JPH11204767A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH11204767A
JPH11204767A JP652598A JP652598A JPH11204767A JP H11204767 A JPH11204767 A JP H11204767A JP 652598 A JP652598 A JP 652598A JP 652598 A JP652598 A JP 652598A JP H11204767 A JPH11204767 A JP H11204767A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
transistor
gate electrode
region
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP652598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Nasu
浩司 那須
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP652598A priority Critical patent/JPH11204767A/en
Publication of JPH11204767A publication Critical patent/JPH11204767A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration or the like of a gate oxide film which is to be generated in forming a metal wiring connected with a gate electrode by using plasma etching, without specially preparing a region for antenna ratio countermeasure. SOLUTION: A gate array is provided with a PMOS transistor group 11 formed in a first region AR1 in and on the surface of a silicon substrate 6, an NMOS transistor group 12 formed in a second region AR2, and an aluminum wiring 7 which is stretched and formed along the arrangement direction AD1 of both of the transistors, in a third region AR3 between the first and the second regions, and whose one end portion side is electrically connected with gate electrodes 1-1 and 1-2. The aluminum wiring 7 is further branched into two directions in the way of wiring, and a branch wiring 9-1 or 9-2 is electrically connected with a diffusion region 22-1 or 22-2, respectively, of a transistor 20 which has not been used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲートアレイを有
する半導体装置におけるアンテナ比改善のための構造に
関するものであり、特にMOSトランジスタの製造工程
中でのプラズマエッチング工程に起因するゲート絶縁膜
の劣化等の防止に利用可能な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for improving an antenna ratio in a semiconductor device having a gate array, and more particularly to a deterioration of a gate insulating film caused by a plasma etching process in a manufacturing process of a MOS transistor. Related to technologies that can be used to prevent such problems.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、特定用途向けのICやLSIであ
るASICの需要が増加の一途を辿っている。その中で
も、代表的なAISCの一つとして、ゲートアレイが挙
げられるが、これは半導体チップ上に、Pch(p
型),Nch(n型)各一対のMOSトランジスタで構
成される基本セルを予めアレイ状に配列しておき、この
配列されたゲートに対して特定の用途又はユーザ向けの
論理回路に基づいた配線を施していき、所望のICを得
るという設計手法である。このため、ゲートアレイで
は、配線工程前まで完成されたチップ(ウエハ)に対し
て所定の配線を形成するだけで良いので、フルカスタム
ICと比較して、開発期間が非常に短くて済むという長
所がある。かかる長所が上述のようなASICの需要増
加の要因の一つとして挙げられる。
2. Description of the Related Art In recent years, demand for ICs and LSIs for specific applications has been steadily increasing. Among them, one of the representative AISCs is a gate array, which is a Pch (p
(Type), Nch (n-type) basic cells composed of a pair of MOS transistors are arranged in an array in advance, and wiring based on a logic circuit for a specific application or user is arranged for the arranged gates. To obtain a desired IC. For this reason, in the gate array, it is only necessary to form a predetermined wiring on a chip (wafer) completed before the wiring process, so that the development period is very short as compared with a full custom IC. There is. Such an advantage is cited as one of the factors for the demand increase of the ASIC as described above.

【0003】上述のように、ゲートは4個のMOSトラ
ンジスタによって基本セルが構成されている。そこで、
1個のMOSトランジスタについての基本的な構造につ
いて、その製造工程ごとにおける断面構造図(図7〜図
9)を用いて説明をする。
As described above, the basic cell is constituted by four MOS transistors at the gate. Therefore,
The basic structure of one MOS transistor will be described with reference to cross-sectional structural diagrams (FIGS. 7 to 9) in each manufacturing process.

【0004】まず、図7に示すように、シリコンウエハ
を母材とするp型半導体基板56の一方の表面上にはフ
ィールド酸化膜(LOCOS)64が形成され、かかる
フィールド酸化膜64によって、隣接する素子(図示せ
ず)から電気的に絶縁分離された素子領域が形成され
る。そして、半導体基板56の表面上の、かかる活性領
域にはゲート絶縁膜53及び当該ゲート絶縁膜53の表
面上にゲート電極51(ここでは、ポリシリコンをその
材料とする)が、フォトリソグラフィ技術を用いて、図
7に示すように形成される。そして、ゲート電極51及
びゲート絶縁膜53とフィールド酸化膜64をマスクと
して用いて、リン(P)等のn型の不純物を半導体基板
56の表面から所定の深さに至るまで全面的にイオン注
入し、その後、半導体基板56に熱処理を施すことによ
り、半導体基板56に注入された不純物を拡散させる。
この注入・拡散工程により、MOSトランジスタのソー
ス領域及びドレイン領域となる拡散領域52が形成され
ると同時に、ゲート電極51にもn型の不純物が注入・
拡散されるため、ゲート電極51の導電率を向上するこ
とができる。
First, as shown in FIG. 7, a field oxide film (LOCOS) 64 is formed on one surface of a p-type semiconductor substrate 56 made of a silicon wafer as a base material. An element region that is electrically insulated and separated from the element (not shown) is formed. The gate insulating film 53 is formed on the active region on the surface of the semiconductor substrate 56 and the gate electrode 51 (here, polysilicon is used as the material) on the surface of the gate insulating film 53 by photolithography. And is formed as shown in FIG. Then, using the gate electrode 51, the gate insulating film 53 and the field oxide film 64 as a mask, an n-type impurity such as phosphorus (P) is entirely ion-implanted from the surface of the semiconductor substrate 56 to a predetermined depth. Then, the impurities implanted in the semiconductor substrate 56 are diffused by performing a heat treatment on the semiconductor substrate 56.
By this implantation / diffusion step, a diffusion region 52 serving as a source region and a drain region of the MOS transistor is formed, and at the same time, an n-type impurity is implanted /
Since the diffusion is performed, the conductivity of the gate electrode 51 can be improved.

【0005】その後、露出している拡散領域52、ゲー
ト電極51、ゲート絶縁膜53、フィールド酸化膜64
の全てを被覆するように、SiO2やPSGからなる層
間絶縁膜62が形成される。
Thereafter, the exposed diffusion region 52, gate electrode 51, gate insulating film 53, field oxide film 64
Is formed so as to cover all of the layers.

【0006】次に、図8に示すように、層間絶縁膜62
を選択的にエッチングしてゲート電極51及び拡散領域
52に達するコンタクトホールが形成され、当該コンタ
クトホール内部が充填され、且つ、層間絶縁膜62の上
面を全面的に覆うように、導電膜65(ここでは、アル
ミニウムをその材料とする)が形成される。
[0008] Next, as shown in FIG.
Is selectively etched to form a contact hole reaching the gate electrode 51 and the diffusion region 52, fill the inside of the contact hole, and entirely cover the upper surface of the interlayer insulating film 62. Here, aluminum is used as the material).

【0007】そして、当該導電膜65を選択的にエッチ
ングすることにより、図9に示すように、ゲート電極5
1又は拡散領域52と電気的に接続される配線57又は
58が形成される。その後、配線57及び58と露出し
ている層間絶縁膜62の表面を覆うように、SiO2や
PSG等からなる絶縁膜63が更に形成され、図9に示
すような断面構造を有するMOSトランジスタが完成す
る。なお、ゲートアレイ等のように高集積化された半導
体チップでは、絶縁膜63の表面上に、更に配線等が形
成されるため、当該絶縁膜を層間絶縁膜63と呼んでも
良い。
Then, by selectively etching the conductive film 65, as shown in FIG.
The wiring 57 or 58 electrically connected to the first or diffusion region 52 is formed. Thereafter, an insulating film 63 made of SiO2, PSG or the like is further formed so as to cover the wirings 57 and 58 and the exposed surface of the interlayer insulating film 62, and a MOS transistor having a cross-sectional structure as shown in FIG. 9 is completed. I do. Note that, in a highly integrated semiconductor chip such as a gate array, wiring and the like are further formed on the surface of the insulating film 63, and thus the insulating film may be referred to as an interlayer insulating film 63.

【0008】上述のように、MOSトランジスタを基本
構成要素とするASICにおいても、メモリー等の半導
体装置と同様に、トランジスタ等の搭載素子の高集積
化、ひいてはチップの小型化が強く要求されており、最
近ではチャネルレス型のASICが開発され、一層の高
集積化・小型化が実現可能となりつつある。
As described above, in an ASIC including a MOS transistor as a basic component, similarly to a semiconductor device such as a memory, a high integration of mounted elements such as a transistor and a miniaturization of a chip are strongly demanded. Recently, a channelless ASIC has been developed, and it is becoming possible to achieve higher integration and smaller size.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】さて、上述の製造工程
において、図8における層間絶縁膜62の上面に全面的
に形成された導電膜65を、図9に示すような配線57
及び58に加工するためには、フォトリソグラフィ技術
及びプラズマエッチング技術を用いて導電膜65の不要
な部分をエッチング除去する方法が採用される。このプ
ラズマエッチングの際に導電膜65のうちエッチングさ
れるべき箇所はプラズマに曝されるので、当該箇所を介
して導電膜65にはプラズマ領域に起因する電荷が帯電
し、そのために導電膜65及び導電膜65と電気的に接
続されている箇所は、上記の電荷により帯電状態にな
る。従って、プラズマエッチングの際に、導電膜65と
電気的に接続されているゲート電極51は帯電状態とな
り、このため、ゲート電極51と半導体基板56の表面
とに挟まれたゲート絶縁膜53にはかかる帯電状態に起
因する電界が印加されることとなり、この電界によって
ゲート絶縁膜53の膜質劣化が誘起され、特にこの電界
が高い場合にはゲート絶縁膜53が全く機能しなくなる
という問題が生じる。上述のゲート絶縁膜53の膜質劣
化は、MOSトランジスタトランジスタの諸性能の劣
化、例えば、しきい値電圧の変動に繋がるばかりか、ひ
いては、MOSトランジスタとしての本来の動作さえ阻
害する事態をもたらす。
In the above-described manufacturing process, the conductive film 65 formed entirely on the upper surface of the interlayer insulating film 62 in FIG. 8 is replaced with a wiring 57 as shown in FIG.
And 58, a method is employed in which an unnecessary portion of the conductive film 65 is removed by etching using a photolithography technique and a plasma etching technique. During the plasma etching, a portion of the conductive film 65 to be etched is exposed to the plasma, so that the conductive film 65 is charged with electric charge due to the plasma region via the portion, and thus the conductive film 65 and the conductive film 65 are charged. A portion electrically connected to the conductive film 65 is charged by the electric charge. Therefore, at the time of plasma etching, the gate electrode 51 electrically connected to the conductive film 65 is in a charged state. For this reason, the gate insulating film 53 sandwiched between the gate electrode 51 and the surface of the semiconductor substrate 56 has An electric field resulting from such a charged state is applied, and the electric field induces deterioration of the film quality of the gate insulating film 53. In particular, when this electric field is high, the gate insulating film 53 does not function at all. The deterioration of the film quality of the gate insulating film 53 not only leads to deterioration of various performances of the MOS transistor, for example, fluctuation of the threshold voltage, but also hinders even the original operation of the MOS transistor.

【0010】しかも、上述のようなASICを含む半導
体集積回路の小型化・高集積化の要望に応えるために、
基本構成要素であるMOSトランジスタの微細化を進め
ると、これに伴ってゲート絶縁膜も薄膜化されるため、
上述のプラズマエッチングの際にゲート絶縁膜に印加さ
れる電界はより大きくなってしまい、ゲート絶縁膜の膜
質劣化及びそれに起因した上述の問題点は更に深刻なも
のとなる。
Further, in order to meet the demand for miniaturization and high integration of a semiconductor integrated circuit including an ASIC as described above,
As the miniaturization of the MOS transistor, which is a basic component, is advanced, the gate insulating film is also thinned accordingly,
The electric field applied to the gate insulating film at the time of the above-described plasma etching becomes larger, and the quality of the gate insulating film deteriorates and the above-mentioned problems resulting therefrom become more serious.

【0011】ここで、プラズマエッチング時の導電膜6
5及びゲート電極51の帯電状態を、図8〜図9を用い
て考察してみる。
Here, the conductive film 6 at the time of plasma etching is used.
The charged state of the gate electrode 5 and the gate electrode 51 will be considered with reference to FIGS.

【0012】導電膜65をプラズマエッチングにするこ
とより、ゲート電極51に接続される配線57及び拡散
領域52に接続される配線58を形成する工程におい
て、導電膜65をプラズマエッチングする際に配線57
に帯電する電荷Qは、ゲート絶縁膜53及び層間絶縁膜
62の誘電率をε、ゲート電極51の幅と長さ(紙面垂
直方向)をそれぞれW,L(図示せず)、ゲート電極5
1と半導体基板56の表面との距離をDとし、配線57
の幅と長さ(紙面垂直方向)をそれぞれw,l(図示せ
ず)、配線57と半導体基板56の表面との距離をdと
し、配線57、即ち、ゲート電極51の帯電電位をVと
すると、以下の式で表される。
In the step of forming the wiring 57 connected to the gate electrode 51 and the wiring 58 connected to the diffusion region 52, the conductive film 65 is subjected to plasma etching.
The charge Q charged to the gate insulating film 53 and the interlayer insulating film 62 is represented by ε, the width and length (in the direction perpendicular to the paper) of the gate electrode 51 are respectively set to W and L (not shown), and the gate electrode 5
1 is the distance between the surface of the semiconductor substrate 56 and D
Is the width and length (in the direction perpendicular to the paper) of w, l (not shown), the distance between the wiring 57 and the surface of the semiconductor substrate 56 is d, and the charging potential of the wiring 57, that is, the gate electrode 51 is V. Then, it is represented by the following equation.

【0013】[0013]

【数1】 (Equation 1)

【0014】また、ゲート電極51に分布する電荷の密
度ρは、以下の式で表される。
The density ρ of the charge distributed on the gate electrode 51 is expressed by the following equation.

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】従って、ゲート電極51の面積(L・W)
がゲート電極51と電気的に接続される配線57の面積
(l・w)に比べ小さい場合、即ち、後述するアンテナ
比が大きい場合には、ゲート電極51に分布する電荷の
密度ρは大きくなり、従って、ゲート絶縁膜53に印加
される電界が大きくなるので、ゲート絶縁膜53の膜質
劣化等を引き起こすことがある。ここで、アンテナ比と
は、ゲート電極51の面積に対する、ゲート電極51に
電気的に接続される配線57の面積の比として定義され
るため、上述のように、帯電したゲート電極51と配線
57との電荷の分布比率として捉えることもできる。つ
まり、アンテナ比は、上述のプラズマエッチング時にお
けるゲート絶縁膜53の劣化等のしやすさを表す指標と
して用いることができる。
Therefore, the area (L · W) of the gate electrode 51
Is smaller than the area (l · w) of the wiring 57 electrically connected to the gate electrode 51, that is, when the antenna ratio described later is large, the density ρ of the charge distributed to the gate electrode 51 increases. Therefore, the electric field applied to the gate insulating film 53 increases, which may cause deterioration of the film quality of the gate insulating film 53 and the like. Here, since the antenna ratio is defined as the ratio of the area of the wiring 57 electrically connected to the gate electrode 51 to the area of the gate electrode 51, the charged gate electrode 51 and the wiring 57 And the charge distribution ratio. In other words, the antenna ratio can be used as an index indicating the easiness of deterioration of the gate insulating film 53 during the above-described plasma etching.

【0017】ところで、上述のようなゲート絶縁膜53
の劣化等の現象を防ぐための対策の一つとして、アンテ
ナ比を改善、つまり、アンテナ比を小さくすることが考
えられる。かかる観点から、ゲートアレイにおいてゲー
ト電極51に電気的に接続される1層目の配線57が長
くなる場合には、図10に示すように、その配線途中で
分断された形状として形成される1層目の配線67(図
9における配線57に相当)を、層間絶縁膜(図示せ
ず。図9における絶縁膜63に相当)を介して1層目の
配線67の上方に形成される2層目の配線69と、その
内部に導電材料が充填されることにより1層目の配線6
7と2層目の配線69とを電気的に接続するための穴7
0(以下、「スルーホール70」と称する)とを経由し
て接続する手段で対処することが提案されている(特開
平8−306922号公報参照)。このような手段によ
り、1層目の配線67をプラズマエッチングにより形成
する際には、ゲート電極68(図9におけるゲート電極
51に相当)に接続されている側の1層目の配線67の
長さは、1層目の配線67を分断しない形状の場合に比
べて短くなるので、2層目の配線69を有さない構造の
場合と比較してアンテナ比を小さくすることができ、ゲ
ート絶縁膜53(図示せず。図9におけるゲート絶縁膜
53に相当)の劣化等を低減することができる。
Incidentally, the gate insulating film 53 as described above
As a countermeasure for preventing a phenomenon such as deterioration of the antenna, it is conceivable to improve the antenna ratio, that is, to reduce the antenna ratio. From this point of view, when the first-layer wiring 57 electrically connected to the gate electrode 51 in the gate array becomes longer, as shown in FIG. The second-layer wiring 67 (corresponding to the wiring 57 in FIG. 9) is formed above the first-layer wiring 67 via an interlayer insulating film (not shown; corresponding to the insulating film 63 in FIG. 9). The first wiring 69 is formed by filling the first wiring 69 with a conductive material therein.
Hole 7 for electrically connecting the wiring 7 to the second-layer wiring 69
0 (hereinafter, referred to as "through hole 70") has been proposed (see JP-A-8-306922). When the first layer wiring 67 is formed by plasma etching by such means, the length of the first layer wiring 67 on the side connected to the gate electrode 68 (corresponding to the gate electrode 51 in FIG. 9) is reduced. This is shorter than the case where the first layer wiring 67 is not divided, so that the antenna ratio can be reduced as compared with the case where the second layer wiring 69 is not provided, and the gate insulation can be reduced. Deterioration of the film 53 (not shown, which corresponds to the gate insulating film 53 in FIG. 9) can be reduced.

【0018】しかしながら、1層目の配線67のみを有
する構造の場合に比べて、上述の手段では、2層目の配
線69及びスルーホール70が更に必要となるため、2
層目の配線69が形成される層間絶縁膜(図示せず。図
9における絶縁膜63に相当)表面上に本来形成される
べき配線は、当該2層目の配線69を迂回するように設
計しなければならず、半導体チップ全体としての配線効
率が悪くなるという新たな問題が生じている。
However, compared to the structure having only the first-layer wiring 67, the above-described means further requires the second-layer wiring 69 and the through hole 70.
The wiring to be originally formed on the surface of the interlayer insulating film (not shown; corresponding to the insulating film 63 in FIG. 9) on which the wiring 69 of the layer is formed is designed to bypass the wiring 69 of the second layer. Therefore, there is a new problem that the wiring efficiency of the entire semiconductor chip deteriorates.

【0019】一方、特開平8−306922号公報に提
案される先行技術がある。当該先行技術は、ポリシリコ
ンゲートをプラズマエッチングにより形成する際の蓄積
電荷の抑制に関するものであるが、上述と同趣旨の対策
を施しているため、上述の1層目の配線のプラズマエッ
チングに対しても同様の問題点が生じてしまう。
On the other hand, there is a prior art proposed in JP-A-8-306922. The prior art relates to suppression of accumulated charges when a polysilicon gate is formed by plasma etching. However, since the same measures as described above have been taken, the above-described plasma etching of the first-layer wiring is not performed. However, the same problem occurs.

【0020】更に、配線のプラズマエッチング中に生じ
る電荷を基板表面に形成された拡散層を介して基板側へ
逃がすための経路を別途設けるという先行技術が、特開
平9−74200号公報及び特開平8−97416号公
報に提案されている。しかしながら、特開平9−742
00号公報に提案される方法では、(i)電荷を逃がす
ための配線及び当該配線と電気的に接続される拡散層
を、MOSトランジスタのゲート電極に接続される配線
と近接して別途設けなければならず、(ii)上記配線
及び拡散層をMOSトランジスタの形成領域内に形成す
る場合には、上記配線及び拡散層を含めたMOSトラン
ジスタの形成領域が大きくなってしまう。(iii)ま
た、上記配線及び拡散層をアンテナ配線(ゲート電極に
接続される配線)間の空間に形成する場合であっても、
第1層目の配線の配線効率を下げることには変わりがな
い。
Further, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-74200 and 9-74200 disclose a prior art in which a separate path is provided for releasing charges generated during plasma etching of wiring to the substrate side via a diffusion layer formed on the substrate surface. It has been proposed in JP-A-8-97416. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-742
According to the method proposed in Japanese Patent Publication No. 00 (00), (i) a wiring for releasing charges and a diffusion layer electrically connected to the wiring must be separately provided in proximity to a wiring connected to the gate electrode of the MOS transistor. (Ii) When the wiring and the diffusion layer are formed in the MOS transistor formation region, the MOS transistor formation region including the wiring and the diffusion layer becomes large. (Iii) Even when the wiring and the diffusion layer are formed in a space between antenna wirings (wirings connected to gate electrodes),
There is no change in reducing the wiring efficiency of the first layer wiring.

【0021】また、特開平8−97416号公報に提案
される先行技術は、上記(ii)と同様の問題点を包含
している。
Further, the prior art proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-97416 has the same problem as the above (ii).

【0022】従って、これらの3つの先行技術を、メモ
リ等の半導体装置と同様に、搭載素子の高集積化並びに
チップの小型化が強く要求されているASICにおいて
適用することは好ましくないと考える。
Therefore, it is considered that it is not preferable to apply these three prior arts to an ASIC in which high integration of mounted elements and miniaturization of a chip are strongly required, similarly to a semiconductor device such as a memory.

【0023】本発明は、上述のような問題点を解消する
ためになされたものであり、半導体チップの配線効率を
改善し、且つ、プラズマエッチング工程中のゲート絶縁
膜の膜質の劣化等を有効に防止しうる半導体装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is intended to improve the wiring efficiency of a semiconductor chip and effectively prevent the deterioration of the quality of a gate insulating film during a plasma etching process. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which can be prevented.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】(1)請求項1記載の発
明に係る半導体装置は、ゲートアレイ中の、使用トラン
ジスタのゲート電極にその一端が電気的に接続される配
線の一部を、前記ゲートアレイ中の未使用トランジスタ
の所定の領域に電気的に接続することを特徴とする。
(1) In the semiconductor device according to the first aspect of the present invention, a part of a wiring, one end of which is electrically connected to a gate electrode of a transistor to be used, in a gate array, It is electrically connected to a predetermined region of an unused transistor in the gate array.

【0025】(2)請求項2記載の発明に係る半導体装
置は、請求項1記載の半導体装置において、前記未使用
トランジスタの前記所定の領域とは拡散領域であること
を特徴とする。
(2) A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the predetermined region of the unused transistor is a diffusion region.

【0026】(3)請求項3記載の発明に係る半導体装
置は、請求項1記載の半導体装置において、前記未使用
トランジスタの前記所定の領域とはゲート電極であるこ
とを特徴とする。
(3) The semiconductor device according to the third aspect of the present invention is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the predetermined region of the unused transistor is a gate electrode.

【0027】(4)請求項4記載の発明に係る半導体装
置は、ゲートアレイ中に所定の距離を離して対峙するM
OSトランジスタ群の間には、半導体基板表面内に形成
された拡散層を有する配線領域が設けられており、前記
配線領域内には、或る使用トランジスタのゲート電極に
接続されるその第1部分と第2部分とが前記拡散層を介
して互いに電気的に接続された配線が前記MOSトラン
ジスタの配列方向に沿って延長形成されていることを特
徴とする。
(4) The semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention is a semiconductor device wherein M
A wiring region having a diffusion layer formed in the surface of the semiconductor substrate is provided between the OS transistor groups, and a first portion thereof connected to a gate electrode of a transistor to be used is provided in the wiring region. And a second portion, which is electrically connected to each other via the diffusion layer, is formed so as to extend in the arrangement direction of the MOS transistors.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、本実施
の形態1に係る半導体装置であるゲートアレイの構成の
一例を示す部分平面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a partial plan view showing an example of the configuration of a gate array which is a semiconductor device according to a first embodiment.

【0029】図1に示すように、ゲートアレイは、p型
シリコン基板6の表面内及び表面上の、第1領域AR1
内に形成された複数のp型MOSトランジスタ11(第
1導電型トランジスタ群)と、第2領域AR2内に形成
された複数のn型MOSトランジスタ12(第2導電型
トランジスタ群)とを備えている。ここで、両トランジ
スタ群11,12はそれぞれゲート電極1、ソース及び
ドレインをなす拡散領域2を備えるが、例えば、p型M
OSトランジスタのゲート電極1を符号1−1、n型M
OSトランジスタのゲート電極を符号1−2のように、
各符号にハイフンと第1導電型側か第2導電型側かを示
す数字を更に付記することにより、必要に応じてその区
別を明記することにする。また、拡散領域2やその他の
構成要素についても同様とする。
As shown in FIG. 1, the gate array is formed in a first region AR1 in and on the surface of the p-type silicon substrate 6.
A plurality of p-type MOS transistors 11 (first conductivity type transistor group) formed therein and a plurality of n-type MOS transistors 12 (second conductivity type transistor group) formed in the second region AR2 are provided. I have. Here, each of the transistor groups 11 and 12 includes a gate electrode 1 and a diffusion region 2 forming a source and a drain.
The gate electrode 1 of the OS transistor is denoted by the symbol 1-1, n-type M
The gate electrode of the OS transistor is denoted by reference numeral 1-2,
A hyphen and a numeral indicating whether it is the first conductivity type side or the second conductivity type side are further added to each code, so that the distinction is clearly specified as necessary. The same applies to the diffusion region 2 and other components.

【0030】図1に示すゲートアレイは、第1及び第2
領域間の第3領域AR3内を両トランジスの配列方向A
D1に沿って延伸形成されており、使用トランジスタの
ゲート電極1にその一端部側が電気的に接続される1層
目のアルミニウム配線7を更に備える。
The gate array shown in FIG. 1 has first and second gate arrays.
In the third region AR3 between the regions, the arrangement direction A of both
A first-layer aluminum wiring 7 extending along D1 and having one end electrically connected to the gate electrode 1 of the transistor to be used is further provided.

【0031】また、図1に示すように、両トランジスタ
群11,12の外側エリアには、トランジスタの配列方
向AD1と平行に、アルミニウム等の導電性材料から成
る電源用配線8がそれぞれ形成されており、当該電源用
配線8から部分的に延伸される配線により、電源用配線
8と両トランジスタ群11,12の所定のゲート電極1
又は所定の拡散領域2とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, power supply wirings 8 made of a conductive material such as aluminum are formed in the outer areas of both transistor groups 11 and 12 in parallel with the transistor arrangement direction AD1. The power supply wiring 8 and a predetermined gate electrode 1 of both transistor groups 11 and 12 are formed by wiring partially extending from the power supply wiring 8.
Alternatively, a predetermined diffusion region 2 is electrically connected.

【0032】ここで、ゲートアレイ中には、電源用配線
8等と結線され、あるいは図1に示すようにトランジス
タ相互が電気的に接続されて、実際に所望の動作を実現
するトランジスタ(以下、「使用トランジスタ」と称
す)と、使用トランジスタ以外のトランジスタ(以下、
「未使用トランジスタ」と称す)とが存在する。未使用
トランジスタは同図中の破線20で囲み、使用トランジ
スタと区別して図示している。そこで、使用トランジス
タと未使用トランジスタとを明記する必要がある場合
は、ぞれぞれ符号10(図2参照)又は符号20(図2
参照)を以て表記する。なお、未使用トランジスタとい
う概念は、全く配線が接続されないトランジスタを含む
ことは言うまでもなく、更に、配線等が接続されていて
も当該トランジスタが本来の機能を発揮せず、チップ全
体の所望の動作の実現に関与しないトランジスタをも含
むものである。
Here, in the gate array, transistors connected to the power supply wiring 8 or the like, or transistors are electrically connected to each other as shown in FIG. "Used transistor") and transistors other than the used transistor (hereinafter, "transistor")
"Unused transistors"). Unused transistors are surrounded by broken lines 20 in FIG. Therefore, when it is necessary to specify the used transistor and the unused transistor, the reference numeral 10 (see FIG. 2) or the reference numeral 20 (see FIG.
Reference). Needless to say, the concept of an unused transistor includes a transistor to which no wiring is connected, and furthermore, even if a wiring or the like is connected, the transistor does not perform its original function, and a desired operation of the entire chip is not performed. This includes transistors that are not involved in the realization.

【0033】更に、図1に示すように、アルミニウム配
線7はその配線途中で2方向へ分岐され、分岐配線9−
1又は9−2は未使用トランジスタの拡散領域22−1
又は22−2にそれぞれ電気的に接続される。
Further, as shown in FIG. 1, the aluminum wiring 7 is branched in two directions in the middle of the wiring, and a branched wiring 9- is formed.
Reference numeral 1 or 9-2 denotes a diffusion region 22-1 of an unused transistor.
Or 22-2.

【0034】かかる分岐配線9は、使用トランジスタの
ゲート電極1に接続されるアルミニウム配線7のプラズ
マエッチングによる形成と同時に、且つ、アルミニウム
配線7と分断されることなく一体形成される。当該分岐
配線9を設けることにより、プラズマエッチング中にア
ルミニウム配線7及び分岐配線9に帯電される電荷を未
使用トランジスタを介して基板6側へ逃がすことができ
る。この点について以下に詳述する。
The branch wiring 9 is formed simultaneously with the formation of the aluminum wiring 7 connected to the gate electrode 1 of the transistor to be used by plasma etching and without being separated from the aluminum wiring 7. By providing the branch wiring 9, charges charged to the aluminum wiring 7 and the branch wiring 9 during the plasma etching can be released to the substrate 6 via unused transistors. This will be described in detail below.

【0035】図2は図1に示すゲートアレイのI−I’
線での縦断面を矢印方向から眺めた図である。図2では
アルミニウム配線7及び分岐配線9の形成後の状態を図
示しているため、後の工程で形成される、アルミニウム
配線7及び分岐配線9の上方の層間絶縁膜、あるいは、
かかる層間絶縁膜上に形成される2層目のアルミニウム
配線等の図示化は省略している。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II ′ of the gate array shown in FIG.
It is the figure which looked at the longitudinal section by the line from the arrow direction. Since FIG. 2 shows a state after the formation of the aluminum wiring 7 and the branch wiring 9, an interlayer insulating film above the aluminum wiring 7 and the branch wiring 9 formed in a later step, or
The illustration of the second-layer aluminum wiring and the like formed on the interlayer insulating film is omitted.

【0036】図2に示すように、分岐配線9−2は未使
用トランジスタ20の拡散領域22−2に電気的に接続
されているので、プラズマエッチングによるアルミニウ
ム配線7及び分岐配線9−2の形成時にこれらの配線
7,9−2に帯電する電荷は、図2中の矢印A1の経路
を通じてシリコン基板6に逃がすことができ、ゲート電
極1と基板6との間の電位差を小さくすることができ
る。従って、使用トランジスタ10のゲート絶縁膜3に
印加される電界を大幅に低減できるため、ゲート絶縁膜
3の膜質の劣化等を防止することができる。このよう
に、ゲート電極1の電荷密度を低減することによりアン
テナ比を改善(小さく)して、ゲート絶縁膜3の膜質劣
化等を防止できるのである。なお、n型拡散領域22−
2及びp型シリコン基板6により形成されるダイオード
構造は、その向きからマイナスの電荷に対して、特に有
効に作用する。
As shown in FIG. 2, since the branch wiring 9-2 is electrically connected to the diffusion region 22-2 of the unused transistor 20, the aluminum wiring 7 and the branch wiring 9-2 are formed by plasma etching. At this time, the electric charges charged to the wirings 7 and 9-2 can escape to the silicon substrate 6 through the path indicated by the arrow A1 in FIG. 2, and the potential difference between the gate electrode 1 and the substrate 6 can be reduced. . Therefore, since the electric field applied to the gate insulating film 3 of the transistor 10 to be used can be greatly reduced, deterioration of the film quality of the gate insulating film 3 can be prevented. As described above, by reducing the charge density of the gate electrode 1, the antenna ratio can be improved (smaller) and deterioration of the film quality of the gate insulating film 3 can be prevented. The n-type diffusion region 22-
The diode structure formed by the p-type silicon substrate 6 and the p-type silicon substrate 6 acts particularly effectively on negative charges from the direction.

【0037】また、分岐配線9−1が電気的に接続され
るp型拡散領域22−1はn型ウエル5(図1参照)の
内部に形成されるので、拡散領域22−1とp型基板の
間にはpnp型トランジスタが構成されている。かかる
場合には、プラスの電荷が分岐配線9−1を通じて拡散
領域22−1に流入してきた場合に、p型拡散領域22
−1とn型ウエル5との間に形成されるダイオード構造
には順方向電流が流れて、上記トランジスタ構造がオン
状態になるため、プラズマエッチング時に配線7,9−
1に帯電する電荷を上記トランジスタ構造を通じてシリ
コン基板6に逃がすことで、ゲート電極1と基板6との
間の電位差を小さくできる。従って、使用トランジスタ
10のゲート絶縁膜3に印加される電界を大幅に低減で
きるため、分岐配線9−2の場合と同様に、ゲート絶縁
膜3の膜質の劣化等を防止することができる。このよう
に、分岐配線9−1側の電荷を逃がす経路は、プラスの
電荷に対して特に有効に作用する。
Since the p-type diffusion region 22-1 to which the branch wiring 9-1 is electrically connected is formed inside the n-type well 5 (see FIG. 1), the diffusion region 22-1 and the p-type diffusion region 22-1 are connected to each other. A pnp transistor is formed between the substrates. In such a case, when a positive charge flows into the diffusion region 22-1 through the branch wiring 9-1, the p-type diffusion region 22-1
Since a forward current flows through the diode structure formed between -1 and the n-type well 5, the transistor structure is turned on.
By discharging the electric charge charged to 1 through the transistor structure to the silicon substrate 6, the potential difference between the gate electrode 1 and the substrate 6 can be reduced. Accordingly, since the electric field applied to the gate insulating film 3 of the transistor 10 to be used can be greatly reduced, deterioration of the film quality of the gate insulating film 3 can be prevented as in the case of the branch wiring 9-2. As described above, the path for releasing the charge on the branch wiring 9-1 side particularly effectively acts on the positive charge.

【0038】なお、分岐配線9は、図1のように2方向
でなければならない必然性はなく、1方向だけでも良い
が、上述のように、本実施の形態1では、分岐配線9を
未使用トランジスタ20のp型及びn型拡散領域22に
接続することにより、プラス及びマイナスのいずれの電
荷に対しても対応でき、ゲート絶縁膜3の膜質の劣化等
を効果的に防止できる点において、より好ましい形態と
言える。
The branch wiring 9 need not be in two directions as shown in FIG. 1, but may be in one direction. However, as described above, in the first embodiment, the branch wiring 9 is not used. By connecting to the p-type and n-type diffusion regions 22 of the transistor 20, it is possible to cope with both positive and negative charges and to effectively prevent deterioration of the film quality of the gate insulating film 3 and the like. It can be said that this is a preferable mode.

【0039】(実施の形態2)実施の形態2に係る半導
体装置であるゲートアレイの構成の一例を、図3に示す
部分平面図を用いて説明する。
(Embodiment 2) An example of a configuration of a gate array which is a semiconductor device according to Embodiment 2 will be described with reference to a partial plan view shown in FIG.

【0040】本実施の形態2では、実施の形態1におけ
る拡散領域22に接続される分岐配線9(図1参照)の
代わりに、未使用トランジスタ20のゲート電極21に
電気的に接続される分岐配線19を採用しており、その
他の構成は実施の形態1と同様である。従って、かかる
違点を中心に以下の説明を進める。なお、図3において
も、図1に示す構成要素と同じものには同一の符号を付
しているので、それらの説明を省略する。また、ハイフ
ン以後の表記方法も実施の形態1において説明したもの
と同様としている。
In the second embodiment, instead of the branch line 9 (see FIG. 1) connected to the diffusion region 22 in the first embodiment, a branch electrically connected to the gate electrode 21 of the unused transistor 20 is used. The wiring 19 is employed, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. Therefore, the following description will be focused on such differences. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The notation after the hyphen is the same as that described in the first embodiment.

【0041】本実施の形態2では、図3に示すように、
アルミニウム配線7はその配線途中で2方向へ分岐さ
れ、分岐配線19−1又は19−2は未使用トランジス
タ20のゲート電極21−1又は21−2にそれぞれ電
気的に接続される。かかる分岐配線19は、実施の形態
1と同様に、使用トランジスタのゲート電極1に接続さ
れるアルミニウム配線7のプラズマエッチングによる形
成と同時に、且つ、アルミニウム配線7と分断されるこ
となく一体形成される。
In the second embodiment, as shown in FIG.
The aluminum wiring 7 is branched in two directions in the middle of the wiring, and the branch wiring 19-1 or 19-2 is electrically connected to the gate electrode 21-1 or 21-2 of the unused transistor 20, respectively. Similar to the first embodiment, the branch wiring 19 is formed integrally with the aluminum wiring 7 connected to the gate electrode 1 of the transistor to be used by plasma etching and without being separated from the aluminum wiring 7. .

【0042】当該分岐配線19を設けることにより、ア
ンテナ比を改善することができるので、プラズマエッチ
ング中の配線7及び19の帯電による使用トランジスタ
10のゲート絶縁膜3の膜質劣化等を防止することがで
きる。この理由について、図4を用いて以下に説明す
る。
By providing the branch wiring 19, the antenna ratio can be improved, so that deterioration of the film quality of the gate insulating film 3 of the transistor 10 to be used due to charging of the wirings 7 and 19 during plasma etching can be prevented. it can. The reason will be described below with reference to FIG.

【0043】図4は図3に示すゲートアレイのII−II’
線での縦断面を矢印方向から眺めた図である。図4で
は、図2と同様に、アルミニウム配線7及び分岐配線1
9の上方の層間絶縁膜等の図示化は省略している。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line II-II 'of the gate array shown in FIG.
It is the figure which looked at the longitudinal section by the line from the arrow direction. In FIG. 4, as in FIG.
The illustration of the interlayer insulating film and the like above 9 is omitted.

【0044】図4に示すように、分岐配線19−2は未
使用トランジスタ20のゲート電極21−2に電気的に
接続されているので、プラズマエッチングによるアルミ
ニウム配線7及び分岐配線19−2の形成時にこれらの
配線7,19−2に帯電する電荷を、図4中の矢印A2
の経路を通じて未使用トランジスタ20のゲート電極2
1−2に分散させることができる。同様に、図3におけ
る分岐配線19−1によっても、かかる電荷をゲート電
極21−1へ分散させることができる。即ち、本実施の
形態2に係るゲートアレイでは、アルミニウム配線7に
接続されるゲート電極の面積を、未使用トランジスタ2
0のゲート電極21の面積分だけ増加させることでアン
テナ比を改善(小さく)し、使用トランジスタ10のゲ
ート電極3に帯電する電荷量を分散・減少させているの
である。従って、使用トランジスタ10のゲート絶縁膜
3に印加される電界を低減することができるので、ゲー
ト絶縁膜3の膜質劣化等を防止することができる。
As shown in FIG. 4, since the branch wiring 19-2 is electrically connected to the gate electrode 21-2 of the unused transistor 20, the aluminum wiring 7 and the branch wiring 19-2 are formed by plasma etching. The electric charges that are sometimes charged on these wirings 7 and 19-2 are indicated by arrows A2 in FIG.
Gate electrode 2 of the unused transistor 20 through the path of
1-2. Similarly, such charges can be dispersed to the gate electrode 21-1 by the branch wiring 19-1 in FIG. That is, in the gate array according to the second embodiment, the area of the gate electrode connected to the aluminum wiring
The antenna ratio is improved (reduced) by increasing the area of the gate electrode 21 of 0, thereby dispersing and reducing the amount of charge charged on the gate electrode 3 of the transistor 10 to be used. Therefore, the electric field applied to the gate insulating film 3 of the transistor 10 to be used can be reduced, so that the quality of the gate insulating film 3 can be prevented from being deteriorated.

【0045】なお、本実施の形態2に係るゲートアレイ
では、問題となる電荷の極性に関わらず、上述の効果を
発揮することができる。
In the gate array according to the second embodiment, the above-described effects can be exhibited irrespective of the polarity of the problematic charge.

【0046】上述の実施の形態1及び2に係る半導体装
置であるゲートアレイによれば、使用トランジスタ10
のゲート電極1に接続される配線7をその配線途中で分
岐し、当該分岐配線9又は19を未使用トランジスタ2
0の所定の領域(即ち、拡散領域22、又は、ゲート電
極21)に接続するため、本来未使用の領域である箇所
を有効に活用することができる。
According to the gate array which is the semiconductor device according to the first and second embodiments, the transistor 10
The wiring 7 connected to the gate electrode 1 is branched in the middle of the wiring, and the branch wiring 9 or 19 is connected to the unused transistor 2.
Since it is connected to a predetermined region of 0 (that is, the diffusion region 22 or the gate electrode 21), a portion that is originally an unused region can be effectively used.

【0047】従って、本装置によれば、従来のゲート
アレイや特開平8−306922号公報に提案される先
行技術のように、2層目のアルミニウム配線等により、
予め分断しておいた1層目のアルミニウム配線とを接続
する必要が無くなるとともに、特開平9−74200
号公報に提案される先行技術のように、電荷を逃がすた
めの領域を別途設ける必要も無くなる。このように、実
施の形態1及び2に係る技術は、上述の先行技術と比較
して、半導体チップ全体としての配線効率の改善を可能
とし、半導体装置のチップサイズの一層の小型化を実現
可能たらしめるものである。
Therefore, according to the present device, as in the conventional gate array and the second-layer aluminum wiring as in the prior art proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-306922,
It is no longer necessary to connect to the first layer of aluminum wiring which has been divided in advance,
It is no longer necessary to provide a separate area for releasing electric charges as in the prior art proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260,036. As described above, the technologies according to the first and second embodiments can improve the wiring efficiency of the entire semiconductor chip as compared with the above-described prior art, and can further reduce the chip size of the semiconductor device. That is what makes it work.

【0048】(実施の形態3)次に、図5〜図6を用い
て実施の形態3に係る半導体装置の構造について説明す
る。
Third Embodiment Next, a structure of a semiconductor device according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

【0049】図5は、ゲートアレイ中に所定の距離を離
して対峙するMOSトランジスタ群の間に形成された配
線(チャネル)領域AR4内の配線30と配線30の接
続関係の概略を示す平面図であり、図6は図5における
配線領域AR4付近の拡大平面図である。なお、図5〜
図6において、図1あるいは図3と同様の構成要素には
同様の符号を付し、その説明を省略するとともに、図面
の煩雑化を避けるためゲートアレイ領域AR1〜AR3
における結線状態の図示化は省略しているが、本実施の
形態3に係る効果に対して影響を与えるものではない。
FIG. 5 is a plan view schematically showing the connection relationship between wirings 30 in wiring (channel) region AR4 formed between MOS transistor groups facing each other at a predetermined distance in the gate array. FIG. 6 is an enlarged plan view near the wiring area AR4 in FIG. In addition, FIG.
6, the same components as those in FIG. 1 or FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and the gate array regions AR1 to AR3 will be described in order to avoid complication of the drawing.
Although the illustration of the connection state in is omitted, it does not affect the effect according to the third embodiment.

【0050】図6に示すように、配線領域AR4には、
第1部分31と第2部分32とに分断された配線30
(アルミニウム等を材料とする)がシリコン基板6の表
面上に形成されており、配線30の第1部分31の一端
部と第2部分32の一端部とは、p型シリコン基板6の
表面内に予め形成されたn型拡散層33を介して、互い
に電気的に接続されている。このように、拡散層33を
介してその第1部分31と第2部分32とが接続された
1本あるいは複数本の配線30が、MOSトランジスタ
群の配列方向ADに沿って延長形成されている。なお、
図5〜図6においては、拡散層33を挟んで、配線30
の右側を第1部分31とし、左側をその第2部分32と
しているが、配線30の内で上記拡散層33で連結され
る部分について、その他端部が或るMOSトランジスタ
のゲート電極に接続される側の部分を第1部分31とし
て定義し、その他端部が上記ゲート電極の駆動回路側の
配線に接続される側の部分を第2部分32として定義す
ることにする。また、配線30の第1部分31の他端部
が接続されるゲート電極は、ゲートアレイのゲート電極
に限定されるものではなく、半導体チップ中のMOSト
ランジスタのゲート電極であれば良く、例えば、図5に
示すように同チップ中のメモリモジュール内のMOSト
ランジスタのゲート電極であっても良い。
As shown in FIG. 6, in the wiring area AR4,
Wiring 30 divided into first portion 31 and second portion 32
(Made of aluminum or the like) is formed on the surface of the silicon substrate 6, and one end of the first portion 31 and one end of the second portion 32 of the wiring 30 are connected to the surface of the p-type silicon substrate 6. Are electrically connected to each other via an n-type diffusion layer 33 formed in advance. In this manner, one or a plurality of wirings 30 in which the first part 31 and the second part 32 are connected via the diffusion layer 33 are formed extending along the arrangement direction AD of the MOS transistor group. . In addition,
5 to 6, the wiring 30 is sandwiched between the diffusion layers 33.
Of the wiring 30 is connected to the diffusion layer 33, and the other end is connected to the gate electrode of a certain MOS transistor. The portion on the other side is defined as a first portion 31, and the portion on the other end connected to the wiring on the drive circuit side of the gate electrode is defined as a second portion 32. Further, the gate electrode to which the other end of the first portion 31 of the wiring 30 is connected is not limited to the gate electrode of the gate array, but may be any gate electrode of the MOS transistor in the semiconductor chip. As shown in FIG. 5, it may be a gate electrode of a MOS transistor in a memory module in the same chip.

【0051】さて、図6に示すような形態で配線30は
構成されるため、配線30を第1部分と第2部分とに分
断しない場合に比べて、ゲート電極(図示せず)に接続
される配線(第1部分31)の面積は小さくなり、アン
テナ比を改善(小さく)することができる。
Since the wiring 30 is formed in the form shown in FIG. 6, the wiring 30 is connected to the gate electrode (not shown) as compared with the case where the wiring 30 is not divided into the first portion and the second portion. The area of the wiring (first portion 31) becomes smaller, and the antenna ratio can be improved (smaller).

【0052】加えて、配線30の第1部分31と第2部
分32とは拡散層33を介して電気的に接続されるた
め、配線30をプラズマエッチングにより形成する際に
おいて、配線30に帯電する電荷を、n型拡散層33と
p型シリコン基板6とにより構成されるダイオード構造
を通じて、基板6へ逃がすことができる。従って、配線
30の第1部分31の他端部が接続されるゲート電極と
基板6との間の電位差を低減することができるので、当
該ゲート電極と基板6との間に存在するゲート絶縁膜
(図示せず)に印加される電界が低減され、当該ゲート
絶縁膜の膜質劣化等を有効に防止することができる。こ
のように、ゲート電極に帯電する電荷量の観点からも、
アンテナ比の改善(低下)が図られると言うことができ
る。
In addition, since the first portion 31 and the second portion 32 of the wiring 30 are electrically connected via the diffusion layer 33, the wiring 30 is charged when the wiring 30 is formed by plasma etching. The charge can be released to the substrate 6 through the diode structure including the n-type diffusion layer 33 and the p-type silicon substrate 6. Accordingly, the potential difference between the gate electrode to which the other end of the first portion 31 of the wiring 30 is connected and the substrate 6 can be reduced, and the gate insulating film existing between the gate electrode and the substrate 6 can be reduced. The electric field applied to the gate insulating film (not shown) can be reduced, and deterioration of the gate insulating film can be effectively prevented. Thus, from the viewpoint of the amount of charge charged to the gate electrode,
It can be said that the antenna ratio is improved (reduced).

【0053】しかも、配線領域の半導体基板6の表面内
に形成される拡散層33により、配線30の第1部分3
1及び第2部分32の一端部が互いに接続されるため、
換言すれば、1本の配線30を形成する領域の直下に拡
散層33を形成しているので、半導体チップ中のゲート
アレイ等の素子が形成されている領域の面積増加をもた
らさない。従って、特開平8−97416号公報及び特
開平9−74200号公報に提案される先行技術のよう
にMOSトランジスタ領域内に拡散層を別途形成する必
要が無く、更に、特開平9−74200号公報に開示さ
れるような電荷逃がし用配線を迂回するように配線領域
内の配線を形成する必要も無いのである。このため、本
実施の形態3に係る半導体装置によれば、上記先行技術
と比較して、搭載素子の高集積化、ひいては半導体チッ
プサイズの小型化を一層進めることができるという利点
がある。
Further, the first portion 3 of the wiring 30 is formed by the diffusion layer 33 formed in the surface of the semiconductor substrate 6 in the wiring region.
Since one end portions of the first and second portions 32 are connected to each other,
In other words, since the diffusion layer 33 is formed immediately below the region where one wire 30 is formed, the area of the semiconductor chip in which elements such as a gate array are formed does not increase. Therefore, it is not necessary to separately form a diffusion layer in the MOS transistor region unlike the prior arts proposed in JP-A-8-97416 and JP-A-9-74200. It is not necessary to form the wiring in the wiring region so as to bypass the charge release wiring as disclosed in the above. Therefore, the semiconductor device according to the third embodiment has an advantage that the integration of mounted elements and the size of the semiconductor chip can be further reduced as compared with the above-described prior art.

【0054】[0054]

【発明の効果】(1)請求項1に係る発明によれば、ゲ
ートアレイ中の使用トランジスタのゲート電極にその一
端が接続される配線の一部を、未使用トランジスタの所
定の領域に電気的に接続するので、従来のゲートアレ
イのように、2層目のアルミニウム配線及び1層目のア
ルミニウム配線と2層目のアルミニウム配線とを電気的
に接続するためのスルーホールが不必要となり(特開平
8−306922号公報に提案される技術に対しても同
様)、更に、特開平9−74200号公報に提案され
る先行技術のように、プラズマエッチングによる当該配
線形成時に当該配線に蓄積される電荷を逃がすための領
域を別途設ける必要も無い。従って、請求項1に係る発
明は、上記従来のゲートアレイ及び上記2つの先行技術
と比較して、上記及びの観点から、半導体チップ全
体としての配線効率を改善することができるため、半導
体装置のチップサイズの小型化を一層推進できるという
効果をももたらす。
(1) According to the first aspect of the present invention, a part of the wiring whose one end is connected to the gate electrode of the used transistor in the gate array is electrically connected to a predetermined region of the unused transistor. Therefore, through holes for electrically connecting the second-layer aluminum wiring and the first-layer aluminum wiring to the second-layer aluminum wiring as in the conventional gate array are not required (particularly). The same applies to the technology proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-306922), and further, as in the prior art proposed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 9-74200, it is accumulated in the wiring when the wiring is formed by plasma etching. There is no need to provide a separate region for releasing charges. Therefore, the invention according to claim 1 can improve the wiring efficiency of the entire semiconductor chip from the viewpoint of the above and the above compared with the conventional gate array and the two prior arts. This also has the effect that the chip size can be further reduced.

【0055】(2)請求項2に係る発明によれば、請求
項1に係る効果(1)に加えて、ゲートアレイ中の使用
トランジスタのゲート電極にその一端が接続される配線
の一部を、未使用トランジスタの拡散領域に電気的に接
続するので、プラズマエッチングによる当該配線形成時
に当該配線に帯電する電荷を、未使用トランジスタの拡
散領域を介して半導体基板側へ逃がすことができる。即
ち、使用トランジスタのゲート電極に帯電する電荷の観
点から、アンテナ比を改善(小さく)することができ
る。従って、従来のゲートアレイと比較して、使用トラ
ンジスタのゲート電極と半導体基板との間の電位差を低
減することができ、その結果、使用トランジスタのゲー
ト絶縁膜に印加される電界を低減できるので、プラズマ
エッチング工程中の当該ゲート絶縁膜の膜質の劣化等を
有効に防止しうるという効果を得ることができる。
(2) According to the second aspect of the invention, in addition to the effect (1) of the first aspect, a part of the wiring whose one end is connected to the gate electrode of the transistor used in the gate array is provided. Since it is electrically connected to the diffusion region of the unused transistor, electric charges charged to the wiring when the wiring is formed by plasma etching can be released to the semiconductor substrate side via the diffusion region of the unused transistor. That is, the antenna ratio can be improved (smaller) from the viewpoint of the electric charge charged to the gate electrode of the transistor used. Therefore, the potential difference between the gate electrode of the used transistor and the semiconductor substrate can be reduced as compared with the conventional gate array, and as a result, the electric field applied to the gate insulating film of the used transistor can be reduced. The effect that deterioration of the film quality of the gate insulating film during the plasma etching step can be effectively prevented can be obtained.

【0056】(3)請求項3に係る発明によれば、請求
項1に係る効果(1)に加えて、ゲートアレイ中の使用
トランジスタのゲート電極にその一端が接続される配線
の一部を、未使用トランジスタのゲート電極に電気的に
接続するので、当該配線に接続されるゲート電極(使用
及び未使用トランジスタに関わらない)の面積を増加さ
せることができるので、使用トランジスタのゲート電極
及び当該配線に関するアンテナ比を改善(小さく)する
ことができる。このため、プラズマエッチングによる当
該配線形成時に当該配線に帯電する電荷を未使用トラン
ジスタのゲート電極へも分散することができ、プラズマ
エッチング工程中のゲート絶縁膜の膜質の劣化等を有効
に防止しうるという効果を得ることができる。
(3) According to the third aspect of the invention, in addition to the effect (1) of the first aspect, a part of the wiring whose one end is connected to the gate electrode of the transistor used in the gate array is provided. Since the gate electrode of the unused transistor is electrically connected to the gate electrode of the unused transistor, the area of the gate electrode (irrespective of used and unused transistors) connected to the wiring can be increased. The antenna ratio with respect to the wiring can be improved (smaller). For this reason, when the wiring is formed by the plasma etching, the electric charge charged to the wiring can be dispersed also to the gate electrode of the unused transistor, and the deterioration of the film quality of the gate insulating film during the plasma etching step can be effectively prevented. The effect described above can be obtained.

【0057】(4)請求項4に係る発明によれば、配線
領域内の配線は、その第1部分と第2部分とが半導体基
板表面内に予め形成された拡散層を介して互いに電気的
に接続されるため、使用トランジスタのゲート電極と当
該ゲート電極に接続される第1部分との面積比の観点か
らも、又、当該ゲート電極と当該第1部分とに帯電する
電荷量の観点からも、アンテナ比を改善(小さく)でき
るので、上記(1)及び(2)と同様の効果が得られ
る。加えて、当該拡散層はMOSトランジスタ領域外に
存在する配線領域内に形成されるため、(i)特開平8
−97416号公報及び特開平9−74200号公報に
提案される先行技術のようにMOSトランジスタ領域内
に拡散層を形成する必要が無く、更に、(ii)特開平
9−74200号公報に開示されるように電荷逃がし用
配線を迂回するように配線領域内の配線を形成する必要
も無い。従って、請求項4に係る発明は、上述の(i)
及び(ii)により、MOSトランジスタの微細化を妨
げず、半導体装置のチップサイズの小型化に寄与しうる
点で、上記先行技術と比較して、優位性を有する。
(4) According to the fourth aspect of the present invention, in the wiring in the wiring region, the first portion and the second portion are electrically connected to each other via the diffusion layer formed in advance on the surface of the semiconductor substrate. Connected from the viewpoint of the area ratio between the gate electrode of the transistor to be used and the first portion connected to the gate electrode, and also from the viewpoint of the amount of charge charged to the gate electrode and the first portion. Also, since the antenna ratio can be improved (smaller), the same effects as the above (1) and (2) can be obtained. In addition, since the diffusion layer is formed in a wiring region existing outside the MOS transistor region, (i)
There is no need to form a diffusion layer in the MOS transistor region as in the prior art proposed in JP-A-97416 and JP-A-9-74200, and further (ii) disclosed in JP-A-9-74200. As described above, it is not necessary to form the wiring in the wiring region so as to bypass the charge release wiring. Therefore, the invention according to claim 4 provides the above (i)
And (ii) have an advantage over the prior art in that they can contribute to the miniaturization of the chip size of the semiconductor device without hindering the miniaturization of the MOS transistor.

【0058】更に、請求項4に係る発明によれば、ゲー
トアレイ中に未使用トランジスタの有無に関わらず、ゲ
ート絶縁膜の膜質劣化等の防止という効果を十分に発揮
することができる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, the effect of preventing the gate insulating film from deteriorating in film quality can be sufficiently exhibited regardless of the presence or absence of unused transistors in the gate array.

【0059】(5)以上のように、請求項2〜4に係る
発明は、いずれにおいてもアンテナ比を改善することに
より、使用トランジスタのゲート絶縁膜の膜質劣化等を
有効に防止できるという共通の効果を有するのである。
(5) As described above, the inventions according to claims 2 to 4 have a common feature that deterioration of the film quality of the gate insulating film of the transistor used can be effectively prevented by improving the antenna ratio in any case. It has an effect.

【0060】(6)加えて、請求項1〜3に係る発明に
よれば、未使用トランジスタの所定の領域の選定を、個
々のチップの使用トランジスタの配線設計時に行うこと
ができるので、別途のマスク設計及び製造工程の増加を
もたらすことなく、上記(1)〜(3)の効果を得るこ
とができる。
(6) In addition, according to the first to third aspects of the present invention, a predetermined region of an unused transistor can be selected at the time of wiring design of a transistor to be used on each chip. The effects (1) to (3) can be obtained without increasing mask design and manufacturing steps.

【0061】同様に、請求項4に係る発明によれば、配
線領域内で配線の第1部分と第2部分とを電気的に接続
するための拡散層を、個々のチップでの他の拡散領域
(例えば、n型MOSトランジスタのn型拡散領域)形
成時に同時に形成できるため、該当する製造工程で使用
するマスクの微小な変更のみで済み、別途のマスク設計
及び製造工程の増加をもたらすことなく、上記(4)の
効果を得ることができる。
Similarly, according to the invention of claim 4, the diffusion layer for electrically connecting the first portion and the second portion of the wiring in the wiring region is formed by another diffusion layer in each chip. Since it can be formed at the same time as the formation of the region (for example, the n-type diffusion region of the n-type MOS transistor), only a small change of the mask used in the relevant manufacturing process is required, and no additional mask design and manufacturing process are required. Thus, the effect (4) can be obtained.

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

【図1】 この発明の実施の形態1に係る半導体装置の
構成を示す部分平面図である。
FIG. 1 is a partial plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 この発明の実施の形態1に係る半導体装置の
構成を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の実施の形態2に係る半導体装置の
構成を示す部分平面図である。
FIG. 3 is a partial plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態2に係る半導体装置の
構成を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態3に係る半導体装置の
構成を示す部分平面図である。
FIG. 5 is a partial plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態3に係る半導体装置の
構成を示す部分平面図である。
FIG. 6 is a partial plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 MOSトランジスタの製造工程途中における
構成を示す縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a configuration in the middle of a manufacturing process of the MOS transistor.

【図8】 MOSトランジスタの製造工程途中における
構成を示す縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a configuration during a manufacturing process of the MOS transistor.

【図9】 MOSトランジスタの構成を示す縦断面図で
ある。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a MOS transistor.

【図10】 従来の技術に係る半導体装置の構成を示す
部分平面図である。
FIG. 10 is a partial plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ゲート電極、2 拡散領域、3 ゲート絶縁膜、7
1層目のアルミニウム配線、9 分岐配線、10 使
用トランジスタ、11 p型MOSトランジスタ、12
n型MOSトランジスタ、19 分岐配線、20 未
使用トランジスタ領域、21 ゲート電極、22 拡散
領域、30 配線、31 配線30の第1部分、32
配線30の第2部分、33 拡散層、AR1 p型MO
Sトランジスタ領域、AR2 n型MOSトランジスタ
領域、AR3 1層目のアルミニウム配線領域、AR4
配線(チャネル)領域、AD MOSトランジスタ配
列方向。
1 gate electrode, 2 diffusion region, 3 gate insulating film, 7
1st layer aluminum wiring, 9 branch wiring, 10 transistors used, 11 p-type MOS transistor, 12
n-type MOS transistor, 19 branch wiring, 20 unused transistor area, 21 gate electrode, 22 diffusion area, 30 wiring, 31 first part of wiring 30, 32
The second part of the wiring 30, the diffusion layer, the AR1 p-type MO
S transistor region, AR2 n-type MOS transistor region, AR3 first layer aluminum wiring region, AR4
Wiring (channel) area, AD MOS transistor array direction.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲートアレイ中の、使用トランジスタの
ゲート電極にその一端が電気的に接続される配線の一部
を、前記ゲートアレイ中の未使用トランジスタの所定の
領域に電気的に接続することを特徴とする、半導体装
置。
1. A part of a wiring in a gate array, one end of which is electrically connected to a gate electrode of a used transistor, is electrically connected to a predetermined region of an unused transistor in the gate array. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記未使用トランジスタの前記所定の領域とは拡散領域
であることを特徴とする、半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the predetermined region of the unused transistor is a diffusion region.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記未使用トランジスタの前記所定の領域とはゲート電
極であることを特徴とする、半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the predetermined region of the unused transistor is a gate electrode.
【請求項4】 ゲートアレイ中に所定の距離を離して対
峙するMOSトランジスタ群の間には、半導体基板表面
内に形成された拡散層を有する配線領域が設けられてお
り、前記配線領域内には、或る使用トランジスタのゲー
ト電極に接続されるその第1部分と第2部分とが前記拡
散層を介して互いに電気的に接続された配線が前記MO
Sトランジスタの配列方向に沿って延長形成されている
ことを特徴とする、半導体装置。
4. A wiring region having a diffusion layer formed in the surface of a semiconductor substrate is provided between a group of MOS transistors facing each other at a predetermined distance in a gate array. A wiring in which a first portion and a second portion connected to the gate electrode of a certain transistor are electrically connected to each other via the diffusion layer;
A semiconductor device, which is formed to extend along the direction in which S transistors are arranged.
JP652598A 1998-01-16 1998-01-16 Semiconductor device Pending JPH11204767A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP652598A JPH11204767A (en) 1998-01-16 1998-01-16 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP652598A JPH11204767A (en) 1998-01-16 1998-01-16 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11204767A true JPH11204767A (en) 1999-07-30

Family

ID=11640792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP652598A Pending JPH11204767A (en) 1998-01-16 1998-01-16 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11204767A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815771B2 (en) 2001-10-29 2004-11-09 Kawasaki Microelectronics, Inc. Silicon on insulator device and layout method of the same
JP2007158004A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009171173A (en) * 2008-01-16 2009-07-30 Oki Semiconductor Co Ltd Digital-analog converter
JP2013201159A (en) * 2012-03-23 2013-10-03 Rohm Co Ltd Dummy gate cell, cell base ic, and layout system and layout method of cell base ic
JP2016018870A (en) * 2014-07-08 2016-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2017022395A (en) * 2012-11-07 2017-01-26 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Shared-diffusion standard cell architecture

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815771B2 (en) 2001-10-29 2004-11-09 Kawasaki Microelectronics, Inc. Silicon on insulator device and layout method of the same
US7160786B2 (en) 2001-10-29 2007-01-09 Kawaski Microelectronics, Inc. Silicon on insulator device and layout method of the same
JP2007158004A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009171173A (en) * 2008-01-16 2009-07-30 Oki Semiconductor Co Ltd Digital-analog converter
US7791514B2 (en) 2008-01-16 2010-09-07 Oki Semiconductor Co., Ltd. Digital-to-analog converter having constant current cells producing even constant currents
JP4570662B2 (en) * 2008-01-16 2010-10-27 Okiセミコンダクタ株式会社 Digital / analog converter
JP2013201159A (en) * 2012-03-23 2013-10-03 Rohm Co Ltd Dummy gate cell, cell base ic, and layout system and layout method of cell base ic
JP2017022395A (en) * 2012-11-07 2017-01-26 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Shared-diffusion standard cell architecture
JP2016018870A (en) * 2014-07-08 2016-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7989846B2 (en) Semiconductor device with three-dimensional field effect transistor structure
JP4176342B2 (en) Semiconductor device and layout method thereof
US6815769B2 (en) Power semiconductor component, IGBT and field-effect transistor
US8823101B2 (en) ESD protection semiconductor device having an insulated-gate field-effect transistor
JP3810246B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP2008294301A (en) Semiconductor device
JP2005072607A (en) Integrated circuit device having input/output electrostatic discharge protection cell comprising electrostatic protection element and power clamp
JPH09246552A (en) Power semiconductor device having superposed field plate structure, and its manufacture
JPH11186502A (en) Semiconductor device and design method
US20100315751A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
CN101355083A (en) Semiconductor device
JP2007287988A (en) Semiconductor device
JP6080544B2 (en) Semiconductor device
JPH11204767A (en) Semiconductor device
JPH10107280A (en) Semiconductor integrated circuit and fabrication thereof
JP2002009281A (en) Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
JPH09167838A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP3784438B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JP3943322B2 (en) Semiconductor device
JPH11266019A (en) Complementary transistor
JPH11317458A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device
JP2002076311A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US20050208743A1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20240162335A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2005294858A (en) Semiconductor device