JP2006286862A - Designing method and manufacturing method for semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の設計方法および製造方法に係り、特にスタンダードセルを備えた半導体装置の設計方法および製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device design method and manufacturing method, and more particularly to a semiconductor device design method and manufacturing method including a standard cell.
近年、半導体装置の製造技術の進歩は非常に目覚しく、半導体装置に含まれる素子の微細化が進んでいる。このような半導体素子の微細化は、マスクプロセス技術、リソグラフィ技術、およびエッチング技術等の微細パターン形成技術の飛躍的な進歩により実現されている。 2. Description of the Related Art In recent years, the progress of semiconductor device manufacturing technology has been very remarkable, and the miniaturization of elements included in a semiconductor device has been advanced. Such miniaturization of semiconductor elements has been realized by rapid progress in fine pattern formation technology such as mask process technology, lithography technology, and etching technology.
パターンサイズが十分大きい時代には、ウェハ上に形成したいLSIパターンの平面形状をそのまま設計パターンとして描き、その設計パターンに忠実に作成されたマスクを用いてほぼ設計パターン通りのパターンを基板上に形成できた。 In an era when the pattern size is sufficiently large, the planar shape of the LSI pattern to be formed on the wafer is drawn as it is as a design pattern, and a pattern that conforms to the design pattern is formed on the substrate using a mask that is created faithfully to the design pattern. did it.
しかし、パターンの微細化が進むにつれて、各プロセスでパターンを忠実に形成することが困難になってきており、最終的な仕上り寸法が設計パターン通りにならない場合が生じる。 However, as pattern miniaturization progresses, it becomes difficult to form a pattern faithfully in each process, and the final finished dimension may not be the same as the design pattern.
特に微細加工を達成するために最も重要なリソグラフィおよびエッチングプロセスにおいては、形成したいパターンの周辺に配置された他のパターンレイアウト環境が、そのパターンの寸法精度に大きく影響する。 In particular, in the lithography and etching processes that are most important for achieving microfabrication, other pattern layout environments arranged around the pattern to be formed greatly affect the dimensional accuracy of the pattern.
そこで、これらの影響を低減させるために、加工後の寸法が所望パターンに形成されるように、予め設計パターンの形を選択的に変更する方法である近接効果補正(OPC:Optical Proximity Correction)等を行う必要がある。 Therefore, in order to reduce these influences, proximity effect correction (OPC: Optical Proximity Correction) which is a method of selectively changing the shape of the design pattern in advance so that the dimension after processing is formed into a desired pattern Need to do.
しかし、OPCにより高精度な補正を行うためには、設計パターンに多くの細かい補助パターンを付加する必要がある。これにより、設計時間或いはマスク作成時間の増大が問題となる。 However, in order to perform highly accurate correction by OPC, it is necessary to add many fine auxiliary patterns to the design pattern. As a result, an increase in design time or mask creation time becomes a problem.
ところで、半導体装置のレイアウト設計にはスタンダードセルが用いられている。複数のスタンダードセルは、上下左右に隣接して配置される。また、スタンダードセルを構成するトランジスタのしきい値電圧は一種類ではなく、セルの配置によっては、同じしきい値電圧をもったスタンダードセルが近接して、かつ分離された状態で配置されうる。 Incidentally, standard cells are used in the layout design of semiconductor devices. The plurality of standard cells are arranged adjacent to each other vertically and horizontally. Further, the threshold voltage of the transistors constituting the standard cell is not one type, and depending on the cell arrangement, standard cells having the same threshold voltage can be arranged close to each other and separated from each other.
例えば、同じしきい値電圧のスタンダードセルが近接して配置され、各々のチャネルインプラ領域が基板コンタクト領域を共有する場合に、この基板コンタクト領域上でデザインルール上の最小間隔違反が発生することがある。 For example, when standard cells having the same threshold voltage are arranged close to each other and each channel implantation region shares the substrate contact region, a minimum spacing violation in the design rule may occur on the substrate contact region. is there.
したがって、予めこのようなデザインルール違反が発生するのを回避するため、スタンダードセル境界に存在する基板コンタクト領域上に、該当するスタンダードセルのしきい値電圧を決めるチャネルインプラ領域とは異なるしきい値のチャネルインプラ領域も同時に配置している。この異なるしきい値のチャネルインプラ領域は、基板コンタクト領域上にのみ存在することになるため、細長い領域となり、結果的にイオン注入工程でも高精度のリソグラフィ技術が必要となってしまう。 Therefore, in order to avoid such a design rule violation in advance, a threshold different from the channel implantation region that determines the threshold voltage of the corresponding standard cell is formed on the substrate contact region existing at the standard cell boundary. The channel implantation region is also arranged at the same time. Since the channel implantation regions having different threshold values exist only on the substrate contact region, the channel implantation region becomes an elongated region, and as a result, a high-precision lithography technique is required even in the ion implantation process.
この種の関連技術として、従来のスタンダードセル方式と同等の労力と時間で、マニュアル設計に近い集積度の集積回路を設計する技術が開示されている(特許文献1参照)。
本発明は、イオン注入工程での高精度なリソグラフィ技術を削減することが可能な半導体装置の設計方法および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device design method and a semiconductor device manufacturing method capable of reducing high-precision lithography technology in an ion implantation process.
本発明の第1の視点に係る半導体装置の設計方法は、トランジスタが形成される複数の半導体領域をそれぞれが含む複数のスタンダードセルを複数の行に配置し、各行で隣接する2つのスタンダードセルの隙間を埋め込むように、複数の埋め込みセルを配置し、前記複数の半導体領域に対応し、かつトランジスタのしきい値電圧を調整するための複数のチャネルインプラ領域を配置し、各行で隣接する2つのチャネルインプラ領域にデザインルールに基づく最小間隔違反が発生した場合に、該当する2つのチャネルインプラ領域を前記埋め込みセルを用いて合成し、合成されたチャネルインプラ領域の形状を用いてマスクを作成する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device design method in which a plurality of standard cells, each including a plurality of semiconductor regions in which transistors are formed, are arranged in a plurality of rows, and two standard cells adjacent in each row are arranged. A plurality of embedded cells are arranged so as to embed a gap, a plurality of channel implantation regions corresponding to the plurality of semiconductor regions and a transistor for adjusting a threshold voltage are arranged, and two adjacent rows in each row are arranged. When a minimum interval violation based on the design rule occurs in the channel implantation region, the corresponding two channel implantation regions are synthesized using the embedded cell, and a mask is created using the shape of the synthesized channel implantation region.
本発明の第2の視点に係る半導体装置の設計方法は、第1導電型を有し、かつ基板に電源を供給するための基板コンタクト領域を配置し、前記基板コンタクト領域の両側に、第1導電型の第1半導体領域と第2導電型の第2半導体領域とを含む複数のスタンダードセルを配置し、前記第1半導体領域は前記基板コンタクト領域側に配置され、前記基板コンタクト領域の上で、前記複数のスタンダードセルからなる2つの行の間を埋め込むように埋め込みセルを配置し、前記第1半導体領域に対応しかつ前記基板コンタクト領域に重なるように、トランジスタのしきい値電圧を調整するための複数のチャネルインプラ領域を配置し、前記埋め込みセルの上で前記複数のチャネルインプラ領域のうちデザインルールに基づく最小間隔違反が発生した場合に、該当する2つのチャネルインプラ領域を前記埋め込みセルを用いて合成し、合成されたチャネルインプラ領域の形状を用いてマスクを作成する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for designing a semiconductor device, wherein a substrate contact region having a first conductivity type and supplying power to a substrate is disposed, A plurality of standard cells including a first semiconductor region of a conductivity type and a second semiconductor region of a second conductivity type are disposed, and the first semiconductor region is disposed on the substrate contact region side, The embedded cells are arranged so as to be embedded between the two rows of the plurality of standard cells, and the threshold voltage of the transistor is adjusted so as to correspond to the first semiconductor region and overlap the substrate contact region. A plurality of channel implantation regions are arranged, and a minimum interval violation based on a design rule among the plurality of channel implantation regions occurs on the embedded cell. If the combines the two channel implantation region corresponding with the embedded cells, to create a mask using the shape of the synthesized channel implantation region.
本発明の第3の視点に係る半導体装置の製造方法は、複数のスタンダードセルにそれぞれ含まれかつトランジスタが形成される複数の半導体領域を複数の行に形成し、前記半導体領域内に、トランジスタのしきい値電圧を調整するための複数のチャネルインプラ領域を複数のマスクを用いて形成し、前記複数のマスクは各行で隣接する2つのチャネルインプラ領域にデザインルールに基づく最小間隔違反が発生した2つのチャネルインプラ領域を合成した形状を有するマスクを含む。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a plurality of semiconductor regions that are respectively included in a plurality of standard cells and in which transistors are formed are formed in a plurality of rows, and the transistors are formed in the semiconductor regions. A plurality of channel implantation regions for adjusting the threshold voltage are formed by using a plurality of masks, and the plurality of masks cause a minimum interval violation based on the design rule in two adjacent channel implantation regions in each row 2 A mask having a shape obtained by synthesizing two channel implantation regions is included.
本発明によれば、イオン注入工程での高精度なリソグラフィ技術を削減することが可能な半導体装置の設計方法および半導体装置の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the design method of the semiconductor device which can reduce the highly accurate lithography technique in an ion implantation process, and the manufacturing method of a semiconductor device can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一の機能および構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, elements having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の設計方法を示すフローチャートである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a flowchart showing a method for designing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
まず、接地電位Vssを基板に供給するためのP+拡散領域である基板コンタクト領域11(或いは、ボディコンタクトともいう)と、電源電位Vddを基板に供給するためのN+拡散領域である基板コンタクト領域12−1,12−2とを基板上に配置する(ステップS1a)。図2は、複数の基板コンタクト領域を示すレイアウト図である。 First, a substrate contact region 11 (also referred to as a body contact) which is a P + diffusion region for supplying the ground potential Vss to the substrate, and a substrate contact which is an N + diffusion region for supplying the power supply potential Vdd to the substrate. The regions 12-1 and 12-2 are arranged on the substrate (step S1a). FIG. 2 is a layout diagram showing a plurality of substrate contact regions.
基板コンタクト領域11は、接地電位Vssに接続される。基板コンタクト領域12−1,12−2は、電源電位Vddに接続される。これらの基板コンタクト領域の幅は、トランジスタのしきい値電圧等に基づいてデザインルールとして規定される。
The
次に、複数のスタンダードセルを配置する(ステップS1b)。スタンダードセルは、CMOS回路やAND回路等の基本ゲートの集合である。このスタンダードセルは、例えば、幅(図3中のY方向の長さ)が一定で、長さ(図3中のX方向の長さ)が異なる形状となっている。このスタンダードセルの長さは、CMOS回路やAND回路等の種類によって変化する。また、複数のスタンダードセルは、スタンダードセルが有するトランジスタのしきい値電圧がそれぞれ異なる複数種類のスタンダードセルを含んでいる。 Next, a plurality of standard cells are arranged (step S1b). A standard cell is a set of basic gates such as a CMOS circuit and an AND circuit. For example, the standard cell has a constant width (a length in the Y direction in FIG. 3) and a different length (a length in the X direction in FIG. 3). The length of this standard cell varies depending on the type of CMOS circuit or AND circuit. The plurality of standard cells include a plurality of types of standard cells in which the threshold voltages of the transistors included in the standard cells are different.
図3は、複数のスタンダードセルを示すレイアウト図である。図3には、一例として、6個のスタンダードセルSC1〜SC6を示している。また、スタンダードセルSC1とSC5とは、同じしきい値電圧を有している。スタンダードセルSC2,SC4,SC6は、スタンダードセルSC1,SC5と異なるしきい値電圧を有している。 FIG. 3 is a layout diagram showing a plurality of standard cells. FIG. 3 shows six standard cells SC1 to SC6 as an example. Standard cells SC1 and SC5 have the same threshold voltage. Standard cells SC2, SC4, SC6 have different threshold voltages from standard cells SC1, SC5.
ところで、各スタンダードセルは、N型MOSトランジスタが形成される領域であるP型ウェル(P型半導体領域)と、P型MOSトランジスタが形成される領域であるN型ウェル(N型半導体領域)とを備えている。そして、第1行(スタンダードセルSC1〜SC3からなる)と第2行(スタンダードセルSC4〜SC6からなる)との2つのP型ウェルは、向かい合うように配置されている。図3には、スタンダードセルSC1が有するP型ウェル16およびN型ウェル17と、スタンダードセルSC5が有するP型ウェル18およびN型ウェル19とを一例として示している。
Each standard cell includes a P-type well (P-type semiconductor region) in which an N-type MOS transistor is formed, and an N-type well (N-type semiconductor region) in which a P-type MOS transistor is formed. It has. The two P-type wells in the first row (consisting of standard cells SC1 to SC3) and the second row (consisting of standard cells SC4 to SC6) are arranged to face each other. FIG. 3 shows an example of the P-
例えば、N型ウェルとP型ウェルとを順番に配置した場合、1つの列に対して基板コンタクト領域11と基板コンタクト領域12−1とをそれぞれ配置しなければならない。しかし、第1行と第2行との2つのP型ウェルを向かい合うように配置することで、これらに対応する基板コンタクト領域11を1つにすることができる。これにより、回路面積を縮小させることができる。
For example, when an N-type well and a P-type well are arranged in order, the
また、基板コンタクト領域の両側に当該基板コンタクト領域と同じ導電型のウェルを配置している。このようにすることで、後述するチャネルインプラ領域を基板コンタクト領域に重なるように形成することができる。よって、チャネルインプラ領域を形成するための高精度のリソグラフィが必要なくなる。 Further, wells of the same conductivity type as the substrate contact region are arranged on both sides of the substrate contact region. By doing so, a channel implantation region described later can be formed so as to overlap the substrate contact region. Therefore, high-precision lithography for forming the channel implantation region is not necessary.
なお、スタンダードセルを配置する設計工程は、上記に限定されるものではない。前述したように、スタンダードセルの幅は同じである。よって、スタンダードセルを複数の行に配置し、各行の間に形成された領域を基板コンタクト領域とするように設計してもよい。 The design process for arranging the standard cells is not limited to the above. As described above, the standard cells have the same width. Therefore, the standard cells may be arranged in a plurality of rows, and the region formed between each row may be designed as a substrate contact region.
次に、複数の行の間を埋め込むための埋め込みセル13を配置する(ステップS1c)。図4は、埋め込みセル13を示すレイアウト図である。この埋め込みセル13は、デザインルールの最小間隔違反を回避するための補正レイヤーの役割を持つ。
Next, an embedded
次に、スタンダードセルが有するP型MOSトランジスタおよびN型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を配置する(ステップS1d)。 Next, the source region and drain region of the P-type MOS transistor and the N-type MOS transistor included in the standard cell are arranged (step S1d).
次に、トランジスタのしきい値電圧を調整するためのチャネルイオン注入用拡散領域であるP型およびN型の複数のチャネルインプラ領域(或いは、チャネルイオン注入領域)を配置する(ステップS1e)。このチャネルインプラ領域は、該当するソース領域およびドレイン領域を囲み、かつ隣接する基板コンタクト領域に重なるように配置される。このように、基板コンタクト領域の上にも高濃度の不純物を注入することで、基板コンタクト領域の上に形成されるコンタクトプラグ等の接触抵抗を下げることができる。 Next, a plurality of P-type and N-type channel implantation regions (or channel ion implantation regions), which are channel ion implantation diffusion regions for adjusting the threshold voltage of the transistor, are disposed (step S1e). This channel implantation region is disposed so as to surround the corresponding source region and drain region and to overlap with the adjacent substrate contact region. Thus, by implanting high-concentration impurities also onto the substrate contact region, the contact resistance of contact plugs and the like formed on the substrate contact region can be lowered.
図5は、チャネルインプラ領域を示すレイアウト図である。図5には、スタンダードセルSC1のP型チャネルインプラ領域14−1PおよびN型チャネルインプラ領域14−1Nと、スタンダードセルSC5のP型チャネルインプラ領域14−2PおよびN型チャネルインプラ領域14−2Nとを示している。また、レイアウトを明確にするために、P型チャネルインプラ領域14−1P,14−2Pにのみ斜線を付している。 FIG. 5 is a layout diagram showing a channel implantation region. FIG. 5 shows a P-type channel implant region 14-1P and an N-type channel implant region 14-1N of the standard cell SC1, and a P-type channel implant region 14-2P and an N-type channel implant region 14-2N of the standard cell SC5. Is shown. In order to clarify the layout, only the P-type channel implantation regions 14-1P and 14-2P are hatched.
次に、DRC(Design Rule Check)によりチャネルインプラ領域の最小間隔違反が発生しているか否かを判定する(ステップS1f)。この最小間隔違反は、同じしきい値電圧を有する隣接した2つのチャネルインプラ領域に対して判定される。 Next, it is determined by DRC (Design Rule Check) whether or not a minimum interval violation of the channel implantation region has occurred (step S1f). This minimum spacing violation is determined for two adjacent channel implant regions having the same threshold voltage.
次に、最小間隔違反が検出された場合、該当する2つのチャネルインプラ領域を埋め込みセル13の一部を用いて合成する(ステップS1g)。図5において、P型チャネルインプラ領域14−1Pと14−2Pとが最小間隔違反を起こしている。図6は、合成されたチャネルインプラ領域15の形状を示す図である。なお、上記一連の設計工程は、データ群(レイヤー)を用いて行われる。
Next, when a minimum interval violation is detected, the corresponding two channel implantation regions are synthesized using a part of the embedded cell 13 (step S1g). In FIG. 5, P-type channel implantation regions 14-1P and 14-2P cause a minimum interval violation. FIG. 6 is a diagram showing the shape of the synthesized
そして、この合成されたチャネルインプラ領域のデータ群(レイヤー)を用いてマスクデータを作成し、このマスクデータに基づいてチャネルインプラ領域を形成するためのマスクを作成する(ステップS1h)。 Then, mask data is created using the synthesized data group (layer) of the channel implantation region, and a mask for forming the channel implantation region is created based on the mask data (step S1h).
このような設計方法を用いることで、チャネルインプラ領域の最小間隔違反を回避することができる。また、チャネルインプラ領域の最小間隔違反を回避するために、スタンダードセルの行の間に、予め全てのしきい値電圧に対応した細長いチャネルインプラ領域を形成しておく必要が無くなる。これにより、高精度なリソグラフィを行う必要が無いため、半導体装置の製造工程を簡単にすることができる。 By using such a design method, it is possible to avoid the minimum interval violation of the channel implantation region. In addition, in order to avoid the violation of the minimum interval of the channel implantation region, it is not necessary to previously form elongated channel implantation regions corresponding to all threshold voltages between the rows of the standard cells. Thereby, since it is not necessary to perform highly accurate lithography, the manufacturing process of a semiconductor device can be simplified.
特に微細加工を達成するために最も重要なリソグラフィおよびエッチングプロセスにおいては、形成したいパターンの周辺に配置された他のパターンレイアウト環境が、そのパターンの寸法精度に大きく影響する。 In particular, in the lithography and etching processes that are most important for achieving microfabrication, other pattern layout environments arranged around the pattern to be formed greatly affect the dimensional accuracy of the pattern.
そこで、これらの影響を低減させるために、加工後の寸法が所望パターンに形成されるように、予め設計パターンの形を選択的に変更する方法である近接効果補正(OPC:Optical Proximity Correction)を行う必要がある。 Therefore, in order to reduce these influences, proximity effect correction (OPC), which is a method of selectively changing the shape of the design pattern in advance so that the dimension after processing is formed into a desired pattern, is performed. There is a need to do.
しかし、上記説明した設計方法を用いれば、微細加工を減らすことができるため、パターンを作成するための設計時間を低減することができる。 However, if the above-described design method is used, fine processing can be reduced, so that the design time for creating a pattern can be reduced.
次に、半導体装置の製造方法について説明する。図7は、半導体装置の概略を示す平面図である。 Next, a method for manufacturing a semiconductor device will be described. FIG. 7 is a plan view schematically showing the semiconductor device.
まず、スタンダードセルおよび基板コンタクト領域が形成されるアクティブ領域AAを残すように、P型半導体基板21の表面を所定深さまでエッチングする。そして、エッチングした領域に例えばSiO2からなる絶縁層を埋め込んでSTI(Shallow Trench Isolation)を形成する。
First, the surface of the P-
次に、図8(図7に示したVIII−VIII線に沿った断面図)に示すように、P型半導体基板21内にP型不純物をイオン注入し、P型ウェル22を形成する。また、P型半導体基板21内にN型不純物をイオン注入し、N型ウェル23,24を形成する。
Next, as shown in FIG. 8 (sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 7), P-type impurities are ion-implanted into the P-
次に、図9および図10(図7に示したX−X線に沿った断面図)に示すように、半導体基板21内に高濃度のP+型不純物をイオン注入し、基板コンタクト領域11を形成する。同様に、半導体基板21内に高濃度のN+型不純物をイオン注入し、基板コンタクト領域12−1,12−2を形成する。
Next, as shown in FIGS. 9 and 10 (cross-sectional view taken along the line XX shown in FIG. 7), high concentration P + -type impurities are ion-implanted into the
次に、半導体基板21の表面領域にP型不純物をイオン注入し、チャネルインプラ領域15を形成する。このチャネルインプラ領域15の形成工程には、前述したマスクが用いられる。同様に、半導体基板21の表面領域にN型不純物をイオン注入し、N型のチャネルインプラ領域を形成する。
Next, P-type impurities are ion-implanted into the surface region of the
次に、図11および図12に示すように、半導体基板21の上に例えばSiO2からなるゲート絶縁膜25を形成する。次に、ゲート絶縁膜25の上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法とエッチング法とを用いてポリシリコンからなるゲート電極26を形成する。
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, a
次に、P型ウェル22内にゲート電極26をマスクとしてP型不純物をイオン注入し、Haloを形成する。さらに、P型ウェル22内にゲート電極26をマスクとしてN型不純物をイオン注入し、エクステンション領域27,28を形成する。
Next, P-type impurities are ion-implanted into the P-type well 22 using the
また、N型ウェル23,24内にP型MOSトランジスタ用のHaloとエクステンション領域29,30とを形成する。
Further, Halo for P-type MOS transistors and
次に、図13および図14に示すように、ゲート電極26の両側面にCVD法とエッチング法とを用いてSiNからなる側壁絶縁膜31を形成する。そして、P型ウェル22内に側壁絶縁膜31をマスクとして高濃度のP+型不純物をイオン注入し、ソース領域32およびドレイン領域33を形成する。
Next, as shown in FIGS. 13 and 14,
次に、半導体基板21の上にCVD法を用いて例えばBPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)からなる層間絶縁膜(図示せず)を形成する。次に、基板コンタクト領域11の上にRIE(Reactive Ion Etching)法を用いてコンタクトプラグ34を形成する。また、ソース領域32およびドレイン領域33の上に、それぞれ、RIE法を用いてコンタクトプラグ36を形成する。そして、コンタクトプラグ34,36の上にメタル配線37を形成する。
Next, an interlayer insulating film (not shown) made of, for example, BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) is formed on the
このようにして形成された半導体装置において、基板コンタクト領域11を形成する際に高精度なリソグラフィを行う必要が無い。これにより、半導体装置の製造工程を簡単にすることができる。
In the semiconductor device thus formed, it is not necessary to perform high-precision lithography when forming the
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、同じ行にトランジスタのしきい値電圧が同じ2つのスタンダードセルが配置された場合の設計方法について示している。
(Second Embodiment)
The second embodiment shows a design method in the case where two standard cells having the same transistor threshold voltage are arranged in the same row.
以下に、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の設計方法について図15および図16を参照して説明する。 A method for designing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
まず、図15に示すように、接地電位Vssを基板に供給するためのP+拡散領域である基板コンタクト領域51と、電源電位Vddを基板に供給するためのN+拡散領域である基板コンタクト領域52とを基板上に配置する。
First, as shown in FIG. 15, a
次に、複数のスタンダードセルを配置する。なお、簡略化のために、図15には2つのスタンダードセルSC1,SC2のみ示している。この2つのスタンダードセルSC1,SC2は、同じしきい値電圧を有している。 Next, a plurality of standard cells are arranged. For simplification, only two standard cells SC1 and SC2 are shown in FIG. The two standard cells SC1 and SC2 have the same threshold voltage.
スタンダードセルSC1は、N型MOSトランジスタが形成される領域であるP型ウェル53と、P型MOSトランジスタが形成される領域であるN型ウェル54とを備えており、P型ウェル53は基板コンタクト領域51側に、N型ウェル54は基板コンタクト領域52側に配置される。また、スタンダードセルSC2は、P型ウェル55とN型ウェル56とを備えており、P型ウェル55は基板コンタクト領域51側に、N型ウェル56は基板コンタクト領域52側に配置される。
The standard cell SC1 includes a P-
ここで、スタンダードセルSC1とSC2との間には、隙間57が空いている。例えばコンピュータ上で行うレイアウト設計では、スタンダードセルを機械的に配置していくため、このように隙間57が発生する場合がある。
Here, there is a
次に、図16に示すように、スタンダードセル間に発生した隙間57を埋め込むための埋め込みセル62を配置する。この埋め込みセル62は、デザインルールの最小間隔違反を回避するための補正レイヤーの役割を持つ。
Next, as shown in FIG. 16, an embedded
次に、スタンダードセルが有するP型MOSトランジスタおよびN型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を配置する。次に、該当するソース領域およびドレイン領域を囲み、かつ隣接する基板コンタクト領域51に重なるように、P型チャネルインプラ領域58,60を配置する。また、該当するソース領域およびドレイン領域を囲み、かつ隣接する基板コンタクト領域52に重なるように、N型チャネルインプラ領域59,61を配置する(図16参照)。
Next, the source region and drain region of the P-type MOS transistor and N-type MOS transistor included in the standard cell are arranged. Next, P-type
次に、DRCによりチャネルインプラ領域の最小間隔違反が発生しているか否かを判定する。この最小間隔違反は、同じしきい値電圧を有する隣接した2つのチャネルインプラ領域に対して判定される。 Next, it is determined whether or not a minimum interval violation of the channel implantation region has occurred by DRC. This minimum spacing violation is determined for two adjacent channel implant regions having the same threshold voltage.
次に、最小間隔違反が検出された場合、該当する2つのチャネルインプラ領域を埋め込みセルを用いて合成する。図16において、P型チャネルインプラ領域58と60とが最小間隔違反を起こしている。また、N型チャネルインプラ領域59と61とが最小間隔違反を起こしている。
Next, when the minimum interval violation is detected, the corresponding two channel implantation regions are combined using the embedded cell. In FIG. 16, the P-type
図17は、合成されたチャネルインプラ領域を示す図である。チャネルインプラ領域63は、チャネルインプラ領域58と60とが合成されたものである。チャネルインプラ領域64は、チャネルインプラ領域59と61とが合成されたものである。
FIG. 17 is a diagram showing the synthesized channel implantation region. The
そして、この合成されたチャネルインプラ領域のデータ群(レイヤー)を用いてマスクデータを作成し、このマスクデータに基づいてチャネルインプラ領域を形成するためのマスクを作成する。 Then, mask data is created using the combined data group (layer) of the channel implantation region, and a mask for forming the channel implantation region is created based on the mask data.
このような設計方法を用いることで、チャネルインプラ領域の最小間隔違反を回避することができる。また、チャネルインプラ領域の最小間隔違反を回避するために、複数のスタンダードセルの隙間に、予め全てのしきい値電圧に対応した細長いチャネルインプラ領域を形成しておく必要が無くなる。これにより、高精度なリソグラフィを行う必要が無いため、半導体装置の製造工程を簡単にすることができる。その他の効果は、第1の実施形態と同様である。 By using such a design method, it is possible to avoid the minimum interval violation of the channel implantation region. Further, in order to avoid the minimum interval violation of the channel implantation region, it is not necessary to previously form elongated channel implantation regions corresponding to all threshold voltages in the gaps of the plurality of standard cells. Thereby, since it is not necessary to perform highly accurate lithography, the manufacturing process of a semiconductor device can be simplified. Other effects are the same as those of the first embodiment.
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、同じ行のスタンダードセル間に隙間が発生し、かつ隣接する2つの行に含まれるスタンダードセルのチャネルインプラ領域に最小間隔違反が発生した場合の設計方法について示している。
(Third embodiment)
The third embodiment shows a design method in the case where a gap is generated between standard cells in the same row and a minimum interval violation occurs in the channel implantation region of the standard cells included in two adjacent rows.
以下に、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の設計方法について図18乃至図21を参照して説明する。 A method for designing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
まず、図18に示すように、接地電位Vssを基板に供給するためのP+拡散領域である基板コンタクト領域11と、電源電位Vddを基板に供給するためのN+拡散領域である基板コンタクト領域12−1,12−2とを基板上に配置する。
First, as shown in FIG. 18, a
次に、複数のスタンダードセルを配置する。図18には、一例として、6個のスタンダードセルSC1〜SC6を示している。また、スタンダードセルSC1とSC5とは、同じしきい値電圧を有している。スタンダードセルSC2,SC4,SC6は、スタンダードセルSC1,SC5と異なるしきい値電圧を有している。 Next, a plurality of standard cells are arranged. FIG. 18 shows six standard cells SC1 to SC6 as an example. Standard cells SC1 and SC5 have the same threshold voltage. Standard cells SC2, SC4, SC6 have different threshold voltages from standard cells SC1, SC5.
各スタンダードセルは、N型MOSトランジスタが形成される領域であるP型ウェルと、P型MOSトランジスタが形成される領域であるN型ウェルとを備えている。そして、第1行と第2行との2つのP型ウェルは、向かい合うように配置されている。 Each standard cell includes a P-type well, which is a region where an N-type MOS transistor is formed, and an N-type well, which is a region where a P-type MOS transistor is formed. The two P-type wells in the first row and the second row are arranged to face each other.
ここで、複数のスタンダードセルの間には、複数の隙間が空いている。次に、図19に示すように、スタンダードセル間に発生した隙間を埋め込むための埋め込みセルを配置する。また、N型ウェル間の隙間と、P型ウェル間の隙間とには、別々の埋め込みセルを配置する。図19において、P型ウェル間の隙間には、埋め込みセル71−1〜71−3が配置されている。N型ウェル間の隙間には、埋め込みセル72−1〜72−4が配置されている。 Here, there are a plurality of gaps between the plurality of standard cells. Next, as shown in FIG. 19, an embedded cell for embedding a gap generated between the standard cells is arranged. Separate embedded cells are arranged in the gap between the N-type wells and the gap between the P-type wells. In FIG. 19, embedded cells 71-1 to 71-3 are arranged in the gaps between the P-type wells. Embedded cells 72-1 to 72-4 are arranged in the gaps between the N-type wells.
次に、スタンダードセルが有するP型MOSトランジスタおよびN型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域を配置する。 Next, the source region and drain region of the P-type MOS transistor and N-type MOS transistor included in the standard cell are arranged.
次に、複数のチャネルインプラ領域を配置する。このチャネルインプラ領域は、該当するソース領域およびドレイン領域を囲み、かつ隣接する基板コンタクト領域に重なるように配置される。 Next, a plurality of channel implantation regions are arranged. This channel implantation region is disposed so as to surround the corresponding source region and drain region and to overlap with the adjacent substrate contact region.
図20は、チャネルインプラ領域を示すレイアウト図である。図20には、スタンダードセルSC1のP型チャネルインプラ領域14−1PおよびN型チャネルインプラ領域14−1Nと、スタンダードセルSC5のP型チャネルインプラ領域14−2PおよびN型チャネルインプラ領域14−2Nとを示している。また、レイアウトを明確にするために、P型チャネルインプラ領域14−1P,14−2Pにのみ斜線を付している。 FIG. 20 is a layout diagram showing a channel implantation region. FIG. 20 shows a P-type channel implant region 14-1P and an N-type channel implant region 14-1N of the standard cell SC1, and a P-type channel implant region 14-2P and an N-type channel implant region 14-2N of the standard cell SC5. Is shown. In order to clarify the layout, only the P-type channel implantation regions 14-1P and 14-2P are hatched.
次に、DRCによりチャネルインプラ領域の最小間隔違反が発生しているか否かを判定する。この最小間隔違反は、同じしきい値電圧を有する隣接した2つのチャネルインプラ領域に対して判定される。 Next, it is determined whether or not a minimum interval violation of the channel implantation region has occurred by DRC. This minimum spacing violation is determined for two adjacent channel implant regions having the same threshold voltage.
次に、最小間隔違反が検出された場合、該当する2つのチャネルインプラ領域を埋め込みセルを用いて合成する。図20において、P型チャネルインプラ領域14−1Pと14−2Pとが最小間隔違反を起こしている。よって、P型チャネルインプラ領域14−1Pと14−2Pと埋め込みセル71−2とを合成し、新たな1つのチャネルインプラ領域を生成する。図21は、合成されたチャネルインプラ領域73の形状を示す図である。
Next, when the minimum interval violation is detected, the corresponding two channel implantation regions are combined using the embedded cell. In FIG. 20, P-type channel implantation regions 14-1P and 14-2P cause a minimum interval violation. Therefore, the P-type channel implantation regions 14-1P and 14-2P and the embedded cell 71-2 are combined to generate one new channel implantation region. FIG. 21 is a diagram showing the shape of the synthesized
そして、この合成されたチャネルインプラ領域のデータ群(レイヤー)を用いてマスクデータを作成し、このマスクデータに基づいてチャネルインプラ領域を形成するためのマスクを作成する。 Then, mask data is created using the combined data group (layer) of the channel implantation region, and a mask for forming the channel implantation region is created based on the mask data.
このような設計方法を用いることで、チャネルインプラ領域の最小間隔違反を回避することができる。その他の効果は、第1の実施形態と同様である。 By using such a design method, it is possible to avoid the minimum interval violation of the channel implantation region. Other effects are the same as those of the first embodiment.
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形して実施可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
SC…スタンダードセル、11,12−1,12−2,51,52…基板コンタクト領域、13,62,71−1,71−2,71−3,72−1,72−2,72−3,72−4…埋め込みセル、14−1P,14−2P,58…P型チャネルインプラ領域、14−1N,14−2N,59…N型チャネルインプラ領域、15,63,64,73…合成されたチャネルインプラ領域、16,18,22,53,55…P型ウェル、17,19,23,54,56…N型ウェル、21…P型半導体基板、25…ゲート絶縁膜、26…ゲート電極、27,28,29,30…エクステンション領域、31…側壁絶縁膜、32…ソース領域、33…ドレイン領域、34,36…コンタクトプラグ、37…メタル配線、57…隙間。
SC ...
Claims (5)
各行で隣接する2つのスタンダードセルの隙間を埋め込むように、複数の埋め込みセルを配置し、
前記複数の半導体領域に対応し、かつトランジスタのしきい値電圧を調整するための複数のチャネルインプラ領域を配置し、
各行で隣接する2つのチャネルインプラ領域にデザインルールに基づく最小間隔違反が発生した場合に、該当する2つのチャネルインプラ領域を前記埋め込みセルを用いて合成し、
合成されたチャネルインプラ領域の形状を用いてマスクを作成する、
ことを特徴とする半導体装置の設計方法。 A plurality of standard cells each including a plurality of semiconductor regions in which transistors are formed are arranged in a plurality of rows,
A plurality of embedded cells are arranged so as to embed a gap between two adjacent standard cells in each row,
A plurality of channel implantation regions corresponding to the plurality of semiconductor regions and for adjusting a threshold voltage of the transistor,
When a minimum interval violation based on a design rule occurs in two adjacent channel implantation regions in each row, the corresponding two channel implantation regions are synthesized using the embedded cell,
Create a mask using the shape of the synthesized channel implantation region,
A method for designing a semiconductor device.
前記複数のチャネルインプラ領域は、第1導電型の複数の第1チャネルインプラ領域と第2導電型の複数の第2チャネルインプラ領域とをそれぞれ含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の設計方法。 The plurality of standard cells each include a plurality of first semiconductor regions of a first conductivity type and a plurality of second semiconductor regions of a second conductivity type,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of channel implantation regions include a plurality of first channel implantation regions of a first conductivity type and a plurality of second channel implantation regions of a second conductivity type. Design method.
前記基板コンタクト領域の両側に、第1導電型の第1半導体領域と第2導電型の第2半導体領域とを含む複数のスタンダードセルを配置し、前記第1半導体領域は前記基板コンタクト領域側に配置され、
前記基板コンタクト領域の上で、前記複数のスタンダードセルからなる2つの行の間を埋め込むように埋め込みセルを配置し、
前記第1半導体領域に対応しかつ前記基板コンタクト領域に重なるように、トランジスタのしきい値電圧を調整するための複数のチャネルインプラ領域を配置し、
前記埋め込みセルの上で前記複数のチャネルインプラ領域のうちデザインルールに基づく最小間隔違反が発生した場合に、該当する2つのチャネルインプラ領域を前記埋め込みセルを用いて合成し、
合成されたチャネルインプラ領域の形状を用いてマスクを作成する、
ことを特徴とする半導体装置の設計方法。 A substrate contact region having a first conductivity type and supplying power to the substrate;
A plurality of standard cells including a first conductive type first semiconductor region and a second conductive type second semiconductor region are disposed on both sides of the substrate contact region, and the first semiconductor region is disposed on the substrate contact region side. Arranged,
An embedded cell is disposed on the substrate contact region so as to be embedded between two rows of the plurality of standard cells,
A plurality of channel implantation regions for adjusting a threshold voltage of the transistor so as to correspond to the first semiconductor region and overlap the substrate contact region;
When a minimum interval violation based on a design rule occurs among the plurality of channel implantation regions on the embedded cell, the corresponding two channel implantation regions are synthesized using the embedded cell,
Create a mask using the shape of the synthesized channel implantation region,
A method for designing a semiconductor device.
前記半導体領域内に、トランジスタのしきい値電圧を調整するための複数のチャネルインプラ領域を複数のマスクを用いて形成し、前記複数のマスクは各行で隣接する2つのチャネルインプラ領域にデザインルールに基づく最小間隔違反が発生した2つのチャネルインプラ領域を合成した形状を有するマスクを含む、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a plurality of semiconductor regions, which are respectively included in a plurality of standard cells and in which transistors are formed, in a plurality of rows;
In the semiconductor region, a plurality of channel implantation regions for adjusting the threshold voltage of the transistor are formed using a plurality of masks, and the plurality of masks conforms to design rules in two channel implantation regions adjacent to each row. A mask having a shape that is a composite of two channel implant regions where a minimum spacing violation has occurred,
A method for manufacturing a semiconductor device.
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