JP2018522410A - 高密度アンテナ保護ダイオードのための回路およびレイアウト - Google Patents

高密度アンテナ保護ダイオードのための回路およびレイアウト Download PDF

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Abstract

アンテナ影響を低減するためのMOSデバイスが提供される。MOSデバイスは、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第1のnMOSトランジスタを含むダイオードを含む。nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、ダイオードのアノードである。第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、および第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、ダイオードのカソードである。MOSデバイスは、さらに、ドライバ出力と負荷入力との間に延在するインターコネクトを含む。インターコネクトは、ダイオードのカソードに結合される。インターコネクトは、ドライバ出力と負荷入力との間の1つの金属層上のみに延在し得る。

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、「CIRCUIT AND LAYOUT FOR A HIGH DENSITY ANTENNA PROTECTION DIODE」と題する、2015年6月19日出願の米国特許出願第14/744,703の利益を主張し、それは、その全体が参照によって明細書に明確に組み込まれている。
[0002] 本開示は、概して、回路およびレイアウト構成(construction)に関し、より具体的には、高密度アンテナ保護ダイオードのための回路およびレイアウトに関する。
[0003] アンテナ影響(antenna effect)は、プラズマによって誘起されるゲート誘電体ダメージ(plasma induced gate dielectric damage)による、金属酸化膜半導体(MOS)集積回路の製造中の歩留りおよび信頼性の問題を引き起こすこともある影響(effect)である。アンテナ影響を受けての歩留り/信頼性の問題を回避するために、アンテナ規則(antenna rule)のセットに従い得る。そのような規則の違反は、アンテナ違反(antenna violation)と呼ばれることもある。アンテナ違反は、ゲートのゲート誘電体を保護するためにそのゲート近くにダイオードを付加することによって回避されることができる。このようなダイオードは、「アンテナダイオード」と称されることもある。現在、アンテナ違反を回避するために保護の改善を提供し、またコンパクトなレイアウトを有する、改善されたアンテナダイオードの必要性が存在する。
[0004] 本開示のある態様において、アンテナ影響を低減するためのMOSデバイスが提供される。前記MOSデバイスは、ダイオードとインターコネクトとを含む。前記ダイオードは、第1のn型MOS(nMOS)トランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体(body)を有する第1のnMOSトランジスタを含む。前記nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、前記ダイオードのアノード(anode)である。前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、および前記第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードのカソードである。前記インターコネクトは、ドライバ出力と負荷入力との間に延在(extend)する。前記インターコネクトは、前記ダイオードの前記カソードに結合される。
[0005] 本開示のある態様において、MOSダイオードは、p型MOS(pMOS)トランジスタとnMOSトランジスタとを含む。前記pMOSトランジスタは、pMOSトランジスタソース、pMOSトランジスタドレイン、pMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有する。前記pMOSトランジスタドレイン、前記pMOSトランジスタソース、および前記pMOSトランジスタ本体は共に結合され、第1の電圧ソースに結合される。前記nMOSトランジスタは、nMOSトランジスタソース、nMOSトランジスタドレイン、nMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する。前記nMOSトランジスタ本体は、第2の電圧ソースに結合され、前記ダイオードのアノードである。前記第2の電圧ソースは、前記第1の電圧ソースよりも低い。前記nMOSトランジスタゲート、前記nMOSトランジスタソース、前記nMOSトランジスタドレイン、および前記pMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードのカソードである。
アンテナ影響およびアンテナ違反を例示するための図。 アンテナ違反を回避するための第1のアプローチを例示するための図。 アンテナ違反を回避するための第2のアプローチを例示するための図。 アンテナダイオードのための回路図。 図2のアンテナダイオードのセルレイアウト。 実例的なアンテナダイオードのための回路図。 図4の実例的なアンテナダイオードの実例的なセルレイアウト。 図4および図5の実例的なアンテナダイオードの実例的な方法のフローチャート。
詳細な説明
[0014] 添付の図面に関連して以下に述べられる詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書で説明される概念が実現されることができる構成のみを表すように意図されたものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を提供する目的で特定の詳細を含む。しかしながら、これらの概念がこれらの具体的な詳細なしに実現され得ることが当業者には明らかになるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびコンポーネントが、そのような概念を曖昧にすることを避けるためにブロック図の形態で示されている。装置および方法は、以下の詳細な説明において説明されることになり、添付の図面において、様々なブロック、モジュール、コンポーネント、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズム、要素、等によって例示され得る。
[0015] スタンダードセル(standard cell)は、デジタル論理で実装されることができる集積回路である。システムオンチップ(SoC)デバイスのような、特定用途向け集積回路(ASIC)は、何千から何百万ものスタンダードセルを含み得る。ASICのサイズ/設置面積(area footprint)を低減することが有益である。上述されたように、アンテナ影響は、プラズマによって誘起されるゲート誘電体ダメージによる、MOS集積回路の製造中の歩留りおよび信頼性の問題を引き起こすこともある影響である。アンテナ影響を受けての歩留り/信頼性の問題を回避するために、アンテナ規則のセットに従い得る。このような規則の違反は、アンテナ違反と呼ばれることもある。アンテナ違反は、ゲートのゲート誘電体を保護するためにそのゲート近くにアンテナダイオードを付加することによって回避されることができる。アンテナ違反を回避するためにアンテナダイオードを付加することは、そのようなアンテナダイオードを含むASICの設置面積を増加させる。したがって、アンテナ違反を回避するための改善された保護を提供しながらコンパクトなレイアウトを有するアンテナダイオードの必要性が存在する。
[0016] 図1Aは、アンテナ影響およびアンテナ違反を例示するための図100である。図1Bは、アンテナ違反を回避するための第1のアプローチを例示するための図130である。図1Cは、アンテナ違反を回避するための第2のアプローチを例示するための図160である。図1Aを参照すると、ネット(net)は、ドライバ(ソース/ドレイン拡散領域)(ドライバ出力とも称される)104と、負荷(ゲート(負荷入力とも称される)102とを含み得る。ソース/ドレイン拡散領域104は、ソース/ドレイン拡散領域104、ゲート102、金属1(M1:metal one)層インターコネクト106、M1層インターコネクト108、および金属2(M2:metal two)層インターコネクト110を相互接続するために、インターコネクト108、110、106、およびビア(V0、V1)を通してゲート102に結合され得る。ネットの製造/構成プロセス中、ゲート102がソース/ドレイン拡散領域104に結合される前に、電圧がM1層インターコネクト106上で(例えば、エッチングプロセスを通して)増大し(build up)得る。M1層インターコネクト106上の電圧は、ゲート102に通常供給される電圧よりも高いこともある。ゲート102に供給される通常よりも高い電圧は、ゲートのすぐ下にあるゲート誘電体が破壊する(breakdown)ことを引き起こし得る。このプロセスは、ゲート絶縁破壊(gate dielectric breakdown)と称されることもある。ゲート誘電体が二酸化シリコン(silicon dioxide)である場合、そのようなプロセスは、ゲート酸化物破壊(gate oxide breakdown)と称されることもある。図1Bを参照すると、アンテナ違反は、M1層インターコネクト106を短くすることによって回避されることができる。短くされたM1層インターコネクト106は、製造/構成プロセス中に電荷を収集する(collect charge)可能性があまりない。図1Cを参照すると、代替的に、アンテナ違反は、ダイオード112(本明細書では「アンテナダイオード」と称される)をM1層インターコネクト106に結合することによって回避されることができる。アンテナダイオード112は、ゲート102に供給される通常電圧よりも高い電圧でのみ、ただし、ゲート誘電体にダメージを引き起こすのに必要な電圧よりも低い電圧で、電流を伝導するように構成される。例えば、そのゲートに供給される通常電圧がVddであり、ゲート誘電体がVBで破壊し始める場合、アンテナダイオード112は、アンテナダイオード112にわたる電圧VがVdd<V<VBであるときに電流を伝導するように構成され得る。アンテナダイオード112の付加はアンテナ違反を防ぐが、一方でアンテナダイオード112は、ネットにキャパシタンスを付加し、このようなアンテナダイオード112を含むASICの設置面積を増加させる。したがって、コンパクトなレイアウトおよび最小キャパシタンスを有するアンテナダイオードセルが有益であるであろう。
[0017] 図2は、アンテナダイオードのための回路図200である。アンテナダイオードは、nMOSトランジスタ202によって形成される。nMOSトランジスタ202のゲート204は、nMOSトランジスタ202のソース206に接続され、ゲート/ソース204/206はVssに接続される。アンテナダイオードがセル(例えば、スタンダードセル)内にあるとき、対応するpMOSトランジスタ212は切断され、動作不能である。具体的に、pMOSトランジスタ212のドレイン218は、pMOSトランジスタ212のソース216に接続され、ドレイン/ソース218/216はVddに接続される。pMOSトランジスタのゲート214は、フローティング(floating)であり得る。nMOSトランジスタ202のドレイン208はカソードであり、nMOSトランジスタ202のソース/ゲート206/204はアノードである。アンテナダイオードのカソードは、インターコネクトに結合されたゲートのゲート誘電体に対するアンテナ影響を低減するためにインターコネクト(例えば、インターコネクト106)に結合され得る。
[0018] 図3は、図2のアンテナダイオードのセルレイアウトである。図3に示されているように、pMOSゲートインターコネクトの各々はフローティングであり、pMOSソース/ドレインはVddに接続され、それゆえ、pMOSトランジスタはアンテナダイオードセル内で動作不能である。アンテナダイオードセルは、nMOSトランジスタ302、nMOSトランジスタ304、nMOSトランジスタ306、およびnMOSトランジスタ308を含む。nMOSトランジスタ304、306、308のゲートインターコネクト(「POLY」インターコネクトとも称される)316、320、324は、それぞれ、金属POLY(MP:metal POLY)層インターコネクト350によって共に接続される。ゲート316、320、324は、カットPOLYマスク(cut POLY mask)340によってpMOSトランジスタから分離され、それは、製造処理中にゲートインターコネクト316、320、324をカットする(cut)。nMOSトランジスタ308のソース326は、Vssに結合される。nMOSトランジスタ304、306のソース318もまた、Vssに結合される。nMOSトランジスタ306、308のドレイン322は、M1層インターコネクト360によってnMOSトランジスタ304のドレイン314に結合される。M1層インターコネクト360は、また、nMOSトランジスタ302の拡散領域310にも結合される。具体的に、金属拡散(MD:metal diffusion)層インターコネクトは、ドレイン310、314、322の各々に接触し、M1層インターコネクト360は、MD層インターコネクトの各々に結合される。nMOSトランジスタのゲート312は、フローティングである。図3のアンテナダイオードセルにおいて、拡散領域310、314、322は、アンテナダイオードのドレインとしての役割をする。アンテナダイオードセルの入力(カソード)は、インターコネクト370に結合される。出力(アノード)はVssである。
[0019] 図3のアンテナダイオードセルは、6個のグリッドの幅を有する。アンテナ保護を改善し提供する、より小さい幅を有するアンテナダイオードセルが、図4、図5に関して以下で提供される。
[0020] 図4は、実例的なアンテナダイオードを例示する回路図400である。アンテナダイオードはpMOSトランジスタ402とnMOSトランジスタ412を含む。pMOSトランジスタ402のドレイン408、ソース406、および本体410はすべて共に接続され、Vddに接続される。pMOSトランジスタ402のゲート404は、nMOSトランジスタのゲート414に結合される。nMOSトランジスタのソース416およびドレイン418は共に結合され、pMOSトランジスタゲート404とnMOSトランジスタゲート414との間の共通のゲート接続に結合される。nMOSトランジスタの本体420は、Vssに結合される。アンテナダイオードの入力(カソード)は、ソース416、ドレイン418、pMOSトランジスタゲート404、およびnMOSトランジスタゲート414の間の共通の接続である。アンテナダイオードのカソードは、インターコネクトに結合されたゲートのゲート誘電体に対するアンテナ影響を低減するためにインターコネクト(例えば、インターコネクト106)に結合され得る。出力(アノード)はVssである。
[0021] 図5は、図4の実例的なアンテナダイオードの実例的なセルレイアウトである。図5に示されているように、アンテナダイオードセルは、pMOSトランジスタ502、pMOSトランジスタ504、nMOSトランジスタ520、およびnMOSトランジスタ522を含む。pMOSトランジスタ502、504の拡散領域506、510、514の各々は、Vddに結合される。pMOSトランジスタ502に関して、ソース/ドレイン506/510は、交換可能と考えられ得る。pMOSトランジスタ504に関して、ソース/ドレイン510/514は、交換可能と考えられ得る。nMOSトランジスタ520、522の拡散領域524、528、532の各々は、M1層インターコネクト540によって互いに結合される。具体的には、MD層インターコネクトが、拡散領域524、528、532の各々に接触し、M1層インターコネクト540は、MD層インターコネクトの各々に結合される。nMOSトランジスタ520に関して、ソース/ドレイン524/528は、交換可能と考えられ得る。nMOSトランジスタ522に関して、ソース/ドレイン528/532は、交換可能と考えられ得る。pMOSトランジスタ502のゲート508およびnMOSトランジスタ520のゲート526は、同じゲートインターコネクトによって形成され、pMOSトランジスタ504のゲート512およびnMOSトランジスタ522のゲート530は、同じゲートインターコネクトによって形成される。ゲートインターコネクト508/526および512/530は第1の方向に延在し、MP層インターコネクト550によって共に結合され、それは、第1の方向と直交する第2の方向に延在する。MP層インターコネクト550は、M1層インターコネクト540に結合される。したがって、ゲートインターコネクト508/526、ゲートインターコネクト512/530、およびnMOSトランジスタ520、522のソース/ドレインは、共にすべて接続される。nMOSトランジスタ520、522のための本体接続は、上述されたように、Vssに接続される。アンテナダイオードセルの入力(カソード)は、M1層インターコネクト540またはMP層インターコネクト550に結合され得る。出力(アノード)はVssである。
[0022] アンテナダイオードによって提供されるアンテナ保護の量は、以下の式によって決定されることができる。
金属面積/(ゲート酸化物面積+2*RXアンテナ面積)=1500
[0023] 図3のアンテナダイオードセルは、6個のグリッドのセル幅を有する。図3のアンテナダイオードの受信(RX)アンテナ面積が0.01411um2であると想定する。カソードは、いずれのゲートインターコネクトにも接続されず、よって、ゲート酸化物面積は0である。上記式によると、図3のアンテナダイオードは、約42.33um2の金属面積を保護することができ、これは、アンテナダイオードのカソードに結合されたM1層インターコネクトが幅32nmである場合、M1層インターコネクトが1323umという最大長を有することを可能にするであろう。したがって、図2、図3のアンテナダイオードは、長さ1323unまでM1層インターコネクトに対するアンテナ違反を防ぐ/アンテナ保護を提供することができる。
[0024] 図5のアンテナダイオードセルは、3つのグリッドのセル幅を有し、それゆえ、図3のアンテナダイオードセルよりも面積が50%小さい。図5のアンテナダイオードのRXアンテナ面積が0.0132um2であると想定する。カソードが2つのゲートインターコネクトに接続される。ゲート酸化物面積が0.0123um2であると想定する。上記式によると、図5のアンテナダイオードは、約58.1um2の金属面積を保護することができ、それは、図3のアンテナダイオードによって保護されることができる金属面積よりも37%大きい。図5のアンテナダイオードのカソードに結合されたM1層インターコネクトが幅32nmである場合、図5のアンテナダイオードは、M1層インターコネクトが1816umという最大長を有することを可能にするであろう。したがって、図4、図5のアンテナダイオードは、長さ1816umまでM1層インターコネクトに対するアンテナ違反を防ぐ/アンテナ保護を提供することができる。
[0025] 上述されたように、図5のアンテナダイオードは、図3のアンテナダイオードの半分の設置面積を有する(図3のアンテナダイオードよりも面積が50%小さい)。加えて、図5のアンテナダイオードは、図3のアンテナダイオードよりも37%多いアンテナ保護を提供する。さらに、図5のアンテナダイオードは、また、図3のアンテナダイオードのリーク電流のほんの20%(just 20%)という実質的に低減されたリーク電流を有する。面積、アンテナ保護、およびリーク電流における利益と引き換えに、図5のアンテナダイオードは、ゲート接続により図3のアンテナダイオードと比較して、増加した入力キャパシタンス(36%)を有する。増加した入力キャパシタンスは、アンテナダイオードが接続されるネットを遅くする(slow)こともある。しかしながら、総入力キャパシタンスが依然として相対的に小さいので、入力キャパシタンスの増加はごくわずかであり得る。例えば、図3のアンテナダイオードは、0.61fFという入力キャパシタンスを有し得、図5のアンテナダイオードは、0.83fFという入力キャパシタンスを有し得る。追加の0.22fFは、相対的に小さく、ごくわずかな影響を有する。
[0026] 図6は、図4および図5の実例的なアンテナダイオードの実例的な方法のフローチャート600である。602において、電流が、ドライバ出力と負荷入力との間に延在するインターコネクトからダイオードのカソードに流される。604において、電流は、ダイオードのカソードからダイオードのアノードに流される。ダイオードは、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第1のnMOSトランジスタを含む。nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、ダイオードのアノードである。第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、および第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、ダイオードのカソードである。
[0027] 図1C、図4、および図5を再度参照すると、アンテナ影響を低減するためのMOSデバイスは、第1のnMOSトランジスタソース416、第1のnMOSトランジスタドレイン418、第1のnMOSトランジスタゲート414、およびnMOSトランジスタ本体420を有する第1のnMOSトランジスタ412を含むダイオード112を含む。nMOSトランジスタ本体420は、第1の電圧ソースVssに結合され、ダイオード112のアノードである。第1のnMOSトランジスタソース416、第1のnMOSトランジスタドレイン418、および第1のnMOSトランジスタゲート414は共に結合され、ダイオード112のカソードである。MOSデバイスは、さらに、ドライバ出力104と負荷入力102との間に延在するインターコネクト106を含む。インターコネクト106は、ダイオード112のカソードに結合される。1つの構成において、インターコネクト106は、ドライバ出力と負荷入力との間の1つの金属層上のみ(例えば、M1層)に延在する。
[0028] 1つの構成において、ダイオード112は、さらに、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第2のnMOSトランジスタを含む。第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、および第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、ダイオードのカソードである。例えば、図5を参照すると、第1のnMOSトランジスタはnMOSトランジスタ520であり得、第2のnMOSトランジスタはnMOSトランジスタ522であり得るか、または第1のnMOSトランジスタはnMOSトランジスタ522であり得、第2のnMOSトランジスタはnMOSトランジスタ520であり得る。1つの構成において、拡散領域528は、nMOSトランジスタ520、522のソースと考えられ得、拡散領域524、532は、それぞれ、nMOSトランジスタ520、522のドレインと考えられ得る。別の構成において、拡散領域524、532は、それぞれ、nMOSトランジスタ520、522のソースと考えられ得、拡散領域528は、nMOSトランジスタ520、522のドレインと考えられ得る。明らかなように、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、および第2のnMOSトランジスタゲートはすべて共に結合され、ダイオードのカソードである。
[0029] 1つの構成において、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタソース、および第2のnMOSトランジスタドレインは、第1および第2のnMOSトランジスタゲート526、530によって分離された少なくとも3つの別個の領域524、528、532を占有する。
[0030] 1つの構成において、MOSデバイスは、さらに、第1のpMOSトランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第1のpMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有する第1のpMOSトランジスタを含み、また第2のpMOSトランジスタソース、第2のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有する第2のpMOSトランジスタを含む。例えば、第1のpMOSトランジスタはpMOSトランジスタ502であり得、第2のpMOSトランジスタはpMOSトランジスタ504であり得るか、または第1のpMOSトランジスタはpMOSトランジスタ504であり得、第2のpMOSトランジスタはpMOSトランジスタ502であり得る。pMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースVssよりも高い第2の電圧ソースVddに結合される。第1のpMOSトランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタソース、および第2のpMOSトランジスタドレインは、第2の電圧ソースVddに共に結合される。第1のpMOSトランジスタゲート、第2のpMOSトランジスタゲート、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、および第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、ダイオードのカソードである。
[0031] 1つの構成において、第1のpMOSトランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタソース、および第2のpMOSトランジスタドレインは、第1および第2のpMOSトランジスタゲート508、512によって分離された少なくとも3つの別個の領域506、510、514を占有する。
[0032] 1つの構成において、第1のpMOSトランジスタゲートおよび第1のnMOSトランジスタゲートは、第1の方向に延在する第1のゲートインターコネクトから形成され、第2のpMOSトランジスタゲートおよび第2のnMOSトランジスタゲートは、第1の方向の第1のゲートインターコネクトに平行して延在する第2のゲートインターコネクトから形成される。例えば、ゲート508/526は、同じゲートインターコネクトによって形成され、ゲート512/530は、同じゲートインターコネクトによって形成される。1つの構成において、第1のpMOSトランジスタゲートおよび第2のpMOSトランジスタゲートは、第1の方向と直交する第2の方向に延在するMP層インターコネクト550と共に結合される。
[0033] 1つの構成において、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタソース、および第2のnMOSトランジスタドレインは、M1層インターコネクト540によって、第1のnMOSトランジスタゲート、第2のnMOSトランジスタゲート、第1のpMOSトランジスタゲート、および第2のpMOSトランジスタゲートに結合される。
[0034] 図1C、図4、および図5を再度参照すると、MOSダイオードは、pMOSトランジスタソース406、pMOSトランジスタドレイン408、pMOSトランジスタゲート404、およびpMOSトランジスタ本体410を有するpMOSトランジスタ402を含む。pMOSトランジスタドレイン408、pMOSトランジスタソース406、およびpMOSトランジスタ本体410は共に結合され、第1の電圧ソースVddに結合される。MOSダイオードは、さらに、nMOSトランジスタソース416、nMOSトランジスタドレイン418、nMOSトランジスタゲート414、およびnMOSトランジスタ本体420を有するnMOSトランジスタ412を含む。nMOSトランジスタ本体は、第2の電圧ソースVssに結合され、ダイオードのアノードである。第2の電圧ソースVssは、第1の電圧ソースVddよりも低い。nMOSトランジスタゲート414、nMOSトランジスタソース416、nMOSトランジスタドレイン418、およびpMOSトランジスタゲート404は共に結合され、ダイオードのカソードである。
[0035] 1つの構成において、nMOSトランジスタ412は、第1のnMOSトランジスタ520および第2のnMOSトランジスタ522を含む。第1のnMOSトランジスタ520は、第1のnMOSトランジスタソース(524または528)、第1のnMOSトランジスタドレイン(524または528)、および第1のnMOSトランジスタゲート526を有する。第2のnMOSトランジスタ522は、第2のnMOSトランジスタソース(528または532)、第2のnMOSトランジスタドレイン(528または532)、および第2のnMOSトランジスタゲート530を有する。1つの構成において、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタソース、および第2のnMOSトランジスタドレインは、第1のnMOSトランジスタゲート526および第2のnMOSトランジスタゲート530によって分離された少なくとも3つの別個の領域524、528、532を占有する。
[0036] 1つの構成において、pMOSトランジスタ402は、第1のpMOSトランジスタ502と第2のpMOSトランジスタ504とを含む。第1のpMOSトランジスタ502は、第1のpMOSトランジスタソース(506または510)、第1のpMOSトランジスタドレイン(506または510)、および第1のpMOSトランジスタゲート508を有する。第2のpMOSトランジスタ504は、第2のpMOSトランジスタソース(510または514)、第2のpMOSトランジスタドレイン(510または514)、および第2のpMOSトランジスタゲート512を有する。1つの構成において、第1のpMOSトランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタソース、および第2のpMOSトランジスタドレインは、第1のpMOSトランジスタゲート508および第2のpMOSトランジスタゲート512によって分離された少なくとも3つの別個の領域506、510、514を占有する。
[0037] 1つの構成において、第1のpMOSトランジスタゲート508および第1のnMOSトランジスタゲート526は、第1の方向に延在する第1のゲートインターコネクト508/526から形成され、第2のpMOSトランジスタゲート512および第2のnMOSトランジスタゲート530は、第1の方向の第1のゲートインターコネクトに平行して延在する第2のゲートインターコネクト512/530から形成される。1つの構成において、第1のpMOSトランジスタゲート508および第2のpMOSトランジスタゲート512は、第1の方向と直交する第2の方向に延在するMP層インターコネクト550と共に結合される。1つの構成において、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタソース、および第2のnMOSトランジスタドレインは、M1層インターコネクト540によって、第1のnMOSトランジスタゲート、第2のnMOSトランジスタゲート、第1のpMOSトランジスタゲート、および第2のpMOSトランジスタゲートに結合される。
[0038] 1つの構成において、アンテナ影響を低減するためのMOSデバイスが提供される。MOSデバイスは、ドライバ出力と負荷入力との間に延在するインターコネクトからダイオードのカソードに電流を流すための手段を含む。このような手段はインターコネクト106であり得る。MOSデバイスは、さらに、ダイオードのカソードからダイオードのアノードに電流を流すための手段を含む。図4、図5のアンテナダイオードにおけるそのような手段。ダイオードは、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第1のnMOSトランジスタを含む。nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、ダイオードのアノードである。第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、および第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、ダイオードのカソードである。
[0039] 開示されたプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、実例的なアプローチの例示であることが理解される。設計の選好に基づいて、これらプロセスにおけるステップの特定の順序または階層が並べ替えられ得ることが理解される。さらに、いくつかのステップは、組み合わされ得るか、または省略され得る。添付の方法の請求項は、様々なステップの要素を例となる順序で提示するが、提示された特定の順序または階層に限定されることが意図されたものではない。
[0040] 先の説明は、当業者が本明細書で説明されている様々な態様を実現することを可能にするために提供されている。これらの態様に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明らかとなり、本明細書で定義される包括的な原理は他の態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示されている態様に限定されることが意図されたものではなく、請求項の文言と矛盾しない最大範囲であると認められるべきであり、ここにおいて、単数の要素への参照は、そのように明確に記載されていない限り、「1つおよび1つのみ」を意味するのではなく、むしろ「1つまたは複数」を意味するように意図されている。「実例的な」という用語は、本明細書では、「例、事例、または例示としての役割を果たす」ことを意味するように使用されている。「実例的な」ものとして本明細書で説明されている任意の態様は、必ずしも他の態様に対して好ましいまたは有利なものとして解釈されるべきではない。そうでないことが明確に記載されていない限り、「いくつかの」という用語は1つまたは複数を指す。「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、および「A、B、C、またはこれらの任意の組み合わせ」のような組み合わせは、A、B、および/またはCの任意の組み合わせを含み、複数のA、複数のB、または複数のCを含み得る。特に、「A、B、またはCのうちの少なくとも1つ」、「A、B、およびCのうちの少なくとも1つ」、および「A、B、C、またはこれらの任意の組み合わせ」のような組み合わせは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとB、AとC、BとC、またはAとBとCであることができ、ここで、このような任意の組み合わせが、A、B、またはCの1つまたは複数のメンバーを含み得る。「接続された(connected)」という用語は、「直接接続された」ことを意味する。「結合された(coupled)」という用語は、他の要素を通して「間接的に接続された」または「接続された」ことを意味する。当業者に既知である、または後に知られることになる、本開示全体にわたって説明された様々な態様の要素に対するすべての構造的および機能的な同等物が、参照によって本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されることが意図されている。さらに、本明細書で開示されたものが、特許請求の範囲に明示的に記載されているかどうかにかかわらず、そのような開示は公に寄与されることを意図したものではない。いずれの請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」というフレーズを使用して明示的に記載されていない限り、ミーンズプラスファンクションとして解釈されるべきではない。

Claims (30)

  1. アンテナ影響を低減するための金属酸化膜半導体(MOS)デバイスであって、
    第1のn型MOS(nMOS)トランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第1のnMOSトランジスタを備えるダイオードであって、前記nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、前記ダイオードのアノードであり、ここにおいて、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、および前記第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードのカソードである、ダイオードと、
    ドライバ出力と負荷入力との間に延在するインターコネクトであって、前記インターコネクトは、前記ダイオードの前記カソードに結合される、インターコネクトと、
    を備える、MOSデバイス。
  2. 前記ダイオードは、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタゲート、および前記nMOSトランジスタ本体を有する第2のnMOSトランジスタをさらに備え、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタソース、前記第2のnMOSトランジスタドレイン、および前記第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、請求項1に記載のMOSデバイス。
  3. 前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第2のnMOSトランジスタソース、および前記第2のnMOSトランジスタドレインは、前記第1のnMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項2に記載のMOSデバイス。
  4. 第1のp型MOS(pMOS)トランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第1のpMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有する第1のpMOSトランジスタと、
    第2のpMOSトランジスタソース、第2のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタゲート、および前記pMOSトランジスタ本体を有する第2のpMOSトランジスタであって、前記pMOSトランジスタ本体は、前記第1の電圧ソースよりも高い第2の電圧ソースに結合される、第2のpMOSトランジスタと、
    をさらに備え、
    前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第2の電圧ソースに共に結合され、
    前記第1のpMOSトランジスタゲート、前記第2のpMOSトランジスタゲート、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタソース、前記第2のnMOSトランジスタドレイン、および前記第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、
    請求項2に記載のMOSデバイス。
  5. 前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のpMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項4に記載のMOSデバイス。
  6. 前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第1のnMOSトランジスタゲートは、第1の方向に延在する第1のゲートインターコネクトから形成され、前記第2のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートは、前記第1の方向の前記第1のゲートインターコネクトに平行して延在する第2のゲートインターコネクトから形成される、請求項4に記載のMOSデバイス。
  7. 前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のpMOSトランジスタゲートは、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在する金属POLY(MP)層インターコネクトと共に結合される、請求項6に記載のMOSデバイス。
  8. 前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第2のnMOSトランジスタソース、および前記第2のnMOSトランジスタドレインは、金属1(M1)層インターコネクトによって、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタゲート、前記第1のpMOSトランジスタゲート、および前記第2のpMOSトランジスタゲートに結合される、請求項4に記載のMOSデバイス。
  9. 前記インターコネクトは、前記ドライバ出力と前記負荷入力との間の1つの金属層上のみに延在する、請求項1に記載のMOSデバイス。
  10. 金属酸化膜半導体(MOS)ダイオードであって、
    p型MOS(pMOS)トランジスタソース、pMOSトランジスタドレイン、pMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有するpMOSトランジスタと、ここにおいて、前記pMOSトランジスタドレイン、前記pMOSトランジスタソース、および前記pMOSトランジスタ本体は共に結合され、第1の電圧ソースに結合される、
    n型MOS(nMOS)トランジスタソース、nMOSトランジスタドレイン、nMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有するnMOSトランジスタであって、前記nMOSトランジスタ本体は、第2の電圧ソースに結合され、前記ダイオードのアノードであり、前記第2の電圧ソースは前記第1の電圧ソースよりも低く、ここにおいて、前記nMOSトランジスタゲート、前記nMOSトランジスタソース、前記nMOSトランジスタドレイン、および前記pMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードのカソードである、nMOSトランジスタと、
    を備える、MOSダイオード。
  11. 前記nMOSトランジスタは、第1のnMOSトランジスタおよび第2のnMOSトランジスタを備え、前記第1のnMOSトランジスタは、第1のnMOSトランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、および第1のnMOSトランジスタゲートを有し、前記第2のnMOSトランジスタは、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、および第2のnMOSトランジスタゲートを有する、請求項10に記載のMOSダイオード。
  12. 前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第2のnMOSトランジスタソース、および前記第2のnMOSトランジスタドレインは、前記第1のnMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項11に記載のMOSダイオード。
  13. 前記pMOSトランジスタは、第1のpMOSトランジスタおよび第2のpMOSトランジスタを備え、前記第1のpMOSトランジスタは、第1のpMOSトランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、および第1のpMOSトランジスタゲートを有し、前記第2のpMOSトランジスタは、第2のpMOSトランジスタソース、第2のpMOSトランジスタドレイン、および第2のpMOSトランジスタゲートを有する、請求項11に記載のMOSダイオード。
  14. 前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のpMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項13に記載のMOSダイオード。
  15. 前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第1のnMOSトランジスタゲートは、第1の方向に延在する第1のゲートインターコネクトから形成され、前記第2のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートは、前記第1の方向の前記第1のゲートインターコネクトに平行して延在する第2のゲートインターコネクトから形成される、請求項13に記載のMOSダイオード。
  16. 前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のpMOSトランジスタゲートは、前記第1の方向と直交する第2の方向に延在する金属POLY(MP)層インターコネクトと共に結合される、請求項15に記載のMOSダイオード。
  17. 前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第2のnMOSトランジスタソース、および前記第2のnMOSトランジスタドレインは、金属1(M1)層インターコネクトによって、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタゲート、前記第1のpMOSトランジスタゲート、および前記第2のpMOSトランジスタゲートに結合される、請求項13に記載のMOSダイオード。
  18. アンテナ影響を低減するための金属酸化膜半導体(MOS)デバイスの動作の方法であって、
    ドライバ出力と負荷入力との間に延在するインターコネクトからダイオードのカソードに電流を流すことと、
    前記ダイオードの前記カソードから前記ダイオードのアノードに前記電流を流すことと、前記ダイオードは、第1のn型MOS(nMOS)トランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第1のnMOSトランジスタを備え、前記nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、前記ダイオードの前記アノードであり、ここにおいて、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、および前記第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、
    を備える、方法。
  19. 前記ダイオードは、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタゲート、および前記nMOSトランジスタ本体を有する第2のnMOSトランジスタをさらに備え、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタソース、前記第2のnMOSトランジスタドレイン、および前記第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、請求項18に記載の方法。
  20. 前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第2のnMOSトランジスタソース、および前記第2のnMOSトランジスタドレインは、前記第1のnMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項19に記載の方法。
  21. 前記ダイオードは、
    第1のp型MOS(pMOS)トランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第1のpMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有する第1のpMOSトランジスタと、
    第2のpMOSトランジスタソース、第2のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタゲート、および前記pMOSトランジスタ本体を有する第2のpMOSトランジスタであって、前記pMOSトランジスタ本体は、前記第1の電圧ソースよりも高い第2の電圧ソースに結合される、第2のpMOSトランジスタと、
    をさらに備え、
    前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第2の電圧ソースに共に結合され、
    前記第1のpMOSトランジスタゲート、前記第2のpMOSトランジスタゲート、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタソース、前記第2のnMOSトランジスタドレイン、および前記第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、
    請求項19に記載の方法。
  22. 前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のpMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項21に記載の方法。
  23. 前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第1のnMOSトランジスタゲートは、第1の方向に延在する第1のゲートインターコネクトから形成され、前記第2のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートは、前記第1の方向の前記第1のゲートインターコネクトに平行して延在する第2のゲートインターコネクトから形成される、請求項21に記載の方法。
  24. アンテナ影響を低減するための金属酸化膜半導体(MOS)デバイスであって、
    ドライバ出力と負荷入力との間に延在するインターコネクトからダイオードのカソードに電流を流すための手段と、
    前記ダイオードの前記カソードから前記ダイオードのアノードに前記電流を流すための手段と、前記ダイオードは、第1のn型MOS(nMOS)トランジスタソース、第1のnMOSトランジスタドレイン、第1のnMOSトランジスタゲート、およびnMOSトランジスタ本体を有する第1のnMOSトランジスタを備え、前記nMOSトランジスタ本体は、第1の電圧ソースに結合され、前記ダイオードの前記アノードであり、ここにおいて、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、および前記第1のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、
    を備える、MOSデバイス。
  25. 前記ダイオードは、第2のnMOSトランジスタソース、第2のnMOSトランジスタドレイン、第2のnMOSトランジスタゲート、および前記nMOSトランジスタ本体を有する第2のnMOSトランジスタをさらに備え、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタソース、前記第2のnMOSトランジスタドレイン、および前記第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、請求項24に記載のMOSデバイス。
  26. 前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第2のnMOSトランジスタソース、および前記第2のnMOSトランジスタドレインは、前記第1のnMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項25に記載のMOSデバイス。
  27. 前記ダイオードは、
    第1のp型MOS(pMOS)トランジスタソース、第1のpMOSトランジスタドレイン、第1のpMOSトランジスタゲート、およびpMOSトランジスタ本体を有する第1のpMOSトランジスタと、
    第2のpMOSトランジスタソース、第2のpMOSトランジスタドレイン、第2のpMOSトランジスタゲート、および前記pMOSトランジスタ本体を有する第2のpMOSトランジスタであって、前記pMOSトランジスタ本体は、前記第1の電圧ソースよりも高い第2の電圧ソースに結合される、第2のpMOSトランジスタと、
    をさらに備え、
    前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第2の電圧ソースに共に結合され、
    前記第1のpMOSトランジスタゲート、前記第2のpMOSトランジスタゲート、前記第1のnMOSトランジスタソース、前記第1のnMOSトランジスタドレイン、前記第1のnMOSトランジスタゲート、前記第2のnMOSトランジスタソース、前記第2のnMOSトランジスタドレイン、および前記第2のnMOSトランジスタゲートは共に結合され、前記ダイオードの前記カソードである、
    請求項25に記載のMOSデバイス。
  28. 前記第1のpMOSトランジスタソース、前記第1のpMOSトランジスタドレイン、前記第2のpMOSトランジスタソース、および前記第2のpMOSトランジスタドレインは、前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のpMOSトランジスタゲートによって分離された少なくとも3つの別個の領域を備える、請求項27に記載のMOSデバイス。
  29. 前記第1のpMOSトランジスタゲートおよび前記第1のnMOSトランジスタゲートは、第1の方向に延在する第1のゲートインターコネクトから形成され、前記第2のpMOSトランジスタゲートおよび前記第2のnMOSトランジスタゲートは、前記第1の方向の前記第1のゲートインターコネクトに平行して延在する第2のゲートインターコネクトから形成される、請求項27に記載のMOSデバイス。
  30. 前記インターコネクトは、前記ドライバ出力と前記負荷入力との間の1つの金属層上のみに延在する、請求項24に記載のMOSデバイス。
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