JP2010287798A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2010287798A
JP2010287798A JP2009141620A JP2009141620A JP2010287798A JP 2010287798 A JP2010287798 A JP 2010287798A JP 2009141620 A JP2009141620 A JP 2009141620A JP 2009141620 A JP2009141620 A JP 2009141620A JP 2010287798 A JP2010287798 A JP 2010287798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring layer
integrated circuit
wiring
semiconductor integrated
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2009141620A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumichi Morita
一路 森田
Shintaro Takenaka
真太郎 竹中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2009141620A priority Critical patent/JP2010287798A/en
Publication of JP2010287798A publication Critical patent/JP2010287798A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a layout area of each cell of a standard cell system or a gate array cell system in a semiconductor integrated circuit including an optical sensor. <P>SOLUTION: This semiconductor integrated circuit includes a plurality of cells 301, and a power line 302 extending in the horizontal direction for supplying power voltage to each of the plurality of cells, wherein the power line is included in the uppermost wiring layer in a multilayer wiring structure arranged on a semiconductor substrate; each of the plurality of cells includes a plurality of elements each having a port 308 for inputting or outputting a signal, and a power contact block 304 for supplying the power voltage to the element by connecting the power line to the semiconductor substrate through a wiring layer lower than the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure and a plurality of plugs; and the power contact block and the plurality of ports of the plurality of elements are laid out so that coordinates thereof in the horizontal directions are different from one another. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit.

光センサを有する半導体集積回路には、光センサの他に、タイミング発生回路やAD変換回路などの集積回路が搭載されることがある。この集積回路の設計は、スタンダードセルを配置し、スタンダードセルのポート間の配線を行うことによってなされることがある。スタンダードセルのポート間の配線には、多層配線構造における複数の配線層を用いることが一般的である。特許文献2には、ゲートアレイにおいて、最下の配線層M1におけるライン122とその上の配線層M2におけるライン121とを入力/出力端子間の信号線とすることが記載されている(特許文献2の図13参照)。特許文献3には、固体撮像装置(光センサ)において、最上の配線層263の上に層間絶縁膜を形成せず、オンチップカラーフィルタ28をその一部が最上の配線層263の間に入り込むように形成することが記載されている(特許文献3の図1参照)。これにより、特許文献3によれば、オンチップカラーフィルタ28の上に形成するオンチップマイクロレンズ29が受光センサ部24の表面に近くなるので、斜め光Laの入射時の集光効率が上がるとされている。   A semiconductor integrated circuit having an optical sensor may be mounted with an integrated circuit such as a timing generation circuit or an AD conversion circuit in addition to the optical sensor. The integrated circuit may be designed by arranging standard cells and wiring between the ports of the standard cells. In general, a plurality of wiring layers in a multilayer wiring structure are used for wiring between ports of a standard cell. Patent Document 2 describes that in the gate array, the line 122 in the lowermost wiring layer M1 and the line 121 in the wiring layer M2 thereabove are used as signal lines between input / output terminals (Patent Document). 2 (see FIG. 13). In Patent Document 3, in a solid-state imaging device (photosensor), an interlayer insulating film is not formed on the uppermost wiring layer 263, and a part of the on-chip color filter 28 enters between the uppermost wiring layers 263. (See FIG. 1 of Patent Document 3). Thereby, according to Patent Document 3, since the on-chip microlens 29 formed on the on-chip color filter 28 is close to the surface of the light receiving sensor unit 24, the light collection efficiency when the oblique light La is incident is increased. Has been.

米国特許出願公開第2002/0093036号公報US Patent Application Publication No. 2002/0093036 米国特許5898194号公報US Pat. No. 5,898,194 特開2004−281911号公報JP 2004-281911 A

一方、特許文献1には、電源レール511,515と接地レール509,513との両方を多層配線構造における最上の配線層(layer5)で形成することが記載されている(特許文献1の図7参照)。これにより、特許文献1によれば、各セルの接続ピン(ポート)間を最上の配線層より下の配線層(layer1,2,3)を用いて接続することが容易になるとされている。しかし、特許文献1には、各セルにおける複数の素子のそれぞれの信号を入出力するためのポートをどのようにレイアウトすればレイアウト面積を低減できるのかに関して記載がない。本発明の目的は、光センサを有する半導体集積回路におけるスタンダードセル方式またはゲートアレイセル方式の各セルのレイアウト面積を低減することにある。   On the other hand, Patent Document 1 describes that both the power rails 511 and 515 and the ground rails 509 and 513 are formed by the uppermost wiring layer (layer 5) in the multilayer wiring structure (FIG. 7 of Patent Document 1). reference). Thus, according to Patent Document 1, it is assumed that connection pins (ports) of each cell can be easily connected using wiring layers (layers 1, 2, and 3) below the uppermost wiring layer. However, Patent Document 1 does not describe how a layout area can be reduced by laying out ports for inputting / outputting signals of a plurality of elements in each cell. An object of the present invention is to reduce the layout area of each standard cell type or gate array cell type cell in a semiconductor integrated circuit having an optical sensor.

本発明の1つの側面に係る半導体集積回路は、光センサを有する半導体集積回路であって、水平方向及び垂直方向に配列された複数のセルと、前記水平方向に延びており、前記複数のセルのそれぞれへ電源電圧を供給する電源ラインとを備え、前記電源ラインは、半導体基板の上に配された多層配線構造における最上の配線層に含まれており、前記複数のセルのそれぞれは、信号を入力又は出力するためのポートをそれぞれ有した複数の素子と、前記多層配線構造における前記最上の配線層より下の配線層と複数のプラグとを介して前記電源ラインと前記半導体基板とを接続することにより、前記素子へ前記電源電圧を供給する電源コンタクトブロックとを含み、前記電源コンタクトブロックと前記複数の素子における複数のポートとは、前記水平方向における座標が異なるようにレイアウトされることを特徴とする。   A semiconductor integrated circuit according to one aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit having an optical sensor, and includes a plurality of cells arranged in a horizontal direction and a vertical direction, and the plurality of cells extending in the horizontal direction. A power supply line for supplying a power supply voltage to each of the first and second power supply lines, and the power supply line is included in an uppermost wiring layer in a multilayer wiring structure disposed on a semiconductor substrate. The power supply line and the semiconductor substrate are connected via a plurality of elements each having a port for inputting or outputting a signal, a wiring layer below the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure, and a plurality of plugs A power contact block for supplying the power supply voltage to the element, and the power contact block and the plurality of ports in the plurality of elements Wherein the coordinate in the horizontal direction is different layout.

本発明によれば、光センサを有する半導体集積回路におけるスタンダードセル方式またはゲートアレイセル方式の各セルのレイアウト面積を低減することができる。   According to the present invention, the layout area of each cell of a standard cell system or a gate array cell system in a semiconductor integrated circuit having an optical sensor can be reduced.

第1実施形態に係る半導体集積回路を適用した撮像システムの構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging system to which a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment is applied. 第1実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment. 第1実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment. 第1実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment. 第1実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment. 第1実施形態におけるスタンダードセルへ配線可能なメタル本数を示す図。The figure which shows the number of the metal which can be wired to the standard cell in 1st Embodiment. 比較例におけるスタンダードセルへ配線可能なメタル本数を示す図。The figure which shows the number of the metal which can be wired to the standard cell in a comparative example. 第2実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment. 第6実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a sixth embodiment. 第7実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 7th Embodiment. 第7実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 7th Embodiment. 第8実施形態に係る半導体集積回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor integrated circuit which concerns on 8th Embodiment.

本明細書では、半導体基板の表面に沿った平面内における略垂直な2つの方向を「垂直方向」及び「水平方向」と表現し、半導体基板の表面に垂直な方向を「鉛直方向」と表現することにする。   In this specification, two substantially perpendicular directions in a plane along the surface of the semiconductor substrate are expressed as “vertical direction” and “horizontal direction”, and a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate is expressed as “vertical direction”. I will do it.

本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路を適用した撮像システムについて、図1を用いて説明する。   An imaging system to which the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.

撮像システム90は、図1に示すように、主として、光学系、光センサ86及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター91、レンズ92及び絞り93を備える。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路95、A/D変換器96、画像信号処理部97、メモリ部87、外部I/F部89、タイミング発生部98、全体制御・演算部99、記録媒体88及び記録媒体制御I/F部94を備える。なお、信号処理部は、記録媒体88を備えなくても良い。ここで、本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路100は、光センサ86及び集積回路101を含む。集積回路101は、撮像信号処理回路95、A/D変換器96、及びタイミング発生部98を含む。   As shown in FIG. 1, the imaging system 90 mainly includes an optical system, an optical sensor 86, and a signal processing unit. The optical system mainly includes a shutter 91, a lens 92, and a diaphragm 93. The signal processing unit mainly includes an imaging signal processing circuit 95, an A / D converter 96, an image signal processing unit 97, a memory unit 87, an external I / F unit 89, a timing generation unit 98, an overall control / calculation unit 99, and a recording. A medium 88 and a recording medium control I / F unit 94 are provided. The signal processing unit may not include the recording medium 88. Here, the semiconductor integrated circuit 100 according to the first embodiment of the present invention includes an optical sensor 86 and an integrated circuit 101. The integrated circuit 101 includes an imaging signal processing circuit 95, an A / D converter 96, and a timing generation unit 98.

シャッター91は、光路上においてレンズ92の手前に設けられ、露出を制御する。レンズ92は、入射した光を屈折させて、光センサ86の画素配列(撮像面)に被写体の像を形成する。絞り93は、光路上においてレンズ92と光センサ86との間に設けられ、レンズ92を通過後に光センサ86へ導かれる光の量を調節する。光センサ86は、画素配列に形成された被写体の像を画像信号に変換する。光センサ86は、その画像信号を画素配列から読み出して出力する。撮像信号処理回路95は、光センサ86に接続されており、光センサ86から出力された画像信号を処理する。A/D変換器96は、撮像信号処理回路95に接続されており、撮像信号処理回路95から出力された処理後の画像信号(アナログ信号)を画像信号(デジタル信号)へ変換する。画像信号処理部97は、A/D変換器96に接続されており、A/D変換器96から出力された画像信号(デジタル信号)に各種の補正等の演算処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部87、外部I/F部89、全体制御・演算部99及び記録媒体制御I/F部94などへ供給される。メモリ部87は、画像信号処理部97に接続されており、画像信号処理部97から出力された画像データを記憶する。外部I/F部89は、画像信号処理部97に接続されている。これにより、画像信号処理部97から出力された画像データを、外部I/F部89を介して外部の機器(パソコン等)へ転送する。タイミング発生部98は、光センサ86、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97に接続されている。これにより、光センサ86、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97へタイミング信号を供給する。そして、光センサ86、撮像信号処理回路95、A/D変換器96及び画像信号処理部97がタイミング信号に同期して動作する。全体制御・演算部99は、タイミング発生部98、画像信号処理部97及び記録媒体制御I/F部94に接続されており、タイミング発生部98、画像信号処理部97及び記録媒体制御I/F部94を全体的に制御する。記録媒体88は、記録媒体制御I/F部94に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部97から出力された画像データを、記録媒体制御I/F部94を介して記録媒体88へ記録する。以上の構成により、光センサ86において良好な画像信号が得られれば、良好な画像(画像データ)を得ることができる。   The shutter 91 is provided in front of the lens 92 on the optical path, and controls exposure. The lens 92 refracts the incident light and forms an image of the subject on the pixel array (imaging surface) of the optical sensor 86. The diaphragm 93 is provided between the lens 92 and the optical sensor 86 on the optical path, and adjusts the amount of light guided to the optical sensor 86 after passing through the lens 92. The optical sensor 86 converts the image of the subject formed in the pixel array into an image signal. The optical sensor 86 reads out the image signal from the pixel array and outputs it. The imaging signal processing circuit 95 is connected to the optical sensor 86 and processes the image signal output from the optical sensor 86. The A / D converter 96 is connected to the imaging signal processing circuit 95 and converts the processed image signal (analog signal) output from the imaging signal processing circuit 95 into an image signal (digital signal). The image signal processing unit 97 is connected to the A / D converter 96, and performs various kinds of arithmetic processing such as correction on the image signal (digital signal) output from the A / D converter 96 to generate image data. To do. The image data is supplied to the memory unit 87, the external I / F unit 89, the overall control / calculation unit 99, the recording medium control I / F unit 94, and the like. The memory unit 87 is connected to the image signal processing unit 97 and stores the image data output from the image signal processing unit 97. The external I / F unit 89 is connected to the image signal processing unit 97. Thus, the image data output from the image signal processing unit 97 is transferred to an external device (such as a personal computer) via the external I / F unit 89. The timing generation unit 98 is connected to the optical sensor 86, the imaging signal processing circuit 95, the A / D converter 96, and the image signal processing unit 97. As a result, the timing signal is supplied to the optical sensor 86, the imaging signal processing circuit 95, the A / D converter 96, and the image signal processing unit 97. The optical sensor 86, the imaging signal processing circuit 95, the A / D converter 96, and the image signal processing unit 97 operate in synchronization with the timing signal. The overall control / arithmetic unit 99 is connected to the timing generation unit 98, the image signal processing unit 97, and the recording medium control I / F unit 94, and the timing generation unit 98, the image signal processing unit 97, and the recording medium control I / F. The unit 94 is controlled as a whole. The recording medium 88 is detachably connected to the recording medium control I / F unit 94. As a result, the image data output from the image signal processing unit 97 is recorded on the recording medium 88 via the recording medium control I / F unit 94. With the above configuration, if a good image signal is obtained in the optical sensor 86, a good image (image data) can be obtained.

次に、集積回路101の構成を、図2〜図5を用いて説明する。集積回路101は、複数のスタンダードセル301、501(図5参照)、電源ライン302、接地ライン103、及び配線チャネル602を備える。複数のスタンダードセル301は、スタンダードセル方式に従って、水平方向及び垂直方向に配列されている。各スタンダードセル301は、例えば、2入力ポートを有したNAND型のスタンダードセルである。各スタンダードセル501は、例えば、5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。電源ライン302は、水平方向に延びており、半導体基板(図示せず)の上に配された多層配線構造(第1の配線層〜第3の配線層)における最上の配線層(第3の配線層)に含まれている。接地ライン103は、水平方向に延びており、多層配線構造(第1の配線層〜第3の配線層)における最下の配線層(第1の配線層)に含まれている。配線チャネル602は、垂直方向に隣接するスタンダードセル301、501の間に配され、多層配線構造(第1の配線層〜第3の配線層)における最下の配線層(第1の配線層)に含まれている。配線チャネル602は、配線可能な箇所の確保のために設置された配線である。各スタンダードセル301は、図2に示すように、複数の素子(EL1〜EL4)、電源コンタクトブロック304、及び接地コンタクトプラグ104を含む。複数の素子(EL1〜EL4)は、信号を入力又は出力するためのポート308をそれぞれ有している。複数の素子は、例えば、NMOSトランジスタEL1,EL2、及びPMOSトランジスタEL3,EL4を含む。NMOSトランジスタEL1,EL2は、そのソース及びドレインがN型アクティブ領域306に形成される。PMOSトランジスタEL3,EL4は、そのソース及びドレインがP型アクティブ領域307に形成される。電源コンタクトブロック304は、複数のプラグと、多層配線構造における最上の配線層より下の配線層(第2の配線層、第1の配線層)におけるプラグに接続された部分とを含む。電源コンタクトブロック304では、半導体基板の法線PL1に沿って複数のプラグが鉛直方向に配列されている。電源コンタクトブロック304は、多層配線構造における最上の配線層より下の配線層(第2の配線層、第1の配線層)と複数のプラグとを介して電源ライン302と半導体基板におけるP型ウエル領域とを接続する。P型ウエル領域は、図2に破線で示すように、半導体基板内で(例えば拡散配線を介して)P型アクティブ領域307に接続されている。これにより、電源コンタクトブロック304は、素子(PMOSトランジスタEL3,EL4)へ電源電圧を供給する。接地コンタクトプラグ104は、接地ライン103と半導体基板におけるN型ウエル領域とを接続する。N型ウエル領域は、図2に破線で示すように、半導体基板内で(例えば拡散配線を介して)N型アクティブ領域306に接続されている。これにより、接地コンタクトプラグ104は、素子(NMOSトランジスタEL1,EL2)へ接地電圧を供給する。   Next, the configuration of the integrated circuit 101 will be described with reference to FIGS. The integrated circuit 101 includes a plurality of standard cells 301 and 501 (see FIG. 5), a power supply line 302, a ground line 103, and a wiring channel 602. The plurality of standard cells 301 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction according to the standard cell system. Each standard cell 301 is, for example, a NAND type standard cell having two input ports. Each standard cell 501 is, for example, a logic circuit type standard cell having 5 input ports and 1 output port. The power supply line 302 extends in the horizontal direction, and is the uppermost wiring layer (third wiring layer) in the multilayer wiring structure (first wiring layer to third wiring layer) disposed on the semiconductor substrate (not shown). Wiring layer). The ground line 103 extends in the horizontal direction and is included in the lowermost wiring layer (first wiring layer) in the multilayer wiring structure (first wiring layer to third wiring layer). The wiring channel 602 is arranged between the standard cells 301 and 501 adjacent in the vertical direction, and is the lowermost wiring layer (first wiring layer) in the multilayer wiring structure (first wiring layer to third wiring layer). Included. The wiring channel 602 is wiring installed for securing a place where wiring is possible. Each standard cell 301 includes a plurality of elements (EL1 to EL4), a power contact block 304, and a ground contact plug 104 as shown in FIG. The plurality of elements (EL1 to EL4) each have a port 308 for inputting or outputting a signal. The plurality of elements include, for example, NMOS transistors EL1 and EL2 and PMOS transistors EL3 and EL4. The sources and drains of the NMOS transistors EL1 and EL2 are formed in the N-type active region 306. The sources and drains of the PMOS transistors EL3 and EL4 are formed in the P-type active region 307. The power contact block 304 includes a plurality of plugs and a portion connected to the plug in a wiring layer (second wiring layer, first wiring layer) below the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure. In power contact block 304, a plurality of plugs are arranged in the vertical direction along normal line PL1 of the semiconductor substrate. The power contact block 304 includes a power line 302 and a P-type well in the semiconductor substrate via a wiring layer (second wiring layer, first wiring layer) below the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure and a plurality of plugs. Connect the area. As shown by a broken line in FIG. 2, the P-type well region is connected to the P-type active region 307 in the semiconductor substrate (for example, via a diffusion wiring). As a result, the power contact block 304 supplies a power supply voltage to the elements (PMOS transistors EL3 and EL4). The ground contact plug 104 connects the ground line 103 and the N-type well region in the semiconductor substrate. The N-type well region is connected to the N-type active region 306 in the semiconductor substrate (for example, via a diffusion wiring) as indicated by a broken line in FIG. As a result, the ground contact plug 104 supplies a ground voltage to the elements (NMOS transistors EL1, EL2).

ここで、半導体集積回路100における光センサ86の画素配列では、複数の画素が2次元状に配列されている。各画素は、光電変換部、多層配線構造、パッシベーション膜、下部平坦化膜、カラーフィルタ、上部平坦化膜、及びマイクロレンズを含む。光電変換部は、半導体基板に配されている。光電変換部は、光に応じた電荷を発生させて蓄積する。光電変換部は、例えば、フォトダイオードである。多層配線構造は、光電変換部に対する開口領域を規定するように半導体基板の上に配されている。多層配線構造は、複数の層間絶縁膜と複数の配線層(第1の配線層〜第3の配線層)とを含む。パッシベーション膜は、多層配線構造の上を覆う。下部平坦化膜は、パッシベーション膜を覆うとともに平坦な表面を提供する。カラーフィルタは、下部平坦化膜の平坦な表面の上に配される。上部平坦化膜は、カラーフィルタを覆うとともに平坦な表面を提供する。マイクロレンズは、上部平坦化膜の平坦な表面の上に配される。各画素におけるマイクロレンズに入射した光が光電変換部の受光面へ到達する割合(集光率)に応じた集光特性を改善するためには、マイクロレンズと光電変換部の受光面との距離を近づける必要がある。その結果、配線層数が3層あるいはそれ以下にまで制限がかかる可能性がある。例として半導体集積回路100を第1の配線層〜第3の配線層までの多層配線構造を用いて構成する場合を想定する。最上の配線層である第3の配線層は、最下の配線層である第1の配線層や中間の配線層である第2の配線層と比較すると微細化させることが困難である。理由は、最上の配線層である第3の配線層を微細化すると、パッシベーション膜の均一性が保てなくなるためである。よって、第3の配線層の配線ピッチは第1の配線層と第2の配線層とに比較して倍以上となることがあり、第3の配線層にて効率的に配線を行うことは難しい。その結果、半導体集積回路100における集積回路101も、光センサ86と同一半導体基板上に搭載され同様のプロセスで形成するために、配線層数が3層あるいはそれ以下にまで制限がかかる可能性がある。   Here, in the pixel array of the optical sensors 86 in the semiconductor integrated circuit 100, a plurality of pixels are arrayed in a two-dimensional manner. Each pixel includes a photoelectric conversion unit, a multilayer wiring structure, a passivation film, a lower planarizing film, a color filter, an upper planarizing film, and a microlens. The photoelectric conversion unit is disposed on the semiconductor substrate. The photoelectric conversion unit generates and accumulates charges corresponding to light. The photoelectric conversion unit is, for example, a photodiode. The multilayer wiring structure is disposed on the semiconductor substrate so as to define an opening region for the photoelectric conversion portion. The multilayer wiring structure includes a plurality of interlayer insulating films and a plurality of wiring layers (first wiring layer to third wiring layer). The passivation film covers the top of the multilayer wiring structure. The lower planarization film covers the passivation film and provides a flat surface. The color filter is disposed on the flat surface of the lower planarizing film. The upper planarization film covers the color filter and provides a flat surface. The microlens is disposed on the flat surface of the upper planarization film. The distance between the microlens and the light receiving surface of the photoelectric conversion unit is used to improve the light collection characteristics according to the ratio (condensing rate) of light incident on the microlens in each pixel reaching the light receiving surface of the photoelectric conversion unit. Need to be close. As a result, the number of wiring layers may be limited to three or less. As an example, it is assumed that the semiconductor integrated circuit 100 is configured using a multilayer wiring structure from the first wiring layer to the third wiring layer. The third wiring layer, which is the uppermost wiring layer, is difficult to miniaturize compared to the first wiring layer, which is the lowermost wiring layer, and the second wiring layer, which is an intermediate wiring layer. The reason is that if the third wiring layer, which is the uppermost wiring layer, is miniaturized, the uniformity of the passivation film cannot be maintained. Therefore, the wiring pitch of the third wiring layer may be more than double that of the first wiring layer and the second wiring layer, and efficient wiring is performed in the third wiring layer. difficult. As a result, the integrated circuit 101 in the semiconductor integrated circuit 100 is also mounted on the same semiconductor substrate as the optical sensor 86 and formed by the same process, so that the number of wiring layers may be limited to three or less. is there.

配線層数が3層あるいはそれ以下にまで制限がかかる場合、最上の配線層(第3の配線層)を自由にセル内の信号配線又はセル間の信号配線に用いることができない。これにより、信号配線を、複数の配線層(第1の配線層、第2の配線層)で形成する必要が生じる。このとき、仮に、電源ラインが最下の配線層(第1の配線層)に含まれている場合を考える。この場合、電源ラインを少なくとも鉛直方向に迂回するように、セルにおけるポートとそのセルに電源ラインの側で隣接するポートとの間の信号配線をレイアウトする必要が生じる。すなわち、垂直方向に隣接するセルのポート間を、電源ラインを鉛直方向に跨ぐように、第1の配線層、ビアプラグ、第2の配線層、ビアプラグ、及び第1の配線層経由で接続する必要が生じる。これにより、少なくとも鉛直方向におけるレイアウト効率が低下する。   When the number of wiring layers is limited to three or less, the uppermost wiring layer (third wiring layer) cannot be freely used for signal wiring in a cell or signal wiring between cells. Accordingly, it is necessary to form the signal wiring with a plurality of wiring layers (first wiring layer, second wiring layer). At this time, suppose that the power supply line is included in the lowermost wiring layer (first wiring layer). In this case, it is necessary to lay out signal wiring between a port in the cell and a port adjacent to the cell on the power line side so as to bypass the power line at least in the vertical direction. That is, it is necessary to connect the ports of adjacent cells in the vertical direction via the first wiring layer, the via plug, the second wiring layer, the via plug, and the first wiring layer so as to straddle the power supply line in the vertical direction. Occurs. Thereby, the layout efficiency at least in the vertical direction is lowered.

それに対して、本実施形態では、電源ライン302が最上の配線層(第3の配線層)に含まれているので、垂直方向に電源ライン302側で隣接するセルのポート間を、第1の配線層の配線601で効率的に接続できる(図5参照)。あるいは、セルのポートとそのセルに隣接する配線チャネル602との間を、第1の配線層の配線603で効率的に接続できる(図5参照)。これにより、少なくとも鉛直方向におけるレイアウト効率が向上する。したがって、光センサ86を有する半導体集積回路100におけるスタンダードセル方式の各セルのレイアウト面積を低減することができる。なお、図5は、スタンダードセル301と任意の5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路のスタンダードセル501とを配置し、配線のレイアウトを行った図である。なお、スタンダードセル501も、スタンダードセル方式に従っている。   On the other hand, in the present embodiment, since the power supply line 302 is included in the uppermost wiring layer (third wiring layer), the first cell is connected between the ports of adjacent cells on the power supply line 302 side in the vertical direction. Connection can be made efficiently with the wiring 601 in the wiring layer (see FIG. 5). Alternatively, the cell port and the wiring channel 602 adjacent to the cell can be efficiently connected by the wiring 603 of the first wiring layer (see FIG. 5). This improves the layout efficiency at least in the vertical direction. Therefore, the layout area of each standard cell cell in the semiconductor integrated circuit 100 having the optical sensor 86 can be reduced. FIG. 5 is a diagram in which a standard cell 301 and a standard cell 501 of a logic circuit having arbitrary five input ports and one output port are arranged and wiring is laid out. The standard cell 501 also follows the standard cell system.

また、仮に、電源ラインや接地ラインから半導体基板へ接続するコンタクトプラグと複数の素子における複数のポートとが、水平方向における座標が重なるようにセル内でレイアウトされている場合を考える。コンタクトプラグと水平方向における座標が重なっているポートから垂直方向に隣接するセルのポートへ第1の配線層の信号配線で接続する際に、そのコンタクトプラグを迂回するように信号配線をレイアウトする必要が生じる。これにより、水平方向及び垂直方向のレイアウト効率が低下する。また、例えば、第1の信号配線として第2の配線層を使用した箇所において第2の信号配線のために第2の配線層を用いることができないため、第1の信号配線を迂回するように第2の信号配線をレイアウトする必要が生じる。このように、水平方向及び垂直方向の配線のレイアウト効率が低下する結果、各セルのレイアウト面積が増大する可能性がある。各セルのレイアウト面積が増大すると、半導体集積回路100が大型化する。特許文献1〜3には、各セルにおける複数の素子のそれぞれの信号を入出力するためのポートをどのようにレイアウトすればレイアウト面積を低減できるのかに関して記載がない。   Further, suppose that a contact plug connected to a semiconductor substrate from a power supply line or a ground line and a plurality of ports in a plurality of elements are laid out in the cell so that coordinates in the horizontal direction overlap. It is necessary to lay out the signal wiring so as to bypass the contact plug when the signal wiring of the first wiring layer is connected to the port of the cell adjacent in the vertical direction from the port where the coordinate in the horizontal direction overlaps with the contact plug Occurs. As a result, the layout efficiency in the horizontal and vertical directions decreases. In addition, for example, since the second wiring layer cannot be used for the second signal wiring at the location where the second wiring layer is used as the first signal wiring, the first signal wiring is bypassed. It is necessary to lay out the second signal wiring. As described above, the layout efficiency of the wiring in the horizontal direction and the vertical direction is lowered, and as a result, the layout area of each cell may be increased. As the layout area of each cell increases, the semiconductor integrated circuit 100 increases in size. Patent Documents 1 to 3 do not describe how a layout area can be reduced by laying out ports for inputting / outputting signals of a plurality of elements in each cell.

それに対して、本実施形態では、電源コンタクトブロック304と複数の素子(EL1〜EL4)における複数のポート308とは、水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる(図3、図4参照)。これにより、例えば、図3に示すPMOSトランジスタEL3,EL4のゲートに接続されたポート308と垂直方向に隣接するセルのポートとの間を、第2の配線層を用いずに、第1の配線層の配線3081で効率的に接続できる。あるいは、例えば、図4に示すPMOSトランジスタのゲート又はドレインに接続されたポート308と垂直方向に隣接するセルのポートとの間を、第2の配線層を用いずに、第1の配線層の配線3082で効率的に接続できる。このように、電源コンタクトブロック304を迂回することなく第1の配線層の配線3081を効率的にレイアウトすることができるので、水平方向及び垂直方向におけるレイアウト効率を向上することができる。したがって、光センサ86を有する半導体集積回路100におけるスタンダードセル方式の各セルのレイアウト面積を低減することができる。この結果、半導体集積回路100を小型化することができる。   In contrast, in the present embodiment, the power contact block 304 and the plurality of ports 308 in the plurality of elements (EL1 to EL4) are laid out so that the coordinates in the horizontal direction are different (see FIGS. 3 and 4). Thus, for example, the first wiring is not used between the port 308 connected to the gates of the PMOS transistors EL3 and EL4 shown in FIG. 3 and the port of the cell adjacent in the vertical direction without using the second wiring layer. The wiring can be efficiently connected with the wiring 3081 of the layer. Alternatively, for example, between the port 308 connected to the gate or drain of the PMOS transistor shown in FIG. 4 and the port of the cell adjacent in the vertical direction, without using the second wiring layer, the first wiring layer Connection can be made efficiently with the wiring 3082. In this manner, the wiring 3081 of the first wiring layer can be efficiently laid out without bypassing the power contact block 304, so that the layout efficiency in the horizontal direction and the vertical direction can be improved. Therefore, the layout area of each standard cell cell in the semiconductor integrated circuit 100 having the optical sensor 86 can be reduced. As a result, the semiconductor integrated circuit 100 can be reduced in size.

次に、本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路100による効果を明確にするために、スタンダードセルへ接続可能な配線本数について、比較例(図7)と第1実施形態(図6)とを比較して説明を行う。前提として、多層配線構造における配線層の数が3つ(第1の配線層〜第3の配線層)であり、第3の配線層の配線ピッチが第1の配線層と第2の配線層とに比較して2倍になるものとする。すなわち、配線ピッチの相対比を第1の配線層と第2の配線層とが1、第3の配線層とが2であるとする。図7及び図6における補助線は第1の配線層と第2の配線層とに対する配線ピッチ単位に引かれている。比較例では、図7に示すように、電源ライン102が多層配線構造における最下の配線層(第1の配線層)に含まれている点が第1実施形態(図6参照)と異なっている。比較例では、右から水平方向に第1の配線層11本、第3の配線層7本が接続可能であり、左からも同様である。よって左右からは第1の配線層22本、第3の配線層14本が接続可能となる。下からは垂直方向に第2の配線層17本が接続可能であり、上からも同様である。よって上下からは第2の配線層34本が接続可能となる。よって、比較例では、左右からと上下からの接続可能な配線本数の合計は70本になる。一方、第1実施形態では、図6に示すように、右から水平方向に第1の配線層12本、第3の配線層6本が接続可能であり、左からも同様である。よって左右からは第1の配線層24本、第3の配線層12本が接続可能となる。下からは垂直方向に第2の配線層17本が接続可能である。上からは2個の電源コンタクトブロック304を避けて垂直方向に第2の配線層15本が接続可能であることに加え、第1の配線層も15本が接続可能である。よって、上下からは第1の配線層15本、第2の配線層32本が接続可能となる。よって左右からと上下からの接続可能な配線本数の合計は83本である。このように、第1実施形態によれば、比較例に比べて、スタンダードセルへ接続可能な配線本数を多くすることができる。このように、第1実施形態によれば、レイアウト効率を向上することができるので、半導体集積回路を小型化できる。   Next, in order to clarify the effect of the semiconductor integrated circuit 100 according to the first embodiment of the present invention, with respect to the number of wirings that can be connected to the standard cell, the comparative example (FIG. 7) and the first embodiment (FIG. 6). And will be described. As a premise, the number of wiring layers in the multilayer wiring structure is three (first wiring layer to third wiring layer), and the wiring pitch of the third wiring layer is the first wiring layer and the second wiring layer. It will be doubled compared to. That is, it is assumed that the relative ratio of the wiring pitch is 1 for the first wiring layer and the second wiring layer and 2 for the third wiring layer. The auxiliary lines in FIGS. 7 and 6 are drawn in units of wiring pitch with respect to the first wiring layer and the second wiring layer. As shown in FIG. 7, the comparative example is different from the first embodiment (see FIG. 6) in that the power supply line 102 is included in the lowermost wiring layer (first wiring layer) in the multilayer wiring structure. Yes. In the comparative example, 11 first wiring layers and 7 third wiring layers can be connected in the horizontal direction from the right, and the same applies from the left. Therefore, 22 first wiring layers and 14 third wiring layers can be connected from the left and right. From the bottom, 17 second wiring layers can be connected in the vertical direction, and the same applies from the top. Therefore, 34 second wiring layers can be connected from above and below. Therefore, in the comparative example, the total number of wires connectable from the left and right and from the top and bottom is 70. On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 6, twelve first wiring layers and six third wiring layers can be connected in the horizontal direction from the right, and the same applies from the left. Therefore, 24 first wiring layers and 12 third wiring layers can be connected from the left and right. From the bottom, 17 second wiring layers can be connected in the vertical direction. From the top, 15 second wiring layers can be connected in the vertical direction while avoiding the two power contact blocks 304, and 15 first wiring layers can also be connected. Therefore, 15 first wiring layers and 32 second wiring layers can be connected from above and below. Therefore, the total number of wires connectable from the left and right and from the top and bottom is 83. Thus, according to the first embodiment, the number of wires connectable to the standard cell can be increased as compared with the comparative example. Thus, according to the first embodiment, the layout efficiency can be improved, so that the semiconductor integrated circuit can be reduced in size.

次に、本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路100iにおける集積回路101iについて、図8を用いて説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。集積回路101iは、図8に示すように、複数のスタンダードセル901、電源ライン102、及び接地ライン902を含む。各スタンダードセル901は、例えば、5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。電源ライン102は、多層配線構造における最下の配線層(第1の配線層)に含まれている。接地ライン902は、多層配線構造における最上の配線層(第3の配線層)に含まれている。各スタンダードセル901は、電源コンタクトプラグ204及び接地コンタクトブロック903を含む。電源コンタクトプラグ204は、電源ライン102と半導体基板におけるP型ウエル領域とを接続する。接地コンタクトブロック903は、複数のプラグと、多層配線構造における最上の配線層より下の配線層(第2の配線層、第1の配線層)におけるプラグに接続された部分とを含む。接地コンタクトブロック903では、半導体基板の法線PL2に沿って複数のプラグが鉛直方向に配列されている。接地コンタクトブロック903は、多層配線構造における最上の配線層より下の配線層(第2の配線層、第1の配線層)と複数のプラグとを介して接地ライン903と半導体基板におけるN型ウエル領域とを接続する。本実施形態では、接地コンタクトブロック903と複数の素子における複数のポート308iとが、水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる。これにより、例えば、図8に示すPMOSトランジスタのゲートに接続されたポート308iを、第2の配線層を用いずに、第1の配線層の配線3083iで効率的に接続できる。このように、接地コンタクトブロック903を迂回することなく第1の配線層の配線3083iを効率的にレイアウトすることができるので、水平方向及び垂直方向におけるレイアウト効率を向上することができる。したがって、光センサ86を有する半導体集積回路100iにおけるスタンダードセル方式の各セルのレイアウト面積を低減することができる。この結果、半導体集積回路100iを小型化することができる。   Next, an integrated circuit 101i in the semiconductor integrated circuit 100i according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment. As shown in FIG. 8, the integrated circuit 101 i includes a plurality of standard cells 901, a power supply line 102, and a ground line 902. Each standard cell 901 is, for example, a logic circuit type standard cell having 5 input ports and 1 output port. The power supply line 102 is included in the lowermost wiring layer (first wiring layer) in the multilayer wiring structure. The ground line 902 is included in the uppermost wiring layer (third wiring layer) in the multilayer wiring structure. Each standard cell 901 includes a power contact plug 204 and a ground contact block 903. The power contact plug 204 connects the power line 102 and the P-type well region in the semiconductor substrate. The ground contact block 903 includes a plurality of plugs and a portion connected to the plug in a wiring layer (second wiring layer, first wiring layer) below the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure. In the ground contact block 903, a plurality of plugs are arranged in the vertical direction along the normal line PL2 of the semiconductor substrate. The ground contact block 903 is connected to the ground line 903 and an N-type well in the semiconductor substrate via a wiring layer (second wiring layer, first wiring layer) below the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure and a plurality of plugs. Connect the area. In the present embodiment, the ground contact block 903 and the plurality of ports 308i in the plurality of elements are laid out so that the coordinates in the horizontal direction are different. Thereby, for example, the port 308i connected to the gate of the PMOS transistor shown in FIG. 8 can be efficiently connected by the wiring 3083i of the first wiring layer without using the second wiring layer. As described above, the wiring 3083i of the first wiring layer can be efficiently laid out without bypassing the ground contact block 903, so that the layout efficiency in the horizontal direction and the vertical direction can be improved. Therefore, the layout area of each standard cell cell in the semiconductor integrated circuit 100i having the photosensor 86 can be reduced. As a result, the semiconductor integrated circuit 100i can be reduced in size.

次に、本発明の第3実施形態に係る半導体集積回路100jにおける集積回路101jについて、図9を用いて説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。集積回路101jは、図9に示すように、複数のスタンダードセル1001、1101(図10参照)及び接地ライン902を含む。各スタンダードセル1001は、例えば、5入力ポートを1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。各スタンダードセル1101は、例えば、2入力ポートを有したNAND型のスタンダードセルである。接地ライン902は、多層配線構造における最上の配線層(第3の配線層)に含まれている。各スタンダードセル1001は、接地コンタクトブロック903を含む。接地コンタクトブロック903は、第2実施形態における接地コンタクトブロック903と同様である。本実施形態では、電源ライン302に加えて接地ライン902が、最上の配線層(第3の配線層)に含まれている。これにより、垂直方向における電源ライン302側と接地ライン902側との両側で隣接するセルのポート間を、第1の配線層の配線3082j,3083jで効率的に接続できる。また、電源コンタクトブロック304と複数の素子における複数のポート308とは、水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる。これにより、例えば、図9に示すPMOSトランジスタのゲート又はドレインに接続されたポート308jと垂直方向に隣接するセルのポートとの間を、第2の配線層を用いずに、第1の配線層の配線3082jで効率的に接続できる。それに加えて、接地コンタクトブロック903と複数の素子における複数のポート308jとは、水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる。これにより、例えば、図9に示すNMOSトランジスタのゲート又はドレインに接続されたポート308jと垂直方向に隣接するセルのポートとの間を、第2の配線層を用いずに、第1の配線層の配線3083jで効率的に接続できる。このように、電源コンタクトブロック302及び接地コンタクトブロック903を迂回することなく第1の配線層の配線3082j,3083jを効率的にレイアウトすることができるので、水平方向及び垂直方向におけるレイアウト効率を向上することができる。したがって、光センサ86を有する半導体集積回路100jにおけるスタンダードセル方式の各セルのレイアウト面積を低減することができる。この結果、半導体集積回路100jを小型化することができる。   Next, an integrated circuit 101j in the semiconductor integrated circuit 100j according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment. As shown in FIG. 9, the integrated circuit 101 j includes a plurality of standard cells 1001 and 1101 (see FIG. 10) and a ground line 902. Each standard cell 1001 is, for example, a logic circuit type standard cell having 5 input ports and 1 output port. Each standard cell 1101 is, for example, a NAND type standard cell having two input ports. The ground line 902 is included in the uppermost wiring layer (third wiring layer) in the multilayer wiring structure. Each standard cell 1001 includes a ground contact block 903. The ground contact block 903 is the same as the ground contact block 903 in the second embodiment. In the present embodiment, the ground line 902 is included in the uppermost wiring layer (third wiring layer) in addition to the power supply line 302. Accordingly, the ports of adjacent cells on both sides of the power supply line 302 side and the ground line 902 side in the vertical direction can be efficiently connected by the wirings 3082j and 3083j of the first wiring layer. The power contact block 304 and the plurality of ports 308 in the plurality of elements are laid out so that the coordinates in the horizontal direction are different. Thus, for example, the first wiring layer is not used between the port 308j connected to the gate or drain of the PMOS transistor shown in FIG. 9 and the port of the cell adjacent in the vertical direction without using the second wiring layer. The wiring 3082j can be connected efficiently. In addition, the ground contact block 903 and the plurality of ports 308j in the plurality of elements are laid out so that the coordinates in the horizontal direction are different. Thereby, for example, the first wiring layer is not used between the port 308j connected to the gate or drain of the NMOS transistor shown in FIG. 9 and the port of the cell adjacent in the vertical direction without using the second wiring layer. The wiring 3083j can be connected efficiently. As described above, the wirings 3082j and 3083j of the first wiring layer can be efficiently laid out without bypassing the power contact block 302 and the ground contact block 903, so that the layout efficiency in the horizontal direction and the vertical direction is improved. be able to. Therefore, the layout area of each standard cell cell in the semiconductor integrated circuit 100j having the optical sensor 86 can be reduced. As a result, the semiconductor integrated circuit 100j can be reduced in size.

例えば、ポート308jから電源ライン側へ引き出される第1の配線層は、電源コンタクトブロック304に含まれる第1の配線層と重ならず、第3の配線層の電源ライン302の下を通って他のポートや配線チャネルと接続することが可能となる。同様にポート308jから接地ライン側へ引き出される第1の配線層は、接地コンタクトブロック903に含まれる第1の配線層と重ならず、第3の配線層の接地ライン902の下を通って他のポートや配線チャネルと接続することが可能となる。また、例えば、図10に示すように、垂直方向に隣接するセルのポート308j間の接続に第1の配線層の配線601を使用することが可能である。また、配線可能な箇所の確保のために配線チャネルを設置した箇所においては、配線チャネル602とポート308jとの接続に第1の配線層の配線603を使用することが可能である。   For example, the first wiring layer drawn out from the port 308j to the power supply line side does not overlap the first wiring layer included in the power supply contact block 304, and passes under the power supply line 302 of the third wiring layer. It is possible to connect to other ports and wiring channels. Similarly, the first wiring layer drawn out from the port 308j to the ground line side does not overlap the first wiring layer included in the ground contact block 903, and passes below the ground line 902 of the third wiring layer. It is possible to connect to other ports and wiring channels. Further, for example, as shown in FIG. 10, it is possible to use the wiring 601 of the first wiring layer for connection between the ports 308j of the cells adjacent in the vertical direction. In addition, in a place where a wiring channel is provided for securing a place where wiring is possible, the wiring 603 of the first wiring layer can be used for connection between the wiring channel 602 and the port 308j.

次に、本発明の第4実施形態に係る半導体集積回路100kにおける集積回路101kについて、図11を用いて説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。集積回路101kは、図11に示すように、複数のスタンダードセル1201、1301(図12参照)、及び電源ライン1202を含む。各スタンダードセル1201は、例えば、5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。各スタンダードセル1301は、例えば、2入力ポートを有したNAND型のスタンダードセルである。電源ライン1202は、少なくとも、各スタンダードセル1201に含まれた複数の素子を遮光する。例えば、電源ライン1202は、主として水平方向に延びているが、複数の素子における複数のポート308kが配される領域AR1kの外側からその領域AR1kを覆うように延びてもよい。電源ライン1202は、各スタンダードセル1201の領域全体(セルの全面)を遮光しても良い。例えば、電源ライン1202は、複数の素子における複数のポート308kが配される領域AR1kの外側からその領域AR1kを覆うとともに接地ライン103の上方を覆うように延びてもよい。電源ライン1202が各スタンダードセル1201の領域全体を遮光した場合、斜めに入射した光が各スタンダードセル1201における素子に達する可能性を低減できる。また、電源ライン1202が各スタンダードセル1201の領域全体を遮光した場合、半導体基板の表面に垂直に入射した照度の高い光が半導体基板内で電荷に変換されて素子に流れ込んでしまう可能性を低減できる。これにより、素子により伝達される信号に混入するノイズを低減できる。さらに、電源ライン1202は、図12に示すように、垂直方向に隣接するスタンダードセル1201,1301の間に配された配線チャネル602の上方まで延在していてもよい。電源ライン1202が各スタンダードセル1201の領域全体に加えて配線チャネル602を遮光した場合、斜めに入射した光が各スタンダードセル1201における素子に達する可能性をさらに低減できる。また、電源ライン1202が各スタンダードセル1201の領域全体に加えて配線チャネル602を遮光した場合、半導体基板の表面に垂直に入射した照度の高い光が半導体基板内で電荷に変換されて素子に流れ込んでしまう可能性をさらに低減できる。このように、遮光時に第3の配線層の電源ラインを遮光膜に兼用できるため、電源ラインと遮光膜とを別途に構成する必要がなくなり、レイアウト効率を向上でき、集積回路を小型化することが容易になる。   Next, an integrated circuit 101k in a semiconductor integrated circuit 100k according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment. As shown in FIG. 11, the integrated circuit 101 k includes a plurality of standard cells 1201 and 1301 (see FIG. 12) and a power supply line 1202. Each standard cell 1201 is, for example, a logic circuit type standard cell having 5 input ports and 1 output port. Each standard cell 1301 is, for example, a NAND type standard cell having two input ports. The power line 1202 shields at least a plurality of elements included in each standard cell 1201. For example, the power supply line 1202 extends mainly in the horizontal direction, but may extend from the outside of the area AR1k where the plurality of ports 308k of the plurality of elements are arranged so as to cover the area AR1k. The power supply line 1202 may shield the entire area of each standard cell 1201 (the entire surface of the cell). For example, the power supply line 1202 may extend from the outside of the area AR1k where the plurality of ports 308k in the plurality of elements are arranged so as to cover the area AR1k and the ground line 103. When the power supply line 1202 shields the entire area of each standard cell 1201, the possibility of obliquely incident light reaching the elements in each standard cell 1201 can be reduced. In addition, when the power supply line 1202 shields the entire area of each standard cell 1201, the possibility that light with high illuminance incident perpendicularly to the surface of the semiconductor substrate is converted into electric charge in the semiconductor substrate and flows into the element is reduced. it can. Thereby, the noise mixed in the signal transmitted by the element can be reduced. Further, as shown in FIG. 12, the power supply line 1202 may extend above the wiring channel 602 arranged between the standard cells 1201 and 1301 adjacent in the vertical direction. When the power supply line 1202 shields the wiring channel 602 in addition to the entire area of each standard cell 1201, the possibility that obliquely incident light reaches the element in each standard cell 1201 can be further reduced. Further, when the power supply line 1202 shields the wiring channel 602 in addition to the entire area of each standard cell 1201, light with high illuminance perpendicularly incident on the surface of the semiconductor substrate is converted into electric charge in the semiconductor substrate and flows into the element. The possibility of being lost can be further reduced. As described above, since the power supply line of the third wiring layer can also be used as the light shielding film during light shielding, it is not necessary to separately configure the power supply line and the light shielding film, layout efficiency can be improved, and the integrated circuit can be downsized. Becomes easier.

次に、本発明の第5実施形態に係る半導体集積回路100nにおける集積回路101nについて、図13を用いて説明する。以下では、第2実施形態(図8参照)と異なる点を中心に説明する。集積回路101nは、図13に示すように、複数のスタンダードセル1401、及び接地ライン1402を含む。各スタンダードセル1401は、例えば、5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。接地ライン1402は、少なくとも、各スタンダードセル1201に含まれた複数の素子を遮光する。例えば、電源ライン1402は、複数の素子における複数のポート308nが配される領域AR1nの外側からその領域AR1nを覆うように延びてもよい。接地ライン1402は、各スタンダードセル1401の領域全体(セルの全面)を遮光しても良い。例えば、接地ライン1402は、複数の素子における複数のポート308nが配される領域AR1nの外側からその領域AR1nを覆うとともに電源ライン102の上方を覆うように延びてもよい。接地ライン1402が各スタンダードセル1401の領域全体を遮光した場合、斜めに入射した光が各スタンダードセル1401における素子に達する可能性を低減できる。また、接地ライン1402が各スタンダードセル1401の領域全体を遮光した場合、半導体基板の表面に垂直に入射した照度の高い光が半導体基板内で電荷に変換されて素子に流れ込んでしまう可能性を低減できる。これにより、素子により伝達される信号に混入するノイズを低減できる。   Next, an integrated circuit 101n in a semiconductor integrated circuit 100n according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates centering on a different point from 2nd Embodiment (refer FIG. 8). As shown in FIG. 13, the integrated circuit 101 n includes a plurality of standard cells 1401 and a ground line 1402. Each standard cell 1401 is, for example, a logic circuit type standard cell having 5 input ports and 1 output port. The ground line 1402 shields at least a plurality of elements included in each standard cell 1201. For example, the power supply line 1402 may extend so as to cover the area AR1n from the outside of the area AR1n where the plurality of ports 308n in the plurality of elements are arranged. The ground line 1402 may shield the entire area of each standard cell 1401 (the entire surface of the cell). For example, the ground line 1402 may extend from the outside of the area AR1n where the plurality of ports 308n of the plurality of elements are arranged so as to cover the area AR1n and the power line 102. When the ground line 1402 shields the entire area of each standard cell 1401, the possibility that obliquely incident light reaches the element in each standard cell 1401 can be reduced. In addition, when the ground line 1402 shields the entire area of each standard cell 1401, the possibility that light with high illuminance incident perpendicularly to the surface of the semiconductor substrate is converted into electric charge in the semiconductor substrate and flows into the element is reduced. it can. Thereby, the noise mixed in the signal transmitted by the element can be reduced.

次に、本発明の第6実施形態に係る半導体集積回路100pにおける集積回路101pについて、図14及び図15を用いて説明する。以下では、第3実施形態(図9参照)と異なる点を中心に説明する。集積回路101pは、図14に示すように、複数のスタンダードセル1501、電源ライン1202p、及び接地ライン1402pを含む。各スタンダードセル1501は、例えば、5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。電源ライン1202pは、各スタンダードセル1501に含まれた複数の素子における電源ライン1202pの側に配された素子を遮光する。例えば、電源ライン1202pは、複数の素子における複数のポート308pが配される領域AR1pの外側から領域AR1pにおける電源ライン1202p側の領域AR1p1を覆うように延びてもよい。また、接地ライン1402pは、各スタンダードセル1201に含まれた複数の素子における接地ライン1402pの側に配された素子を遮光する。例えば、接地ライン1402pは、領域AR1pの外側から領域AR1pにおける接地ライン1402p側の領域AR1p2を覆うように延びてもよい。さらに、電源ライン1202pは、図15に示すように、隣接するスタンダードセル1201,1301の間に配された配線チャネル602の上方まで延在していてもよい。あるいは、接地ライン1402pは、図示しないが、隣接するスタンダードセル1201,1301の間に配された配線チャネル602の上方まで延在していてもよい。電源ライン1202p又は接地ライン1402pが各スタンダードセル1201の領域全体に加えて配線チャネル602を遮光した場合、斜めに入射した光が各スタンダードセル1201における素子に達する可能性をさらに低減できる。また、電源ライン1202p又は接地ライン1402pが各スタンダードセル1201の領域全体に加えて配線チャネル602を遮光した場合、半導体基板の表面に垂直に入射した照度の高い光が半導体基板内で電荷に変換されて素子に流れ込んでしまう可能性をさらに低減できる。このように、遮光時に第3の配線層の電源ライン又は接地ラインを遮光膜に兼用できるため、電源ラインと遮光膜とを別途に構成する必要がなくなり、レイアウト効率を向上でき、集積回路を小型化することが容易になる。   Next, an integrated circuit 101p in a semiconductor integrated circuit 100p according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Below, it demonstrates centering on a different point from 3rd Embodiment (refer FIG. 9). As shown in FIG. 14, the integrated circuit 101p includes a plurality of standard cells 1501, a power supply line 1202p, and a ground line 1402p. Each standard cell 1501 is, for example, a logic circuit type standard cell having 5 input ports and 1 output port. The power line 1202p shields light from the elements arranged on the power line 1202p side in the plurality of elements included in each standard cell 1501. For example, the power supply line 1202p may extend from the outside of the region AR1p where the plurality of ports 308p in the plurality of elements are arranged so as to cover the region AR1p1 on the power supply line 1202p side in the region AR1p. The ground line 1402p shields light from the elements arranged on the ground line 1402p side of the plurality of elements included in each standard cell 1201. For example, the ground line 1402p may extend from the outside of the region AR1p so as to cover the region AR1p2 on the ground line 1402p side in the region AR1p. Further, as shown in FIG. 15, the power supply line 1202p may extend above the wiring channel 602 disposed between the adjacent standard cells 1201 and 1301. Alternatively, although not shown, the ground line 1402p may extend to above the wiring channel 602 disposed between the adjacent standard cells 1201 and 1301. When the power supply line 1202p or the ground line 1402p shields the wiring channel 602 in addition to the entire area of each standard cell 1201, the possibility of obliquely incident light reaching the elements in each standard cell 1201 can be further reduced. In addition, when the power line 1202p or the ground line 1402p shields the wiring channel 602 in addition to the entire area of each standard cell 1201, light with high illuminance incident perpendicularly to the surface of the semiconductor substrate is converted into electric charges in the semiconductor substrate. Thus, the possibility of flowing into the device can be further reduced. As described above, since the power supply line or the ground line of the third wiring layer can be used as the light shielding film at the time of light shielding, it is not necessary to separately configure the power supply line and the light shielding film, layout efficiency can be improved, and the integrated circuit can be downsized. It becomes easy to make.

次に、本発明の第7実施形態に係る半導体集積回路100qにおける集積回路101qについて、図16及び図17を用いて説明する。以下では、第5実施形態(図13参照)と異なる点を中心に説明する。集積回路101qは、図16に示すように、複数のスタンダードセル1701、1801(図17参照)、及び接地ライン1702を含む。各スタンダードセル1701は、例えば、5入力ポートと1出力ポートとを有した論理回路型のスタンダードセルである。各スタンダードセル1801は、例えば、2入力ポートを有したNAND型のスタンダードセルである。接地ライン1702は、図16に示すように、隣接するスタンダードセル1401の間に配された配線チャネルの上方まで延在していてもよい。例えば、接地ライン1702は、複数の素子における複数のポート308nが配される領域AR1qの外側からその領域AR1qを覆うとともに配線チャネル602が配される領域AR2qを覆うように延びてもよい。接地ライン1702が各スタンダードセル1701の領域全体に加えて配線チャネルを遮光した場合、斜めに入射した光が各スタンダードセル1701における素子に達する可能性をさらに低減できる。また、接地ライン1702が各スタンダードセル1701の領域全体に加えて配線チャネルを遮光した場合、半導体基板の表面に垂直に入射した照度の高い光が半導体基板内で電荷に変換されて素子に流れ込んでしまう可能性をさらに低減できる。このように、遮光時に第3の配線層の接地ラインを遮光膜に兼用できるため、接地ラインと遮光膜とを別途に構成する必要がなくなり、レイアウト効率を向上でき、集積回路を小型化することが容易になる。   Next, an integrated circuit 101q in a semiconductor integrated circuit 100q according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Below, it demonstrates centering on a different point from 5th Embodiment (refer FIG. 13). As shown in FIG. 16, the integrated circuit 101q includes a plurality of standard cells 1701, 1801 (see FIG. 17), and a ground line 1702. Each standard cell 1701 is a logic circuit type standard cell having, for example, 5 input ports and 1 output port. Each standard cell 1801 is, for example, a NAND type standard cell having two input ports. As shown in FIG. 16, the ground line 1702 may extend above the wiring channel disposed between the adjacent standard cells 1401. For example, the ground line 1702 may extend from the outside of the area AR1q where the plurality of ports 308n of the plurality of elements are arranged so as to cover the area AR1q and the area AR2q where the wiring channel 602 is arranged. When the ground line 1702 shields the wiring channel in addition to the entire area of each standard cell 1701, the possibility that light incident obliquely reaches the element in each standard cell 1701 can be further reduced. In addition, when the ground line 1702 shields the wiring channel in addition to the entire area of each standard cell 1701, the light with high illuminance perpendicularly incident on the surface of the semiconductor substrate is converted into electric charge in the semiconductor substrate and flows into the element. This can further reduce the possibility of As described above, since the ground line of the third wiring layer can also be used as a light shielding film during light shielding, it is not necessary to separately configure the ground line and the light shielding film, layout efficiency can be improved, and the integrated circuit can be downsized. Becomes easier.

次に、本発明の第8実施形態に係る半導体集積回路100rにおける集積回路101rについて、図18を用いて説明する。以下では、第1実施形態(図2参照)及び第3実施形態(図14)と異なる点を中心に説明する。集積回路101rは、図18に示すように、複数のゲートアレイセル1901、電源ライン1202r、及び接地ライン1402rを含む。複数のゲートアレイセル1901は、ゲートアレイセル方式に従って、水平方向及び垂直方向に配列されている。各ゲートアレイセル1901は、図18に示すように、複数の素子(EL1r〜EL4r)、電源コンタクトブロック304、及び接地コンタクトブロック903を含む。複数の素子(EL1r〜EL4r)は、信号を入力又は出力するためのポート308rをそれぞれ有している。なお、図18には、各ゲートアレイセル1901が基本ゲートアレイセルを1つ含む場合が例示されているが、各ゲートアレイセル1901は基本ゲートアレイセルを複数含んでもよい。電源ライン1202rは、各ゲートアレイセル1901に含まれた複数の素子における電源ライン1202rの側に配された素子EL3r、EL4rを遮光する。接地ライン1402rは、各ゲートアレイセル1901に含まれた複数の素子における接地ライン1402rの側に配された素子EL1r、EL2rを遮光する。   Next, an integrated circuit 101r in a semiconductor integrated circuit 100r according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Below, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment (refer FIG. 2) and 3rd Embodiment (FIG. 14). As shown in FIG. 18, the integrated circuit 101r includes a plurality of gate array cells 1901, a power supply line 1202r, and a ground line 1402r. The plurality of gate array cells 1901 are arranged in the horizontal direction and the vertical direction in accordance with the gate array cell system. Each gate array cell 1901 includes a plurality of elements (EL1r to EL4r), a power contact block 304, and a ground contact block 903, as shown in FIG. Each of the plurality of elements (EL1r to EL4r) has a port 308r for inputting or outputting a signal. FIG. 18 illustrates the case where each gate array cell 1901 includes one basic gate array cell, but each gate array cell 1901 may include a plurality of basic gate array cells. The power supply line 1202r shields the elements EL3r and EL4r arranged on the power supply line 1202r side of the plurality of elements included in each gate array cell 1901. The ground line 1402r shields light from the elements EL1r and EL2r arranged on the ground line 1402r side of the plurality of elements included in each gate array cell 1901.

Claims (7)

光センサを有する半導体集積回路であって、
水平方向及び垂直方向に配列された複数のセルと、
前記水平方向に延びており、前記複数のセルのそれぞれへ電源電圧を供給する電源ラインと、
を備え、
前記電源ラインは、半導体基板の上に配された多層配線構造における最上の配線層に含まれており、
前記複数のセルのそれぞれは、
信号を入力又は出力するためのポートをそれぞれ有した複数の素子と、
前記多層配線構造における前記最上の配線層より下の配線層と複数のプラグとを介して前記電源ラインと前記半導体基板とを接続することにより、前記素子へ前記電源電圧を供給する電源コンタクトブロックと、
を含み、
前記電源コンタクトブロックと前記複数の素子における複数のポートとは、前記水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる
ことを特徴とする半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit having an optical sensor,
A plurality of cells arranged horizontally and vertically;
A power supply line extending in the horizontal direction and supplying a power supply voltage to each of the plurality of cells;
With
The power line is included in the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure disposed on the semiconductor substrate,
Each of the plurality of cells is
A plurality of elements each having a port for inputting or outputting a signal;
A power supply contact block for supplying the power supply voltage to the element by connecting the power supply line and the semiconductor substrate via a wiring layer below the uppermost wiring layer and a plurality of plugs in the multilayer wiring structure; ,
Including
The semiconductor integrated circuit, wherein the power contact block and the plurality of ports in the plurality of elements are laid out so that the coordinates in the horizontal direction are different.
前記電源ラインは、前記セルの全面を遮光する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the power supply line shields light from the entire surface of the cell.
前記最上の配線層より下の配線層に含まれており、隣接した前記セルの間に配された配線チャネルをさらに備え、
前記電源ラインは、前記配線チャネルの上方まで延在している
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
The wiring layer is included in a wiring layer below the uppermost wiring layer, and further includes a wiring channel disposed between adjacent cells,
The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the power supply line extends to above the wiring channel.
前記水平方向に延びており、前記複数のセルのそれぞれへ接地電圧を供給する接地ラインをさらに備え、
前記接地ラインは、前記最上の配線層に含まれており、
前記複数のセルのそれぞれは、
前記多層配線構造における前記最上の配線層より下の配線層と複数のプラグとを介して前記接地ラインと前記半導体基板とを接続することにより、前記素子へ前記接地電圧を供給する接地コンタクトブロックをさらに含み、
前記接地コンタクトブロックと前記複数の素子における複数のポートとは、前記水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
A ground line extending in the horizontal direction and supplying a ground voltage to each of the plurality of cells;
The ground line is included in the uppermost wiring layer,
Each of the plurality of cells is
A ground contact block that supplies the ground voltage to the element by connecting the ground line and the semiconductor substrate via a wiring layer below the uppermost wiring layer and a plurality of plugs in the multilayer wiring structure. In addition,
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the ground contact block and the plurality of ports in the plurality of elements are laid out so that coordinates in the horizontal direction are different.
前記接地ラインは、前記セルの全面を遮光する
ことを特徴とする請求項4に記載の半導体集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein the ground line shields light from the entire surface of the cell.
前記最上の配線層より下の配線層に含まれており、隣接した前記セルの間に配された配線チャネルをさらに備え、
前記接地ラインは、前記配線チャネルの上方まで延在している
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体集積回路。
The wiring layer is included in a wiring layer below the uppermost wiring layer, and further includes a wiring channel disposed between adjacent cells,
6. The semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein the ground line extends to above the wiring channel.
光センサを有する半導体集積回路であって、
水平方向及び垂直方向に配列された複数のセルと、
前記水平方向に延びており、前記複数のセルのそれぞれへ接地電圧を供給する接地ラインと、
を備え、
前記接地ラインは、半導体基板の上に配された多層配線構造における最上の配線層に含まれており、
前記複数のセルのそれぞれは、
信号を入力又は出力するためのポートをそれぞれ有した複数の素子と、
前記多層配線構造における前記最上の配線層より下の配線層と複数のプラグとを介して前記接地ラインと前記半導体基板とを接続することにより、前記素子へ前記接地電圧を供給する接地コンタクトブロックと、
を含み、
前記接地コンタクトブロックと前記複数の素子における複数のポートとは、前記水平方向における座標が異なるようにレイアウトされる
ことを特徴とする半導体集積回路。
A semiconductor integrated circuit having an optical sensor,
A plurality of cells arranged horizontally and vertically;
A ground line extending in the horizontal direction and supplying a ground voltage to each of the plurality of cells;
With
The ground line is included in the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure disposed on the semiconductor substrate,
Each of the plurality of cells is
A plurality of elements each having a port for inputting or outputting a signal;
A ground contact block for supplying the ground voltage to the element by connecting the ground line and the semiconductor substrate via a plurality of plugs and a wiring layer below the uppermost wiring layer in the multilayer wiring structure; ,
Including
The semiconductor integrated circuit, wherein the ground contact block and the plurality of ports in the plurality of elements are laid out so that the coordinates in the horizontal direction are different.
JP2009141620A 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor integrated circuit Withdrawn JP2010287798A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009141620A JP2010287798A (en) 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009141620A JP2010287798A (en) 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010287798A true JP2010287798A (en) 2010-12-24

Family

ID=43543262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009141620A Withdrawn JP2010287798A (en) 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010287798A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069430A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 キヤノン株式会社 Imaging device, imaging system, and method of manufacturing semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017069430A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 キヤノン株式会社 Imaging device, imaging system, and method of manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11605660B2 (en) Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera with alternatively arranged pixel combinations
US9036067B2 (en) Solid-state imaging device including a shielding film over a floating diffusion region, fabrication method and electronic apparatus
CN102456700B (en) Solid photographic device and electronic installation
US11508764B2 (en) Solid-state imaging device
CN107425025B (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
JP5314914B2 (en) Photoelectric conversion device, imaging system, design method, and photoelectric conversion device manufacturing method
JP5369505B2 (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
US8355069B2 (en) Solid-state image pickup device
TW483142B (en) Solid-state image pickup device
KR20170117948A (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
JP6044847B2 (en) Semiconductor device and electronic equipment
TWI492369B (en) Solid-state imaging device, and camera
CN102693991A (en) Solid-state imaging device and electronic apparatus
US9142580B2 (en) Image pickup apparatus and image pickup system
US10043842B2 (en) Imaging device and method of producing the same
US9305953B2 (en) Imaging device and imaging system
US12068340B2 (en) Image sensor comprising an inter-pixel overflow (IPO) barrier and electronic system including the same
JP2010287798A (en) Semiconductor integrated circuit
US20140110771A1 (en) Solid-state imaging device and semiconductor device
JP2009267252A (en) Imaging sensor, and imaging device
JP2019129193A (en) Imaging apparatus
JP2013143610A (en) Solid state imaging element, method for manufacturing the same, solid state imaging device and electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120904