JP2013084656A - Semiconductor device - Google Patents

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淑 大井
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和彦 松木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of reducing parasitic capacitance between wirings.SOLUTION: In a plurality of transistors arranged in an X direction, each of second and third metal wirings M12, M13 connected to a plurality of source diffusion layers S1, S2 sandwiching corresponding dummy gates DG1, DG2 has a first width L1 including both of a plurality of first vias V1 respectively connected to two S1 and two S2, and a second width L2 not including V1 and shorter than L1. Transistors between a first metal wiring M11 and M12 and between M11 and M13, which are connected to a drain diffusion layer D1, have a first gap SP1 corresponding to L1 and a second gap SP2 corresponding to L2 and larger than L1, respectively. It is preferable that each of fourth through sixth metal wirings M24-M26 respectively connected to M11-M13 through a second via V2 has a third width L3 shorter than L1.

Description

本発明は、半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device.

近年、半導体装置は、ますます微細化が進み、配線層間および配線間の寄生容量が無視できない。例えば、電圧制御発振回路のような高速で動作させる必要のあるリングオシレータにおいては、出力部の接点容量が大きいと高速動作ができない。   In recent years, semiconductor devices are increasingly miniaturized, and parasitic capacitance between wiring layers and between wirings cannot be ignored. For example, a ring oscillator that needs to be operated at a high speed, such as a voltage controlled oscillation circuit, cannot operate at high speed if the contact capacity of the output section is large.

この問題に対して、特許文献1に、トランジスタの接点容量を削減する方法が開示されている。この文献に開示された発明では、トランジスタの出力部に隣接するソース領域にダミートランジスタを配置することで、出力部およびソース領域間のカップリング容量を削減し、出力部の接点容量を削減している。   In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses a method for reducing the contact capacitance of a transistor. In the invention disclosed in this document, by arranging a dummy transistor in the source region adjacent to the output portion of the transistor, the coupling capacitance between the output portion and the source region is reduced, and the contact capacitance of the output portion is reduced. Yes.

特許文献2には、ソースおよびドレインのコンタクトの数を減らし、交互に配置したトランジスタのパターンレイアウトが開示されている。   Patent Document 2 discloses a pattern layout of transistors arranged alternately by reducing the number of source and drain contacts.

特開2006−278952号公報JP 2006-278952 A 特開2010−10515号公報JP 2010-10515 A

特許文献1に開示された方法では、寄生容量を削減する効果が得られるが、ダミートランジスタのゲート本数を増やす度に寄生容量の削減効果が低減し、削減量が飽和してしまう傾向がある。また、ダミートランジスタが設けられる面積が大きくなってしまう問題もある。ダミートランジスタを配置して寄生容量の削減を図るのには限界があり、面積を拡大しても得られる効果は大きくない。また、特許文献2に開示された方法も、十分な効果が得られない。   In the method disclosed in Patent Document 1, an effect of reducing the parasitic capacitance can be obtained. However, every time the number of dummy transistors is increased, the effect of reducing the parasitic capacitance is reduced, and the amount of reduction tends to be saturated. There is also a problem that the area where the dummy transistor is provided becomes large. There is a limit to the reduction of parasitic capacitance by arranging dummy transistors, and even if the area is increased, the effect obtained is not great. In addition, the method disclosed in Patent Document 2 cannot provide sufficient effects.

本発明の第1の側面の半導体装置は、
それぞれが、ドレイン拡散層と、該ドレイン拡散層を挟んで両側に配設される一対のソース拡散層と、前記ドレイン拡散層と前記一対のソース拡散層との間にそれぞれ配設される一対のゲート電極とを有し、列方向に配列される複数のトランジスタと、
前記一対のソース拡散層の内の一方を含む互いに隣接する2つのソース拡散層の間に配列され、該2つのソース拡散層と同電位に維持されている第1のダミーゲート電極と、
前記一対のソース拡散層の内の他方を含む互いに隣接する2つのソース拡散層の間に配列され、該2つのソース拡散層と同電位に維持されている第2のダミーゲート電極と、
複数の第1のビアを介して前記ドレイン拡散層に接続する第1の金属配線と、
前記一対のソース拡散層の一方であって前記互いに隣接する2つのソース拡散層の両方にそれぞれ対応する複数の第1のビアを介して接続する第2の金属配線と、
前記一対のソース拡散層の他方であって前記互いに隣接する2つのソース拡散層の両方にそれぞれ対応する複数の第1のビアを介して接続する第3の金属配線と、
前記第1乃至第3の金属配線にそれぞれ対応する複数の第2のビアを介して接続する第4乃至第6の金属配線と、を備え、
前記第2及び第3の金属配線の前記列方向におけるそれぞれの幅は、対応する前記2つのソース拡散層にそれぞれ接続する複数の第1のビアの両方を含む第1の幅と、前記第1のビアを含まず前記第1の幅よりも短い第2の幅と、を有し、
前記第1及び第2の金属配線の間、並びに前記第1及び第3の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1の幅に対応する第1のギャップと、前記第2の幅に対応する前記第1のギャップよりも大きな第2のギャップと、を有する。
The semiconductor device according to the first aspect of the present invention includes:
Each of the drain diffusion layer, the pair of source diffusion layers disposed on both sides of the drain diffusion layer, and the pair of source diffusion layers disposed between the drain diffusion layer and the pair of source diffusion layers. A plurality of transistors having a gate electrode and arranged in a column direction;
A first dummy gate electrode arranged between two adjacent source diffusion layers including one of the pair of source diffusion layers and maintained at the same potential as the two source diffusion layers;
A second dummy gate electrode arranged between two adjacent source diffusion layers including the other of the pair of source diffusion layers and maintained at the same potential as the two source diffusion layers;
A first metal wiring connected to the drain diffusion layer through a plurality of first vias;
A second metal wiring connected through a plurality of first vias corresponding to both of the two source diffusion layers adjacent to each other and one of the pair of source diffusion layers;
A third metal wiring connected via a plurality of first vias corresponding to both of the two source diffusion layers adjacent to each other and the other of the pair of source diffusion layers;
And fourth to sixth metal wirings connected via a plurality of second vias respectively corresponding to the first to third metal wirings,
The widths of the second and third metal wirings in the column direction are a first width including both of a plurality of first vias respectively connected to the corresponding two source diffusion layers, and the first width. A second width that does not include the via and is shorter than the first width,
The gaps between the first and second metal wirings and between the first and third metal wirings are the first gap corresponding to the first width and the second width, respectively. A second gap larger than the corresponding first gap.

本発明では、第2の金属配線および第3の金属配線のそれぞれのパターンは、第1の幅よりも短い第2の幅の部位を有しているので、ソース電極に接続される第2の金属配線および第3の金属配線のそれぞれとドレイン電極に接続される第1の金属配線の配線間距離として、第1のギャップよりも長い第2のギャップSP2が存在する。そのため、少なくともソース電極およびドレイン電極間の配線間容量が低減する。   In the present invention, since each pattern of the second metal wiring and the third metal wiring has a portion having a second width shorter than the first width, the second metal wiring and the third metal wiring are connected to the source electrode. There is a second gap SP2 that is longer than the first gap as the distance between the metal wiring and the third metal wiring and the first metal wiring connected to the drain electrode. Therefore, at least the inter-wiring capacitance between the source electrode and the drain electrode is reduced.

本発明の第2の側面の半導体装置は、
トランジスタのソース電極またはドレイン電極を構成し、それぞれ第1の方向に延在する第1乃至第5の拡散部を含む拡散層と、
前記トランジスタのゲート電極を構成し、前記第1の方向に延在する第1及び第2のゲート配線、並びに前記第1の方向に延在する第1及び第2のダミーゲート配線を含むゲート層と、
前記第1の方向に延在する第1乃至第3の金属配線を含む第1の金属層と、
前記第1の方向に延在する第4から第6の金属配線を含む第2の金属層と、
前記第1の方向に展開して配置される複数の第1のビアを含み、前記拡散層と前記第1の金属層を接続する第1のビア層と、
前記第1の方向に展開して配置される複数の第2のビアを含み、前記第1及び第2の金属層を接続する第2のビア層と、を備え、
第1のトランジスタは、前記第1のゲート配線、前記第1及び第2の拡散部で構成され、
第2のトランジスタは、前記第2のゲート配線、前記第1及び第3の拡散部で構成され、前記第1のトランジスタに隣接して前記第1の方向と直交する第2の方向へ配置され、
第3のトランジスタは、前記1のダミーゲート配線、並びに、前記第2及び第4の拡散部で構成され、前記第1のトランジスタに隣接して、前記第2の方向とは反対の第3の方向に配置され、更に前記1のダミーゲート配線、並びに、前記第3及び第4の拡散部は、同電位であり、
第4のトランジスタは、前記2のダミーゲート配線、並びに、前記第3及び第5の拡散部で構成され、前記第2のトランジスタに隣接して前記第2の方向に配置され、更に前記2のダミーゲート配線、並びに、前記第3及び第5の拡散部は、同電位であり、
それぞれが、少なくとも一つの前記第1のビアをセットとする複数の第1セットが、第1のピッチで前記第1の拡散部に配置され、
それぞれが、少なくとも一つの前記第1のビアをセットとする複数の第2セットが、第2のピッチで前記第2乃至第5の拡散部にそれぞれ配置され、
前記第1の金属配線は、前記第1の拡散部に関連する複数の第1のビアを覆うように前記第1の拡散部の領域に配置され、
前記第2の金属配線は、前記第2及び第4の拡散部にそれぞれ関連する複数の第1のビアを一体として覆うように前記第3のトランジスタの領域に配置され、
前記第3の金属配線は、前記第3及び第5の拡散部にそれぞれ関連する複数の第1のビアを一体として覆うように前記第4のトランジスタの領域に配置され、
それぞれが、少なくとも一つの前記第2のビアをセットとする複数の第3セットが、第3のピッチで前記第1の金属配線に配置され、
それぞれが、少なくとも一つの前記第2のビアをセットとする複数の第4セットが、第4のピッチで前記第2及び第3の金属配線にそれぞれ配置され、
前記第4の金属配線は、前記第1の金属配線に関連する複数の第2のビアを覆うように前記第1の拡散部の領域に配置され、
前記第5の金属配線は、前記第2の金属配線に関連する複数の第2のビアを覆うように前記第3のトランジスタの領域に配置され、
前記第6の金属配線は、前記第3の金属配線に関連する複数の第2のビアを覆うように前記第4のトランジスタの領域に配置され、
前記第2の金属配線の前記第3の方向における幅は、前記第2の拡散部に関連する前記第1のビア及び前記第4の拡散部に関連する前記第1のビアの両方を含む第1の幅と、前記第1の幅よりも短い第2の幅と、を有し、
前記第3の金属配線の前記第2の方向における幅は、前記第3の拡散部に関連する前記第1のビア及び前記第5の拡散部に関連する前記第1のビアの両方を含む前記第1の幅と、前記第2の幅と、を有し、
前記第4乃至第6の金属配線の前記第2の方向におけるそれぞれの幅は、前記第1の幅よりも短い第3の幅を有し、
前記第1及び第2の金属配線の間、並びに前記第1及び第3の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1の幅に対応する第1のギャップと、前記第2の幅に対応する前記第1のギャップよりも大きな第2のギャップと、を有する。
The semiconductor device of the second aspect of the present invention is
A diffusion layer that constitutes a source electrode or a drain electrode of the transistor and includes first to fifth diffusion portions each extending in a first direction;
A gate layer that constitutes a gate electrode of the transistor and includes first and second gate wirings extending in the first direction, and first and second dummy gate wirings extending in the first direction When,
A first metal layer including first to third metal wirings extending in the first direction;
A second metal layer including fourth to sixth metal wirings extending in the first direction;
A first via layer that includes a plurality of first vias deployed and arranged in the first direction, and that connects the diffusion layer and the first metal layer;
A plurality of second vias deployed in the first direction and including a second via layer connecting the first and second metal layers,
The first transistor includes the first gate wiring, the first and second diffusion portions,
The second transistor includes the second gate wiring and the first and third diffusion portions, and is disposed adjacent to the first transistor in a second direction orthogonal to the first direction. ,
The third transistor includes the first dummy gate wiring and the second and fourth diffusion portions, and is adjacent to the first transistor and is opposite to the second direction. And the first dummy gate wiring and the third and fourth diffusion portions are at the same potential,
The fourth transistor includes the second dummy gate wiring and the third and fifth diffusion portions, and is disposed adjacent to the second transistor in the second direction. The dummy gate wiring and the third and fifth diffusion portions are at the same potential,
A plurality of first sets each including at least one first via as a set are arranged in the first diffusion portion at a first pitch,
A plurality of second sets each including at least one first via as a set are disposed in the second to fifth diffusion portions at a second pitch, respectively.
The first metal wiring is disposed in a region of the first diffusion portion so as to cover a plurality of first vias related to the first diffusion portion,
The second metal wiring is disposed in the region of the third transistor so as to integrally cover a plurality of first vias respectively associated with the second and fourth diffusion portions,
The third metal wiring is disposed in the region of the fourth transistor so as to integrally cover a plurality of first vias respectively associated with the third and fifth diffusion portions,
A plurality of third sets each including at least one second via as a set are arranged on the first metal wiring at a third pitch,
A plurality of fourth sets each including at least one second via as a set are arranged on the second and third metal wirings at a fourth pitch, respectively.
The fourth metal wiring is disposed in a region of the first diffusion portion so as to cover a plurality of second vias related to the first metal wiring,
The fifth metal wiring is disposed in a region of the third transistor so as to cover a plurality of second vias related to the second metal wiring;
The sixth metal wiring is disposed in a region of the fourth transistor so as to cover a plurality of second vias related to the third metal wiring;
The width of the second metal wiring in the third direction includes both the first via associated with the second diffusion portion and the first via associated with the fourth diffusion portion. 1 and a second width shorter than the first width,
The width of the third metal wiring in the second direction includes both the first via associated with the third diffusion and the first via associated with the fifth diffusion. A first width and the second width;
Each width in the second direction of the fourth to sixth metal wirings has a third width shorter than the first width,
The gaps between the first and second metal wirings and between the first and third metal wirings are the first gap corresponding to the first width and the second width, respectively. A second gap larger than the corresponding first gap.

本発明によれば、トランジスタおよびダミートランジスタの面積を拡大せずに寄生容量を削減できる。ゲート狭ピッチプロセスにおいても、チップ面積を最小限に抑えながら、寄生容量を削減できる。   According to the present invention, parasitic capacitance can be reduced without increasing the area of the transistor and the dummy transistor. Even in the gate narrow pitch process, the parasitic capacitance can be reduced while minimizing the chip area.

本実施形態の半導体装置の一構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of 1 structure of the semiconductor device of this embodiment. 実施例1の半導体装置の一構成例を示すブロックダイアグラムである。1 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device according to a first embodiment. 実施例1の半導体装置に設けられたリングオシレータの一構成例を示す回路パターン図である。FIG. 3 is a circuit pattern diagram illustrating a configuration example of a ring oscillator provided in the semiconductor device according to the first embodiment. 実施例1の回路図である。1 is a circuit diagram of Example 1. FIG. 実施例1において、図3Aに示したリングオシレータに含まれるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。In Example 1, it is a top view which shows an example of the pattern of P-Tr contained in the ring oscillator shown to FIG. 3A. 図4に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。FIG. 5 is a plan view when a second metal wiring layer and a second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. 4. 図4に示す線分AAの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment AA shown in FIG. 図4に示す線分BBの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment BB shown in FIG. 図4に示したP−Trの形成過程の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the formation process of P-Tr shown in FIG. 図4に示したP−Trの形成過程の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the formation process of P-Tr shown in FIG. 実施例2において、図3Aに示したリングオシレータに用いられるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。In Example 2, it is a top view which shows an example of the pattern of P-Tr used for the ring oscillator shown to FIG. 3A. 図9に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。FIG. 10 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. 9. 図9に示す線分AAの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment AA shown in FIG. 図9に示す線分BBの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment BB shown in FIG. 実施例3において、図3Aに示したリングオシレータに用いられるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。In Example 3, it is a top view which shows an example of the pattern of P-Tr used for the ring oscillator shown to FIG. 3A. 図12に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。FIG. 13 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. 12. 図12に示す線分AAの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment AA shown in FIG. 図12に示す線分BBの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment BB shown in FIG. 実施例4において、図3Aに示したリングオシレータに用いられるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。In Example 4, it is a top view which shows an example of the pattern of P-Tr used for the ring oscillator shown to FIG. 3A. 図15に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。FIG. 16 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. 15. 図15に示す線分AAの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment AA shown in FIG. 図15に示す線分BBの部位の断面図である。It is sectional drawing of the site | part of line segment BB shown in FIG.

本発明の課題を解決する技術思想(コンセプト)の代表的な一例は、以下に示される。ただし、本願の請求内容は、この技術思想に限られず、本願の請求項に記載の内容であることは言うまでもない。   A typical example of a technical idea (concept) for solving the problems of the present invention is shown below. However, it goes without saying that the claimed contents of the present application are not limited to this technical idea, but are the contents described in the claims of the present application.

本発明の半導体装置は、トランジスタのドレイン領域にビアを介して接続される第1金属配線とダミーゲートが接続されるソース領域にビアを介して接続される第2金属配線とのギャップのうち、最も小さなギャップが短くなるように、第1金属配線および第2金属配線のパターンレイアウト、ならびにそれぞれの金属配線に対応するビアの配置が設定されていることを特徴とする。   The semiconductor device of the present invention includes a gap between the first metal wiring connected to the drain region of the transistor via the via and the second metal wiring connected to the source region connected to the dummy gate via the via. The pattern layout of the first metal wiring and the second metal wiring and the arrangement of vias corresponding to each metal wiring are set so that the smallest gap is shortened.

図1は本実施形態の半導体装置の一構成例を示す平面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of the semiconductor device of this embodiment.

図1に示すように、本実施形態の半導体装置は、X軸方向に配置された複数のMOS(Metal Oxide Semiconductor)FET(Field Effect Transistor)(以下では、単にトランジスタと称する)Tr1、Tr2を有する。トランジスタTr1、Tr2は同様な構成であるため、トランジスタTr1の構成について説明する。また、X軸方向は、トランジスタTr1、Tr2が配列される方向なのでX軸方向を「列方向」と称し、列方向に垂直方向となるY軸方向を「行方向」と称する。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device of this embodiment includes a plurality of MOS (Metal Oxide Semiconductor) FETs (Field Effect Transistors) (hereinafter simply referred to as transistors) Tr1 and Tr2 arranged in the X-axis direction. . Since the transistors Tr1 and Tr2 have the same configuration, the configuration of the transistor Tr1 will be described. Since the X-axis direction is a direction in which the transistors Tr1 and Tr2 are arranged, the X-axis direction is referred to as a “column direction”, and a Y-axis direction perpendicular to the column direction is referred to as a “row direction”.

トランジスタTr1は、ドレイン拡散層D1と、ドレイン拡散層D1を挟んで両側に配設される一対のソース拡散層S1、S2と、ドレイン拡散層D1と一対のソース拡散層S1、S2との間にそれぞれ配設される一対のゲート電極G1、G2とを有する。   The transistor Tr1 includes a drain diffusion layer D1, a pair of source diffusion layers S1 and S2 disposed on both sides of the drain diffusion layer D1, and a drain diffusion layer D1 and the pair of source diffusion layers S1 and S2. A pair of gate electrodes G1 and G2 are provided.

トランジスタTr1のソース拡散層S1は、ダミーゲート電極DG1を介してトランジスタTr2が有するソース拡散層S1と隣接する。これら2つのソース拡散層S1とダミーゲート電極DG1は、同電位が供給される。   The source diffusion layer S1 of the transistor Tr1 is adjacent to the source diffusion layer S1 included in the transistor Tr2 through the dummy gate electrode DG1. These two source diffusion layers S1 and dummy gate electrode DG1 are supplied with the same potential.

トランジスタTr1のソース拡散層S2は、ダミーゲート電極DG2を介してトランジスタTr3(不図示)が有するソース拡散層S2と隣接する。これら2つのソース拡散層S2とダミーゲート電極DG2は、同電位が供給される。   The source diffusion layer S2 of the transistor Tr1 is adjacent to the source diffusion layer S2 included in the transistor Tr3 (not shown) via the dummy gate electrode DG2. These two source diffusion layers S2 and dummy gate electrode DG2 are supplied with the same potential.

ゲート電極G1、G2よりも上層に、第1金属配線M11、第2金属配線M12および第3金属配線M13を含む第1金属配線層が設けられている。第1金属配線M11は複数の第1ビアV1を介してドレイン拡散層D1に接続されている。第2金属配線M12は、ダミーゲート電極DG1を介して互いに隣接する2つのソース拡散層の両方S1にそれぞれ対応する複数の第1ビアV1を介して接続されている。第3金属配線M13は、ダミーゲート電極DG2を介して互いに隣接する2つのソース拡散層の両方S2にそれぞれ対応する複数の第1ビアV1を介して接続されている。   A first metal wiring layer including a first metal wiring M11, a second metal wiring M12, and a third metal wiring M13 is provided above the gate electrodes G1 and G2. The first metal wiring M11 is connected to the drain diffusion layer D1 through a plurality of first vias V1. The second metal wiring M12 is connected via a plurality of first vias V1 respectively corresponding to both of the two source diffusion layers S1 adjacent to each other via the dummy gate electrode DG1. The third metal wiring M13 is connected via a plurality of first vias V1 respectively corresponding to both of the two source diffusion layers S2 adjacent to each other via the dummy gate electrode DG2.

また、第1金属配線層よりも上層に、第4金属配線M24、第5金属配線M25および第6金属配線26を含む第2金属配線層が設けられている。第4金属配線M24〜第6金属配線M26のそれぞれは第2ビアV2を介して第1金属配線M11〜第3金属配線M13のそれぞれと接続されている。   In addition, a second metal wiring layer including a fourth metal wiring M24, a fifth metal wiring M25, and a sixth metal wiring 26 is provided above the first metal wiring layer. Each of the fourth metal wiring M24 to the sixth metal wiring M26 is connected to each of the first metal wiring M11 to the third metal wiring M13 through the second via V2.

第2金属配線M12および第3金属配線M13のX軸方向におけるそれぞれの幅は、対応する2つのソース拡散層S1、S2にそれぞれ接続する複数の第1ビアV1のサイズの両方を含む第1の幅L1と、第1ビアV1のサイズを含まず、第1の幅L1よりも短い第2の幅L2と、を有する。   The respective widths of the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 in the X-axis direction include both the sizes of the plurality of first vias V1 respectively connected to the corresponding two source diffusion layers S1 and S2. It has a width L1 and a second width L2 that does not include the size of the first via V1 and is shorter than the first width L1.

第1金属配線M11および第2金属配線M12の間、ならびに第1金属配線M11および第3金属配線M13の間のそれぞれのギャップは、第1の幅L1に対応する第1のギャップSP1と、第2の幅L2に対応する、第1のギャップSP1よりも大きな第2のギャップSP2と、を有する。   The gaps between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12 and between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13 are the first gap SP1 corresponding to the first width L1, and the first gap SP1. 2 and a second gap SP2 larger than the first gap SP1 corresponding to the width L2.

第4金属配線M24〜第6金属配線M26のX軸方向におけるそれぞれの幅は、第1の幅L1よりも短い第3の幅L3を有する。そして、第4金属配線M24および第5金属配線M25の間、ならびに第4金属配線M24および第6金属配線M26の間のそれぞれのギャップは、第2のギャップSP2よりも更に大きな第3のギャップSP3を有する構成である。   Each width in the X-axis direction of the fourth metal wiring M24 to the sixth metal wiring M26 has a third width L3 that is shorter than the first width L1. A third gap SP3 between the fourth metal wiring M24 and the fifth metal wiring M25 and between the fourth metal wiring M24 and the sixth metal wiring M26 is larger than the second gap SP2. It is the structure which has.

本実施形態では、第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれのパターンは、幅L1よりも短い幅L2の部位を有するので、ソース電極に接続される第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれとドレイン電極に接続される第1金属配線M11の配線間距離として、第1のギャップSP1よりも長い第2のギャップSP2が存在する。そのため、2つのソース電極および1つのドレイン電極間の配線間容量(寄生容量)が低減する。   In the present embodiment, each pattern of the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 has a portion having a width L2 shorter than the width L1, and therefore the second metal wiring M12 and the third metal connected to the source electrode. A second gap SP2 that is longer than the first gap SP1 exists as the inter-wiring distance between each of the wirings M13 and the first metal wiring M11 connected to the drain electrode. Therefore, the inter-wiring capacitance (parasitic capacitance) between the two source electrodes and one drain electrode is reduced.

さらに、ソース電極に接続される第5金属配線M25および第6金属配線M26のそれぞれとドレイン電極に接続される第4金属配線M24の配線間距離に相当する第3のギャップSP3が第2のギャップSP2よりも大きいので、2つのソース電極および1つのドレイン電極間の配線間容量(寄生容量)がそれぞれ低減する。   Further, the third gap SP3 corresponding to the distance between each of the fifth metal wiring M25 and the sixth metal wiring M26 connected to the source electrode and the fourth metal wiring M24 connected to the drain electrode is the second gap. Since it is larger than SP2, inter-wiring capacitance (parasitic capacitance) between two source electrodes and one drain electrode is reduced.

なお、図1では、第1金属配線M11に接続される第1ビアV1が、第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれに接続される第1ビアV1と、Y軸方向の位置が同一で、対向する位置に配置されている場合を示しているが、Y軸方向の位置が異なっていてもよい。   In FIG. 1, the first via V1 connected to the first metal wiring M11 is different from the first via V1 connected to each of the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 in the Y-axis direction. Although the same case is shown where they are arranged at opposite positions, the positions in the Y-axis direction may be different.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本実施例の半導体装置の一構成例を説明する。本実施例では、半導体装置がメモリデバイスの場合で説明する。   A structural example of the semiconductor device of this embodiment will be described. In this embodiment, the case where the semiconductor device is a memory device will be described.

図2は本実施例の半導体装置の一構成例を示すブロックダイアグラムである。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the semiconductor device of this embodiment.

図2に示すように、本実施例の半導体装置10は、複数のメモリ素子を含むメモリセルアレイ21と、アドレス信号にしたがって制御対象のメモリ素子を特定するロウデコーダ22およびカラムデコーダ23と、メモリ素子に蓄積された情報に対応する信号を増幅するセンスアンプ24と、データ入出力部25と、各部にクロック信号を提供するクロック生成部26と、信号およびデータを入出力するための複数の外部端子とを有する。クロック生成部26はリングオシレータを有する。リングオシレータの回路の一例が、後述する図3Bに開示されている。   As shown in FIG. 2, the semiconductor device 10 of this embodiment includes a memory cell array 21 including a plurality of memory elements, a row decoder 22 and a column decoder 23 that specify a memory element to be controlled according to an address signal, and a memory element. A sense amplifier 24 that amplifies a signal corresponding to information stored in the data, a data input / output unit 25, a clock generation unit 26 that provides a clock signal to each unit, and a plurality of external terminals for inputting and outputting signals and data And have. The clock generator 26 has a ring oscillator. An example of a ring oscillator circuit is disclosed in FIG.

複数の外部端子として、アドレス信号を入力するための複数の入力端子を含むアドレス入力端子群31と、コマンドを入力するための複数の入力端子を含むコマンド入力端子群32と、データを入出力するための複数の端子を含むデータ入出力端子群33とが設けられている。   Data is input / output from / to an address input terminal group 31 including a plurality of input terminals for inputting address signals and a command input terminal group 32 including a plurality of input terminals for inputting commands as a plurality of external terminals. A data input / output terminal group 33 including a plurality of terminals is provided.

図3Aは本実施例の半導体装置に設けられたリングオシレータの一構成例を示す回路パターン図である。図3Bはその回路図である。   FIG. 3A is a circuit pattern diagram showing a configuration example of a ring oscillator provided in the semiconductor device of this embodiment. FIG. 3B is a circuit diagram thereof.

図3Aに示すリングオシレータは、3つのP型チャネルMOSFET(以下では、P−Trと表記する)111〜113が設けられたNウェル領域101と、3つのN型チャネルMOSFET(以下では、N−Trと表記する)121〜123が設けられたPウェル領域102とを有する。Nウェル領域101には、半導体基板の主表面からN型導電性不純物が拡散されている。Pウェル領域102には、半導体基板の主表面からP型導電性不純物が拡散されている。   The ring oscillator shown in FIG. 3A includes an N well region 101 provided with three P-type channel MOSFETs (hereinafter referred to as P-Tr) 111 to 113, and three N-type channel MOSFETs (hereinafter referred to as N-type). And P-well region 102 provided with 121 to 123. In the N well region 101, N-type conductive impurities are diffused from the main surface of the semiconductor substrate. In the P well region 102, P-type conductive impurities are diffused from the main surface of the semiconductor substrate.

P−Tr111およびN−Tr121で1つのインバータ回路が構成される。P−Tr112およびN−Tr122で1つのインバータ回路が構成される。P−Tr113およびN−Tr123で1つのインバータ回路が構成される。   One inverter circuit is configured by the P-Tr 111 and the N-Tr 121. One inverter circuit is configured by the P-Tr 112 and the N-Tr 122. One inverter circuit is constituted by P-Tr 113 and N-Tr 123.

P−Tr111およびN−Tr121のそれぞれのゲート電極が配線131で接続され、P−Tr111およびN−Tr121のそれぞれのドレイン電極が配線141で接続されている。P−Tr112およびN−Tr122のそれぞれのゲート電極が配線132で接続され、P−Tr112およびN−Tr122のそれぞれのドレイン電極が配線142で接続されている。P−Tr113およびN−Tr123のそれぞれのゲート電極が配線133で接続され、P−Tr113およびN−Tr123のそれぞれのドレイン電極が配線143で接続されている。   The gate electrodes of P-Tr 111 and N-Tr 121 are connected by a wiring 131, and the drain electrodes of P-Tr 111 and N-Tr 121 are connected by a wiring 141. The gate electrodes of P-Tr 112 and N-Tr 122 are connected by wiring 132, and the drain electrodes of P-Tr 112 and N-Tr 122 are connected by wiring 142. The gate electrodes of P-Tr 113 and N-Tr 123 are connected by a wiring 133, and the drain electrodes of P-Tr 113 and N-Tr 123 are connected by a wiring 143.

図3Aに示すように、配線131がビアを介して配線142と接続され、配線132がビアを介して配線143と接続されている。配線133は、ビアおよび配線151を介して配線141と接続されている。なお、配線131〜133はゲート電極と同一層に形成され、配線141〜143は第2金属配線層に形成され、配線151は第1金属配線層に形成されている。   As shown in FIG. 3A, the wiring 131 is connected to the wiring 142 through a via, and the wiring 132 is connected to the wiring 143 through a via. The wiring 133 is connected to the wiring 141 through the via and the wiring 151. The wirings 131 to 133 are formed in the same layer as the gate electrode, the wirings 141 to 143 are formed in the second metal wiring layer, and the wiring 151 is formed in the first metal wiring layer.

図3Aに示すリングオシレータのパターンレイアウト及びその一部である図1を、図3Bの回路図で示す。   The pattern layout of the ring oscillator shown in FIG. 3A and FIG. 1 which is a part thereof are shown in the circuit diagram of FIG. 3B.

各トランジスタにはその名前の一部に「Tr」の符号が付されている。P型トランジスタにはその名前の一部に「P」の符号が付されている。N型トランジスタにはその名前の一部に「N」の符号が付されている。ダミーゲートとしての機能を有するトランジスタ(ダミートランジスタ)にはその名前の一部に「DTr」の符号が付されている。各トランジスタのゲート電極にはその名前の一部に「G」の符号が付されている。各トランジスタのソース電極(ソース拡散層)にはその名前の一部に「S」の符号が付されている。各トランジスタのドレイン電極(ドレイン拡散層)にはその名前の一部に「D」の符号が付されている。なお、ゲート電極は制御端子であり、ソース電極は被制御端子の一方、ドレイン電極は被制御端子の他方である。   Each transistor is given a "Tr" symbol as part of its name. P-type transistors are given a “P” symbol as part of their names. An N-type transistor has “N” as a part of its name. A transistor having a function as a dummy gate (dummy transistor) is given a symbol “DTr” as a part of its name. The gate electrode of each transistor is given a “G” symbol as part of its name. The source electrode (source diffusion layer) of each transistor is marked with “S” as part of its name. The drain electrode (drain diffusion layer) of each transistor is given a symbol “D” as part of its name. Note that the gate electrode is a control terminal, the source electrode is one of the controlled terminals, and the drain electrode is the other of the controlled terminals.

各トランジスタのバックゲート(ウェル)は、矢印で示される。リングオシレータの各ノード(配線)は3桁の数字で示される。高電位電源はVDD、低電位電源はVSSで示される。リングオシレータは、それぞれP型トランジスタ及びN型トランジスタをペアとする複数の相補トランジスタで構成される。一つの相補トランジスタにおいて、P型トランジスタは2つのトランジスタ、N型トランジスタは2つのトランジスタで構成される。2つのトランジスタは、ドレイン拡散層が共通であるが、ソース拡散層は異なる。詳細には、2つのトランジスタは、異なるゲート配線層を介して異なるソース拡散層を有する。異なるソース拡散層は、それぞれ対応する2つのダミートランジスタの拡散層として共用される。2つのダミートランジスタのそれぞれは、前段のトランジスタ(2つのトランジスタの一方)のソース拡散層と後段のトランジスタ(2つのトランジスタの他方)のソース拡散層を2つの被制御端子とし、制御端子(ゲート電極)を有するトランジスタである。制御端子及び2つの被制御端子は、同一の電位が供給される。よって、ダミートランジスタと呼称されている。電気的な視点において、異なる拡散層は対応する共通な電源に接続される。   The back gate (well) of each transistor is indicated by an arrow. Each node (wiring) of the ring oscillator is indicated by a three-digit number. The high potential power source is indicated by VDD, and the low potential power source is indicated by VSS. The ring oscillator is composed of a plurality of complementary transistors each paired with a P-type transistor and an N-type transistor. In one complementary transistor, the P-type transistor is composed of two transistors, and the N-type transistor is composed of two transistors. The two transistors have a common drain diffusion layer but different source diffusion layers. Specifically, the two transistors have different source diffusion layers through different gate wiring layers. Different source diffusion layers are shared as diffusion layers of two corresponding dummy transistors. Each of the two dummy transistors has a source diffusion layer of a preceding transistor (one of the two transistors) and a source diffusion layer of a subsequent transistor (the other of the two transistors) as two controlled terminals, and a control terminal (gate electrode) ). The same potential is supplied to the control terminal and the two controlled terminals. Therefore, it is called a dummy transistor. From an electrical point of view, the different diffusion layers are connected to corresponding common power sources.

次に、図3Aに示したリングオシレータの動作を簡単に説明する。   Next, the operation of the ring oscillator shown in FIG. 3A will be briefly described.

配線143に現われている第1の電位が配線143から外部に出力される。この配線143に現われる電位を外部に出力するための出力端子の符号をOUT1で表す。配線143の第1の電位は、出力端子OUT1から出力されるだけでなく、配線132を介してP−Tr112およびN−Tr122のそれぞれのゲート電極に印加される。第1の電位がP−Tr112およびN−Tr122のそれぞれのゲート電極に印加されることで、第1の電位の反転電位である第2の電位が配線142に出力される。配線142に現われた第2の電位が配線131を介してP−Tr111およびN−Tr121のそれぞれのゲート電極に印加されると、第2の電位が反転して第1の電位が配線141に出力される。   The first potential appearing on the wiring 143 is output from the wiring 143 to the outside. A sign of an output terminal for outputting the potential appearing on the wiring 143 to the outside is denoted by OUT1. The first potential of the wiring 143 is not only output from the output terminal OUT1, but is applied to the respective gate electrodes of the P-Tr 112 and the N-Tr 122 via the wiring 132. By applying the first potential to the gate electrodes of the P-Tr 112 and the N-Tr 122, a second potential that is an inverted potential of the first potential is output to the wiring 142. When the second potential that appears in the wiring 142 is applied to the gate electrodes of the P-Tr 111 and N-Tr 121 via the wiring 131, the second potential is inverted and the first potential is output to the wiring 141. Is done.

続いて、配線141に現われた第1の電位が配線151および配線133を介してP−Tr113およびN−Tr123のそれぞれのゲート電極に印加されると、第1の電位が反転して第2の電位が配線143に出力される。配線143に出力された第2の電位は、出力端子OUT1を介して外部に出力されるとともに配線132に印加される。このようにして、第1の電位および第2の電位が所定の時間間隔で交互に、出力端子OUT1を介して外部に出力される。   Subsequently, when the first potential appearing on the wiring 141 is applied to the gate electrodes of the P-Tr 113 and N-Tr 123 via the wiring 151 and the wiring 133, the first potential is inverted and the second potential is inverted. The potential is output to the wiring 143. The second potential output to the wiring 143 is output to the outside through the output terminal OUT1 and is applied to the wiring 132. In this way, the first potential and the second potential are alternately output to the outside via the output terminal OUT1 at predetermined time intervals.

次に、図3Aに示したリングオシレータに含まれるP−Tr111〜113およびN−Tr121〜123のパターンレイアウトについて詳しく説明する。   Next, the pattern layout of P-Tr 111 to 113 and N-Tr 121 to 123 included in the ring oscillator shown in FIG. 3A will be described in detail.

なお、P−Tr111〜113とN−Tr121〜123とはドレイン電極およびソース電極における導電性不純物のタイプが異なるだけなので、P−Tr111〜113の構成について説明する。また、P−Tr111〜113のそれぞれの構成は同様なので、P−Tr111〜113のいずれか一つのトランジスタを中心にしたパターンレイアウトについて説明する。N−Tr121〜123についても、本発明を適用できることは言うまでもない。   The P-Trs 111 to 113 and the N-Trs 121 to 123 differ only in the type of conductive impurities in the drain electrode and the source electrode, and therefore the configuration of the P-Trs 111 to 113 will be described. Further, since the configurations of the P-Trs 111 to 113 are the same, a pattern layout centered on any one of the P-Trs 111 to 113 will be described. It goes without saying that the present invention can also be applied to N-Tr 121 to 123.

図4は図3Aに示したリングオシレータに含まれるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。図4では、Nウェル領域101を図に示すことを省略している。図5は図4に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。図4および図5に示す平面図において、図の左右方向をX軸方向とし、図の上下方向をY軸方向とする。   FIG. 4 is a plan view showing an example of a P-Tr pattern included in the ring oscillator shown in FIG. 3A. In FIG. 4, the illustration of the N well region 101 is omitted. FIG. 5 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. In the plan views shown in FIGS. 4 and 5, the left-right direction in the figure is the X-axis direction, and the up-down direction in the figures is the Y-axis direction.

図5に示すように、P−Trは、制御電極であるゲート電極G1、G2と、被制御電極である拡散層D1と、被制御電極である拡散層S1、S2とを有する。拡散層D1はドレイン電極に相当し、P型導電性不純物が拡散されている。拡散層S1、S2はソース電極に相当し、P型導電性不純物が拡散されている。拡散層D、S1、S2における導電性不純物の濃度は、図3Aに示したPウェル領域102の濃度よりも高い。   As shown in FIG. 5, the P-Tr includes gate electrodes G1 and G2 that are control electrodes, a diffusion layer D1 that is a controlled electrode, and diffusion layers S1 and S2 that are controlled electrodes. The diffusion layer D1 corresponds to a drain electrode, and P-type conductive impurities are diffused. The diffusion layers S1 and S2 correspond to source electrodes, and P-type conductive impurities are diffused. The concentration of conductive impurities in diffusion layers D, S1, and S2 is higher than the concentration of P well region 102 shown in FIG. 3A.

ゲート電極G1、G2のそれぞれの外側には、ダミーゲート電極DG1、DG2がそれぞれ設けられている。ダミーゲート電極DG1、DG2は、図に示さない配線を介してソース電極に接続されている。本実施例では、ゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2のそれぞれのパターンは同一である。また、ゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2のパターンは、ゲート電極のパターンのX軸方向の長さ(以下では、ゲート長(またはチャネル長)と称する)がY軸方向に対して均一に、Y軸方向に延在している。   Dummy gate electrodes DG1 and DG2 are provided on the outer sides of the gate electrodes G1 and G2, respectively. The dummy gate electrodes DG1 and DG2 are connected to the source electrode via a wiring not shown in the drawing. In this embodiment, the patterns of the gate electrodes G1, G2 and the dummy gate electrodes DG1, DG2 are the same. The gate electrodes G1 and G2 and the dummy gate electrodes DG1 and DG2 have a pattern in which the length of the gate electrode pattern in the X-axis direction (hereinafter referred to as the gate length (or channel length)) is relative to the Y-axis direction. It extends uniformly in the Y-axis direction.

ゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2のX軸方向の間隔が等しい構成である。つまり、ダミーゲート電極DG1およびゲート電極G1の距離と、ダミーゲート電極DG2およびゲート電極G2の距離のそれぞれが、ゲート電極G1およびゲート電極G2の距離と等しい。この間隔は、図3Aに示したP−Tr111〜113のように、複数のトランジスタがX軸方向に配置されている場合でも保たれている。   The gate electrodes G1 and G2 and the dummy gate electrodes DG1 and DG2 have the same interval in the X-axis direction. That is, the distance between the dummy gate electrode DG1 and the gate electrode G1 and the distance between the dummy gate electrode DG2 and the gate electrode G2 are equal to the distance between the gate electrode G1 and the gate electrode G2. This interval is maintained even when a plurality of transistors are arranged in the X-axis direction as in P-Trs 111 to 113 shown in FIG. 3A.

これらのダミーゲート電極およびゲート電極の間隔を等しくすることで、半導体装置の製造過程で、ゲート電極のパターニング時における、ゲート長のばらつきを抑制できる。   By equalizing the distance between the dummy gate electrode and the gate electrode, it is possible to suppress variations in gate length during patterning of the gate electrode during the manufacturing process of the semiconductor device.

図4および図5に示す第1金属配線M11、第2金属配線M12および第3金属配線M13は第1金属配線層に設けられている。第1金属配線M11は第1ビアV1を介して拡散層D1と接続されている。第2金属配線M12は第1ビアV1を介して拡散層S1と接続され、第3金属配線M13は第1ビアV1を介して拡散層S2と接続されている。   The first metal wiring M11, the second metal wiring M12, and the third metal wiring M13 shown in FIGS. 4 and 5 are provided in the first metal wiring layer. The first metal wiring M11 is connected to the diffusion layer D1 through the first via V1. The second metal wiring M12 is connected to the diffusion layer S1 through the first via V1, and the third metal wiring M13 is connected to the diffusion layer S2 through the first via V1.

図4に示す第4金属配線M24、第5金属配線M25および第6金属配線M26は、第1金属配線層よりも上層に位置する第2金属配線層に設けられている。第4金属配線M24は第2ビアV2を介して第1金属配線M11と接続されている。第5金属配線M25は第2ビアV2を介して第2金属配線M12と接続され、第6金属配線M26は第2ビアV2を介して第3金属配線M13と接続されている。第4金属配線M24は、P−Tr111のドレイン電極に相当する拡散層D1に接続されているので、P−Tr111の出力端子OUT1に相当する。   The fourth metal wiring M24, the fifth metal wiring M25, and the sixth metal wiring M26 shown in FIG. 4 are provided in the second metal wiring layer located above the first metal wiring layer. The fourth metal wiring M24 is connected to the first metal wiring M11 through the second via V2. The fifth metal wiring M25 is connected to the second metal wiring M12 through the second via V2, and the sixth metal wiring M26 is connected to the third metal wiring M13 through the second via V2. Since the fourth metal wiring M24 is connected to the diffusion layer D1 corresponding to the drain electrode of the P-Tr 111, it corresponds to the output terminal OUT1 of the P-Tr 111.

図4に示すように、本実施例では、第1ビアV1と第2ビアV2のパターンはマスク上においては正方形(製造後では円形)であり、第1ビアV1の1辺の長さが第2ビアV2の1辺の長さよりも小さい。そのため、パターン面積は、第2ビアV2の方が第2ビアV1よりも大きい。なお、本実施例では、第1ビアV1と第2ビアV2のパターンが正方形の場合で説明するが、これらのパターンは正方形に限定されず、楕円や円であってもよい。また、以下では、第1ビアV1および第2ビアV2のパターンのXY平面における最長箇所の長さをパターンサイズと称する。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, the pattern of the first via V1 and the second via V2 is a square (circular after manufacture) on the mask, and the length of one side of the first via V1 is the first. It is smaller than the length of one side of the two vias V2. Therefore, the pattern area of the second via V2 is larger than that of the second via V1. In the present embodiment, the case where the patterns of the first via V1 and the second via V2 are squares will be described. However, these patterns are not limited to squares, and may be ellipses or circles. In the following, the length of the longest portion in the XY plane of the pattern of the first via V1 and the second via V2 is referred to as a pattern size.

次に、第1金属配線M11〜第3金属配線M13のパターンと第1ビアV1の配置について、図5を参照して詳しく説明する。   Next, the pattern of the first metal wiring M11 to the third metal wiring M13 and the arrangement of the first via V1 will be described in detail with reference to FIG.

図5に示すように、第1金属配線M11のパターンは、第1金属配線M11のX軸方向の長さ(以下では、この長さを幅と呼ぶ)がY軸方向に対して均一に、Y軸方向に延在している。第1金属配線M11は、X軸方向に対して、ダミーゲート電極DG1およびダミーゲート電極DG2の間の距離の中央に配置されている。第2金属配線M12および第3金属配線M13のパターンは、第1ビアV1が接続される部位の幅の方が、第1ビアV1が接続されない部位の幅よりも長い。   As shown in FIG. 5, in the pattern of the first metal wiring M11, the length of the first metal wiring M11 in the X-axis direction (hereinafter, this length is referred to as the width) is uniform with respect to the Y-axis direction. It extends in the Y-axis direction. The first metal wiring M11 is disposed at the center of the distance between the dummy gate electrode DG1 and the dummy gate electrode DG2 with respect to the X-axis direction. In the patterns of the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13, the width of the portion where the first via V1 is connected is longer than the width of the portion where the first via V1 is not connected.

第1ビアV1が接続される部位の幅をW1と表し、第1ビアV1が接続されない部位の幅をW2と表すと、図5に示すように、W1>W2の関係になっている。本実施例では、第1金属配線M11の幅がW2に等しい。   When the width of the part to which the first via V1 is connected is represented as W1, and the width of the part to which the first via V1 is not connected is represented as W2, the relationship is W1> W2, as shown in FIG. In the present embodiment, the width of the first metal wiring M11 is equal to W2.

続いて、図5において、第1金属配線M11および第2金属配線M12の配線間距離に注目する。第2金属配線M12における幅W1の部位と第1金属配線M11との距離をGap1とし、第2金属配線M12における幅W2の部位と第1金属配線M11との距離をGap2とすると、図5を見てわかるように、Gap2>Gap1の関係になっている。この関係は、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間隔についても同様である。   Subsequently, in FIG. 5, attention is paid to the distance between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12. Assuming that the distance between the portion with the width W1 in the second metal wiring M12 and the first metal wiring M11 is Gap1, and the distance between the portion with the width W2 in the second metal wiring M12 and the first metal wiring M11 is Gap2, FIG. As can be seen, the relationship is Gap2> Gap1. This relationship is the same for the wiring interval between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13.

次に、図5において、第1金属配線M11に接続される第1ビアV1の配置と第2金属配線M12に接続される第1ビアV1の配置に注目する。   Next, in FIG. 5, attention is paid to the arrangement of the first via V1 connected to the first metal wiring M11 and the arrangement of the first via V1 connected to the second metal wiring M12.

ここで、例えば、図5の第1金属配線M11を見ると、複数の第1ビアV1がY軸方向に配置されているが、隣り合う第1ビアV1の距離は、短いところと長いところの2種類がある。短い距離で隣り合う2つの第1ビアV1を1つの組と考え、この組を「第1ビアの組」と称する。   Here, for example, when viewing the first metal wiring M11 in FIG. 5, the plurality of first vias V1 are arranged in the Y-axis direction, but the distance between the adjacent first vias V1 is short and long. There are two types. Two first vias V1 that are adjacent to each other at a short distance are considered as one set, and this set is referred to as a “first via set”.

第1金属配線M11では、第1ビアの組がY軸方向に等間隔に配置されている。図5では、その間隔をYL1で表している。第2金属配線M12においても、第1ビアの組が間隔YL1で配置されているが、Y軸方向の座標が第1金属配線M11に接続される第1ビアの組と異なっている。つまり、Y軸方向に対して、第1金属配線M11に接続される第1ビアの組と第2金属配線M12に接続される第1ビアの組とが交互に配置されている。また、第2金属配線M12では、複数の第1ビアの組が等間隔でY軸方向に配置される列が、ダミーゲート電極DG1の両側に、ダミーゲート電極DG1から同じ距離の位置に設けられている。   In the first metal wiring M11, the first via pairs are arranged at equal intervals in the Y-axis direction. In FIG. 5, the interval is represented by YL1. Also in the second metal wiring M12, the first via group is arranged at the interval YL1, but the coordinate in the Y-axis direction is different from the first via group connected to the first metal wiring M11. That is, with respect to the Y-axis direction, the first via sets connected to the first metal wiring M11 and the first via sets connected to the second metal wiring M12 are alternately arranged. In the second metal wiring M12, columns in which a plurality of first via pairs are arranged at equal intervals in the Y-axis direction are provided on both sides of the dummy gate electrode DG1 at the same distance from the dummy gate electrode DG1. ing.

図5において、第3金属配線M13に接続される第1ビアV1を見ると、第3金属配線M13における第1ビアの組の配置は、第2金属配線M12における第1ビアの組の配置と同等である。そのため、第2金属配線M12の場合と同様に、Y軸方向に対して、第1金属配線M11に接続される第1ビアの組と第3金属配線M13に接続される第1ビアの組とが交互に配置されている。   In FIG. 5, when viewing the first via V1 connected to the third metal wiring M13, the arrangement of the first via group in the third metal wiring M13 is the same as the arrangement of the first via group in the second metal wiring M12. It is equivalent. Therefore, as in the case of the second metal wiring M12, the first via group connected to the first metal wiring M11 and the first via group connected to the third metal wiring M13 with respect to the Y-axis direction. Are arranged alternately.

次に、第4金属配線M24、第5金属配線M25および第6金属配線M26のパターンについて、図4を参照して説明する。   Next, patterns of the fourth metal wiring M24, the fifth metal wiring M25, and the sixth metal wiring M26 will be described with reference to FIG.

図4に示すように、第4金属配線M24〜第6金属配線26のパターンは、同一であり、各パターンのX軸方向の長さ(この長さを幅と称する)がY軸方向に対して均一に、Y軸方向に延在している。この幅を図4にW3で示す。X軸方向に対して、第5金属配線M25および第6金属配線26の幅のそれぞれの中心がダミーゲート電極DG1、DG2のそれぞれの中心に一致するように、第5金属配線M25および第6金属配線26が配置されている。また、X軸方向に対して、第4金属配線M24の幅の中心が複数の第1ビアの組が配置された列の中心に一致するように、第4金属配線M24が配置されている。   As shown in FIG. 4, the patterns of the fourth metal wiring M24 to the sixth metal wiring 26 are the same, and the length of each pattern in the X-axis direction (this length is referred to as the width) with respect to the Y-axis direction. Extending uniformly in the Y-axis direction. This width is indicated by W3 in FIG. The fifth metal wiring M25 and the sixth metal so that the centers of the widths of the fifth metal wiring M25 and the sixth metal wiring 26 coincide with the centers of the dummy gate electrodes DG1 and DG2 with respect to the X-axis direction. A wiring 26 is arranged. Further, the fourth metal wiring M24 is arranged so that the center of the width of the fourth metal wiring M24 coincides with the center of the column in which the plurality of first via sets are arranged with respect to the X-axis direction.

第4金属配線M24および第5金属配線M25の配線間距離をGap3で表すと、第4金属配線M24および第6金属配線M26の配線間距離もGap3となる。W3<W2なので、Gap3>Gap2の関係になっている。   When the distance between the fourth metal wiring M24 and the fifth metal wiring M25 is represented by Gap3, the distance between the fourth metal wiring M24 and the sixth metal wiring M26 is also Gap3. Since W3 <W2, Gap3> Gap2.

次に、図4および図5を参照して説明した配線間距離について、P−Tr111の断面図で説明する。   Next, the inter-wiring distance described with reference to FIGS. 4 and 5 will be described with reference to a cross-sectional view of the P-Tr 111.

図6Aは図4に示す線分AAの部位の断面図を示し、図6Bは図4に示す線分BBの部位の断面図を示す。これらの断面図では、膜の積層方向をZ軸方向としている。   6A shows a cross-sectional view of the part of line segment AA shown in FIG. 4, and FIG. 6B shows a cross-sectional view of the part of line segment BB shown in FIG. In these cross-sectional views, the film stacking direction is the Z-axis direction.

図6Aおよび図6Bに示すように、半導体基板100の表面近傍に、ソース電極に相当する拡散層S1、S2と、ドレイン電極に相当する拡散層D1が設けられている。なお、図6Aおよび図6Bの断面図では、Nウェル領域を図に示すことを省略している。このことは、他の実施例で参照する断面図についても同様である。   As shown in FIGS. 6A and 6B, near the surface of the semiconductor substrate 100, diffusion layers S1 and S2 corresponding to the source electrode and a diffusion layer D1 corresponding to the drain electrode are provided. In the cross-sectional views of FIGS. 6A and 6B, the illustration of the N well region is omitted. The same applies to cross-sectional views referred to in other embodiments.

半導体基板100の上にはゲート絶縁膜(不図示)を介してゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2が設けられ、これらのゲート電極を覆うように第1絶縁膜161がゲート絶縁膜上に設けられている。   Gate electrodes G1 and G2 and dummy gate electrodes DG1 and DG2 are provided on the semiconductor substrate 100 via a gate insulating film (not shown), and the first insulating film 161 is a gate insulating film so as to cover these gate electrodes. It is provided above.

第1絶縁膜161の上には第1金属配線M11〜第3金属配線M13が設けられている。第1絶縁膜161には、第1絶縁膜161を貫通する第1ビアV1が設けられている。図6Aに示すように、第2金属配線M12が第1ビアV1を介して拡散層S1と接続されている。第3金属配線M13が第1ビアV1を介して拡散層S2と接続されている。図6Bに示すように、第1金属配線M11が第1ビアV1を介して拡散層D1と接続されている。   A first metal wiring M11 to a third metal wiring M13 are provided on the first insulating film 161. The first insulating film 161 is provided with a first via V1 penetrating the first insulating film 161. As shown in FIG. 6A, the second metal wiring M12 is connected to the diffusion layer S1 through the first via V1. Third metal interconnection M13 is connected to diffusion layer S2 through first via V1. As shown in FIG. 6B, the first metal wiring M11 is connected to the diffusion layer D1 through the first via V1.

第1絶縁膜161の上には、第1金属配線M11〜第3金属配線M13を覆うように第2絶縁膜162が設けられている。第2絶縁膜162の上には第4金属配線M24〜第6金属配線M26が設けられている。第2絶縁膜162には、第2絶縁膜162を貫通する第2ビアV2が設けられている。   A second insulating film 162 is provided on the first insulating film 161 so as to cover the first metal wiring M11 to the third metal wiring M13. A fourth metal wiring M24 to a sixth metal wiring M26 are provided on the second insulating film 162. The second insulating film 162 is provided with a second via V <b> 2 that penetrates the second insulating film 162.

図6Aおよび図6Bに示すように、第5金属配線M25が第2ビアV2を介して第2金属配線M12と接続されている。第4金属配線M24が第2ビアV2を介して第1金属配線M11と接続されている。第6金属配線M26が第2ビアV2を介して第3金属配線M13と接続されている。第2絶縁膜162の上には、第4金属配線M24〜第6金属配線M26を覆うように第3絶縁膜163が設けられている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the fifth metal wiring M25 is connected to the second metal wiring M12 through the second via V2. The fourth metal wiring M24 is connected to the first metal wiring M11 through the second via V2. The sixth metal wiring M26 is connected to the third metal wiring M13 through the second via V2. A third insulating film 163 is provided on the second insulating film 162 so as to cover the fourth metal wiring M24 to the sixth metal wiring M26.

図6Aおよび図6Bを見比べると、Gap2>Gap1の関係になっていることが明らかである。図6Aでは、第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれに接続される第1ビアV1が図に示されているが、第1金属配線M11に第1ビアV1は接続されていない。その反対に、図6Bでは、第1金属配線M11に接続される第1ビアV1が図に示されているが、第2金属配線M12および第3金属配線M13に第1ビアV1は接続されていない。これは、図4および図5を参照して説明したように、第1金属配線M11に接続される第1ビアの組と、第2金属配線M12または第3金属配線M13に接続される第1ビアの組とがY軸方向に対して交互に配置されているからである。   Comparing FIG. 6A and FIG. 6B, it is clear that Gap2> Gap1. In FIG. 6A, the first via V1 connected to each of the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 is shown in the figure, but the first via V1 is not connected to the first metal wiring M11. On the other hand, in FIG. 6B, the first via V1 connected to the first metal wiring M11 is shown in the figure, but the first via V1 is connected to the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13. Absent. As described with reference to FIGS. 4 and 5, this is because the first via pair connected to the first metal wiring M11 and the first metal wiring M12 or the first metal wiring M13 connected to the third metal wiring M13. This is because pairs of vias are alternately arranged in the Y-axis direction.

よって、第1金属配線M11と第2金属配線M12との間の寄生容量C1、第1金属配線M11と第3金属配線M13との間の寄生容量C2、第4金属配線M24と第5金属配線M25との間の寄生容量C3、第4金属配線M24と第6金属配線M26との間の寄生容量C4、第1金属配線M11と第5金属配線M25との間の寄生容量C5、第1金属配線M11と第6金属配線M26との間の寄生容量C6、第2金属配線M12と第4金属配線M24との間の寄生容量C7、及び第3金属配線M13と第4金属配線M24との間の寄生容量C8のそれぞれの値が、削減されていることが理解できる。それぞれの金属配線とその他のノード(例えばゲートや被制御端子)との寄生容量値も、それぞれ低減されることは言うまでもない。   Therefore, the parasitic capacitance C1 between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12, the parasitic capacitance C2 between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13, the fourth metal wiring M24 and the fifth metal wiring. Parasitic capacitance C3 between M25, parasitic capacitance C4 between fourth metal wiring M24 and sixth metal wiring M26, parasitic capacitance C5 between first metal wiring M11 and fifth metal wiring M25, first metal The parasitic capacitance C6 between the wiring M11 and the sixth metal wiring M26, the parasitic capacitance C7 between the second metal wiring M12 and the fourth metal wiring M24, and between the third metal wiring M13 and the fourth metal wiring M24 It can be understood that each value of the parasitic capacitance C8 is reduced. Needless to say, the parasitic capacitance values of the respective metal wirings and other nodes (for example, gates and controlled terminals) are also reduced.

次に、本実施例の半導体装置の製造方法を説明する。ここでは、図4に示したP−Trの形成方法を、図4〜図6B、図7および図8を参照して説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device of this example will be described. Here, a method of forming the P-Tr shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 4 to 6B, 7 and 8. FIG.

図7および図8は図4に示したP−Trの形成過程の一例を示す平面図である。図7はゲート電極形成後の平面図であり、図8は第1ビア形成後の平面図である。   7 and 8 are plan views showing an example of the formation process of the P-Tr shown in FIG. FIG. 7 is a plan view after forming the gate electrode, and FIG. 8 is a plan view after forming the first via.

図6Aに示した半導体基板100に対して、活性領域を分離するための素子分離領域と、Nウェル領域およびPウェル領域とを形成した後、半導体基板100の表面にゲート絶縁膜(不図示)を形成する。その後、導電性材料膜をゲート絶縁膜上に形成し、リソグラフィ工程により、図7に示すように、導電性材料膜でゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2をパターニングする(図7参照)。   An element isolation region for isolating an active region, an N well region, and a P well region are formed on the semiconductor substrate 100 shown in FIG. 6A, and then a gate insulating film (not shown) is formed on the surface of the semiconductor substrate 100. Form. Thereafter, a conductive material film is formed on the gate insulating film, and the gate electrodes G1 and G2 and the dummy gate electrodes DG1 and DG2 are patterned with the conductive material film by a lithography process as shown in FIG. 7 (see FIG. 7). ).

続いて、ゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2をマスクに、N型導電性不純物を半導体基板100に打ち込むイオン注入工程を行い、その後、熱処理を行う。これにより、図6Aおよび図6Bに示した拡散層D1および拡散層S1、S2が半導体基板100の表面近傍に形成される。なお、この熱処理は、イオン注入工程の直後でなくても、イオン注入工程の後であれば、半導体装置の製造過程において、いずれのタイミングで行ってもよい。   Subsequently, using the gate electrodes G1 and G2 and the dummy gate electrodes DG1 and DG2 as a mask, an ion implantation step of implanting N-type conductive impurities into the semiconductor substrate 100 is performed, and then heat treatment is performed. Thereby, the diffusion layer D1 and the diffusion layers S1 and S2 shown in FIGS. 6A and 6B are formed in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 100. Note that this heat treatment may be performed at any timing in the manufacturing process of the semiconductor device as long as it is not immediately after the ion implantation step but after the ion implantation step.

上記のイオン注入工程の後、図6Aおよび図6Bに示したように、ゲート絶縁膜(不図示)の上に、ゲート電極G1、G2およびダミーゲート電極DG1、DG2を覆う第1絶縁膜161をCVD(Chemical Vapor Deposition)法で形成する。そして、リソグラフィ工程により第1絶縁膜161に開口を形成し、形成した開口に導電性材料を埋め込むことで、第1ビアV1を第1絶縁膜161に形成する(図6A、図6Bおよび図8参照)。   After the ion implantation process, as shown in FIGS. 6A and 6B, a first insulating film 161 covering the gate electrodes G1 and G2 and the dummy gate electrodes DG1 and DG2 is formed on the gate insulating film (not shown). It is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Then, an opening is formed in the first insulating film 161 by a lithography process, and a conductive material is embedded in the formed opening, thereby forming the first via V1 in the first insulating film 161 (FIGS. 6A, 6B, and 8). reference).

第1絶縁膜161の上に第1金属配線層を形成し、リソグラフィ工程により第1金属配線層で第1金属配線M11〜第3金属配線M13を形成する(図5参照)。続いて、第1絶縁膜161の上に、第1金属配線M11〜第3金属配線M13を覆う第2絶縁膜162をCVD法で形成する。そして、リソグラフィ工程により第2絶縁膜162に開口を形成し、形成した開口に導電性材料を埋め込むことで、第2ビアV2を第2絶縁膜162に形成する(図6A、図6Bおよび図4参照)。   A first metal wiring layer is formed on the first insulating film 161, and a first metal wiring M11 to a third metal wiring M13 are formed in the first metal wiring layer by a lithography process (see FIG. 5). Subsequently, a second insulating film 162 covering the first metal wiring M11 to the third metal wiring M13 is formed on the first insulating film 161 by a CVD method. Then, an opening is formed in the second insulating film 162 by a lithography process, and a conductive material is embedded in the formed opening, thereby forming the second via V2 in the second insulating film 162 (FIGS. 6A, 6B, and 4). reference).

その後、第2絶縁膜162の上に第2金属配線層を形成し、リソグラフィ工程により第2金属配線層で第4金属配線M24〜第6金属配線M26を形成する(図4参照)。そして、第2絶縁膜162の上に、第4金属配線M24〜第6金属配線M26を覆う第3絶縁膜163をCVD法で形成する。   Thereafter, a second metal wiring layer is formed on the second insulating film 162, and a fourth metal wiring M24 to a sixth metal wiring M26 are formed in the second metal wiring layer by a lithography process (see FIG. 4). Then, a third insulating film 163 that covers the fourth metal wiring M24 to the sixth metal wiring M26 is formed on the second insulating film 162 by a CVD method.

本実施例によれば、第1金属配線層の隣り合う配線間で、これらの配線に接続される第1ビアの組が交互に配置されているので、配線間容量が削減される。また、ソース電極に相当する拡散層S1、S2に接続される第1ビアを配置していない部位では、第2金属配線および第3金属配線の幅を短くして、余分な部位を削除している。配線間隔が広くなる部位では、配線間の寄生容量が削減される。   According to the present embodiment, since the first via pairs connected to these wirings are alternately arranged between the adjacent wirings of the first metal wiring layer, the inter-wiring capacitance is reduced. Further, in a portion where the first via connected to the diffusion layers S1 and S2 corresponding to the source electrode is not disposed, the widths of the second metal wiring and the third metal wiring are shortened, and the extra portion is deleted. Yes. In the part where the wiring interval is wide, the parasitic capacitance between the wirings is reduced.

本実施例の構成でダミートランジスタを4本設けた場合、カップリング容量は6.91fFから5.97fF(86.4パーセント)に低減した。   When four dummy transistors were provided in the configuration of this example, the coupling capacitance was reduced from 6.91 fF to 5.97 fF (86.4 percent).

本実施例は、実施例1と同様に、第1金属配線層の配線間容量を削減するものであるが、さらに配線間容量を削減可能にした構成である。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the inter-wiring capacity of the first metal wiring layer is reduced, but the inter-wiring capacity can be further reduced.

本実施例の半導体装置の構成を説明する。本実施例においても、実施例1と同様に、リングオシレータに用いられるP−Trの構成について説明する。また、本実施例では、実施例1と同様な構成についての詳細な説明を省略し、実施例1と異なる点を中心に説明する。   The configuration of the semiconductor device of this embodiment will be described. Also in the present embodiment, the configuration of the P-Tr used in the ring oscillator will be described as in the first embodiment. Further, in this embodiment, a detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and a description will be given focusing on differences from the first embodiment.

図9は図3Aに示したリングオシレータに用いられるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。図10は図9に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。図9および図10に示す平面図において、図の左右方向をX軸方向とし、図の上下方向をY軸方向とする。   FIG. 9 is a plan view showing an example of a P-Tr pattern used in the ring oscillator shown in FIG. 3A. FIG. 10 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. In the plan views shown in FIG. 9 and FIG. 10, the left-right direction of the figure is the X-axis direction, and the up-down direction of the figure is the Y-axis direction.

図9に示すように、第1金属配線M11に接続される第2ビアV2の数が実施例1の場合よりも少ない。また、図10に示すように、第1金属配線M11のパターンと第1金属配線M11に接続される第1ビアV1の配置が実施例1と異なっている。以下に、実施例1との違いを、図10を参照して詳しく説明する。   As shown in FIG. 9, the number of second vias V2 connected to the first metal wiring M11 is smaller than that in the first embodiment. Further, as shown in FIG. 10, the pattern of the first metal wiring M11 and the arrangement of the first via V1 connected to the first metal wiring M11 are different from those in the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described in detail with reference to FIG.

第1金属配線M11に接続される第1ビアの組は、実施例1の場合と同様に等間隔で配置されているが、Y軸方向の位置が第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれに接続される第1ビアの組と対向して配置されている。   The first via pairs connected to the first metal wiring M11 are arranged at equal intervals as in the first embodiment, but the positions in the Y-axis direction are the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13. The first vias connected to each of the first vias are arranged to face each other.

また、第1金属配線M11のパターンにおいて、第2ビアV2が接続される部位の幅が図5に示した幅W2よりも小さいW5である。幅W5は、第2ビアV2のパターンサイズ以上であればよい。幅W5は、第2ビアV2のパターンサイズ以上であり、第2ビアV2の配置およびパターンサイズのばらつきを含む値であってもよい。このばらつきの値は、リソグラフィ工程における製造ばらつきによって決まる。本実施例では、幅W5は図4に示した幅W3に等しい。さらに、第1金属配線M11のパターンにおいて、第1ビアV1が接続される部位の幅がW5よりも小さいW4である。   In the pattern of the first metal wiring M11, the width of the portion to which the second via V2 is connected is W5 smaller than the width W2 shown in FIG. The width W5 may be equal to or larger than the pattern size of the second via V2. The width W5 is equal to or larger than the pattern size of the second via V2, and may be a value including variations in the arrangement of the second via V2 and the pattern size. The value of this variation is determined by manufacturing variation in the lithography process. In this embodiment, the width W5 is equal to the width W3 shown in FIG. Further, in the pattern of the first metal wiring M11, the width of the portion to which the first via V1 is connected is W4 smaller than W5.

上述した構成の本実施例と実施例1との違いを、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間距離に注目して説明する。   The difference between the present embodiment having the above-described configuration and the first embodiment will be described by paying attention to the distance between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13.

図10において、第1金属配線M11における幅W5の部位と第3金属配線M13との距離をGap4とし、第1金属配線M11における幅W4の部位と第3金属配線M13との距離をGap5とする。図5と図10を見比べると、Gap4>Gap2、Gap5>Gap1となっている。そのため、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間容量が、実施例1の構成に比べて、さらに低減する。   In FIG. 10, the distance between the portion of the first metal wiring M11 having the width W5 and the third metal wiring M13 is Gap4, and the distance between the portion of the first metal wiring M11 having the width W4 and the third metal wiring M13 is Gap5. . Comparing FIG. 5 and FIG. 10, Gap4> Gap2 and Gap5> Gap1. Therefore, the inter-wiring capacity of the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13 is further reduced as compared with the configuration of the first embodiment.

なお、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間距離に注目して説明したが、上述した構成は、第1金属配線M11および第2金属配線M12の配線間距離についても同様である。また、本実施例では、W3=W5の場合で説明したが、W3≠W5であってもよく、W3<W2であれば、配線間容量低減の効果が得られる。   Note that the description has been made by paying attention to the distance between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13, but the configuration described above is the same for the distance between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12. . In this embodiment, the case of W3 = W5 has been described. However, W3 ≠ W5 may be satisfied, and if W3 <W2, the effect of reducing the capacitance between wirings can be obtained.

次に、図10を参照して説明した配線間距離について、P−Tr111の断面図で説明する。   Next, the inter-wiring distance described with reference to FIG. 10 will be described with reference to a cross-sectional view of the P-Tr 111.

図11Aは図9に示す線分AAの部位の断面図を示し、図11Bは図9に示す線分BBの部位の断面図を示す。これらの断面図では、膜の積層方向をZ軸方向としている。   11A shows a cross-sectional view of the part of line segment AA shown in FIG. 9, and FIG. 11B shows a cross-sectional view of the part of line segment BB shown in FIG. In these cross-sectional views, the film stacking direction is the Z-axis direction.

図11Aと図6Aを見比べると、第1金属配線M11に接続される第2ビアV2が図6Aには現われているが、図11Aには現われていない。一方、第1金属配線M11に接続される第1ビアV1が図6Aには現われていないが、図11Aには現われている。これらの断面図に示す部位において、本実施例では、第1金属配線M11は、第2ビアV2の代わりに、第2ビアV2よりもパターンサイズの小さい第1ビアV1と接続されている。そのため、第1金属配線M11の幅をW2より短いW4にすることが可能となる。その結果、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間距離Gap5が、実施例1の場合の配線間距離Gap1よりも長くなっている。   Comparing FIG. 11A and FIG. 6A, the second via V2 connected to the first metal wiring M11 appears in FIG. 6A, but does not appear in FIG. 11A. On the other hand, the first via V1 connected to the first metal wiring M11 does not appear in FIG. 6A, but appears in FIG. 11A. In the parts shown in these cross-sectional views, in this embodiment, the first metal wiring M11 is connected to the first via V1 having a smaller pattern size than the second via V2 instead of the second via V2. Therefore, the width of the first metal wiring M11 can be set to W4 shorter than W2. As a result, the inter-wiring distance Gap5 between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13 is longer than the inter-wiring distance Gap1 in the first embodiment.

図11Bと図6Bを見比べると、どちらの場合も、第1金属配線M11に接続される第1ビアV2が現われているが、これらの断面図の部位において、本実施例では、第1金属配線M11の幅W5は、第2ビアV2のパターンサイズ以上であるが、W2よりも小さい。そのため、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間距離Gap4が、実施例1の場合の配線間距離Gap2よりも長くなっている。   Comparing FIG. 11B and FIG. 6B, in both cases, the first via V2 connected to the first metal wiring M11 appears. In these sectional views, in the present embodiment, the first metal wiring The width W5 of M11 is equal to or larger than the pattern size of the second via V2, but is smaller than W2. Therefore, the inter-wiring distance Gap4 between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13 is longer than the inter-wiring distance Gap2 in the first embodiment.

本実施例によれば、実施例1の構成に比べて、第1金属配線において、第1ビアおよび第2ビアのそれぞれが接続される部位の幅を短くしているので、ドレイン電極に接続される第1金属配線とソース電極に接続される第2金属配線および第3金属配線のそれぞれとの配線間距離が長くなっている場所が増える。そのため、配線間の寄生容量の低減効果がさらに向上する。   According to the present embodiment, compared with the configuration of the first embodiment, in the first metal wiring, the width of the portion to which each of the first via and the second via is connected is shortened, so that it is connected to the drain electrode. There are more places where the distance between the first metal wiring and the second metal wiring and the third metal wiring connected to the source electrode is longer. Therefore, the effect of reducing the parasitic capacitance between the wirings is further improved.

本実施例の構成でダミートランジスタを4本設けた場合、カップリング容量は6.91fFから5.91fF(85.5パーセント)に低減した。   When four dummy transistors were provided in the configuration of this example, the coupling capacitance was reduced from 6.91 fF to 5.91 fF (85.5 percent).

本実施例は、実施例1の構成に対し、第1金属配線に接続される第1ビアの数を減らし、第1ビアを配置しない部位を削除して配線間容量の削減するものである。   In the present embodiment, the number of first vias connected to the first metal wiring is reduced with respect to the configuration of the first embodiment, and the portion where the first via is not disposed is deleted to reduce the inter-wiring capacitance.

本実施例の半導体装置の構成を説明する。本実施例においても、実施例1および実施例2と同様に、リングオシレータに用いられるP−Trの構成について説明する。また、本実施例では、実施例1または実施例2と同様な構成についての詳細な説明を省略し、これらの実施例と異なる点を中心に説明する。   The configuration of the semiconductor device of this embodiment will be described. Also in the present embodiment, the configuration of the P-Tr used in the ring oscillator will be described as in the first and second embodiments. Further, in this embodiment, a detailed description of the same configuration as that of Embodiment 1 or Embodiment 2 will be omitted, and description will be made centering on differences from these embodiments.

図12は図3Aに示したリングオシレータに用いられるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。図13は図12に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。図12および図13に示す平面図において、図の左右方向をX軸方向とし、図の上下方向をY軸方向とする。   FIG. 12 is a plan view showing an example of a P-Tr pattern used in the ring oscillator shown in FIG. 3A. FIG. 13 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. In the plan views shown in FIGS. 12 and 13, the left-right direction is the X-axis direction, and the vertical direction is the Y-axis direction.

図12に示すように、第1金属配線M11に接続される第2ビアV2の数と配置は実施例2の場合と同様であるが、第1ビアV1が第2ビアV2の位置に重ねて配置されている。また、実施例1と同様に、第1金属配線M11に接続される第1ビアの組が、第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれに接続される第1ビアの組と、Y軸方向に対して交互に配置されている。さらに、第1金属配線M11のパターンが実施例1および実施例2のいずれとも異なっている。以下に、実施例2との違いを、図13を参照して詳しく説明する。   As shown in FIG. 12, the number and arrangement of the second vias V2 connected to the first metal wiring M11 are the same as in the second embodiment, but the first via V1 is overlapped with the position of the second via V2. Has been placed. Similarly to the first embodiment, the first via group connected to the first metal wiring M11 is different from the first via group connected to the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13, respectively. They are arranged alternately with respect to the axial direction. Furthermore, the pattern of the first metal wiring M11 is different from both the first and second embodiments. Hereinafter, differences from the second embodiment will be described in detail with reference to FIG.

本実施例の第1金属配線M11のパターンは、図13に示すように、図5に示したパターンが第1ビアV1の組毎に、第1ビアV1の組を囲む領域で切り離され、複数に分けられている。以下では、第1ビアV1の組を囲む、1つのパターンを第1サブ金属配線と称する。複数の第1サブ金属配線がY軸方向に等間隔で配置されており、その間隔を図13にYL2と示している。本実施例では、第1金属配線M11の各第1サブ金属配線の幅はW5である。各第1サブ金属配線のパターンのX軸方向の長さは、第1ビアV1のパターンサイズと第2ビアV2のパターンサイズの最大値以上である。各第1サブ金属配線のパターンのY軸方向の長さは、第1ビアの組における2つの第1ビアV1のY軸方向の長さと第2ビアV2のパターンサイズの最大値以上である。   As shown in FIG. 13, the pattern of the first metal wiring M <b> 11 of this embodiment is separated by a region surrounding the set of first vias V <b> 1 for each set of first vias V <b> 1. It is divided into. Hereinafter, one pattern surrounding the set of first vias V1 is referred to as a first sub-metal wiring. A plurality of first sub-metal wirings are arranged at equal intervals in the Y-axis direction, and the interval is indicated as YL2 in FIG. In the present embodiment, the width of each first sub-metal wiring of the first metal wiring M11 is W5. The length of each first sub-metal wiring pattern in the X-axis direction is equal to or greater than the maximum value of the pattern size of the first via V1 and the pattern size of the second via V2. The length of each first sub-metal wiring pattern in the Y-axis direction is equal to or greater than the maximum value of the length of the two first vias V1 in the Y-axis direction and the pattern size of the second via V2 in the first via group.

なお、各第1サブ金属配線のパターンのX軸方向およびY軸方向のそれぞれの長さについても、第1ビアの組および第2ビアV2の配置とそれぞれのパターンサイズのばらつきを見込んだ長さを含むようにしてもよい。   The lengths of the first sub-metal wiring patterns in the X-axis direction and the Y-axis direction are also lengths that allow for the arrangement of the first via groups and the second vias V2 and variations in the pattern sizes. May be included.

続いて、図13において、第1金属配線M11および第2金属配線M12の配線間距離に注目してみる。   Next, in FIG. 13, attention is paid to the distance between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12.

図13に示すように、第1金属配線M11の第1サブ金属配線と第2金属配線M12との配線間距離は、大部分がGap4である。第1金属配線M11の第1サブ金属配線と第2金属配線M12との配線間距離は、最も短いところで、Gap4より短いGap6である。しかし、Gap6は、第1金属配線M11の第1サブ金属配線の角と第2金属配線M12のパターンの角の距離であり、配線間容量に大きな影響はない。   As shown in FIG. 13, the distance between the first sub-metal wiring of the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12 is mostly Gap4. The inter-wiring distance between the first sub-metal wiring of the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12 is Gap6 shorter than Gap4 at the shortest distance. However, Gap6 is the distance between the corner of the first sub-metal wiring of the first metal wiring M11 and the corner of the pattern of the second metal wiring M12, and does not have a great influence on the inter-wiring capacitance.

一方、第1サブ金属配線が配置されていない部位では、第1金属配線層において、第2金属配線M12と第3金属配線M13の間に配線が配置されていないので、第2金属配線M12と第3金属配線M13の間に配線間距離Gap7が確保される。なお、第1金属配線M11および第2金属配線M12の配線間距離に注目して説明したが、上述した構成は、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間距離についても同様である。   On the other hand, in the portion where the first sub metal wiring is not arranged, no wiring is arranged between the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 in the first metal wiring layer. An inter-wiring distance Gap7 is ensured between the third metal wirings M13. Note that the description has been made by paying attention to the distance between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12, but the above-described configuration is the same for the distance between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13. .

次に、図13を参照して説明した配線間距離について、P−Tr111の断面図で説明する。   Next, the inter-wiring distance described with reference to FIG. 13 will be described with reference to a cross-sectional view of the P-Tr 111.

図14Aは図12に示す線分AAの部位の断面図を示し、図14Bは図12に示す線分BBの部位の断面図を示す。これらの断面図では、膜の積層方向をZ軸方向としている。   14A shows a cross-sectional view of the part of line segment AA shown in FIG. 12, and FIG. 14B shows a cross-sectional view of the part of line segment BB shown in FIG. In these cross-sectional views, the film stacking direction is the Z-axis direction.

図14Aに示す部位では、第1金属配線M11が配置されていないので、第2金属配線M12または第3金属配線M13と第1金属配線M11との配線間容量は生じない。ソース電極およびドレイン電極間の配線間容量としては、第2金属配線M12および第4金属配線M24の配線間容量と、第3金属配線M13および第4金属配線M24の配線間容量となる。図14Bに示す部位では、図11Bに示した部位と同様に、第1金属配線M11と第1金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれとの配線間距離Gap4が確保されている。   In the portion shown in FIG. 14A, since the first metal wiring M11 is not arranged, the inter-wiring capacitance between the second metal wiring M12 or the third metal wiring M13 and the first metal wiring M11 does not occur. The inter-wiring capacitance between the source electrode and the drain electrode is the inter-wiring capacitance of the second metal wiring M12 and the fourth metal wiring M24 and the inter-wiring capacitance of the third metal wiring M13 and the fourth metal wiring M24. In the part shown in FIG. 14B, the inter-wiring distance Gap4 between the first metal wiring M11 and each of the first metal wiring M12 and the third metal wiring M13 is ensured similarly to the part shown in FIG. 11B.

本実施例では、第1金属配線に接続される第1ビアの数を減らし、第1金属配線のうち、第1ビアを配置しない部位を削除している。そのため、実施例1や実施例2の場合に比べて、配線間の寄生容量の低減効果が向上する。   In the present embodiment, the number of first vias connected to the first metal wiring is reduced, and the portion of the first metal wiring where the first via is not disposed is deleted. Therefore, the effect of reducing the parasitic capacitance between the wirings is improved as compared with the case of the first and second embodiments.

本実施例の構成でダミートランジスタを4本設けた場合、カップリング容量は6.91fFから5.20fF(75.3パーセント)に低減した。   When four dummy transistors were provided in the configuration of this example, the coupling capacitance was reduced from 6.91 fF to 5.20 fF (75.3 percent).

本実施例は、実施例3の構成に対し、第1金属配線に接続される第1ビアの数をさらに減らし、第2金属配線および第3金属配線に接続される第1ビアの数を減らして配線間容量を削減するものである。   In this embodiment, the number of first vias connected to the first metal wiring is further reduced, and the number of first vias connected to the second metal wiring and the third metal wiring is reduced compared to the configuration of the third embodiment. This reduces the inter-wiring capacitance.

本実施例の半導体装置の構成を説明する。本実施例においても、実施例1から実施例3と同様に、リングオシレータに用いられるP−Trの構成について説明する。また、本実施例では、実施例3と同様な構成についての詳細な説明を省略し、実施例3と異なる点を中心に説明する。   The configuration of the semiconductor device of this embodiment will be described. Also in the present embodiment, the configuration of the P-Tr used in the ring oscillator will be described as in the first to third embodiments. Further, in this embodiment, a detailed description of the same configuration as that of the third embodiment is omitted, and a description will be given focusing on differences from the third embodiment.

図15は図3Aに示したリングオシレータに用いられるP−Trのパターンの一例を示す平面図である。図16は図15に示したP−Trのパターンから第2金属配線層および第2ビアのパターンを取り除いた場合の平面図である。図15および図16に示す平面図において、図の左右方向をX軸方向とし、図の上下方向をY軸方向とする。   FIG. 15 is a plan view showing an example of a P-Tr pattern used in the ring oscillator shown in FIG. 3A. FIG. 16 is a plan view when the second metal wiring layer and the second via pattern are removed from the P-Tr pattern shown in FIG. In the plan views shown in FIG. 15 and FIG. 16, the left-right direction of the figure is the X-axis direction, and the up-down direction of the figure is the Y-axis direction.

図16に示すように、本実施例では、実施例3と比べて、第1金属配線M11に相当する複数の第1サブ金属配線の数が少なく、その配置間隔YL3がYL2よりも長い。図15に示すように、実施例3と比べて、第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれに接続する第1ビアの組の数が少ない。第2金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれに接続する第1ビアの組の配置間隔は、図16に示すように、第1サブ金属配線の配置間隔と同じYL3である。   As shown in FIG. 16, in the present embodiment, the number of first sub-metal wirings corresponding to the first metal wiring M11 is smaller than that in the third embodiment, and the arrangement interval YL3 is longer than YL2. As shown in FIG. 15, the number of first via pairs connected to each of the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 is smaller than that in the third embodiment. As shown in FIG. 16, the arrangement interval of the first via pair connected to each of the second metal interconnection M12 and the third metal interconnection M13 is YL3, which is the same as the arrangement interval of the first sub metal interconnection.

続いて、図16において、第1金属配線M11および第2金属配線M12の配線間距離に注目してみる。   Next, in FIG. 16, attention is paid to the distance between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12.

図16に示すように、第1金属配線M11の第1サブ金属配線と第2金属配線M12との配線間距離はGap4である。本実施例では、実施例3の図13に示したGap6のような箇所はない。第1サブ金属配線が配置されていない部位では、第1金属配線層において、第2金属配線M12と第3金属配線M13の間に配線が配置されていないので、実施例3と同様に、第2金属配線M12と第3金属配線M13の間に配線間距離Gap7が確保される。また、本実施例では、図16に示すように、第2金属配線M12と第3金属配線M13の間に配線間距離がGap7よりも大きいGap8となる部位が存在している。   As shown in FIG. 16, the inter-wiring distance between the first sub-metal wiring of the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12 is Gap4. In the present embodiment, there is no portion like Gap6 shown in FIG. In the portion where the first sub metal wiring is not arranged, no wiring is arranged between the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13 in the first metal wiring layer. An inter-wiring distance Gap7 is ensured between the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 16, there is a portion where the distance between wirings is Gap8 which is larger than Gap7 between the second metal wiring M12 and the third metal wiring M13.

なお、第1金属配線M11および第2金属配線M12の配線間距離に注目して説明したが、上述した構成は、第1金属配線M11および第3金属配線M13の配線間距離についても同様である。   Note that the description has been made by paying attention to the distance between the first metal wiring M11 and the second metal wiring M12, but the above-described configuration is the same for the distance between the first metal wiring M11 and the third metal wiring M13. .

次に、図16を参照して説明した配線間距離について、P−Tr111の断面図で説明する。   Next, the inter-wiring distance described with reference to FIG. 16 will be described with reference to a cross-sectional view of the P-Tr 111.

図17Aは図15に示す線分AAの部位の断面図を示し、図17Bは図15に示す線分BBの部位の断面図を示す。これらの断面図では、膜の積層方向をZ軸方向としている。   17A shows a cross-sectional view of a portion of line segment AA shown in FIG. 15, and FIG. 17B shows a cross-sectional view of a portion of line segment BB shown in FIG. In these cross-sectional views, the film stacking direction is the Z-axis direction.

図17Aに示す部位では、第1金属配線M11が配置されていないので、第2金属配線M12または第3金属配線M13と第1金属配線M11との配線間容量は生じない。ソース電極およびドレイン電極間の配線間容量としては、第2金属配線M12および第4金属配線M24の配線間容量と、第3金属配線M13および第4金属配線M24の配線間容量となる。図17Bに示す部位では、図14Bに示した部位と同様に、第1金属配線M11と第1金属配線M12および第3金属配線M13のそれぞれとの配線間距離Gap4が確保されている。   In the portion shown in FIG. 17A, since the first metal wiring M11 is not arranged, the inter-wiring capacitance between the second metal wiring M12 or the third metal wiring M13 and the first metal wiring M11 does not occur. The inter-wiring capacitance between the source electrode and the drain electrode is the inter-wiring capacitance of the second metal wiring M12 and the fourth metal wiring M24 and the inter-wiring capacitance of the third metal wiring M13 and the fourth metal wiring M24. In the part shown in FIG. 17B, the inter-wiring distance Gap4 between the first metal wiring M11 and each of the first metal wiring M12 and the third metal wiring M13 is ensured similarly to the part shown in FIG. 14B.

本実施例では、実施例3の構成に比べて、第1金属配線に接続される第1ビアの数をさらに減らし、第2金属配線および第3金属配線に接続される第1ビアの数を減らしている。そして、第1金属配線から第3金属配線のそれぞれにおいて、第1ビアの配置しない部位を削除している。そのため、実施例3の構成に比べて、配線間の寄生容量の低減効果が向上する。   In the present embodiment, compared to the configuration of the third embodiment, the number of first vias connected to the first metal wiring is further reduced, and the number of first vias connected to the second metal wiring and the third metal wiring is reduced. It is decreasing. In each of the first metal wiring to the third metal wiring, a portion where the first via is not disposed is deleted. Therefore, the effect of reducing the parasitic capacitance between the wirings is improved as compared with the configuration of the third embodiment.

本実施例の構成でダミートランジスタを4本設けた場合、カップリング容量は6.91fFから4.49fF(65.0パーセント)に低減した。   When four dummy transistors were provided in the configuration of this example, the coupling capacitance was reduced from 6.91 fF to 4.49 fF (65.0 percent).

上述した実施例1から実施例4では、コンタクト数によるTr能力の変化と、寄生容量の削減との相殺効果を有する。要求される回路特性に対応して、実施例1から実施例4から最適なレイアウトを選択すればよい。   In the first to fourth embodiments described above, there is an offset effect between a change in the Tr capacity depending on the number of contacts and a reduction in parasitic capacitance. An optimum layout may be selected from the first to fourth embodiments in accordance with the required circuit characteristics.

将来、半導体装置はさらなる微細化と高速化が進み、ますます寄生容量の削減が重要になる。寄生容量値が回路特性に与える影響を考慮しなければならないセンシティブな回路、例えば電圧制御発振回路のような回路においては、本発明をベースとした改良対策が必須となるので、本発明は非常に重要な技術となる。   In the future, semiconductor devices will be further miniaturized and speeded up, and it will become increasingly important to reduce parasitic capacitance. In a sensitive circuit in which the influence of the parasitic capacitance value on the circuit characteristics must be taken into consideration, for example, a circuit such as a voltage controlled oscillation circuit, an improvement measure based on the present invention is indispensable. It becomes an important technology.

また、上述の実施例1から実施例4では、金属配線層が2層の場合で説明したが、将来のプロセスでは配線層が3層以上の多段化も考えられる。この場合においても高速動作回路の接点容量削減には、本発明が有効である。   In the first to fourth embodiments described above, the case where the number of metal wiring layers is two has been described. However, in the future process, the number of wiring layers may be increased to three or more. Even in this case, the present invention is effective in reducing the contact capacity of the high-speed operation circuit.

さらに、本発明を、電圧制御発振回路以外の機能素子等の回路に適用してもよい。   Furthermore, the present invention may be applied to circuits such as functional elements other than the voltage controlled oscillation circuit.

本願の技術思想は、複数の電界効果トランジスタで構成する回路を有する半導体装置に適用できる。更に、図面で開示した各回路ブロック内の回路形式は、実施例が開示する回路形式限られない。   The technical idea of the present application can be applied to a semiconductor device having a circuit composed of a plurality of field effect transistors. Furthermore, the circuit format in each circuit block disclosed in the drawings is not limited to the circuit format disclosed in the embodiments.

本発明の半導体装置の技術思想は、様々な半導体装置に適用することができる。例えば、CPU(Central Processing Unit)、MCU(Micro Control Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、ASSP(Application Specific Standard Product)、メモリ(Memory)等の半導体装置全般に、本発明を適用することができる。このような本発明が適用された半導体装置の製品形態としては、例えば、SOC(システムオンチップ)、MCP(マルチチップパッケージ)やPOP(パッケージオンパッケージ)などが挙げられる。これらの任意の製品形態、パッケージ形態を有する半導体装置に対して本発明を適用することができる。   The technical idea of the semiconductor device of the present invention can be applied to various semiconductor devices. For example, in general semiconductor devices such as CPU (Central Processing Unit), MCU (Micro Control Unit), DSP (Digital Signal Processor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ASSP (Application Specific Standard Product), and memory (Memory), The present invention can be applied. Examples of the product form of the semiconductor device to which the present invention is applied include SOC (system on chip), MCP (multichip package), POP (package on package), and the like. The present invention can be applied to a semiconductor device having any of these product forms and package forms.

また、トランジスタは、電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor; FET)であれば良く、MOS(Metal Oxide Semiconductor)以外にもMIS(Metal-Insulator Semiconductor)、TFT(Thin Film Transistor)等の様々なFETに適用できる。トランジスタ等の様々なFETに適用できる。更に、装置内に一部のバイポーラ型トランジスタを有しても良い。   The transistor may be a field effect transistor (FET), and may be applied to various FETs such as MIS (Metal-Insulator Semiconductor) and TFT (Thin Film Transistor) in addition to MOS (Metal Oxide Semiconductor). it can. It can be applied to various FETs such as transistors. Furthermore, some bipolar transistors may be included in the device.

更に、NMOSトランジスタ(N型チャネルMOSトランジスタ)は、第1導電型のトランジスタ、PMOSトランジスタ(P型チャネルMOSトランジスタ)は、第2導電型のトランジスタの代表例である。   Further, the NMOS transistor (N-type channel MOS transistor) is a representative example of the first conductivity type transistor, and the PMOS transistor (P-type channel MOS transistor) is a representative example of the second conductivity type transistor.

また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

10 半導体装置
26 クロック生成部
111〜113 P型チャネルMOSFET(P−Tr)
121〜123 N型チャネルMOSFET(N−Tr)
D1、S1、S2 拡散層
G1、G2 ゲート電極
DG1、DG2 ダミーゲート電極
V1 第1ビア
V2 第2ビア
M11 第1金属配線
M12 第2金属配線
M13 第3金属配線
M24 第4金属配線
M25 第5金属配線
M26 第6金属配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 26 Clock generation part 111-113 P-type channel MOSFET (P-Tr)
121-123 N-type channel MOSFET (N-Tr)
D1, S1, S2 Diffusion layer G1, G2 Gate electrode DG1, DG2 Dummy gate electrode V1 First via V2 Second via M11 First metal interconnection M12 Second metal interconnection M13 Third metal interconnection M24 Fourth metal interconnection M25 Fifth metal Wiring M26 6th metal wiring

Claims (19)

それぞれが、ドレイン拡散層と、該ドレイン拡散層を挟んで両側に配設される一対のソース拡散層と、前記ドレイン拡散層と前記一対のソース拡散層との間にそれぞれ配設される一対のゲート電極とを有し、列方向に配列される複数のトランジスタと、
前記一対のソース拡散層の内の一方を含む互いに隣接する2つのソース拡散層の間に配列され、該2つのソース拡散層と同電位に維持されている第1のダミーゲート電極と、
前記一対のソース拡散層の内の他方を含む互いに隣接する2つのソース拡散層の間に配列され、該2つのソース拡散層と同電位に維持されている第2のダミーゲート電極と、
複数の第1のビアを介して前記ドレイン拡散層に接続する第1の金属配線と、
前記一対のソース拡散層の一方であって前記互いに隣接する2つのソース拡散層の両方にそれぞれ対応する複数の第1のビアを介して接続する第2の金属配線と、
前記一対のソース拡散層の他方であって前記互いに隣接する2つのソース拡散層の両方にそれぞれ対応する複数の第1のビアを介して接続する第3の金属配線と、
前記第1乃至第3の金属配線にそれぞれ対応する複数の第2のビアを介して接続する第4乃至第6の金属配線と、を備え、
前記第2及び第3の金属配線の前記列方向におけるそれぞれの幅は、対応する前記2つのソース拡散層にそれぞれ接続する複数の第1のビアの両方を含む第1の幅と、前記第1のビアを含まず前記第1の幅よりも短い第2の幅と、を有し、
前記第1及び第2の金属配線の間、並びに前記第1及び第3の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1の幅に対応する第1のギャップと、前記第2の幅に対応する前記第1のギャップよりも大きな第2のギャップと、を有し、
前記第4乃至第6の金属配線の前記列方向におけるそれぞれの幅は、前記第1の幅よりも短い第3の幅を有する、半導体装置。
Each of the drain diffusion layer, the pair of source diffusion layers disposed on both sides of the drain diffusion layer, and the pair of source diffusion layers disposed between the drain diffusion layer and the pair of source diffusion layers. A plurality of transistors having a gate electrode and arranged in a column direction;
A first dummy gate electrode arranged between two adjacent source diffusion layers including one of the pair of source diffusion layers and maintained at the same potential as the two source diffusion layers;
A second dummy gate electrode arranged between two adjacent source diffusion layers including the other of the pair of source diffusion layers and maintained at the same potential as the two source diffusion layers;
A first metal wiring connected to the drain diffusion layer through a plurality of first vias;
A second metal wiring connected through a plurality of first vias corresponding to both of the two source diffusion layers adjacent to each other and one of the pair of source diffusion layers;
A third metal wiring connected via a plurality of first vias corresponding to both of the two source diffusion layers adjacent to each other and the other of the pair of source diffusion layers;
And fourth to sixth metal wirings connected via a plurality of second vias respectively corresponding to the first to third metal wirings,
The widths of the second and third metal wirings in the column direction are a first width including both of a plurality of first vias respectively connected to the corresponding two source diffusion layers, and the first width. A second width that does not include the via and is shorter than the first width,
The gaps between the first and second metal wirings and between the first and third metal wirings are the first gap corresponding to the first width and the second width, respectively. A second gap larger than the corresponding first gap,
Each of the fourth to sixth metal wirings in the column direction has a third width that is shorter than the first width.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第4及び第5の金属配線の間、並びに前記第4及び第6の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1のギャップよりも更に大きな第3のギャップを有する、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein a gap between each of the fourth and fifth metal wirings and between the fourth and sixth metal wirings has a third gap that is larger than the first gap.
請求項1又は2記載の半導体装置において、
前記第2のビアのサイズは、前記第1のビアのサイズよりも大きく、
前記第1の金属配線の前記列方向における幅は、前記第1のビアを含む第4の幅と、前記第2のビアを含む第5の幅と、の少なくともいずれか一方を有する、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The size of the second via is larger than the size of the first via,
The width of the first metal wiring in the column direction has at least one of a fourth width including the first via and a fifth width including the second via. .
請求項3記載の半導体装置において、
前記第1の金属配線に対応する前記複数の第1のビアと、前記第2及び第3の金属配線にそれぞれ対応する前記複数の第1のビアとは、前記列方向に垂直な行方向の視点において互いに交互に配置される、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3.
The plurality of first vias corresponding to the first metal wiring and the plurality of first vias respectively corresponding to the second and third metal wirings are in a row direction perpendicular to the column direction. Semiconductor devices arranged alternately with each other from a viewpoint.
請求項3記載の半導体装置において、
前記第1の金属配線は、前記第4及び第5の幅の両方を有し、
前記第1の金属配線に対応する前記複数の第1のビアと、前記第2及び第3の金属配線にそれぞれ対応する前記複数の第1のビアとは、前記列方向に垂直な行方向の視点において互いに対向に配置され、
前記第1のギャップは、前記第1の幅と前記第4の幅とのギャップであり、
前記第2のギャップは、前記第2の幅と前記第5の幅とのギャップである、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3.
The first metal wiring has both the fourth and fifth widths;
The plurality of first vias corresponding to the first metal wiring and the plurality of first vias respectively corresponding to the second and third metal wirings are in a row direction perpendicular to the column direction. Placed in opposition to each other,
The first gap is a gap between the first width and the fourth width;
The semiconductor device, wherein the second gap is a gap between the second width and the fifth width.
請求項3または4記載の半導体装置において、
前記第1の金属配線は、前記複数の第1のビアを介してそれぞれ前記ドレイン拡散層に接続し、前記行方向に展開してセパレートに配置される複数の第1のサブ金属配線で構成される、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3 or 4,
The first metal wiring is connected to the drain diffusion layer through the plurality of first vias, and is composed of a plurality of first sub-metal wirings that are expanded in the row direction and arranged separately. A semiconductor device.
請求項6記載の半導体装置において、
前記第2及び第3の金属配線がそれぞれ有する前記第1の幅の間を示す第4のギャップをさらに有する、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6.
A semiconductor device further comprising a fourth gap between the first widths of the second and third metal wirings.
請求項6記載の半導体装置において、
前記第2及び第3の金属配線がそれぞれ有する前記第2の幅の間を示す第5のギャップをさらに有する、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6.
The semiconductor device which further has the 5th gap which shows between the said 2nd width which the said 2nd and 3rd metal wiring each has.
請求項1から8のいずれか1項記載の半導体装置において、
前記第3の幅は、前記第2の幅よりも短い、半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
The semiconductor device, wherein the third width is shorter than the second width.
請求項9記載の半導体装置において、
前記第4及び第5の金属配線の間、並びに前記第4及び第6の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1のギャップよりも更に大きな第3のギャップを有し、
前記第3のギャップは、前記第2のギャップよりも大きい、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9.
Each gap between the fourth and fifth metal wires and between the fourth and sixth metal wires has a third gap that is larger than the first gap.
The semiconductor device, wherein the third gap is larger than the second gap.
請求項1から10のいずれか1項記載の半導体装置において、
前記第1及び第4の金属配線は、前記ドレイン拡散層の領域に配置され、
前記第2及び第5の金属配線、並びに前記第3及び第6の金属配線は、それぞれ対応する前記第1及び第2のダミーゲート電極の上に配置される、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The first and fourth metal wirings are disposed in a region of the drain diffusion layer,
The semiconductor device, wherein the second and fifth metal wirings and the third and sixth metal wirings are respectively disposed on the corresponding first and second dummy gate electrodes.
請求項11記載の半導体装置において、
前記第5及び6の金属配線にそれぞれ対応する前記複数の第2のビアは、それぞれ対応する前記第1及び第2のダミーゲート電極の上に配置される、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 11.
The plurality of second vias respectively corresponding to the fifth and sixth metal wirings are disposed on the corresponding first and second dummy gate electrodes, respectively.
トランジスタのソース電極またはドレイン電極を構成し、それぞれ第1の方向に延在する第1乃至第5の拡散部を含む拡散層と、
前記トランジスタのゲート電極を構成し、前記第1の方向に延在する第1及び第2のゲート配線、並びに前記第1の方向に延在する第1及び第2のダミーゲート配線を含むゲート層と、
前記第1の方向に延在する第1乃至第3の金属配線を含む第1の金属層と、
前記第1の方向に延在する第4から第6の金属配線を含む第2の金属層と、
前記第1の方向に展開して配置される複数の第1のビアを含み、前記拡散層と前記第1の金属層を接続する第1のビア層と、
前記第1の方向に展開して配置される複数の第2のビアを含み、前記第1及び第2の金属層を接続する第2のビア層と、を備え、
第1のトランジスタは、前記第1のゲート配線、前記第1及び第2の拡散部で構成され、
第2のトランジスタは、前記第2のゲート配線、前記第1及び第3の拡散部で構成され、前記第1のトランジスタに隣接して前記第1の方向と直交する第2の方向へ配置され、
第3のトランジスタは、前記1のダミーゲート配線、並びに、前記第2及び第4の拡散部で構成され、前記第1のトランジスタに隣接して、前記第2の方向とは反対の第3の方向に配置され、更に前記1のダミーゲート配線、並びに、前記第3及び第4の拡散部は、同電位であり、
第4のトランジスタは、前記2のダミーゲート配線、並びに、前記第3及び第5の拡散部で構成され、前記第2のトランジスタに隣接して前記第2の方向に配置され、更に前記2のダミーゲート配線、並びに、前記第3及び第5の拡散部は、同電位であり、
それぞれが、少なくとも一つの前記第1のビアをセットとする複数の第1セットが、第1のピッチで前記第1の拡散部に配置され、
それぞれが、少なくとも一つの前記第1のビアをセットとする複数の第2セットが、第2のピッチで前記第2乃至第5の拡散部にそれぞれ配置され、
前記第1の金属配線は、前記第1の拡散部に関連する複数の第1のビアを覆うように前記第1の拡散部の領域に配置され、
前記第2の金属配線は、前記第2及び第4の拡散部にそれぞれ関連する複数の第1のビアを一体として覆うように前記第3のトランジスタの領域に配置され、
前記第3の金属配線は、前記第3及び第5の拡散部にそれぞれ関連する複数の第1のビアを一体として覆うように前記第4のトランジスタの領域に配置され、
それぞれが、少なくとも一つの前記第2のビアをセットとする複数の第3セットが、第3のピッチで前記第1の金属配線に配置され、
それぞれが、少なくとも一つの前記第2のビアをセットとする複数の第4セットが、第4のピッチで前記第2及び第3の金属配線にそれぞれ配置され、
前記第4の金属配線は、前記第1の金属配線に関連する複数の第2のビアを覆うように前記第1の拡散部の領域に配置され、
前記第5の金属配線は、前記第2の金属配線に関連する複数の第2のビアを覆うように前記第3のトランジスタの領域に配置され、
前記第6の金属配線は、前記第3の金属配線に関連する複数の第2のビアを覆うように前記第4のトランジスタの領域に配置され、
前記第2の金属配線の前記第3の方向における幅は、前記第2の拡散部に関連する前記第1のビア及び前記第4の拡散部に関連する前記第1のビアの両方を含む第1の幅と、前記第1の幅よりも短い第2の幅と、を有し、
前記第3の金属配線の前記第2の方向における幅は、前記第3の拡散部に関連する前記第1のビア及び前記第5の拡散部に関連する前記第1のビアの両方を含む前記第1の幅と、前記第2の幅と、を有し、
前記第4乃至第6の金属配線の前記第2の方向におけるそれぞれの幅は、前記第1の幅よりも短い第3の幅を有し、
前記第1及び第2の金属配線の間、並びに前記第1及び第3の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1の幅に対応する第1のギャップと、前記第2の幅に対応する前記第1のギャップよりも大きな第2のギャップと、を有する、半導体装置。
A diffusion layer that constitutes a source electrode or a drain electrode of the transistor and includes first to fifth diffusion portions each extending in a first direction;
A gate layer that constitutes a gate electrode of the transistor and includes first and second gate wirings extending in the first direction, and first and second dummy gate wirings extending in the first direction When,
A first metal layer including first to third metal wirings extending in the first direction;
A second metal layer including fourth to sixth metal wirings extending in the first direction;
A first via layer that includes a plurality of first vias deployed and arranged in the first direction, and that connects the diffusion layer and the first metal layer;
A plurality of second vias deployed in the first direction and including a second via layer connecting the first and second metal layers,
The first transistor includes the first gate wiring, the first and second diffusion portions,
The second transistor includes the second gate wiring and the first and third diffusion portions, and is disposed adjacent to the first transistor in a second direction orthogonal to the first direction. ,
The third transistor includes the first dummy gate wiring and the second and fourth diffusion portions, and is adjacent to the first transistor and is opposite to the second direction. And the first dummy gate wiring and the third and fourth diffusion portions are at the same potential,
The fourth transistor includes the second dummy gate wiring and the third and fifth diffusion portions, and is disposed adjacent to the second transistor in the second direction. The dummy gate wiring and the third and fifth diffusion portions are at the same potential,
A plurality of first sets each including at least one first via as a set are arranged in the first diffusion portion at a first pitch,
A plurality of second sets each including at least one first via as a set are disposed in the second to fifth diffusion portions at a second pitch, respectively.
The first metal wiring is disposed in a region of the first diffusion portion so as to cover a plurality of first vias related to the first diffusion portion,
The second metal wiring is disposed in the region of the third transistor so as to integrally cover a plurality of first vias respectively associated with the second and fourth diffusion portions,
The third metal wiring is disposed in the region of the fourth transistor so as to integrally cover a plurality of first vias respectively associated with the third and fifth diffusion portions,
A plurality of third sets each including at least one second via as a set are arranged on the first metal wiring at a third pitch,
A plurality of fourth sets each including at least one second via as a set are arranged on the second and third metal wirings at a fourth pitch, respectively.
The fourth metal wiring is disposed in a region of the first diffusion portion so as to cover a plurality of second vias related to the first metal wiring,
The fifth metal wiring is disposed in a region of the third transistor so as to cover a plurality of second vias related to the second metal wiring;
The sixth metal wiring is disposed in a region of the fourth transistor so as to cover a plurality of second vias related to the third metal wiring;
The width of the second metal wiring in the third direction includes both the first via associated with the second diffusion portion and the first via associated with the fourth diffusion portion. 1 and a second width shorter than the first width,
The width of the third metal wiring in the second direction includes both the first via associated with the third diffusion and the first via associated with the fifth diffusion. A first width and the second width;
Each width in the second direction of the fourth to sixth metal wirings has a third width shorter than the first width,
The gaps between the first and second metal wirings and between the first and third metal wirings are the first gap corresponding to the first width and the second width, respectively. And a second gap larger than the corresponding first gap.
請求項13記載の半導体装置において、
前記第4及び第5の金属配線の間、並びに前記第4及び第6の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1のギャップよりも更に大きな第3のギャップを有する、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 13.
The semiconductor device, wherein a gap between each of the fourth and fifth metal wirings and between the fourth and sixth metal wirings has a third gap that is larger than the first gap.
請求項13又は14記載の半導体装置において、
前記第2のビアのサイズは、前記第1のビアのサイズよりも大きく、
前記第1の金属配線の前記第2の方向における幅は、前記第1のビアを含む第4の幅と、前記第2のビアを含む第5の幅と、の少なくともいずれか一方を有する、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 13 or 14,
The size of the second via is larger than the size of the first via,
The width of the first metal wiring in the second direction has at least one of a fourth width including the first via and a fifth width including the second via. Semiconductor device.
請求項13から15のいずれか1項記載の半導体装置において、
前記第3の幅は、前記第2の幅よりも短い、半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 13 to 15,
The semiconductor device, wherein the third width is shorter than the second width.
請求項13から16のいずれか1項記載の半導体装置において、
前記第4及び第5の金属配線の間、並びに前記第4及び第6の金属配線の間のそれぞれのギャップは、前記第1のギャップよりも更に大きな第3のギャップを有し、
前記第3のギャップは、前記第2のギャップよりも大きい、半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 13 to 16,
Each gap between the fourth and fifth metal wires and between the fourth and sixth metal wires has a third gap that is larger than the first gap.
The semiconductor device, wherein the third gap is larger than the second gap.
請求項13から17のいずれか1項記載の半導体装置において、
前記第1及び第4の金属配線は、前記第1の拡散部に配置され、
前記第2及び第5の金属配線、並びに前記第3及び第6の金属配線は、それぞれ対応する前記第1及び第2のダミーゲート配線の上に配置される、半導体装置。
The semiconductor device according to any one of claims 13 to 17,
The first and fourth metal wirings are disposed in the first diffusion part,
The semiconductor device, wherein the second and fifth metal wirings and the third and sixth metal wirings are respectively disposed on the corresponding first and second dummy gate wirings.
請求項18記載の半導体装置において、
前記第5及び6の金属配線にそれぞれ対応する前記複数の第2のビアは、それぞれ対応する前記第1及び第2のダミーゲート配線の上に配置される、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 18.
The plurality of second vias corresponding to the fifth and sixth metal wirings are respectively disposed on the corresponding first and second dummy gate wirings.
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