JP2544749B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2544749B2
JP2544749B2 JP62299742A JP29974287A JP2544749B2 JP 2544749 B2 JP2544749 B2 JP 2544749B2 JP 62299742 A JP62299742 A JP 62299742A JP 29974287 A JP29974287 A JP 29974287A JP 2544749 B2 JP2544749 B2 JP 2544749B2
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政男 多田隈
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関し、特にGND配線及び電
源配線を有する半導体集積回路に関する。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a GND wiring and a power supply wiring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体集積回路では、外部のGND端子や電源端
子に接続されるGND配線や電源配線を、他の信号等の配
線と同一と配線層上で混在して配線させている。このた
め、これらGND配線及び電源配線は他の配線とショート
を避けるためにチップ上を引き回して所定の箇所まで延
長配設している。
Conventionally, in a semiconductor integrated circuit, a GND wiring and a power wiring connected to an external GND terminal and a power supply terminal are wired together with wiring for other signals and the like on a wiring layer. For this reason, these GND wiring and power supply wiring are extended around the chip to extend to a predetermined location in order to avoid short circuit with other wiring.

また、GND配線や電源配線は流れる電流量が大きく特
にその幹となる部分では、集積回路チップで流れる全電
流が集中することになり、この電流量を耐えうるだけの
断面積を持った配線にする必要がある。この場合、配線
の厚さは一定であるため配線の幅を大きくしてこれに対
処している。
Also, the amount of current flowing through the GND wiring and power supply wiring is large, and especially at the core of the wiring, the total current flowing through the integrated circuit chip is concentrated, so wiring with a cross-sectional area that can withstand this amount of current should be used. There is a need to. In this case, since the thickness of the wiring is constant, the width of the wiring is increased to cope with this.

更に、GND配線,電源配線は末端になるに従い電流量
が少なくなるので、配線幅を次第に細くすることで配線
の面積を少なくしており、この結果配線の幅は幹の部分
より末端になるに従い順次細くなっていた。
Furthermore, since the amount of current in the GND wiring and power supply wiring decreases toward the end, the wiring area is reduced by gradually narrowing the wiring width, and as a result, the width of the wiring increases from the trunk to the end. It was getting thinner.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来の半導体集積回路は、GND配線,電源配
線のパターンニングを決定する際のレイアウト設計にお
いては、これらの配線を引き回すための複雑な形状の配
線パターン考える必要があり、しかも配線の幅を決定す
るために多くの労力を必要とする問題があった。
In the conventional semiconductor integrated circuit described above, in the layout design when determining the patterning of the GND wiring and the power supply wiring, it is necessary to consider a wiring pattern of a complicated shape for routing these wirings There was a problem that required a lot of effort to make a decision.

また、配線の幹の部分の幅を大きくすることにより、
チップの面積がその分大きくなり、チップの小型化の障
害になるという問題もある。
Also, by increasing the width of the trunk of the wiring,
There is also a problem that the area of the chip is increased correspondingly, which is an obstacle to miniaturization of the chip.

更に、これらの配線の末端においては、電極から末端
までの距離の長く配線幅が次第に細くなっていくために
配線抵抗が大きくなり、GNDレベルの浮き、電源レベル
の低下、GND配線,電源配線に乗るノイズに弱いという
問題もある。
Furthermore, at the ends of these wirings, the wiring resistance increases due to the long distance from the electrode to the end and the wiring width gradually becoming smaller, causing the GND level to float, the power supply level to drop, and the GND wiring and power supply wiring to There is also the problem of being vulnerable to riding noise.

本発明は、上述した問題を全て解消することを可能と
した半導体集積回路を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of solving all the above problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の半導体集積回路は、素子を形成した半導体基
板上に層間絶縁膜によって絶縁された複数の配線層を順
次積層して形成し、これら配線層のうち、前記半導体基
板に最も近い最下層の配線層を前記半導体基板の略全面
にわたって形成し、この最下層の配線層をGND電極また
は電源電極の一方に接続し、この最下層の配線層よりも
上層の配線層の少なくとも1つを信号配線用の配線層と
して構成している。
A semiconductor integrated circuit of the present invention is formed by sequentially laminating a plurality of wiring layers insulated by an interlayer insulating film on a semiconductor substrate on which elements are formed, and of these wiring layers, the lowest layer closest to the semiconductor substrate is formed. A wiring layer is formed over substantially the entire surface of the semiconductor substrate, the lowermost wiring layer is connected to one of a GND electrode and a power supply electrode, and at least one wiring layer above the lowermost wiring layer is connected to a signal wiring. It is configured as a wiring layer for.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の半導体集積回路の配線層
を分解かつ階層化して示した斜視図であり、第2図乃至
第4図の各(a)及び(b)は夫々異なるコンタクトホ
ール部分の部分平面図とそのAA線に沿う断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a wiring layer of a semiconductor integrated circuit of an embodiment of the present invention in an exploded and hierarchized manner. Each of (a) and (b) in FIGS. 2 to 4 shows different contacts. FIG. 3 is a partial plan view of a hole portion and a sectional view taken along the line AA.

第1図において、1は配線層以前のトランジスタパタ
ーンが既に形成されているシリコン板からなる基板で、
この基板1に対して第1配線層2,第2配線層3及び第3
配線層4を順次層間絶縁膜11,12,13を介して積層形成し
ている。ここで、第1及び第2配線層2,3はチップ全体
を覆うようにパターニングされ、第3配線層4は所要の
配線パターンに形成されている。また、14は保護膜であ
る。
In FIG. 1, 1 is a substrate made of a silicon plate on which a transistor pattern before the wiring layer is already formed,
For this substrate 1, the first wiring layer 2, the second wiring layer 3 and the third wiring layer 3
The wiring layer 4 is sequentially laminated with interlayer insulating films 11, 12 and 13 interposed therebetween. Here, the first and second wiring layers 2 and 3 are patterned so as to cover the entire chip, and the third wiring layer 4 is formed in a required wiring pattern. Further, 14 is a protective film.

そして、ここでは第1配線層2はGND層として、また
第2配線層3は電源層として構成されているものとす
る。また、第1配線層3は層間絶縁膜12,13に開けられ
たコンタクトホール5によって第3配線層4の一部に設
けたGND電極7に接続され、第2配線層3は層間絶縁膜1
3に開けられたコンタクトホール6によって第3配線層
4の一部に設けた電源電極8に接続されている。
Then, it is assumed here that the first wiring layer 2 is configured as a GND layer and the second wiring layer 3 is configured as a power supply layer. The first wiring layer 3 is connected to the GND electrode 7 provided in a part of the third wiring layer 4 by the contact hole 5 formed in the interlayer insulating films 12 and 13, and the second wiring layer 3 is connected to the interlayer insulating film 1.
The contact hole 6 opened in 3 connects to the power supply electrode 8 provided in a part of the third wiring layer 4.

第2図(a)及び(b)において、9は基板1におけ
るトランジスタ等の素子の一部を示しており、素子分解
絶縁膜10によって画成された領域に形成されている。こ
の素子9の一部9aは基板1に設けた絶縁層11に開けられ
たコンタクトホール11aを介して前記第1配線層2に接
続され、GNDに接続されている。
In FIGS. 2A and 2B, 9 indicates a part of an element such as a transistor on the substrate 1, which is formed in a region defined by the element decomposition insulating film 10. A part 9a of the element 9 is connected to the first wiring layer 2 through a contact hole 11a formed in the insulating layer 11 provided on the substrate 1 and is connected to GND.

また、第3図(a)及び(b)において、前記素子9
の他の部分9bは層間絶縁膜11及び層間絶縁膜12に開設し
たコンタクタホール11b,12bを通して第2配線層3に接
続され、電源に接続されている。この場合、第1配線層
2ではコンタクトホールにより一回り大きい穴2bを開設
しており、第2配線層3とショートしないようになって
いる。
Further, in FIGS. 3A and 3B, the element 9
The other portion 9b is connected to the second wiring layer 3 through the contactor holes 11b and 12b formed in the interlayer insulating film 11 and the interlayer insulating film 12, and is connected to the power source. In this case, the first wiring layer 2 has a hole 2b that is slightly larger than the contact hole, so that the second wiring layer 3 is not short-circuited.

更に、第4図(a)及び(b)において、素子9に更
に他の部分9cは層間絶縁膜11,12,13に開設したコンタク
トホール11c,12c,13cによって第3配線層4に接続され
る。この場合にも、第1配線層2に開けられた穴2c及び
第2配線層3に開けられた穴3cによって各配線層がショ
ートしないようになっている。
Further, in FIGS. 4A and 4B, the other portion 9c of the element 9 is connected to the third wiring layer 4 by the contact holes 11c, 12c and 13c formed in the interlayer insulating films 11, 12 and 13, respectively. It Also in this case, the holes 2c formed in the first wiring layer 2 and the holes 3c formed in the second wiring layer 3 prevent each wiring layer from being short-circuited.

したがってこの構成によれば、第1配線層2はGND電
極7に,第2配線層3は電源電極8に接続されており、
夫々GND配線,電極配線として構成される。そして、こ
れらの配線は配線パターンとしての第3配線層4とは異
なる層で形成されるために、回路パターン設計の自由度
ぽ増大させ、効果的な回路設計を実現できる。また、GN
D配線及び電源配線はチップの略全面にわたって形成さ
れているため、充分な耐圧を得ることができ、かつこれ
に繋がる末端の配線を必要な太さにまで増大してその低
抵抗化を図ることができる。実施例では3層配線につい
て説明を行ったが、4層以上の配線層を持つ半導体集積
回路についても同様である。
Therefore, according to this structure, the first wiring layer 2 is connected to the GND electrode 7, and the second wiring layer 3 is connected to the power supply electrode 8.
Configured as GND wiring and electrode wiring, respectively. Since these wirings are formed in a layer different from the third wiring layer 4 as a wiring pattern, the degree of freedom in designing the circuit pattern can be increased and an effective circuit design can be realized. Also, GN
Since the D wiring and the power wiring are formed over almost the entire surface of the chip, it is possible to obtain a sufficient withstand voltage, and to increase the thickness of the terminal wiring connected to this to the required thickness to reduce its resistance. You can Although the three-layer wiring has been described in the embodiment, the same applies to a semiconductor integrated circuit having four or more wiring layers.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、半導体基板上に積層さ
れた配線層のうち、半導体基板に最も近い最下層の配線
層を半導体基板の略全面にわたって形成し、この最下層
の配線層をGND電極または電源電極の一方に接続し、こ
の最下層の配線層よりも上層の配線層の少なくとも1つ
の信号配線用の配線層として構成しているので、特に信
号配線のレイアウト設計時における労力を低減させるこ
とができるとともに、配線抵抗の低減及び配線の通電容
量の増大を図り、かつ信号配線と素子との間のカップリ
ング容量を抑制し、電源レベルの低下あるいはGNDレベ
ルの浮きを少なくしノイズの変動にも強くできる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, among the wiring layers laminated on the semiconductor substrate, the lowermost wiring layer closest to the semiconductor substrate is formed over substantially the entire surface of the semiconductor substrate, and the lowermost wiring layer is the GND electrode. Alternatively, since it is connected to one of the power supply electrodes and is configured as a wiring layer for at least one signal wiring in an upper wiring layer than the lowermost wiring layer, the labor particularly at the time of layout design of the signal wiring is reduced. In addition to reducing the wiring resistance and increasing the current-carrying capacity of the wiring, the coupling capacitance between the signal wiring and the element is suppressed to reduce the power supply level drop or the GND level floating and reduce noise fluctuations. There is an effect that can be strong.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を階層別に分解した状態の模
式的な斜視図、第2図乃至第4図は夫々異なるコンタク
トホール部を示し、各図において(a)は部分平面図、
(b)はそのAA線に沿う断面図である。 1……シリコン基板、2……第1配線層、3……第2配
線層、4……第3配線層、5,6……コンタクトホール、
7……GND電極、8……電源電極、9……素子、9a,9b,9
c……素子の一部、10……素子分離絶縁膜、11,12,13…
…層間絶縁膜、14……保護膜。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an embodiment of the present invention disassembled by layers, FIGS. 2 to 4 show different contact hole portions, and in each drawing, (a) is a partial plan view,
(B) is sectional drawing which follows the AA line. 1 ... Silicon substrate, 2 ... First wiring layer, 3 ... Second wiring layer, 4 ... Third wiring layer, 5,6 ... Contact hole,
7 ... GND electrode, 8 ... power electrode, 9 ... element, 9a, 9b, 9
c …… Part of the element, 10 …… Element isolation insulating film, 11,12,13…
… Interlayer insulation film, 14 …… Protective film.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】素子を形成した半導体基板上に層間絶縁膜
によって絶縁された複数の配線層を順次積層して形成
し、これら配線層のうち、前記半導体基板に最も近い最
下層の配線層を前記半導体基板の略全面にわたって形成
し、この最下層の配線層をGND電極または電源電極の一
方に接続し、この最下層の配線層よりも上層の配線層の
少なくとも1つを信号配線用の配線層として構成したこ
とを特徴とする半導体集積回路。
1. A plurality of wiring layers insulated by an interlayer insulating film are sequentially laminated on a semiconductor substrate on which an element is formed, and the wiring layer of these wiring layers, which is the lowest layer closest to the semiconductor substrate, is formed. The wiring layer is formed over substantially the entire surface of the semiconductor substrate, the lowermost wiring layer is connected to one of a GND electrode and a power supply electrode, and at least one wiring layer above the lowermost wiring layer is used for signal wiring. A semiconductor integrated circuit having a layer structure.
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JPH0612792B2 (en) * 1987-03-10 1994-02-16 日本電気株式会社 Wiring structure of semiconductor device
JPS6439042A (en) * 1987-08-05 1989-02-09 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit

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