JP6889380B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

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Description

本開示は、ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)を用いたスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置に関する。
半導体基板上に半導体集積回路を形成する方法として、スタンダードセル方式が知られている。スタンダードセル方式とは、特定の論理機能を有する基本的単位(例えば、インバータ,ラッチ,フリップフロップ,全加算器など)をスタンダードセルとして予め用意しておき、半導体基板上に複数のスタンダードセルを配置して、それらのスタンダードセルを配線で接続することによって、LSIチップを設計する方式のことである。
また、LSIの基本構成要素であるトランジスタは、ゲート長の縮小(スケーリング)により、集積度の向上、動作電圧の低減、および動作速度の向上を実現してきた。しかし近年、過度なスケーリングによるオフ電流と、それによる消費電力の著しい増大が問題となっている。この問題を解決するため、トランジスタ構造を従来の平面型から立体型に変更した立体構造トランジスタが盛んに研究されている。その1つとして、ナノワイヤFETが注目されている。
非特許文献1,2には、ナノワイヤFETの製造方法の例が開示されている。
S. Bangsaruntip, et al. "High performance and highly uniform gate-all-around silicon nanowire MOSFETs with wire size dependent scaling", Electron Devices Meeting (IEDM), 2009 IEEE International Isaac Laucer, et al. "Si Nanowire CMOS Fabricated with Minimal Deviation from RMG Fin FET Technology Showing Record Performance", 2015 Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers
これまで、ナノワイヤFETを用いたスタンダードセルの構造や、ナノワイヤFETを用いた半導体集積回路のレイアウトに関して、具体的な検討はまだなされていない。
本開示は、ナノワイヤFETを用いた半導体集積回路装置に関するものであり、製造の容易化に有効なレイアウト構成を提供する。
本開示の第1態様では、半導体集積回路装置は、第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)を備えた第1スタンダードセルと、第2ナノワイヤFETを備えた第2スタンダードセルとを備える。前記第1ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNa(Naは2以上の整数)本の第1ナノワイヤと、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第1ナノワイヤと接続された一対の第1パッドと、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第1ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第1ゲート電極とを備える。前記第2ナノワイヤFETは、前記第1方向に延びるNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本の第2ナノワイヤと、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第2ナノワイヤと接続された一対の第2パッドと、前記第2方向に延び、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第2ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第2ゲート電極とを備える。前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドと前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドとは、前記第2方向において、両端のうち少なくともいずれか一方の位置が、一致している。
この態様によると、第1スタンダードセルが備える第1ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNa(Naは2以上の整数)本のナノワイヤを備えており、第2スタンダードセルが備える第2ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本のナノワイヤを備えている。そして、第1ナノワイヤFETのパッドと第2ナノワイヤFETのパッドとは、第1方向と垂直をなす第2方向において、両端のうち少なくともいずれか一方の位置が、一致している。このため、ナノワイヤの本数が異なる第1および第2ナノワイヤFETについて、第2方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
本開示の第2態様では、半導体集積回路装置は、第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)と、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、第2ナノワイヤFETとを備えたスタンダードセルを備える。前記第1ナノワイヤFETは、第1方向に延びるナノワイヤと、前記ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記ナノワイヤと接続された一対のパッドと、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ナノワイヤの周囲を囲うように設けられたゲート電極とを備える。前記第2ナノワイヤFETは、前記第1ナノワイヤFETのパッド間に設けられ、前記第1方向に延びるダミーナノワイヤと、前記第1ナノワイヤFETのゲート電極と同一直線上に、前記ゲート電極と分離して配置され、前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ダミーナノワイヤの周囲を囲うように設けられたダミーゲート電極とを備える。
この態様によると、スタンダードセルは、第1ナノワイヤFETと、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである第2ナノワイヤFETとを備えている。第2ナノワイヤFETは、第1ナノワイヤFETのパッド間に設けられたダミーナノワイヤと、第1ナノワイヤFETのゲート電極と同一直線上に、このゲート電極と分離して、ダミーナノワイヤの周囲を囲うように設けられたダミーゲート電極とを備えている。このため、第1ナノワイヤFETについて、第2方向におけるパッド端の位置を、他のナノワイヤFETと合わせることが容易になる。このため、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
本開示の第3態様では、半導体集積回路装置は、第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)と、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、第2ナノワイヤFETとを備えたスタンダードセルを備える。前記第1ナノワイヤFETは、第1方向に延びるナノワイヤと、前記ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記ナノワイヤと接続された一対のパッドと、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ナノワイヤの周囲を囲うように設けられたゲート電極とを備える。前記第2ナノワイヤFETは、前記第1ナノワイヤFETのナノワイヤと並列に、前記第1方向に延びるように設けられたダミーナノワイヤと、前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における両端の少なくともいずれか一方に設けられ、前記ダミーナノワイヤと接続されたダミーパッドとを備える。前記ダミーパッドは、前記第1ナノワイヤFETのパッドと前記第2方向に並び、当該パッドと分離して、配置されている。
この態様によると、スタンダードセルは、第1ナノワイヤFETと、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである第2ナノワイヤFETとを備えている。第2ナノワイヤFETは、第1ナノワイヤFETのナノワイヤと並列に第1方向に延びるように設けられたダミーナノワイヤと、ダミーナノワイヤの第1方向における両端の少なくともいずれか一方に設けられ、第1ナノワイヤFETのパッドと第1方向と垂直をなす第2方向に並び、当該パッドと分離して配置されているダミーパッドとを備える。このため、第1ナノワイヤFETについて、第2方向における、パッドおよびダミーパッドを含む領域の端の位置を、他のナノワイヤFETと合わせることが容易になる。このため、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
本開示の第4態様では、半導体集積回路装置は、第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)と、第2ナノワイヤFETとを備えたスタンダードセルを備える。前記第1ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNa(Naは2以上の整数)本の第1ナノワイヤと、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第1ナノワイヤと接続された一対の第1パッドと、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第1ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第1ゲート電極とを備える。前記第2ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本の第2ナノワイヤと、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第2ナノワイヤと接続された一対の第2パッドと、前記第2方向に延び、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第2ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第2ゲート電極とを備える。前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドと前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドとは、前記第2方向において、両端のうち少なくともいずれか一方の位置が、一致している。
この態様によると、スタンダードセルにおいて、第1ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNa(Naは2以上の整数)本のナノワイヤを備えており、第2ナノワイヤFETは、第1方向に延びるNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本のナノワイヤを備えている。そして、第1ナノワイヤFETのパッドと第2ナノワイヤFETのパッドとは、第1方向と垂直をなす第2方向において、両端のうち少なくともいずれか一方の位置が、一致している。このため、ナノワイヤの本数が異なる第1および第2ナノワイヤFETについて、第2方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
本開示によると、ナノワイヤFETを用いた半導体集積回路装置において、製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。
第1実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図 図1のレイアウト構成の断面図 第1実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図 第1実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図 第1実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図 第2実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図 第3実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図 (a),(b)は第3実施形態におけるスタンダードセルの他の例 第4実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図である。 第5実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図 図10のスタンダードセルの回路図 第1実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図 図1のレイアウト構成例の変形例 ナノワイヤFETの基本構造を示す模式図 ナノワイヤFETの基本構造を示す模式図
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の実施の形態では、半導体集積回路装置は複数のスタンダードセルを備えており、この複数のスタンダードセルのうち少なくとも一部は、ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)を備えるものとする。
図14はナノワイヤFETの基本構造例を示す模式図である(全周ゲート(GAA:Gate All Around)構造ともいう)。ナノワイヤFETとは、電流が流れる細いワイヤ(ナノワイヤ)を用いたFETである。ナノワイヤは例えばシリコンによって形成される。図14に示すように、ナノワイヤは、基板上において、水平方向すなわち基板と並行して延びるように形成されており、その両端が、ナノワイヤFETのソース領域およびドレイン領域となる構造物に接続されている。本願明細書では、ナノワイヤFETにおいて、ナノワイヤの両端に接続されており、ナノワイヤFETのソース領域およびドレイン領域となる構造物のことを、パッドと呼ぶ。図14では、シリコン基板の上にSTI(Shallow Trench Isolation)が形成されているが、ナノワイヤの下方(ハッチを付した部分)では、シリコン基板が露出している。なお実際には、ハッチを付した部分は熱酸化膜等で覆われている場合があるが、図14では簡略化のため、図示を省略している。
ナノワイヤは、その周囲が、シリコン酸化膜等の絶縁膜を介して、例えばポリシリコンからなるゲート電極によってぐるりと囲まれている。パッドおよびゲート電極は、基板表面上に形成されている。この構造により、ナノワイヤのチャネル領域は、上部、両側部、および、下部が全てゲート電極に囲まれているため、チャネル領域に均一に電界がかかり、これにより、FETのスイッチング特性が良好になる。
なお、パッドは、少なくともナノワイヤが接続されている部分はソース/ドレイン領域となるが、ナノワイヤが接続されている部分よりも下の部分は、必ずしもソース/ドレイン領域とはならない場合もある。また、ナノワイヤの一部(ゲート電極に囲まれていない部分)が、ソース/ドレイン領域となる場合もある。
また、図14では、ナノワイヤは、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において、2本配置されている。ただし、縦方向に配置するナノワイヤの本数は、2本に限られるものではなく、1本でもよいし、3本以上を縦方向に並べて配置してもよい。また、図14では、最も上のナノワイヤの上端とパッドの上端とは、高さがそろっている。ただし、これらの高さをそろえる必要はなく、パッドの上端が最も上のナノワイヤの上端よりも高くてもかまわない。
また、図15に示すように、基板の上面にBOX(Buried Oxide)が形成されており、このBOXの上にナノワイヤFETが形成される場合もある。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図である。図1に示すスタンダードセル1,2はそれぞれ、ナノワイヤFETを用いて、入力Aおよび出力Yを有するインバータを構成する。図1では、図面横方向をX方向(第1方向に相当)とし、図面縦方向をY方向(第2方向に相当)としている。以降のレイアウト平面図についても同様である。図1では、スタンダードセル1,2は、X方向に延びる同じセル列に配置されている。
スタンダードセル1,2は、P型トランジスタ領域PAとN型トランジスタ領域NAとがY方向に並べて配置されている。スタンダードセル1,2はそれぞれ、2個のナノワイヤFETを備えている。すなわち、スタンダードセル1はP型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P1が設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N1が設けられている。また、スタンダードセル2はP型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P2が設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N2が設けられている。
スタンダードセル1において、ナノワイヤFET P1,N1はそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられたNa(Naは2以上の整数)本ずつの、ナノワイヤ11,12を備えている。ここでは、ナノワイヤ11,12はそれぞれ、Y方向において4本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ11,12はそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で8本ずつ設けられている(Na=8)。スタンダードセル2において、ナノワイヤFET P2,N2はそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられたNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本ずつの、ナノワイヤ13,14を備えている。ここでは、ナノワイヤ13,14はそれぞれ、Y方向において2本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ13,14はそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で4本ずつ設けられている(Nb=4)。ナノワイヤ11,12,13,14は、円柱状であり、基板上において水平方向すなわち基板と並行して延びており、例えばシリコンで形成されている。また、スタンダードセル1には、ナノワイヤ11と接続された一対のパッド21,22およびナノワイヤ12と接続された一対のパッド23,24が設けられており、スタンダードセル2には、ナノワイヤ13と接続された一対のパッド25,26およびナノワイヤ14と接続された一対のパッド27,28が設けられている。パッド21,22,25,26は、少なくともナノワイヤ11,13と接続された部分にP型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET P1,P2のソース領域またはドレイン領域となる。パッド23,24,27,28は、少なくともナノワイヤ12,14と接続された部分にN型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET N1,N2のソース領域またはドレイン領域となる。
またここでは、パッド21,22,23,24はそれぞれ、4個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド21は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ11にそれぞれ接続されている。パッド22は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ11にそれぞれ接続されている。パッド23は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ12にそれぞれ接続されている。パッド24は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ12にそれぞれ接続されている。またここでは、パッド25,26,27,28はそれぞれ、2個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド25は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ13にそれぞれ接続されている。パッド26は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ13にそれぞれ接続されている。パッド27は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ14にそれぞれ接続されている。パッド28は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ14にそれぞれ接続されている。
また、スタンダードセル1には、Y方向に直線状に延びるゲート配線31が配置されており、スタンダードセル2には、Y方向に直線状に延びるゲート配線32が配置されている。ゲート配線31は、ナノワイヤFET P1のゲート電極31pとナノワイヤFET N1のゲート電極31nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ11,12のX方向における所定範囲において、ナノワイヤ11,12の周囲を囲うように設けられている。ゲート配線32は、ナノワイヤFET P2のゲート電極32pとナノワイヤFET N2のゲート電極32nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ13,14のX方向における所定範囲において、ナノワイヤ13,14の周囲を囲うように設けられている。また、スタンダードセル1,2のセル枠CFの側辺に、Y方向に延びるダミーゲート配線33a,33b,34a,34bがそれぞれ配置されている。
ナノワイヤFET P1,P2,N1,N2の上層に、金属配線層M1が構成されている。金属配線層M1において、セル枠CFの上辺に、電源電位を供給する第1電源配線としての配線VDDが配置されており、セル枠CFの下辺に、接地電位を供給する第2電源配線としての配線VSSが配置されている。また、金属配線層M1において、スタンダードセル1に配線41a〜41dが形成されており、スタンダードセル2に配線42a〜42dが形成されている。
スタンダードセル1において、配線41aは、配線VDDからY方向下向きに延びるように形成されており、ローカル配線45aを介してパッド21に接続されている。配線41bは、配線VSSからY方向上向きに延びるように形成されており、ローカル配線45bを介してパッド23に接続されている。配線41cは、パッド22,24を接続するものであり、ローカル配線45cを介してパッド22に接続されており、ローカル配線45dを介してパッド24に接続されている。配線41dは,ゲート配線31にローカル配線45eを介して接続される。配線41c,41dは、スタンダードセル1が構成するインバータの出力Y、入力Aにそれぞれ対応する。
スタンダードセル2において、配線42aは、配線VDDからY方向下向きに延びるように形成されており、ローカル配線46aを介してパッド25に接続されている。配線42bは、配線VSSからY方向上向きに延びるように形成されており、ローカル配線46bを介してパッド27に接続されている。配線42cは、パッド26,28を接続するものであり、ローカル配線46cを介してパッド26に接続されており、ローカル配線46dを介してパッド28に接続されている。配線42dは,ゲート配線32にローカル配線46eを介して接続される。配線42c,42dは、スタンダードセル2が構成するインバータの出力Y、入力Aにそれぞれ対応する。
図2は図1のレイアウト構成の線X−X’における断面図である。図2に示すように、金属配線層M1の配線41a,41cは、コンタクト43を介して、ローカル配線45a,45cに接続されている。コンタクト43は、金属配線層M1の配線41a,41cと一緒にデュアルダマシンプロセスによって形成される。なお、コンタクト43は、金属配線層M1の配線41a,41cとは別個に形成してもよい。また、金属配線層M1の配線41a,41cは、例えばCuからなり、その表面に、例えばタンタルまたは窒化タンタルを含むバリアメタル48が形成されている。ローカル配線45a,45cは、例えばタングステンからなり、その表面に、例えばチタンまたは窒化チタンを含むグルー膜47が形成されている。なお、ローカル配線45a,45cは、コバルトによって形成してもよい。この場合は、グルー膜47の形成を省いてもよい。また、パッド21,22の表面には、例えばニッケルやコバルト等からなるシリサイド膜49が形成されている。
層間絶縁膜146a,146bは、例えばシリコン酸化膜である。層間絶縁膜146cは、例えばSiOCやポーラス膜のような低誘電率膜である。なお、層間絶縁膜146cは、2またはそれ以上の積層構造となっていてもよい。
ゲート電極31は、例えばポリシリコンによって形成される。なお、ゲート電極31は、窒化チタン等の金属を含む材料によって形成されてもよい。また、ゲート絶縁膜は、例えばシリコン酸化膜であり、例えば熱酸化法によって形成される。なお、ゲート絶縁膜は、ハフニウム、ジルコニウム、ランタン、イットリウム、アルミニウム、チタンまたはタンタルの酸化物によって形成されてもよい。
図2の断面図から分かるように、パッド21〜28の下面は、ナノワイヤ11,12,13,14の下面よりも低い位置にある。また、ナノワイヤ11,12,13,14の上面は、パッド21〜28の上面と同じ高さにある。そして、ゲート電極31p,32p,31n,32nは、ナノワイヤ11,12,13,14の周囲をぐるりと囲むように形成されている。すなわち、ナノワイヤ11,12,13,14に形成されるチャネル領域の上面、両側面、下面の全てが、絶縁膜を介して、ゲート電極31p,32p,31n,32nに囲われている。なお、ナノワイヤ11,12,13,14の上面は、パッド21〜28の上面よりも低い位置にあってもよい。
なお、基板の上面にBOX(Buried Oxide)が形成されていてもよい。
なお、ここでは、金属配線41a〜41dとパッド21,22,23,24およびゲート配線31との接続形態は、ローカル配線45a,45b,45c,45d,45eとコンタクト43を介した接続とし、金属配線42a〜42dとパッド25,26,27,28およびゲート配線32との接続形態は、ローカル配線46a,46b,46c,46d,46eとコンタクト43を介した接続としている。ただし、金属配線とパッドおよびゲート配線との接続形態は、コンタクトを介さずに、ローカル配線のみを介した接続としてもよいし、ローカル配線を介さずに、コンタクトのみを介した接続としてもよい。
図1のレイアウト構成は、次のような特徴を有している。
P型トランジスタ領域PAにおいて、スタンダードセル1のナノワイヤFET P1とスタンダードセル2のナノワイヤFET P2とを対比する。ナノワイヤFET P1のパッド21,22とナノワイヤFET P2のパッド25,26とは、Y方向において、配線VDDに近い方の端(図面での上端)の位置が一致している(図1の破線a)。また、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11とナノワイヤFET P2のナノワイヤ13とは、Y方向において、パッドの上端に最も近いナノワイヤの位置が一致している(図1の破線b)。なおここでは、ナノワイヤFET P2のナノワイヤ13は2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11の図面上側2本の位置にそれぞれ一致している。
N型トランジスタ領域NAにおいても、同様である。ナノワイヤFET N1のパッド23,24とナノワイヤFET N2のパッド27,28とは、Y方向において、配線VSSに近い方の端(図面での下端)の位置が一致している。また、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12とナノワイヤFET N2のナノワイヤ14とは、Y方向において、パッドの下端に最も近いナノワイヤの位置が一致している。なおここでは、ナノワイヤFET N2のナノワイヤ14は2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12の図面下側2本の位置にそれぞれ一致している。
図1の構成によると、Na本のナノワイヤを備えたナノワイヤFET P1のパッド21,22と、Nb(<Na)本のナノワイヤを備えたナノワイヤFET P2のパッド25,26とは、Y方向において、一端の位置が一致している。このため、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P1,P2について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N1,N2について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
(他の例その1)
図3は本実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図である。図3のレイアウト構成は、基本的には図1と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する場合がある。図3では、スタンダードセル2Aのレイアウトが、図1のスタンダードセル2と少し異なっている。
図3のレイアウト構成は、次のような特徴を有している。すなわち、P型トランジスタ領域PAにおいて、ナノワイヤFET P1のパッド21,22とナノワイヤFET P2のパッド25,26とは、Y方向において、配線VDDから遠い方の端(図面での下端)の位置が一致している(図3の破線a)。また、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11とナノワイヤFET P2のナノワイヤ13とは、Y方向において、パッドの下端に最も近いナノワイヤの位置が一致している(図3の破線b)。なおここでは、ナノワイヤFET P2のナノワイヤ13は2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11の図面下側2本の位置にそれぞれ一致している。
N型トランジスタ領域においても、同様である。ナノワイヤFET N1のパッド23,24とナノワイヤFET N2のパッド27,28とは、Y方向において、配線VSSから遠い方の端(図面での上端)の位置が一致している。また、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12とナノワイヤFET N2のナノワイヤ14とは、Y方向において、パッドの上端に最も近いナノワイヤの位置が一致している。なおここでは、ナノワイヤFET N2のナノワイヤ14は2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12の図面上側2本の位置にそれぞれ一致している。
図3の構成により、図1の構成と同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P1,P2について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N1,N2について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
なお、スタンダードセル2Aにおいて、ゲート配線32は、スタンダードセル1のゲート配線31よりも短い。すなわち、ナノワイヤFET P2のゲート電極32pはナノワイヤFET P1のゲート電極31pよりも短く、ナノワイヤFET N2のゲート電極32nはナノワイヤFETN1のゲート電極31nよりも短い。これにより、ゲート容量が低減される。なお、ゲート配線32をゲート配線31と同等の長さにしてもかまわない。また、スタンダードセル2Aにおいて、出力Yに対応する配線42cは、スタンダードセル1の出力Yに対応する配線41cよりも短い。これにより、配線容量が低減される。
(他の例その2)
図4は本実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図である。図4のレイアウト構成は、基本的には図1と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する場合がある。図4では、スタンダードセル2Bのレイアウトが、図1のスタンダートセル2と少し異なっている。
図4のレイアウト構成は、次のような特徴を有している。すなわち、P型トランジスタ領域PAにおいて、ナノワイヤFET P1のパッド21,22とナノワイヤFET P2のパッド25,26とは、Y方向において、両端の位置が一致している(図4の破線a1,a2)。すなわち、パッド21,22とパッド25,26とは、Y方向における配置範囲が同一である。またここでは、ナノワイヤ13は2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11の中央の2本の位置にそれぞれ一致している。すなわち、ナノワイヤFET P2は、Y方向において、ナノワイヤ13の配置範囲の中心位置と、パッド25,26の配置範囲の中心位置とが一致している。
N型トランジスタ領域においても、同様である。ナノワイヤFET N1のパッド23,24とナノワイヤFET N2のパッド27,28とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド23,24とパッド27,28とは、Y方向における配置範囲が同一である。またここでは、ナノワイヤFET N2のナノワイヤ14は2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12の中央の2本の位置にそれぞれ一致している。すなわち、ナノワイヤFET N2は、Y方向において、ナノワイヤ14の配置範囲の中心位置が、パッド27,28の配置範囲の中心位置と一致している。
図4の構成により、図1の構成と同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P1,P2について、Y方向におけるパッド両端の位置を合わせることができる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N1,N2について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
(他の例その3)
図5は本実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図である。図5のレイアウト構成は、基本的には図1と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する場合がある。図5では、スタンダードセル2Cのレイアウトが、図1のスタンダードセル2と少し異なっている。
図5のレイアウト構成は、次のような特徴を有している。すなわち、P型トランジスタ領域PAにおいて、ナノワイヤFET P1のパッド21,22とナノワイヤFET P2のパッド25,26とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド21,22とパッド25,26とは、Y方向における配置範囲が同一である。N型トランジスタ領域においても、ナノワイヤFET N1のパッド23,24とナノワイヤFET N2のパッド27,28とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド23,24とパッド27,28とは、Y方向における配置範囲が同一である。これらの点は図4の構成と同様である。
そして図5のレイアウト構成では、ナノワイヤFET P2は、Y方向において、ナノワイヤ13の配置範囲が、パッド25,26の配置範囲に対して偏っている。図5では、ナノワイヤ13は、パッド25,26の配置範囲に対して図面下側に偏っており、2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11の図面下側の2本の位置にそれぞれ一致している。また、ナノワイヤFET N2は、Y方向において、ナノワイヤ14の配置範囲が、パッド27,28の配置範囲に対して偏っている。図5では、ナノワイヤ14は、パッド27,28の配置範囲に対して図面上側に偏っており、2本とも、Y方向において、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12の図面上側の2本の位置にそれぞれ一致している。
さらに、ナノワイヤFET P2はダミーゲート電極35aを有している。ダミーゲート電極35aは、パッド25,26の間に、ゲート電極32pと同一直線上に配置されている。ダミーゲート電極35aは、ゲート電極32pと分離されている。同様に、ナノワイヤFET N2はダミーゲート電極35bを有している。ダミーゲート電極35bは、パッド27,28の間に、ゲート電極32nと同一直線上に配置されている。ダミーゲート電極35bは、ゲート電極32nと分離されている。
図5の構成により、図1の構成と同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P1,P2について、Y方向におけるパッド両端の位置を合わせることができる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N1,N2について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
なお、図5のレイアウト構成において、ダミーゲート電極35a,35bは配置しなくてもよいし、いずれか一方のみを配置してもよい。
なお、本実施形態では、ナノワイヤFET P1,N1は、平面視で4本、縦方向に2本、計8本のナノワイヤを備え、ナノワイヤFET P2,N2は、平面視で2本、縦方向に2本、計4本のナノワイヤを備えるものとしたが、ナノワイヤの本数はこれに限られるものではない。また、P型のナノワイヤFETとN型のナノワイヤとが異なる本数のナノワイヤを備えていてもよい。
また、本実施形態において、ナノワイヤFET P2のナノワイヤ13の位置は、Y方向において、ナノワイヤFET P1のナノワイヤ11の位置に一致しているものとしたが、一致していなくてもよい。また、ナノワイヤFET N2のナノワイヤ14の位置は、Y方向において、ナノワイヤFET N1のナノワイヤ12の位置に一致しているものとしたが、一致していなくてもよい。
(第2実施形態)
図6は第2実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図である。図6に示すスタンダードセル1,3はそれぞれ、ナノワイヤFETを用いて、入力Aおよび出力Yを有するインバータを構成する。また、図6では、スタンダードセル1,3は、X方向に延びる同じセル列に配置されている。図6のレイアウト構成では、図1と共通の構成要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する場合がある。なお、スタンダードセル1のレイアウト構成は、第1実施形態で示したものと同様である。
スタンダードセル3は、P型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P31が設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N31が設けられている。さらに、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、P型のナノワイヤFET P32およびN型のナノワイヤFET N32が設けられている。
ナノワイヤFET P31,N31はそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられた複数の、ナノワイヤ131,141を備えている。ここでは、ナノワイヤ131,141はそれぞれ、Y方向において2本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ131,141はそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で4本ずつ設けられている。ナノワイヤ131,141は、円柱状であり、基板上において水平方向すなわち基板と並行して延びており、例えばシリコンで形成されている。また、スタンダードセル3には、ナノワイヤ131と接続されたパッド25,26と、ナノワイヤ141と接続されたパッド27,28とが設けられている。パッド25,26は少なくともナノワイヤ131と接続された部分にP型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET P31のソース領域またはドレイン領域となる。パッド27,28は少なくともナノワイヤ141と接続された部分にN型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET N31のソース領域またはドレイン領域となる。
スタンダードセル3には、Y方向に直線状に延びるゲート配線32が配置されている。ゲート配線32は、ナノワイヤFET P31のゲート電極32pと,ナノワイヤFET N31のゲート電極32nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ131,141のX方向における所定範囲において、ナノワイヤ131,141の周囲を囲うように設けられている。
ナノワイヤFET P32は、ダミーナノワイヤ132と、ダミーゲート電極36aとを備えている。ダミーナノワイヤ132は、パッド25,26の間に、ナノワイヤ131と並列にX方向に延びるように設けられている。ダミーゲート電極36aは、ダミーナノワイヤ132のX方向における所定範囲において、ダミーナノワイヤ132の周囲を囲うように設けられている。ダミーゲート電極36aは、配線42eおよびローカル配線46fを介して、配線VDDと接続されている。すなわち、ナノワイヤFET P32のゲートは電源電位に固定されている。
ナノワイヤFET N32は、ダミーナノワイヤ142と、ダミーゲート電極36bとを備えている。ダミーナノワイヤ142は、パッド27,28の間に、ナノワイヤ141と並列にX方向に延びるように設けられている。ダミーゲート電極36bは、ダミーナノワイヤ142のX方向における所定範囲において、ダミーナノワイヤ142の周囲を囲うように設けられている。ダミーゲート電極36bは、配線42fおよびローカル配線46gを介して、配線VSSと接続されている。すなわち、ナノワイヤFET N32のゲートは接地電位に固定されている。
またここでは、パッド25,26,27,28はそれぞれ、4個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド25,26は、分離した4個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ131およびY方向に2本設けられたダミーナノワイヤ132に、それぞれ接続されている。パッド27,28は、分離した4個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ141およびY方向に2本設けられたダミーナノワイヤ142に、それぞれ接続されている。
スタンダードセル3の構成は、スタンダードセル1の構成において、ナノワイヤFET P1のゲート電極31pを2つに分離し、分離したゲート電極のうち図面上側のゲート電極を電源電位に固定するとともに、ナノワイヤFET N1のゲート電極31nを2つに分離し、分離したゲート電極のうち図面下側のゲート電極を接地電位に固定した構成になっている。
図6の構成では、P型トランジスタ領域PAにおいて、ナノワイヤFET P1のパッド21,22と、スタンダードセル3におけるパッド25,26とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド21,22とパッド25,26とは、Y方向における配置範囲が同一である。また、ナノワイヤFET N1のパッド23,24と、スタンダードセル3におけるパッド27,28とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド23,24とパッド27,28とは、Y方向における配置範囲が同一である。
図6の構成によると、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P1,P31について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。また、ダミートランジスタであるナノワイヤFET P32を設けたことによって、Y方向において、パッド25,26の端の位置を、ナノワイヤFET P1のパッド21,22と合わせることが容易になる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N1,N31について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。また、ダミートランジスタであるナノワイヤFET N32を設けたことによって、Y方向において、パッド27,28の端の位置を、ナノワイヤFET N1のパッド23,24と合わせることが容易になる。このため、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
なお、図6の構成では、パッド21,22とパッド25,26とは、Y方向において両端の位置が一致しているものとしたが、両端のいずれか一方のみが一致していてもよいし、いずれも一致していなくてもよい。また、パッド23,24とパッド27,28とは、Y方向において両端の位置が一致しているものとしたが、両端のいずれか一方のみが一致していてもよいし、いずれも一致していなくてもよい。
(第3実施形態)
図7は第3実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成のを示す平面図である。図7に示すスタンダードセル1,4はそれぞれ、ナノワイヤFETを用いて、入力Aおよび出力Yを有するインバータを構成する。また、図7では、スタンダードセル1,4は、X方向に延びる同じセル列に配置されている。図7のレイアウト構成では、図1と共通の構成要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する場合がある。なお、スタンダードセル1のレイアウト構成は、第1実施形態で示したものと同様である。
スタンダードセル4は、P型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P41が設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N41が設けられている。さらに、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、P型のナノワイヤFET P42およびN型のナノワイヤFET N42が設けられている。
ナノワイヤFET P41,N41はそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられた複数の、ナノワイヤ133,143を備えている。ここでは、ナノワイヤ133,143はそれぞれ、Y方向において3本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ133,143はそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で6本ずつ設けられている。ナノワイヤ133,143は、円柱状であり、基板上において水平方向すなわち基板と並行して延びており、例えばシリコンで形成されている。また、スタンダードセル4には、ナノワイヤ133と接続されたパッド25,26aと、ナノワイヤ143と接続されたパッド27,28aとが設けられている。パッド25,26aは少なくともナノワイヤ133と接続された部分にP型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET P41のソース領域またはドレイン領域となる。パッド27,28aは少なくともナノワイヤ143と接続された部分にN型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET N41のソース領域またはドレイン領域となる。
スタンダードセル4には、Y方向に直線状に延びるゲート配線32が配置されている。ゲート配線32は、ナノワイヤFET P41のゲート電極32pと,ナノワイヤFET N41のゲート電極32nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ133,143のX方向における所定範囲において、ナノワイヤ133,143の周囲を囲うように設けられている。
ナノワイヤFET P42は、ダミーナノワイヤ134と、ダミーパッド26bとを備えている。ダミーパッド26bは、パッド26aとY方向に隣り合うように配置されている。ダミーナノワイヤ134は、パッド25とダミーパッド26bとの間に、ナノワイヤ133と並列にX方向に延びるように設けられている。ゲート配線32は、Y方向において、ダミーナノワイヤ134の配置位置を超えるように延びており、ダミーナノワイヤ134の周囲を囲っている。すなわち、ナノワイヤFET P42のダミーゲート電極37aは、ナノワイヤFET P41のゲート電極32pと一体に構成されている。
ナノワイヤFET N42は、ダミーナノワイヤ144と、ダミーパッド28bとを備えている。ダミーパッド28bは、パッド28aとY方向に隣り合うように配置されている。ダミーナノワイヤ144は、パッド27とダミーパッド28bとの間に、ナノワイヤ143と並列にX方向に延びるように設けられている。ゲート配線32は、Y方向において、ダミーナノワイヤ144の配置位置を超えるように延びており、ダミーナノワイヤ144の周囲を囲っている。すなわち、ナノワイヤFET N42のダミーゲート電極37bは、ナノワイヤFET N41のゲート電極32nと一体に構成されている。
またここでは、パッド25,27はそれぞれ、4個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド25は、分離した4個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ133およびY方向に1本設けられたダミーナノワイヤ134に、それぞれ接続されている。パッド27は、分離した4個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ143およびY方向に1本設けられたダミーナノワイヤ144に、それぞれ接続されている。またここでは、パッド26a,28aはそれぞれ、3個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド26aは、分離した3個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ133に、それぞれ接続されている。パッド28aは、分離した3個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ143に、それぞれ接続されている。
スタンダードセル4の構成は、スタンダードセル1の構成において、ナノワイヤFET P1においてパッド22を2つに分離し、ナノワイヤFET N1においてパッド24を2つに分離した構成になっている。
図7の構成では、P型トランジスタ領域PAにおいて、ナノワイヤFET P1のパッド21,22と、スタンダードセル4におけるパッド25とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド21,22とパッド25とは、Y方向における配置範囲が同一である。さらに、パッド26aおよびダミーパッド26bは、Y方向における配置範囲はパッド25と同一であり、Y方向における両端がパッド25と一致している。また、ナノワイヤFET N1のパッド23,24と、スタンダードセル4におけるパッド27とは、Y方向において、両端の位置が一致している。すなわち、パッド23,24とパッド27とは、Y方向における配置範囲が同一である。さらに、パッド28aおよびダミーパッド28bは、Y方向における配置範囲はパッド27と同一であり、Y方向における両端がパッド27と一致している。
図7の構成によると、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P1,P41について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。また、ダミートランジスタであるナノワイヤFET P42を設けたことによって、Y方向における、パッド26aおよびダミーパッド26bを含む領域の端の位置を、ナノワイヤFET P1のパッド21,22と合わせることが容易になる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N1,N41について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。また、ダミートランジスタであるナノワイヤFET N42を設けたことによって、Y方向における、パッド28aおよびダミーパッド28bを含む領域の端の位置を、ナノワイヤFET N1のパッド23,24と合わせることが容易になる。このため、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
(他の例)
図8(a),(b)は本実施形態におけるスタンダードセル4の他の例である。図8(a)のスタンダードセル4Aでは、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタであるナノワイヤFET P42,N42は、両方のパッドがダミーパッドになっている。
すなわち、ナノワイヤFET P42は、ダミーナノワイヤ134と、ダミーパッド25b,26bとを備えている。ダミーパッド25bは、パッド25aとY方向に隣り合うように配置されており、ダミーパッド26bは、パッド26aとY方向に隣り合うように配置されている。ダミーナノワイヤ134は、ダミーパッド25bとダミーパッド26bとの間に、ナノワイヤ133と並列にX方向に延びるように設けられている。ゲート配線32は、Y方向において、ダミーナノワイヤ134の配置位置を超えるように延びており、ダミーナノワイヤ134の周囲を囲っている。すなわち、ナノワイヤFET P42のダミーゲート電極37aは、ナノワイヤFET P41のゲート電極32pと一体に構成されている。
また、ナノワイヤFET N42は、ダミーナノワイヤ144と、ダミーパッド27b,28bとを備えている。ダミーパッド27bは、パッド27aとY方向に隣り合うように配置されている。ダミーパッド28bは、パッド28aとY方向に隣り合うように配置されている。ダミーナノワイヤ144は、ダミーパッド27bとダミーパッド28bとの間に、ナノワイヤ143と並列にX方向に延びるように設けられている。ゲート配線32は、Y方向において、ダミーナノワイヤ144の配置位置を超えるように延びており、ダミーナノワイヤ144の周囲を囲っている。すなわち、ナノワイヤFET N42のダミーゲート電極37bは、ナノワイヤFET N41のゲート電極32nと一体に構成されている。
またここでは、パッド25a,27aはそれぞれ、3個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド25aは、分離した3個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ133に、それぞれ接続されている。パッド27aは、分離した3個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ143に、それぞれ接続されている。
図8(b)のスタンダードセル4Bでは、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタであるナノワイヤFET P42,N42は、ダミーゲート電極が、ゲート配線32から分離している。
すなわち、ナノワイヤFET P42は、ダミーナノワイヤ134と、ダミーパッド26bとを備えている。ダミーゲート電極37aは、ゲート配線32と同一直線上に配置されており、ダミーナノワイヤ134の周囲を囲っている。ダミーゲート電極37aは、ナノワイヤFET P41のゲート電極32pと分離している。ナノワイヤFET N42は、ダミーナノワイヤ144と、ダミーパッド28bとを備えている。ダミーゲート電極37bは、ゲート配線32と同一直線上に配置されており、ダミーナノワイヤ144の周囲を囲っている。ダミーゲート電極37bは、ナノワイヤFET N41のゲート電極32nと分離している。
なお、ダミートランジスタであるナノワイヤFET P42,N42について、図7および図8(b)では、図面右側のパッドがナノワイヤFET P41,N41のパッドから分離されており、図8(a)では両方のパッドがナノワイヤFET P41,N41のパッドから分離されている。ただし、これらの形態に限られるものではなく、図面左側のパッドのみが分離されていてもかまわない。また、図8(b)では、ダミートランジスタであるナノワイヤFET P42,N42について、図面右側のパッドが分離されたレイアウトにおいて、ダミーゲート電極がナノワイヤFET P41,N41のゲート電極から分離されている。ただし、この形態に限られるものではなく、両方のパッドが分離されたレイアウトや図面左側のパッドが分離されたレイアウトにおいて、ダミーゲート電極が分離されていてもよい。
また、本実施形態では、ダミートランジスタであるナノワイヤFET P42,N42について、ナノワイヤは、平面視で1本であるものとしたが、これに限られるものではなく、平面視で2本以上のナノワイヤを備えていてもよい。また、スタンダードセル4,4A,4BはP型領域とN型領域とにおいて上下対称のレイアウトになっているが、これに限られるものではない。例えば、P型領域のみにダミートランジスタであるナノワイヤFETを設けるようにしてもよいし、P型領域とN型領域とにおいて、パッドの分離形態やナノワイヤの本数等を異なるようにしてもかまわない。
なお、上述の各実施形態において、スタンダードセル1と、スタンダードセル2,3,4等とは、同じセル列に配置されているものとしたが、これらは異なるセル列に配置されていてもよい。また一方、スタンダードセル1と、スタンダードセル2,3,4等とは、同じセル列において隣接して配置されていてもよい。この場合は、セル枠CFの側辺に配置されたダミーゲート配線33b,34aが共有される。
また、上述の各実施形態において、スタンダードセル1等はインバータを構成するものとしたが、他の回路を構成するものであってもよい。また、スタンダードセル1と、スタンダードセル2,3,4等とは、互いに異なる回路を構成するものであってもよい。また、スタンダードセル1やスタンダードセル2,3,4等とは、Y方向におけるパッド端が一致するナノワイヤFET以外のナノワイヤFETを備えていてもよい。
(第4実施形態)
上述の各実施形態では、Y方向においてパッド端が一致する2個のナノワイヤFETは、それぞれ別のスタンダードセルに含まれているものとして説明したが、単一のスタンダードセルに、Y方向においてパッド端が一致する2個のナノワイヤFETが含まれている構成であってもよい。
図9は第4実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図である。図9のレイアウト構成は、図1のレイアウト構成におけるナノワイヤFET P1,P2,N1,N2を単一のスタンダードセルに配置した構成に相当する。
図9において、スタンダードセル5は、P型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P51,P52が設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N51,N52が設けられている。ナノワイヤFET P52,N52はそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられたNa(Naは2以上の整数)本ずつのナノワイヤ53,54を備えている。ここでは、ナノワイヤ53,54はそれぞれ、Y方向において4本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ53,54はそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で8本ずつ設けられている(Na=8)。ナノワイヤFET P51,N51はそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられたNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本ずつのナノワイヤ51,52を備えている。ここでは、ナノワイヤ51,52はそれぞれ、Y方向において2本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ51,52はそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で4本ずつ設けられている(Nb=4)。ナノワイヤ51,52,53,54は、円柱状であり、基板上において水平方向すなわち基板と並行して延びており、例えばシリコンで形成されている。また、スタンダードセル5には、ナノワイヤ51と接続された一対のパッド61,62、ナノワイヤ52と接続された一対のパッド63,64、ナノワイヤ53と接続された一対のパッド65,66、およびナノワイヤ54と接続された一対のパッド67,68が設けられている。パッド61,62,65,66は、少なくともナノワイヤ51,53と接続された部分にP型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET P51,P52のソース領域またはドレイン領域となる。パッド63,64,67,68は、少なくともナノワイヤ52,54と接続された部分にN型の不純物が導入されており、ナノワイヤFET N51,N52のソース領域またはドレイン領域となる。
またここでは、パッド61,62,63,64はそれぞれ、2個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド61は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ51にそれぞれ接続されている。パッド62は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ51にそれぞれ接続されている。パッド63は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ52にそれぞれ接続されている。パッド64は、分離した2個の部分が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ52にそれぞれ接続されている。またここでは、パッド65,66,67,68はそれぞれ、4個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド65は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ53にそれぞれ接続されている。パッド66は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ53にそれぞれ接続されている。パッド67は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ54にそれぞれ接続されている。パッド68は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ54にそれぞれ接続されている。
スタンダードセル5には、Y方向に直線状に延びるゲート配線71,72が配置されている。ゲート配線71は、ナノワイヤFET P51のゲート電極71pとナノワイヤFET N51のゲート電極71nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ51,52のX方向における所定範囲において、ナノワイヤ51,52の周囲を囲うように設けられている。ゲート配線72は、ナノワイヤFET P52のゲート電極72pとナノワイヤFET N52のゲート電極72nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ53,54のX方向における所定範囲において、ナノワイヤ53,54の周囲を囲うように設けられている。また、スタンダードセル5のセル枠CFの側辺とX方向における中央部とに、Y方向に延びるダミーゲート配線73a,73b,73cがそれぞれ配置されている。
P型トランジスタ領域PAにおいて、ナノワイヤFET P51のパッド61,62とナノワイヤFET P52のパッド65,66とは、Y方向において、配線VDDに近い方の端(図面での上端)の位置が一致している。また、N型トランジスタ領域において、ナノワイヤFET N51のパッド63,64とナノワイヤFET N52のパッド67,68とは、Y方向において、配線VSSに近い方の端(図面での下端)の位置が一致している。このため、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET P51,P52について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。同様に、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFET N51,N52について、Y方向におけるパッド端の位置を合わせることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する。
なお、第1〜第3実施形態で示した他のレイアウト構成についても、図9の構成と同様に、単一のスタンダードセルにおいて実現することは可能である。例えば、図4や図5の構成のように、ナノワイヤの本数が異なるナノワイヤFETについて、Y方向におけるパッドの両端の位置を合わせてもよい。
(第5実施形態)
図10は第5実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成例を示す平面図である。図10では、スタンダードセル101,102は、X方向に延びる同じセル列に配置されており、X方向において隣接して配置されている。
図11は図10に示すスタンダードセル101,102の回路図である。図11(a)に示すように、スタンダードセル101は、入力Aおよび出力Yを有するバッファ回路を構成する。このバッファ回路では、直列接続されたナノワイヤFET P1B,N1Bからなるインバータと、直列接続されたナノワイヤFET P1A,N1Aからなるインバータとが、直列に接続されている。図11(b)に示すように、スタンダードセル102は、入力A,Bおよび出力Yを有する2入力NOR回路を構成する。この2入力NOR回路では、出力YとVDDとの間に直列接続されたナノワイヤFET P2A,P2Bが設けられており、出力YとVSSとの間に並列接続されたナノワイヤFET N2A,N2Bが設けられている。入力AはナノワイヤFET P2A,N2Aのゲートに与えられており、入力BはナノワイヤFET P2B,N2Bのゲートに与えられている。なお、図11の回路図では、各ナノワイヤFETについて、駆動力の相対値を示している。本実施形態では、各ナノワイヤFETの駆動力は、ナノワイヤの本数によって設定されている。
図10のレイアウトに戻り、スタンダードセル101,102は、P型トランジスタ領域PAとN型トランジスタ領域NAとがY方向に並べて配置されている。スタンダードセル101,102はそれぞれ、4個のナノワイヤFETを備えている。すなわち、スタンダードセル101はP型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P1A,P1Bが設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N1A,N1Bが設けられている。また、スタンダードセル102はP型トランジスタ領域PAにP型のナノワイヤFET P2A,P2Bが設けられており、N型トランジスタ領域NAにN型のナノワイヤFET N2A,N2Bが設けられている。
スタンダードセル101において、ナノワイヤFET P1A,N1Aはそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられた複数の、ナノワイヤ11A,12Aを備えている。ここでは、ナノワイヤ11A,12Aはそれぞれ、Y方向において4本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ11A,12Aはそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で8本ずつ設けられている。また、ナノワイヤFET P1B,N1Bはそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられた複数の、ナノワイヤ11B,12Bを備えている。ここでは、ナノワイヤ11B,12Bはそれぞれ、Y方向において2本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ11B,12Bはそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で4本ずつ設けられている。スタンダードセル102において、ナノワイヤFET P2A,P2Bはそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられた複数の、ナノワイヤ13A,13Bを備えている。ここでは、ナノワイヤ13A,13Bはそれぞれ、Y方向において4本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ13A,13Bはそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で8本ずつ設けられている。また、ナノワイヤFET N2A,N2Bはそれぞれ、X方向に延びる並列に設けられた複数の、ナノワイヤ14A,14Bを備えている。ここでは、ナノワイヤ14A,14Bはそれぞれ、Y方向において3本ずつ並べて設けられている。また、ナノワイヤ14A,14Bはそれぞれ、縦方向すなわち基板と垂直をなす方向において2本ずつ設けられており、合計で6本ずつ設けられている。ナノワイヤ11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14Bは、円柱状であり、基板上において水平方向すなわち基板と並行して延びており、例えばシリコンで形成されている。
また、スタンダードセル101には、P型の不純物が導入された3個のパッド211,212,213、および、N型の不純物が導入された3個のパッド221,222,223が設けられている。ナノワイヤFET P1A,P1Bは一方のパッド、すなわちパッド212を共有している。すなわち、ナノワイヤFET P1Aはナノワイヤ11Aと接続された一対のパッド211,212を備え、また、ナノワイヤFET P1Bはナノワイヤ11Bと接続された一対のパッド212,213を備える。ナノワイヤFET N1A,N1Bは一方のパッド、すなわちパッド222を共有している。すなわち、ナノワイヤFET N1Aはナノワイヤ12Aと接続された一対のパッド221,222を備え、また、ナノワイヤFET N1Bはナノワイヤ12Bと接続された一対のパッド222,223を備える。
スタンダードセル102には、P型の不純物が導入された3個のパッド231,232,233、および、N型の不純物が導入された3個のパッド241,242,243が設けられている。ナノワイヤFET P2A,P2Bは一方のパッド、すなわちパッド232を共有している。すなわち、ナノワイヤFET P2Aはナノワイヤ13Aと接続された一対のパッド231,232を備え、また、ナノワイヤFET P2Bはナノワイヤ13Bと接続された一対のパッド232,233を備える。ナノワイヤFET N2A,N2Bは一方のパッド、すなわちパッド242を共有している。すなわち、ナノワイヤFET N2Aはナノワイヤ14Aと接続された一対のパッド241,242を備え、また、ナノワイヤFET N2Bはナノワイヤ14Bと接続された一対のパッド242,243を備える。
またここでは、パッド211,212,213,221,222,223はそれぞれ、4個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド211,212は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ11Aに、それぞれ接続されている。パッド212,213は、分離した4個の部分のうち図面上側の2個が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ11Bに、それぞれ接続されている。パッド221,222は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ12Aに、それぞれ接続されている。パッド222,223は、分離した4個の部分のうち図面下側の2個が、Y方向に2本設けられたナノワイヤ12Bに、それぞれ接続されている。
またここでは、パッド231,232,233,241,243はそれぞれ、4個ずつ、Y方向に分離して形成されており、パッド242は、3個ずつ、Y方向に分離して形成されている。パッド231,232は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ13Aに、それぞれ接続されている。パッド232,233は、分離した4個の部分が、Y方向に4本設けられたナノワイヤ13Bに、それぞれ接続されている。パッド241は、分離した4個の部分のうち図面下側の3個が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ14Aに、それぞれ接続されている。パッド242は、分離した3個の部分が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ14A,14Bに、それぞれ接続されている。パッド243は、分離した4個の部分のうち図面下側の3個が、Y方向に3本設けられたナノワイヤ14Bに、それぞれ接続されている。
また、スタンダードセル101には、Y方向に直線状に延びるゲート配線311,312が配置されており、スタンダードセル102には、Y方向に直線状に延びるゲート配線321,322が配置されている。スタンダードセル101において、ゲート配線311は、ナノワイヤFET P1Aのゲート電極311pとナノワイヤFET N1Aのゲート電極311nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ11A,12AのX方向における所定範囲において、ナノワイヤ11A,12Aの周囲を囲うように設けられている。ゲート配線312は、ナノワイヤFET P1Bのゲート電極312pとナノワイヤFET N1Bのゲート電極312nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ11B,12BのX方向における所定範囲において、ナノワイヤ11B,12Bの周囲を囲うように設けられている。スタンダードセル102において、ゲート配線321は、ナノワイヤFET P2Aのゲート電極321pとナノワイヤFET N2Aのゲート電極321nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ13A,14AのX方向における所定範囲において、ナノワイヤ13A,14Aの周囲を囲うように設けられている。ゲート配線322は、ナノワイヤFET P2Bのゲート電極322pとナノワイヤFET N2Bのゲート電極322nとを一体に形成したものであり、ナノワイヤ13B,14BのX方向における所定範囲において、ナノワイヤ13B,14Bの周囲を囲うように設けられている。また、スタンダードセル101,102のセル枠CFの側辺に、Y方向に延びるダミーゲート配線331,332,333がそれぞれ配置されている。
パッド211〜213,221〜223,231〜233,241〜243の下面は、ナノワイヤ11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14Bの下面よりも低い位置にある。また、ナノワイヤ11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14Bの上面は、パッド211〜213,221〜223,231〜233,241〜243の上面と同じ高さにある。そして、ゲート電極311p,312p,311n,312n,321p,322p,321n,322nは、ナノワイヤ11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14Bの周囲をぐるりと囲むように形成されている。すなわち、ナノワイヤ11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14Bに形成されるチャネル領域の上面、両側面、下面の全てが、絶縁膜を介して、ゲート電極311p,312p,311n,312n,321p,322p,321n,322nに囲われている。なお、ナノワイヤ11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14Bの上面は、パッド211〜213,221〜223,231〜233,241〜243の上面よりも低い位置にあってもよい。
ナノワイヤFET P1A,P1B,N1A,N1B,P2A,P2B,N2A,N2Bの上層に、金属配線層M1が構成されている。金属配線層M1において、セル枠CFの上辺に、電源電位を供給する配線VDDが配置されており、セル枠CFの下辺に、接地電位を供給する配線VSSが配置されている。また、金属配線層M1において、スタンダードセル101に配線43a〜43eが形成されており、スタンダードセル102に配線44a〜44fが形成されている。
スタンダードセル101において、配線43aは、パッド211,221を接続するものであり、ローカル配線47aを介してパッド211に接続されており、かつ、ローカル配線47bを介してパッド221に接続されている。配線43bは、配線VDDからY方向下向きに延びるように形成されており、ローカル配線47cを介してパッド212に接続されている。配線43cは、ゲート配線312にローカル配線47dを介して接続されている。配線43dは、配線VSSからY方向上向きに延びるように形成されており、ローカル配線47eを介してパッド222に接続されている。配線43eは、パッド213,223およびゲート配線311を接続するものであり、ローカル配線47fを介してパッド213に接続されており、ローカル配線47gを介してパッド223に接続されており、ローカル配線47hを介してゲート配線311に接続されている。配線43a,43cは、スタンダードセル101が構成するバッファ回路の出力Y、入力Aにそれぞれ対応する。
スタンダードセル102において、配線44aは、配線VDDからY方向下向きに延びるように形成されており、ローカル配線48aを介してパッド231に接続されている。配線44bは、ゲート配線321にローカル配線48bを介して接続されている。配線44cは、配線VSSからY方向上向きに延びるように形成されており、ローカル配線48cを介してパッド241に接続されている。配線44dは、パッド242,233を接続するものであり、ローカル配線48dを介してパッド242に接続されており、ローカル配線48eを介してパッド233に接続されている。配線44eは,ゲート配線322にローカル配線48fを介して接続されている。配線44fは、配線VSSからY方向上向きに延びるように形成されており、ローカル配線48gを介してパッド243に接続されている。配線44b,44d,44eは、スタンダードセル102が構成する2入力NOR回路の入力A、出力Y、入力Bにそれぞれ対応する。
なお、ここでは、金属配線43a〜43eとパッド211〜213,221〜223およびゲート配線311,312との接続形態は、ローカル配線47a〜47hとコンタクト43を介した接続とし、金属配線44a〜44fとパッド231,233,241〜243およびゲート配線321,322との接続形態は、ローカル配線48a〜48gとコンタクト43を介した接続としている。ただし、金属配線とパッドおよびゲート配線との接続形態は、コンタクトを介さずに、ローカル配線のみを介した接続としてもよいし、ローカル配線を介さずに、コンタクトのみを介した接続としてもよい。
図10のレイアウト構成は、次のような特徴を有している。
スタンダードセル101におけるP型トランジスタ領域PAに着目する。第1ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET P1Aと第2ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET P1Bは、共有パッドとしてのパッド212を共有している。ナノワイヤFET P1Aはパッド211,212間にNa(ここでは8)本のナノワイヤ11Aを備えており、ナノワイヤFET P1Bはパッド212,213間にNb(<Na、ここでは4)本のナノワイヤ11Bを備えている。そして、ナノワイヤFET P1A,P1Bのナノワイヤ本数が異なっているにもかかわらず、パッド211,212,213は、Y方向における位置と配置範囲が同一である(破線a1,a2)。これにより、パッド213は、隣接するスタンダードセル102におけるパッド231と、Y方向における位置と配置範囲を同一にすることができる。なお、ナノワイヤFET P1Bは、スタンダードセル101に含まれたナノワイヤFETの中で、X方向におけるスタンダードセル102側のセル端に、最も近い。
N型トランジスタ領域NAにおいても、同様である。第1ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N1Aと第2ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N1Bは、共有パッドとしてのパッド222を共有している。ナノワイヤFET N1Aはパッド221,222間にNa(ここでは8)本のナノワイヤ12Aを備えており、ナノワイヤFET N1Bはパッド222,223間にNb(<Na、ここでは4)本のナノワイヤ11Bを備えている。そして、ナノワイヤFET N1A,N1Bのナノワイヤ本数が異なっているにもかかわらず、パッド221,222,223は、Y方向における位置と配置範囲が同一である(破線a3,a4)。これにより、パッド223は、隣接するスタンダードセル102におけるパッド241と、Y方向における位置と配置範囲を同一にすることができる。なお、ナノワイヤFET N1Bは、スタンダードセル101に含まれたナノワイヤFETの中で、X方向におけるスタンダードセル102側のセル端に、最も近い。
また、スタンダードセル102のN型トランジスタ領域NAに着目する。第1ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N2Aと第2ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N2Bは、共有パッドとしてのパッド242を共有している。ナノワイヤFET N2Aはパッド241,242間にNa(ここでは6)本のナノワイヤ14Aを備えており、ナノワイヤFET N2Bはパッド242,243間にNa(ここでは6)本のナノワイヤ14Bを備えている。そして、パッド241,243は、4本のナノワイヤと接続されたパッド例えばバッド231と、Y方向における配置範囲が同一になっている。言い換えると、パッド242は、パッド241,243よりもY方向における配置範囲が小さい。これにより、パッド241は、隣接するスタンダードセル101におけるパッド223と、Y方向における位置と配置範囲を同一にすることができる。なお、ナノワイヤFET N2Aは、スタンダードセル102に含まれたナノワイヤFETの中で、X方向におけるスタンダードセル101側のセル端に、最も近い。
また、スタンダードセル101,102を合わせて見た場合には、Na(ここでは8)本のナノワイヤ13Aを有する第1ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET P2Aのパッド231,232、並びに、Nb(<Na、ここでは4)本のナノワイヤ11Bを有する第2ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET P1BおよびNa(ここでは8)本のナノワイヤ11Aを有する第3ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET P1Aのパッド211,212,213は、Y方向における位置および配置範囲が同一である。
このような構成により、隣接するスタンダードセル同士の境界を挟んで対向するパッド間の応力の影響を、スタンダードセルの種類によることなく、一定にすることができる。したがって、スタンダードセル内のナノワイヤFETの電流特性が、隣接するスタンダードセルの種類によることなく、安定するため、セルライブラリと実製品との性能誤差を抑制することができる。
(他の例)
図12は本実施形態に係る半導体集積回路装置のレイアウト構成の他の例を示す平面図である。図12のレイアウト構成は、基本的には図1と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付しており、ここではその詳細な説明を省略する場合がある。図12では、スタンダードセル102Aのレイアウトが、図10のスタンダードセル102と少し異なっている。すなわち、スタンダードセル102Aにおいて、パッド242のY方向における配置範囲が大きくなっており、Y方向に4個に分離して形成されている。そして、パッド241,242,243は、Y方向における配置範囲および位置が同一である(破線a3,a4)。
すなわち、スタンダードセル101,102Aを合わせて見た場合には、Na(ここでは8)本のナノワイヤ12Aを有する第1ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N1Aのパッド221,222、並びに、Nb(<Na、ここでは6)本のナノワイヤ14Aを有する第2ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N2AおよびNc(<Na、ここでは6)本のナノワイヤ14Bを有する第3ナノワイヤFETとしてのナノワイヤFET N2Bのパッド241,242,243は、Y方向における位置および配置範囲が同一である。
これにより、上述した図10の構成による作用効果に加えて、レイアウト全体としてパッドの配置パターンが規則的になるため、半導体集積回路装置の製造が容易になり、製造ばらつきを抑制することができるので、歩留まりが向上する、という作用効果が得られる。
なお、上述の実施形態において、スタンダードセル101はバッファ回路を構成し、スタンダードセル102は2入力NOR回路を構成するものとしたが、他の回路を構成するものであってもよい。
また、スタンダードセル101,102は、X方向において隣接して配置されていなくてもよいし、異なるセル列に配置されていてもよい。
また、上の説明では、ナノワイヤFETにおいて、パッドは、Y方向に複数本設けられたナノワイヤに対して、分離して、形成されるものとした。ただし、パッドは、Y方向に複数本設けられたナノワイヤに対して、一体に形成される場合もある。図13は図1のレイアウト構成例の変形例である。図13では、パッド21,22,23,24は、それぞれ、Y方向に4本ずつ設けられたナノワイヤ11,12に対して、一体に形成されており、パッド25,26,27,28は、それぞれ、Y方向に2本ずつ設けられたナノワイヤ13,14に対して、一体に形成されている。
なお、本開示で示したレイアウト構成では、ナノワイヤのY方向における間隔および太さは均等であるように図示しているが、これらは均等でなくてもかまわない。また、本開示で示した各ナノワイヤFETのナノワイヤの本数はあくまでも一例であり、ここで示した本数に限定されるものではない。
本開示では、ナノワイヤFETを用いた半導体集積回路装置について、製造の容易化に有効なレイアウト構成を提供するため、半導体集積回路装置の性能向上に有用である。
1 第1スタンダードセル
2,2A,2B,2C,3,4,4A,4B 第2スタンダードセル
5 スタンダードセル
11,12,13,14 ナノワイヤ
21,22,23,24,25,26,27,28 パッド
25a,26a,27a,28a パッド
25b,26b,27b,28b ダミーパッド
31n,32n,31p,32p ゲート電極
35a,35b,36a,36b,37a,37b ダミーゲート電極
51,52,53,54 ナノワイヤ
61,62,63,64,65,66,67,68 パッド
71n,72n,71p,72p ゲート電極
131,133,141,143 ナノワイヤ
132,134,142,144 ダミーナノワイヤ
N1,N2,N31,N41,N51,N52 ナノワイヤFET
N32,N42 ダミートランジスタであるナノワイヤFET
P1,P2,P31,P41,P51,P52 ナノワイヤFET
P32,P42 ダミートランジスタであるナノワイヤFET
101 スタンダードセル
102 スタンダードセル
11A,11B,12A,12B,13A,13B,14A,14B ナノワイヤ
211,212,213,221,222,223,231,232,233,241,242,243 パッド
311p,312p,311n,312n,321p,322p,321n,322n ゲート電極
P1A,P1B,N1A,N1B,P2A,P2B,N2A,N2B ナノワイヤFET

Claims (20)

  1. 第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)を備えた第1スタンダードセルと、
    第2ナノワイヤFETを備えた第2スタンダードセルとを備え、
    前記第1ナノワイヤFETは、
    第1方向に延びるNa(Naは2以上の整数)本の第1ナノワイヤと、
    前記第1ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第1ナノワイヤと接続された一対の第1パッドと、
    前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第1ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第1ゲート電極とを備えており、
    前記第2ナノワイヤFETは、
    前記第1方向に延びるNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本の第2ナノワイヤと、
    前記第2ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第2ナノワイヤと接続された一対の第2パッドと、
    前記第2方向に延び、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第2ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第2ゲート電極とを備えており、
    前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドと前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドとは、前記第2方向において、両端のうち少なくともいずれか一方の位置が、一致している
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドと前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドとは、前記第2方向において、両端の位置が一致している
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  3. 請求項2記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2ナノワイヤFETは、前記第2方向において、前記第2ナノワイヤの配置範囲の中心位置と、前記第2パッドの配置範囲の中心位置とが一致している
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  4. 請求項2記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2ナノワイヤFETは、前記第2方向において、前記第2ナノワイヤの配置範囲が、前記第2パッドの配置範囲に対して偏っている
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  5. 請求項1〜4のうちいずれか1項記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2ナノワイヤFETは、
    前記第2パッド間において、前記第2ゲート電極と同一直線上に、当該第2ゲート電極と分離して配置されたダミーゲート電極を備えている
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  6. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2スタンダードセルは、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、第3ナノワイヤFETを備え、
    前記第3ナノワイヤFETは、
    前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッド間に設けられ、前記第1方向に延びるダミーナノワイヤと、
    前記第2ナノワイヤFETの前記第2ゲート電極と同一直線上に、当該第2ゲート電極と分離して配置され、前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ダミーナノワイヤの周囲を囲うように設けられたダミーゲート電極とを備えた
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  7. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2スタンダードセルは、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、第3ナノワイヤFETを備え、
    前記第3ナノワイヤFETは、
    前記第2ナノワイヤFETの前記第2ナノワイヤと並列に、前記第1方向に延びるように設けられたダミーナノワイヤと、
    前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における両端の少なくともいずれか一方に設けられ、前記ダミーナノワイヤと接続されたダミーパッドとを備え、
    前記ダミーパッドは、前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドと前記第2方向に並び、当該第2パッドと分離して、配置されている
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  8. 請求項7記載の半導体集積回路装置において、
    前記第3ナノワイヤFETは、
    第2ナノワイヤFETの前記第2ゲート電極と同一直線上に、当該第2ゲート電極と分離して配置され、前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ダミーナノワイヤの周囲を囲うように設けられたダミーゲート電極を備えた
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  9. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2ゲート電極は、前記第1ゲート電極よりも短い
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  10. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2スタンダードセルは、第3ナノワイヤFETを備え、
    前記第3ナノワイヤFETは、
    前記第1方向に延びるNa本の第3ナノワイヤと、
    前記第3ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第3ナノワイヤと接続された一対の第3パッドと、
    前記第2方向に延び、前記第3ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第3ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第3ゲート電極とを備えており、
    前記第2スタンダードセルは、前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドの一方であり、かつ、前記第3ナノワイヤFETの前記第3パッドの一方である共有パッドを備え、
    前記第1パッドの両方、前記第2パッドの他方、前記共有パッド、および、前記第3パッドの他方は、前記第2方向における位置および配置範囲が同一である
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  11. 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2スタンダードセルは、第3ナノワイヤFETを備え、
    前記第3ナノワイヤFETは、
    前記第1方向に延びるNc(Ncは1以上でNaより小さい整数)本の第3ナノワイヤと、
    前記第3ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第3ナノワイヤと接続された一対の第3パッドと、
    前記第2方向に延び、前記第3ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第3ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第3ゲート電極とを備えており、
    前記第2スタンダードセルは、前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドの一方であり、かつ、前記第3ナノワイヤFETの前記第3パッドの一方である共有パッドを備え、
    前記第1パッドの両方、前記第2パッドの他方、前記共有パッド、および、前記第3パッドの他方は、前記第2方向における位置および配置範囲が同一である
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  12. 請求項1〜11のうちいずれか1項記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1および第2スタンダードセルは、前記第1方向に延びる同じセル列に、配置されている
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  13. 請求項12記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1および第2スタンダードセルは、隣接して配置されている
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  14. 第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)と、回路の論理動作に寄与しないダミートランジスタである、第2ナノワイヤFETとを備えたスタンダードセルを備え、
    前記第1ナノワイヤFETは、
    第1方向に延びるナノワイヤと、
    前記ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記ナノワイヤと接続された一対のパッドと、
    前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ナノワイヤの周囲を囲うように設けられたゲート電極とを備えており、
    前記第2ナノワイヤFETは、
    前記第1ナノワイヤFETのナノワイヤと並列に、前記第1方向に延びるように設けられたダミーナノワイヤと、
    前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における両端の少なくともいずれか一方に設けられ、前記ダミーナノワイヤと接続されたダミーパッドとを備えており、
    前記ダミーパッドは、前記第1ナノワイヤFETのパッドと前記第2方向に並び、当該パッドと分離して、配置されている
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  15. 請求項14記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2ナノワイヤFETは、
    前記第1ナノワイヤFETのゲート電極と同一直線上に、当該ゲート電極と分離して配置され、前記ダミーナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において前記ダミーナノワイヤの周囲を囲うように設けられたダミーゲート電極とを備えた、
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  16. 第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)と、第2ナノワイヤFETとを備えたスタンダードセルを備え、
    前記第1ナノワイヤFETは、
    第1方向に延びるNa(Naは2以上の整数)本の第1ナノワイヤと、
    前記第1ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第1ナノワイヤと接続された一対の第1パッドと、
    前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第1ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第1ゲート電極とを備えており、
    前記第2ナノワイヤFETは、
    第1方向に延びるNb(Nbは1以上でNaより小さい整数)本の第2ナノワイヤと、
    前記第2ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第2ナノワイヤと接続された一対の第2パッドと、
    前記第2方向に延び、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第2ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第2ゲート電極とを備えており、
    前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドと前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドとは、前記第2方向において、両端のうち少なくともいずれか一方の位置が、一致している
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  17. 請求項16記載の半導体集積回路装置において、
    前記スタンダードセルは、前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドの一方であり、かつ、前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドの一方である共有パッドを備え、
    前記第1パッドの他方、前記共有パッド、および、前記第2パッドの他方は、前記第2方向における位置および配置範囲が同一である
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  18. 請求項17記載の半導体集積回路装置において、
    前記第2ナノワイヤFETは、前記スタンダードセルに含まれたナノワイヤFETの中で、前記スタンダードセルの前記第1方向における一方の端に、最も近い
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  19. 第1ナノワイヤFET(Field Effect Transistor)と、第2ナノワイヤFETとを備えたスタンダードセルを備え、
    前記第1ナノワイヤFETは、
    第1方向に延びるNa(Naは1以上の整数)本の第1ナノワイヤと、
    前記第1ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第1ナノワイヤと接続された一対の第1パッドと、
    前記第1方向と垂直をなす第2方向に延び、前記第1ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第1ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第1ゲート電極とを備えており、
    前記第2ナノワイヤFETは、
    前記第1方向に延びるNa本の第2ナノワイヤと、
    前記第2ナノワイヤの前記第1方向における両端にそれぞれ設けられ、前記第2ナノワイヤと接続された一対の第2パッドと、
    前記第2方向に延び、前記第2ナノワイヤの前記第1方向における所定範囲において、前記第2ナノワイヤの周囲を囲うように設けられた第2ゲート電極とを備えており、
    前記スタンダードセルは、前記第1ナノワイヤFETの前記第1パッドの一方であり、かつ、前記第2ナノワイヤFETの前記第2パッドの一方である共有パッドを備え、
    前記共有パッドは、前記第1パッドの他方、および、前記第2パッドの他方よりも、前記第2方向における配置範囲が小さい
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  20. 請求項19記載の半導体集積回路装置において、
    前記第1ナノワイヤFETは、前記スタンダードセルに含まれたナノワイヤFETの中で、前記スタンダードセルの前記第1方向における一方の端に、最も近い
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
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