に2つ形成し、図1におけるy軸方向(ゲート配線(G1)と垂直方向)に連結して配置した例である。
【0133】
同図においては、前記実施の形態2、3で説明した、16フィンガーのNチャネルMOSトランジスタセル10と略同じ構造となる。同図に示すように、隣接するNチャネルMOSトランジスタセル10・10の基板コンタクト領域3・3間だけでなく、ゲート幹線(G)・(G)間、並びにソース幹線(S)・(S)間、及びドレイン幹線(D)・(D)間の結線をレイアウトする必要がないため、レイアウトの効率を高めることができる。
【0134】
このように、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10・10の構造では、ゲート幹線(G)は、NチャネルMOSトランジスタセル10・10の最外周端部にまで延びて形成されているので、隣接するNチャネルMOSトランジスタセル10・10のゲート幹線(G)・(G)同士の突き合わせによりゲート幹線(G)・(G)同士の接続を行うことができる。したがって、NチャネルMOSトランジスタセル10・10をゲート幹線(G)・(G)の対向方向に連続して連結するときには、ゲート幹線(G)・(G)について別途の接続配線を省略することができる。
【0135】
また、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル10・10の構造では、ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線(D1)・ソース配線(S1)に信号を供給する各ドレイン幹線(D)・ソース幹線(S)は、NチャネルMOSトランジスタセル10・10の最外周端部にまで延びて形成されている。
【0136】
このため、隣接するNチャネルMOSトランジスタセル10・10のドレイン幹線(D)・(D)同士の突き合わせ及びソース幹線(S)・(S)同士の突き合わせにより、ドレイン幹線(D)・(D)同士及びソース幹線(S)・(S)同士の接続を行うことができる。したがって、NチャネルMOSトランジスタセル10・10をドレイン幹線(D)・(D)同士及びソース幹線(S)・(S)の対向方向に連続して連結するときには、ドレイン幹線(D)・(D)同士及びソース幹線(S)・(S)について別途の接続配線を省略することができる。
【0137】
〔実施の形態5〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図12〜図17に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1ないし実施の形態4の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0138】
本実施の形態では、PチャネルMOSトランジスタセルについて述べる。
【0139】
本実施の形態のPチャネルMOSトランジスタセル20は、図12に示すように、P型基板からなる第1の基板(P−substrate)1に形成されたN−well基板21上にドレイン領域及びソース領域を形成するP型拡散領域22とポリシリコン配線にてなるゲート配線(G1)にて構成されるトランジスタブロック(Sensitive Circuit)24を有している。上記ゲート配線(G1)は、抵抗の比較的小さいTOPメタル層を用いるのが一般的である。
【0140】
また、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)24の周りには、基板電位を与えるためのN型拡散領域からなるN−well基板コンタクト領域23が形成されている。
【0141】
本実施の形態では、上記N−well基板コンタクト領域23は、図13に示すように、PチャネルMOSトランジスタセル20の最外周を囲むようにして形成されている。これにより、本実施の形態では、隣接するPチャネルMOSトランジスタセル20…のN−well基板コンタクト領域23…同士の素子間配線を省略できるようになっている。
【0142】
本実施の形態によるPチャネルMOSトランジスタセル20を用いることによって、素子間配線する必要性及びレイアウト設計時に使用するデザインルールの制約が激減するためレイアウト作業効率を高めることができる。
【0143】
図14は、図13のPチャネルMOSトランジスタセル20を簡略化したものを示す図である。
【0144】
一方、本実施の形態では、図15に示すN−well基板コンタクト領域23に接続される第1層メタル(subvdd)23aを、同図において二点鎖線で示すように、第1層メタルとしてのセル切り替用メタル25に切り替えることが可能となっている。
【0145】
ここで、本実施の形態では、ゲート配線(G1)・ソース配線(S1)・ドレイン配線(D1)を形成する配線は、全て下位メタル層で必ず第1層を経由しているため、第1層を用いて短絡することが可能である。
【0146】
これにより、図16に示すように、セル切り替用メタル25による単純な板状メタルで構成される配線のみで、PチャネルMOSトランジスタセル20を容易にN−well基板コンタクトセルに切り替えることができる。なお、このN−well基板コンタクトセルとは、PチャネルMOSトランジスタセル20全体に、第1層においてセル切り替用メタル25を覆うことによって、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及びN−well基板コンタクト領域23が全て短絡される。その結果、当該PチャネルMOSトランジスタセル20は、トランジスタ機能を失い、N−well基板コンタクトセルとして扱われることになる。これにより、PチャネルMOSトランジスタセル20を擬似的にN−well基板コンタクトセルとして再利用できるため、N−wellの電源電位を強化できることになる。
【0147】
図17は、上記図12のN−well基板コンタクト領域23を抽出したレイアウトパターンの平面図である。同図に示すように、N−well基板コンタクト領域23が予め全て結線されたN−well基板フレームを形成している。また、最外周をN−well基板コンタクト領域23で形成しているため、上下左右に関わらない円滑なPチャネルMOSトランジスタセル20…間の連結を可能にするようになっている。
【0148】
また、図13に示すソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)の配線幅変更に応じて、図17において両端矢印で示すように、N−well基板コンタクト領域23が伸縮可能であり、N−well基板フレームの基本構造を壊さずに目的に応じたPチャネルMOSトランジスタセル20を形成することが可能となる。
【0149】
また、本実施の形態では、ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)との寄生容量の形成を回避するため、無駄なN−well基板コンタクト領域23をトリミング(切り抜き)23cしている。
【0150】
このように、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20の構造では、基板コンタクト領域は、N−well基板コンタクト領域23である。したがって、PチャネルMOSトランジスタにおいて、PチャネルMOSトランジスタセル20を連続配置する際に、N−well基板コンタクト領域23・23同士のPチャネルMOSトランジスタセル20・20間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずにN−well基板コンタクト領域23を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20・20の構造を提供することができる。ここで、N−well基板そのものは、N−well基板コンタクト領域23・23同士を連結することによって、自動的に重なりあうため、デザインルールを気にする必要がない。
【0151】
また、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20の構造では、N−well基板コンタクト領域23に接続される第1層メタル(subvdd)23aは、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域から各ドレイン配線(D1)・ゲート配線(G1)・ソース配線(S1)への立ち上がり部分において第1層にて短絡する特徴を活かすことにより、これらドレイン領域・ゲート領域・ソース領域と電気的に接続したセル切り替用メタル25として利用することが可能となっている。
【0152】
すなわち、PチャネルMOSトランジスタセル20全体にセル切り替用メタル25を覆うことによって、PチャネルMOSトランジスタセル20を擬似的にN−well基板コンタクトセルとして再利用できる。これにより、PチャネルMOSトランジスタセル20は、ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及びN−well基板コンタクト領域23が全て短絡されることにより、当該PチャネルMOSトランジスタセル20におけるトランジスタ機能を無効にし、そのPチャネルMOSトランジスタセル20をN−well基板コンタクトセルとして扱うことになる。
【0153】
したがって、レイアウトパターン上の空きスペースに、トランジスタの安定化を図るN−well基板コンタクトセルとなったPチャネルMOSトランジスタセル20を配設しておくことによって、セル空きスペースの有効利用を図ることができる。
【0154】
一方、PチャネルMOSトランジスタセル20を擬似的に基板コンタクトセルとして各要素回路間の空きスペースに敷き詰めておいた場合には、逆に、この擬似的な基板コンタクトセルのセル切り替用メタル25を外すことにより、元のPチャネルMOSトランジスタセル20として容易に再利用することができる。
【0155】
また、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20の構造では、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)の各幹線幅に応じて、N−well基板コンタクト領域23の幅が伸縮して形成される。
【0156】
したがって、例えば、PチャネルMOSトランジスタセル20毎に分配される電流値から求めたドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)の各幹線幅の変更に対し、基本的な基板フレームの構造を保持したまま最外周のN−well基板コンタクト領域23を容易に伸縮変形することができる。
【0157】
すなわち、汎用性を高めたN−well基板コンタクト領域23の構造となっているので、基本的なN−well基板コンタクト領域23の構造を変えずに、バリエーションに富んだPチャネルMOSトランジスタセル20を形成できる。例えば、動作電流毎に異なるPチャネルMOSトランジスタセル20を容易に形成することが可能となる。
【0158】
また、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20の構造では、N−well基板コンタクト領域23は、ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線(D1)・ソース配線(S1)に信号を供給する各ドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)の下方に位置する内部領域が可能な限り開口されている。
【0159】
したがって、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)の下方に位置するN−well基板コンタクト領域23を可能な限り切り抜くことにより、N−well基板コンタクト領域23を覆う第1層メタル(subvdd)23aとドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)間に形成される寄生容量を低減することができる。
【0160】
また、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20の構造では、基板コンタクト領域は、N−well基板コンタクト領域23である。
【0161】
したがって、PチャネルMOSトランジスタにおいて、PチャネルMOSトランジスタセル20を連続配置する際に、N−well基板コンタクト領域23・23同士のPチャネルMOSトランジスタセル20・20間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20・20の構造を提供することができる。
【0162】
〔実施の形態6〕
本発明の他の実施の形態について図18及び図19に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1ないし実施の形態5の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0163】
本実施の形態では、前記実施の形態5の図13におけるx軸方向つまりゲート配線(G1)の延長方向にPチャネルMOSトランジスタセル20を連結する例について述べる。
【0164】
図18は、2種類のPチャネルMOSトランジスタM1・M2からなる差動対の回路図である。また、図19は、図18で示した2種類のPチャネルMOSトランジスタM1・M2のチャネル幅W=αをそれぞれ16分割し(Wmin=α/16)、8フィンガー(W’=8×Wmin)毎に本実施の形態によるPチャネルMOSトランジスタセル20であるPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を形成し(M1’=M2’=2*W’)、図13中に示したx軸方向つまりゲート配線(G1)と同方向(ゲート配線(G1)の延長方向)に連結したものである。
【0165】
同図に示すように、PチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’は、クロス状に交差配置して幾何学的に原点対称構造となっているため、仮に同図の下部矢印に示すような向きにプロセスばらつきが生じた場合でも、図19におけるPチャネルMOSトランジスタM1とPチャネルMOSトランジスタM2とのばらつきが等しくなる。
【0166】
また、本実施の形態による構成を用いることによって、図19に示すPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’のように、別の役割を持つトランジスタセル同士でも容易にN−well基板コンタクト領域23・23を連結することが可能となる。さらに、PチャネルMOSトランジスタセルM1’のソース幹線(S)と、PチャネルMOSトランジスタセルM2’のドレイン幹線(D)に関し、セル段階でx軸方向に連結する際に、その間にN−well基板コンタクト領域23・23が存在するので、レイアウト設計時に使用するデザインルールの制約を気にせずに、近接するメタル配線間のクリアランスルールを満たすことができる。すなわち、ソース幹線(S)とドレイン幹線(D)とは、接触してはならず、近づき過ぎてはいけない。この点、PチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を連結する際に、その間に、一定間隔幅のN−well基板コンタクト領域23・23が存在するので、一定間隔幅のN−well基板コンタクト領域23・23が存在しない場合に比べてソース幹線(S)とドレイン幹線(D)との間隔を気にする必要がない。
【0167】
最終的な基板配線は、連結したPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’における両端のN−well基板コンタクト領域23の任意の位置等から引き出せば良い。
【0168】
このように、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の構造では、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)をPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の最外周よりも内部に配置することにより、相互のドレイン幹線・ソース幹線が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように基板コンタクト領域幅が設定されている。
【0169】
また、本実施の形態では、ドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)の各外側端部とN−well基板コンタクト領域23・23におけるPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の最外周との間の平面的な間隔は、PチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’をゲート領域に接続されるゲート配線(G1)の延長方向に連続して連結することにより相互のドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように設定されている。
【0170】
したがって、レイアウト設計時にデザインルールの制約を気にせずに、PチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を連続配置できるため、レイアウト効率がさらに高まる。
【0171】
また、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’の構造では、2種類のPチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’を互いに連結するときには、各PチャネルMOSトランジスタセルM1’・M2’のN−well基板コンタクト領域23・23同士を突き合わせるので、N−well基板コンタクト領域23・23を共有して並べることによって対称性の良い差動対を形成することができる。
【0172】
〔実施の形態7〕
本発明のさらに他の実施の形態について図20ないし図22に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1ないし実施の形態6の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0173】
本実施の形態では、PチャネルMOSトランジスタセル20における前記図13のy軸方向の連結例について述べる。
【0174】
図20は、PチャネルMOSトランジスタセル20を8フィンガー毎に2つ形成し、図13におけるy軸方向(ゲート配線(G1)と垂直方向)に連結して配置した例である。
【0175】
同図においては、16フィンガーのPチャネルMOSトランジスタセル20と略同じ構造となる。同図に示すように、隣接するPチャネルMOSトランジスタセル20・20のN−well基板コンタクト領域23・23間だけでなく、ゲート幹線(G)・(G)間、並びにソース幹線(S)・(S)間、及びドレイン幹線(D)・(D)間の結線をレイアウトする必要がないため、レイアウトの効率を高めることができる。ここで、N−well基板そのものは、N−well基板コンタクト領域23・23同士を連結することによって、自動的に重なりあうため、デザインルールを気にする必要がない。
【0176】
このように、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20・20の構造では、ゲート幹線(G)は、PチャネルMOSトランジスタセル20・20の最外周端部にまで延びて形成されているので、隣接するPチャネルMOSトランジスタセル20・20のゲート幹線(G)・(G)同士の突き合わせによりゲート幹線(G)・(G)同士の接続を行うことができる。したがって、PチャネルMOSトランジスタセル20・20をゲート幹線(G)・(G)の対向方向に連続して連結するときには、ゲート幹線(G)・(G)について別途の接続配線を省略することができる。
【0177】
また、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル20・20の構造では、ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線(D1)・ソース配線(S1)に信号を供給する各ドレイン幹線(D)・ソース幹線(D)は、PチャネルMOSトランジスタセル20・20の最外周端部にまで延びて形成されている。
【0178】
このため、隣接するPチャネルMOSトランジスタセル20・20のドレイン幹線(D)・(D)同士の突き合わせ及びソース幹線(D)・(D)同士の突き合わせにより、ドレイン幹線(D)・(D)同士及びソース幹線(D)・(D)同士の接続を行うことができる。したがって、PチャネルMOSトランジスタセル20・20をドレイン幹線(D)・(D)同士及びソース幹線(D)・(D)同士の対向方向に連続して連結するときには、ドレイン幹線(D)・(D)及びソース幹線(D)・(D)について別途の接続配線を省略することができる。
【0179】
また、図21には、図20を簡略化した図を示す。さらに、図21におけるC−C線断面図を図22に示す。同図から、本実施の形態のトランジスタ構造を用いることによって、ゲート幹線(G)、基板コンタクト用メタル層(subvdd)23a、及びN型拡散領域(n+)がデザインルールを意識することなく連結可能となっていることがわかる。同様に、N−wellも重なり合うことによって、デザインルールの制約を受けずに、一つのN−wellとして電気的に接続されていることがわかる。
【0180】
〔実施の形態8〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図23ないし図25に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1ないし実施の形態7の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態で説明するN型拡散領域32、基板コンタクト領域33、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)34は、前記実施の形態1のN型拡散領域2、基板コンタクト領域3、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)4と同じ機能を有する。
【0181】
本発明の連結可能なトランジスタセル構造で適用されるトランジスタセルは、四角形に限らない。すなわち、他の多角形でも本発明を適用することができる。
【0182】
本実施の形態では、三角形で構成した場合のNチャネルMOSトランジスタセルについて説明する。
【0183】
本実施の形態のNチャネルMOSトランジスタセル30は、図23に示すように、P型基板からなる第1の基板(P−substrate)1上にドレイン領域及びソース領域を形成するN型拡散領域32とポリシリコン配線にてなるゲート配線(G1)にて構成される三角形構造のトランジスタブロック(Sensitive Circuit)34を有している。上記ゲート配線(G1)は、抵抗の比較的小さいTOPメタル層を用いるのが一般的である。
【0184】
また、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)34の周りには、基板電位を与えるためのP型拡散領域からなる基板コンタクト領域33が形成されている。
【0185】
本実施の形態では、上記基板コンタクト領域33は、同図に示すように、NチャネルMOSトランジスタセル30の最外周を囲むようにして形成されている。これにより、本実施の形態では、隣接するNチャネルMOSトランジスタセル30…の基板コンタクト領域33…同士の素子間配線を省略できるようになっている。
【0186】
本実施の形態によるNチャネルMOSトランジスタセル30を用いることによって、素子間配線する必要性及びレイアウト設計時に使用するデザインルールの制約が激減するためレイアウト作業効率を高めることができる。
【0187】
一方、本実施の形態では、前記実施の形態1で説明した四角形のNチャネルMOSトランジスタセル10と同様に、基板コンタクト領域33に接続される第1層メタルを、図示しない三角形のセル切り替用メタルに切り替えることが可能となっている。
【0188】
これにより、三角形のセル切り替用メタルによる単純な第1層メタルによる短絡用配線のみで、NチャネルMOSトランジスタセル30を容易に基板コンタクトセルに切り替えることができる。この結果、NチャネルMOSトランジスタセル30を擬似的に基板コンタクトセルとして再利用できることになる。
【0189】
また、本実施の形態では、基板コンタクト領域33が予め全て結線された基板フレームを形成しているとともに、最外周を基板コンタクト領域33で形成しているため、上下左右に関わらない円滑なNチャネルMOSトランジスタセル30…間の連結を可能にするようになっている。
【0190】
また、ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)の配線幅変更に応じて、基板コンタクト領域33が伸縮可能であり、基板フレームの基本構造を壊さずに目的に応じたNチャネルMOSトランジスタセル30を形成することが可能となる。
【0191】
また、本実施の形態でも、ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)との寄生容量の形成を回避するため、無駄な基板コンタクト領域33をトリミング(切り抜き)している(図示しない)。
【0192】
図24及び図25は、上記NチャネルMOSトランジスタセル30…を効率良く配置した一例である。同図に示すように、ゲート幹線(G)・(G)、ドレイン幹線(D)・(D)、ソース幹線(S)・(S)がお互いに向き合うように配置することによって、配線を容易にしている。
【0193】
なお、本実施の形態では、
このように、本実施の形態の連結可能なNチャネルMOSトランジスタセル30の構造では、NチャネルMOSトランジスタセル30は、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形である。すなわち、トランジスタセル形状は、一般的な四角形に限定されず、三角形でも良いし、他の多角形でもよい。
【0194】
〔実施の形態9〕
本発明のさらに他の実施の形態について、図26に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1ないし実施の形態8の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態で説明するPチャネルMOSトランジスタセル40は、機能的には実施の形態5にて説明したPチャネルMOSトランジスタセル20と同じである。したがって、P型拡散領域42、N−well基板コンタクト領域43、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)44は、前記実施の形態5のP型拡散領域22、N−well基板コンタクト領域23、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)24と同じ機能を有する。
【0195】
本発明の連結可能なトランジスタセル構造で適用されるトランジスタセルは、PチャネルMOSトランジスタセルについても、四角形に限らず他の多角形でも本発明を適用することができる。
【0196】
本実施の形態では、三角形で構成した場合のPチャネルMOSトランジスタセルについて説明する。
【0197】
本実施の形態のPチャネルMOSトランジスタセル40は、図26に示すように、図示しないP型基板からなる第1の基板(P−substrate)に形成されたN−well基板41上にドレイン領域及びソース領域を形成するP型拡散領域42とポリシリコン配線にてなるゲート配線(G1)にて構成される三角形構造のトランジスタブロック(Sensitive Circuit)44を有している。上記ゲート配線(G1)は、抵抗の比較的小さいTOPメタル層を用いるのが一般的である。
【0198】
また、トランジスタブロック(Sensitive Circuit)44の周りには、基板電位を与えるためのN型拡散領域からなるN−well基板コンタクト領域43が形成されている。
【0199】
本実施の形態では、上記N−well基板コンタクト領域43は、PチャネルMOSトランジスタセル40の最外周を囲むようにして形成されている。これにより、本実施の形態では、隣接するPチャネルMOSトランジスタセル40…のN−well基板コンタクト領域43…同士の素子間配線を省略できるようになっている。
【0200】
本実施の形態によるPチャネルMOSトランジスタセル40を用いることによって、素子間配線する必要性及びレイアウト設計時に使用するデザインルールの制約が激減するためレイアウト作業効率を高めることができる。
【0201】
一方、本実施の形態でも、N−well基板コンタクト領域43に接続される第1層メタル(subvdd)43aを、図示しない三角形のセル切り替用メタルによりトランジスタの機能を無効にすることが可能となっている。
【0202】
ここで、本実施の形態では、ゲート配線(G1)・ソース配線(S1)・ドレイン配線(D1)を形成する配線は、全て下位メタル層で必ず第1層を経由しているため、第1層を用いて短絡することが可能である。
【0203】
これにより、三角形のセル切り替用メタルによる単純な板状メタルで構成される配線のみで、三角形のPチャネルMOSトランジスタセル40を容易に三角形のN−well基板コンタクトセルに切り替えることができる。この結果、PチャネルMOSトランジスタセル40を擬似的にN−well基板コンタクトセルとして再利用できることになる。
【0204】
また、本実施の形態では、三角形のPチャネルMOSトランジスタセル40の最外周をN−well基板コンタクト領域43で形成しているため、上下左右に関わらない円滑なPチャネルMOSトランジスタセル40…間の連結を可能にするようになっている。
【0205】
また、ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)の配線幅変更に応じて、N−well基板コンタクト領域43が伸縮可能であり、N−well基板フレームの基本構造を壊さずに目的に応じたPチャネルMOSトランジスタセル40を形成することが可能となる。
【0206】
また、本実施の形態では、ソース幹線(S)及びドレイン幹線(D)との寄生容量の形成を回避するため、無駄なN−well基板コンタクト領域43をトリミング(切り抜き)している(図示しない)。
【0207】
このように、本実施の形態の連結可能なPチャネルMOSトランジスタセル40の構造では、PチャネルMOSトランジスタセル40は、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形である。すなわち、トランジスタセル形状は、一般的な四角形に限定されず、三角形でも良いし、他の多角形でもよい。
【0208】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0209】
【発明の効果】
本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、以上のように、基板コンタクト領域が、トランジスタセルの最外周となるように形成されているものである。
【0210】
それゆえ、基板コンタクト領域が、トランジスタセルの最外周となるように形成されているので、トランジスタセルを連結する際、トランジスタセルを突き合わせることにより、最外周に存在する基板コンタクト領域同士が相互に接触し電気的に接続される。このため、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間配線をする手間が省ける。
【0211】
また、基板コンタクト領域が最外周に存在するので、トランジスタセルを連続配置する際、トランジスタセル間や基板コンタクト領域間に隙間ができることがない。また、新たに基板コンタクト領域を形成する必要もない。このため、レイアウト設計時にデザインルールの制約を全く受けずにトランジスタセルを連続配置することができる。
【0212】
また、いずれのトランジスタセルについても基板コンタクト領域は最外周に存在するので、それぞれのトランジスタ構造を完全に等しくすることが可能となり、閾値電圧のばらつきの可能性を低減することができる。
【0213】
したがって、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することができるという効果を奏する。
【0214】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域に接続される第1層メタルが設けられているとともに、上記第1層メタルは、前記ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域から各ドレイン配線・ゲート配線・ソース配線への立ち上がり部分において第1層にて短絡することにより、トランジスタ機能を無効にし、トランジスタセルを擬似的な基板コンタクトブロックに変換できるものである。
【0215】
それゆえ、単純な短絡用の第1層メタルをトランジスタセルに装着するだけで、トランジスタセルを容易に基板コンタクトセルに切り替えることができる。したがって、レイアウトパターン上の空きスペースに、トランジスタの安定化を図る基板コンタクトセルとなったトランジスタセルを配設しておくことによって、セル空きスペースの有効利用を図ることができるという効果を奏する。
【0216】
一方、本発明のトランジスタセルを擬似的に基板コンタクトセルとして各要素回路間の空きスペースに敷き詰めておいた場合には、逆に、この擬似的な基板コンタクトセルの短絡用の第1層メタルを外すことにより、元のトランジスタセルとして容易に再利用することができるという効果を奏する。
【0217】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域の上方には、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線がトランジスタセルの基板コンタクト領域の内部かつ上方に配置されるとともに、上記ドレイン幹線・ソース幹線の各幹線幅に応じて、基板コンタクト領域の幅が伸縮して形成されるものである。
【0218】
それゆえ、汎用性を高めた基板コンタクト領域の構造となっているので、基本的な基板コンタクト領域の構造を変えずに、バリエーションに富んだトランジスタセルを形成できるという効果を奏する。
【0219】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域は、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線の下方に位置する内部領域が可能な限り開口されているものである。
【0220】
それゆえ、ドレイン幹線・ソース幹線の下方に位置する基板コンタクト領域を可能な限り切り抜くことにより、基板コンタクト領域を覆う第1層メタルとドレイン幹線・ソース幹線間に形成される寄生容量を低減することができるという効果を奏する。
【0221】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記ドレイン幹線・ソース幹線をトランジスタセルの最外周よりも内部に配置することにより、相互のドレイン幹線・ソース幹線が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように基板コンタクト領域幅が設定されているものである。
【0222】
それゆえ、レイアウト設計時にデザインルールの制約を気にせずに、トランジスタセルを連続配置できるため、レイアウト効率がさらに高まるという効果を奏する。
【0223】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記ゲート領域に接続されるゲート配線に信号を供給するゲート幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されているものである。
【0224】
それゆえ、隣接するトランジスタセルのゲート幹線同士の突き合わせによりゲート幹線同士の接続を行うことができる。したがって、トランジスタセルをゲート幹線の対向方向に連続して連結するときには、ゲート幹線について別途の接続配線を省略することができるという効果を奏する。
【0225】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されているものである。
【0226】
それゆえ、隣接するトランジスタセルのドレイン幹線同士の突き合わせ及びソース幹線同士の突き合わせにより、ドレイン幹線同士及びソース幹線同士の接続を行うことができる。したがって、トランジスタセルをドレイン幹線同士及びソース幹線同士の対向方向に連続して連結するときには、ドレイン幹線及びソース幹線について別途の接続配線を省略することができるという効果を奏する。
【0227】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記トランジスタセルは設計の目的により様々な機能を持つにも関わらず、上記トランジスタセルを互いに連結するときには、各トランジスタセルの基板コンタクト領域同士を突き合わせることによって異なる機能を持つトランジスタセルの基板コンタクト領域を共有できるものである。
【0228】
それゆえ、異なる機能を持つトランジスタセルを互いに連結するときには、各トランジスタセルの基板コンタクト領域同士を突き合わせることによって異なる機能を持つトランジスタセルの基板コンタクト領域を共有できるので、基板コンタクト領域を共有して並べることによって対称性の良い差動対を形成することができるという効果を奏する。
【0229】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記トランジスタセルは、第1のP型半導体基板内に形成されたNチャネルMOSトランジスタにてなるものである。
【0230】
それゆえ、NチャネルMOSトランジスタにおいて、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することができるという効果を奏する。
【0231】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記トランジスタセルは、プロセスオプション(Deep N−well)とN−wellとにより隔離された第2のP型半導体基板内に形成されているものである。
【0232】
それゆえ、他の回路で生成されたノイズの影響を遮断し、トランジスタが安定した基板電位で動作することができるという効果を奏する。
【0233】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、前記基板コンタクト領域は、N−ウエル基板コンタクト領域であるものである。
【0234】
それゆえ、PチャネルMOSトランジスタにおいて、トランジスタセルを連続配置する際に、基板コンタクト領域同士のトランジスタセル間の配線を回避し、レイアウト設計時にデザインルールの制約を受けずに基板コンタクト領域を形成し、閾値電圧のばらつきの可能性を低減し得る連結可能なトランジスタセル構造を提供することができるという効果を奏する。
【0235】
また、本発明の連結可能なトランジスタセル構造は、上記記載の連結可能なトランジスタセル構造において、上記トランジスタセルは、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形であるものである。
【0236】
上記の発明によれば、トランジスタセルは、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形である。すなわち、トランジスタセル形状は、一般的な四角形に限定されず、三角形でも良いし、他の多角形でもよい。これによっても、上記発明の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるNチャネルMOSトランジスタセルの実施の一形態を示すものであり、レイアウトパターンを示す平面図である。
【図2】第1の基板(P−substrate)内に配置されたNチャネルMOSトランジスタセルを示す、図4のA−A線断面図である。
【図3】上記NチャネルMOSトランジスタセルの基板コンタクト領域を抽出したレイアウトパターンを示す平面図である。
【図4】上記NチャネルMOSトランジスタセルの簡略化したレイアウトパターンを示す平面図である。
【図5】Deep N−well内に配置されたNチャネルMOSトランジスタセルを示す、図4のA−A線断面図である。
【図6】セル切り替用メタルにより、NチャネルMOSトランジスタセルを基板コンタクトセルに切り替えた状態を示す平面図である。
【図7】2つのNチャネルMOSトランジスタ(M1・M2)からなる差動対を示す回路図である。
【図8】上記NチャネルMOSトランジスタ(M1・M2)のNチャネルMOSトランジスタセル(M1’・M2’)を連結して配置した状態を示す平面図である。
【図9】4つのNチャネルMOSトランジスタ(M1〜4)からなる2つの差動対を示す回路図である。
【図10】上記NチャネルMOSトランジスタ(M1〜4)のNチャネルMOSトランジスタセル(M1’〜M4’)を連結して配置した状態を示す平面図である。
【図11】上記NチャネルMOSトランジスタセルを、ゲート配線と垂直方向に連結した状態を示す平面図である。
【図12】本発明における連結可能なトランジスタセル構造の他の実施の形態を示すものであり、PチャネルMOSトランジスタセルを示す、図14のB−B線断面図である。
【図13】上記PチャネルMOSトランジスタセルのレイアウトパターンを示す平面図である。
【図14】上記PチャネルMOSトランジスタセルの簡略化したレイアウトパターンを示す平面図である。
【図15】セル切り替用メタルにより、PチャネルMOSトランジスタセルを基板コンタクトセルに切り替えた状態を示す、図14のB−B線断面図である。
【図16】セル切り替用メタルにより、PチャネルMOSトランジスタセルを基板コンタクトセルに切り替えた状態を示す平面図である。
【図17】上記PチャネルMOSトランジスタセルのN−well基板コンタクト領域を抽出したレイアウトパターンを示す平面図である。
【図18】2つのPチャネルMOSトランジスタ(M1・M2)からなる差動対を示す回路図である。
【図19】上記PチャネルMOSトランジスタ(M1・M2)のPチャネルMOSトランジスタセル(M1’・M2’)を連結して配置した状態を示す平面図である。
【図20】上記PチャネルMOSトランジスタセルを、ゲート配線と垂直方向に連結した状態を示す平面図である。
【図21】上記図20の簡略化したレイアウトパターンを示す平面図である。
【図22】上記PチャネルMOSトランジスタセルを、ゲート配線と垂直方向に連結した状態を示す、図21のC−C線断面図である。
【図23】本発明における連結可能なトランジスタセル構造のさらに他の実施の形態を示すものであり、三角形のNチャネルMOSトランジスタセルを示す平面図である。
【図24】上記三角形のNチャネルMOSトランジスタセルを連結して配置した状態を示す平面図である。
【図25】上記三角形のNチャネルMOSトランジスタセルを多数連結して配置した状態を示す平面図である。
【図26】三角形のPチャネルMOSトランジスタセルを示す平面図である。
【図27】チャネル幅WがαのNチャネルMOSトランジスタを示す回路図である。
【図28】チャネル幅を最小単位に並列分割したNチャネルMOSトランジスタを示す回路図である。
【図29】従来の連結可能なトランジスタセルの構造を示すものであり、Deep N−well内に配置されたNチャネルMOSトランジスタセルを示す、図31のD−D線断面図である。
【図30】上記Deep N−well内に配置されたNチャネルMOSトランジスタセル示す平面図である。
【図31】上記PチャネルMOSトランジスタセルの簡略化したレイアウトパターンを示す平面図である。
【図32】上記PチャネルMOSトランジスタを示す回路図である。
【図33】(a)(b)は、ゲート抵抗を模式的に表したゲート・ソース・ドレインからなる3端子構成のMOSトランジスタのレイアウト例を示す平面図である。
【図34】(a)(b)は、上記MOSトランジスタにおいて、ポリシリコン配線によるゲート抵抗を考慮した回路図である。
【図35】上記NチャネルMOSトランジスタセルを連結して配置した状態を示す平面図である。
【図36】上記NチャネルMOSトランジスタセルを連結して配置した他の状態を示す平面図である。
【図37】上記NチャネルMOSトランジスタセルを連結して配置したさらに他の状態を示す平面図である。
【図38】上記NチャネルMOSトランジスタセルを連結して配置したさらに他の状態を示す平面図である。
【図39】上記NチャネルMOSトランジスタセルを連結して配置したさらに他の状態を示す平面図である。
【図40】差動入力型LNA回路のトランジスタに限定したNチャネルMOSトランジスタ(M1〜4)を示す回路図である。
【符号の説明】
1 第1の基板(P−substrate)(第1のP型半導体基板)
1a 第2の基板(P−substrate2)(第2のP型半導体基板)
2 N型拡散領域(ドレイン領域、ソース領域)
3 基板コンタクト領域
3a 第1層メタル(subgnd)
3c トリミング〔切り抜き〕(開口)
4 トランジスタブロック(Sensitive Circuit)
5 セル切り替用メタル(第1層メタル)
10 NチャネルMOSトランジスタセル(トランジスタセル)
20 PチャネルMOSトランジスタセル(トランジスタセル)
21 N−well基板
22 P型拡散領域(ドレイン領域、ソース領域)
23 N−well基板コンタクト領域
23a 第1層メタル(subvdd)
25 セル切り替用メタル(第1層メタル)
30 NチャネルMOSトランジスタセル(トランジスタセル)
40 PチャネルMOSトランジスタセル(トランジスタセル)
D ドレイン幹線
D1 ドレイン配線
G ゲート幹線
G1 ゲート配線
Gd1 ダミーポリ配線
M1・M2・M3・M4 MOSトランジスタ
M1’・M2’・M3’・M4’ MOSトランジスタセル
S ソース幹線
S1 ソース配線
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a connectable transistor cell structure having a drain region, a gate region, a source region, and a substrate contact region for stabilizing the operation of a transistor, and being connectable in parallel to form a semiconductor integrated circuit. . More particularly, the present invention relates to a method of designing a layout of a transistor cell, which relates to connection of respective substrate contact regions when connecting transistor cells.
[0002]
[Prior art]
As the life cycle of systems and sets has shrunk, the design period given to IC (Integrated Circuit) design is one step of shortening, and in order to protect the time to market (time to market), Efficient design methods are needed from time to time.
[0003]
However, for a design that cannot be automated, such as a layout design of a special analog circuit or the like, a more flexible layout method is required.
[0004]
Each design flow relating to the layout design of a conventional analog circuit mainly includes the following four stages.
(1) Cell generation stage: A cell design is determined based on connection information such as a net list and device parameters.
{Circle around (2)} Cell arranging stage: The cells are optimally arranged in consideration of the wiring efficiency and the wiring length.
{Circle over (3)} Wiring between cells: Wiring between cells while observing various wiring restrictions.
{Circle around (4)} Cell optimization stage: The layout design is verified, and the final rule check is performed.
[0005]
When forming a transistor cell according to the above design flow, using a structure that can minimize wiring between cells and prevent violation of design rules beforehand can greatly reduce the design period and improve efficiency. It is an important key to achieving a smooth design flow.
[0006]
In the layout design of a conventional transistor cell, first, at the cell stage, the channel width of the transistor is divided in parallel into minimum units to form a transistor cell having a desired number of fingers.
[0007]
More specifically, the N-channel MOS transistor M1 shown in FIG. 27 is divided into minimums so that the channel width W (= α) becomes a desired number of fingers. For example, in the case of an eight finger having eight gate (G1) wirings, as shown in FIG. 28, it is divided in parallel into the minimum unit of channel width Wmin = α / 8.
[0008]
When a large number of the N-channel MOS transistors M1 are designed in a layout, a transistor cell is a component of a chip that has a circuit pattern having a predetermined function so that it can be used repeatedly. Each of the transistor cells is continuously arranged so as to have a size required for design.
[0009]
A conventional typical transistor cell will be specifically described below with reference to FIGS.
(Transistor layout sample (1))
For example, in the first N-channel MOS transistor cell 100, as shown in FIG. 29, a second substrate (P-substrate2) 101a is formed on a first substrate (P-substrate) 101 made of a P-type semiconductor. For this purpose, a box-shaped substrate isolation region is formed by a process option Deep N-well 107a for forming a bottom surface and an N-well 107b for forming a side surface, and a power supply potential is further applied to the N-well 107b to reduce external noise. Cut off. On the second substrate, two N-type diffusion regions (n +) 102 for forming a drain region and a source region are provided, and a region of a P-type semiconductor (P-substrate 2) 101a therebetween is insulated. A transistor block (Sensitive Circuit) 104 having a structure covered with an oxide as a body and a gate wiring (G1) formed of a polysilicon wiring as a conductor (metal) is provided. The three structures of the metal (Metal), the oxide (Oxide), and the semiconductor (Semiconductor) are called a MOS structure. The gate wiring (G1) forms a gate region and a gate terminal in FIG.
[0010]
As shown in FIG. 30, a substrate contact region 103 made of a P-type diffusion region is formed around the transistor block (Sensitive Circuit) 104. The substrate contact region 103 includes a contact 103a and a contact 103a. A constant voltage (here, 0 V) is applied through the first layer metal 103b.
[0011]
The substrate contact region 103 is arranged as much as possible in a vacant space, and is supplied with a substrate potential to further stabilize the operation of the transistor.
[0012]
The substrate contact regions 103 are collectively arranged in an empty space, or the substrate contact regions 103 arranged in advance for each N-channel MOS transistor cell 100 are connected by metal wiring.
[0013]
On the other hand, the source wiring (S1) connected via a contact to the N-type diffusion region (n +) 102 forming the source region is made of metal, and short-circuited with the substrate contact region 103 as shown in FIG. Have been. Note that such a layout pattern of the first MOS transistor cell 100 is mainly used for a high-frequency transistor.
[0014]
Further, the drain trunk line (D) and the gate trunk line (G) have a structure in which the drain trunk line (D) and the gate trunk line (G) are randomly exposed so that they can be connected to adjacent cells.
[0015]
Note that this N-channel MOS transistor cell 100 is an example in which a transistor having a size of a minimum unit of channel width Wmin = 10 / 0.35 is laid out as shown in FIG.
[0016]
On the other hand, as shown in FIG. 29, dummy polysilicon wirings (Gd1) are additionally arranged on both sides of a gate wiring (G1) made of polysilicon wirings arranged continuously and evenly, which occurs when forming a polysilicon layer. An adverse effect due to variations in the gate wiring structure due to undercut is prevented.
[0017]
As described above, by arranging the substrate contact region 103 in FIG. 30 as much as possible in an empty space on the layout, the operation of the transistor in the second substrate (P-substrate 2) 101a is further stabilized, and the threshold It plays a role in suppressing variations.
[0018]
When the N-channel MOS transistor cell 100 shown in FIG. 29 is arranged in the second substrate (P-substrate 2) 101a, the drain region is formed on the second substrate (P-substrate 2) 101a. And two N-type diffusion regions (n +) 102 and 102 forming a source region, a gate wiring (G1) made of polysilicon wiring, and a P-type diffusion region for applying a substrate potential as shown in FIG. An N-channel MOS transistor cell 100 composed of (p +) 108 is formed.
[0019]
Here, the layout structure of the N-channel MOS transistor cell 100 shown in FIG. 31 will be additionally described with reference to FIGS.
[0020]
First, a layout example of the N-channel MOS transistor cell 100 having a three-terminal configuration including a gate terminal (gate wiring (G1)), a source terminal (source wiring (S1)), and a drain terminal (drain wiring (D1)) is shown in FIG. 33 (a). FIG. 34A shows a circuit diagram in which the gate resistance Rg due to the gate wiring (G1) made of the polysilicon wiring is taken into consideration.
[0021]
In the prior art, in order to reduce the gate wiring (G1) gate resistance Rg, as shown in FIG. 33B, the channel width W = α of the N-channel MOS transistor cell 100 is divided in parallel, and the channel width W ′ = As shown in FIG. 34B, a technique for reducing the gate resistance Rg to 1 / or less by widely arranging the substrate contact region 103 at both ends of the gate wiring (G1) is set to α / 2. Used.
[0022]
When realizing a desired transistor size using the N-channel MOS transistor cell 100 shown in FIG. 29, the devices as shown in FIGS. 35 to 37 are mainly used. For example, FIG. 35 shows an example in which one cell is horizontally inverted and the drain trunks (D) of adjacent cells face each other, thereby omitting the wiring between the drain trunks (D). FIG. 36 is an example in which the wiring between the gate trunk lines (G) is omitted as in FIG. Usually, in order to prevent a design rule error in which the substrate contact 105 becomes floating, the inter-cell wiring 120 is performed at this stage.
[0023]
FIG. 37 is an example in which the wiring between the source wirings (S1) in the substrate contact region 103 is omitted.
(Transistor layout sample (2))
Next, a layout pattern of a second N-channel MOS transistor cell 200 according to another related art is shown in FIG.
[0024]
In this layout, a P-type transistor block 204 including N-type diffusion regions (n +) 202 and 202 forming a drain region and a source region on a P-type substrate and a gate wiring (G1) formed of polysilicon wiring is used. The substrate contact region 203 composed of a diffusion region is arranged in an island shape between the upper and lower ends of the transistor block 204 and the drain main line (D). The source wiring (S1) is drawn as a source trunk line (S) from the S1 wiring at the same potential as the N-type diffusion region (n +) forming the transistor. Further, the substrate contact regions 203 outside the above-mentioned dummy poly wiring outside the gate wiring (G1) made of a polysilicon wiring are arranged. It is pulled out with metal.
(Transistor layout example of University of California Berkeley)
Another conventional technique is a transistor layout example in Non-Patent Document 1 published in a doctoral dissertation at Berkeley University, California. FIG. 38 is a plan view showing a layout pattern limited to the transistors of the differential input type LNA circuit in FIG.
[0025]
As described above, the channel width of the MOS transistors (M1 to M4) constituting the LNA circuit is divided in parallel into minimum units, and the transistor cells 300 having a desired number of fingers are arranged in a matrix. The substrate contact region 303 is laid out later in a lattice shape.
[0026]
[Non-patent document 1]
Dennis Gee-Wai Yee, "A Design Methodology for Highly-Integrated Low-Power Receivers for Wireless Communications, University of California.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the N-channel MOS transistor cell 100 of the first prior art configured as described above, as shown in FIG. 37, the source / substrate potential common lead-out line 108 is connected to the substrate contact region 103, that is, the N-channel MOS transistor Since it protrudes from the cell 100, it is subject to troublesome design rules such as a clearance rule2 between the substrate contact regions 103 and a clearance rule1 between the contact holes, so that the cell structure itself needs to be changed or repaired with a metal layer. It may take extra time.
[0028]
Further, as shown in FIGS. 35 and 36, since the drain trunk line (D) and the gate trunk line (G) protrude from the N-channel MOS transistor cell 100, the design rule for the substrate contact regions 103 having the same function is reduced. It is necessary to connect later with the inter-cell wiring 120 to satisfy the condition.
[0029]
Next, in the N-channel MOS transistor 200 of the second prior art, as shown in FIG. 38, taking into account the constraints of the design rules used in the layout design, the substrate contact regions 203 are arranged in an island shape. It is necessary to wire each other. In this case, it is a troublesome and inefficient operation to perform the layout while paying attention to the rules of the intersection between the same-layer metals and the distance between adjacent metals.
[0030]
In addition, since the arrangement of the substrate contact regions 203 is asymmetrical geometrically, there is a possibility that the N channel MOS transistor cell 200 may have a stabilization or a variation in threshold value.
[0031]
On the other hand, in the layout example of the third prior art transistor cell 300... Published in a doctoral dissertation at the University of California, Berkeley, as shown in FIG. Thereafter, the substrate contact regions 303 are arranged in a lattice pattern between the cells. That is, as in the case of the first N-channel MOS transistor cell 100 and the second N-channel MOS transistor cell 200, taking into account the constraints of the design rules used at the time of the layout design and utilizing the empty space, it is troublesome and efficient. You have to do bad work.
[0032]
Further, in the layout samples of the first N-channel MOS transistor cell 100 and the second N-channel MOS transistor cell 200 according to the related art, the source wiring (S1) and the substrate terminal as the substrate are short-circuited. Generally, the substrate terminal (subgnd) of the N-channel transistor must be connected to the node of the lowest potential, and the substrate terminal (subvdd) of the P-channel transistor must be connected to the node of the highest potential. The contact that suppresses the substrate terminal (subvdd) is referred to as an “N-well substrate contact”.)
[0033]
In these cases, the potential of the source wiring (S1) may be different from the potential of the substrate terminal. Since the channel is a region between the gate wiring (G1) and the substrate or well, not only the potential difference between the gate and the source but also the potential difference between the source and the substrate affects the formation of the channel. That is, even if the gate-source voltage (V GS ) Does not change, the source substrate voltage (V SB ) Changes, the threshold voltage (V T ) Changes. Source substrate voltage (V SB ), The voltage is
V T = V T0 + Γ {(√ (2φ f + V SB ) -√φ f ) ……… (1)
It is known that Where V T0 Is the source substrate voltage (V SB ) Is the threshold voltage when zero. γ and φ f Is a constant determined by the process.
[0034]
That is, if the structure of the substrate contact differs from cell to cell on the layout, the threshold voltage (V T ) May vary. Therefore, it is necessary to uniformly lay out the substrate contacts at the cell stage so that the substrate contacts do not need to be locally deformed after the cell arrangement.
[0035]
Further, the formation of the substrate contact regions 103 and 203 after the cell arrangement is greatly troublesome and inefficient due to the restrictions of the design rules used in the layout design.
[0036]
In the conventional layout method, it is normal to first arrange the core parts of the transistor cells and the like, and there is a possibility that a sufficient substrate area cannot be secured depending on the arrangement of the parts. Furthermore, since the transistor structure including the substrate contact tends to be non-uniform, there is a possibility that the threshold characteristics and noise resistance of the transistor may vary.
[0037]
In summary, when forming a MOS transistor cell according to the above design flow, the possibility of occurrence of human error, such as misplacement of the substrate contact region, connection error, connection error, parameter designation error, and the like becomes extremely high. There is a high possibility that the structure becomes non-uniform and the threshold voltage varies.
[0038]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to avoid wiring between transistor cells in a substrate contact region when arranging transistor cells successively, and to reduce the design rule during layout design. It is an object of the present invention to provide a connectable transistor cell structure capable of forming a substrate contact region without being restricted by the above and reducing the possibility of variation in threshold voltage.
[0039]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the connectable transistor cell structure of the present invention has a drain region, a gate region, a source region, and a substrate contact region for stabilizing the operation of the transistor, and constitutes a semiconductor integrated circuit. Preferably, in the connectable transistor cell structure arranged in parallel, the substrate contact region is formed so as to be the outermost periphery of the transistor cell.
[0040]
According to the above invention, since the substrate contact region is formed so as to be the outermost periphery of the transistor cell, when connecting the transistor cells, the transistor cell is abutted against the substrate contact region existing at the outermost periphery. They are in contact with each other and are electrically connected. Therefore, the trouble of wiring between the transistor cells in the substrate contact regions can be omitted.
[0041]
In addition, when a transistor cell is continuously arranged, if a gap is formed between the transistor cells and a gap is formed between the substrate contact regions, a complicated design rule for processing the gap is required, and the transistor cell structure itself needs to be reconfigured. There is a risk that extra work and time will be required, such as changing or repairing the metal layer.
[0042]
However, in the present invention, since the substrate contact region exists at the outermost periphery, there is no gap between the transistor cells or between the substrate contact regions when the transistor cells are continuously arranged. Further, it is not necessary to newly form a substrate contact region. Therefore, the transistor cells can be continuously arranged without any restrictions of the design rules at the time of layout design.
[0043]
Further, if the structure of the substrate contact region is different for each transistor cell in the layout, the threshold voltage may vary.
[0044]
However, in the present invention, since the substrate contact region exists at the outermost periphery in any of the transistor cells, the transistor structures can be completely equalized, and the possibility of variation in threshold voltage can be reduced. .
[0045]
Therefore, when continuously arranging the transistor cells, wiring between the transistor cells in the substrate contact region is avoided, and the substrate contact region is formed without being restricted by the design rule at the time of the layout design. Can be provided.
[0046]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein a first layer metal connected to the substrate contact region is provided, and the first layer metal is: The transistor function is disabled by short-circuiting in the first layer at the rising portion from the drain region / gate region / source region to each drain wiring / gate wiring / source wiring, and the transistor cell is turned into a pseudo substrate contact block. It can be converted.
[0047]
According to the above invention, the first layer metal connected to the substrate contact region is short-circuited in the first layer at a rising portion from the drain region / gate region / source region to each drain line / gate line / source line. By doing so, the transistor function is invalidated, and the transistor cell can be converted to a pseudo substrate contact block.
[0048]
That is, in the present invention, by covering the first layer metal such that the gate, drain, source and substrate terminals are short-circuited over the entire transistor cell, the transistor cell can be reused as a pseudo substrate contact cell. As a result, the transistor cell is treated as a substrate contact cell.
[0049]
Therefore, by arranging a transistor cell serving as a substrate contact cell for stabilizing the substrate potential for arranging the transistor in an empty space on the layout pattern, the cell empty space can be effectively used.
[0050]
Specifically, for example, the first-layer metal is used for the gate wiring using a TOP metal having a relatively small resistance and the source wiring and the drain wiring that often use the second and third layers as the main signal lines. By paying attention to the fact that the upper layer is contact-coupled via the metal, the transistor cell can be easily switched to the substrate contact cell simply by mounting a simple short-circuit first layer metal on the transistor cell. .
[0051]
On the other hand, when the transistor cell of the present invention is laid out in a vacant space between the element circuits as a pseudo substrate contact cell, on the other hand, the first-layer metal for short circuit of the pseudo substrate contact cell is By removing it, it can be easily reused as the original transistor cell.
[0052]
In other words, by continuously arranging pseudo substrate contact cells in the empty space on the layout, the substrate contact cell can be replaced with, for example, N by only removing the first-layer metal for short-circuiting in response to various changes in transistor size. It can be efficiently reused as a channel MOS transistor. Unnecessary substrate contact cells serve to enhance the substrate potential in the empty space.
[0053]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure according to the above description, wherein the drain wiring and the source wiring connected to the drain region and the source region are provided above the substrate contact region. Each drain main line / source main line for supplying a signal is arranged inside and above the substrate contact region of the transistor cell, and the width of the substrate contact region expands and contracts according to each main line width of the drain main line / source main line. It is characterized by being formed.
[0054]
According to the above invention, the width of the substrate contact region is formed to expand and contract according to the width of each of the drain trunk line and the source trunk line.
[0055]
Therefore, for example, in response to a change in each trunk line width of the drain trunk line and the source trunk line obtained from the current value distributed for each transistor cell, the outermost substrate contact region can be easily formed while maintaining the basic substrate frame structure. It can expand and contract.
[0056]
That is, since the structure of the substrate contact region is improved in versatility, a variety of transistor cells can be formed without changing the basic structure of the substrate contact region. For example, different transistor cells can be easily formed for each operation current.
[0057]
In the connectable transistor cell structure according to the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, the substrate contact region supplies a signal to each drain wiring / source wiring connected to the drain region / source region. An internal region located below each of the drain trunk lines and the source trunk lines is as open as possible.
[0058]
According to the above invention, the substrate contact region has an internal region located below each drain main line and source main line for supplying a signal to each drain wiring / source wiring connected to the drain region / source region as much as possible. It is open.
[0059]
Therefore, the parasitic capacitance formed between the first-layer metal covering the substrate contact region and the drain trunk line / source trunk line can be reduced by cutting out the substrate contact region located below the drain trunk line / source trunk line as much as possible. it can.
[0060]
Further, in the connectable transistor cell structure of the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, the drain trunk line and the source trunk line are disposed inside the outermost periphery of the transistor cell, so that the drain trunk line and the source trunk line are connected to each other. The width of the substrate contact region is set so as to satisfy a clearance rule between metals when the source trunk lines face each other.
[0061]
According to the above invention, the drain main line and the source main line are arranged inside the outermost periphery of the transistor cell, so that the substrate contact region meets the metal-to-metal clearance rule when the mutual drain main line and the source main line face each other. The width is set.
[0062]
Therefore, the transistor cells can be continuously arranged without worrying about the restrictions of the design rules at the time of layout design, so that the layout efficiency is further improved.
[0063]
In the connectable transistor cell structure according to the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, a gate trunk line for supplying a signal to a gate wiring connected to the gate region is provided at an outermost peripheral end of the transistor cell. It is characterized by being formed so as to extend to the right.
[0064]
According to the above invention, since the gate trunk is formed to extend to the outermost peripheral end of the transistor cell, the gate trunk can be connected to each other by abutting the gate trunks of adjacent transistor cells. Therefore, when connecting the transistor cells continuously in the direction opposite to the gate trunk line, a separate connection wiring for the gate trunk line can be omitted.
[0065]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein each drain main line and source for supplying a signal to each drain wiring and source wiring connected to the drain region and the source region are provided. The main line is characterized in that it extends to the outermost peripheral end of the transistor cell.
[0066]
According to the above invention, each drain trunk / source trunk supplying a signal to each drain wiring / source wiring connected to the drain region / source region is formed to extend to the outermost peripheral end of the transistor cell. I have.
[0067]
For this reason, the drain trunk lines and the source trunk lines can be connected to each other by abutting the drain trunk lines and the source trunk lines of the adjacent transistor cells. Therefore, when the transistor cells are continuously connected in the direction in which the drain trunk lines and the source trunk lines are opposed to each other, it is possible to omit a separate connection wiring for the drain trunk line and the source trunk line.
[0068]
Further, the connectable transistor cell structure according to the present invention is the same as the connectable transistor cell structure described above, wherein the transistor cells have various functions depending on the purpose of design, but the transistor cells are connected to each other. The substrate contact regions of the transistor cells having different functions can be shared by abutting the substrate contact regions of the respective transistor cells.
[0069]
According to the above invention, when the transistor cells having different functions are connected to each other, the substrate contact regions of the transistor cells having different functions can be shared by abutting the substrate contact regions of the respective transistor cells. , A differential pair having good symmetry can be formed.
[0070]
Further, the connectable transistor cell structure according to the present invention is the above connectable transistor cell structure, wherein the transistor cell is an N-channel MOS transistor formed in a first P-type semiconductor substrate. Features.
[0071]
According to the above invention, the transistor cell is formed by the N-channel MOS transistor formed in the first P-type semiconductor substrate. Therefore, in the N-channel MOS transistor, when the transistor cells are continuously arranged, the substrate contact region To provide a connectable transistor cell structure that avoids wiring between transistor cells, forms a substrate contact region without being restricted by design rules during layout design, and can reduce the possibility of variation in threshold voltage. Can be.
[0072]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure according to the above description, wherein the transistor cell is separated by a process option (Deep N-well) and an N-well. It is formed in a mold semiconductor substrate.
[0073]
According to the above invention, since the transistor cell is formed in the second P-type semiconductor substrate separated by the process option (Deep N-well) and the N-well, it is generated by another circuit. The influence of noise is cut off, and the transistor can operate at a stable substrate potential.
[0074]
Further, the connectable transistor cell structure according to the present invention is characterized in that, in the connectable transistor cell structure described above, the substrate contact region is an N-well substrate contact region.
[0075]
According to the above invention, the substrate contact region is an N-well substrate contact region. Therefore, in a P-channel MOS transistor, when arranging the transistor cells continuously, it is possible to avoid the wiring between the transistor cells of the substrate contact regions, to form the substrate contact region without being restricted by the design rule at the time of layout design, A connectable transistor cell structure that can reduce the possibility of voltage variations can be provided.
[0076]
According to the connectable transistor cell structure of the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, the transistor cell is characterized in that the planar shape is a polygon including a square and a triangle.
[0077]
According to the above invention, the transistor cell has a polygonal planar shape including a square and a triangle. That is, the shape of the transistor cell is not limited to a general square, but may be a triangle or another polygon.
[0078]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0079]
An N-channel MOS transistor cell 10 as a transistor cell to which the connectable transistor cell structure of the present embodiment is applied, as shown in FIG. 2, is on a first substrate (P-substrate) 1 made of a P-type substrate. And a transistor block (Sensitive Circuit) 4 composed of N-type diffusion regions 2 forming a drain region and a source region and a polysilicon wiring forming a gate wiring (G1). The above-mentioned gate (G1) wiring generally uses a TOP metal layer having a relatively small resistance.
[0080]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, substrate contact region 3 is formed to be the outermost periphery of N-channel MOS transistor cell 10. That is, as shown in FIG. 3, the substrate contact region 3 is formed in a frame shape at the outermost periphery of the N-channel MOS transistor cell 10. Thereby, the outer peripheral edge of N-channel MOS transistor cell 10 and the outer peripheral edge of substrate contact region 3 match. Also, as shown in FIG. 1, the other components do not protrude from the outermost periphery of the N-channel MOS transistor cell 10.
[0081]
That is, in the present embodiment, a substrate frame in which the substrate contact regions 3 are all connected in advance is formed, and as described in later-described Embodiments 2 and 3, etc., a conventional technique is used. It is not necessary to connect the metal between the substrate contact regions 3 shown in FIGS. 33, 34 and 36 like the inter-cell wiring 120. That is, it is possible to omit the inter-element wiring between the substrate contact regions 3, 3 between the adjacent N-channel MOS transistor cells 10, 10.
[0082]
Further, by using the N-channel MOS transistor cell 10 according to the present embodiment, the necessity of wiring between elements and the restrictions on design rules used in layout design are drastically reduced, so that layout work efficiency can be improved. .
[0083]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, dummy polysilicon wirings Gd1 are additionally arranged on both sides of a gate wiring (G1) made of polysilicon wirings which are continuously and evenly arranged. The structure is such that an adverse effect due to manufacturing variation of the gate wiring (G1) due to undercut that occurs during layer formation is prevented.
[0084]
Also, based on the arrangement shown in FIG. 27, which is an explanatory diagram of the prior art, the order of the source wiring (S1), the gate wiring (G1), the drain wiring (D1), the gate wiring (G1), and the source wiring (S1). And a repetitive arrangement structure in which the legs are opened centering on the overlapping drain wiring (D1). Such a structure is generally called a common centroid structure.
[0085]
FIG. 4 is a simplified view of the N-channel MOS transistor cell 10 shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view in which the N-channel MOS transistor cell 10 is arranged in the second substrate (1a). A transistor block (Sensitive Circuit) 4 composed of two N-type diffusion regions 2 forming a source region and a drain region and a polysilicon wiring serving as a gate wiring (G1), and a transistor block (Sensitive Circuit) 4 It has a substrate contact region 3 formed of a P-type diffusion region for providing a substrate potential formed on the outer peripheral portion.
[0086]
The framework N-type semiconductor region (N-well) 7b forming the outer wall is set to a power supply voltage by the diffusion contact hole 7c, the first to third metal layers 7d and the top metal layer 7f, the intermetal contact hole 7e, and the like. , And is shielded from the first substrate (P-substrate) 1 affected by other element circuits.
[0087]
The substrate contact region 3 is connected to a first-layer metal (subgnd) 3a.
[0088]
By the way, in the N-channel MOS transistor cell 10 of the present embodiment, the first layer metal (subgnd) 3a connected to the substrate contact region 3 is replaced with a cell switching metal as shown by a two-dot chain line in FIGS. 5 can be switched.
[0089]
As a result, as shown in FIG. 6, the N-channel MOS transistor cell 10 can be easily switched to the substrate contact cell only with the wiring composed of a simple plate-shaped metal formed by the cell switching metal 5. In the substrate contact cell, the drain region / gate region / source region and the substrate contact region 3 are all short-circuited by covering the cell switching metal 5 in the first layer over the entire N-channel MOS transistor cell 10. As a result, the N-channel MOS transistor cell 10 loses the transistor function, and the N-channel MOS transistor cell 10 is treated as a substrate contact cell. As a result, the N-channel MOS transistor cell 10 can be reused as a pseudo substrate contact cell.
[0090]
Further, since the outermost periphery is formed by the substrate contact region 3, a smooth connection between the N-channel MOS transistor cells 10 regardless of up, down, left and right can be achieved. Furthermore, the substrate contact region 3 can expand and contract as shown by the dashed arrows at both ends in FIG. 3 in accordance with the change in the wiring width of the source trunk line (S) and the drain trunk line (D), without breaking the basic structure of the substrate frame. It is possible to form the N-channel MOS transistor cell 10 according to the purpose. Further, as shown in FIG. 3, in order to avoid formation of a parasitic capacitance with the source main line (S) and the drain main line (D), a useless substrate contact region 3 is trimmed (cut out) 3c.
[0091]
FIG. 6 is a diagram showing a means for switching the N-channel MOS transistor cell 10 according to the present embodiment to a substrate contact cell.
[0092]
As shown in FIG. 6, the first layer metal (subgnd) 3a described with reference to FIGS. 2 and 5 is replaced with a cell switching metal 5 as the first layer metal to cover the transistor block (Sensitive Circuit) 4. As a result, the substrate contact region 3 is short-circuited with the gate wiring (G1), the source wiring (S1), and the drain wiring (D1), so that it is possible to easily switch to the substrate contact cell. Here, the wirings forming the gate wiring (G1), the source wiring (S1), and the drain wiring (D1) always pass through the cell switching metal 5 in the lower metal layer. Can be used to short circuit.
[0093]
As described above, in the structure of connectable N-channel MOS transistor cell 10 of the present embodiment, substrate contact region 3 is formed so as to be the outermost periphery of N-channel MOS transistor cell 10, so that N-channel MOS transistor cell 10 is formed. When the transistor cells 10 are connected to each other, the N-channel MOS transistor cells 10 are brought into contact with each other, so that the outermost substrate contact regions 3 are in contact with each other and are electrically connected. For this reason, the trouble of wiring the transistor cell between the substrate contact regions 3 and 3 can be omitted.
[0094]
When the N-channel MOS transistor cells 10 are continuously arranged, if a gap is formed between the N-channel MOS transistor cells 10 and a gap is formed between the substrate contact regions 3, the gap is processed. Due to troublesome design rules, extra work and time may be required, such as re-modification of the structure of the N-channel MOS transistor cell 10 itself or repair with a metal layer.
[0095]
However, in the present embodiment, since substrate contact region 3 exists at the outermost periphery, when N channel MOS transistor cells 10 are continuously arranged, between N channel MOS transistor cells 10 and between substrate contact regions 3 and 3. There is no gap in the space. Further, it is not necessary to newly form the substrate contact region 3. Therefore, N-channel MOS transistor cells 10 can be continuously arranged without any restrictions on design rules during layout design.
[0096]
If the structure of the substrate contact region 3 is different for each N-channel MOS transistor cell 10 on the layout, the threshold voltage may vary.
[0097]
However, in the present embodiment, since substrate contact region 3 exists at the outermost periphery in any of N-channel MOS transistor cells 10, it is possible to make the respective transistor structures completely equal, and to reduce the variation in threshold voltage. Possibilities can be reduced.
[0098]
Therefore, when the N-channel MOS transistor cells 10 are continuously arranged, wiring between the N-channel MOS transistor cells 10 in the substrate contact regions 3 is avoided, and the layout rules are not restricted by design rules. It is possible to provide a structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 in which the substrate contact region 3 is formed and the possibility of variation in threshold voltage can be reduced.
[0099]
Further, in the structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 of the present embodiment, the first layer metal (subgnd) 3a connected to the substrate contact region 3 is formed from the drain region / gate region / source region to each drain wiring. (D1) The transistor function is invalidated by short-circuiting in the first layer at the rising portion to the gate line (G1) and the source line (S1), and the N-channel MOS transistor cell 10 becomes a pseudo substrate contact block. Conversion is possible.
[0100]
That is, in the present embodiment, the N-channel MOS transistor cell 10 is simulated by covering the cell switching metal 5 so that the gate, drain, source, and substrate terminals are short-circuited to the entire N-channel MOS transistor cell 10. It can be reused as a substrate contact cell. As a result, the N-channel MOS transistor cell 10 invalidates the transistor function of the N-channel MOS transistor cell 10 because the drain region, the gate region, the source region, and the substrate contact region 3 are all short-circuited. The transistor cell 10 will be treated as a substrate contact cell.
[0101]
Therefore, by arranging N-channel MOS transistor cell 10 which is a substrate contact cell for stabilizing the substrate potential on which the transistor is arranged in an empty space on the layout pattern, effective use of the cell empty space is achieved. be able to.
[0102]
Specifically, for example, in addition to a plate-shaped metal using the first layer metal (subgnd) 3a, a gate wiring (G1) using a TOP metal having a relatively small resistance, and a second or third layer as a main signal line. Of the source wiring (S1) and the drain wiring (D1), which are often used, are connected to the upper layer via a plate-shaped metal using the first-layer metal. The N-channel MOS transistor cell 10 can be easily switched to the substrate contact cell simply by mounting the cell switching metal 5 for the N-channel MOS transistor cell 10.
[0103]
On the other hand, when the N-channel MOS transistor cell 10 of the present embodiment is laid as a pseudo-substrate contact cell in an empty space between the element circuits, conversely, when the pseudo-substrate contact cell is short-circuited. By removing the cell switching metal 5, the N-channel MOS transistor cell 10 can be easily reused.
[0104]
In other words, by continuously arranging pseudo substrate contact cells in the empty space on the layout, the substrate contact cells can be reduced to N by only removing the short-circuit cell switching metal 5 in response to various changes in transistor size. The channel MOS transistor cell 10 can be efficiently reused. Unnecessary substrate contact cells serve to enhance the substrate potential in the empty space.
[0105]
Further, in the structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 of the present embodiment, the width of the substrate contact region 3 is formed by expanding and contracting according to the respective trunk line widths of the drain trunk line (D) and the source trunk line (S). Is done.
[0106]
Therefore, for example, the structure of the basic substrate frame is maintained with respect to the change of each trunk line width of the drain trunk line (D) and the source trunk line (S) obtained from the current value distributed for each N-channel MOS transistor cell 10. The outermost substrate contact region 3 can be easily expanded and contracted as it is.
[0107]
In other words, since the structure of the substrate contact region 3 is improved in versatility, the N-channel MOS transistor cell 10 with various variations can be formed without changing the basic structure of the substrate contact region 3. For example, different N-channel MOS transistor cells 10 can be easily formed for each operation current.
[0108]
In the structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 according to the present embodiment, the substrate contact region 3 transmits a signal to each drain wiring (D1) and source wiring (S1) connected to the drain region and the source region. The portion located below each of the drain main lines (D) and the source main lines (S) to be supplied is opened as much as possible.
[0109]
Therefore, by cutting out as much as possible the substrate contact region 3 located below the drain trunk line (D) and the source trunk line (S), the first layer metal (subgnd) 3a covering the substrate contact region 3 and the drain trunk line (D) The parasitic capacitance formed between the source trunk lines (S) can be reduced.
[0110]
In the structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 according to the present embodiment, the N-channel MOS transistor cell 10 is formed by an N-channel MOS transistor formed in the first substrate (P-substrate) 1. Therefore, in the N-channel MOS transistors, when the N-channel MOS transistor cells 10 are continuously arranged, the wiring between the N-channel MOS transistor cells 10 in the substrate contact regions 3.3 is avoided, and the design rule is The structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 that can form the substrate contact region 3 without restriction and reduce the possibility of variation in threshold voltage can be provided.
[0111]
Further, in the structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 10 of the present embodiment, the N-channel MOS transistor cell 10 includes a second substrate (Deep N-well 7a) and a second substrate (N-well 7b) separated by an N-well 7b. Since it is formed in the P-substrate 2) 1a, the influence of noise generated by other circuits is cut off, and the transistor can operate at a stable substrate potential.
[0112]
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of description, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
[0113]
In the present embodiment, an example in which N-channel MOS transistor cells 10 are connected in the x-axis direction in FIG. 1 of the first embodiment, that is, in the extension direction of the gate line (G1) will be described.
[0114]
FIG. 7 is a circuit diagram of a differential pair composed of N-channel MOS transistors M1 and M2 having two kinds of roles, in which the source wiring (S1) is open for inserting an impedance element.
[0115]
FIG. 8 shows that the channel width W = α of the two types of N-channel MOS transistors M1 and M2 shown in FIG. 7 is divided into 16 (Wmin = α / 16), respectively, and 8 fingers (W ′ = 8 × Wmin) In each case, N-channel MOS transistor cells M1 'and M2', which are the N-channel MOS transistor cells 10 according to the present embodiment, are formed (M1 '= M2' = 2 * W '), and the x-axis direction shown in FIG. In other words, they are connected in the same direction as the gate wiring (G1) (extending direction of the gate wiring (G1)).
[0116]
As shown in the figure, the N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' are arranged in a cross shape and have a geometric origin symmetrical structure. 7, the variations between the N-channel MOS transistor M1 and the N-channel MOS transistor M2 in FIG. 7 are equal.
[0117]
In addition, by using the configuration according to the present embodiment, it is possible to easily connect substrate contact regions 3.3 even between different transistor cells like N-channel MOS transistor cells M1 ′ and M2 ′ shown in FIG. Becomes possible. Further, when the source trunk line (S) of the N-channel MOS transistor cell M1 'and the drain trunk line (D) of the N-channel MOS transistor M2' are connected in the x-axis direction at the cell stage, the substrate contact region 3. 3, the clearance rule between the adjacent metal wirings can be satisfied without concern for the restriction of the design rule used in the layout design. That is, the source trunk line (S) and the drain trunk line (D) must not be in contact with each other and must not be too close. In this regard, when the N-channel MOS transistor cells M1 ′ and M2 ′ are connected, the substrate contact regions 3.3 with a constant interval width exist between them, so that the substrate contact regions 3.3 with a constant interval width do not exist. Compared to the case, there is no need to worry about the distance between the source trunk (S) and the drain trunk (D).
[0118]
The final substrate wiring may be drawn from any position of the substrate contact region 3 at both ends of the connected N-channel MOS transistor cells M1 'and M2'.
[0119]
As described above, in the structure of the connectable N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' of the present embodiment, the N-channel in the outer ends of the drain trunk line (D) and the source trunk line (S) and in the substrate contact region 3 The planar spacing between the outermost periphery of the MOS transistor cells M1 ′ and M2 ′ is such that the N-channel MOS transistor cells M1 ′ and M2 ′ are continuous in the direction in which the gate line (G1) connected to the gate region extends. The width of the substrate contact region is set in advance so as to satisfy the intermetal clearance rule when the drain trunk line (D) and the source trunk line (S) face each other by being connected.
[0120]
Therefore, the N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' can be continuously arranged in a cross shape without worrying about design rule restrictions at the time of layout design, so that layout efficiency is further improved.
[0121]
In the structure of the connectable N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' of the present embodiment, when the N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' having different functions are connected to each other, The substrate contact regions 3.3 of the N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' having different functions can be shared by abutting the substrate contact regions 3.3 of M1 'and M2'. , A differential pair having good symmetry can be formed.
[0122]
[Embodiment 3]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. 9 and 10. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiments 1 and 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0123]
In this embodiment, an example of connection of four types of N-channel MOS transistor cells in the x-axis direction will be described.
[0124]
FIG. 9 is a circuit diagram of two differential pairs including four N-channel MOS transistors (M1 to M4) of a mixing unit conventionally used in a Gilbert cell mixer.
[0125]
FIG. 10 shows that the channel width (W = 80) of the two transistors shown in FIG. 9 is divided into eight (Wmin = 80/8 = 10), and the present embodiment is performed for every eight fingers (W ′ = 8 × Wmin). An N-channel MOS transistor cell M1 ', M2', M3 ', M4', which is the N-channel MOS transistor cell 10 according to mode 1, is formed (M1 '= M2' = M3 '= M4' = W '). The N-channel MOS transistor cells M1 'and M4' and the N-channel MOS transistor cells M2 'and M3' are connected in the x-axis direction shown, that is, in the same direction as the gate line (G1) (extending direction of the gate line (G1)). This is an example of arrangement. Note that the present invention is not limited to the above combination, and for example, the N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' and the N-channel MOS transistor cells M3 'and M4' may be connected and arranged.
[0126]
In FIG. 10, N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' as a differential pair and N-channel MOS transistor cells M3 'and M4' as a differential pair are arranged so as to be symmetrical. Therefore, even if the process variation occurs in the direction as indicated by the lower arrow in the figure, the N-channel MOS transistor cells M1 'and M2' as a differential pair and the N-channel MOS transistor cells as a differential pair The variations of M3 'and M4' become equal.
[0127]
Further, by using the configuration according to the present embodiment, the substrate contact region 3 can be easily formed between different transistor cells such as N-channel MOS transistor cells M1 'and M4' and N-channel MOS transistor cells M2 'and M3'.・ 3 can be connected.
[0128]
Further, when the source trunk line (S) of the N-channel MOS transistor cell M1 'and the drain trunk line (D) of the N-channel MOS transistor M4' are connected in the x-axis direction at the cell stage, the substrate contact region 3. 3, the clearance rule between the adjacent metal wirings can be satisfied without concern for the restriction of the design rule used in the layout design.
[0129]
Further, the final substrate wiring is formed by the positions of the substrate contact regions 3.3 at both ends of the connected N-channel MOS transistor cells M1 'and M4' and the substrate contact regions 3 at both ends of the N-channel MOS transistor cells M2 'and M3'.・ It is only necessary to pull out from any position 3 and the like.
[0130]
[Embodiment 4]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0131]
In this embodiment, an example of connection in the y-axis direction in FIG. 1 in an N-channel MOS transistor cell will be described.
[0132]
FIG. 11 shows an example in which two N-channel MOS transistors are formed for every eight fingers and connected in the y-axis direction (perpendicular to the gate line (G1)) in FIG.
[0133]
In this figure, the structure is substantially the same as that of the 16-finger N-channel MOS transistor cell 10 described in the second and third embodiments. As shown in the drawing, not only between the substrate contact regions 3.3 of the adjacent N-channel MOS transistor cells 10, but also between the gate trunks (G) and (G), and between the source trunks (S) and (S). Since there is no need to lay out the connections between the drain trunk lines (D) and (D), the layout efficiency can be improved.
[0134]
As described above, in the structure of the connectable N-channel MOS transistor cells 10 of the present embodiment, the gate trunk line (G) is formed to extend to the outermost end of the N-channel MOS transistor cells 10. Therefore, the gate trunks (G) and (G) can be connected to each other by abutting the gate trunks (G) and (G) of the adjacent N-channel MOS transistor cells 10. Therefore, when the N-channel MOS transistor cells 10 are continuously connected in the direction opposite to the gate trunk lines (G) and (G), separate connection wiring for the gate trunk lines (G) and (G) can be omitted. it can.
[0135]
In the structure of the connectable N-channel MOS transistor cells 10 of the present embodiment, each drain for supplying a signal to each drain wiring (D1) / source wiring (S1) connected to the drain region / source region. The trunk line (D) and the source trunk line (S) are formed to extend to the outermost ends of the N-channel MOS transistor cells 10.
[0136]
For this reason, the drain trunks (D) and (D) of the adjacent N-channel MOS transistor cells 10 and 10 are matched with each other and the source trunks (S) and (S) are matched with each other. And source trunk lines (S) and (S) can be connected to each other. Therefore, when the N-channel MOS transistor cells 10 are continuously connected in the direction in which the drain trunks (D) and (D) and the source trunks (S) and (S) face each other, the drain trunks (D) and (D) ) Separate connection wiring can be omitted for each other and for the source trunk lines (S) and (S).
[0137]
[Embodiment 5]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the above-described first to fourth embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0138]
In this embodiment, a P-channel MOS transistor cell will be described.
[0139]
As shown in FIG. 12, a P-channel MOS transistor cell 20 of the present embodiment has a drain region and a source on an N-well substrate 21 formed on a first substrate (P-substrate) 1 made of a P-type substrate. A transistor block (Sensitive Circuit) 24 composed of a P-type diffusion region 22 forming a region and a gate wiring (G1) made of polysilicon wiring is provided. In general, a TOP metal layer having a relatively small resistance is used for the gate wiring (G1).
[0140]
An N-well substrate contact region 23 formed of an N-type diffusion region for applying a substrate potential is formed around the transistor block (Sensitive Circuit) 24.
[0141]
In the present embodiment, the N-well substrate contact region 23 is formed so as to surround the outermost periphery of the P-channel MOS transistor cell 20, as shown in FIG. Thereby, in the present embodiment, it is possible to omit the inter-element wiring between the N-well substrate contact regions 23 of the adjacent P-channel MOS transistor cells 20.
[0142]
By using the P-channel MOS transistor cell 20 according to the present embodiment, the necessity of wiring between elements and the restrictions on design rules used in layout design are drastically reduced, so that layout work efficiency can be improved.
[0143]
FIG. 14 is a diagram showing a simplified version of P-channel MOS transistor cell 20 of FIG.
[0144]
On the other hand, in the present embodiment, the first layer metal (subvdd) 23a connected to the N-well substrate contact region 23 shown in FIG. 15 is used as the first layer metal as shown by a two-dot chain line in FIG. It is possible to switch to the cell switching metal 25.
[0145]
Here, in this embodiment, the wirings forming the gate wiring (G1), the source wiring (S1), and the drain wiring (D1) are all lower metal layers and always pass through the first layer. It is possible to short-circuit using layers.
[0146]
Thus, as shown in FIG. 16, the P-channel MOS transistor cell 20 can be easily switched to the N-well substrate contact cell only by the wiring composed of a simple plate-shaped metal formed by the cell switching metal 25. Note that the N-well substrate contact cell is defined as a drain region, a gate region, a source region, and an N-well substrate contact region by covering the cell switching metal 25 in the first layer over the entire P-channel MOS transistor cell 20. 23 are all short-circuited. As a result, the P-channel MOS transistor cell 20 loses the transistor function and is treated as an N-well substrate contact cell. As a result, the P-channel MOS transistor cell 20 can be reused as an N-well substrate contact cell in a pseudo manner, so that the power supply potential of the N-well can be enhanced.
[0147]
FIG. 17 is a plan view of a layout pattern in which the N-well substrate contact region 23 of FIG. 12 is extracted. As shown in the figure, an N-well substrate frame is formed in which all N-well substrate contact regions 23 are connected in advance. In addition, since the outermost periphery is formed by the N-well substrate contact region 23, smooth connection between the P-channel MOS transistor cells 20 irrespective of up, down, left and right is enabled.
[0148]
17, the N-well substrate contact region 23 can expand and contract according to the change in the wiring width of the source trunk line (S) and the drain trunk line (D) shown in FIG. It is possible to form the P-channel MOS transistor cell 20 according to the purpose without breaking the basic structure of the well substrate frame.
[0149]
Further, in the present embodiment, in order to avoid formation of a parasitic capacitance with the source main line (S) and the drain main line (D), useless N-well substrate contact region 23 is trimmed (cut out) 23c.
[0150]
Thus, in the structure of the connectable P-channel MOS transistor cell 20 of the present embodiment, the substrate contact region is the N-well substrate contact region 23. Therefore, in the P-channel MOS transistor, when the P-channel MOS transistor cells 20 are continuously arranged, wiring between the P-channel MOS transistor cells 20 in the N-well substrate contact regions 23 is avoided, and the layout is designed at the time of layout design. By forming the N-well substrate contact region 23 without being restricted by the design rules, it is possible to provide a structure of the connectable P-channel MOS transistor cells 20 which can reduce the possibility of variation in threshold voltage. Here, since the N-well substrates themselves are automatically overlapped by connecting the N-well substrate contact regions 23, there is no need to worry about design rules.
[0151]
Further, in the structure of the connectable P-channel MOS transistor cell 20 of the present embodiment, the first layer metal (subvdd) 23a connected to the N-well substrate contact region 23 is formed from the drain region, the gate region, and the source region. By utilizing the feature of short-circuiting in the first layer at the rising portion to each of the drain wiring (D1), the gate wiring (G1), and the source wiring (S1), it is electrically connected to these drain, gate, and source regions. It can be used as the cell switching metal 25.
[0152]
That is, by covering the cell switching metal 25 over the entire P-channel MOS transistor cell 20, the P-channel MOS transistor cell 20 can be reused as an N-well substrate contact cell in a pseudo manner. Thereby, the P-channel MOS transistor cell 20 disables the transistor function in the P-channel MOS transistor cell 20 because the drain region, the gate region, the source region, and the N-well substrate contact region 23 are all short-circuited. The P-channel MOS transistor cell 20 will be treated as an N-well substrate contact cell.
[0153]
Therefore, by arranging the P-channel MOS transistor cell 20 serving as an N-well substrate contact cell for stabilizing the transistor in an empty space on the layout pattern, it is possible to effectively use the empty cell space. it can.
[0154]
On the other hand, if the P-channel MOS transistor cell 20 is laid out in a vacant space between the element circuits as a pseudo substrate contact cell, the cell switching metal 25 of the pseudo substrate contact cell is removed. Thus, the original P-channel MOS transistor cell 20 can be easily reused.
[0155]
In the structure of the connectable P-channel MOS transistor cell 20 of the present embodiment, the width of the N-well substrate contact region 23 expands and contracts according to the width of each of the drain trunk line (D) and the source trunk line (D). Formed.
[0156]
Therefore, for example, the structure of the basic substrate frame is maintained with respect to the change of each trunk line width of the drain trunk line (D) and the source trunk line (D) obtained from the current value distributed to each P-channel MOS transistor cell 20. The outermost N-well substrate contact region 23 can be easily expanded and contracted as it is.
[0157]
That is, since the structure of the N-well substrate contact region 23 is enhanced for general versatility, the P-channel MOS transistor cell 20 having various variations can be formed without changing the basic structure of the N-well substrate contact region 23. Can be formed. For example, it becomes possible to easily form a P-channel MOS transistor cell 20 that differs for each operating current.
[0158]
Further, in the structure of the connectable P-channel MOS transistor cell 20 of the present embodiment, the N-well substrate contact region 23 includes the drain wiring (D1) and the source wiring (S1) connected to the drain region and the source region. An internal region below each drain main line (D) / source main line (D) for supplying a signal to the semiconductor device is opened as much as possible.
[0159]
Therefore, the first-layer metal (subvdd) 23a covering the N-well substrate contact region 23 is cut out as much as possible from the N-well substrate contact region 23 located below the drain main line (D) and the source main line (D). The parasitic capacitance formed between the drain main line (D) and the source main line (D) can be reduced.
[0160]
In the structure of the connectable P-channel MOS transistor cell 20 of the present embodiment, the substrate contact region is the N-well substrate contact region 23.
[0161]
Therefore, in the P-channel MOS transistor, when the P-channel MOS transistor cells 20 are continuously arranged, wiring between the P-channel MOS transistor cells 20 in the N-well substrate contact regions 23 is avoided, and the layout is designed at the time of layout design. It is possible to provide a structure of connectable P-channel MOS transistor cells 20 which can form a substrate contact region without being restricted by design rules and can reduce the possibility of variation in threshold voltage.
[0162]
[Embodiment 6]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the above-described first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0163]
In the present embodiment, an example will be described in which the P-channel MOS transistor cells 20 are connected in the x-axis direction in FIG. 13 of the fifth embodiment, that is, in the extension direction of the gate line (G1).
[0164]
FIG. 18 is a circuit diagram of a differential pair including two types of P-channel MOS transistors M1 and M2. Also, FIG. 19 shows that the channel width W = α of the two types of P-channel MOS transistors M1 and M2 shown in FIG. 18 is divided into 16 (Wmin = α / 16), and 8 fingers (W ′ = 8 × Wmin). Each time, P-channel MOS transistor cells M1 'and M2', which are the P-channel MOS transistor cells 20 according to the present embodiment, are formed (M1 '= M2' = 2 * W '), and the x-axis direction shown in FIG. In other words, they are connected in the same direction as the gate wiring (G1) (extending direction of the gate wiring (G1)).
[0165]
As shown in the figure, the P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' are arranged in a cross shape and have a geometrical origin symmetric structure. 19, the variation between the P-channel MOS transistor M1 and the P-channel MOS transistor M2 in FIG. 19 becomes equal.
[0166]
Further, by using the configuration according to the present embodiment, it is easy for transistor cells having different roles, such as P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' shown in FIG. 23 can be connected. Further, when the source trunk line (S) of the P-channel MOS transistor cell M1 'and the drain trunk line (D) of the P-channel MOS transistor cell M2' are connected in the x-axis direction at the cell stage, an N-well substrate is interposed therebetween. Since the contact regions 23 exist, the clearance rules between adjacent metal wirings can be satisfied without concern for the design rules used during layout design. That is, the source trunk line (S) and the drain trunk line (D) must not be in contact with each other and must not be too close. In this regard, when the P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' are connected, the N-well substrate contact regions 23 with a constant interval width exist between them, so that the N-well substrate contact regions with a constant interval width exist. There is no need to worry about the distance between the source trunk line (S) and the drain trunk line (D) as compared to the case where 23 does not exist.
[0167]
The final substrate wiring may be drawn from any position of the N-well substrate contact region 23 at both ends of the connected P-channel MOS transistor cells M1 'and M2'.
[0168]
As described above, in the structure of the connectable P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' of the present embodiment, the drain trunk (D) and the source trunk (D) are connected to the ends of the P-channel MOS transistor cells M1 'and M2'. By arranging it inside rather than the outer periphery, the width of the substrate contact region is set so as to satisfy the metal-to-metal clearance rule when the drain trunk line and the source trunk line face each other.
[0169]
Further, in the present embodiment, each of the outer ends of the drain trunk line (D) and the source trunk line (D) and the outermost periphery of the P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' in the N-well substrate contact regions 23 and 23 are arranged. The planar interval between the drain trunk lines (D) and the sources is established by continuously connecting the P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' in the direction of extension of the gate line (G1) connected to the gate region. It is set so as to satisfy the metal-to-metal clearance rule when the main line (D) faces each other.
[0170]
Therefore, the P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' can be continuously arranged without worrying about the restrictions of the design rules at the time of layout design, and the layout efficiency is further improved.
[0171]
In the structure of the connectable P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' of the present embodiment, when the two types of P-channel MOS transistor cells M1 'and M2' are connected to each other, each P-channel MOS transistor cell M1 Since the N-well substrate contact regions 23 of '.M2' are abutted against each other, a differential pair having good symmetry can be formed by arranging the N-well substrate contact regions 23 and 23 in common.
[0172]
[Embodiment 7]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as the members shown in the drawings of the above-described first to sixth embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0173]
In the present embodiment, an example of connection in the y-axis direction in FIG. 13 in the P-channel MOS transistor cell 20 will be described.
[0174]
FIG. 20 shows an example in which two P-channel MOS transistor cells 20 are formed for every eight fingers and connected in the y-axis direction (perpendicular to the gate line (G1)) in FIG.
[0175]
In the figure, the structure is substantially the same as that of the 16-finger P-channel MOS transistor cell 20. As shown in the figure, not only between the N-well substrate contact regions 23 of adjacent P-channel MOS transistor cells 20, but also between the gate trunks (G) and (G), and between the source trunks (S) and Since there is no need to lay out connections between (S) and between the drain main lines (D) and (D), the layout efficiency can be improved. Here, since the N-well substrates themselves are automatically overlapped by connecting the N-well substrate contact regions 23, there is no need to worry about design rules.
[0176]
As described above, in the structure of the connectable P-channel MOS transistor cells 20 of the present embodiment, the gate trunk line (G) is formed to extend to the outermost end of the P-channel MOS transistor cells 20. Therefore, the gate trunks (G) and (G) of the adjacent P-channel MOS transistor cells 20 and 20 can be connected to each other by abutment of the gate trunks (G) and (G). Therefore, when the P-channel MOS transistor cells 20 and 20 are continuously connected in the direction opposite to the gate trunk lines (G) and (G), a separate connection wiring for the gate trunk lines (G) and (G) can be omitted. it can.
[0177]
In the structure of the connectable P-channel MOS transistor cells 20 of the present embodiment, each drain for supplying a signal to each drain wiring (D1) and source wiring (S1) connected to the drain region and the source region is provided. The trunk line (D) and the source trunk line (D) are formed to extend to the outermost ends of the P-channel MOS transistor cells 20.
[0178]
Therefore, the drain trunk lines (D) and (D) of the adjacent P-channel MOS transistor cells 20 and 20 are matched with each other and the source trunk lines (D) and (D) are matched with each other. And source trunk lines (D) and (D) can be connected to each other. Therefore, when the P-channel MOS transistor cells 20 are continuously connected in the direction in which the drain trunks (D) and (D) and the source trunks (D) and (D) face each other, the drain trunks (D) and ( Separate connection wiring can be omitted for D) and source trunk lines (D) and (D).
[0179]
FIG. 21 is a simplified diagram of FIG. FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. From the figure, it is possible to connect the gate main line (G), the metal layer for substrate contact (subvdd) 23a, and the N-type diffusion region (n +) without considering the design rule by using the transistor structure of the present embodiment. It turns out that it becomes. Similarly, by overlapping the N-wells, it can be seen that they are electrically connected as one N-well without being restricted by the design rules.
[0180]
Embodiment 8
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiments 1 to 7 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. Further, the N-type diffusion region 32, the substrate contact region 33, and the transistor block (Sensitive Circuit) 34 described in the present embodiment are the N-type diffusion region 2, the substrate contact region 3, and the transistor block (Sensitive Circuit) of the first embodiment. Circuit 4).
[0181]
The transistor cell applied in the connectable transistor cell structure of the present invention is not limited to a square. That is, the present invention can be applied to other polygons.
[0182]
In the present embodiment, an N-channel MOS transistor cell having a triangular configuration will be described.
[0183]
As shown in FIG. 23, an N-channel MOS transistor cell 30 of the present embodiment has an N-type diffusion region 32 for forming a drain region and a source region on a first substrate (P-substrate) 1 made of a P-type substrate. And a triangular transistor block (Sensitive Circuit) 34 composed of a gate wiring (G1) made of polysilicon wiring. In general, a TOP metal layer having a relatively small resistance is used for the gate wiring (G1).
[0184]
Around the transistor block (Sensitive Circuit) 34, a substrate contact region 33 formed of a P-type diffusion region for applying a substrate potential is formed.
[0185]
In the present embodiment, the substrate contact region 33 is formed so as to surround the outermost periphery of the N-channel MOS transistor cell 30, as shown in FIG. Thereby, in the present embodiment, it is possible to omit the inter-element wiring between the substrate contact regions 33 of the adjacent N-channel MOS transistor cells 30.
[0186]
By using the N-channel MOS transistor cell 30 according to the present embodiment, the necessity of wiring between elements and the restrictions on design rules used during layout design are drastically reduced, so that layout work efficiency can be improved.
[0187]
On the other hand, in the present embodiment, the first layer metal connected to the substrate contact region 33 is replaced with a triangular cell switching metal (not shown), similarly to the rectangular N-channel MOS transistor cell 10 described in the first embodiment. It is possible to switch to.
[0188]
As a result, the N-channel MOS transistor cell 30 can be easily switched to the substrate contact cell only by the simple first-layer metal short-circuit wiring made of the triangular cell switching metal. As a result, the N-channel MOS transistor cell 30 can be reused as a pseudo substrate contact cell.
[0189]
Further, in the present embodiment, since the substrate frame in which the substrate contact regions 33 are all connected in advance is formed, and the outermost periphery is formed by the substrate contact regions 33, a smooth N channel The connection between the MOS transistor cells 30 is enabled.
[0190]
Further, the substrate contact region 33 can be expanded and contracted in accordance with the change in the wiring width of the source main line (S) and the drain main line (D), so that the N-channel MOS transistor cell 30 can be used without breaking the basic structure of the substrate frame. Can be formed.
[0191]
Also in the present embodiment, useless substrate contact region 33 is trimmed (not shown) in order to avoid formation of parasitic capacitance with source main line (S) and drain main line (D).
[0192]
24 and 25 show an example in which the N-channel MOS transistor cells 30 are arranged efficiently. As shown in the figure, the wiring is facilitated by arranging the gate trunks (G) and (G), the drain trunks (D) and (D), and the source trunks (S) and (S) to face each other. I have to.
[0193]
In the present embodiment,
As described above, in the structure of the connectable N-channel MOS transistor cell 30 of the present embodiment, the N-channel MOS transistor cell 30 has a polygonal shape including a quadrangle and a triangle. That is, the shape of the transistor cell is not limited to a general square, but may be a triangle or another polygon.
[0194]
[Embodiment 9]
The following will describe still another embodiment of the present invention with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first to eighth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Further, P-channel MOS transistor cell 40 described in the present embodiment is functionally the same as P-channel MOS transistor cell 20 described in the fifth embodiment. Therefore, the P-type diffusion region 42, the N-well substrate contact region 43, and the transistor block (Sensitive Circuit) 44 correspond to the P-type diffusion region 22, the N-well substrate contact region 23, and the transistor block (Sensitive Circuit) of the fifth embodiment. ) Has the same function as 24.
[0195]
The transistor cell applied in the connectable transistor cell structure of the present invention is not limited to a square P-channel MOS transistor cell, and the present invention can be applied to other polygons.
[0196]
In the present embodiment, a P-channel MOS transistor cell having a triangular configuration will be described.
[0197]
As shown in FIG. 26, the P-channel MOS transistor cell 40 of the present embodiment has a drain region and an N-well substrate 41 formed on a first substrate (P-substrate) formed of a P-type substrate (not shown). A transistor block (Sensitive Circuit) 44 having a triangular structure constituted by a P-type diffusion region 42 forming a source region and a gate line (G1) formed of a polysilicon line is provided. In general, a TOP metal layer having a relatively small resistance is used for the gate wiring (G1).
[0198]
An N-well substrate contact region 43 formed of an N-type diffusion region for applying a substrate potential is formed around the transistor block (Sensitive Circuit) 44.
[0199]
In the present embodiment, the N-well substrate contact region 43 is formed so as to surround the outermost periphery of the P-channel MOS transistor cell 40. As a result, in the present embodiment, it is possible to omit the inter-element wiring between the N-well substrate contact regions 43 of the adjacent P-channel MOS transistor cells 40.
[0200]
By using the P-channel MOS transistor cell 40 according to the present embodiment, the necessity of wiring between elements and the restrictions on design rules used in layout design are drastically reduced, so that layout work efficiency can be improved.
[0201]
On the other hand, also in the present embodiment, the function of the transistor can be disabled by using a triangular cell switching metal (not shown) in the first layer metal (subvdd) 43a connected to the N-well substrate contact region 43. ing.
[0202]
Here, in this embodiment, the wirings forming the gate wiring (G1), the source wiring (S1), and the drain wiring (D1) are all lower metal layers and always pass through the first layer. It is possible to short-circuit using layers.
[0203]
Thus, the triangular P-channel MOS transistor cell 40 can be easily switched to the triangular N-well substrate contact cell only with the wiring composed of a simple plate-shaped metal formed by the triangular cell switching metal. As a result, the P-channel MOS transistor cell 40 can be reused as a pseudo N-well substrate contact cell.
[0204]
Further, in the present embodiment, the outermost periphery of triangular P-channel MOS transistor cell 40 is formed by N-well substrate contact region 43, so that smooth P-channel MOS transistor cells 40 irrespective of the vertical and horizontal directions are formed. The connection is made possible.
[0205]
Further, the N-well substrate contact region 43 can be expanded and contracted according to the change in the wiring width of the source trunk line (S) and the drain trunk line (D), so that the basic structure of the N-well substrate frame can be changed without breaking the purpose. The P-channel MOS transistor cell 40 can be formed.
[0206]
In this embodiment, useless N-well substrate contact region 43 is trimmed (cut out) in order to avoid formation of parasitic capacitance with source main line (S) and drain main line (D). ).
[0207]
As described above, in the structure of the connectable P-channel MOS transistor cell 40 of the present embodiment, the P-channel MOS transistor cell 40 has a polygonal shape including a quadrangle and a triangle. That is, the shape of the transistor cell is not limited to a general square, but may be a triangle or another polygon.
[0208]
It should be noted that the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and various changes can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
[0209]
【The invention's effect】
As described above, the connectable transistor cell structure of the present invention is formed such that the substrate contact region is the outermost periphery of the transistor cell.
[0210]
Therefore, since the substrate contact region is formed so as to be the outermost periphery of the transistor cell, when connecting the transistor cells, the substrate contact regions existing at the outermost periphery are mutually connected by abutting the transistor cells. Contact and electrical connection. Therefore, the trouble of wiring between the transistor cells in the substrate contact regions can be omitted.
[0211]
Further, since the substrate contact region exists at the outermost periphery, no gap is formed between the transistor cells or between the substrate contact regions when the transistor cells are continuously arranged. Further, it is not necessary to newly form a substrate contact region. Therefore, the transistor cells can be continuously arranged without any restrictions of the design rules at the time of layout design.
[0212]
In addition, since the substrate contact region exists at the outermost periphery in any of the transistor cells, the respective transistor structures can be completely equalized, and the possibility of variation in threshold voltage can be reduced.
[0213]
Therefore, when continuously arranging the transistor cells, wiring between the transistor cells in the substrate contact region is avoided, and the substrate contact region is formed without being restricted by the design rule at the time of the layout design. This provides an effect that it is possible to provide a connectable transistor cell structure that can reduce the number of transistors.
[0214]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein a first layer metal connected to the substrate contact region is provided, and the first layer metal is: The transistor function is disabled by short-circuiting in the first layer at the rising portion from the drain region / gate region / source region to each drain wiring / gate wiring / source wiring, and the transistor cell is turned into a pseudo substrate contact block. It can be converted.
[0215]
Therefore, the transistor cell can be easily switched to the substrate contact cell simply by mounting the simple short-circuit first layer metal on the transistor cell. Therefore, by arranging a transistor cell serving as a substrate contact cell for stabilizing a transistor in an empty space on the layout pattern, an effect of effectively utilizing the cell empty space can be achieved.
[0216]
On the other hand, when the transistor cell of the present invention is laid out in a vacant space between the element circuits as a pseudo substrate contact cell, on the other hand, the first-layer metal for short circuit of the pseudo substrate contact cell is By removing it, it is possible to easily reuse it as the original transistor cell.
[0219]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure according to the above description, wherein the drain wiring and the source wiring connected to the drain region and the source region are provided above the substrate contact region. Each drain main line / source main line for supplying a signal is arranged inside and above the substrate contact region of the transistor cell, and the width of the substrate contact region expands and contracts according to each main line width of the drain main line / source main line. Is formed.
[0218]
Therefore, since the structure of the substrate contact region is improved in versatility, it is possible to form a transistor cell with various variations without changing the basic structure of the substrate contact region.
[0219]
In the connectable transistor cell structure according to the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, the substrate contact region supplies a signal to each drain wiring / source wiring connected to the drain region / source region. The internal region located below each of the drain trunk lines and the source trunk lines is as open as possible.
[0220]
Therefore, the parasitic capacitance formed between the first layer metal covering the substrate contact region and the drain / source trunk line is reduced by cutting out the substrate contact region located below the drain / source trunk line as much as possible. This has the effect that it can be performed.
[0221]
Further, in the connectable transistor cell structure of the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, the drain main line and the source main line are arranged inside the outermost periphery of the transistor cell, so that the mutual drain main line The width of the substrate contact region is set so as to satisfy the metal-to-metal clearance rule when the source trunk lines face each other.
[0222]
Therefore, the transistor cells can be continuously arranged without worrying about the restrictions of the design rules at the time of layout design, so that the layout efficiency is further improved.
[0223]
In the connectable transistor cell structure according to the present invention, in the connectable transistor cell structure described above, a gate trunk line for supplying a signal to a gate wiring connected to the gate region is provided at an outermost peripheral end of the transistor cell. It is formed to extend up to.
[0224]
Therefore, the gate trunks can be connected to each other by abutting the gate trunks of the adjacent transistor cells. Therefore, when the transistor cells are continuously connected in the direction opposite to the gate trunk line, there is an effect that a separate connection wiring can be omitted for the gate trunk line.
[0225]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein each drain main line and source for supplying a signal to each drain wiring and source wiring connected to the drain region and the source region are provided. The main line extends to the outermost peripheral end of the transistor cell.
[0226]
Therefore, the drain trunk lines and the source trunk lines can be connected to each other by abutting the drain trunk lines and the source trunk lines of the adjacent transistor cells. Therefore, when the transistor cells are continuously connected in the direction in which the drain trunk lines and the source trunk lines are opposed to each other, an effect is obtained that a separate connection wiring can be omitted for the drain trunk lines and the source trunk lines.
[0227]
Further, the connectable transistor cell structure according to the present invention is the same as the connectable transistor cell structure described above, wherein the transistor cells have various functions depending on the purpose of design, but the transistor cells are connected to each other. The substrate contact regions of the transistor cells having different functions can be shared by abutting the substrate contact regions of the respective transistor cells.
[0228]
Therefore, when connecting transistor cells having different functions to each other, the substrate contact regions of the transistor cells having different functions can be shared by abutting the substrate contact regions of the respective transistor cells. By arranging them, a differential pair having good symmetry can be formed.
[0229]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein the transistor cell is an N-channel MOS transistor formed in a first P-type semiconductor substrate. is there.
[0230]
Therefore, in the N-channel MOS transistor, when continuously arranging the transistor cells, the wiring between the transistor cells in the substrate contact region is avoided, and the substrate contact region is formed without being restricted by the design rule at the time of layout design. This has the effect of providing a connectable transistor cell structure that can reduce the possibility of variations in threshold voltage.
[0231]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure according to the above description, wherein the transistor cell is separated by a process option (Deep N-well) and an N-well. It is formed in a mold semiconductor substrate.
[0232]
Therefore, there is an effect that the influence of noise generated by another circuit is cut off and the transistor can operate at a stable substrate potential.
[0233]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein the substrate contact region is an N-well substrate contact region.
[0234]
Therefore, in the P-channel MOS transistor, when arranging the transistor cells continuously, it is possible to avoid wiring between the transistor cells of the substrate contact regions and form the substrate contact regions without being restricted by the design rules during layout design. This has the effect of providing a connectable transistor cell structure that can reduce the possibility of variations in threshold voltage.
[0235]
The connectable transistor cell structure according to the present invention is the connectable transistor cell structure described above, wherein the transistor cell has a polygonal shape including a quadrangle and a triangle.
[0236]
According to the above invention, the transistor cell has a polygonal planar shape including a square and a triangle. That is, the shape of the transistor cell is not limited to a general square, but may be a triangle or another polygon. Also according to this, the effects of the above invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of an N-channel MOS transistor cell according to the present invention, and is a plan view showing a layout pattern.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4, showing an N-channel MOS transistor cell disposed in a first substrate (P-substrate).
FIG. 3 is a plan view showing a layout pattern in which a substrate contact region of the N-channel MOS transistor cell is extracted.
FIG. 4 is a plan view showing a simplified layout pattern of the N-channel MOS transistor cell.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4, illustrating an N-channel MOS transistor cell arranged in a Deep N-well;
FIG. 6 is a plan view showing a state where an N-channel MOS transistor cell is switched to a substrate contact cell by a cell switching metal.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a differential pair including two N-channel MOS transistors (M1 and M2).
FIG. 8 is a plan view showing a state in which N-channel MOS transistor cells (M1 ′ and M2 ′) of the N-channel MOS transistors (M1 and M2) are connected to each other.
FIG. 9 is a circuit diagram showing two differential pairs composed of four N-channel MOS transistors (M1 to M4).
FIG. 10 is a plan view showing a state in which N-channel MOS transistor cells (M1 ′ to M4 ′) of the N-channel MOS transistors (M1 to M4) are connected and arranged.
FIG. 11 is a plan view showing a state where the N-channel MOS transistor cell is connected to a gate wiring in a vertical direction.
12 shows another embodiment of the connectable transistor cell structure according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 14, showing a P-channel MOS transistor cell.
FIG. 13 is a plan view showing a layout pattern of the P-channel MOS transistor cell.
FIG. 14 is a plan view showing a simplified layout pattern of the P-channel MOS transistor cell.
15 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 14, showing a state in which a P-channel MOS transistor cell is switched to a substrate contact cell by a cell switching metal.
FIG. 16 is a plan view showing a state in which a P-channel MOS transistor cell is switched to a substrate contact cell by a cell switching metal.
FIG. 17 is a plan view showing a layout pattern in which an N-well substrate contact region of the P-channel MOS transistor cell is extracted.
FIG. 18 is a circuit diagram showing a differential pair including two P-channel MOS transistors (M1 and M2).
FIG. 19 is a plan view showing a state in which P-channel MOS transistor cells (M1 ′ and M2 ′) of the P-channel MOS transistors (M1 and M2) are connected to each other.
FIG. 20 is a plan view showing a state where the P-channel MOS transistor cell is connected to a gate wiring in a vertical direction.
FIG. 21 is a plan view showing a simplified layout pattern of FIG. 20;
FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 21, showing a state where the P-channel MOS transistor cell is connected to a gate wiring in a vertical direction.
FIG. 23 is a plan view showing still another embodiment of the connectable transistor cell structure according to the present invention, and showing a triangular N-channel MOS transistor cell.
FIG. 24 is a plan view showing a state where the triangular N-channel MOS transistor cells are connected and arranged;
FIG. 25 is a plan view showing a state in which a large number of triangular N-channel MOS transistor cells are connected and arranged.
FIG. 26 is a plan view showing a triangular P-channel MOS transistor cell.
FIG. 27 is a circuit diagram showing an N-channel MOS transistor having a channel width W of α.
FIG. 28 is a circuit diagram showing an N-channel MOS transistor in which the channel width is divided in parallel into minimum units.
29 shows the structure of a conventional connectable transistor cell, and is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 31, showing an N-channel MOS transistor cell arranged in a Deep N-well.
FIG. 30 is a plan view showing an N-channel MOS transistor cell arranged in the Deep N-well.
FIG. 31 is a plan view showing a simplified layout pattern of the P-channel MOS transistor cell.
FIG. 32 is a circuit diagram showing the P-channel MOS transistor.
FIGS. 33A and 33B are plan views showing layout examples of a three-terminal MOS transistor composed of a gate, a source, and a drain schematically showing gate resistance.
FIGS. 34A and 34B are circuit diagrams in which the gate resistance of a polysilicon wiring is considered in the MOS transistor.
FIG. 35 is a plan view showing a state where the N-channel MOS transistor cells are connected and arranged;
FIG. 36 is a plan view showing another state in which the N-channel MOS transistor cells are connected and arranged.
FIG. 37 is a plan view showing still another state in which the N-channel MOS transistor cells are connected and arranged.
FIG. 38 is a plan view showing still another state in which the N-channel MOS transistor cells are connected and arranged.
FIG. 39 is a plan view showing still another state in which the N-channel MOS transistor cells are connected and arranged.
FIG. 40 is a circuit diagram showing N-channel MOS transistors (M1 to M4) limited to transistors of a differential input type LNA circuit.
[Explanation of symbols]
1. First substrate (P-substrate) (first P-type semiconductor substrate)
1a Second substrate (P-substrate 2) (second P-type semiconductor substrate)
2 N-type diffusion region (drain region, source region)
3 Substrate contact area
3a First layer metal (subgnd)
3c trimming (opening)
4 Transistor block (Sensitive Circuit)
5 Cell switching metal (first layer metal)
10 N-channel MOS transistor cell (transistor cell)
20 P-channel MOS transistor cell (transistor cell)
21 N-well substrate
22 P-type diffusion region (drain region, source region)
23 N-well substrate contact area
23a First layer metal (subvdd)
25 Cell Switching Metal (First Layer Metal)
30 N-channel MOS transistor cell (transistor cell)
40 P-channel MOS transistor cell (transistor cell)
D drain main line
D1 drain wiring
G gate trunk line
G1 Gate wiring
Gd1 dummy poly wiring
M1, M2, M3, M4 MOS transistors
M1 ', M2', M3 ', M4' MOS transistor cells
S source trunk line
S1 source wiring

Claims (12)

ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域及びトランジスタの動作を安定化するための基板コンタクト領域を有し、半導体集積回路を構成すべく並列配置される連結可能なトランジスタセル構造において、
上記基板コンタクト領域が、トランジスタセルの最外周となるように形成されていること特徴とする連結可能なトランジスタセル構造。
In a connectable transistor cell structure having a drain contact region, a gate contact region, a source contact region, and a substrate contact region for stabilizing the operation of the transistor, the connectable transistor cell structure is arranged in parallel to constitute a semiconductor integrated circuit;
A connectable transistor cell structure, wherein the substrate contact region is formed so as to be the outermost periphery of the transistor cell.
前記基板コンタクト領域に接続される第1層メタルが設けられているとともに、
上記第1層メタルは、前記ドレイン領域・ゲート領域・ソース領域から各ドレイン配線・ゲート配線・ソース配線への立ち上がり部分において第1層にて短絡することにより、トランジスタ機能を無効にし、トランジスタセルを擬似的な基板コンタクトブロックに変換できることを特徴とする請求項1記載の連結可能なトランジスタセル構造。
A first layer metal connected to the substrate contact region is provided;
The first-layer metal disables the transistor function by short-circuiting in the first layer at a rising portion from the drain region / gate region / source region to each drain wiring / gate wiring / source wiring, thereby disabling the transistor cell. The connectable transistor cell structure according to claim 1, wherein the structure can be converted into a pseudo substrate contact block.
前記基板コンタクト領域の上方には、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線がトランジスタセルの基板コンタクト領域の内部かつ上方に配置されるとともに、
上記ドレイン幹線・ソース幹線の各幹線幅に応じて、基板コンタクト領域の幅が伸縮して形成されることを特徴とする請求項1又は2記載の連結可能なトランジスタセル構造。
Above the substrate contact region, each drain main line and source main line for supplying a signal to each drain wiring / source wiring connected to the drain region / source region are arranged inside and above the substrate contact region of the transistor cell. Along with
3. The connectable transistor cell structure according to claim 1, wherein the width of the substrate contact region is formed to expand and contract according to the width of each of the drain trunk line and the source trunk line.
前記基板コンタクト領域は、前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線の下方に位置する内部領域が可能な限り開口されていることを特徴とする請求項3記載の連結可能なトランジスタセル構造。In the substrate contact region, an internal region located below each drain main line / source main line for supplying a signal to each drain line / source line connected to the drain region / source region is opened as much as possible. The connectable transistor cell structure according to claim 3, wherein: 前記ドレイン幹線・ソース幹線をトランジスタセルの最外周よりも内部に配置することにより、相互のドレイン幹線・ソース幹線が対向するときのメタル間クリアランスルールを満たすように基板コンタクト領域幅が設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。By arranging the drain trunk line and the source trunk line inside the outermost periphery of the transistor cell, the width of the substrate contact region is set so as to satisfy the metal-to-metal clearance rule when the drain trunk line and the source trunk line face each other. The connectable transistor cell structure according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記ゲート領域に接続されるゲート配線に信号を供給するゲート幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。6. The gate trunk line for supplying a signal to a gate wiring connected to the gate region, the gate trunk line extending to the outermost peripheral end of the transistor cell, and formed. Connectable transistor cell structure. 前記ドレイン領域・ソース領域に接続される各ドレイン配線・ソース配線に信号を供給する各ドレイン幹線・ソース幹線は、トランジスタセルの最外周端部にまで延びて形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。The drain trunk line / source trunk line for supplying a signal to each drain wiring / source wiring connected to the drain region / source region is formed to extend to the outermost peripheral end of the transistor cell. Item 7. A connectable transistor cell structure according to any one of Items 1 to 6. 前記トランジスタセルは設計の目的により様々な機能を持つにも関わらず、上記トランジスタセルを互いに連結するときには、各トランジスタセルの基板コンタクト領域同士を突き合わせることによって異なる機能を持つトランジスタセルの基板コンタクト領域を共有できることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。Although the transistor cells have various functions depending on the design purpose, when connecting the transistor cells to each other, the substrate contact regions of the transistor cells having different functions are formed by abutting the substrate contact regions of the respective transistor cells. The connectable transistor cell structure according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記トランジスタセルは、第1のP型半導体基板内に形成されたNチャネルMOSトランジスタにてなることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。9. The connectable transistor cell structure according to claim 1, wherein said transistor cell is an N-channel MOS transistor formed in a first P-type semiconductor substrate. 前記トランジスタセルは、プロセスオプション(Deep N−well)とN−wellとにより隔離された第2のP型半導体基板内に形成されていることを特徴とする請求項9記載の連結可能なトランジスタセル構造。10. The connectable transistor cell according to claim 9, wherein the transistor cell is formed in a second P-type semiconductor substrate separated by a process option (Deep N-well) and an N-well. Construction. 前記基板コンタクト領域は、N−ウエル基板コンタクト領域であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。9. The connectable transistor cell structure according to claim 1, wherein the substrate contact region is an N-well substrate contact region. 上記トランジスタセルは、平面形状が四角形及び三角形を含む多角形であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の連結可能なトランジスタセル構造。12. The connectable transistor cell structure according to claim 1, wherein the transistor cell has a polygonal shape including a quadrangle and a triangle.
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