JP5304195B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce resistance of gate wiring by suppressing an increase in wiring resistance of a source and a drain. <P>SOLUTION: In a semiconductor device, a first wiring layer 20 disposed at a position closest to a semiconductor substrate 10 includes first source wiring 21 electrically connected to a source region 15 of a semiconductor element, first drain wiring 22 electrically connected to a drain region 12 of the semiconductor element, and a relay portion 23 electrically connected to a gate electrode 17. Then the relay portion 23 is arranged in a gap 24 provided by a source-side recessed portion 21a and a drain-side recessed portion 22a provided in the first source wiring 21 and first drain wiring 22 respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、横型の半導体素子を備えた半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a horizontal semiconductor element.

従来より、スイッチング素子として使用されるパワー素子を高速化するためにゲート配線の低抵抗化が要求されている。そこで、このゲート配線の低抵抗化の手法として、ゲート材料であるポリシリコンの一部を金属化するシリサイドプロセスが採用されている。   Conventionally, in order to increase the speed of a power element used as a switching element, it is required to reduce the resistance of the gate wiring. Therefore, as a technique for reducing the resistance of the gate wiring, a silicide process for metallizing a part of polysilicon as a gate material is employed.

しかし、半導体装置の製造上、シリサイド工程が追加されるためにプロセスコストが上昇してしまうという問題がある。それに対し、低コストでゲート配線を低抵抗化する手法として、ソース/ドレインに使用する配線でゲート配線を裏打ちする手法が特許文献1で提案されている。   However, there is a problem in that the process cost increases due to the addition of the silicide process in manufacturing the semiconductor device. On the other hand, Patent Document 1 proposes a technique of backing a gate wiring with a wiring used for a source / drain as a technique for reducing the resistance of the gate wiring at a low cost.

特許文献1では、メッシュパターンのトレンチを有するトレンチ横型パワー半導体素子を備えた半導体装置において、ソース配線およびドレイン配線に平行に延びるポリシリコンなどのゲート配線が設けられたものが提案されている。そして、このゲート配線の上にアルミニウムなどの裏打ち配線が形成されることで、ゲート抵抗の低下が図られている。
特開2005−12019号公報
Patent Document 1 proposes a semiconductor device including a trench lateral power semiconductor element having a mesh pattern trench provided with a gate wiring such as polysilicon extending in parallel with a source wiring and a drain wiring. A gate wiring is reduced by forming a backing wiring such as aluminum on the gate wiring.
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-12019

しかしながら、上記従来の技術では、ソース配線およびドレイン配線と同じ配線層にソース配線およびドレイン配線に平行にゲート配線を設けるため、ソース配線およびドレイン配線の幅を狭くしなければならないという問題がある。その結果として、ソース/ドレインの配線抵抗が上昇し、パワー半導体素子のオン抵抗が上昇してしまう。   However, the conventional technique has a problem in that the width of the source wiring and the drain wiring must be narrowed because the gate wiring is provided in parallel with the source wiring and the drain wiring in the same wiring layer as the source wiring and the drain wiring. As a result, the source / drain wiring resistance increases, and the on-resistance of the power semiconductor element increases.

また、ポリシリコンなどのゲート配線は、ソース配線およびドレイン配線に沿って設けられるため、抵抗として機能することとなる。このため、セル内でスイッチングのオン/オフのタイミングに分布が生じてしまい、セル内に流れる電流に偏りが生じてしまう。これにより、パワー半導体素子の効率が下がってしまうという問題がある。   Further, since the gate wiring such as polysilicon is provided along the source wiring and the drain wiring, it functions as a resistor. For this reason, distribution occurs in the on / off timing of switching in the cell, and the current flowing in the cell is biased. Accordingly, there is a problem that the efficiency of the power semiconductor element is lowered.

本発明は、上記点に鑑み、ソース/ドレインの配線抵抗の上昇を抑制し、ゲート配線の低抵抗化を図ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to suppress an increase in source / drain wiring resistance and to reduce the resistance of a gate wiring.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ソース領域(15)、ドレイン領域(12)、およびゲート電極(17)を備えた横型の半導体素子が半導体基板(10)に形成され、半導体基板(10)の上に複数の配線層が形成された半導体装置であって、複数の配線層のうち、もっとも半導体基板(10)側に位置する第1配線層(20)は、半導体素子のソース領域(15)に電気的に接続された第1ソース配線(21)と、半導体素子のドレイン領域(12)に電気的に接続された第1ドレイン配線(22)と、ゲート電極(17)に電気的に接続された中継部(23)とを備え、第1ソース配線(21)および第1ドレイン配線(22)は、半導体基板(10)の表面(11)に平行な方向にストライプ状に配置されており、第1ソース配線(21)および第1ドレイン配線(22)のいずれか一方または両方は、第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間隔を広くする凹部(21a、22a)を備え、中継部(23)は、第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間において、凹部(21a、22a)によって広くされた第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間隙(24、26、27)に配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a lateral semiconductor element including a source region (15), a drain region (12), and a gate electrode (17) is formed on a semiconductor substrate (10). A semiconductor device in which a plurality of wiring layers are formed on a semiconductor substrate (10), and the first wiring layer (20) located closest to the semiconductor substrate (10) among the plurality of wiring layers is a semiconductor A first source wiring (21) electrically connected to the source region (15) of the element, a first drain wiring (22) electrically connected to the drain region (12) of the semiconductor element, and a gate electrode ( 17) and the first source wiring (21) and the first drain wiring (22) in a direction parallel to the surface (11) of the semiconductor substrate (10). Arranged in stripes One or both of the first source wiring (21) and the first drain wiring (22) are recessed portions (21a, 22a) that widen the distance between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). The relay section (23) includes a first source wiring (21) widened by a recess (21a, 22a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). It is characterized by being arranged in the gaps (24, 26, 27) with respect to one drain wiring (22).

これにより、第1ソース配線(21)および第1ドレイン配線(22)の幅全体をそれぞれ細くする必要がなくなり、第1ソース配線(21)および第1ドレイン配線(22)の配線抵抗の上昇を抑制することができる。   This eliminates the need to reduce the entire widths of the first source wiring (21) and the first drain wiring (22), thereby increasing the wiring resistance of the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). Can be suppressed.

また、ゲート電極(17)には、第1配線層(20)の上の配線層への接続部として機能する中継部(23)を介してゲート電圧が印加される。このため、ゲートパッドから半導体素子のゲートまでの距離に応じたゲート電極(17)の抵抗分のゲート電圧への影響を大幅に低減させることができる。したがって、半導体素子のゲート抵抗の低抵抗化を図ることができる。   Further, a gate voltage is applied to the gate electrode (17) via a relay portion (23) that functions as a connection portion to the wiring layer on the first wiring layer (20). For this reason, it is possible to significantly reduce the influence of the resistance of the gate electrode (17) on the gate voltage according to the distance from the gate pad to the gate of the semiconductor element. Therefore, the gate resistance of the semiconductor element can be reduced.

請求項に記載の発明では、第1ソース配線(21)は、凹部として第1ソース配線(21)の一部の幅が狭くされたソース側凹部(21a)を備え、第1ドレイン配線(22)は、凹部として第1ドレイン配線(22)の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部(22a)を備えており、ソース側凹部(21a)およびドレイン側凹部(22a)は対向するようにそれぞれ配置され、中継部(23)は、第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間において、ソース側凹部(21a)とドレイン側凹部(22a)とによって広くされた間隙(24)に配置されていることを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, the first source wiring (21) includes a source-side recess (21a) in which the width of a part of the first source wiring (21) is narrowed as a recess, and the first drain wiring ( 22) includes a drain-side recess (22a) in which a width of a part of the first drain wiring (22) is narrowed as a recess, and the source-side recess (21a) and the drain-side recess (22a) are opposed to each other. The relay portion (23) is widened by the source-side recess (21a) and the drain-side recess (22a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). It is arranged in the gap (24).

請求項に記載の発明では、第1ソース配線(21)は、凹部として第1ソース配線(21)の一部の幅が狭くされたソース側凹部(21a)を備え、中継部(23)は、第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間において、ソース側凹部(21a)によって広くされた間隙(26)に配置されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 7 , the first source wiring (21) includes a source-side recess (21a) in which a part of the width of the first source wiring (21) is narrowed as a recess, and the relay part (23). Is arranged in a gap (26) widened by the source-side recess (21a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22).

請求項に記載の発明では、第1ドレイン配線(22)は、凹部として第1ドレイン配線(22)の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部(22a)を備え、中継部(23)は、第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間において、ドレイン側凹部(22a)によって広くされた間隙(27)に配置されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 8 , the first drain wiring (22) includes a drain-side recess (22a) in which a part of the width of the first drain wiring (22) is narrowed as a recess, and the relay section (23). Are arranged in a gap (27) widened by the drain-side recess (22a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22).

請求項に記載の発明では、第1ソース配線(21)は、凹部として第1ソース配線(21)の一部の幅が狭くされたソース側凹部(21a)を備え、第1ドレイン配線(22)は、凹部として第1ドレイン配線(22)の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部(22a)を備えており、中継部(23)は、第1ソース配線(21)と第1ドレイン配線(22)との間において、ソース側凹部(21a)によって広くされた第1ドレイン配線(22)とソース側凹部(21a)との間の間隙(26)に配置されていると共に、ドレイン側凹部(22a)によって広くされた第1ソース配線(21)とドレイン側凹部(22a)との間の間隙(27)に配置されていることを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, the first source wiring (21) includes a source-side recess (21a) in which a part of the width of the first source wiring (21) is narrowed as a recess, and the first drain wiring ( 22) includes a drain-side recess (22a) in which a part of the width of the first drain wiring (22) is narrowed as a recess, and the relay section (23) is connected to the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). Between the drain wiring (22) and the drain wiring (22), the drain wiring (22a) is disposed in the gap (26) between the first drain wiring (22) and the source side concave section (21a) widened by the source side concave section (21a). It is characterized by being arranged in a gap (27) between the first source wiring (21) widened by the side recess (22a) and the drain side recess (22a).

以上のように、第1ソース配線(21)および第1ドレイン配線(22)のうち少なくとも一方にソース側凹部(21a)やドレイン側凹部(22a)を設ける。これにより、第1ソース配線(21)および第1ドレイン配線(22)全体を細くしなくても、ゲート電極(17)に接続される中継部(23)を配置することができる。   As described above, the source side recess (21a) and the drain side recess (22a) are provided in at least one of the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). Thereby, the relay part (23) connected to the gate electrode (17) can be arranged without making the entire first source wiring (21) and first drain wiring (22) thin.

請求項3、9に記載の発明では、複数の配線層は、第1配線層(20)の上に第2配線層(30)を備えており、第2配線層(30)は、第1ソース配線(21)に電気的に接続された第2ソース配線(31)と、第1ドレイン配線(22)に電気的に接続された第2ドレイン配線(32)と、中継部(23)に電気的に接続された裏打ち用配線(33)とを備えていることを特徴とする。 According to the third and ninth aspects of the present invention, the plurality of wiring layers include the second wiring layer (30) on the first wiring layer (20), and the second wiring layer (30) includes the first wiring layer (30). The second source wiring (31) electrically connected to the source wiring (21), the second drain wiring (32) electrically connected to the first drain wiring (22), and the relay section (23) It is characterized by comprising an electrically connected backing wiring (33).

これにより、裏打ち用配線(33)から中継部(23)を介してゲート電極(17)にゲート電圧を印加することができる。すなわち、ゲート抵抗を実質的に裏打ち用配線(33)の抵抗とすることができる。   Thereby, a gate voltage can be applied to the gate electrode (17) from the backing wiring (33) via the relay portion (23). That is, the gate resistance can be substantially the resistance of the backing wiring (33).

請求項に記載の発明のように、ソース領域(15)およびドレイン領域(12)は半導体基板(10)にストライプ状に形成されている構造とすることができる。 As in the fourth aspect of the invention, the source region (15) and the drain region (12) may be formed in a stripe shape on the semiconductor substrate (10).

請求項5、6に記載の発明のように、ソース領域(15)およびドレイン領域(12)は半導体基板(10)にメッシュ状に形成されている構造とすることができる。 As in the fifth and sixth aspects of the present invention, the source region (15) and the drain region (12) may be formed in a mesh shape on the semiconductor substrate (10).

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

図1に示されるように、半導体装置は、半導体基板10と、この半導体基板10の上に形成された複数の配線層とを備えて構成されている。半導体基板10としてN型のシリコン基板が用いられる。この半導体基板10の表面11側に半導体素子として横型拡散MOS(LDMOS)トランジスタが形成されている。   As illustrated in FIG. 1, the semiconductor device includes a semiconductor substrate 10 and a plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate 10. An N-type silicon substrate is used as the semiconductor substrate 10. A lateral diffusion MOS (LDMOS) transistor is formed as a semiconductor element on the surface 11 side of the semiconductor substrate 10.

具体的に、N型半導体基板10の表層部にN+型のドレイン領域12とP型のチャネル領域13とが半導体基板10の表面11に平行な一方向に交互に形成されている。本実施形態では、ドレイン領域12およびチャネル領域13は半導体基板10の表面11に平行な方向にストライプ状に交互に配置されている。また、ドレイン領域12を挟むようにLOCOS酸化膜14が形成されている。   Specifically, N + type drain regions 12 and P type channel regions 13 are alternately formed in one direction parallel to the surface 11 of the semiconductor substrate 10 in the surface layer portion of the N type semiconductor substrate 10. In the present embodiment, the drain regions 12 and the channel regions 13 are alternately arranged in stripes in a direction parallel to the surface 11 of the semiconductor substrate 10. A LOCOS oxide film 14 is formed so as to sandwich the drain region 12.

一方、チャネル領域13の表層部にN+型のソース領域15が離間して形成されている。このソース領域15は、チャネル領域13と共に半導体基板10の表面11に平行な一方向に延設されている。これらソース領域15の間にP+型のボディ領域16が形成されている。そして、ドレイン領域12はLDMOSトランジスタのドレインに対応し、ソース領域15はLDMOSトランジスタのソースに対応する領域である。   On the other hand, N + type source regions 15 are formed on the surface layer portion of the channel region 13 so as to be separated from each other. The source region 15 extends in one direction parallel to the surface 11 of the semiconductor substrate 10 together with the channel region 13. A P + type body region 16 is formed between the source regions 15. The drain region 12 corresponds to the drain of the LDMOS transistor, and the source region 15 corresponds to the source of the LDMOS transistor.

さらに、ソース領域15の一部、チャネル領域13の外縁部、半導体基板10の表面11の一部、およびLOCOS酸化膜14の一部を覆うゲート電極17が形成されている。該ゲート電極17は例えばポリシリコンで形成されたものである。   Further, a gate electrode 17 is formed to cover a part of the source region 15, an outer edge of the channel region 13, a part of the surface 11 of the semiconductor substrate 10, and a part of the LOCOS oxide film 14. The gate electrode 17 is made of, for example, polysilicon.

このような構造の半導体基板10の上にPSG膜などからなる層間絶縁膜18が形成されている。この層間絶縁膜には、ソース領域15の一部、ボディ領域16の一部、ドレイン領域12の一部、ゲート電極17の一部がそれぞれ露出するコンタクトホールが設けられている。このコンタクトホール内および層間絶縁膜18の上に、複数の配線層のうちもっとも半導体基板10側に位置する第1配線層20が形成されている。   An interlayer insulating film 18 made of a PSG film or the like is formed on the semiconductor substrate 10 having such a structure. The interlayer insulating film is provided with contact holes exposing part of the source region 15, part of the body region 16, part of the drain region 12, and part of the gate electrode 17. A first wiring layer 20 located closest to the semiconductor substrate 10 among the plurality of wiring layers is formed in the contact hole and on the interlayer insulating film 18.

第1配線層20は、ソース領域15およびボディ領域16に接続された第1ソース配線21と、ドレイン領域12に接続された第1ドレイン配線22と、ゲート電極17に電気的に接続された中継部23とを備えている。   The first wiring layer 20 includes a first source wiring 21 connected to the source region 15 and the body region 16, a first drain wiring 22 connected to the drain region 12, and a relay electrically connected to the gate electrode 17. Part 23.

第1ソース配線21、第1ドレイン配線22、および中継部23は、層間絶縁膜18に設けられたコンタクトホール内に形成されたW(タングステン)プラグと、層間絶縁膜18の上に形成された1stAl(アルミニウム)とで構成されている。この構成は一例であり、もちろん、第1ソース配線21全体、第1ドレイン配線22全体、および中継部23全体がAlのみで形成されていても良い。   The first source wiring 21, the first drain wiring 22, and the relay portion 23 are formed on the W (tungsten) plug formed in the contact hole provided in the interlayer insulating film 18 and the interlayer insulating film 18. 1stAl (aluminum). This configuration is an example, and of course, the entire first source wiring 21, the entire first drain wiring 22, and the entire relay portion 23 may be formed of only Al.

図2は複数の配線層のレイアウトを示した平面図であり、図2(a)は第1配線層20のレイアウトの一部を示した平面図である。図2(a)においてA−A断面が図1の断面図に対応する。   FIG. 2 is a plan view showing a layout of a plurality of wiring layers, and FIG. 2A is a plan view showing a part of the layout of the first wiring layer 20. 2A corresponds to the cross-sectional view of FIG.

図2(a)に示されるように、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22は、半導体基板10の表面11に平行な方向にストライプ状に交互に配置されている。これは、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22が、ストライプ状に設けられた半導体素子のソース領域15およびドレイン領域12に対応して設けられているからである。第1ソース配線21および第1ドレイン配線22の幅は、例えば10μm未満になっている。   As shown in FIG. 2A, the first source lines 21 and the first drain lines 22 are alternately arranged in a stripe shape in a direction parallel to the surface 11 of the semiconductor substrate 10. This is because the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are provided corresponding to the source region 15 and the drain region 12 of the semiconductor element provided in a stripe shape. The width of the first source line 21 and the first drain line 22 is, for example, less than 10 μm.

本実施形態では、第1ソース配線21は該第1ソース配線21の一部の幅が狭くされたソース側凹部21aを備えている。同様に、第1ドレイン配線22は該第1ドレイン配線22の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部22aを備えている。言い換えると、ソース側凹部21aは、第1ソース配線21が延設された方向に垂直な方向に第1ソース配線21が凹んだ部位である。同様に、ドレイン側凹部22aは、第1ドレイン配線22が延設された方向に垂直な方向に第1ドレイン配線22が凹んだ部位である。ソース側凹部21aの凹みの深さとドレイン側凹部22aの凹みの深さとは同じでも良いし、それぞれ異なる深さになっていても良い。   In the present embodiment, the first source line 21 includes a source-side recess 21 a in which a part of the first source line 21 is narrowed. Similarly, the first drain wiring 22 includes a drain-side recess 22a in which a part of the first drain wiring 22 is narrowed. In other words, the source-side recess 21a is a portion where the first source wiring 21 is recessed in a direction perpendicular to the direction in which the first source wiring 21 is extended. Similarly, the drain-side recess 22a is a portion where the first drain wiring 22 is recessed in a direction perpendicular to the direction in which the first drain wiring 22 extends. The depth of the recess in the source-side recess 21a and the depth of the recess in the drain-side recess 22a may be the same or different.

これらソース側凹部21aやドレイン側凹部22aは、第1ソース配線21や第1ドレイン配線22がコの字状に凹んだ形状になっている。また、ソース側凹部21aおよびドレイン側凹部22aは、各々が対向するようにそれぞれ配置されている。これにより、ソース側凹部21aとドレイン側凹部22aとの間には、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22においてソース側凹部21aやドレイン側凹部22aが設けられていない部分における間隙よりも広い間隙24が作り出されている。そして、中継部23はこのソース側凹部21aとドレイン側凹部22aとの間の間隙24に配置されている。   The source-side recess 21a and the drain-side recess 22a have a shape in which the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are recessed in a U-shape. The source-side recess 21a and the drain-side recess 22a are arranged so as to face each other. As a result, the gap between the source-side recess 21a and the drain-side recess 22a is wider than the gap in the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 where the source-side recess 21a and the drain-side recess 22a are not provided. A gap 24 is created. The relay portion 23 is disposed in the gap 24 between the source-side recess 21a and the drain-side recess 22a.

中継部23は例えば正方形をなしている。中継部23のサイズは、第1配線層20より上の配線層に中継するために必要最小サイズ以上であれば良い。例えば、第1配線層20と後で説明する第2配線層30とを接続するビア40のサイズ以上のサイズになっている。   The relay unit 23 has a square shape, for example. The size of the relay unit 23 may be equal to or larger than the minimum size necessary for relaying to the wiring layer above the first wiring layer 20. For example, the size is equal to or larger than the size of the via 40 that connects the first wiring layer 20 and the second wiring layer 30 described later.

具体的に、中継部23は、例えば1μm四方のサイズになっている。これは、半導体素子のゲート電極17には第1ソース配線21や第1ドレイン配線22に流れる大電流を流す必要がないため、中継部23を第1ソース配線21や第1ドレイン配線22と同様の太さの配線に構成する必要がないからである。   Specifically, the relay unit 23 has a size of, for example, 1 μm square. This is because it is not necessary to flow a large current flowing through the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 to the gate electrode 17 of the semiconductor element, so that the relay portion 23 is similar to the first source wiring 21 and the first drain wiring 22. This is because it is not necessary to configure the wiring with a thickness of.

ソース側凹部21aやドレイン側凹部22aは、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22にそれぞれ複数設けられており、これに伴って間隙24も複数設けられている。そして、各間隙24に中継部23がそれぞれ配置されている。これにより、図2(a)に示されるように、中継部23は点在して配置された状態になっている。各中継部23は、第1配線層20の上の第2配線層30への接続部として機能する。   A plurality of source-side recesses 21 a and drain-side recesses 22 a are provided in each of the first source wiring 21 and the first drain wiring 22, and accordingly, a plurality of gaps 24 are also provided. A relay portion 23 is disposed in each gap 24. As a result, as shown in FIG. 2A, the relay units 23 are arranged in a scattered manner. Each relay part 23 functions as a connection part to the second wiring layer 30 on the first wiring layer 20.

このような構成の第1配線層20の上には、図1に示されるように、第1ソース配線21、第1ドレイン配線22、および中継部23を覆う層間絶縁膜25が形成されている。この層間絶縁膜25の上に第2配線層30が形成されている。   As shown in FIG. 1, an interlayer insulating film 25 that covers the first source wiring 21, the first drain wiring 22, and the relay portion 23 is formed on the first wiring layer 20 having such a configuration. . A second wiring layer 30 is formed on the interlayer insulating film 25.

図2(b)は、第2配線層30のレイアウトの一部を示した平面図である。図2(b)においてA−A断面が図1の断面図に対応する。   FIG. 2B is a plan view showing a part of the layout of the second wiring layer 30. In FIG. 2B, the AA cross section corresponds to the cross sectional view of FIG.

図2(b)に示されるように、第2配線層30は、第1ソース配線21に電気的に接続された第2ソース配線31と、第1ドレイン配線22に電気的に接続された第2ドレイン配線32と、中継部23に電気的に接続された裏打ち用配線33とを備えている。   As shown in FIG. 2B, the second wiring layer 30 includes a second source wiring 31 electrically connected to the first source wiring 21 and a second source wiring 31 electrically connected to the first drain wiring 22. A two-drain wiring 32 and a backing wiring 33 electrically connected to the relay portion 23 are provided.

本実施形態では、第2ソース配線31、第2ドレイン配線32、および裏打ち用配線33は、裏打ち用配線33、第2ソース配線31、裏打ち用配線33、第2ドレイン配線32という順で繰り返し配置されている。また、第2ソース配線31、第2ドレイン配線32、および裏打ち用配線33は、第1ソース配線21や第1ドレイン配線22が延設される方向に対して垂直にそれぞれ延設されている。図1に示されるように、第2配線層30における裏打ち用配線33は、図面の紙面垂直方向に延設された第1配線層20に対して、紙面に平行な方向に設けられている。   In the present embodiment, the second source wiring 31, the second drain wiring 32, and the backing wiring 33 are repeatedly arranged in the order of the backing wiring 33, the second source wiring 31, the backing wiring 33, and the second drain wiring 32. Has been. In addition, the second source wiring 31, the second drain wiring 32, and the backing wiring 33 are each extended perpendicular to the direction in which the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are extended. As shown in FIG. 1, the backing wiring 33 in the second wiring layer 30 is provided in a direction parallel to the paper surface with respect to the first wiring layer 20 extending in the direction perpendicular to the paper surface of the drawing.

これら第2ソース配線31、第2ドレイン配線32、および裏打ち用配線33は、いわゆる2ndAlであり、Alによって形成されている。第2ソース配線31および第2ドレイン配線32の幅は、例えば50μm〜100μmになっている。   The second source wiring 31, the second drain wiring 32, and the backing wiring 33 are so-called 2ndAl, and are formed of Al. The width of the second source wiring 31 and the second drain wiring 32 is, for example, 50 μm to 100 μm.

第1ソース配線21と第2ソース配線31とは、層間絶縁膜25に設けられたビア40によって電気的に接続されている。同様に、第1ドレイン配線22と第2ドレイン配線32とは、層間絶縁膜25に設けられたビア40によって電気的に接続されている。中継部23と裏打ち用配線33ともビア40により電気的に接続されている。本実施形態では、ビア40は、例えば第1ソース配線21や第1ドレイン配線22が延設された方向における中継部23と中継部23との間に4箇所を一組として設けられている。   The first source line 21 and the second source line 31 are electrically connected by a via 40 provided in the interlayer insulating film 25. Similarly, the first drain wiring 22 and the second drain wiring 32 are electrically connected by a via 40 provided in the interlayer insulating film 25. The relay portion 23 and the backing wiring 33 are also electrically connected by a via 40. In the present embodiment, the via 40 is provided as a set of four locations between the relay unit 23 and the relay unit 23 in the direction in which, for example, the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are extended.

裏打ち用配線33は、中継部23を介して半導体素子のゲート電極17に接続されるゲート配線に相当する。裏打ち用配線33は、図示しないゲートパッドに直接接続されるか、または第2配線層30より上層の配線を介してゲートパッドに接続される。   The backing wiring 33 corresponds to a gate wiring connected to the gate electrode 17 of the semiconductor element via the relay portion 23. The backing wiring 33 is directly connected to a gate pad (not shown) or is connected to the gate pad via a wiring above the second wiring layer 30.

図2(b)に示されるように、第2配線層30の層では、ゲート配線として裏打ち用配線33をレイアウトするため、第2ソース配線31および第2ドレイン配線32は細くはなる。しかし、レイアウトの自由度が大きいため、第2ソース配線31および第2ドレイン配線32を太くレイアウトでき、抵抗の増加による半導体素子の特性への影響はない。   As shown in FIG. 2B, in the layer of the second wiring layer 30, since the backing wiring 33 is laid out as the gate wiring, the second source wiring 31 and the second drain wiring 32 are thin. However, since the degree of freedom of layout is large, the second source wiring 31 and the second drain wiring 32 can be laid out thickly, and the increase in resistance does not affect the characteristics of the semiconductor element.

なお、この場合、有効トランジスタの外部では、第2ソース配線31および第2ドレイン配線32は再度1stAlである第1ソース配線21および第1ドレイン配線22にそれぞれ接続される場合もある。   In this case, outside the effective transistor, the second source wiring 31 and the second drain wiring 32 may be connected to the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 which are 1st Al again.

このような構成の第2配線層30の上にさらに図示しない配線層が積層されることによって複数の配線層が構成される。上記のように、複数の配線層は少なくとも第1配線層20および第2配線層30によって構成されていれば良く、もちろん、3層以上で構成されていても良い。以上が、本実施形態に係る半導体装置の全体構成である。   A plurality of wiring layers are configured by further stacking a wiring layer (not shown) on the second wiring layer 30 having such a configuration. As described above, the plurality of wiring layers only need to be configured by at least the first wiring layer 20 and the second wiring layer 30, and of course, may be configured by three or more layers. The above is the overall configuration of the semiconductor device according to the present embodiment.

上記半導体装置において、第1配線層20は以下のように形成される。まず、半導体素子が形成された半導体基板10の表面11に層間絶縁膜18を形成し、層間絶縁膜18にエッチングの方法によりコンタクトホールを設ける。そして、このコンタクトホール内にWプラグ等を形成すると共に、層間絶縁膜18の上に蒸着、スパッタリング、CVDなどの方法により、第1配線層20となる金属層を形成する。   In the semiconductor device, the first wiring layer 20 is formed as follows. First, an interlayer insulating film 18 is formed on the surface 11 of the semiconductor substrate 10 on which a semiconductor element is formed, and contact holes are provided in the interlayer insulating film 18 by an etching method. Then, a W plug or the like is formed in the contact hole, and a metal layer to be the first wiring layer 20 is formed on the interlayer insulating film 18 by a method such as vapor deposition, sputtering, or CVD.

続いて、例えば金属層の上にレジストを形成し、該レジストを露光により開口する。このとき、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22の一部の幅を狭くするソース側凹部21aやドレイン側凹部22aが形成されるようにレジストを露光する。また、ソース側凹部21aおよびドレイン側凹部22aが設けられることによる間隙24に中継部23が形成されるように、金属層のうち中継部23となる部分の上にレジストが残るように露光する。   Subsequently, for example, a resist is formed on the metal layer, and the resist is opened by exposure. At this time, the resist is exposed so that the source-side recess 21a and the drain-side recess 22a that narrow the width of part of the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are formed. Further, exposure is performed so that the resist remains on the portion of the metal layer that becomes the relay portion 23 so that the relay portion 23 is formed in the gap 24 by providing the source-side recess portion 21a and the drain-side recess portion 22a.

この後、レジストをマスクとして金属層をエッチングの方法によりパターニングする。これにより、金属層から図2(a)に示されるレイアウト構成の第1ソース配線21、第1ドレイン配線22、および中継部23を形成する。そして、第1配線層20の上に層間絶縁膜25およびビア40を形成し、第1配線層20の形成方法と同様の方法により第2配線層30を形成する。こうして、図1および図2に示される構成の半導体装置が得られる。   Thereafter, the metal layer is patterned by an etching method using a resist as a mask. Thus, the first source wiring 21, the first drain wiring 22, and the relay portion 23 having the layout configuration shown in FIG. 2A are formed from the metal layer. Then, the interlayer insulating film 25 and the via 40 are formed on the first wiring layer 20, and the second wiring layer 30 is formed by the same method as the method for forming the first wiring layer 20. In this way, the semiconductor device having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is obtained.

次に、第1配線層20に含まれる中継部23の作用について説明する。まず、ポリシリコンは配線の材料として用いられるAlに比べて抵抗が高い材料である。したがって、従来のように、ゲートパッドに接続されたゲート電極17が第1ソース配線21および第1ドレイン配線22と平行に延設されているとすれば、セル内においてゲートパッドから遠い場所ほど、ゲート電極17の抵抗は高くなる。   Next, the operation of the relay unit 23 included in the first wiring layer 20 will be described. First, polysilicon is a material having a higher resistance than Al used as a wiring material. Therefore, if the gate electrode 17 connected to the gate pad extends in parallel with the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 as in the prior art, the farther from the gate pad in the cell, The resistance of the gate electrode 17 is increased.

例えば、LDMOSトランジスタの幅が100μmであり、5つのLDMOSトランジスタが並べられているとすれば、パッドからもっとも遠い場所までのゲート電極17の抵抗は500μm分の抵抗となる。   For example, if the width of the LDMOS transistor is 100 μm and five LDMOS transistors are arranged, the resistance of the gate electrode 17 from the pad to the farthest place is a resistance of 500 μm.

一方、本実施形態では、上述のように、ポリシリコンで形成されたゲート電極17と第2配線層30を構成するAlで形成された裏打ち用配線33とを接続する接続部として中継部23が採用されている。つまり、ゲート電極17には、ゲートパッドに接続された裏打ち用配線33から、一定の間隔で配置された中継部23を介してゲート電圧が与えられることを意味する。その間隔については、ゲート配線抵抗の仕様で決められる。   On the other hand, in the present embodiment, as described above, the relay unit 23 serves as a connection unit that connects the gate electrode 17 formed of polysilicon and the backing wiring 33 formed of Al constituting the second wiring layer 30. It has been adopted. That is, it means that the gate voltage is applied to the gate electrode 17 from the backing wiring 33 connected to the gate pad through the relay portion 23 arranged at a constant interval. The interval is determined by the gate wiring resistance specification.

例えば、LDMOSトランジスタの幅の10分の1間隔に中継部23を配置すれば、ゲートパッドからゲート抵抗を10分の1に減らすことができる。具体的には、LDMOSトランジスタの幅が100μmのものが5つ並べられている場合、従来ではパッドからもっとも遠い場所まで500μm分のゲート抵抗があったが、中継部23を用いることでそれが10分の1に減少して50μm分のゲート抵抗で済む。   For example, if the relay portion 23 is arranged at an interval of 1/10 of the width of the LDMOS transistor, the gate resistance from the gate pad can be reduced to 1/10. Specifically, when five LDMOS transistors having a width of 100 μm are arranged, the conventional gate resistance is 500 μm from the pad to the farthest place. The gate resistance can be reduced by a factor of 50 μm.

このように、中継部23はあくまでゲート電極17と裏打ち用配線33とを接続するものとして機能する。このため、ゲート抵抗は、中継部23の抵抗で決まるのではなく、中継部23に接続された裏打ち用配線33によって決まる。裏打ち用配線33は、ポリシリコンではなくAlで形成された低抵抗の配線であるから、ゲート抵抗の低抵抗化が可能になる。   In this way, the relay portion 23 functions as a connection between the gate electrode 17 and the backing wiring 33 to the last. Therefore, the gate resistance is not determined by the resistance of the relay unit 23 but is determined by the backing wiring 33 connected to the relay unit 23. Since the backing wiring 33 is a low-resistance wiring made of Al instead of polysilicon, the gate resistance can be reduced.

以上説明したように、本実施形態では、第1配線層20の層において、半導体素子のゲート電極17に中継部23を接続している。この場合、第1配線層20の層に中継部23を配置するために、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22にそれぞれソース側凹部21aおよびドレイン側凹部22aを設けて間隙24を作り、この間隙24に中継部23を配置していることが特徴となっている。   As described above, in the present embodiment, the relay portion 23 is connected to the gate electrode 17 of the semiconductor element in the first wiring layer 20. In this case, in order to arrange the relay portion 23 in the layer of the first wiring layer 20, the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are provided with the source-side recess 21a and the drain-side recess 22a, respectively, to create a gap 24, The relay portion 23 is arranged in the gap 24.

これにより、大電流が流れる第1ソース配線21および第1ドレイン配線22の幅全体をそれぞれ細くしなくて済む。このため、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22の配線抵抗の上昇を抑制することができる。   Thereby, it is not necessary to reduce the entire widths of the first source line 21 and the first drain line 22 through which a large current flows. For this reason, an increase in wiring resistance of the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 can be suppressed.

また、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22の幅を確保できることから、瞬時に大電流を流すための抵抗にならないようにすることができ、ひいてはESD耐量の低下を抑制することもできる。   Further, since the widths of the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 can be secured, it is possible to prevent a resistance from flowing for a large current instantaneously, and it is possible to suppress a decrease in ESD tolerance.

そして、ゲート電極17には中継部23を介して裏打ち用配線33からゲート電圧が印加される。このため、ゲートパッドからLDMOSトランジスタのゲートまでの距離に応じたゲート電極17の抵抗分がゲート電圧に影響することはない。したがって、ゲート抵抗の低抵抗化を図ることができる。これにより、LDMOSトランジスタの高速動作時にLDMOSトランジスタを均一動作させることができると共に、LDMOSトランジスタを高速動作させることができる。   A gate voltage is applied to the gate electrode 17 from the backing wiring 33 through the relay portion 23. Therefore, the resistance of the gate electrode 17 according to the distance from the gate pad to the gate of the LDMOS transistor does not affect the gate voltage. Therefore, the gate resistance can be reduced. Thus, the LDMOS transistor can be operated uniformly during the high-speed operation of the LDMOS transistor, and the LDMOS transistor can be operated at a high speed.

このようなゲート抵抗の低抵抗化は、従来の配線構造であってもプロセスコストを向上させることで可能であるが、コストも製造工程数も多くなって好ましくない。しかし、上記のように中継部23を設けることで、プロセスコストや工程数を増加させることなく半導体装置を構成することができる。   Such a reduction in gate resistance can be achieved by improving the process cost even with the conventional wiring structure, but it is not preferable because the cost and the number of manufacturing steps increase. However, by providing the relay unit 23 as described above, a semiconductor device can be configured without increasing the process cost and the number of steps.

なお、図1および図2に描かれた半導体装置は模式図であり、第1配線層20など、実際の寸法(縦横比)を表すものではない。以下に示される図も同様である。   The semiconductor devices depicted in FIGS. 1 and 2 are schematic views and do not represent actual dimensions (aspect ratio) such as the first wiring layer 20. The same applies to the figures shown below.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図3(a)は、本実施形態に係る第1配線層20のレイアウトの一部を示した平面図であり、図3(b)は第2配線層30のレイアウトの一部を示した平面図である。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described. FIG. 3A is a plan view showing a part of the layout of the first wiring layer 20 according to the present embodiment, and FIG. 3B is a plan view showing a part of the layout of the second wiring layer 30. FIG.

図3(a)に示されるように、ビア40は、第1ソース配線21が延設された方向における中継部23と中継部23との間に2箇所を一組として設けられている。これに伴い、図3(b)に示されるように、第2配線層30における第2ソース配線31と第2ドレイン配線32とは、裏打ち用配線33と裏打ち用配線33との間にそれぞれ配置されている。つまり、第2ソース配線31、第2ドレイン配線32、裏打ち用配線33、第2ソース配線31・・・という順に繰り返し配置されている。   As shown in FIG. 3A, the via 40 is provided as a set of two places between the relay unit 23 and the relay unit 23 in the direction in which the first source wiring 21 is extended. Accordingly, as shown in FIG. 3B, the second source wiring 31 and the second drain wiring 32 in the second wiring layer 30 are arranged between the backing wiring 33 and the backing wiring 33, respectively. Has been. That is, the second source wiring 31, the second drain wiring 32, the backing wiring 33, the second source wiring 31.

以上のように、第1配線層20と第2配線層30とを中継するビア40の配置を変更することにより、第2配線層30における第2ソース配線31、第2ドレイン配線32、および裏打ち用配線33のレイアウトを変更することが可能である。   As described above, by changing the arrangement of the vias 40 that relay the first wiring layer 20 and the second wiring layer 30, the second source wiring 31, the second drain wiring 32, and the backing in the second wiring layer 30 are changed. It is possible to change the layout of the wiring 33 for use.

(第3実施形態)
本実施形態では、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、ソース側凹部21aと第1ドレイン配線22とによって間隙が設けられていると共に、ドレイン側凹部22aと第1ソース配線21とによって間隙が設けられていることが特徴となっている。
(Third embodiment)
In the present embodiment, only parts different from the first and second embodiments will be described. The present embodiment is characterized in that a gap is provided between the source-side recess 21 a and the first drain wiring 22, and a gap is provided between the drain-side recess 22 a and the first source wiring 21. .

図4は、本実施形態に係る第1配線層20のレイアウトの一部を示した平面図である。この図に示されるように、第1ソース配線21には第1ソース配線21の一部の幅が狭くされたソース側凹部21aが設けられている。また、第1ソース配線21と第1ドレイン配線22との間においては、ソース側凹部21aによって広くされた第1ドレイン配線22とソース側凹部21aとの間に間隙26が設けられている。そして、この間隙26に中継部23が配置されている。   FIG. 4 is a plan view showing a part of the layout of the first wiring layer 20 according to the present embodiment. As shown in this figure, the first source line 21 is provided with a source-side recess 21 a in which a part of the first source line 21 is narrowed. In addition, a gap 26 is provided between the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 between the first drain wiring 22 widened by the source side recess 21a and the source side recess 21a. A relay portion 23 is disposed in the gap 26.

一方、第1ドレイン配線22には第1ドレイン配線22の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部22aが設けられている。また、第1ソース配線21と第1ドレイン配線22との間においては、ドレイン側凹部22aによって広くされた第1ソース配線21とドレイン側凹部22aとの間に間隙27が設けられている。そして、この間隙27に中継部23が配置されている
ビア40の配置については、第2実施形態と同じである。したがって、第2配線層30は図3(b)に示されるものと同じである。もちろん、ビア40の配置については第1実施形態のように4箇所を一組としても良い。
On the other hand, the first drain wiring 22 is provided with a drain-side recess 22 a in which a part of the first drain wiring 22 is narrowed. Further, a gap 27 is provided between the first source line 21 and the first drain line 22 between the first source line 21 and the drain side recess 22a widened by the drain side recess 22a. Then, the relay portion 23 is disposed in the gap 27. The arrangement of the via 40 is the same as in the second embodiment. Therefore, the second wiring layer 30 is the same as that shown in FIG. Of course, the arrangement of the vias 40 may be a set of four locations as in the first embodiment.

以上のように、第1ソース配線21に設けたソース側凹部21aだけで第1ソース配線21と第1ドレイン配線22との間に間隙26を設けて該間隙26に中継部23を配置することができる。同様に、第1ドレイン配線22に設けたドレイン側凹部22aだけで第1ソース配線21と第1ドレイン配線22との間に間隙27を設けて該間隙26に中継部を配置することもできる。   As described above, the gap 26 is provided between the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 only by the source-side recess 21 a provided in the first source wiring 21, and the relay portion 23 is disposed in the gap 26. Can do. Similarly, a gap 27 may be provided between the first source line 21 and the first drain line 22 only by the drain side recess 22 a provided in the first drain line 22, and a relay part may be disposed in the gap 26.

(第4実施形態)
本実施形態では、第1〜第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、半導体素子を構成するドレイン領域12とソース領域15とが半導体基板10に対してストライプ状に配置されたものが示され、このような半導体素子に対する第1配線層20や第2配線層30のレイアウトが示された。本実施形態では、半導体素子を構成するドレイン領域12とソース領域15とが半導体基板10にメッシュ状に形成されたものに対して第1配線層20や第2配線層30をレイアウトしたことが特徴となっている。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, only parts different from the first to third embodiments will be described. In each of the above embodiments, the drain region 12 and the source region 15 constituting the semiconductor element are arranged in stripes with respect to the semiconductor substrate 10, and the first wiring layer 20 and the first wiring layer 20 for such a semiconductor element are shown. The layout of the two wiring layers 30 is shown. The present embodiment is characterized in that the first wiring layer 20 and the second wiring layer 30 are laid out with respect to the drain region 12 and the source region 15 constituting the semiconductor element formed on the semiconductor substrate 10 in a mesh shape. It has become.

図5は、本実施形態に係る半導体装置の複数の配線層の平面図である。ドレイン領域12とソース領域15とが半導体基板10にメッシュ状に形成された場所に対して、ソース領域15を直線状に繋ぐように第1ソース配線21が形成されていると共に、ドレイン領域12を直線状に繋ぐように第1ドレイン配線22が形成されている。これら第1ソース配線21および第2ソース配線31は、上記各実施形態と同様に、交互にストライプ状に配置されている。   FIG. 5 is a plan view of a plurality of wiring layers of the semiconductor device according to the present embodiment. A first source wiring 21 is formed so as to connect the source region 15 in a straight line to a place where the drain region 12 and the source region 15 are formed in a mesh shape on the semiconductor substrate 10. A first drain wiring 22 is formed so as to be connected in a straight line. The first source lines 21 and the second source lines 31 are alternately arranged in a stripe shape, as in the above embodiments.

また、第1ソース配線21の上に一定の間隔でビア41が設けられている。このビア41は、第1ソース配線21と第2ソース配線31との中継に用いられる。同様に、第1ドレイン配線22の上に一定の間隔でビア42が設けられている。このビア42は、第1ドレイン配線22と第2ドレイン配線32との中継に用いられる。   In addition, vias 41 are provided on the first source wiring 21 at regular intervals. The via 41 is used as a relay between the first source line 21 and the second source line 31. Similarly, vias 42 are provided on the first drain wiring 22 at regular intervals. The via 42 is used as a relay between the first drain wiring 22 and the second drain wiring 32.

そして、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22と交差するように第2ソース配線31および第2ドレイン配線32が交互にストライプ状に設けられている。各第2ソース配線31の端部はそれぞれ電気的に接続されている。   The second source wirings 31 and the second drain wirings 32 are alternately provided in stripes so as to intersect the first source wirings 21 and the first drain wirings 22. The end portions of the second source lines 31 are electrically connected to each other.

図5に示された平面図において複数の配線層のうち第1配線層20と第2配線層30とに分解した詳細な平面図を図6に示す。図6(a)は第1配線層20の平面図であり、図6(b)は第2配線層30の平面図である。   FIG. 6 shows a detailed plan view in which the first wiring layer 20 and the second wiring layer 30 among the plurality of wiring layers in the plan view shown in FIG. 5 are disassembled. FIG. 6A is a plan view of the first wiring layer 20, and FIG. 6B is a plan view of the second wiring layer 30.

図6(a)に示されるように、第1ソース配線21にソース側凹部21aが設けられ、第1ドレイン配線22にドレイン側凹部22aが設けられており、各凹部21a、22aが互いに対向配置されている。そして、各凹部21a、22aによって形成された間隙24に中継部23が配置されている。この中継部23は、第1配線層20において点在させられている。   As shown in FIG. 6A, the source-side recess 21a is provided in the first source wiring 21, the drain-side recess 22a is provided in the first drain wiring 22, and the recesses 21a, 22a are arranged to face each other. Has been. And the relay part 23 is arrange | positioned in the gap | interval 24 formed by each recessed part 21a, 22a. The relay portions 23 are interspersed in the first wiring layer 20.

また、図6(b)に示されるように、第2ソース配線31および第2ドレイン配線32が、第1ソース配線21や第1ドレイン配線22の延設方向に対して垂直方向にそれぞれ設けられている。これら第2ソース配線31や第2ドレイン配線32はビア41、42を介して下層の第1ソース配線21や第1ドレイン配線22に電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 6B, the second source wiring 31 and the second drain wiring 32 are provided in a direction perpendicular to the extending direction of the first source wiring 21 and the first drain wiring 22, respectively. ing. The second source wiring 31 and the second drain wiring 32 are electrically connected to the lower first source wiring 21 and first drain wiring 22 through vias 41 and 42.

さらに、第2配線層30では、第2ソース配線31と第2ドレイン配線32との間に、これらに沿ってゲートとして機能する裏打ち用配線33が延設されている。この裏打ち用配線33は各中継部23に電気的に接続されている。   Further, in the second wiring layer 30, a backing wiring 33 that functions as a gate extends between the second source wiring 31 and the second drain wiring 32. The backing wiring 33 is electrically connected to each relay portion 23.

以上のように、ドレイン領域12とソース領域15とがメッシュ状に設けられたものであっても、上記各実施形態と同様に第1配線層20および第2配線層30を設けることができる。   As described above, even if the drain region 12 and the source region 15 are provided in a mesh shape, the first wiring layer 20 and the second wiring layer 30 can be provided as in the above embodiments.

また、上記では第1ソース配線21のソース側凹部21aと第1ドレイン配線22のドレイン側凹部22aとが対向配置されて間隙24が形成されたものについて示されているが、中継部23を配置するための間隙24は他の手段によって設けても良い。例えば、図4に示されるように、第1ソース配線21および第1ドレイン配線22の少なくとも一方にソース側凹部21aやドレイン側凹部22aが設けられたものでも良い。   In the above description, the source-side recess 21a of the first source wiring 21 and the drain-side recess 22a of the first drain wiring 22 are arranged to face each other to form a gap 24. However, the relay portion 23 is disposed. The gap 24 may be provided by other means. For example, as shown in FIG. 4, at least one of the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 may be provided with a source-side recess 21 a and a drain-side recess 22 a.

(他の実施形態)
上記各実施形態では、半導体素子としてLDMOSトランジスタを例に説明したが、これは一例を示したものであり、他の半導体素子でも良い。例えば、DMOSトランジスタやIGBTなどのラテラル型の素子(表面デバイス)を採用することができる。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the LDMOS transistor is described as an example of the semiconductor element. However, this is an example, and another semiconductor element may be used. For example, lateral type elements (surface devices) such as DMOS transistors and IGBTs can be employed.

上記各実施形態で示された中継部23は正方形をなしているが、中継部23の平面形状は正方形に限らず、他の形状でも良い。例えば、長方形や多角形や円形などでも良い。   Although the relay part 23 shown by said each embodiment has comprised the square, the planar shape of the relay part 23 is not restricted to a square, Other shapes may be sufficient. For example, a rectangle, polygon, or circle may be used.

上記各実施形態では、中継部23は例えば図2(a)に示される規則的に配列されているが、これは中継部23の配置の一例を示したものであり、他の配列であっても良い。もちろん、ゲート電極17の位置に従って不規則に点在していても良い。   In each of the above embodiments, the relay units 23 are regularly arranged as shown in FIG. 2A, for example. This is an example of the arrangement of the relay units 23, and is another arrangement. Also good. Of course, it may be scattered irregularly according to the position of the gate electrode 17.

上記各実施形態で示されたソース側凹部21aやドレイン側凹部22aは、第1ソース配線21や第1ドレイン配線22がコの字状に凹んだ形状になっているが、これは一例を示したものであり、他の形状でも良い。例えば、円弧状でも良い。   The source-side recess 21a and the drain-side recess 22a shown in the above embodiments have a shape in which the first source wiring 21 and the first drain wiring 22 are recessed in a U-shape, but this is an example. It may be other shapes. For example, an arc shape may be used.

本発明の第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. (a)は第1配線層のレイアウトの一部を示した平面図であり、(b)は第2配線層のレイアウトの一部を示した平面図である。(A) is a plan view showing a part of the layout of the first wiring layer, (b) is a plan view showing a part of the layout of the second wiring layer. (a)は、本発明の第2実施形態に係る第1配線層のレイアウトの一部を示した平面図であり、(b)は第2配線層のレイアウトの一部を示した平面図である。(A) is the top view which showed a part of layout of the 1st wiring layer based on 2nd Embodiment of this invention, (b) is the top view which showed a part of layout of the 2nd wiring layer. is there. 本発明の第3実施形態に係る第1配線層のレイアウトの一部を示した平面図である。It is the top view which showed a part of layout of the 1st wiring layer which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る半導体装置の複数の配線層の平面図である。It is a top view of a plurality of wiring layers of a semiconductor device concerning a 4th embodiment of the present invention. (a)は図5に示された第1配線層の平面図であり、(b)は図5に示された第2配線層の平面図である。(A) is a top view of the 1st wiring layer shown by FIG. 5, (b) is a top view of the 2nd wiring layer shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体基板
11 半導体基板の表面
12 ドレイン領域
15 ソース領域
17 ゲート電極
20 第1配線層
21 第1ソース配線
21a ソース側凹部
22 第1ドレイン配線
22a ドレイン側凹部
23 中継部
24、26、27 間隙
30 第2配線層
31 第2ソース配線
32 第2ドレイン配線
33 裏打ち用配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate 11 Surface of semiconductor substrate 12 Drain area | region 15 Source area | region 17 Gate electrode 20 1st wiring layer 21 1st source wiring 21a Source side recessed part 22 1st drain wiring 22a Drain side recessed part 23 Relay part 24, 26, 27 Gap 30 Second wiring layer 31 Second source wiring 32 Second drain wiring 33 Backing wiring

Claims (9)

ソース領域(15)、ドレイン領域(12)、およびゲート電極(17)を備えた横型の半導体素子が半導体基板(10)に形成され、前記半導体基板(10)の上に複数の配線層が形成された半導体装置であって、
前記複数の配線層のうち、もっとも半導体基板(10)側に位置する第1配線層(20)は、前記半導体素子のソース領域(15)に電気的に接続された第1ソース配線(21)と、前記半導体素子のドレイン領域(12)に電気的に接続された第1ドレイン配線(22)と、前記ゲート電極(17)に電気的に接続された中継部(23)とを備え、
前記第1ソース配線(21)および前記第1ドレイン配線(22)は、前記半導体基板(10)の表面(11)に平行な方向にストライプ状に配置されており、
前記第1ソース配線(21)は、前記第1ソース配線(21)の一部の幅が狭くされたソース側凹部(21a)を備え、
前記第1ドレイン配線(22)は、前記第1ドレイン配線(22)の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部(22a)を備えており、
前記ソース側凹部(21a)および前記ドレイン側凹部(22a)は対向するようにそれぞれ配置され、
前記中継部(23)は、前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間において、前記ソース側凹部(21a)と前記ドレイン側凹部(22a)とによって広くされた間隙(24)に配置されていることを特徴とする半導体装置。
A lateral semiconductor element including a source region (15), a drain region (12), and a gate electrode (17) is formed on a semiconductor substrate (10), and a plurality of wiring layers are formed on the semiconductor substrate (10). A semiconductor device comprising:
Of the plurality of wiring layers, the first wiring layer (20) located closest to the semiconductor substrate (10) is a first source wiring (21) electrically connected to the source region (15) of the semiconductor element. A first drain wiring (22) electrically connected to the drain region (12) of the semiconductor element, and a relay part (23) electrically connected to the gate electrode (17),
The first source wiring (21) and the first drain wiring (22) are arranged in a stripe shape in a direction parallel to the surface (11) of the semiconductor substrate (10),
The first source line (21) includes a source-side recess (21a) in which a part of the first source line (21) is narrowed.
The first drain wiring (22) includes a drain side recess (22a) in which a part of the width of the first drain wiring (22) is narrowed.
The source-side recess (21a) and the drain-side recess (22a) are arranged to face each other,
The relay portion (23) is widened by the source-side recess (21a) and the drain-side recess (22a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). A semiconductor device, which is disposed in the gap (24) .
ソース領域(15)、ドレイン領域(12)、およびゲート電極(17)を備えた横型の半導体素子が半導体基板(10)に形成され、前記半導体基板(10)の上に複数の配線層が形成された半導体装置であって、
前記複数の配線層のうち、もっとも半導体基板(10)側に位置する第1配線層(20)は、前記半導体素子のソース領域(15)に電気的に接続された第1ソース配線(21)と、前記半導体素子のドレイン領域(12)に電気的に接続された第1ドレイン配線(22)と、前記ゲート電極(17)に電気的に接続された中継部(23)とを備え、
前記第1ソース配線(21)および前記第1ドレイン配線(22)は、前記半導体基板(10)の表面(11)に平行な方向にストライプ状に配置されており、
前記第1ソース配線(21)は、前記第1ソース配線(21)の一部の幅が狭くされたソース側凹部(21a)を備え、
前記第1ドレイン配線(22)は、前記第1ドレイン配線(22)の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部(22a)を備えており、
前記中継部(23)は、前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間において、前記ソース側凹部(21a)によって広くされた前記第1ドレイン配線(22)と前記ソース側凹部(21a)との間の間隙(26)に配置されていると共に、前記ドレイン側凹部(22a)によって広くされた前記第1ソース配線(21)と前記ドレイン側凹部(22a)との間の間隙(27)に配置されていることを特徴とする半導体装置。
A lateral semiconductor element including a source region (15), a drain region (12), and a gate electrode (17) is formed on a semiconductor substrate (10), and a plurality of wiring layers are formed on the semiconductor substrate (10). A semiconductor device comprising:
Of the plurality of wiring layers, the first wiring layer (20) located closest to the semiconductor substrate (10) is a first source wiring (21) electrically connected to the source region (15) of the semiconductor element. A first drain wiring (22) electrically connected to the drain region (12) of the semiconductor element, and a relay part (23) electrically connected to the gate electrode (17),
The first source wiring (21) and the first drain wiring (22) are arranged in a stripe shape in a direction parallel to the surface (11) of the semiconductor substrate (10),
The first source line (21) includes a source-side recess (21a) in which a part of the first source line (21) is narrowed.
The first drain wiring (22) includes a drain side recess (22a) in which a part of the width of the first drain wiring (22) is narrowed.
The relay portion (23) includes the first drain wiring (22) widened by the source-side recess (21a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). The first source wiring (21) and the drain side recess (22a) disposed in the gap (26) between the source side recess (21a) and widened by the drain side recess (22a), A semiconductor device, which is disposed in a gap (27) between the two .
前記複数の配線層は、前記第1配線層(20)の上に第2配線層(30)を備えており、
前記第2配線層(30)は、
前記第1ソース配線(21)に電気的に接続された第2ソース配線(31)と、
前記第1ドレイン配線(22)に電気的に接続された第2ドレイン配線(32)と、
前記中継部(23)に電気的に接続された裏打ち用配線(33)とを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
The plurality of wiring layers include a second wiring layer (30) on the first wiring layer (20),
The second wiring layer (30)
A second source line (31) electrically connected to the first source line (21);
A second drain wiring (32) electrically connected to the first drain wiring (22);
The semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a and electrically connected to the backing wire (33) to the relay unit (23).
前記ソース領域(15)および前記ドレイン領域(12)は前記半導体基板(10)にストライプ状に形成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の半導体装置。 It said source region (15) and said drain region (12) The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is formed in a stripe shape on the semiconductor substrate (10). 前記ソース領域(15)および前記ドレイン領域(12)は前記半導体基板(10)にメッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の半導体装置。 It said source region (15) and said drain region (12) The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is formed in a mesh pattern on the semiconductor substrate (10). ソース領域(15)、ドレイン領域(12)、およびゲート電極(17)を備えた横型の半導体素子が半導体基板(10)に形成され、前記半導体基板(10)の上に複数の配線層が形成された半導体装置であって、
前記複数の配線層のうち、もっとも半導体基板(10)側に位置する第1配線層(20)は、前記半導体素子のソース領域(15)に電気的に接続された第1ソース配線(21)と、前記半導体素子のドレイン領域(12)に電気的に接続された第1ドレイン配線(22)と、前記ゲート電極(17)に電気的に接続された中継部(23)とを備え、
前記第1ソース配線(21)および前記第1ドレイン配線(22)は、前記半導体基板(10)の表面(11)に平行な方向にストライプ状に配置されており、
前記第1ソース配線(21)および前記第1ドレイン配線(22)のいずれか一方または両方は、前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間隔を広くする凹部(21a、22a)を備え、
前記中継部(23)は、前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間において、前記凹部(21a、22a)によって広くされた前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間隙(24、26、27)に配置されており、
前記ソース領域(15)および前記ドレイン領域(12)は前記半導体基板(10)にメッシュ状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
A lateral semiconductor element including a source region (15), a drain region (12), and a gate electrode (17) is formed on a semiconductor substrate (10), and a plurality of wiring layers are formed on the semiconductor substrate (10). A semiconductor device comprising:
Of the plurality of wiring layers, the first wiring layer (20) located closest to the semiconductor substrate (10) is a first source wiring (21) electrically connected to the source region (15) of the semiconductor element. A first drain wiring (22) electrically connected to the drain region (12) of the semiconductor element, and a relay part (23) electrically connected to the gate electrode (17),
The first source wiring (21) and the first drain wiring (22) are arranged in a stripe shape in a direction parallel to the surface (11) of the semiconductor substrate (10),
One or both of the first source wiring (21) and the first drain wiring (22) is a recess (in which a distance between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22) is increased. 21a, 22a)
The relay part (23) includes the first source line (21) widened by the recesses (21a, 22a) between the first source line (21) and the first drain line (22). Disposed in the gap (24, 26, 27) with the first drain wiring (22) ,
The semiconductor device, wherein the source region (15) and the drain region (12) are formed in a mesh shape on the semiconductor substrate (10) .
前記第1ソース配線(21)は、前記凹部として前記第1ソース配線(21)の一部の幅が狭くされたソース側凹部(21a)を備え、
前記中継部(23)は、前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間において、前記ソース側凹部(21a)によって広くされた間隙(26)に配置されていることを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
The first source wiring (21) includes a source-side recess (21a) in which a width of a part of the first source wiring (21) is narrowed as the recess.
The relay portion (23) is disposed in a gap (26) widened by the source-side recess (21a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). The semiconductor device according to claim 6 .
前記第1ドレイン配線(22)は、前記凹部として前記第1ドレイン配線(22)の一部の幅が狭くされたドレイン側凹部(22a)を備え、
前記中継部(23)は、前記第1ソース配線(21)と前記第1ドレイン配線(22)との間において、前記ドレイン側凹部(22a)によって広くされた間隙(27)に配置されていることを特徴とする請求項に記載の半導体装置。
The first drain wiring (22) includes a drain-side recess (22a) in which a part of the width of the first drain wiring (22) is narrowed as the recess,
The relay portion (23) is disposed in a gap (27) widened by the drain-side recess (22a) between the first source wiring (21) and the first drain wiring (22). The semiconductor device according to claim 6 .
前記複数の配線層は、前記第1配線層(20)の上に第2配線層(30)を備えており、
前記第2配線層(30)は、
前記第1ソース配線(21)に電気的に接続された第2ソース配線(31)と、
前記第1ドレイン配線(22)に電気的に接続された第2ドレイン配線(32)と、
前記中継部(23)に電気的に接続された裏打ち用配線(33)とを備えていることを特徴とする請求項ないしのいずれか1つに記載の半導体装置。
The plurality of wiring layers include a second wiring layer (30) on the first wiring layer (20),
The second wiring layer (30)
A second source line (31) electrically connected to the first source line (21);
A second drain wiring (32) electrically connected to the first drain wiring (22);
The semiconductor device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that it comprises a and electrically connected to the backing wire (33) to the relay unit (23).
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JPH01123439A (en) * 1987-11-06 1989-05-16 Nec Corp Wiring structure for semiconductor integrated circuit device
US5355008A (en) * 1993-11-19 1994-10-11 Micrel, Inc. Diamond shaped gate mesh for cellular MOS transistor array
EP0922302A2 (en) * 1997-05-23 1999-06-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lateral mos transistor device
US6084277A (en) * 1999-02-18 2000-07-04 Power Integrations, Inc. Lateral power MOSFET with improved gate design
US6555883B1 (en) * 2001-10-29 2003-04-29 Power Integrations, Inc. Lateral power MOSFET for high switching speeds
JP4396200B2 (en) * 2002-10-30 2010-01-13 株式会社デンソー Semiconductor device
JP4631315B2 (en) * 2004-06-02 2011-02-16 株式会社デンソー Transistor
JP2007273689A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Denso Corp Semiconductor device
JP2008258369A (en) * 2007-04-04 2008-10-23 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method

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