JPH06244367A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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Publication number
JPH06244367A
JPH06244367A JP50A JP2951193A JPH06244367A JP H06244367 A JPH06244367 A JP H06244367A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 2951193 A JP2951193 A JP 2951193A JP H06244367 A JPH06244367 A JP H06244367A
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JP
Japan
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area
wiring
poly
integrated circuit
circuit device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP50A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuaki Yamada
信昭 山田
Tomoyuki Arai
智之 荒井
Atsuhiko Nakauchi
篤彦 仲内
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 拡散層オンザラインPoly−Si配線を有
するMOS・LSIにおいて、追加容量面積を添加する
ことによって配線部面積を自由に設計することができる
半導体集積回路装置を提供する。 【構成】 CMOSインバータ出力のL層・オンザライ
ンPoly−Si配線の半導体集積回路装置であって、
P型半導体基板1上に、LOCOS2、ゲート酸化膜
3、Poly−Si4によるゲートおよび配線、N型L
層5、PSGによる絶縁膜6、AL7によるVccおよ
びGNDなどの配線が順に形成された構造となってい
る。そして、Poly−Si4による配線出力部(OU
T)に、Poly−Si面積/(寄生容量面積+追加容
量面積)比が30以下となるような面積の追加容量8が
添加されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
レイアウト設計技術に関し、特にPoly−Si配線を
有するMOS・FETにおいて、自由なレイアウト設計
が可能とされる半導体集積回路装置に適用して有効な技
術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、MOS・FETの半導体集積
回路装置は、近年の高密度・高集積化の要求に対応して
集積度を高める目的のために、図4に示すL層(拡散
層)・Poly−Si配線オンザラインを用いたインバ
ータセル(図5)のように、ゲート材として使用するP
oly−Siを配線として用い、かつL層オンザライン
でレイアウトしている。
【0003】すなわち、図4に示すようにP型半導体基
板1上に、LOCOS2、ゲート酸化膜3、Poly−
Si4によるゲートおよび配線、N型L層5、PSGに
よる絶縁膜6、AL7によるVccおよびGNDなどの
配線が順に形成されている。
【0004】このL層オンザラインPoly−Si配線
では、L層およびPoly−Siの寸法ばらつき、L層
とPoly−Siとの合わせずれなどの製造工程ばらつ
きによって寄生容量が発生し、LOCOS上Poly−
Si面積(Sf)と寄生容量面積(Sa)との比(Sf
/Sa)はおよそ100〜1000程度となる。
【0005】その後の工程において、ソース・ドレイン
形成インプラ(N+ インプラ)を行うと、(1)式によ
るチャージアップ電圧(V)が発生し、
【0006】
【数1】
【0007】たとえば、チャージアップ電圧とSf/S
a比との関係は図6のようになり、tf=0.65μm、
tg=0.02μm、εox=4、εo =8.9×10-18
/μmの時には、チャージアップ電圧(V)が(2)式
のようになる。
【0008】
【数2】
【0009】ここで、チャージアップ電荷(N+ ion )
を11×10-16 c/μm2 とすると、寄生容量ゲート
破壊不良率とSf/Sa比との関係は図7のような特性
曲線となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のよう
な従来技術においては、図7に示すように、Sf/Sa
=100でV=15.2V、Sf/Sa=1000でV=
19.4Vの高電圧が寄生容量部ゲート酸化膜にかかって
破壊にいたらしめ、Poly−Si配線とソースまたは
ドレインとがショートすることでMOS・LSIの不良
発生が考えられるため、以下のような問題点が見い出さ
れた。
【0011】(1).L層・Poly−Si配線オンザライ
ンを用いる場合、前述の寄生容量ゲート破壊不良発生が
Sf/Sa≧100で多発することから、Sa=1μm
2 とする際にLOCOS上の配線面積Sfが100μm
2 以下に制限され、自由な配線が使えない。
【0012】(2).今後、ゲート入力に用いるPoly−
Si配線部面積も、ゲート部面積が小さくなった場合
(1μm2 程度)、その100倍程度に配線部面積(1
00μm2 以下)の制限が必要になり、入力部Poly
−Si配線についても自由度がなくなる。
【0013】従って、従来のL層・Poly−Si配線
オンザラインによる設計においては、寄生容量ゲート破
壊不良発生を考慮し、Sf/Sa<100になるように
レイアウト設計を行わなければならないという問題があ
る。
【0014】そこで、本発明の目的は、特にL層オンザ
ラインPoly−Si配線を有するMOS・LSIにお
いて、追加容量面積を添加することによって配線部面積
を自由に設計することができる半導体集積回路装置を提
供することにある。
【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0016】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0017】すなわち、本発明の半導体集積回路装置
は、L層オンザラインPoly−Si配線を有するMO
S型の半導体集積回路装置であって、Poly−Si配
線中に、このPoly−Si配線面積の約3%以上の面
積の追加容量を添加するものである。
【0018】また、ゲートPoly−Siおよび配線を
有する場合には、ゲートPoly−Si面積に対する配
線面積が約1%以下のときに、この面積比が約3%以上
となるように追加容量を添加するようにしたものであ
る。
【0019】
【作用】前記した半導体集積回路装置によれば、Pol
y−Si配線面積の約3%以上の面積の追加容量、また
はゲートPoly−Si面積に対する配線面積比が約3
%以上となる追加容量が添加されることにより、チャー
ジアップ電圧を低減してゲート破壊不良の発生を抑制す
ることができる。
【0020】たとえば、L層・Poly−Si配線オン
ザラインを用いた時には、追加容量面積(Sb)を添加
することにより、チャージアップ電圧(V)が(3)式
のようになる。
【0021】
【数3】
【0022】この場合に、N+ ion =11×10-16
/μm2 の時、Sf/(Sa+Sb)比が30以下とな
るようにSbを添加することにより、チャージアップ電
圧を9.9V以下に半減でき、寄生容量ゲート破壊不良率
を1%以下に低減することができる。
【0023】また、小さなゲート面積の入力Poly−
Si配線Sf/ゲート面積>50の場合にも、配線部に
追加容量面積(Sb)を添加することにより、同様の対
策を得ることができる。
【0024】これにより、L層・Poly−Si配線オ
ンザラインまたは小さなゲート面積の入力Poly−S
i配線を自由に設計でき、MOS・LSIの集積度を高
めることができる。また、L層・Poly−Si配線の
小さなオーバラップ寄生容量を持つ設計も可能となる。
【0025】
【実施例1】図1(a),(b) は本発明の一実施例である半
導体集積回路装置の要部を示す平面図および(a) のI−
I線における切断断面図である。
【0026】まず、図1により本実施例の半導体集積回
路装置の要部構成を説明する。
【0027】本実施例の半導体集積回路装置は、たとえ
ばCMOSインバータ出力のL層・オンザラインPol
y−Si配線の半導体集積回路装置とされ、P型半導体
基板1上に、LOCOS2、ゲート酸化膜3、Poly
−Si4によるゲートおよび配線、N型L層(拡散層)
5、PSGによる絶縁膜6、AL7によるVccおよび
GNDなどの配線が順に形成されている。
【0028】次に、本実施例の作用について説明する。
【0029】以上のような構造においては、L層5およ
びPoly−Si4の寸法ばらつきや合わせずれなどの
製造工程ばらつきによって寄生容量が発生し、Poly
−Si面積(Sf)と寄生容量面積(Sa)との比(S
f/Sa)はおよそ100〜1000程度となる。
【0030】このような場合に、チャージアップ電圧
(V)とSf/Sa比との関係が図6に示されるよう
に、従来はSf/Sa=100でV=15.2V、Sf/
Sa=1000でV=19.4Vの高電圧がゲート酸化膜
3にかかり、このゲート酸化膜3の破壊による不良が発
生していた。
【0031】ところが、本実施例においては、図1(a)
に示すように、Poly−Si4による配線出力部(O
UT)に一点鎖線で示す面積、この場合にSf/(Sa
+Sb)比が30以下となるような面積の追加容量8を
添加することにより、チャージアップ電圧(V)が前述
したように(3)式のようになる。
【0032】これにより、図6および図7の特性曲線に
基づいてチャージアップ電圧(V)および寄生容量ゲー
ト破壊不良率を求めると、チャージアップ電圧を9.9V
以下に半減し、寄生容量ゲート破壊不良率を1%以下に
低減することができる。
【0033】従って、本実施例の半導体集積回路装置に
よれば、Poly−Si4による配線中に、寄生容量面
積(Sa)と追加容量面積(Sb)を加えた面積に対し
てPoly−Si面積(Sf)を約3%以上とする追加
容量8を添加することにより、ゲート破壊不良の発生を
抑制し、これによってL層オンザラインPoly−Si
配線を自由に設計でき、MOS・LSIの集積度を高め
ることができる。
【0034】また、N+ インプラ時にチャージアップ電
荷量を比較的大きく取ることができるので、N+ インプ
ラ時間を短縮し、スループットを向上することができ
る。
【0035】
【実施例2】図2(a),(b) は本発明の他の実施例である
半導体集積回路装置の要部を示す平面図および(a) のII
−II線における切断断面図である。
【0036】本実施例の半導体集積回路装置は、実施例
1と同様にP型半導体基板1上に、LOCOS2、ゲー
ト酸化膜3、Poly−Si4によるゲートおよび配
線、N型L層5、絶縁膜6、AL7による配線が順に形
成された構造となっており、実施例1との相違点は、C
MOSインバータ入力小のPoly−Si配線入力部
(IN)に追加容量を添加する点である。
【0037】すなわち、図2に示すように、小さなゲー
ト面積の入力部であるPoly−Si4の配線面積/ゲ
ート面積>50の場合に、Poly−Si4の配線部に
面積比が約3%以上となる追加容量8aを添加すること
により、小さなゲート面積の入力Poly−Si配線を
自由に設計でき、実施例1と同様にMOS・LSIの集
積度を高めることができる。
【0038】
【実施例3】図3(a),(b) は本発明のさらに他の実施例
である半導体集積回路装置の要部を示す平面図および
(a) のIII −III 線における切断断面図である。
【0039】本実施例の半導体集積回路装置は、実施例
1と同様にP型半導体基板1上に、LOCOS2、ゲー
ト酸化膜3、Poly−Si4によるゲートおよび配
線、N型L層5、絶縁膜6、AL7による配線が順に形
成された構造となっており、実施例1との相違点は、C
MOSインバータ出力の配線部をL層内にずらすことで
追加容量を添加する点である。
【0040】すなわち、図3に示すように、Poly−
Si4による出力配線部(OUT)をL層5内にずら
し、L層5とPoly−Si4による配線の小さなオー
バラップによる追加容量8bの寄生容量を持つ設計が可
能となるので、実施例1と同様にMOS・LSIの集積
度を高めることができる。
【0041】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例1〜3に基づき具体的に説明したが、本発明は前記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0042】たとえば、前記実施例の半導体集積回路装
置については、図1〜図3に示すようなPoly−Si
配線を有するMOS・FETに限定されるものではな
く、他の種々のレイアウト配置についても適用可能とさ
れ、この場合にPoly−Si配線面積の約3%以上の
面積の追加容量、またはゲートPoly−Si面積に対
する配線面積比が約3%以上となる追加容量を添加でき
る構造であればよい。
【0043】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0044】(1).Poly−Si配線中に、このPol
y−Si配線面積の約3%以上の面積の追加容量を添加
することにより、チャージアップ電圧を低減してゲート
破壊不良の発生を抑制することができるので、L層オン
ザラインPoly−Si配線を自由に設計でき、半導体
集積回路装置の集積度を高めることが可能となる。
【0045】(2).ゲートPoly−Siおよび配線を有
する場合に、ゲートPoly−Si面積に対する配線面
積が約1%以下のときに、この面積比が約3%以上とな
るように追加容量を添加することにより、小さなゲート
面積の入力Poly−Si配線を自由に設計できるの
で、半導体集積回路装置におけるレイアウト設計の高集
積化が可能となる。
【0046】(3).前記(1) および(2) により、特に拡散
層オンザラインPoly−Si配線を有するMOS・L
SIにおいて、追加容量面積を添加することによって自
由なレイアウト設計が可能とされる半導体集積回路装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b) は本発明の一実施例である半導体集積
回路装置の要部を示す平面図および(a) のI−I線にお
ける切断断面図である。
【図2】(a),(b) は本発明の他の実施例である半導体集
積回路装置の要部を示す平面図および(a) のII−II線に
おける切断断面図である。
【図3】(a),(b) は本発明のさらに他の実施例である半
導体集積回路装置の要部を示す平面図および(a) のIII
−III 線における切断断面図である。
【図4】(a),(b) は従来技術の一例である半導体集積回
路装置の要部を示す平面図および(a) のIV−IV線におけ
る切断断面図である。
【図5】従来技術の一例である半導体集積回路装置にお
けるインバータセルの回路図である。
【図6】チャージアップ電圧とLOCOS上Poly−
Si面積/寄生容量面積比との関係を示す特性図であ
る。
【図7】寄生容量ゲート破壊不良率とLOCOS上Po
ly−Si面積/寄生容量面積比との関係を示す特性図
である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 LOCOS 3 ゲート酸化膜 4 Poly−Si 5 L層(拡散層) 6 絶縁膜 7 AL 8,8a,8b 追加容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲内 篤彦 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡散層オンザラインPoly−Si配線
    を有するMOS型の半導体集積回路装置であって、前記
    Poly−Si配線中に、該Poly−Si配線面積の
    約3%以上の面積の追加容量を添加することを特徴とす
    る半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体集積回路装置がゲートPol
    y−Siおよび配線を有する場合に、前記ゲートPol
    y−Si面積に対する前記配線面積が約1%以下のとき
    に、該面積比が約3%以上となるように追加容量を添加
    することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装
    置。
JP50A 1993-02-19 1993-02-19 半導体集積回路装置 Withdrawn JPH06244367A (ja)

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JP50A JPH06244367A (ja) 1993-02-19 1993-02-19 半導体集積回路装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013069845A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Lapis Semiconductor Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013069845A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Lapis Semiconductor Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

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Effective date: 20000509