JP2023552060A - 追加の酸化物拡散領域を有するセルアーキテクチャ - Google Patents

追加の酸化物拡散領域を有するセルアーキテクチャ Download PDF

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Abstract

MOSデバイスは、ICの第1の面の上にpMOSトランジスタのセットを含む。pMOSトランジスタのセットは、第2の方向において互いに隣接する。MOSデバイスは、ICの第2の面の上にnMOSトランジスタのセットをさらに含む。nMOSトランジスタのセットは、第2の方向において互いに隣接する。第2の面は、第2の方向に直交する第1の方向に、第1の面の反対側である。MOSデバイスは、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間にOD領域をさらに含む。ゲート相互接続部の第1のセットは、OD領域の上で第1の方向に延び得る。接点のセットは、OD領域に接触し得る。OD領域、ゲート相互接続部の第1のセット、および接点のセットは、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタとして構成されたトランジスタのセットを形成し得る。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる、2020年12月3日に出願された「CELL ARCHITECTURE WITH AN ADDITIONAL OXIDE DIFFUSION REGION」と題する米国特許出願第17/110,802号の利益を主張する。
本開示は、一般に、セルアーキテクチャに関し、より詳細には、追加の酸化物拡散(OD)領域を有するセルアーキテクチャに関する。
セルデバイスは、デジタル論理手段を実装する集積回路(IC)である。そのようなセルデバイスは、特定用途向けIC(ASIC)の中で複数回再使用され得る。システムオンチップ(SoC)デバイスなどのASICは、数千から数百万個のセルデバイスを含み得る。典型的なICは、逐次形成される層のスタックを含む。各層は、前層の上に積み重ねられるかまたはオーバーレイされ、トランジスタ(たとえば、電界効果トランジスタ(FET)、フィンFET(FinFET)、全周ゲート型(GAA)FET(GAAFET)、および/または他のマルチゲートFET)を画定してトランジスタを回路の中に接続する形状を形成するためにパターニングされる。セルデバイスを改善する必要性が存在する。
本開示の一態様では、ICの上の金属酸化物半導体(MOS)デバイスは、ICの第1の面の上にp型MOS(pMOS)トランジスタのセットを含む。pMOSトランジスタのセットは、第2の方向において互いに隣接する。MOSデバイスは、ICの第2の面の上にn型MOS(nMOS)トランジスタのセットをさらに含む。nMOSトランジスタのセットは、第2の方向において互いに隣接する。第2の面は、第1の方向に第1の面の反対側である。第1の方向は、第2の方向に直交する。MOSデバイスは、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間に酸化物拡散(OD)領域をさらに含む。OD領域は、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタであるように構成されたトランジスタの第1のセットを部分的に形成し得る。
ICのセルの中の様々な層の側面図を示す第1の図である。 ICのセルの中の様々な層の側面図を示す第2の図である。 セルの中のpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとの間に追加のOD領域を有するセルの上面図を概念的に示す第1の図である。 図3のセルの上面図を概念的に示す第2の図である。 図3のセルを含むICの上面図を概念的に示す第3の図である。
添付の図面に関して以下に記載する詳細な説明は、様々な構成の説明として意図されており、本明細書で説明する概念が実践され得る唯一の構成を表すことは意図されていない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を与える目的で、具体的な詳細を含む。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践され得ることは、当業者には明らかとなろう。場合によっては、そのような概念を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造および構成要素がブロック図の形態で示される。装置および方法について、以下の詳細な説明において説明し、様々なブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズム、要素などによって添付の図に示し得る。
図1は、ICのセルの中の様々な層の側面図を示す第1の図100である。様々な層が、y方向に変化する。図1に示すように、トランジスタは、ゲート102(それは、POLYと呼ばれ得るが、金属、ポリシリコン、またはポリシリコンと金属の組合せから形成されることもある)と、ソース104と、ドレイン106とを有する。ソース104およびドレイン106は、シリコン基板132の上に配置され得る。ナノシート/ナノワイヤ130が、ソース104とドレイン106との間に延びて、ゲート102によって4面全部の上を取り囲まれるチャネルを形成する。積み重ねられたナノシート130がチャネルを形成すると仮定すると、ナノシート130はそれぞれ、上面図150に示すように、WNSの幅を有し得る。ゲート102は、第1の方向(たとえば、ページから出るz軸に沿った垂直方向)に延び得、ナノシート/ナノワイヤ130は、第1の方向に直交する第2の方向(たとえば、x軸に沿った水平方向)に延び得る。接触層相互接続部108(金属POLY(MP)層相互接続部とも呼ばれる)が、ゲート102に接触し得る。接触層相互接続部110(金属拡散(MD)層相互接続部とも呼ばれる)が、ソース104および/またはドレイン106に接触し得る。ビア112が、接触層相互接続部110に接触し得る。金属1(M1)層相互接続部114が、ビア112に接触し得る。M1層相互接続部114は、たとえば、第1の方向または第2の方向など、一方向のみに単向性に延び得る。M1層相互接続部114は、第1の方向に単向性であるように示されるが、代替的に、第2の方向に単向性であってもよい。ビアV1 116が、M1層相互接続部114に接触し得る。金属2(M2)層相互接続部118が、ビアV1 116に接触し得る。M2層相互接続部118は、第1の方向のみに(すなわち、第1の方向に単向性に)延び得る。より高い層が、ビアV2を含むビア層と、金属3(M3)層相互接続部を含むM3層とを含む。M3層相互接続部は、第2の方向に延び得る。
図2は、ICのセルの中の様々な層の側面図を示す第2の図200である。様々な層が、y方向に変化する。図2に示すように、トランジスタは、ゲート202と、ソース204と、ドレイン206とを有する。ソース204およびドレイン206は、シリコン基板232の上に配置され得る。ナノシート/ナノワイヤ230が、ソース204とドレイン206との間に延びて、ゲート202によって4面全部の上を取り囲まれるチャネルを形成する。ゲート202は、第1の方向(たとえば、ページから出るz軸に沿った垂直方向)に延び得、ナノシート/ナノワイヤ230は、第1の方向に直交する第2の方向(たとえば、x軸に沿った水平方向)に延び得る。接触層相互接続部208が、ゲート202に接触し得る。接触層相互接続部210は、ソース204および/またはドレイン206に接触し得る。ビア212が、接触層相互接続部208に接触し得る。M1層相互接続部214は、たとえば、第1の方向または第2の方向など、一方向のみに単向性に延び得る。M1層相互接続部214は、第1の方向に単向性であるように示されるが、代替的に、第2の方向に単向性であってもよい。ビアV1 216が、M1層相互接続部214に接触し得る。M2層相互接続部218が、ビアV1 216に接触し得る。M2層相互接続部218は、第1の方向のみに(すなわち、第1の方向に単向性に)延び得る。より高い層が、ビアV2を含むビア層と、M3層相互接続部を含むM3層とを含む。M3層相互接続部は、第2の方向に延び得る。
ICは、図1および図2のGAAFETで示されるが、ICは、FinFET、二重ゲートFET、または三重ゲートFETなど、他の複数ゲートFETを含み得る。図1および図2のGAAFETは、積層平面GAAFET(x方向に配向されたソース/ドレインおよびナノシート/ナノワイヤを有する)であるように示されるが、GAAFETは、代替的に、垂直GAAFET(y方向に配向されたソース/ドレインおよびナノシート/ナノワイヤを有する)であってもよい。図1および図2のGAAFETはナノシート/ナノワイヤで示されるが、他のタイプの構造が、チャネルを形成するために可能であり得る。
図3は、セル390の中のpMOSトランジスタ302とnMOSトランジスタ312との間に追加のOD領域324を有するセル390の上面図を概念的に示す第1の図300である。図4は、図3のセル390の上面図を概念的に示す第2の図400である。セル390は、ICのMOSデバイスを含む。MOSデバイスは、シリアライザー/デシリアライザー(SerDes)および/またはアナログ混合信号(AMS)ICを含む高速IC(たとえば、15GHzより高い)において利用され得る。MOSデバイスは、ICの第1の面の上にpMOSトランジスタ302のセットを含む。pMOSトランジスタ302のセットは、第2の方向において互いに隣接する。pMOSトランジスタ302のセットは、pMOSトランジスタの1つまたは複数の行を含み得る。たとえば、pMOSトランジスタ302は、n行のpMOSトランジスタと行当たりm個のpMOSトランジスタとを有するn×m個であり得る。図示の一例では、pMOSトランジスタ302は、2行のpMOSトランジスタと行当たり4個のpMOSトランジスタとを有する2×4個であり得る。pMOSトランジスタ302のセットは、n型ウェル(nウェル)380の上にある。MOSデバイスは、ICの第2の面の上にnMOSトランジスタ312のセットをさらに含む。nMOSトランジスタ312のセットは、第2の方向において互いに隣接する。nMOSトランジスタ312のセットは、nMOSトランジスタの1つまたは複数の行を含み得る。たとえば、nMOSトランジスタ312は、n行のnMOSトランジスタと行当たりm個のnMOSトランジスタとを有するn×m個であり得る。たとえば、図示のように、nMOSトランジスタ312は、2行のnMOSトランジスタと行当たり4個のnMOSトランジスタとを有する2×4個であり得る。第2の面は、第1の方向に第1の面の反対側であり、第1の方向は、第2の方向に直交する。MOSデバイスは、pMOSトランジスタ302のセットとnMOSトランジスタ312のセットとの間にOD領域324をさらに含む。
MOSデバイスは、OD領域324の上で第1の方向に延びるゲート相互接続部326の第1のセットをさらに含み得る。ゲート相互接続部326は、ゲート相互接続部カット330(POLYカットと呼ばれることもある)を介してpMOSゲート相互接続部306およびnMOSゲート相互接続部316から分離される。ゲート相互接続部326は、OD領域324の上でトランジスタゲート(図1および図2の102、202参照)を形成し得る。加えて、MOSデバイスは、ゲート相互接続部326の第1のセットの各々に隣接して第1の方向に延びるOD領域324に接触する接点328(図1および図2の110、210参照)のセットをさらに含み得る。OD領域324、ゲート相互接続部326の第1のセット、および接点328のセットは、pMOSトランジスタ302のセットとnMOSトランジスタ312のセットとの間にトランジスタ322の第1のセットを形成し得る。トランジスタ322の第1のセットは、4つのトランジスタ322a、322b、322c、322dで示される。トランジスタ322の第1のセットの中のトランジスタ322a、322b、322c、322dは、第2の方向において互いに隣接する。トランジスタ322の第1のセットのトランジスタ322a、322b、322c、322dの各々は、接点328のセットのうちの1つの接点によって接触され、その接点に対応するソースと、接点328のセットのうちの1つの接点によって接触され、その接点に対応するドレインと、ゲート相互接続部326の第1のセットのうちの1つのゲート相互接続部に対応するゲートとを含む。OD領域324は、セル390にわたって連続し得、それゆえ、左/右セルエッジにおいて拡散ブレークはない。他の構成では、OD領域324は、セルエッジにおいて不連続であり得、単一拡散ブレークまたは二重拡散ブレークが、左/右セルエッジにおいて形成され得る。OD領域324は連続するので、トランジスタ322a、322dに対するセルエッジにおいて接点328に接触するソース/ドレインは、左の隣接セルおよび右の隣接セルと共有され得る。トランジスタ322の第1のセットは、pMOSトランジスタまたはnMOSトランジスタであるように形成され得る。トランジスタ322の第1のセットがpMOSトランジスタであるように形成される場合、nウェル380が第1の方向に延び、それにより、トランジスタ322の第1のセットは、nウェル380の上にあるか、または、トランジスタ322の第1のセットは、それ自体のnウェルを有し得る。
第1の構成では、トランジスタ322の第1のセットは、ダミートランジスタであるように構成される。そのような構成では、ダミートランジスタ322a、322b、322c、322dの各々のソース、ドレイン、およびゲートは、フローティングであり、電圧源から絶縁されるように構成される。第2の構成では、トランジスタ322の第1のセットは、デカップリングキャパシタであるように構成される。そのような構成では、トランジスタ322の第1のセットのソースおよびドレインに結合された接点328のセットは、電源電圧(たとえば、Vcc)に結合されるように構成され得、トランジスタ322の第1のセットのゲート326は、接地電圧(たとえば、Vss)に結合されるように構成され得る。代替的に、トランジスタ322の第1のセットのソースおよびドレインに結合された接点328のセットは、接地電圧に結合されるように構成され得、トランジスタ322の第1のセットのゲート326は、電源電圧に結合されるように構成され得る。
MOSデバイスは、第1の方向に延びるゲート相互接続部306の第2のセットをさらに含み得、ゲート相互接続部306の第2のセットの少なくとも1つのサブセットが、pMOSトランジスタ302のゲート306を形成する。たとえば、pMOSトランジスタ302のセットは、8個(たとえば、2行×4列)のpMOSトランジスタを含み得、ゲート相互接続部306の各々は、pMOSトランジスタ302のうちの1つの対応するゲート306を形成し得る。ゲート接点360(図1および図2の108、208参照)は、ゲート306への接続を提供し得る。ゲート接点360は、pMOSトランジスタ302の性能に影響を及ぼさないように、pMOSトランジスタ302のセットよりもトランジスタ322の第1のセットに近く位置し得る。pMOSトランジスタ302が、右/左隣接セルに続く連続ODを有する場合、pMOSトランジスタドレインであるセルエッジODに対して、対応するセルエッジpMOSトランジスタは、pMOSトランジスタをオフにして隣接セルのpMOSトランジスタとの実質的な障壁を提供するために(たとえば、隣接するpMOSトランジスタドレイン間の漏出および/または短絡を防止するために)、そのゲートを電源電圧に接続させ得る。
MOSデバイスは、第1の方向に延びるゲート相互接続部316の第3のセットをさらに含み得、ゲート相互接続部316の第3のセットの少なくとも1つのサブセットが、nMOSトランジスタ312のゲート316を形成する。たとえば、nMOSトランジスタ312のセットは、8個(たとえば、2行×4列)のnMOSトランジスタを含み得、ゲート相互接続部316の各々は、nMOSトランジスタ312のうちの1つの対応するゲート316を形成し得る。ゲート接点362(図1および図2の108、208参照)は、ゲート316への接続を提供し得る。ゲート接点362は、nMOSトランジスタ312の性能に影響を及ぼさないように、nMOSトランジスタ312のセットよりもトランジスタ322の第1のセットに近く位置し得る。nMOSトランジスタ312が、右/左隣接セルに続く連続ODを有する場合、nMOSトランジスタドレインであるセルエッジODに対して、対応するセルエッジnMOSトランジスタは、nMOSトランジスタをオフにして隣接セルのnMOSトランジスタとの実質的な障壁を提供するために(たとえば、隣接するnMOSトランジスタドレイン間の漏出および/または短絡を防止するために)、そのゲートを接地電圧に接続させ得る。
追加のゲート相互接続部カット332が、セル390の上部および底部の方に設置され、それにより、ゲート相互接続部306、316が、セル390の上部および底部に隣接する隣接セルのゲート相互接続部から分離される。ゲート相互接続部カット330、332は、pMOSゲート/nMOSゲートに対するゲート相互接続部が互いに近すぎる場合に発生することがある金属境界効果(MBE)を低減し得る。
図3に示すように、ゲート相互接続部326の第1のセット、ゲート相互接続部306の第2のセット、およびゲート相互接続部316の第3のセットが、互いに絶縁されて同一直線上にある。2つの相互接続部がともに、同じ直線に沿って延びる場合、2つの相互接続部は互いに同一直線上にあると言われ得る。ゲート相互接続部306の第2のセットおよびゲート相互接続部326の第1のセットは、トランジスタ322の第1のセットに隣接するゲート相互接続部カット330において互いに遮断される。ゲート相互接続部306の第2のセットおよびゲート相互接続部326の第1のセットの対応するゲート相互接続部は、互いに同一直線上にある。ゲート相互接続部316の第3のセットおよびゲート相互接続部326の第1のセットは、トランジスタ322の第1のセットに隣接するゲート相互接続部カット330において互いに遮断される。ゲート相互接続部316の第3のセットおよびゲート相互接続部326の第1のセットの対応するゲート相互接続部は、互いに同一直線上にある。
MOSデバイスは、pMOSトランジスタ302のうちの少なくとも1つをnMOSトランジスタ312のうちの少なくとも1つに結合するM1層相互接続部340のセット(1つのM1層相互接続部で示す)をさらに含み得る。上記で説明したように、M1層相互接続部340のセットは単向性であり得、特に、第1の方向に単向性であり得る。MOSデバイスは、M1層相互接続部340のセットのうちの少なくとも1つのM1層相互接続部340に結合された、M2層相互接続部342のセット(1つのM2層相互接続部で示す)をさらに含み得る。上記で説明したように、M2層相互接続部342のセットも、第1の方向に単向性であり得る。図3は、1つのM1層相互接続部340および1つのM2層相互接続部342だけで示されるが、セル390は、セル390の中のMOSデバイスの機能に応じて複数のM1/M2層相互接続部を含む可能性が高い。
MOSデバイスは、ICの第1の面におけるエッジに隣接するICにわたって第2の方向に延びる電力相互接続部350のセットをさらに含み得る。電力相互接続部350のセットは、電源電圧(たとえば、Vcc)をpMOSトランジスタ302のセットに供給するように構成され得る。電力相互接続部350のセットにおいて、nタップ(すなわち、pサイドタップ)が、nウェル380を電源電圧に接続するために設置され得る。MOSデバイスは、ICの第2の面におけるエッジに隣接するICにわたって第2の方向に延びる接地相互接続部352のセットをさらに含み得る。接地相互接続部352のセットは、接地電圧(たとえば、Vss)をnMOSトランジスタ312のセットに供給するように構成され得る。接地相互接続部352のセットにおいて、pタップ(すなわち、nサイドタップ)が、p型基板132、232(図1、図2参照)を接地電圧に接続するために設置され得る。トランジスタ322の第1のセットは、電力相互接続部350のセットと接地相互接続部352のセットとの間の中央領域の中にあり得る。
図4に関して下記で説明するように、OD領域324の追加が、pMOSトランジスタ302およびnMOSトランジスタ312がさらに離隔されることを可能にし、pMOSトランジスタ302およびnMOSトランジスタ312に対するしきいの電圧Vthをさらに改善する(すなわち、低下させる)。
次に図4を参照すると、pMOSトランジスタ302のセットとnMOSトランジスタ312のセットとの間の距離はDに等しい。具体的には、pMOSトランジスタ302に対するナノシートのエッジとnMOSトランジスタ312との間の第1の方向における距離はDに等しい。距離Dは、マルチブリッジチャネル(MBC)からMBCまでの間隔と呼ばれ得る。いくつかの半導体製造工場(ファウンドリまたはファブと呼ばれることがある)は、MBCからMBCまでの間隔に対する設計基準検査(DRC)を有し得る。DRCは、ナノシートの幅WNSに基づき得る。たとえば、DRCは、WNS=25nmに対して、MBCからMBCまでの間隔は、TMBCtoMBCのしきいのMBCからMBCまでの間隔以下であるべきであることを規定し得る。D>TMBCtoMBCであるとき、Dp(それはpMOSトランジスタ302とOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)との間のMBCからMBCまでの間隔である)およびDn(それはnMOSトランジスタ312とOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)との間のMBCからMBCまでの間隔である)もまた、同じDRCに準拠することを仮定すると、MOSデバイスの中のOD領域324の追加は、MOSデバイスがDRCに合格することを可能にする。DpがDRCに合格するために、pMOSトランジスタ302とOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)との間のMBCからMBCまでの間隔は、TMBCtoMBC以下であるべきである。同様に、DnがDRCに合格するために、nMOSトランジスタ312とOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)との間のMBCからMBCまでの間隔は、TMBCtoMBC以下であるべきである。そのため、Dp≦TMBCtoMBCおよびDn≦TMBCtoMBCである場合、Dp+Dn+WNSに等しいDは、2*TMBCtoMBC+WNSと同じ大きさであり得る。一般に、TMBCtoMBC<D≦2*TMBCtoMBC+WNS、ここで、D≦2*TMBCtoMBC+WNSはDRCの制約であり、TMBCtoMBC<Dは、pMOSトランジスタ302およびnMOSトランジスタ312の性能がこの高速ICの中で損なわれないように、これらのトランジスタを離隔させるための設計上の選択である。それに応じて、OD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)の追加は、DがD≦2*TMBCtoMBC+WNS以下であることを維持される限り、セル390の設計がTMBCtoMBCより大きいDを有することを可能にする。
数を伴う例は、説明をより明確にし得る。セル390が、393nmに等しいDと25nmのナノシート幅WNSとで設計されると仮定する。そのような設計は、ナノシート幅WNSが25nmに等しいときに189nm(すなわち、TMBCtoMBC=189nm)のMBCからMBCまでの間隔制限を有するDRCに合格しないことになる。OD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)の追加によって、DpおよびDnがDRCを満たす限り、設計はDRCに合格することになる。OD領域324が、pMOSトランジスタ302とnMOSトランジスタ312との間の中央に位置する場合、(D-WNS)/2=Dn=Dp≦TMBCtoMBCである限り、設計はDRCに合格することになる。この場合、DnおよびDpは184nm(すなわち、(393nm-25nm)/2)に等しく、189nmのTMBCtoMBCより少しだけ小さくなり、それゆえ、設計はRDRCに合格することになる。
セル390において、DRCに合格するために、pMOSトランジスタ302のセットとトランジスタ322の第1のセット(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)との間の距離Dpが、しきいの距離TMBCtoMBCより小さくなるように設計されて製造され、nMOSトランジスタ312のセットとトランジスタ322の第1のセットとの間の距離Dnが、しきいの距離TMBCtoMBCより小さくなるように設計されて製造される。pMOS/nMOSトランジスタ302、312の性能を最適化するために、pMOS/nMOSトランジスタ302、312が、しきいの距離TMBCtoMBCより大きい距離Dを有するように設計されて製造される。すなわち、pMOSトランジスタ302のセットとnMOSトランジスタ312のセットとの間の距離Dは、しきいの距離TMBCtoMBCより大きくなるように設計されて製造される。そのため、追加のOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)がないと、セル390はDRCに合格しないことになる。追加のOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)は、距離Dがしきいの距離TMBCtoMBCより大きくなることを可能にする。一例では、pMOS/nMOSトランジスタ302、312は、しきいの距離TMBCtoMBCの2倍より大きい距離Dを有するように設計されて製造される。そのような例では、pMOSトランジスタ302のセットとnMOSトランジスタ312のセットとの間の距離Dは、しきいの距離TMBCtoMBCの2倍(2*TMBCtoMBC)より大きく、かつしきいの距離TMBCtoMBCの2倍プラストランジスタ322の第1のセットのトランジスタに関連するナノシート幅WNS(2*TMBCtoMBC+WNS)より小さい。制約D≦2*TMBCtoMBC+WNSはDRCの制約であり、制約2*TMBCtoMBC<Dは、pMOSトランジスタ302およびnMOSトランジスタ312の性能がこの高速ICの中で損なわれないように、これらのトランジスタをさらに離隔させるための設計上の選択である。そのため、一例では、TMBCtoMBC=189nm、WNS=25nm、およびD=393nmを仮定すると、距離Dは378nm(2*TMBCtoMBC)より大きく、かつ403nm(2*TMBCtoMBC+WNS)より小さくなることになり、それは、DRCを依然として満足することが可能な最大距離Dを表す。
図4に関して提供される例では、DRCは、ナノシート幅WNSの関数である。チャネルがナノワイヤを介してまたは他の構造を介して形成されるGAAFETに対して、DRCは、ナノワイヤ/他の構造に関連する他のパラメータβに基づき得る(そのようなパラメータの関数である)。そのような構成では、DRCは、制約D≦2*TMBCtoMBC+βを提供することになる。
図5は、図3のセル390を含むICの上面図を概念的に示す第3の図500である。図5に示すように、セル390は、セル390の左におよび右に整列されたエンドキャップセル502、504を含むより大きいICの一部であり得る。図5に示すように、OD領域324は、セル390の中の第2の方向に連続しているが、セル390の左/右にエンドキャップセル502、504の中の第2の方向に不連続である。一例では、セル390は、より広く、かつエンドキャップセル502、504からの部分を含むように設計され得、それゆえ、OD領域324は、セル390の中で第2の方向に不連続であり得る。
再び図3~図5を参照すると、セル390に対するDRC制限に基づいて、セル390の中のOD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)は、pMOS/nMOSトランジスタ302、312が、セル390の中のpMOS/nMOSトランジスタ302、312の性能の最適化のために十分遠く離れていることを可能にする。さらに、OD領域324(たとえば、ダミートランジスタまたはデカップリングキャパシタ)の追加は、pMOSトランジスタ302およびnMOSトランジスタ312に対するしきいの電圧Vthを改善する(すなわち、引き下げる)。そのため、OD領域324の追加は、pMOS/nMOSトランジスタ302、312の間のより大きい距離を可能にすることを介して、およびpMOS/nMOSトランジスタ302、312に対するしきいの電圧Vthの低減を介してセル390の中のMOSデバイスの性能を改善する。
開示するプロセスにおけるステップの特定の順序または階層が、例示的な手法の例示であることが理解される。設計選好に基づいて、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てよいことが理解される。さらに、いくつかのステップは、組み合わせられてよく、または省略されてもよい。添付の方法の請求項は、様々なステップの要素を例示的な順序で提示し、提示された特定の順序または階層に限定されることは意図されない。
上記の説明は、本明細書で説明した様々な態様を任意の当業者が実践することを可能にするように提供される。これらの態様に対する様々な修正は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義する一般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、本明細書に示される態様に限定することは意図されず、クレーム文言に矛盾しない最大の範囲を与えられるべきであり、単数形での要素への言及は、そのように明記されていない限り、「唯一無二の」を意味するものではなく、「1つまたは複数の」を意味するものである。「例示的」という語は、本明細書において、「例、事例、または例示として働くこと」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書において説明されるいかなる態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。別段に明記されていない限り、「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」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、A、B、および/またはCの任意の組合せを含み、複数のA、複数のB、または複数のCを含んでもよい。具体的には、「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」、「A、B、C、またはそれらの任意の組合せ」などの組合せは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびB、AおよびC、BおよびC、またはAおよびBおよびCであってもよく、任意のそのような組合せは、A、B、またはCのうちの1つまたは複数のメンバーを含んでもよい。当業者に知られている、または後に知られることになる、本開示全体を通じ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等価物が、参照により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る。その上、本明細書に開示されるものはいずれも、そのような開示が特許請求の範囲において明示的に列挙されているかどうかにかかわらず、公に供されることを意図するものではない。特許請求の範囲のいかなる要素も、要素が「ための手段(means for)」という句を使用して明確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。
以下の例は、例示的なものにすぎず、限定なしで、本明細書に記載する他の実施形態または教示の態様と組み合わされてもよい。
態様1は、ICの第1の面の上のpMOSトランジスタのセットであって、第2の方向において互いに隣接する、pMOSトランジスタのセットと、ICの第2の面の上のnMOSトランジスタのセットであって、nMOSトランジスタのセットは第2の方向において互いに隣接し、第2の面は第1の方向に第1の面の反対側にあり、第1の方向は第2の方向に直交する、nMOSトランジスタのセットと、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間のOD領域とを含む、ICの上のMOSデバイスである。
態様2は、OD領域の上で第1の方向に延びるゲート相互接続部の第1のセットをさらに含む、態様1のMOSデバイスである。
態様3は、ゲート相互接続部の第1のセットの各々に隣接し、第1の方向に延びるOD領域に接触する接点のセットをさらに含む、態様2のMOSデバイスである。
態様4は、OD領域、ゲート相互接続部の第1のセット、および接点のセットがpMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間にトランジスタの第1のセットを形成し、トランジスタの第1のセットが第2の方向において互いに隣接し、トランジスタの第1のセットのうちのトランジスタの各々が、接点のセットのうちの1つの接点に対応するソースと、接点のセットのうちの1つの接点に対応するドレインと、ゲート相互接続部の第1のセットのうちの1つのゲート相互接続部に対応するゲートとを含む、態様3のMOSデバイスである。
態様5は、トランジスタの第1のセットが、ダミートランジスタであるように構成される、態様4のMOSデバイスである。
態様6は、ダミートランジスタの各々のソース、ドレイン、およびゲートがフローティングであり、電圧源から絶縁されるように構成される、態様5のMOSデバイスである。
態様7は、トランジスタの第1のセットが、デカップリングキャパシタであるように構成される、態様4のMOSデバイスである。
態様8は、トランジスタの第1のセットのソースおよびドレインに結合された接点のセットは、電源電圧に結合されるように構成され、トランジスタの第1のセットのゲートは、接地電圧に結合されるように構成される、態様7のMOSデバイスである。
態様9は、トランジスタの第1のセットのソースおよびドレインに結合された接点のセットは、接地電圧に結合されるように構成され、トランジスタの第1のセットのゲートは、電源電圧に結合されるように構成される、態様7のMOSデバイスである。
態様10は、第1の方向に延びるゲート相互接続部の第2のセットであって、ゲート相互接続部の第2のセットのうちの少なくとも1つのサブセットがpMOSトランジスタのゲートを形成する、ゲート相互接続部の第2のセットと、第1の方向に延びるゲート相互接続部の第3のセットであって、ゲート相互接続部の第3のセットのうちの少なくとも1つのサブセットがnMOSトランジスタのゲートを形成する、ゲート相互接続部の第3のセットとをさらに含み、ゲート相互接続部の第1のセット、ゲート相互接続部の第2のセット、およびゲート相互接続部の第3のセットが、互いに絶縁されて同一直線上にある、態様4から9のいずれかのMOSデバイスである。
態様11は、ゲート相互接続部の第2のセットおよびゲート相互接続部の第1のセットが、トランジスタの第1のセットに隣接する第1の領域の中で互いに不連続であり、ゲート相互接続部の第2のセットおよびゲート相互接続部の第1のセットの対応するゲート相互接続部が、互いに同一直線上にあり、ゲート相互接続部の第3のセットおよびゲート相互接続部の第1のセットが、トランジスタの第1のセットに隣接する第2の領域の中で互いに不連続であり、ゲート相互接続部の第3のセットおよびゲート相互接続部の第1のセットの対応するゲート相互接続部が、互いに同一直線上にある、態様10のMOSデバイスである。
態様12は、pMOSトランジスタのうちの少なくとも1つをnMOSトランジスタのうちの少なくとも1つに結合するM1層相互接続部のセットをさらに含み、M1層相互接続部のセットは単向性である、態様4から11のいずれかのMOSデバイスである。
態様13は、M1層相互接続部のセットは、第1の方向に単向性である、態様12のMOSデバイスである。
態様14は、M1層相互接続部のセットのうちの少なくとも1つのM1層相互接続部に結合されたM2層相互接続部のセットをさらに含み、M2層相互接続部のセットは第1の方向に単向性である、態様13のMOSデバイスである。
態様15は、ICの第1の面におけるエッジに隣接するICにわたって第2の方向に延びる電力相互接続部のセットであって、電源電圧をpMOSトランジスタのセットに供給するように構成された、電力相互接続部のセットと、ICの第2の面におけるエッジに隣接するICにわたって第2の方向に延びる接地相互接続部のセットであって、接地電圧をnMOSトランジスタのセットに供給するように構成された、接地相互接続部のセットとをさらに含み、トランジスタの第1のセットは、電力相互接続部のセットと接地相互接続部のセットとの間の中央領域にある、態様4から14のいずれかのMOSデバイスである。
態様16は、pMOSトランジスタのセットとトランジスタの第1のセットとの間の距離がしきいの距離より小さく、nMOSトランジスタのセットとトランジスタの第1のセットとの間の距離がしきいの距離より小さい、態様4から15のいずれかのMOSデバイスである。
態様17は、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間の距離がしきいの距離より大きい、態様16のMOSデバイスである。
態様18は、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間の距離が、しきいの距離の2倍より大きく、かつしきいの距離の2倍プラストランジスタの第1のセットのトランジスタに関連するナノシート幅WNSより小さい、態様17のMOSデバイスである。
態様19は、MOSデバイスがICの上のセルである、態様1から18のいずれかのMOSデバイスである。
態様20は、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間のOD領域が、ICにわたって第2の方向に連続する、態様1から19のいずれかのMOSデバイスである。
態様21は、pMOSトランジスタのセットとnMOSトランジスタのセットとの間のOD領域が、ICにわたって第2の方向に不連続である、態様1から19のいずれかのMOSデバイスである。
100 第1の図
102 ゲート
104 ソース
106 ドレイン
108 接触層相互接続部
110 接触層相互接続部
112 ビア
114 金属1(M1)層相互接続部
116 ビアV1
118 金属2(M2)層相互接続部
130 ナノシート/ナノワイヤ
132 シリコン基板
150 上面図
200 第2の図
202 ゲート
204 ソース
206 ドレイン
208 接触層相互接続部
210 接触層相互接続部
212 ビア
214 M1層相互接続部
216 ビアV1
218 M2層相互接続部
230 ナノシート/ナノワイヤ
232 シリコン基板
300 第1の図
302 pMOSトランジスタ
306 pMOSゲート相互接続部
312 nMOSトランジスタ
316 nMOSゲート相互接続部
322 トランジスタ
322a トランジスタ
322b トランジスタ
322c トランジスタ
322d トランジスタ
324 追加の酸化物拡散(OD)領域
326 ゲート相互接続部
328 接点
330 ゲート相互接続部カット
332 追加のゲート相互接続部カット
340 M1層相互接続部
342 M2層相互接続部
350 電力相互接続部
352 接地相互接続部
360 ゲート接点
362 ゲート接点
380 n型ウェル(nウェル)
390 セル
400 第2の図
500 第3の図
502 エンドキャップセル
504 エンドキャップセル

Claims (21)

  1. 集積回路(IC)の上の金属酸化物半導体(MOS)デバイスであって、
    前記ICの第1の面の上のp型MOS(pMOS)トランジスタのセットであって、第2の方向において互いに隣接する、pMOSトランジスタのセットと、
    前記ICの第2の面の上のn型MOS(nMOS)トランジスタのセットであって、nMOSトランジスタの前記セットは前記第2の方向において互いに隣接し、前記第2の面は第1の方向において前記第1の面の反対側にあり、前記第1の方向は前記第2の方向に直交する、nMOSトランジスタのセットと、
    pMOSトランジスタの前記セットとnMOSトランジスタの前記セットとの間の酸化物拡散(OD)領域とを含む、金属酸化物半導体(MOS)デバイス。
  2. 前記酸化物拡散(OD)領域の上で前記第1の方向に延びるゲート相互接続部の第1のセットをさらに含む、請求項1に記載のMOSデバイス。
  3. ゲート相互接続部の前記第1のセットの各々に隣接し、前記第1の方向に延びる前記OD領域に接触する接点のセットをさらに含む、請求項2に記載のMOSデバイス。
  4. 前記OD領域、ゲート相互接続部の前記第1のセット、および接点の前記セットが、pMOSトランジスタの前記セットとnMOSトランジスタの前記セットとの間にトランジスタの第1のセットを形成し、トランジスタの前記第1のセットが前記第2の方向において互いに隣接し、トランジスタの前記第1のセットのうちの前記トランジスタの各々が、接点の前記セットのうちの1つの接点に対応するソースと、接点の前記セットのうちの1つの接点に対応するドレインと、ゲート相互接続部の前記第1のセットのうちの1つのゲート相互接続部に対応するゲートとを含む、請求項3に記載のMOSデバイス。
  5. トランジスタの前記第1のセットが、ダミートランジスタであるように構成される、請求項4に記載のMOSデバイス。
  6. 前記ダミートランジスタの各々の前記ソース、ドレイン、およびゲートが、フローティングであり、電圧源から絶縁されるように構成される、請求項5に記載のMOSデバイス。
  7. トランジスタの前記第1のセットが、デカップリングキャパシタであるように構成される、請求項4に記載のMOSデバイス。
  8. トランジスタの前記第1のセットの前記ソースおよび前記ドレインに結合された接点の前記セットは、電源電圧に結合されるように構成され、トランジスタの前記第1のセットの前記ゲートは、接地電圧に結合されるように構成される、請求項7に記載のMOSデバイス。
  9. トランジスタの前記第1のセットの前記ソースおよび前記ドレインに結合された接点の前記セットは、接地電圧に結合されるように構成され、トランジスタの前記第1のセットの前記ゲートは、電源電圧に結合されるように構成される、請求項7に記載のMOSデバイス。
  10. 前記第1の方向に延びるゲート相互接続部の第2のセットであって、ゲート相互接続部の前記第2のセットのうちの少なくとも1つのサブセットが前記pMOSトランジスタのゲートを形成する、ゲート相互接続部の第2のセットと、
    前記第1の方向に延びるゲート相互接続部の第3のセットであって、ゲート相互接続部の前記第3のセットのうちの少なくとも1つのサブセットが前記nMOSトランジスタのゲートを形成する、ゲート相互接続部の第3のセットとをさらに含み、
    ゲート相互接続部の前記第1のセット、ゲート相互接続部の前記第2のセット、およびゲート相互接続部の前記第3のセットが、互いに絶縁されて同一直線上にある、請求項4に記載のMOSデバイス。
  11. ゲート相互接続部の前記第2のセットおよびゲート相互接続部の前記第1のセットが、トランジスタの前記第1のセットに隣接する第1の領域の中で互いに不連続であり、ゲート相互接続部の前記第2のセットおよびゲート相互接続部の前記第1のセットの対応するゲート相互接続部が、互いに同一直線上にあり、
    ゲート相互接続部の前記第3のセットおよびゲート相互接続部の前記第1のセットが、トランジスタの前記第1のセットに隣接する第2の領域の中で互いに不連続であり、ゲート相互接続部の前記第3のセットおよびゲート相互接続部の前記第1のセットの対応するゲート相互接続部が、互いに同一直線上にある、請求項10に記載のMOSデバイス。
  12. 前記pMOSトランジスタのうちの少なくとも1つを前記nMOSトランジスタのうちの少なくとも1つに結合する金属1(M1)層相互接続部のセットをさらに含み、M1層相互接続部の前記セットは単向性である、請求項4に記載のMOSデバイス。
  13. M1層相互接続部の前記セットは、前記第1の方向に単向性である、請求項12に記載のMOSデバイス。
  14. M1層相互接続部の前記セットのうちの少なくとも1つのM1層相互接続部に結合された金属2(M2)層相互接続部のセットをさらに含み、M2層相互接続部の前記セットは前記第1の方向に単向性である、請求項13に記載のMOSデバイス。
  15. 前記ICの前記第1の面におけるエッジに隣接する前記ICにわたって前記第2の方向に延びる電力相互接続部のセットであって、電源電圧をpMOSトランジスタの前記セットに供給するように構成された、電力相互接続部のセットと、
    前記ICの前記第2の面におけるエッジに隣接する前記ICにわたって前記第2の方向に延びる接地相互接続部のセットであって、接地電圧をnMOSトランジスタの前記セットに供給するように構成された、接地相互接続部のセットとをさらに含み、
    トランジスタの前記第1のセットは、電力相互接続部の前記セットと接地相互接続部の前記セットとの間の中央領域にある、請求項4に記載のMOSデバイス。
  16. pMOSトランジスタの前記セットとトランジスタの前記第1のセットとの間の距離がしきいの距離より小さく、nMOSトランジスタの前記セットとトランジスタの前記第1のセットとの間の距離が前記しきいの距離より小さい、請求項4に記載のMOSデバイス。
  17. pMOSトランジスタの前記セットとnMOSトランジスタの前記セットとの間の距離がしきいの距離より大きい、請求項14に記載のMOSデバイス。
  18. pMOSトランジスタの前記セットとnMOSトランジスタの前記セットとの間の前記距離が、前記しきいの距離の2倍より大きく、かつ前記しきいの距離の2倍プラストランジスタの前記第1のセットの前記トランジスタに関連するナノシート幅WNSより小さい、請求項17に記載のMOSデバイス。
  19. 前記MOSデバイスが前記ICの上のセルである、請求項1に記載のMOSデバイス。
  20. pMOSトランジスタの前記セットとnMOSトランジスタの前記セットとの間の前記OD領域が、前記ICにわたって前記第2の方向に連続する、請求項1に記載のMOSデバイス。
  21. pMOSトランジスタの前記セットとnMOSトランジスタの前記セットとの間の前記OD領域が、前記ICにわたって前記第2の方向に不連続である、請求項1に記載のMOSデバイス。
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