JPH11214649A - Hybrid semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、混在型半導体集積
回路装置に関し、特にダイナミック型ランダムアクセス
メモリ(DRAM:Dynamic Random Access Memory)回路と
ロジック回路とを同一半導体基板に混在させた混在型半
導体集積回路装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mixed semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a mixed semiconductor integrated circuit device in which a dynamic random access memory (DRAM) circuit and a logic circuit are mixed on the same semiconductor substrate. It relates to a circuit device.
【0002】[0002]
【従来の技術】特定用途向け半導体集積回路装置(ASI
C:Applicaation Specific IntegratedCircuits)は設計
開発期間を短縮できるので、最近、この種のASICの需要
が高まりつつある。ASICは、基本セル(Basic-cell)を
回路の最小単位として規則的に複数配列し、CAD(Compu
ter Aided Design)により設計した情報に基づき基本セ
ル内のトランジスタ間及び基本セル間を結線することに
より、論理回路を構築できる。2. Description of the Related Art Application-specific semiconductor integrated circuit devices (ASI)
Recently, the demand for this type of ASIC is increasing because C: Application Specific Integrated Circuits can shorten the design and development period. The ASIC regularly arranges a plurality of basic cells (Basic-cells) as the minimum unit of a circuit, and the CAD (Compu
A logic circuit can be constructed by connecting between transistors in the basic cell and between the basic cells based on information designed by ter Aided Design).
【0003】基本セルは高集積化及び低消費電力化を目
的として相補型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Fi
eld Effect Transistor)で、又はこの相補型MOSFETを
主体として形成される場合が多い。通常、1つの基本セ
ルには1組又は複数組の相補型MOSFETが配置され、イン
バータ回路、NANDゲート回路等の論理回路が構築しやす
いレイアウトが採用される。[0003] The basic cell is a complementary MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Fiscal) for the purpose of high integration and low power consumption.
In many cases, it is formed by an eld effect transistor) or mainly using the complementary MOSFET. Usually, one or a plurality of sets of complementary MOSFETs are arranged in one basic cell, and a layout in which a logic circuit such as an inverter circuit or a NAND gate circuit is easily constructed is adopted.
【0004】結線は複数層の配線により行われる。例え
ば2層配線構造を採用するASICにおいては、基本セル内
のトランジスタ間の結線及び基本セル間の例えば行方向
の結線が第1層目配線で行われる。基本セル間の列方向
の結線は第2層目配線で行われる。それぞれの配線層に
形成される配線には、信号伝達速度の高速化を目的とし
てアルミニウム合金膜を主体とする配線が使用される。The connection is made by a plurality of layers of wiring. For example, in an ASIC adopting a two-layer wiring structure, connection between transistors in a basic cell and connection in a row direction between the basic cells are performed by the first-layer wiring. The connection in the column direction between the basic cells is performed by the second layer wiring. As the wiring formed in each wiring layer, a wiring mainly composed of an aluminum alloy film is used for the purpose of increasing the signal transmission speed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前述のASICにおいて
は、下記の点について配慮がなされていない。電源ノイ
ズを減少し回路動作の安定性を確保するために、又論理
回路で使用する容量素子を形成するために、ASICは未使
用の基本セルのトランジスタを利用して容量素子を形成
している。例えば、基本セルのnチャネルMOSFETのソー
ス領域及びドレイン領域を回路基準電源に接続し、ゲー
ト電極を回路動作電源に接続し、ゲート電極とソース領
域との間、ゲート電極とドレイン領域との間に生成され
るミラー容量で平滑コンデンサが形成される。また、こ
のミラー容量で形成される容量素子を論理回路内に組み
込むことにより、この論理回路で使用される容量素子が
形成される。In the above-mentioned ASIC, no consideration is given to the following points. In order to reduce power supply noise and ensure the stability of circuit operation, and to form capacitors used in logic circuits, ASICs use capacitors of unused basic cells to form capacitors. . For example, the source region and the drain region of the n-channel MOSFET of the basic cell are connected to the circuit reference power supply, the gate electrode is connected to the circuit operation power supply, and the space between the gate electrode and the source region, The generated mirror capacitance forms a smoothing capacitor. Further, by incorporating the capacitance element formed by the Miller capacitance into a logic circuit, a capacitance element used in the logic circuit is formed.
【0006】しかしながら、前述のASICにおいては、平
滑コンデンサのように大容量を形成するには、基本セル
のトランジスタサイズを大きくするか、又は多数の基本
セルのトランジスタを容量素子として使用する必要があ
るために、論理回路の搭載数が減少し、集積度が低下す
るという問題があった。さらに、基本セルのトランジス
タで形成される容量素子は、容量の形成に寄与しないソ
ース領域及びドレイン領域の無駄な面積があり、容量素
子の形成自体が集積度を低下するという問題があった。However, in the above-mentioned ASIC, in order to form a large capacity like a smoothing capacitor, it is necessary to increase the transistor size of a basic cell or to use transistors of a large number of basic cells as capacitive elements. Therefore, there is a problem that the number of mounted logic circuits is reduced and the degree of integration is reduced. Furthermore, a capacitor formed by a transistor of a basic cell has a wasteful area of a source region and a drain region that do not contribute to formation of a capacitor, and there is a problem that the formation of the capacitor itself lowers the degree of integration.
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、DRAM回路とロジック回路とが同一半導
体基板に混在する混在型半導体集積回路装置に着目して
なされたものである。従って、本発明の目的は、ロジッ
ク回路で使用される容量素子を簡易に実現でき、この容
量素子の占有面積を減少し、集積度を向上することがで
きる混在型半導体集積回路装置を提供することである。The present invention has been made to solve the above problems, and has been made by focusing on a mixed semiconductor integrated circuit device in which a DRAM circuit and a logic circuit are mixed on the same semiconductor substrate. Accordingly, an object of the present invention is to provide a mixed-type semiconductor integrated circuit device capable of easily realizing a capacitance element used in a logic circuit, reducing the area occupied by the capacitance element, and improving the degree of integration. It is.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、スイッチングトランジスタと情報蓄積
用容量素子との直列回路で構成されたメモリセルを有す
るDRAM回路と、ロジック回路とが同一半導体基板に混在
する混在型半導体集積回路装置において、ロジック回路
の内部又はロジック回路に近接した外部に、メモリセル
の情報蓄積用容量素子と実質的に同一構造を有し、ロジ
ック回路で使用される容量素子を備えたことを特徴とす
る。好ましくは、情報蓄積用容量素子が、半導体基板の
主面から深さ方向に形成されたトレンチと、このトレン
チの内壁に沿って形成された下層電極、誘電体膜及び上
層電極とで構築されるトレンチキャパシタ構造で形成さ
れ、ロジック回路に使用される容量素子が情報蓄積用容
量素子と同一構造のトレンチキャパシタ構造で形成され
る。このように構成される容量素子は平滑コンデンサ、
又はロジック回路を構築する容量素子として使用され
る。さらに、混在型半導体集積回路装置がASICであるこ
とが好ましい。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a DRAM circuit having a memory cell composed of a series circuit of a switching transistor and an information storage capacitor, and a logic circuit identical to the DRAM circuit. In a mixed-type semiconductor integrated circuit device mixed with a semiconductor substrate, the logic circuit has substantially the same structure as the information storage capacitor element inside the logic circuit or outside the logic circuit and is used in the logic circuit. A capacitor is provided. Preferably, the information storage capacitor element is constructed by a trench formed in the depth direction from the main surface of the semiconductor substrate, and a lower electrode, a dielectric film, and an upper electrode formed along the inner wall of the trench. The capacitance element used in the logic circuit is formed with a trench capacitor structure having the same structure as the information storage capacitance element. The capacitive element thus configured is a smoothing capacitor,
Alternatively, it is used as a capacitor for constructing a logic circuit. Further, the mixed semiconductor integrated circuit device is preferably an ASIC.
【0009】このように構成される混在型半導体集積回
路装置においては、電荷蓄積量を最大限に確保する最適
な構造で形成された情報蓄積用容量素子と同一構造によ
りロジック回路で使用される容量素子が構築されるの
で、簡易に容量素子が形成できるとともに、容量素子の
占有面積が減少できる。しかも、容量素子にトレンチキ
ャパシタ構造が採用されることにより、電荷蓄積量が半
導体基板の深さ方向に確保でき、容量素子自体の占有面
積は極力減少できる。従って、混在型半導体集積回路装
置の集積度が向上できる。In the hybrid semiconductor integrated circuit device thus configured, the capacitance used in the logic circuit is the same as that of the information storage capacitor formed with the optimum structure for maximizing the charge storage amount. Since the element is constructed, the capacitance element can be easily formed, and the area occupied by the capacitance element can be reduced. In addition, by adopting the trench capacitor structure for the capacitance element, the charge storage amount can be secured in the depth direction of the semiconductor substrate, and the area occupied by the capacitance element itself can be reduced as much as possible. Therefore, the degree of integration of the mixed semiconductor integrated circuit device can be improved.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の実施の形態について説明する。図4は本発明の第1
の実施の形態に係る混在型半導体集積回路装置のレイア
ウト図である。図4に示す混在型半導体集積回路装置1
は、ASICであり、平面形状が方形状の半導体チップで構
成される。混在型半導体集積回路装置1の各辺に沿った
周辺部分には複数の外部接続端子2が配列される。外部
接続端子2には、入力信号用外部接続端子、出力信号用
外部接続端子又は入出力信号用外部接続端子の他に、回
路基準電源用外部接続端子、回路動作電源用外部接続端
子のそれぞれが含まれる。外部接続端子2の内側におい
て、これらの外部接続端子2の配列に沿って複数のイン
ターフェイス回路(バッファ回路)3が配列される。イ
ンターフェイス回路3には、入力用インターフェイス回
路、出力用インターフェイス回路、入出力用インターフ
ェイス回路のそれぞれが含まれる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 4 shows the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a layout diagram of a mixed-type semiconductor integrated circuit device according to an embodiment. Mixed semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG.
Is an ASIC, which is configured by a semiconductor chip having a square planar shape. A plurality of external connection terminals 2 are arranged in a peripheral portion along each side of the mixed semiconductor integrated circuit device 1. The external connection terminal 2 includes an external connection terminal for an input signal, an external connection terminal for an output signal or an external connection terminal for an input / output signal, an external connection terminal for a circuit reference power supply, and an external connection terminal for a circuit operation power supply. included. Inside the external connection terminals 2, a plurality of interface circuits (buffer circuits) 3 are arranged along the arrangement of the external connection terminals 2. The interface circuit 3 includes an input interface circuit, an output interface circuit, and an input / output interface circuit.
【0011】インターフェイス回路3の内側であって、
混在型半導体集積回路装置1の中央部分にはDRAM回路4
及びロジック回路5が配置され、このDRAM回路4とロジ
ック回路5とが1チップに混在する。DRAM回路4は情報
の書込み、情報の記憶、情報の読出しが随時行える。ロ
ジック回路5は例えば入力命令に対して処理を行いこの
処理結果を出力する。[0011] Inside the interface circuit 3,
A DRAM circuit 4 is provided at the center of the mixed type semiconductor integrated circuit device 1.
The DRAM circuit 4 and the logic circuit 5 are mixed on one chip. The DRAM circuit 4 can write information, store information, and read information at any time. The logic circuit 5 performs processing on, for example, an input command and outputs the processing result.
【0012】図1はDRAM回路4のメモリセル及びロジッ
ク回路5の論理を構築する基本セルの断面構造図、図2
はメモリセルの平面図、図3は基本セルの平面図であ
る。図1に示すように、混在型半導体集積回路装置1は
n型単結晶珪素基板からなる半導体基板10で構成され
る。DRAM回路4において、半導体基板10の主面部には
p型ウエル領域11が形成され、このp型ウエル領域1
1には回路基準電源Vss、例えば0Vが供給される。ロジ
ック回路5において、半導体基板10の主面部にはDRAM
回路4に形成されたp型ウエル領域11とは別の製造工
程で独立にかつ最適に形成されたp型ウエル領域15が
形成され、このp型ウエル領域15の主面部にはさらに
n型ウエル領域16が形成される。p型ウエル領域15
には回路基準電源Vss、例えば0Vが供給され、n型ウエ
ル領域16には回路動作電源Vcc、例えば3.3Vが供給さ
れる。すなわち、ロジック回路5は2重ウエル構造で形
成される。このロジック回路5には相補型MISFET(Meta
l Insulator Semiconductor Field Effect Transisto
r)で形成される基本セル(Basic-cell)が配列され
る。FIG. 1 is a sectional structural view of a memory cell of a DRAM circuit 4 and a basic cell for constructing logic of a logic circuit 5, and FIG.
Is a plan view of a memory cell, and FIG. 3 is a plan view of a basic cell. As shown in FIG. 1, the mixed semiconductor integrated circuit device 1 includes a semiconductor substrate 10 made of an n-type single crystal silicon substrate. In the DRAM circuit 4, a p-type well region 11 is formed in a main surface portion of a semiconductor substrate 10, and the p-type well region 1 is formed.
1 is supplied with a circuit reference power supply Vss, for example, 0V. In the logic circuit 5, the main surface of the semiconductor substrate 10 is provided with a DRAM.
A p-type well region 15 formed independently and optimally is formed in a manufacturing process different from the p-type well region 11 formed in the circuit 4, and an n-type well is further formed on a main surface portion of the p-type well region 15. Region 16 is formed. p-type well region 15
Is supplied with a circuit reference power supply Vss, for example, 0 V, and the n-type well region 16 is supplied with a circuit operation power supply Vcc, for example, 3.3 V. That is, the logic circuit 5 is formed in a double well structure. This logic circuit 5 has a complementary MISFET (Meta
l Insulator Semiconductor Field Effect Transisto
The basic cells formed in r) are arranged.
【0013】図1中、左側及び図2に示すように、DRAM
回路4には、スイッチングトランジスタと情報蓄積用容
量素子との直列回路で形成されたメモリセルが行列状に
複数配列される。1ビットの情報を記憶するメモリセル
はワード線21WLとデータ線31DLとの交差部分に
配置され、ワード線21WL、データ線31DLのそれ
ぞれに電気的に接続される。In FIG. 1, as shown on the left and in FIG.
In the circuit 4, a plurality of memory cells formed of a series circuit of a switching transistor and an information storage capacitor are arranged in a matrix. A memory cell that stores 1-bit information is arranged at the intersection of word line 21WL and data line 31DL, and is electrically connected to each of word line 21WL and data line 31DL.
【0014】メモリセルの情報蓄積用容量素子は、p型
ウエル領域11に形成されたトレンチ12、p型ウエル
領域11で形成される電極(下層電極)、誘電体膜13
及び電極(上層電極)14で形成される。すなわち、情
報蓄積用容量素子にはトレンチキャパシタ構造が採用さ
れる。トレンチ12はp型ウエル領域11の主面から深
さ方向に掘り下げて構成された細孔である。最小加工寸
法によって最小占有面積を有し、しかも半導体基板10
の深さ方向に充分な電荷蓄積量を確保するために、トレ
ンチ12の形成にはRIEを使用した異方性エッチングが
使用される。誘電体膜13はトレンチ12に沿ってp型
ウエル領域11の表面上に形成される。誘電体膜13に
は、例えば酸化珪素膜の単層膜、又は酸化珪素膜、窒化
珪素膜、酸化珪素膜のそれぞれを重ね合わせた複合膜が
使用される。電極14は誘電体膜13を介してトレンチ
12の内部に埋設される。電極14には例えば導電性を
確保するn型不純物がドープされた多結晶珪素膜が使用
される。The information storage capacitance element of the memory cell includes a trench 12 formed in the p-type well region 11, an electrode (lower electrode) formed in the p-type well region 11, and a dielectric film 13.
And an electrode (upper electrode) 14. That is, a trench capacitor structure is adopted as the information storage capacitor. The trench 12 is a pore formed by being dug down in the depth direction from the main surface of the p-type well region 11. The semiconductor substrate 10 has a minimum occupied area due to the minimum processing dimension, and
Anisotropic etching using RIE is used to form the trench 12 in order to secure a sufficient charge accumulation amount in the depth direction of the trench. The dielectric film 13 is formed on the surface of the p-type well region 11 along the trench 12. As the dielectric film 13, for example, a single-layer film of a silicon oxide film or a composite film in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are overlapped is used. The electrode 14 is buried inside the trench 12 via the dielectric film 13. As the electrode 14, for example, a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity for ensuring conductivity is used.
【0015】スイッチングトランジスタは素子間分離用
絶縁膜17で周囲を囲まれた領域内においてnチャネル
MISFETで構成される。素子間分離用絶縁膜17は浅い溝
とこの溝に埋設された絶縁膜とで形成されており、素子
間分離用絶縁膜17にはSTI(Shallow Trench Isolatio
n)構造が採用される。The switching transistor has an n-channel in a region surrounded by an insulating film 17 for element isolation.
It is composed of MISFET. The inter-element isolation insulating film 17 is formed by a shallow groove and an insulating film buried in the groove, and the inter-element isolation insulating film 17 has an STI (Shallow Trench Isolation).
n) The structure is adopted.
【0016】nチャネルMISFETは、p型ウエル領域11
で形成されるチャネル形成領域、ゲート絶縁膜20、ゲ
ート電極21、ソース領域及びドレイン領域として使用
される一対のn型半導体領域22で構成される。ゲート
絶縁膜20はp型ウエル領域11の表面上に形成された
例えば酸化珪素膜で形成される。ゲート電極21はゲー
ト絶縁膜20の表面上に形成され、このゲート電極21
には例えば導電性を確保する不純物がドープされた多結
晶珪素膜の単層膜が使用される。また、ゲート電極21
には、抵抗値を減少し信号伝達速度の高速化を図るため
に、多結晶珪素膜及びこの表面上に積層されたシリサイ
ド膜で形成された複合膜(ポリサイド膜)が使用され
る。ゲート電極21はゲート幅方向において隣接する他
のメモリセルのスイッチングトランジスタのゲート電極
21と一体的に形成され(同一製造工程で形成され)、
これらのゲート電極21はゲート幅方向に延在するワー
ド線21WLを形成する。一対のn型半導体領域22は
p型ウエル領域11の主面部にゲート電極21に対して
自己整合で形成される。一対のn型半導体領域22は例
えばチャネル形成領域側の不純物濃度が低く設定され、
nチャネルMISFETはLDD(Lightly Doped Drain )構造
で構成される。The n-channel MISFET has a p-type well region 11
, A gate insulating film 20, a gate electrode 21, and a pair of n-type semiconductor regions 22 used as a source region and a drain region. Gate insulating film 20 is formed of, for example, a silicon oxide film formed on the surface of p-type well region 11. The gate electrode 21 is formed on the surface of the gate insulating film 20.
For example, a single-layer film of a polycrystalline silicon film doped with an impurity for ensuring conductivity is used. Also, the gate electrode 21
In order to reduce the resistance value and increase the signal transmission speed, a composite film (polycide film) formed of a polycrystalline silicon film and a silicide film laminated on the surface thereof is used. The gate electrode 21 is integrally formed with the gate electrode 21 of the switching transistor of another memory cell adjacent in the gate width direction (formed in the same manufacturing process),
These gate electrodes 21 form word lines 21WL extending in the gate width direction. The pair of n-type semiconductor regions 22 are formed on the main surface of the p-type well region 11 by self-alignment with the gate electrode 21. The pair of n-type semiconductor regions 22 have a low impurity concentration on the channel formation region side, for example.
The n-channel MISFET has an LDD (Lightly Doped Drain) structure.
【0017】nチャネルMISFETの一方のn型半導体領域
22はメモリセル内配線(suffacestrap)23を通して
情報蓄積用容量素子の電極14に電気的に接続される。
メモリセル内配線23は例えば導電性を確保する不純物
がドープされた多結晶珪素膜で形成される。nチャネル
MISFETの他方のn型半導体領域22はデータ線31DL
に電気的に接続される。本実施の形態に係る混在型半導
体集積回路装置1には3層配線構造が採用されており、
データ線31DLは第1層目配線層に形成される。デー
タ線31DLは例えばアルミニウム合金膜を主体として
形成される。このデータ線31DLは、層間絶縁膜30
の表面上に形成され、層間絶縁膜30に形成された接続
孔を通してn型半導体領域22に接続される。One n-type semiconductor region 22 of the n-channel MISFET is electrically connected to an electrode 14 of an information storage capacitor through a memory cell wiring (suffacestrap) 23.
The wiring 23 in the memory cell is formed of, for example, a polycrystalline silicon film doped with an impurity for ensuring conductivity. n channel
The other n-type semiconductor region 22 of the MISFET is a data line 31DL.
Is electrically connected to The mixed-type semiconductor integrated circuit device 1 according to the present embodiment employs a three-layer wiring structure.
The data line 31DL is formed in the first wiring layer. The data line 31DL is formed mainly of, for example, an aluminum alloy film. This data line 31DL is connected to the interlayer insulating film 30
And is connected to the n-type semiconductor region 22 through a connection hole formed in the interlayer insulating film 30.
【0018】このようなメモリセルで構成されるDRAM回
路4はDRAMマクロセルとして予め設計されCADのデータ
ベースに固定のマクロセル情報(回路部品)として記憶
される。CADを使用した論理回路設計の際には、データ
ベースに記憶されたマクロセル情報を読出し、DRAM回路
4、ロジック回路5のそれぞれをレイアウトした論理回
路情報を作成し、この論理回路情報に基づき製造マスク
が作成される。そして、製造マスクを使用し、前述の図
4に示す混在型半導体集積回路装置1が製造される。The DRAM circuit 4 composed of such memory cells is designed in advance as a DRAM macro cell and stored as fixed macro cell information (circuit components) in a CAD database. When designing a logic circuit using CAD, the macro cell information stored in the database is read out to create logic circuit information in which each of the DRAM circuit 4 and the logic circuit 5 is laid out. Created. Then, using the manufacturing mask, the mixed semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG. 4 described above is manufactured.
【0019】一方、ロジック回路5の基本セルは、図1
中、右側及び図3中、右側に示すように、相補型MISFET
で構成される。相補型MISFETのnチャネルMISFETは素子
間分離用絶縁膜17で周囲を囲まれた領域内においてp
型ウエル領域15に形成される。nチャネルMISFETはp
型ウエル領域15で形成されるチャネル形成領域、ゲー
ト絶縁膜20、ゲート電極21、ソース領域及びドレイ
ン領域として使用される一対のn型半導体領域22で構
成される。このnチャネルMISFETは、前述のメモリセル
のスイッチングトランジスタであるnチャネルMISFETと
基本的に同一構造で構成され、同一製造工程で形成され
る。On the other hand, the basic cell of the logic circuit 5 is shown in FIG.
As shown in the middle and right sides and the right side in FIG.
It consists of. The n-channel MISFET of the complementary MISFET has a p-channel MISFET in a region surrounded by an insulating film 17 for element isolation.
It is formed in the mold well region 15. n-channel MISFET is p
A channel formation region formed by the mold well region 15, a gate insulating film 20, a gate electrode 21, and a pair of n-type semiconductor regions 22 used as a source region and a drain region. This n-channel MISFET has basically the same structure as that of the n-channel MISFET which is the switching transistor of the memory cell described above, and is formed in the same manufacturing process.
【0020】相補型MISFETのpチャネルMISFETは同様に
素子間分離用絶縁膜17で周囲を囲まれた領域内におい
てn型ウエル領域16に形成される。pチャネルMISFET
は、n型ウエル領域16で形成されるチャネル形成領
域、ゲート絶縁膜20、ゲート電極21、ソース領域及
びドレイン領域として使用される一対のp型半導体領域
24で構成される。このpチャネルMISFETは、p型半導
体領域24を形成する製造工程が異なるものの、基本的
にはnチャネルMISFETとほぼ同一構造で構成される。Similarly, the p-channel MISFET of the complementary MISFET is formed in the n-type well region 16 in a region surrounded by the element isolation insulating film 17. p-channel MISFET
Comprises a channel forming region formed by the n-type well region 16, a gate insulating film 20, a gate electrode 21, and a pair of p-type semiconductor regions 24 used as a source region and a drain region. This p-channel MISFET has basically the same structure as the n-channel MISFET, although the manufacturing process for forming the p-type semiconductor region 24 is different.
【0021】ロジック回路5においては3層の配線3
1、34及び37が使用され、結線がなされる。配線3
1は層間絶縁膜30の表面上に形成され第1層目配線と
して使用される。この配線31は、基本的には基本セル
内のトランジスタ間の結線に使用され、層間絶縁膜30
に形成された接続孔を通して直接トランジスタに電気的
に接続される。配線34は層間絶縁膜32の表面上に形
成され第2層目配線として使用される。この配線34
は、基本的には行方向(図3中、縦方向)に延在し、基
本セル間を結線する。配線34とその下層の配線31と
の間の電気的な接続は層間絶縁膜32に埋設されたスタ
ッド(stud)電極33を通して行われる。スタッド電極
33には例えばタングステン電極が使用される。配線3
7は層間絶縁膜35の表面上に形成され第3層目配線と
して使用される。この配線37は、基本的には列方向
(図3中、横方向)に延在し、基本セル間を結線する。
配線37とその下層の配線34との間の電気的な接続は
層間絶縁膜35に埋設されたスタッド電極36を通して
行われる。スタッド電極33には例えばタングステン電
極が使用される。配線31、34、37はいずれもアル
ミニウム合金膜を主体とした配線で形成される。最上層
に形成された配線37上にはファイナルパッシベーショ
ン膜38が形成される。In the logic circuit 5, a three-layer wiring 3
1, 34 and 37 are used and the connections are made. Wiring 3
Numeral 1 is formed on the surface of the interlayer insulating film 30 and is used as a first layer wiring. This wiring 31 is basically used for connection between transistors in the basic cell, and
Is electrically connected to the transistor directly through the connection hole formed in the transistor. The wiring 34 is formed on the surface of the interlayer insulating film 32 and is used as a second-layer wiring. This wiring 34
Basically extend in the row direction (vertical direction in FIG. 3) and connect the basic cells. Electrical connection between the wiring 34 and the wiring 31 thereunder is made through a stud electrode 33 buried in an interlayer insulating film 32. As the stud electrode 33, for example, a tungsten electrode is used. Wiring 3
Reference numeral 7 is formed on the surface of the interlayer insulating film 35 and is used as a third-layer wiring. The wiring 37 basically extends in the column direction (horizontal direction in FIG. 3) and connects the basic cells.
The electrical connection between the wiring 37 and the wiring 34 thereunder is made through a stud electrode 36 embedded in an interlayer insulating film 35. As the stud electrode 33, for example, a tungsten electrode is used. The wirings 31, 34, and 37 are all formed of wiring mainly composed of an aluminum alloy film. A final passivation film 38 is formed on the wiring 37 formed on the uppermost layer.
【0022】基本セル内のnチャネルMISFETに近接した
位置にはp型ウエル領域15に回路基準電源Vssを供給
するp型半導体領域24pが構成される。p型半導体領
域24pには配線31等を通して回路基準電源Vssが供
給される。同様に、pチャネルMISFETに近接した位置に
はn型ウエル領域16に回路動作電源Vccを供給するn
型半導体領域22nが構成される。n型半導体領域22
nには配線31等を通して回路動作電源Vccが供給され
る。At a position close to the n-channel MISFET in the basic cell, a p-type semiconductor region 24p for supplying a circuit reference power supply Vss to the p-type well region 15 is formed. A circuit reference power supply Vss is supplied to the p-type semiconductor region 24p through the wiring 31 and the like. Similarly, at a position close to the p-channel MISFET, n for supplying the circuit operation power supply Vcc to the n-type well region 16 is used.
The type semiconductor region 22n is configured. n-type semiconductor region 22
A circuit operation power supply Vcc is supplied to n through a wiring 31 or the like.
【0023】このように構成される混在型半導体集積回
路装置1においては、図1中、中央部分及び図3中、左
側に示すように、ロジック回路5内又はロジック回路5
に近接する周囲に容量素子セル(C-cell)が配置され、
容量素子セルはロジック回路5で使用される容量素子を
構成する。容量素子セルで構成される容量素子は、DRAM
回路4のメモリセルを構成する情報蓄積用容量素子と実
質的に同一構造のトレンチキャパシタ構造で形成され
る。すなわち、容量素子セル自体はp型ウエル領域11
に形成され、容量素子はp型ウエル領域11に形成され
たトレンチ12、p型ウエル領域11で形成される電
極、誘電体膜13及び電極14で形成される。この容量
素子は、占有面積が小さく、しかも半導体基板10の深
さ方向に電荷蓄積量が確保できる。後述するが、混在型
半導体集積回路装置1の製造工程には、DRAM回路4を混
在することで情報蓄積用容量素子の製造工程が組み込ま
れており、この組み込まれた製造工程を利用し容量素子
が形成される。つまり、容量素子、情報蓄積用容量素子
のそれぞれの製造工程は同一製造工程になる。そして、
容量素子の結線、すなわち容量素子セル内の結線及び容
量素子セルと他の基本セル等との結線にはロジック回路
5で使用される3層の配線31、34及び37が使用さ
れる。In the mixed type semiconductor integrated circuit device 1 thus configured, as shown in the central part in FIG. 1 and on the left side in FIG.
A capacitor element cell (C-cell) is arranged around
The capacitance element cell forms a capacitance element used in the logic circuit 5. Capacitive elements composed of capacitive element cells are DRAM
It is formed with a trench capacitor structure having substantially the same structure as the information storage capacitance element constituting the memory cell of the circuit 4. That is, the capacitance element cell itself is in the p-type well region 11.
The capacitor is formed by a trench 12 formed in the p-type well region 11, an electrode formed by the p-type well region 11, a dielectric film 13 and an electrode 14. This capacitive element has a small occupied area and can secure a charge accumulation amount in the depth direction of the semiconductor substrate 10. As will be described later, the manufacturing process of the mixed-type semiconductor integrated circuit device 1 incorporates the manufacturing process of the information storage capacitor element by mixing the DRAM circuits 4. Is formed. That is, the respective manufacturing steps of the capacitive element and the information storage capacitive element are the same manufacturing steps. And
Three-layer wirings 31, 34 and 37 used in the logic circuit 5 are used for the connection of the capacitance element, that is, the connection in the capacitance element cell and the connection between the capacitance element cell and other basic cells.
【0024】容量素子セル内において容量素子に近接し
た位置にはp型ウエル領域11に回路基準電源Vssを供
給するp型半導体領域24pが構成される。p型半導体
領域24pには配線31等を通して回路基準電源Vssが
供給される。A p-type semiconductor region 24p for supplying a circuit reference power supply Vss to the p-type well region 11 is formed at a position close to the capacitance element in the capacitance element cell. A circuit reference power supply Vss is supplied to the p-type semiconductor region 24p through the wiring 31 and the like.
【0025】図1及び図3に示すように、容量素子セル
のp型ウエル領域11と基本セルのp型ウエル領域15
との間をp型半導体領域24p、配線31、34、37
のそれぞれを通して電気的に接続し(結線し)、容量素
子セルの容量素子の電極14を回路動作電源Vccに電気
的に接続することにより、容量素子セルの容量素子は平
滑コンデンサとして機能し、電源ノイズが減少できる。As shown in FIGS. 1 and 3, the p-type well region 11 of the capacitive element cell and the p-type well region 15 of the basic cell are provided.
Between the p-type semiconductor region 24p and the wirings 31, 34, 37
Are electrically connected (connected) through each of them, and the electrode 14 of the capacitance element of the capacitance element cell is electrically connected to the circuit operating power supply Vcc, whereby the capacitance element of the capacitance element cell functions as a smoothing capacitor. Noise can be reduced.
【0026】容量素子セルは、前述のDRAMマクロセルと
同様に、1つのマクロセルとして予め設計されCADのデ
ータベースに固定のマクロセル情報として記憶される。
CADを使用した論理回路設計の際には、データベースに
記憶された容量素子セル情報を読出し、DRAM回路4、ロ
ジック回路5のそれぞれとともに容量素子セルはレイア
ウトされる。The capacitance element cells are designed in advance as one macro cell and stored as fixed macro cell information in a CAD database, similarly to the aforementioned DRAM macro cell.
When designing a logic circuit using CAD, the capacitor cell information stored in the database is read, and the capacitor cell is laid out together with the DRAM circuit 4 and the logic circuit 5.
【0027】次に、前述の混在型半導体集積回路装置1
の具体的な製造方法について、図5乃至図8を参照し説
明する。図5乃至図8は製造方法を説明する各製造工程
毎に示す混在型半導体集積回路装置1の断面構造図であ
る。Next, the above-mentioned mixed type semiconductor integrated circuit device 1
Will be described with reference to FIGS. 5 to 8. 5 to 8 are cross-sectional structural views of the mixed semiconductor integrated circuit device 1 shown for each manufacturing process for explaining the manufacturing method.
【0028】(1)まず、半導体基板10において、DR
AM回路4の形成領域、ロジック回路5の形成領域で容量
素子セル形成領域にそれぞれp型ウエル領域11を形成
する。さらに、ロジック回路5の形成領域で基本セル形
成領域にp型ウエル領域15、n型ウエル領域16のそ
れぞれを形成する。次に、図5に示すように、DRAM回路
4の形成領域においてp型ウエル領域11には情報蓄積
用容量素子を形成し、同一製造工程によりロジック回路
5の形成領域においてp型ウエル領域11に容量素子を
形成する。情報蓄積用容量素子、容量素子は、いずれも
トレンチ12を形成し、このトレンチ12の内壁に沿っ
て誘電体膜13を形成し、この後にトレンチ12内部に
電極14を埋設することにより形成される。(1) First, in the semiconductor substrate 10, the DR
A p-type well region 11 is formed in each of the formation region of the AM circuit 4 and the formation region of the logic circuit 5 in the capacitor element cell formation region. Further, a p-type well region 15 and an n-type well region 16 are formed in the basic cell formation region in the formation region of the logic circuit 5. Next, as shown in FIG. 5, a capacitor for information storage is formed in the p-type well region 11 in the formation region of the DRAM circuit 4 and is formed in the p-type well region 11 in the formation region of the logic circuit 5 by the same manufacturing process. A capacitor is formed. Each of the information storage capacitor element and the capacitor element is formed by forming a trench 12, forming a dielectric film 13 along the inner wall of the trench 12, and thereafter embedding an electrode 14 inside the trench 12. .
【0029】(2)次に、素子間分離用絶縁膜17を形
成する。この後、図6に示すように、DRAM回路4の形成
領域においてスイッチングトランジスタとしてのnチャ
ネルMISFETを形成し、ロジック回路5の形成領域におい
てnチャネルMISFET及びpチャネルMISFETを形成する。(2) Next, an insulating film 17 for element isolation is formed. Thereafter, as shown in FIG. 6, an n-channel MISFET as a switching transistor is formed in a region where the DRAM circuit 4 is formed, and an n-channel MISFET and a p-channel MISFET are formed in a region where the logic circuit 5 is formed.
【0030】(3)次に、層間絶縁膜30、接続孔のそ
れぞれを形成した後、図7に示すように、DRAM回路4の
形成領域においてデータ線31を形成するとともに、ロ
ジック回路5の形成領域において第1層目配線となる配
線31を形成する。データ線31DLの形成が終了した
時点で、DRAM回路4がほぼ完成する。ロジック回路5の
形成領域において、配線31は基本的には基本セル内の
結線、容量素子セル内の結線に使用される。(3) Next, after each of the interlayer insulating film 30 and the connection hole is formed, as shown in FIG. 7, a data line 31 is formed in a formation region of the DRAM circuit 4 and a logic circuit 5 is formed. A wiring 31 serving as a first-layer wiring is formed in the region. When the formation of the data line 31DL is completed, the DRAM circuit 4 is almost completed. In the formation region of the logic circuit 5, the wiring 31 is basically used for connection in a basic cell and connection in a capacitor element cell.
【0031】(4)次に、図8に示すように、層間絶縁
膜32、接続孔、スタッド電極33、第2層目配線とな
る配線34、層間絶縁膜35、接続孔、スタッド電極3
6、第3層目配線となる配線37のそれぞれを順次形成
する。配線34、37はそれぞれ基本セル間の結線、容
量素子セル間の結線、容量素子セルと基本セルとの間の
結線等に使用される。(4) Next, as shown in FIG. 8, the interlayer insulating film 32, the connection hole, the stud electrode 33, the wiring 34 serving as the second layer wiring, the interlayer insulating film 35, the connection hole, the stud electrode 3
6. Each of the wirings 37 to be the third layer wiring is sequentially formed. The wirings 34 and 37 are used for connection between basic cells, connection between capacitive element cells, connection between capacitive element cells and basic cells, and the like.
【0032】そして、前述の図1に示すように、ファイ
ナルパッシベーション膜38を形成することにより、本
実施の形態に係る混在型半導体集積回路装置1が完成す
る。Then, as shown in FIG. 1 described above, by forming the final passivation film 38, the mixed type semiconductor integrated circuit device 1 according to the present embodiment is completed.
【0033】以上説明したように、本実施の形態に係る
混在型半導体集積回路装置1においては、電荷蓄積量を
最大限に確保する最適な構造で形成されたDRAM回路4の
情報蓄積用容量素子と同一構造によりロジック回路5で
使用される容量素子が構築されるので、簡易に容量素子
が形成できるとともに、容量素子の占有面積が減少でき
る。しかも、容量素子にトレンチキャパシタ構造が採用
されることにより、電荷蓄積量が半導体基板10の深さ
方向に確保でき、容量素子自体の占有面積は極力減少で
きる。従って、混在型半導体集積回路装置1の集積度が
向上できる。As described above, in the mixed-type semiconductor integrated circuit device 1 according to the present embodiment, the information storage capacitance element of the DRAM circuit 4 formed with the optimum structure for maximizing the charge storage amount. Since the capacitance element used in the logic circuit 5 is constructed by the same structure as that described above, the capacitance element can be easily formed and the area occupied by the capacitance element can be reduced. In addition, by adopting the trench capacitor structure for the capacitance element, the charge storage amount can be secured in the depth direction of the semiconductor substrate 10, and the area occupied by the capacitance element itself can be reduced as much as possible. Therefore, the degree of integration of the mixed semiconductor integrated circuit device 1 can be improved.
【0034】(第2の実施の形態)本実施の形態は、前
述の混在型半導体集積回路装置1において、大容量の容
量素子を構築した場合を説明する。図9は本発明の第2
の実施の形態に係る混在型半導体集積回路装置の要部で
あって容量素子セルの平面図である。図9に示すよう
に、大容量が必要な場合には、複数の容量素子が電気的
に並列接続された容量素子セル(C-cell)が混在型半導
体集積回路装置1に構築される。容量素子セルの1つの
容量素子は、DRAM回路4の1ビットの情報を記憶できる
メモリセルと基本的には同一構造で構成される。すなわ
ち、前述の図1に示すように、容量素子は、1つのトレ
ンチ12、p型ウエル領域11で形成された電極、誘電
体膜13及びトレンチ12に埋設された電極14で形成
される。この容量素子は行列状に規則的に配列される。(Second Embodiment) In the present embodiment, a case where a large-capacity capacitive element is constructed in the mixed semiconductor integrated circuit device 1 will be described. FIG. 9 shows the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a main part of the mixed-type semiconductor integrated circuit device according to the embodiment and showing a capacitive element cell. As shown in FIG. 9, when a large capacity is required, a capacitor element cell (C-cell) in which a plurality of capacitors are electrically connected in parallel is constructed in the mixed semiconductor integrated circuit device 1. One capacitive element of the capacitive element cell has basically the same structure as a memory cell of the DRAM circuit 4 which can store 1-bit information. That is, as shown in FIG. 1 described above, the capacitive element is formed by one trench 12, an electrode formed by the p-type well region 11, the dielectric film 13, and the electrode 14 buried in the trench 12. The capacitive elements are regularly arranged in a matrix.
【0035】1つの容量素子には1つのスイッチングト
ランジスタが電気的に直列に接続される。このスイッチ
ングトランジスタはnチャネルMISFETで形成される。n
チャネルMISFETのゲート電極21は共用配線31、34
のそれぞれを通して回路動作電源Vccに接続され、nチ
ャネルMISFETは常時導通状態に維持される。nチャネル
MISFETの他方のn型半導体領域22(図1参照)は共用
配線31、34のそれぞれを通して回路動作電源Vcc又
はロジック回路5に接続される。nチャネルMISFETが常
時導通状態に維持されているので、容量素子の電極14
には回路動作電源Vcc又はロジック回路5が接続される
ことになる。図9中、左側に示すように、p型ウエル領
域11、つまり容量素子の他の電極には回路基準電源Vs
sが供給されているので、容量素子は、電極14に回路
動作電源Vccが接続されている場合には前述の第1の実
施の形態で説明したように平滑コンデンサとして使用さ
れ、電源ノイズを減少できる。また、容量素子は、電極
14にロジック回路5が接続されている場合には、この
ロジック回路5の論理回路に組み込まれる容量素子とし
て機能する。比較的大容量の容量素子を組み込む論理回
路としては、例えばPLL(Phase Locked Loop)回路があ
る。One switching transistor is electrically connected in series to one capacitance element. This switching transistor is formed by an n-channel MISFET. n
The gate electrode 21 of the channel MISFET is shared wirings 31 and 34
Are connected to the circuit operating power supply Vcc, and the n-channel MISFET is always maintained in a conductive state. n channel
The other n-type semiconductor region 22 (see FIG. 1) of the MISFET is connected to the circuit operation power supply Vcc or the logic circuit 5 through each of the shared wirings 31 and 34. Since the n-channel MISFET is always kept conductive, the electrode 14
Is connected to the circuit operating power supply Vcc or the logic circuit 5. As shown on the left side in FIG. 9, the p-type well region 11, that is, the other electrode of the capacitive element is connected to the circuit reference power supply Vs.
Since s is supplied, when the circuit operating power supply Vcc is connected to the electrode 14, the capacitive element is used as a smoothing capacitor as described in the first embodiment to reduce power supply noise. it can. When the logic circuit 5 is connected to the electrode 14, the capacitance element functions as a capacitance element incorporated in the logic circuit of the logic circuit 5. As a logic circuit incorporating a relatively large-capacity capacitive element, for example, there is a PLL (Phase Locked Loop) circuit.
【0036】図10はPLL回路を構築する基本セルの配
列とPLL回路に組み込まれる容量素子セルの配置とを示
す平面図である。PLL回路は、回路構成が一般的に知ら
れており又使用目的に応じて回路構成が変わるので具体
的な回路構成の説明を省略するが、基本的には複数個の
基本セル(Basic-cell)を用いて構築される。基本セル
はロジック回路5内において行方向に複数個規則的に配
列され基本セル行を構築し、この基本セル行と隣接する
他の基本セル行との間には配線領域が確保される。配線
領域には前述のように第2層目配線層に形成される配線
34、第3層目配線層に形成される配線37のそれぞれ
が配置される。FIG. 10 is a plan view showing an arrangement of basic cells for constructing a PLL circuit and an arrangement of capacitive element cells incorporated in the PLL circuit. The circuit configuration of a PLL circuit is generally known, and the circuit configuration changes according to the purpose of use. Therefore, a detailed description of the circuit configuration is omitted, but basically a plurality of basic cells (Basic-cell ). A plurality of basic cells are regularly arranged in the row direction in the logic circuit 5 to form a basic cell row, and a wiring area is secured between this basic cell row and another adjacent basic cell row. As described above, the wiring 34 formed in the second wiring layer and the wiring 37 formed in the third wiring layer are arranged in the wiring region.
【0037】同図10に示すように、図9に示す容量素
子セルは、PLL回路が構築される近傍において所定の基
本セルに置き換えて配置される。構築するPLL回路に応
じて異なるが、本実施の形態において容量素子は、500p
F-1.5nFの容量値に設定され、ロウパスフィルタを構築
する。As shown in FIG. 10, the capacitance element cells shown in FIG. 9 are arranged in place of a predetermined basic cell in the vicinity where a PLL circuit is constructed. Although it differs depending on the PLL circuit to be constructed, in this embodiment, the capacitance element is 500p
It is set to the capacitance value of F-1.5nF and builds a low-pass filter.
【0038】図11はPLL回路を構築する基本セルの配
列とPLL回路に組み込まれる容量素子セルの配置との他
の例を示す平面図である。容量素子セルは、基本セルの
置き換えに代えて、基本セル行間の配線領域に配置でき
る。配線領域は本来基本セル間の結線に使用する領域で
あるが、配線領域の配線層下であって半導体基板10の
主面は素子が形成されていない未使用の領域であるの
で、配線領域に容量素子セルを配置すれば半導体基板1
0の有効利用ができ、さらに容量素子セルの配置が比較
的自由に行える。FIG. 11 is a plan view showing another example of an arrangement of basic cells for constructing a PLL circuit and an arrangement of capacitive element cells incorporated in the PLL circuit. The capacitive element cells can be arranged in the wiring area between the basic cell rows instead of replacing the basic cells. The wiring region is originally used for connection between the basic cells. However, since the main surface of the semiconductor substrate 10 is under the wiring layer of the wiring region and is an unused region where no element is formed, the wiring region is not used. If a capacitor element cell is arranged, the semiconductor substrate 1
0 can be effectively used, and the arrangement of the capacitor element cells can be relatively freely performed.
【0039】以上説明したように、本実施の形態に係る
混在型半導体集積回路装置1においては、前述の第1の
実施の形態に係る混在型半導体集積回路装置1で得られ
る効果と同様の効果が得られる。さらに、容量素子セル
が配線領域に配置されることにより、半導体基板10の
有効利用ができ、混在型半導体集積回路装置1の集積度
がより一層向上できる。As described above, in the hybrid semiconductor integrated circuit device 1 according to the present embodiment, the same effects as those obtained in the hybrid semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment described above. Is obtained. Further, by disposing the capacitor element cells in the wiring region, the semiconductor substrate 10 can be effectively used, and the integration degree of the mixed semiconductor integrated circuit device 1 can be further improved.
【0040】(第3の実施の形態)本実施の形態は、前
述の第2の実施の形態に係る混在型半導体集積回路装置
1において、大容量の容量素子を半導体基板10の空き
領域に構築した場合を説明する。図12乃至図14は本
発明の第3の実施の形態に係る混在型半導体集積回路装
置の要部であって容量素子セルの平面図である。(Third Embodiment) In the present embodiment, in the mixed semiconductor integrated circuit device 1 according to the above-described second embodiment, a large-capacity capacitive element is constructed in an empty area of the semiconductor substrate 10. The following describes the case. FIGS. 12 to 14 are plan views of a main part of a mixed type semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention, which is a capacitive element cell.
【0041】図12に示す混在型半導体集積回路装置1
は、前述の図9に示す容量素子セルを外部接続端子2の
直下に配置する。外部接続端子2は通常最終配線層つま
り本実施の形態において第3層目配線層に形成され(配
線37で形成され)、この外部接続端子2の直下は素子
が形成されていない空き領域であるので、この空き領域
を利用して容量素子セルが配置される。外部接続端子2
は、通常、ボンディングワイヤやバンプ電極との間のボ
ンディング面積とボンディングずれを考慮して、例えば
1辺が150-250μmの大面積で形成されており、この外
部接続端子2の直下に配置された容量素子は大容量値が
確保できる。A mixed type semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG.
Is to dispose the capacitor cell shown in FIG. 9 just below the external connection terminal 2. The external connection terminal 2 is usually formed in the final wiring layer, that is, the third wiring layer in this embodiment (formed by the wiring 37), and immediately below the external connection terminal 2 is an empty area where no element is formed. Therefore, the capacitor element cells are arranged by utilizing the empty area. External connection terminal 2
Is usually formed with a large area of, for example, 150-250 μm on one side in consideration of a bonding area and a bonding deviation between a bonding wire and a bump electrode, and is disposed immediately below the external connection terminal 2. A large capacitance value can be secured for the capacitor.
【0042】図13に示す混在型半導体集積回路装置1
は、前述の図9に示す容量素子セルを未使用のインター
フェイス回路3に配置する。インターフェイス回路3上
には最終配線層つまり本実施の形態においては第3層目
配線層に形成された配線37で回路動作電源配線(Vcc
配線)、回路基準電源配線(Vss配線)が配置されるの
で、この回路動作電源配線、回路基準電源配線のそれぞ
れと容量素子セルの容量素子との間の結線が簡単に行え
る。すなわち、平滑コンデンサが簡易に実現できる。A mixed semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG.
Places the capacitive element cell shown in FIG. 9 in the unused interface circuit 3. The circuit operation power supply wiring (Vcc) is provided on the interface circuit 3 by a final wiring layer, that is, a wiring 37 formed in a third wiring layer in the present embodiment.
Since the wiring) and the circuit reference power supply wiring (Vss wiring) are arranged, connection between each of the circuit operation power supply wiring and the circuit reference power supply wiring and the capacitance element of the capacitance element cell can be easily performed. That is, a smoothing capacitor can be easily realized.
【0043】図14に示す混在型半導体集積回路装置1
は、周縁角部(半導体チップのコーナ部)であってイン
ターフェイス回路3間のデッドスペースに前述の図9に
示す容量素子セルを配置する。図13に示す混在型半導
体集積回路装置1と同様に、平滑コンデンサが簡易に実
現できる。A mixed semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG.
In the figure, the capacitor element cell shown in FIG. 9 is arranged in a dead space between the interface circuits 3 at a corner portion of a semiconductor chip (corner portion of a semiconductor chip). As in the hybrid semiconductor integrated circuit device 1 shown in FIG. 13, a smoothing capacitor can be easily realized.
【0044】以上説明したように、本実施の形態に係る
混在型半導体集積回路装置1においては、前述の第1の
実施の形態に係る混在型半導体集積回路装置1で得られ
る効果と同様の効果が得られる。さらに、容量素子セル
が外部接続端子2の直下、未使用のインターフェイス回
路3、デッドスペースのいずれかに配置されることによ
り、半導体基板10の有効利用ができ、混在型半導体集
積回路装置1の集積度がより一層向上できる。さらに、
容量素子セルは電源配線との接続が容易に行えるので、
例えば平滑コンデンサが簡易に実現できる。As described above, in the mixed semiconductor integrated circuit device 1 according to the present embodiment, the same effects as those obtained by the mixed semiconductor integrated circuit device 1 according to the first embodiment described above. Is obtained. Further, by arranging the capacitor element cell directly under the external connection terminal 2, in the unused interface circuit 3, or in the dead space, the semiconductor substrate 10 can be effectively used, and the integration of the mixed type semiconductor integrated circuit device 1 can be achieved. The degree can be further improved. further,
Since the capacitor element cell can be easily connected to the power supply wiring,
For example, a smoothing capacitor can be easily realized.
【0045】なお、本発明は前述の実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、DRAM回路4のメモリセルが
スタックドキャパシタ構造の情報蓄積用容量素子を備え
た場合、ロジック回路5にはスタックドキャパシタ構造
の容量素子が構成される。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, when the memory cell of the DRAM circuit 4 includes a capacitor for storing information having a stacked capacitor structure, the logic circuit 5 includes a capacitor having a stacked capacitor structure.
【0046】また、本発明は、スタンダードセル方式を
採用するASIC、エンベディットアレイ方式を採用するAS
ICのいずれにも適用できる。The present invention also relates to an ASIC employing a standard cell system and an AS employing an embedded array system.
Applicable to any of ICs.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明は、ロジック回路で使用される容
量素子を簡易に実現でき、この容量素子の占有面積を減
少し、集積度を向上することができる混在型半導体集積
回路装置を提供できる。According to the present invention, it is possible to provide a mixed type semiconductor integrated circuit device which can easily realize a capacitance element used in a logic circuit, reduce the area occupied by the capacitance element, and improve the degree of integration. .
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る混在型半導体
集積回路装置の要部断面構造図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a mixed-type semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】DRAM回路の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the DRAM circuit.
【図3】ロジック回路の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a logic circuit.
【図4】混在型半導体集積回路装置のレイアウト図であ
る。FIG. 4 is a layout diagram of a mixed type semiconductor integrated circuit device.
【図5】混在型半導体集積回路装置の製造方法を説明す
る第1製造工程における断面構造図である。FIG. 5 is a sectional structural view in a first manufacturing step for explaining the method for manufacturing a mixed semiconductor integrated circuit device.
【図6】第2製造工程における断面構造図である。FIG. 6 is a sectional structural view in a second manufacturing step.
【図7】第3製造工程における断面構造図である。FIG. 7 is a sectional structural view in a third manufacturing step.
【図8】第4製造工程における断面構造図である。FIG. 8 is a sectional structural view in a fourth manufacturing step.
【図9】本発明の第2の実施の形態に係る混在型半導体
集積回路装置の要部であって容量素子セルの平面図であ
る。FIG. 9 is a plan view of a main part of a mixed-type semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention, which is a capacitive element cell.
【図10】PLL回路を構築する基本セルの配列とPLL回路
に組み込まれる容量素子セルの配置とを示す平面図であ
る。FIG. 10 is a plan view showing an arrangement of basic cells forming a PLL circuit and an arrangement of capacitive element cells incorporated in the PLL circuit.
【図11】PLL回路を構築する基本セルの配列とPLL回路
に組み込まれる容量素子セルの配置との他の例を示す平
面図である。FIG. 11 is a plan view showing another example of an arrangement of basic cells for constructing a PLL circuit and an arrangement of capacitive element cells incorporated in the PLL circuit.
【図12】本発明の第3の実施の形態に係る混在型半導
体集積回路装置の要部であって容量素子セルの平面図で
ある。FIG. 12 is a plan view of a main part of a mixed-type semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention, showing a capacitive element cell;
【図13】他の例を示す容量素子セルの平面図である。FIG. 13 is a plan view of a capacitor cell showing another example.
【図14】他の例を示す容量素子セルの平面図である。FIG. 14 is a plan view of a capacitor cell showing another example.
1 混在型半導体集積回路装置 4 DRAM回路 5 ロジック回路 10 半導体基板 11、15、16 ウエル領域 12 トレンチ 13 誘電体膜 14 電極 20 ゲート絶縁膜 21 ゲート電極 21WL ワード線 22、22n、24、24p 半導体領域 31、34、37 配線 31DL ワード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mixed-type semiconductor integrated circuit device 4 DRAM circuit 5 Logic circuit 10 Semiconductor substrate 11, 15, 16 Well area 12 Trench 13 Dielectric film 14 Electrode 20 Gate insulating film 21 Gate electrode 21WL Word line 22, 22n, 24, 24p Semiconductor area 31, 34, 37 Wiring 31DL Word line
Claims (5)
容量素子との直列回路で構成されたメモリセルを有する
ダイナミック型ランダムアクセスメモリ回路と、ロジッ
ク回路とが同一半導体基板に混在する混在型半導体集積
回路装置において、 前記ロジック回路の内部又はロジック回路に近接した外
部に、前記メモリセルの情報蓄積用容量素子と実質的に
同一構造を有し、前記ロジック回路で使用される容量素
子を備えたことを特徴とする混在型半導体集積回路装
置。1. A hybrid semiconductor integrated circuit device in which a logic circuit and a dynamic random access memory circuit having a memory cell formed of a series circuit of a switching transistor and an information storage capacitor are mixed on the same semiconductor substrate. A memory element having substantially the same structure as that of the information storage capacitor of the memory cell and used in the logic circuit, inside or outside the logic circuit. Mixed type semiconductor integrated circuit device.
は、前記半導体基板の主面から深さ方向に形成されたト
レンチと、このトレンチの内壁に沿って形成された下層
電極、誘電体膜及び上層電極とで構築されるトレンチキ
ャパシタ構造で形成され、 前記ロジック回路に使用される容量素子は、前記情報蓄
積用容量素子と同一構造のトレンチキャパシタ構造で形
成されたことを特徴とする請求項1に記載の混在型半導
体集積回路装置。2. The information storage capacitive element of the memory cell includes a trench formed in a depth direction from a main surface of the semiconductor substrate, a lower electrode formed along an inner wall of the trench, a dielectric film, 2. A capacitor formed of a trench capacitor structure formed with an upper layer electrode, and the capacitor element used in the logic circuit is formed by a trench capacitor structure having the same structure as the information storage capacitor element. 6. A mixed semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
電源に接続し他方の電極を回路動作電源に接続した平滑
コンデンサとして使用されることを特徴とする請求項1
又は請求項2に記載の混在型半導体集積回路装置。3. The capacitance element is used as a smoothing capacitor having one electrode connected to a circuit reference power supply and the other electrode connected to a circuit operation power supply.
Or a mixed type semiconductor integrated circuit device according to claim 2.
路を構築する容量素子として使用されることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の混在型半導体集積回路
装置。4. The mixed-type semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said capacitance element is used as a capacitance element for constructing a circuit of said logic circuit.
用途向け半導体集積回路装置であることを特徴とする請
求項1乃至請求項4のいずれかに記載の混在型半導体集
積回路装置。5. The mixed semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said mixed semiconductor integrated circuit device is a semiconductor integrated circuit device for specific use.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1191595A2 (en) * | 2000-09-15 | 2002-03-27 | Infineon Technologies AG | Integrated memory device with memory cells and buffer capacitors |
JP2006032374A (en) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus |
CN1298054C (en) * | 2002-04-26 | 2007-01-31 | 株式会社东芝 | Chip semiconductor device mixed formed with store and logic circuit and producing method thereof |
US7643366B2 (en) | 2006-05-10 | 2010-01-05 | Panasonic Corporation | Semiconductor integrated circuit |
US7903449B2 (en) | 2008-06-26 | 2011-03-08 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device |
CN110739299A (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-31 | 三星电子株式会社 | Semiconductor package |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP01060798A patent/JP3532751B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1191595A2 (en) * | 2000-09-15 | 2002-03-27 | Infineon Technologies AG | Integrated memory device with memory cells and buffer capacitors |
EP1191595A3 (en) * | 2000-09-15 | 2007-01-03 | Infineon Technologies AG | Integrated memory device with memory cells and buffer capacitors |
CN1298054C (en) * | 2002-04-26 | 2007-01-31 | 株式会社东芝 | Chip semiconductor device mixed formed with store and logic circuit and producing method thereof |
JP2006032374A (en) * | 2004-07-12 | 2006-02-02 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus |
US9077922B2 (en) | 2004-07-12 | 2015-07-07 | Sony Corporation | Solid state image pickup device having a capacitor structure made up of a plurality of capacitors |
US7643366B2 (en) | 2006-05-10 | 2010-01-05 | Panasonic Corporation | Semiconductor integrated circuit |
US7903449B2 (en) | 2008-06-26 | 2011-03-08 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device |
CN110739299A (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-31 | 三星电子株式会社 | Semiconductor package |
CN110739299B (en) * | 2018-07-20 | 2024-01-09 | 三星电子株式会社 | Semiconductor package |
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