JP2010087336A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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智彰 稲岡
Yasuhiko Inada
泰彦 稲田
Nobuaki Tomisato
信彰 冨里
Tooru Morisaki
徹 森▲崎▼
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    • H01L2924/12041LED

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit that efficiently removes noise without making wiring efficiency worse. <P>SOLUTION: A standard cell 10 has a logic circuit region 10a and a capacity region 10b, one power supply wiring 22 and two grounding wirings 20 and 21 (or two power supply wirings and one ground wiring) belonging to the same wiring layer are connected to the standard cell 10, and a MOS capacitor 17 is connected between the power supply wiring 22 and the ground wiring 21 of the same wiring layer in the capacity region 10b. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

半導体集積回路に関し、論理回路で発生するノイズを除去するための容量を有した半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a capacity for removing noise generated in a logic circuit.

複数の回路ブロック(以下セルという。)を具備する半導体集積回路において、論理回路で発生するノイズ(動作ノイズや電源ノイズ)を除去するために、電源配線と接地配線との間に接続された容量が用いられている。   In a semiconductor integrated circuit having a plurality of circuit blocks (hereinafter referred to as cells), a capacitor connected between a power supply wiring and a ground wiring in order to remove noise (operation noise and power supply noise) generated in a logic circuit. Is used.

従来、このような容量は、半導体集積回路の論理回路が形成されない領域(たとえば、基幹電源配線領域)に配置されていた。
しかし、十分な容量値の容量を形成するには、論理回路が形成されない領域を広く形成する必要があり、半導体集積回路の面積の増大を招いてしまう。
Conventionally, such a capacitor has been arranged in a region where a logic circuit of a semiconductor integrated circuit is not formed (for example, a main power supply wiring region).
However, in order to form a capacitor having a sufficient capacitance value, it is necessary to widen a region where a logic circuit is not formed, resulting in an increase in the area of the semiconductor integrated circuit.

そのため、スタンダードセルの各セル内に容量を配置し、電源ノイズを除去する半導体集積回路が知られている(たとえば、特許文献1参照。)。
特開2003−224195号公報
Therefore, a semiconductor integrated circuit is known in which a capacitor is arranged in each cell of the standard cell to remove power supply noise (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-224195 A

しかし、セル内に容量を形成する従来の技術では、セル内の異なる複数のメタル層を使用して容量を接続するため、信号配線などの配置が困難になり、セル内の配線効率が悪化する問題があった。   However, in the conventional technique for forming a capacitor in the cell, the capacitors are connected using a plurality of different metal layers in the cell, so that it is difficult to arrange signal wiring and the wiring efficiency in the cell is deteriorated. There was a problem.

上記の点を鑑みて、本発明者らは、配線効率を悪くすることなく効率よくノイズを除去可能な半導体集積回路を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present inventors have an object to provide a semiconductor integrated circuit capable of efficiently removing noise without deteriorating wiring efficiency.

上記目的を達成するために、以下のような半導体集積回路が提供される。この半導体集積回路は、論理回路領域と容量領域とを具備する複数のセルを有し、前記セルは、同一の配線層に属する、2本の電源配線及び1本の接地配線、または1本の電源配線及び2本の接地配線と接続されており、前記容量領域において、容量は、前記同一の配線層の前記電源配線と前記接地配線との間に接続されている。   In order to achieve the above object, the following semiconductor integrated circuit is provided. This semiconductor integrated circuit has a plurality of cells each having a logic circuit region and a capacitor region, and the cells belong to the same wiring layer and include two power supply wires and one ground wire, or one A power supply line and two ground lines are connected. In the capacity region, a capacitor is connected between the power supply line and the ground line in the same wiring layer.

配線効率を悪くすることなく、効率よく、論理回路領域で発生するノイズを除去できる。   Noise generated in the logic circuit area can be efficiently removed without deteriorating the wiring efficiency.

以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。
また、図2は図1のA−B線での断面図である。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a top view of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment.
2 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG.

なお、図1の上面図では、メタル1層目までの構成について図示しており、メタル1層目の配線層の下部の構成要素については点線で示している。本明細書中における後述の各上面図についても同様である。   In the top view of FIG. 1, the configuration up to the first metal layer is illustrated, and the components below the first metal wiring layer are indicated by dotted lines. The same applies to each top view described later in this specification.

第1の実施の形態の半導体集積回路は、複数のセル(以下ではスタンダードセル10と表記する)を有している。
各スタンダードセル10は、論理回路領域10aと、ノイズ除去用の容量領域10bとを有している。
The semiconductor integrated circuit of the first embodiment has a plurality of cells (hereinafter referred to as standard cells 10).
Each standard cell 10 has a logic circuit region 10a and a noise removal capacitor region 10b.

図2に示すように、半導体基板11には上層からの電気的接続を図り、半導体基板11のウェル電位を安定化させるなどのために複数の拡散層12が形成されている。
図1では、論理回路領域10aの一例として、2入力NOR回路を構成した例について示している。
As shown in FIG. 2, a plurality of diffusion layers 12 are formed in the semiconductor substrate 11 in order to achieve electrical connection from the upper layer and stabilize the well potential of the semiconductor substrate 11.
FIG. 1 shows an example in which a 2-input NOR circuit is configured as an example of the logic circuit region 10a.

論理回路領域10aにおいて、半導体基板11上にnチャネルMOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)領域(以下nMOS領域と略す)13と、pチャネルMOSFET領域(以下pMOS領域と略す)14が形成されている。また、nMOS領域13とpMOS領域14にまたがるように2本のゲート電極15,16(たとえばポリシリコン)が形成されている。   In the logic circuit region 10 a, an n-channel MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) region (hereinafter abbreviated as nMOS region) 13 and a p-channel MOSFET region (hereinafter abbreviated as pMOS region) 14 are formed on a semiconductor substrate 11. Yes. Two gate electrodes 15 and 16 (for example, polysilicon) are formed so as to straddle the nMOS region 13 and the pMOS region 14.

容量領域10bは、MOS容量17を有している。MOS容量17は、たとえば、半導体基板11に形成された拡散層17aとその上部に形成されたシリコン酸化膜17bと、上部電極としてシリコン酸化膜17b上に形成されたポリシリコン17cを有する構造である。   The capacitor region 10 b has a MOS capacitor 17. The MOS capacitor 17 has, for example, a structure having a diffusion layer 17a formed on the semiconductor substrate 11, a silicon oxide film 17b formed on the diffusion layer 17a, and a polysilicon 17c formed on the silicon oxide film 17b as an upper electrode. .

上記のような構造が形成された半導体基板11上に、さらに層間絶縁膜18が形成されている(図1では図示を省略している)。層間絶縁膜18には複数のビア19が形成されており、メタル1層目の配線層と、前述した拡散層12,17aやゲート電極15,16、MOS容量17とを電気的に接続している。   An interlayer insulating film 18 is further formed on the semiconductor substrate 11 having the above-described structure (not shown in FIG. 1). A plurality of vias 19 are formed in the interlayer insulating film 18 to electrically connect the wiring layer of the first metal layer to the diffusion layers 12 and 17a, the gate electrodes 15 and 16 and the MOS capacitor 17 described above. Yes.

本実施の形態のスタンダードセル10では、メタル1層目の配線層に、2本の接地配線20,21、電源配線22と、複数の信号配線23,24,25を有している。
論理回路領域10aにおいては、図1の例の場合、2つのnMOSと2つのpMOSからなるNOR回路を構成するように、ビア19を介して、配線層を以下のように各領域と接続している。
The standard cell 10 according to the present embodiment has two ground wirings 20 and 21, a power supply wiring 22, and a plurality of signal wirings 23, 24 and 25 in the first metal wiring layer.
In the case of the example of FIG. 1, in the logic circuit region 10a, the wiring layer is connected to each region as follows through the via 19 so as to constitute a NOR circuit composed of two nMOS and two pMOS. Yes.

ゲート電極15には信号配線23が接続されている。ゲート電極16には信号配線24が接続されている。また、nMOS領域13の、図示しないnMOSのソース領域にそれぞれ接地配線20を接続している。pMOS領域14の図示しない一方のpMOSのソース領域に電源配線22を接続している。図示しない他方のpMOSのドレイン領域には、信号配線25が接続されており、nMOS領域13の図示しない2つのnMOSのドレインと接続されている。   A signal wiring 23 is connected to the gate electrode 15. A signal wiring 24 is connected to the gate electrode 16. In addition, the ground wiring 20 is connected to the nMOS source region (not shown) of the nMOS region 13. A power supply wiring 22 is connected to the source region of one pMOS (not shown) of the pMOS region 14. A signal wiring 25 is connected to the drain region of the other pMOS (not shown), and is connected to the drains of two nMOSs (not shown) in the nMOS region 13.

このようなNOR回路の2入力は、信号配線23,24を介してnMOS領域13及びpMOS領域14のゲート電極15,16に入力され、演算結果は信号配線25を介して出力される。   Two inputs of such a NOR circuit are input to the gate electrodes 15 and 16 of the nMOS region 13 and the pMOS region 14 through the signal wirings 23 and 24, and the calculation result is output through the signal wiring 25.

容量領域10bにおいて、MOS容量17の上部電極であるポリシリコン17cにはビア19を介して接地配線21が接続され、下部電極となる拡散層17aにはビア19を介して電源配線22が接続される。また、上部電極のポリシリコン17cに電源配線22を接続し、下部電極の拡散層17aに接地配線21を接続してもよい。   In the capacitance region 10 b, the ground wiring 21 is connected to the polysilicon 17 c that is the upper electrode of the MOS capacitor 17 through the via 19, and the power supply wiring 22 is connected to the diffusion layer 17 a that is the lower electrode through the via 19. The Further, the power supply wiring 22 may be connected to the polysilicon 17c of the upper electrode, and the ground wiring 21 may be connected to the diffusion layer 17a of the lower electrode.

メタル1層目の配線層の上部には、図2のように、層間絶縁膜26が形成され、その上部にメタル2層目の配線層27が形成される。さらにその上部に層間絶縁膜28が形成され、メタル3層目の配線層29が形成される。図2では、3層までとしたが4層以上の配線層を形成してもよい。   As shown in FIG. 2, an interlayer insulating film 26 is formed on the first metal wiring layer, and a second metal wiring layer 27 is formed thereon. Further, an interlayer insulating film 28 is formed thereon, and a metal third wiring layer 29 is formed. In FIG. 2, the number of wiring layers is three, but four or more wiring layers may be formed.

なお、図1では3つのスタンダードセル10についてのみ図示しているが、たとえば、これらのスタンダードセル10の上下左右方向にも同様なスタンダードセル10が複数配列される。そのとき、接地配線20は、図1のスタンダードセル10の下側に隣接する図示しないスタンダードセルと共有し、そのスタンダードセルのMOS容量にビアを介して接続される。接地配線21は、スタンダードセル10の上側に隣接する図示しないスタンダードセルと共有し、そのスタンダードセルの論理回路領域にビアを介して接続される。   Although only three standard cells 10 are shown in FIG. 1, for example, a plurality of similar standard cells 10 are also arranged in the vertical and horizontal directions of these standard cells 10. At that time, the ground wiring 20 is shared with a standard cell (not shown) adjacent to the lower side of the standard cell 10 in FIG. 1, and is connected to the MOS capacitor of the standard cell via a via. The ground wiring 21 is shared with a standard cell (not shown) adjacent to the upper side of the standard cell 10, and is connected to the logic circuit region of the standard cell through a via.

また、信号配線23〜25は、任意のスタンダードセル、またはスタンダードセル外の領域でメタル2層目以上の上層の配線層に引き上げるようにしてもよい。
接地配線20,21、電源配線22については、スタンダードセル10内では同一層であり、スタンダードセル10外(たとえば、後述する電源配線リングや接地配線リングの形成領域)で上層の配線層に引き上げるようにしてもよい。
Further, the signal wirings 23 to 25 may be pulled up to an upper wiring layer of the second or higher metal layer in an arbitrary standard cell or a region outside the standard cell.
The ground wirings 20 and 21 and the power wiring 22 are in the same layer in the standard cell 10 and are pulled up to the upper wiring layer outside the standard cell 10 (for example, a region for forming a power wiring ring or a ground wiring ring described later). It may be.

図3は、第1の実施の形態の半導体集積回路の一例の全体構成図である。
第1の実施の形態の半導体集積回路30は、スタンダードセル10が複数配置されたセルアレイ領域を有しており、その周囲を電源配線リング31及び接地配線リング32が囲っている。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of an example of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment.
The semiconductor integrated circuit 30 of the first embodiment has a cell array region in which a plurality of standard cells 10 are arranged, and a power supply wiring ring 31 and a ground wiring ring 32 surround the periphery of the cell array region.

図3では図示を省略しているが、図1、図2で示した各スタンダードセル10から引き出された接地配線20,21は、接地配線リング32に接続され、電源配線22は、電源配線リング31に接続される。また、信号配線23,24,25は、他のセルの信号端子、信号配線または、半導体集積回路30の外周に配置される複数の入出力端子33のいずれかに接続される。   Although not shown in FIG. 3, the ground wirings 20 and 21 drawn from the standard cells 10 shown in FIGS. 1 and 2 are connected to a ground wiring ring 32, and the power wiring 22 is a power wiring ring. 31 is connected. Further, the signal wirings 23, 24, and 25 are connected to any of signal terminals of other cells, signal wirings, or a plurality of input / output terminals 33 arranged on the outer periphery of the semiconductor integrated circuit 30.

このように、MOS容量17を有するスタンダードセル10を半導体集積回路30内に一様に配置することによって、論理回路領域10aで発生するノイズを効率的に減少させることができる。   Thus, by uniformly disposing the standard cell 10 having the MOS capacitor 17 in the semiconductor integrated circuit 30, noise generated in the logic circuit region 10a can be efficiently reduced.

また、MOS容量17を同一の配線層の電源配線22と接地配線21との間に接続するようにしたので、他の配線層の配置に邪魔にならず、配線効率を悪くすることなく効率よくノイズを除去可能になる。   Further, since the MOS capacitor 17 is connected between the power supply wiring 22 and the ground wiring 21 in the same wiring layer, the arrangement of the other wiring layers is not disturbed, and the wiring efficiency is efficiently reduced. Noise can be removed.

次に、第2の実施の形態の半導体集積回路を説明する。
図4は、第2の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。
第2の実施の形態の半導体集積回路において、各スタンダードセル40は、論理回路領域40aと、容量領域40bを有している。各領域の構成は、図1の論理回路領域10a、容量領域10bと同様であるので符号を省略している。ただし、第1の実施の形態の半導体集積回路と異なり、スタンダードセル40は、2本の電源配線41,42と、1本の接地配線43と接続されている。
Next, a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment will be described.
FIG. 4 is a top view of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment.
In the semiconductor integrated circuit of the second embodiment, each standard cell 40 has a logic circuit region 40a and a capacitor region 40b. The configuration of each region is the same as that of the logic circuit region 10a and the capacitance region 10b in FIG. However, unlike the semiconductor integrated circuit of the first embodiment, the standard cell 40 is connected to two power supply wires 41 and 42 and one ground wire 43.

電源配線41と接地配線43は、図1の論理回路領域10aに対する電源配線22及び接地配線20の接続関係と同様に、論理回路領域40aに接続される。また、電源配線42と接地配線43は、図1の容量領域10bに対する電源配線22及び接地配線21の接続関係と同様に、容量領域40bに接続される。   The power supply wiring 41 and the ground wiring 43 are connected to the logic circuit area 40a in the same manner as the connection relation of the power supply wiring 22 and the ground wiring 20 to the logic circuit area 10a of FIG. Further, the power supply wiring 42 and the ground wiring 43 are connected to the capacitance region 40b in the same manner as the connection relationship of the power supply wiring 22 and the ground wiring 21 to the capacitance region 10b in FIG.

なお、図4では3つのスタンダードセル40についてのみ図示しているが、たとえば、これらのスタンダードセル40の上下左右方向にも同様なスタンダードセル40が複数配列される。そのとき、電源配線41は、図4のスタンダードセル40の上側に隣接する図示しないスタンダードセルと共有し、電源配線42は、スタンダードセル40の下側に隣接する図示しないスタンダードセルと共有する。   In FIG. 4, only three standard cells 40 are illustrated. For example, a plurality of similar standard cells 40 are also arranged in the vertical and horizontal directions of these standard cells 40. At that time, the power supply wiring 41 is shared with a standard cell (not shown) adjacent to the upper side of the standard cell 40 in FIG. 4, and the power supply wiring 42 is shared with a standard cell (not shown) adjacent to the lower side of the standard cell 40.

以上のように、各スタンダードセル40にノイズ除去用の容量領域40bを設け、MOS容量に同一の配線層(メタル1層)の電源配線42及び接地配線43を接続するようにしたので、第1の実施の形態の半導体集積回路と同様の効果を得ることができる。   As described above, the capacitance region 40b for noise removal is provided in each standard cell 40, and the power supply wiring 42 and the ground wiring 43 of the same wiring layer (metal 1 layer) are connected to the MOS capacitor. The same effects as those of the semiconductor integrated circuit of the embodiment can be obtained.

次に、第3の実施の形態の半導体集積回路を説明する。
図5は、第3の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。
第3の実施の形態の半導体集積回路において、各スタンダードセル50,51,52は、論理回路領域50aと、容量領域50bを有している。論理回路領域50aの構成は、図1の論理回路領域10aと同様であるので符号を省略している。
Next, a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment will be described.
FIG. 5 is a top view of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment.
In the semiconductor integrated circuit of the third embodiment, each standard cell 50, 51, 52 has a logic circuit region 50a and a capacitor region 50b. Since the configuration of the logic circuit area 50a is the same as that of the logic circuit area 10a of FIG. 1, the reference numerals are omitted.

第3の実施の形態の半導体集積回路は、第1及び第2の実施の形態の半導体集積回路と異なり、隣接するスタンダードセル50〜52で、MOS容量53が、またがって形成されている。また、半導体基板54に形成され、MOS容量53の下部電極となる拡散層55も同様にスタンダードセル50〜52間でまたがって形成されている。   In the semiconductor integrated circuit of the third embodiment, unlike the semiconductor integrated circuits of the first and second embodiments, the MOS capacitor 53 is formed across adjacent standard cells 50 to 52. Similarly, a diffusion layer 55 formed on the semiconductor substrate 54 and serving as the lower electrode of the MOS capacitor 53 is also formed across the standard cells 50 to 52.

接地配線56,57、電源配線58と、論理回路領域50a及び容量領域50bとの接続関係については、図1と同様である。
なお、スタンダードセル50は、たとえば、図3のように配列されたセルアレイ領域の終端セルであり、MOS容量53が容量領域50bの横方向の途中まで形成されて、あとは空き領域となっている。この空き領域の半導体基板54表面において、ビア59を介して電源配線58とのコンタクトを図り、基板電位の安定化を図るようにしてもよい。なお、接地配線57とのコンタクトを図るようにしてもよい。
The connection relationship between the ground wirings 56 and 57, the power supply wiring 58, the logic circuit region 50a, and the capacitance region 50b is the same as in FIG.
The standard cell 50 is, for example, a terminal cell of a cell array region arranged as shown in FIG. 3, and a MOS capacitor 53 is formed partway in the horizontal direction of the capacitor region 50b, and the rest is a free region. . On the surface of the semiconductor substrate 54 in the vacant area, a contact with the power supply wiring 58 may be made through the via 59 to stabilize the substrate potential. Note that contact with the ground wiring 57 may be achieved.

以上のような、第3の実施の形態の半導体集積回路によれば、第1の実施の形態の半導体集積回路と同様の効果が得られるとともに、スタンダードセル50〜52間をまたがるようにMOS容量53を形成することで、容量の面積を広くすることができる。これにより、さらに効率的にノイズを除去することができる。   According to the semiconductor integrated circuit of the third embodiment as described above, the same effect as that of the semiconductor integrated circuit of the first embodiment can be obtained, and the MOS capacitor can be extended across the standard cells 50-52. By forming 53, the area of the capacitor can be increased. Thereby, noise can be more efficiently removed.

なお、第2の実施の形態の半導体集積回路と同様に、スタンダードセル50〜52の論理回路領域50aと容量領域50bとを入れ替え、各スタンダードセル50〜52が2本の電源配線及び1本の接地配線に接続するようにしてもよい。   As in the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment, the logic circuit region 50a and the capacitor region 50b of the standard cells 50 to 52 are replaced, and each standard cell 50 to 52 has two power supply lines and one You may make it connect to a ground wiring.

また、MOS容量53を広くとるために、論理回路領域50aに空き領域があれば、論理回路領域50aまで拡張するようにMOS容量53を形成してもよい。
次に、第4の実施の形態の半導体集積回路を説明する。
Further, in order to increase the MOS capacity 53, the MOS capacity 53 may be formed so as to extend to the logic circuit area 50a if the logic circuit area 50a has an empty area.
Next, a semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment will be described.

図6は、第4の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。
また、図7は図6のA−B線での断面図である。
第4の実施の形態の半導体集積回路において、各スタンダードセル60は、論理回路領域60aと、容量領域60bを有している。論理回路領域60aの構成は、図1の論理回路領域10aと同様であるので符号を省略している。
FIG. 6 is a top view of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG.
In the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment, each standard cell 60 has a logic circuit region 60a and a capacitor region 60b. Since the configuration of the logic circuit area 60a is the same as that of the logic circuit area 10a of FIG. 1, the reference numerals are omitted.

半導体基板61には上層からの電気的接続を図り、半導体基板61のウェル電位を安定化させるなどために複数の拡散層62が形成されている。
第1の実施の形態の半導体集積回路と同様に、各スタンダードセル60は、2本の接地配線63,64、1本の電源配線65と接続している。
A plurality of diffusion layers 62 are formed in the semiconductor substrate 61 in order to achieve electrical connection from the upper layer and stabilize the well potential of the semiconductor substrate 61.
Similar to the semiconductor integrated circuit of the first embodiment, each standard cell 60 is connected to two ground wirings 63 and 64 and one power supply wiring 65.

ただし、第4の実施の形態の半導体集積回路は、第1乃至第3の実施の形態の半導体集積回路と異なり、容量領域60bにおいて、MOS容量の代わりに強誘電体材料66を用いて強誘電体容量を構成している。   However, unlike the semiconductor integrated circuits of the first to third embodiments, the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment uses a ferroelectric material 66 in place of the MOS capacitor in the capacitor region 60b. Make up body volume.

強誘電体材料66は、上部電極67と下部電極68間に設けられ、図7のように層間絶縁膜69中に半導体基板61から離れて配置される。上部電極67はビア70aを介して接地配線64に接続され、下部電極68はビア70bを介して電源配線65に接続されている。   The ferroelectric material 66 is provided between the upper electrode 67 and the lower electrode 68 and is disposed apart from the semiconductor substrate 61 in the interlayer insulating film 69 as shown in FIG. The upper electrode 67 is connected to the ground wiring 64 through the via 70a, and the lower electrode 68 is connected to the power supply wiring 65 through the via 70b.

このような第4の実施の形態の半導体集積回路によれば、第1の実施の形態の半導体集積回路と同様の効果が得られるとともに、容量領域60bに、誘電率の大きい強誘電体材料66を用いて強誘電体容量を構成することで、ノイズをさらに効率的に除去することができる。   According to the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment, the same effect as that of the semiconductor integrated circuit of the first embodiment can be obtained, and the ferroelectric material 66 having a large dielectric constant can be formed in the capacitor region 60b. By configuring a ferroelectric capacitor using, noise can be further efficiently removed.

次に、第5の実施の形態の半導体集積回路を説明する。
図8は、第5の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。
また、図9は図8のA−B線での断面図である。
Next, a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment will be described.
FIG. 8 is a top view of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG.

また、第4の実施の形態の半導体集積回路と同様の構成要素については同一符号を付している。
第5の実施の形態の半導体集積回路において、各スタンダードセル80は、論理回路領域80aと、容量領域80bを有している。論理回路領域80aは、詳細な説明は省略するが、NOR回路とインバータ回路からなるOR回路を構成した例を示している。
The same components as those in the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the semiconductor integrated circuit of the fifth embodiment, each standard cell 80 has a logic circuit region 80a and a capacitor region 80b. Although the detailed description is omitted, the logic circuit region 80a shows an example in which an OR circuit including a NOR circuit and an inverter circuit is configured.

第5の実施の形態の半導体集積回路におけるスタンダードセル80は、強誘電体容量を構成する強誘電体材料81が電源配線65の下をくぐり、論理回路領域80aまで拡張されている。同様に、上部電極82、下部電極83も拡張されており、それぞれビア84a,84bを介して接地配線64または電源配線65に接続されている。   In the standard cell 80 in the semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment, a ferroelectric material 81 constituting a ferroelectric capacitor passes under the power wiring 65 and extends to the logic circuit region 80a. Similarly, the upper electrode 82 and the lower electrode 83 are also expanded and connected to the ground wiring 64 or the power supply wiring 65 through the vias 84a and 84b, respectively.

このような第5の実施の形態の半導体集積回路によれば、第4の実施の形態の集積回路と同様の効果が得られるとともに、強誘電体容量を大きくできるので、ノイズをさらに効率的に除去することができる。   According to the semiconductor integrated circuit of the fifth embodiment as described above, the same effect as that of the integrated circuit of the fourth embodiment can be obtained, and the ferroelectric capacitance can be increased, so that noise can be more efficiently generated. Can be removed.

なお、第4の実施の形態におけるスタンダードセル60か、本実施の形態におけるスタンダードセル80を用いるかは、論理回路領域に空き領域(たとえば、メタル1層目の配線層からのコンタクトを必要としない領域など)があるか否かに応じて選択すればよい。   Whether the standard cell 60 in the fourth embodiment or the standard cell 80 in the present embodiment is used does not require a free area (for example, a contact from the first metal wiring layer) in the logic circuit area. It may be selected according to whether or not there is an area.

次に、第6の実施の形態の半導体集積回路を説明する。
図10は、第6の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。
また、図11は図10のA−B線での断面図である。
Next, a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment will be described.
FIG. 10 is a top view of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the sixth embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG.

また、第4の実施の形態の半導体集積回路と同様の構成要素については同一符号を付している。
第6の実施の形態の半導体集積回路では、スタンダードセル60は第4の実施の形態の半導体集積回路と同様に、2本の接地配線90,91と1本の電源配線92と接続されている。ただし、容量領域60bに接続される接地配線91と電源配線92は、容量領域60bの上部を遮蔽するように配線幅を拡張している。ただし、接地配線91と電源配線92が接触しないように、所定幅の隙間が設けられている。
The same components as those in the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the semiconductor integrated circuit of the sixth embodiment, the standard cell 60 is connected to two ground wirings 90 and 91 and one power supply wiring 92 as in the semiconductor integrated circuit of the fourth embodiment. . However, the wiring width of the ground wiring 91 and the power supply wiring 92 connected to the capacitance region 60b is expanded so as to shield the upper portion of the capacitance region 60b. However, a gap with a predetermined width is provided so that the ground wiring 91 and the power supply wiring 92 do not contact each other.

これにより、接地配線91と電源配線92の配線抵抗が小さくなり、動作ノイズを効率的に除去できる。また、誘電率の大きい強誘電体容量を用いた場合でも、接地配線91と電源配線92によるシールド効果により、強誘電体容量と、上層の配線層93とのカップリング容量を低減することができる。   Thereby, the wiring resistance of the ground wiring 91 and the power supply wiring 92 is reduced, and the operation noise can be efficiently removed. Even when a ferroelectric capacitor having a large dielectric constant is used, the coupling capacitance between the ferroelectric capacitor and the upper wiring layer 93 can be reduced by the shielding effect of the ground wiring 91 and the power supply wiring 92. .

なお、第1乃至第3の実施の形態の半導体集積回路のように、MOS容量を用いる場合にも上記のように、MOS容量が接続される電源配線及び接地配線の配線幅を、MOS容量の上部を遮蔽するように拡張するようにしてもよい。   As in the semiconductor integrated circuits of the first to third embodiments, even when a MOS capacitor is used, the wiring width of the power supply wiring and the ground wiring to which the MOS capacitor is connected is set as described above. You may make it expand so that an upper part may be shielded.

また、第4乃至第6の実施の形態の半導体集積回路において、図4で示したような第2の実施の形態の半導体集積回路と同様に、スタンダードセルの論理回路領域と容量領域とを入れ替え、各スタンダードセルが2本の電源配線及び1本の接地配線に接続するようにしてもよい。   Further, in the semiconductor integrated circuits of the fourth to sixth embodiments, the logic circuit region and the capacitor region of the standard cell are interchanged as in the semiconductor integrated circuit of the second embodiment as shown in FIG. Each standard cell may be connected to two power supply lines and one ground line.

また、図5で示したような第3の実施の形態の半導体集積回路のMOS容量53と同様に、横方向に隣接するスタンダードセル間で、強誘電体容量を、またがるように設けるようにしてもよい。   Further, like the MOS capacitor 53 of the semiconductor integrated circuit of the third embodiment as shown in FIG. 5, a ferroelectric capacitor is provided so as to straddle between standard cells adjacent in the horizontal direction. Also good.

以上説明した第1乃至第6の実施の形態の半導体集積回路における各スタンダードセルは、たとえば、図3のような半導体集積回路内において、互いに組み合わせるように配置してもよい。   The standard cells in the semiconductor integrated circuits of the first to sixth embodiments described above may be arranged so as to be combined with each other in, for example, the semiconductor integrated circuit as shown in FIG.

また、上記の第1乃至6の実施の形態の半導体集積回路では、上層の信号配線などを効率よく配線できるように、接地配線及び電源配線をメタル1層目として、そこにMOS容量や強誘電体容量を接続するようにしたが、同層であれば2層目以上としてもよい。その場合、強誘電体容量は、接地配線及び電源配線が存在する配線層の層間絶縁膜中に形成することで論理回路領域から強誘電体容量までの配線距離を短くできる。また、他の層の信号配線の配置の際に邪魔になることを防止できる。   Further, in the semiconductor integrated circuits of the first to sixth embodiments, the ground wiring and the power supply wiring are used as the first metal layer so that the upper signal wiring can be efficiently routed, and the MOS capacitance and the ferroelectric are provided there. The body capacitance is connected, but it may be the second layer or more as long as it is the same layer. In that case, the ferroelectric capacitor is formed in the interlayer insulating film of the wiring layer where the ground wiring and the power supply wiring exist, so that the wiring distance from the logic circuit region to the ferroelectric capacitor can be shortened. In addition, it can be prevented that the signal wirings of other layers are disturbed.

また、大きな容量を必要としない場合、容量領域を有さないスタンダードセルと組み合わせるようにしてもよい。
図12は、容量領域を有するスタンダードセルと容量領域を有さないスタンダードセルを混在させた半導体集積回路の一例を示す上面図である。
Further, when a large capacity is not required, it may be combined with a standard cell having no capacity area.
FIG. 12 is a top view showing an example of a semiconductor integrated circuit in which standard cells having a capacitor region and standard cells having no capacitor region are mixed.

ここでは、図5で示した第3の実施の形態の半導体集積回路におけるスタンダードセル50,51,52と、容量領域を有さないスタンダードセル100,101を混在させた場合について示している。図5と同じ構成要素については、同一符号を付しているか、符号を省略している。   Here, a case is shown in which standard cells 50, 51 and 52 in the semiconductor integrated circuit of the third embodiment shown in FIG. 5 are mixed with standard cells 100 and 101 having no capacity region. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals or omitted.

論理回路領域50aと容量領域50bとを有するスタンダードセル50,51,52については、2本の接地配線56,57と、1本の電源配線58を接続している。これに対し、容量領域を有さないスタンダードセル100については、接地配線56と、電源配線102とを接続し、容量領域を有さないスタンダードセル101については、電源配線102と、接地配線103を接続している。   For the standard cells 50, 51, 52 having the logic circuit region 50a and the capacitor region 50b, two ground wirings 56, 57 and one power supply wiring 58 are connected. On the other hand, for the standard cell 100 having no capacity region, the ground wiring 56 and the power wiring 102 are connected, and for the standard cell 101 having no capacity region, the power wiring 102 and the ground wiring 103 are connected. Connected.

以上、複数の実施の形態に基づき、本件の半導体集積回路について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。   As mentioned above, although the semiconductor integrated circuit of this case has been described based on a plurality of embodiments, these are only examples and are not limited to the above description.

第1の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。1 is a top view of a main part of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment; 図1のA−B線での断面図である。It is sectional drawing in the AB line of FIG. 第1の実施の形態の半導体集積回路の一例の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an example of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment; 第2の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。It is a top view of the principal part of the semiconductor integrated circuit of 2nd Embodiment. 第3の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。It is a top view of the principal part of the semiconductor integrated circuit of 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。It is a top view of the principal part of the semiconductor integrated circuit of 4th Embodiment. 図6のA−B線での断面図である。It is sectional drawing in the AB line | wire of FIG. 第5の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。It is a top view of the principal part of the semiconductor integrated circuit of 5th Embodiment. 図8のA−B線での断面図である。It is sectional drawing in the AB line | wire of FIG. 第6の実施の形態の半導体集積回路の主要部の上面図である。It is a top view of the principal part of the semiconductor integrated circuit of 6th Embodiment. 図10のA−B線での断面図である。It is sectional drawing in the AB line of FIG. 容量領域を有するスタンダードセルと容量領域を有さないスタンダードセルを混在させた半導体集積回路の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the semiconductor integrated circuit which mixed the standard cell which has a capacity | capacitance area | region, and the standard cell which does not have a capacity | capacitance area | region.

符号の説明Explanation of symbols

10 スタンダードセル
10a 論理回路領域
10b 容量領域
11 半導体基板
12,17a 拡散層
13 nMOS領域
14 pMOS領域
15,16 ゲート電極
17 MOS容量
18 層間絶縁膜
19 ビア
20,21 接地配線
22 電源配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Standard cell 10a Logic circuit area 10b Capacitance area | region 11 Semiconductor substrate 12, 17a Diffusion layer 13 nMOS area | region 14 pMOS area | region 15,16 Gate electrode 17 MOS capacity | capacitance 18 Interlayer insulating film 19 Via 20, 21 Ground wiring 22 Power supply wiring

Claims (5)

論理回路領域と容量領域とを具備する複数のセルを有し、
前記セルは、同一の配線層に属する、2本の電源配線及び1本の接地配線、または1本の電源配線及び2本の接地配線と接続されており、前記容量領域において、容量は、前記同一の配線層の前記電源配線と前記接地配線との間に接続されていることを特徴とする半導体集積回路。
A plurality of cells having a logic circuit area and a capacity area;
The cell is connected to two power supply wirings and one grounding wiring, or one power supply wiring and two grounding wirings belonging to the same wiring layer. A semiconductor integrated circuit characterized by being connected between the power supply wiring and the ground wiring in the same wiring layer.
前記容量は、隣接するセル間にまたがって配置されていることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the capacitor is disposed across adjacent cells. 前記容量は、前記論理回路領域に拡張して配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the capacitor is disposed so as to be expanded in the logic circuit region. 前記容量に接続される前記電源配線及び前記接地配線は、前記容量の上部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体集積回路。   4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the power supply wiring and the ground wiring connected to the capacitor are provided so as to cover an upper portion of the capacitor. 5. 前記容量は、最下層の配線層の前記電源配線及び前記接地配線に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体集積回路。   5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the capacitor is connected to the power supply wiring and the ground wiring in a lowermost wiring layer. 6.
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