KR20210016264A - Semiconductor device - Google Patents
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- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
- H01L27/092—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전계 효과 트랜지스터를 포함하는 반도체 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device including a field effect transistor.
소형화, 다기능화 및/또는 낮은 제조 단가 등의 특성들로 인하여 반도체 소자는 전자 산업에서 중요한 요소로 각광 받고 있다. 반도체 소자들은 논리 데이터를 저장하는 반도체 기억 소자, 논리 데이터를 연산 처리하는 반도체 논리 소자, 및 기억 요소와 논리 요소를 포함하는 하이브리드(hybrid) 반도체 소자 등으로 구분될 수 있다. 전자 산업이 고도로 발전함에 따라, 반도체 소자의 특성들에 대한 요구가 점점 증가되고 있다. 예컨대, 반도체 소자에 대한 고 신뢰성, 고속화 및/또는 다기능화 등에 대하여 요구가 점점 증가되고 있다. 이러한 요구 특성들을 충족시키기 위하여 반도체 소자 내 구조들은 점점 복잡해지고 있으며, 또한, 반도체 소자는 점점 고집적화 되고 있다.Due to characteristics such as miniaturization, multifunctionality, and/or low manufacturing cost, semiconductor devices are attracting attention as an important factor in the electronic industry. The semiconductor devices may be classified into a semiconductor memory device that stores logic data, a semiconductor logic device that operates and processes logic data, and a hybrid semiconductor device that includes a memory element and a logic element. As the electronics industry is highly developed, demands on the characteristics of semiconductor devices are increasingly increasing. For example, demand for high reliability, high speed and/or multifunctionality for semiconductor devices is increasing. In order to meet these required characteristics, structures in semiconductor devices are becoming more and more complex, and semiconductor devices are increasingly highly integrated.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 성능 또는 신뢰성이 향상된 반도체 소자를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device with improved performance or reliability.
본 발명의 개념에 따른, 반도체 소자는, 기판을 제 1 방향으로 가로지르는 제 1 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극의 상부면과 접하며 서로 이격되는 제 1 게이트 콘택 및 더미 게이트 콘택을 포함하되, 상기 제 1 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되고, 상기 더미 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되지 않는 반도체 소자.According to the concept of the present invention, a semiconductor device includes: a first gate electrode crossing a substrate in a first direction; And a first gate contact and a dummy gate contact in contact with an upper surface of the gate electrode and spaced apart from each other, wherein a voltage is applied through the first gate contact and a voltage is not applied through the dummy gate contact.
본 발명의 일 양태에 따른 반도체 소자는, 기판을 가로지르며 서로 이격되는 복수 개의 게이트 전극들; 상기 게이트 전극들 중에 적어도 하나의 게이트 전극 상에 배치되며 전압이 인가되는 적어도 하나의 게이트 콘택; 및 상기 적어도 하나의 게이트 전극 상에 배치되며 상기 게이트 콘택과 이격되는 적어도 하나의 더미 게이트 콘택을 더 포함하되, 상기 더미 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되지 않는다.A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a plurality of gate electrodes crossing a substrate and spaced apart from each other; At least one gate contact disposed on at least one of the gate electrodes and applied with a voltage; And at least one dummy gate contact disposed on the at least one gate electrode and spaced apart from the gate contact, wherein a voltage is not applied through the dummy gate contact.
본 발명의 다른 양태에 따른 반도체 소자는, 제 1 방향으로 이격된 제 1 활성 영역과 제 2 활성 영역을 포함하는 기판; 상기 기판으로부터 돌출되며 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 활성 핀들; 상기 제 1 방향으로 상기 활성 핀들을 가로지르며 서로 평행한 라인 형태를 가지는 제 1 내지 제 3 게이트 전극들; 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역 사이에서 상기 제 2 게이트 전극 상에 배치되는 제 1 게이트 콘택; 및 상기 제 1 활성 영역 또는 상기 제 2 활성 영역 중 하나와 중첩되거나 인접하며 상기 제 2 게이트 상에 배치되는 제 1 더미 게이트 콘택을 포함하되, 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역에는 각각 상기 활성 핀들이 두 개 또는 세 개가 배치되며, 상기 제 1 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되나 상기 제 1 더미 게이트 콘택은 전기적으로 플로팅된다. A semiconductor device according to another aspect of the present invention includes: a substrate including a first active region and a second active region spaced apart in a first direction; Active fins protruding from the substrate and extending in a second direction crossing the first direction; First to third gate electrodes crossing the active fins in the first direction and having a line shape parallel to each other; A first gate contact disposed on the second gate electrode between the first active region and the second active region; And a first dummy gate contact overlapping or adjacent to one of the first active region or the second active region and disposed on the second gate, wherein the first and second active regions have the Two or three active fins are disposed, and a voltage is applied through the first gate contact, but the first dummy gate contact is electrically floating.
본 발명에 따른 반도체 소자는 더미 게이트 콘택을 포함하여 반도체 소자의 속도가 향상되어 성능이 우수해질 수 있다. 또는 상기 더미 게이트 콘택에 의하여 누설 전류가 줄어들어 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In the semiconductor device according to the present invention, the speed of the semiconductor device including the dummy gate contact is improved, so that the performance may be excellent. Alternatively, a leakage current may be reduced by the dummy gate contact, thereby improving reliability.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 설계를 수행하기 위한 컴퓨터 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 설계 및 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 3a, 3b 및 3c는 각각 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃들이다.
도 4a, 4b 및 4c는 각각 도 3a, 3b 및 3c를 I-I'선 및 II-II'선을 따라 자른 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 6은 도 5를 I- I’선 및 III- III’선을 따라 자른 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 8은 도 7을 IV- IV’선 및 V-V’선을 따라 자른 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 10은 도 9를 VI- VI’선을 따라 자른 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃들이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시예들에 따른 표준 셀들의 레이아웃들일 수 있다.
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 각각 본 발명의 실시예들에 따라 도 12b를 VII-VII'선, VIII-VIII'선 및 IX-IX선'을 따라 자른 단면도들을 나타낸다.
도 14a, 도 14b 및 도 14c는 각각 본 발명의 실시예들에 따라 도 12b를 VII-VII'선, VIII-VIII'선 및 IX-IX선'을 따라 자른 단면도들을 나타낸다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃들이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.1 is a block diagram showing a computer system for performing semiconductor design according to embodiments of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of designing and manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
3A, 3B, and 3C are layouts of semiconductor devices according to embodiments of the present invention, respectively.
4A, 4B and 4C are cross-sectional views of FIGS. 3A, 3B and 3C taken along lines I-I' and II-II', respectively.
5 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
6 is a cross-sectional view of FIG. 5 taken along lines I-I' and III-III'.
7 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
8 is a cross-sectional view of FIG. 7 taken along lines IV-IV' and V-V'.
9 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
10 is a cross-sectional view of FIG. 9 taken along line VI-VI'.
11 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
12A to 12C are layouts of semiconductor devices according to embodiments of the present invention.
12A to 12C may be layouts of standard cells according to embodiments of the present invention.
13A, 13B, and 13C are cross-sectional views taken along lines VII-VII', VIII-VIII', and IX-IX' of FIG. 12B according to embodiments of the present invention, respectively.
14A, 14B, and 14C are cross-sectional views taken along lines VII-VII', VIII-VIII', and IX-IX' of FIG. 12B according to embodiments of the present invention, respectively.
15A and 15B are layouts of semiconductor devices according to example embodiments.
16 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
17 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
18 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
19 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
20 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 설계를 수행하기 위한 컴퓨터 시스템을 보여주는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a computer system for performing semiconductor design according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 컴퓨터 시스템은 CPU(100), 워킹 메모리(30), 입출력 장치(50), 및 보조 기억 장치(70)를 포함할 수 있다. 여기서, 컴퓨터 시스템은 본 발명의 레이아웃 설계를 위한 전용 장치로 제공될 수 있다. 나아가, 상기 컴퓨터 시스템은 다양한 설계 및 검증 시뮬레이션 프로그램을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the computer system may include a
CPU(100)는 컴퓨터 시스템에서 수행될 소프트웨어(응용 프로그램, 운영 체제, 장치 드라이버들)를 실행할 수 있다. CPU(100)는 워킹 메모리(30)에 로드되는 운영 체제를 실행할 수 있다. CPU(100)는 상기 운영 체제 기반에서 구동될 다양한 응용 프로그램들(Application Program)을 실행할 수 있다. 예를 들면, CPU(100)는 워킹 메모리(30)에 로드된 레이아웃 디자인 툴(32), 배치, 재정렬 및 라우팅 툴(34), 및/또는 OPC 툴(36)을 실행할 수 있다.The
워킹 메모리(30)에는 상기 운영 체제나 상기 응용 프로그램들이 로드될 수 있다. 컴퓨터 시스템의 부팅시에 보조 기억 장치(70)에 저장된 상기 운영 체제 이미지(미도시됨)가 부팅 시퀀스에 의거하여 워킹 메모리(30)로 로드될 수 있다. 상기 운영 체제에 의해서 컴퓨터 시스템의 제반 입출력 동작들이 지원될 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 의하여 선택되거나 기본적인 서비스 제공을 위해서 상기 응용 프로그램들이 워킹 메모리(30)에 로드될 수 있다.The operating system or the application programs may be loaded in the
레이아웃 설계를 위한 레이아웃 디자인 툴(32)이 보조 기억 장치(70)로부터 워킹 메모리(30)에 로드될 수 있다. 설계된 표준 셀들을 배치하고, 및 배치된 표준 셀들을 라우팅하는 배치 및 라우팅 툴(34)이 보조 기억 장치(70)로부터 워킹 메모리(30)에 로드될 수 있다. 설계된 레이아웃 데이터에 대해서 광 근접 보정(Optical Proximity Correction: OPC)을 수행하는 OPC 툴(36)이 보조 기억 장치(70)로부터 워킹 메모리(30)에 로드될 수 있다.The
레이아웃 디자인 툴(32)은 특정 레이아웃 패턴들의 형태 및 위치를 디자인 룰에 의해서 정의된 것과 다르게 변경할 수 있는 바이어스 기능을 구비할 수 있다. 그리고 레이아웃 디자인 툴(32)은 변경된 바이어스 데이터 조건에서 설계 규칙 검사(Design Rule Check: DRC)를 수행할 수 있다. 워킹 메모리(30)는 SRAM(Static Random Access Memory)이나 DRAM(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리이거나, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM, NOR 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리일 수 있다.The
입출력 장치(50)는 사용자 인터페이스 장치들로부터의 사용자 입력 및 출력을 제어한다. 예를 들면, 입출력 장치(50)는 키보드나 모니터를 구비하여 설계자로부터 정보를 입력받을 수 있다. 입출력 장치(50)를 사용하여 설계자는 조정된 동작 특성을 요구하는 반도체 영역이나 데이터 경로들에 대한 정보를 입력받을 수 있다. 그리고 입출력 장치(50)를 통해서 OPC 툴(36)의 처리 과정 및 처리 결과 등이 표시될 수 있다. The input/
보조 기억 장치(70)는 컴퓨터 시스템의 저장 매체(Storage Medium)로서 제공된다. 보조 기억 장치(70)는 응용 프로그램들(Application Program), 운영 체제 이미지 및 각종 데이터를 저장할 수 있다. 보조 기억 장치(70)는 메모리 카드(MMC, eMMC, SD, MicroSD 등)나 하드디스크 드라이브(HDD)로 제공될 수도 있다. 보조 기억 장치(70)는 대용량의 저장 능력을 가지는 낸드 플래시 메모리(NAND-type Flash memory)를 포함할 수 있다. 또는, 보조 기억 장치(70)는 PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등의 차세대 불휘발성 메모리나 NOR 플래시 메모리를 포함할 수 있다.The
시스템 인터커넥터(90)는 컴퓨터 시스템의 내부에서 네트워크를 제공하기 위한 시스템 버스(System Bus)일 수 있다. 시스템 인터커넥터(90)를 통해서 CPU(100), 워킹 메모리(30), 입출력 장치(50), 및 보조 기억 장치(70)가 전기적으로 연결되고 상호 데이터를 교환할 수 있다. 하지만, 시스템 인터커넥터(90)의 구성은 상술한 설명에만 국한되지 않으며, 효율적인 관리를 위한 중재 수단들을 더 포함할 수 있다. The
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 설계 및 제조 방법을 보여주는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of designing and manufacturing a semiconductor device according to example embodiments.
도 2를 참조하면, 도 1을 참조하여 설명한 컴퓨터 시스템을 이용하여 반도체 집적회로의 상위 수준 설계(High Level Design)가 수행될 수 있다(S10). 상위 수준 설계란, 설계 대상 집적회로를 컴퓨터 언어의 상위 언어로 기술하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, C언어와 같은 상위 언어를 사용할 수 있다. 상위 수준 설계에 의해서 설계된 회로들은 레지스터 전송 레벨(Register Transfer Level: RTL) 코딩이나 시뮬레이션에 의해서 보다 구체적으로 표현될 수 있다. 나아가, 레지스터 전송 레벨 코딩에 의해서 생성된 코드는 넷리스트(Netlist)로 변환되어 전체 반도체 소자로 합성될 수 있다. 합성된 스키매틱 회로는 시뮬레이션 툴에 의해서 검증되고, 검증 결과에 따라 조정 과정이 동반될 수 있다.Referring to FIG. 2, high level design of a semiconductor integrated circuit may be performed using the computer system described with reference to FIG. 1 (S10 ). High-level design may mean describing an integrated circuit to be designed in a language higher than a computer language. For example, you can use a higher level language such as C language. Circuits designed by high-level design can be expressed more specifically by register transfer level (RTL) coding or simulation. Furthermore, the code generated by the register transfer level coding can be converted into a netlist and synthesized into an entire semiconductor device. The synthesized schematic circuit is verified by a simulation tool, and an adjustment process may be accompanied according to the verification result.
논리적으로 완성된 반도체 접적회로를 실리콘 기판 위에 구현하기 위한 레이아웃 설계가 수행될 수 있다(S20). 예를 들면, 상위 수준 설계에서 합성된 스키매틱 회로 또는 그에 대응하는 넷리스트를 참조하여 레이아웃 설계가 수행될 수 있다.Layout design for implementing a logically completed semiconductor junction circuit on a silicon substrate may be performed (S20). For example, layout design may be performed by referring to a schematic circuit synthesized in a high-level design or a netlist corresponding thereto.
레이아웃 설계를 위한 셀 라이브러리에는 표준 셀의 동작, 속도 그리고 소모 전력등에 대한 정보도 포함될 수 있다. 특정 게이트 레벨의 회로를 레이아웃으로 표현하기 위한 셀 라이브러리가 대부분의 레이아웃 설계 툴에 정의되어 있다. 레이아웃은 실제로 실리콘 기판 상에 형성될 트랜지스터 및 배선들을 구성하기 위한 패턴의 형태나 사이즈를 정의하는 절차일 수 있다. 예를 들면, 인버터 회로를 실제로 실리콘 기판 상에 형성시키기 위하여, PMOS, NMOS, N-WELL, 게이트 전극, 및 이들 상에 배치될 배선들과 같은 레이아웃 패턴들을 적절히 배치할 수 있다. 이를 위하여 우선 셀 라이브러리에 이미 정의된 인버터들 중에서 적합한 것을 검색하여 선택할 수 있다.The cell library for layout design may also include information on operation, speed, and power consumption of standard cells. Cell libraries for expressing a specific gate level circuit in a layout are defined in most layout design tools. The layout may actually be a procedure for defining the shape or size of a pattern for configuring transistors and wirings to be formed on a silicon substrate. For example, in order to actually form an inverter circuit on a silicon substrate, layout patterns such as PMOS, NMOS, N-WELL, gate electrodes, and wirings to be disposed on them can be appropriately arranged. To do this, first, it is possible to search and select a suitable one among inverters already defined in the cell library.
셀 라이브러리(Cell Library)에 저장된 다양한 표준 셀들을 배치하고(Place) 및 라우팅(Routing)이 수행될 수 있다(S30). 구체적으로, 표준 셀들이 이차원적으로 배치될 수 있다. 배치된 표준 셀들 상에 상위 배선들(라우팅 패턴들)이 배치될 수 있다. 라우팅을 수행함으로써 배치된 표준 셀들을 설계에 맞게 서로 연결시킬 수 있다. 표준 셀들의 배치 및 라우팅은 배치 및 라우팅 툴(34)에 의해 자동적으로 수행될 수 있다.Various standard cells stored in a cell library may be placed (Place) and routing may be performed (S30). Specifically, standard cells may be two-dimensionally arranged. Upper wirings (routing patterns) may be arranged on the arranged standard cells. By performing routing, the deployed standard cells can be connected to each other according to the design. The placement and routing of standard cells can be performed automatically by the placement and
라우팅 이후에는 디자인 룰에 위배되는 부분이 존재하는지 레이아웃에 대한 검증이 수행될 수 있다. 검증하는 항목으로는, 레이아웃이 디자인 룰에 맞게 제대로 되었는지 검증하는 DRC(Design Rule Check), 내부에서 전기적으로 끊어짐 없이 제대로 되었는지 검증하는 ERC(Electronical Rule Check), 및 레이아웃이 게이트 수준 네트리스트와 일치하는지 확인하는 LVS(Layout vs Schematic) 등을 포함할 수 있다.After routing, the layout can be verified to see if there is a part that violates the design rule. The items to be verified include DRC (Design Rule Check) to verify that the layout is properly in accordance with the design rules, ERC (Electronical Rule Check) to verify that the layout is properly done without electrical disconnection, and whether the layout matches the gate level netlist. It can include LVS (Layout vs Schematic) to check.
광 근접 보정(Optical Proximity Correction: OPC) 절차가 수행될 수 있다(S40). 포토리소그래피 공정을 이용하여, 레이아웃 설계를 통해서 얻어진 레이아웃 패턴들을 실리콘 기판 상에 구현할 수 있다. 이때, 광 근접 보정은 포토리소그래피 공정에서 발생할 수 있는 왜곡 현상을 보정하기 위한 기술일 수 있다. 즉 광 근접 보정을 통하여, 레이아웃된 패턴을 이용한 노광시에 빛의 특성 때문에 발생하는 굴절이나 공정 효과 등의 왜곡 현상을 보정할 수 있다. 광 근접 보정을 수행하면서, 설계된 레이아웃 패턴들의 형태 및 위치가 미소하게 변경(바이어스)될 수 있다.An Optical Proximity Correction (OPC) procedure may be performed (S40). Layout patterns obtained through layout design may be implemented on a silicon substrate by using a photolithography process. In this case, the optical proximity correction may be a technique for correcting a distortion phenomenon that may occur in a photolithography process. That is, through the optical proximity correction, distortion such as refraction or process effect occurring due to the characteristics of light during exposure using the laid out pattern can be corrected. While performing optical proximity correction, the shape and position of the designed layout patterns may be slightly changed (biased).
광 근접 보정에 의해 변경된 레이아웃에 기초하여 포토마스크(Photomask)가 제작될 수 있다(S50). 일반적으로 포토마스크는 유리 기판 위에 도포된 크롬 막을 이용하여 레이아웃 패턴들을 묘사하는 방식으로 제작될 수 있다.A photomask may be manufactured based on the layout changed by optical proximity correction (S50). In general, the photomask may be manufactured in a manner depicting layout patterns using a chromium film applied on a glass substrate.
생성된 포토마스크를 이용하여 반도체 소자가 제조될 수 있다(S60). 포토마스크를 사용한 반도체 소자의 제조 공정에서는 다양한 방식의 노광 및 식각 공정들이 반복될 수 있다. 이러한 공정들을 통해서 실리콘 기판 상에 레이아웃 설계시에 구성된 패턴들의 형태가 순차적으로 형성될 수 있다.A semiconductor device may be manufactured using the generated photomask (S60). In the manufacturing process of a semiconductor device using a photomask, various types of exposure and etching processes may be repeated. Through these processes, patterns formed during layout design may be sequentially formed on a silicon substrate.
도 3a, 3b 및 3c는 각각 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃들이다. 도 4a, 4b 및 4c는 각각 도 3a, 3b 및 3c를 I-I'선 및 II-II'선을 따라 자른 단면도들이다.3A, 3B, and 3C are layouts of semiconductor devices according to embodiments of the present invention, respectively. 4A, 4B and 4C are cross-sectional views taken along lines I-I' and II-II' of FIGS. 3A, 3B and 3C, respectively.
도 3a 및 도 4a를 참조하면, 기판(1) 상에 반도체 소자(10a)가 제공된다. 도 3의 레이아웃은 표준 셀의 레이아웃의 일부에 해당될 수도 있다. 본 예에서 상기 반도체 소자(10a)는 하나의 트랜지스터일 수 있다. 상기 기판(1)은 실리콘, 게르마늄, 실리콘-게르마늄 등을 포함하는 반도체 기판이거나 화합물 반도체 기판일 수 있다. 일 예로, 상기 기판(1)은 실리콘 기판일 수 있다. 상기 기판(1)에 소자분리막(3)이 배치되어 활성 영역(AR)을 정의할 수 있다. 상기 활성 영역(AR)에서 상기 기판(1) 내에는 N형의 불순물 또는 P형의 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 활성 영역(AR)은 PMOSFET 영역 또는 NMOSFET 영역일 수 있다. 3A and 4A, a
게이트 전극(GE)은 상기 활성 영역(AR)을 가로지를 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 제 1 방향(D1)으로 연장되는 라인 형태를 가질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 게이트 전극(GE)은 불순물이 도핑된 폴리실리콘, 금속 질화막, 금속 실리사이드 및 금속함유막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)과 상기 기판(1) 사이에는 게이트 절연막(Gox)이 개재될 수 있다. 상기 게이트 절연막(Gox)은 실리콘 산화막 및/또는 실리콘 산화막의 유전율보다 높은 유전율을 가지는 고유전막을 포함할 수 있다. 상기 고유전막은 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막과 같은 금속 산화막을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 게이트 캐핑 패턴(GP)으로 덮일 수 있다. 상기 게이트 캐핑 패턴(GP)은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘산화질화막 중 적어도 하나의 단일막 또는 다중막을 포함할 수 있다. The gate electrode GE may cross the active region AR. The gate electrode GE may have a line shape extending in the first direction D1. The gate electrode GE may include a conductive material. For example, the gate electrode GE may include at least one of a polysilicon doped with impurities, a metal nitride layer, a metal silicide, and a metal-containing layer. A gate insulating layer Gox may be interposed between the gate electrode GE and the
상기 게이트 전극(GE)의 양 옆에서 상기 기판(1) 내에는 소오스/드레인 영역(5)이 배치될 수 있다. 상기 소오스/드레인 영역(5)은 상기 기판(1)에 도핑된 불순물과 반대되는 타입의 불순물이 도핑될 수 있다. 예를 들어 상기 활성 영역(AR)이 PMOSFET 영역일 경우, 상기 기판(1)에는 N형의 불순물이 그리고 상기 소오스/드레인 영역(5)에는 P형의 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 활성 영역(AR)이 NMOSFET 영역일 경우, 상기 기판(1)에는 P형의 불순물이 그리고 상기 소오스/드레인 영역(5)에는 N형의 불순물이 도핑될 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)의 양 측벽은 게이트 스페이서(GS)가 배치될 수 있다. 상기 게이트 스페이서(GS)는 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘산화질화막 중 적어도 하나의 단일막 또는 다중막을 포함할 수 있다.Source/drain regions 5 may be disposed in the
상기 게이트 전극(GE), 상기 게이트 캐핑 패턴(GP), 상기 게이트 스페이서(GS), 상기 기판(1) 및 상기 소자분리막(3)은 제 1 층간절연막(IL1)으로 덮일 수 있다. 상기 제 1 층간절연막(IL1)은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘산화질화막, 저유전막 및 다공성 막 중 적어도 하나의 단일막 또는 다중막을 포함할 수 있다. The gate electrode GE, the gate capping pattern GP, the gate spacer GS, the
상기 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 게이트 캐핑 패턴(GP)을 관통하여 게이트 콘택(CB)과 더미 게이트 콘택(DCB)이 상기 게이트 전극(GE)과 접할 수 있다. 상기 게이트 콘택(CB)와 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 서로 이격될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 상기 활성 영역(AR)과 중첩될 수 있다. 상기 게이트 콘택(CB)은 상기 소자분리막(3)과 중첩될 수 있다. 상기 게이트 콘택(CB)는 상기 활성 영역(AR)과 이격될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 상기 게이트 콘택(CB)과 같은 크기 및 같은 높이를 가질 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)의 상부면은 상기 게이트 콘택(CB)의 상부면과 같은 높이에 위치할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)의 하부면은 상기 게이트 콘택(CB)의 하부면과 같은 높이에 위치할 수 있다.A gate contact CB and a dummy gate contact DCB may contact the gate electrode GE by penetrating the first interlayer insulating layer IL1 and the gate capping pattern GP. The gate contact CB and the dummy gate contact DCB may be spaced apart from each other. The dummy gate contact DCB may overlap the active region AR. The gate contact CB may overlap the
상기 제 1 층간절연막(IL1) 상에는 제 2 층간절연막(IL2)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 층간절연막(IL2)은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘산화질화막, 저유전막 및 다공성 막 중 적어도 하나의 단일막 또는 다중막을 포함할 수 있다. 상기 제 2 층간절연막(IL2) 내에는 제 1 배선(M1)과 게이트 비아(VB)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 비아(VB)는 상기 제 1 배선(M1)과 상기 게이트 콘택(CB)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB) 상에는 상기 게이트 비아(VB)와 상기 제 1 배선(M1)이 위치하지 않으며 이들과 전기적으로 연결되지 않는다. 상기 게이트 콘택(CB)을 통해 상기 게이트 전극(GE)으로 전압이 인가될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)을 통해서는 전압이 인가되지 않을 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 전기적으로 플로팅(floating)될 수 있다.A second interlayer insulating layer IL2 may be disposed on the first interlayer insulating layer IL1. The second interlayer insulating layer IL2 may include at least one of a silicon nitride layer, a silicon oxide layer, a silicon oxynitride layer, a low dielectric layer, and a porous layer. A first wiring M1 and a gate via VB may be disposed in the second interlayer insulating layer IL2. The gate via VB may electrically connect the first wiring M1 and the gate contact CB. The gate via VB and the first wiring M1 are not positioned on the dummy gate contact DCB and are not electrically connected to them. A voltage may be applied to the gate electrode GE through the gate contact CB. A voltage may not be applied through the dummy gate contact DCB. The dummy gate contact DCB may be electrically floating.
또는 도 3b 및 도 4b를 참조하여, 본 예에 따른 반도체 소자(10b)는 더미 게이트 콘택(DCB) 상에 배치되는 더미 게이트 비아(DVB)를 더 포함할 수 있다. 상기 더미 게이트 비아(DVB)를 통해서는 전압이 인가되지 않을 수 있다. 상기 더미 게이트 비아(DVB)는 전기적으로 플로팅(floating)될 수 있다.Alternatively, referring to FIGS. 3B and 4B, the
또는 도 3c 및 도 4c를 참조하여, 본 예에 따른 반도체 소자(10c)는 더미 게이트 콘택(DCB) 상에 배치되는 더미 게이트 비아(DVB)와 더미 배선(DM1)을 더 포함할 수 있다. 상기 더미 배선(DM1)을 통해서는 전압이 인가되지 않을 수 있다. 상기 더미 배선(DM1)는 전기적으로 플로팅(floating)될 수 있다. 또는 상기 더미 배선(DM1)은 상기 제 1 배선(M1)과 연결되며 서로 동일한 전압이 인가될 수 있다.Alternatively, referring to FIGS. 3C and 4C, the
도 3a~3c 및 도 4a~4c의 상기 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)은 플래너(planar) 타입의 트랜지스터들을 도시하였지만 이에 한정되지 않고 FinFET(Fin Field Effect Transistor), MBCFET® (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor), VFET(Vertical Field Effect Transistor) 또는 NCFET(Negative Capacitance Field Effect Transistor)일 수 있다. The semiconductor device of FIG. 3a ~ 3c and Fig. 4a ~ 4c (10a, 10b, 10c) are planar (planar) (Fin Field Effect Transistor ) FinFET but showing the transistor is not limited to this type, MBCFET ® (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor), Vertical Field Effect Transistor (VFET), or Negative Capacitance Field Effect Transistor (NCFET).
본 발명의 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)은 상기 더미 게이트 콘택(DCB)을 포함한다. 상기 활성 영역(AR)과 중첩되는 상기 더미 게이트 콘택(DCB)에 의해 상기 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)의 특성이 변화될 수 있다. 예를 들어 상기 더미 게이트 콘택(DCB)에 의해 상기 채널 영역에 미세한 전기적/물리적 스트레스가 인가될 수 있다. 상기 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)이 PMOSFET인 경우, 이런 스트레스로 인해 상기 채널 영역에서 정공의 이동 속도가 향상되어 소자의 속도가 향상될 수 있다. 또는 상기 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)이 NMOSFET인 경우, 이런 스트레스로 인해 상기 채널 영역에서 전자의 이동 속도가 느려질 수 있으나 대신에 문턱전압이 올라가고 누설 전류가 줄어들 수 있다. 상기 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)이 고집적화됨에 따라 상기 게이트 전극(GE) 아래의 채널 길이도 매우 좁아지게 된다. 따라서 상기 더미 게이트 콘택(DCB)의 존재가 상기 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)의 특성에 많은 영향을 끼칠 수 있다. 도 2의 레이아웃 디자인 단계(S20) 또는 셀 라이브러리(Cell Library)에 저장된 다양한 표준 셀들을 배치하고(Place) 및 라우팅(Routing)하는 단계(S30)에서 소자의 성능을 개선하기 위하여 상기 더미 게이트 콘택(DCB)을 필요한 위치에 배치시킬 수 있다. 또한 이와 같이 제조된 레이아웃으로 포토마스크를 제조하고 이를 이용하여 반도체 소자들(10a, 10b, 10c)을 제조할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다. 도 6은 도 5를 I- I’선 및 III- III’선을 따라 자른 단면도들이다.5 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments. 6 is a cross-sectional view of FIG. 5 taken along lines I-I' and III-III'.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10a)는 기판(1) 상에 배치되며 서로 이격된 제 1 트랜지스터(TR1)와 제 2 트랜지스터(TR2)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 트랜지스터(TR1)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 동일할 수 있다. 상기 제 2 트랜지스터(TR2)는 더미 게이트 콘택(DCB)를 포함하지 않는다. 구체적으로 상기 제 1 트랜지스터(TR1)는 제 1 활성 영역(AR1)을 가로지르는 제 1 게이트 전극(GE1)를 포함한다. 상기 제 1 게이트 전극(GE1)가 상기 기판(1) 사이에는 제 1 게이트 절연막(Gox1)이 개재될 수 있다. 상기 제 1 게이트 전극(GE1) 상에는 제 1 게이트 캐핑 패턴(GP1)이 배치될 수 있다. 5 and 6, the
상기 제 2 트랜지스터(TR2)는 제 2 활성 영역(AR2)을 가로지르는 제 2 게이트 전극(GE2)를 포함한다. 상기 제 2 게이트 전극(GE2)가 상기 기판(1) 사이에는 제 2 게이트 절연막(Gox2)이 개재될 수 있다. 상기 제 2 게이트 전극(GE2) 상에는 제 2 게이트 캐핑 패턴(GP2)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 게이트 전극(GE2)은 상기 제 1 게이트 전극(GE1)과 서로 다른 도전 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 게이트 절연막(Gox2)은 상기 제 1 게이트 절연막(Gox1)과 서로 다른 절연 물질 또는 고유전 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 게이트 캐핑 패턴(GP2)은 상기 제 1 게이트 캐핑 패턴(GP1)과 동일하거나 다른 절연 물질을 포함할 수 있다. The second transistor TR2 includes a second gate electrode GE2 that crosses the second active region AR2. A second gate insulating layer Gox2 may be interposed between the second gate electrode GE2 and the
도시하지는 않았지만, 상기 제 1 게이트 전극(GE1)의 양측의 상기 기판(1) 내에는 제 1 소오스/드레인 영역이 배치될 수 있고 상기 제 2 게이트 전극(GE2)의 양측의 상기 기판(1) 내에는 제 2 소오스/드레인 영역이 배치될 수 있다. 상기 제 1 소오스/드레인 영역에 도핑된 불순물의 타입 또는 농도는 상기 제 2 소오스/드레인 영역에 도핑된 불순물의 타입 또는 농도와 다를 수 있다. Although not shown, a first source/drain region may be disposed in the
상기 제 1 트랜지스터(TR1)과 상기 제 2 트랜지스터(TR2)은 제 1 층간절연막(IL1)으로 덮일 수 있다. 제 1 게이트 콘택(CB1)과 더미 게이트 콘택(DCB)은 각각 상기 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 제 1 게이트 캐핑 패턴(GP1)을 관통하여 상기 제 1 게이트 전극(GE1)과 접할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 상기 제 1 활성 영역(AR1)과 중첩되되 상기 제 1 게이트 콘택(CB1)은 상기 제 1 활성 영역(AR1)과 이격될 수 있다. 제 2 게이트 콘택(CB2)은 상기 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 제 2 게이트 캐핑 패턴(GP2)을 관통하여 상기 제 2 게이트 전극(GE2)과 접할 수 있다.The first transistor TR1 and the second transistor TR2 may be covered with a first interlayer insulating layer IL1. The first gate contact CB1 and the dummy gate contact DCB may respectively pass through the first interlayer insulating layer IL1 and the first gate capping pattern GP1 to contact the first gate electrode GE1. The dummy gate contact DCB may overlap the first active region AR1, and the first gate contact CB1 may be spaced apart from the first active region AR1. The second gate contact CB2 may pass through the first interlayer insulating layer IL1 and the second gate capping pattern GP2 to contact the second gate electrode GE2.
상기 제 1 층간절연막(IL1)은 제 2 층간절연막(IL2)으로 덮인다. 상기 제 2 층간절연막(IL2) 내에는 제 1 게이트 비아(VB1)와 제 1 배선(M1)이 배치되어 상기 제 1 게이트 콘택(CB1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 층간절연막(IL2) 내에는 제 2 게이트 비아(VB2)와 제 2 배선(M2)이 배치되어 상기 제 2 게이트 콘택(CB2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그 외의 구성은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다. The first interlayer insulating layer IL1 is covered with a second interlayer insulating layer IL2. A first gate via VB1 and a first wiring M1 may be disposed in the second interlayer insulating layer IL2 to be electrically connected to the first gate contact CB1. A second gate via VB2 and a second wiring M2 may be disposed in the second interlayer insulating layer IL2 to be electrically connected to the second gate contact CB2. Other configurations may be the same/similar to those described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다. 도 8은 도 7을 IV- IV’선 및 V-V’선을 따라 자른 단면도들이다.7 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments. 8 is a cross-sectional view of FIG. 7 taken along lines IV-IV' and V-V'.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10b)는 기판(1)에 소자분리막(3)이 배치되어 각각 서로 이격된 제 2 내지 제 5 활성 영역들(AR2~AR5)을 한정할 수 있다. 상기 제 2 내지 제 5 활성 영역들(AR2~AR5)에서 각각 독립적으로 상기 기판(1) 내에는 N형 또는 P형의 불순물이 도핑될 수 있다. 제 2 게이트 전극(GE2)은 상기 제 2 활성 영역(AR2)을 가로지를 수 있다. 상기 제 2 게이트 전극(GE2)은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 제 2 트랜지스터(TR2)에 포함될 수 있다. 상기 제 2 트랜지스터(TR2)에 대한 설명은 중복되므로 생략하기로 한다. Referring to FIGS. 7 and 8, in the
제 3 활성 영역(AR3)과 제 4 활성 영역(AR4)은 제 1 방향(D1)으로 서로 이격될 수 있다. 제 3 게이트 전극(GE3)은 상기 제 3 활성 영역(AR3)을 가로지르고, 제 4 게이트 전극(GE4)은 상기 제 4 활성 영역(AR4)을 가로지를 수 있다. 상기 제 3 게이트 전극(GE3)과 상기 제 4 게이트 전극(GE4)은 상기 제 1 방향(D1)으로 길쭉한 라인 형태를 가질 수 있다. 상기 제 3 게이트 전극(GE3)과 상기 제 4 게이트 전극(GE4)은 둘 다 하나의 일직선 상에 위치할 수 있다. 상기 제 3 게이트 전극(GE3)과 상기 제 4 게이트 전극(GE4)은 게이트 분리 패턴(IP)에 의해 서로 이격될 수 있다. The third active area AR3 and the fourth active area AR4 may be spaced apart from each other in the first direction D1. The third gate electrode GE3 may cross the third active region AR3, and the fourth gate electrode GE4 may cross the fourth active region AR4. The third gate electrode GE3 and the fourth gate electrode GE4 may have an elongated line shape in the first direction D1. Both the third gate electrode GE3 and the fourth gate electrode GE4 may be positioned on one straight line. The third gate electrode GE3 and the fourth gate electrode GE4 may be spaced apart from each other by a gate separation pattern IP.
상기 제 3 게이트 전극(GE3)과 상기 기판(1) 사이에는 제 3 게이트 절연막(Gox3)이 개재될 수 있다. 상기 제 4 게이트 전극(GE4)과 상기 기판(1) 사이에는 제 4 게이트 절연막(Gox4)이 개재될 수 있다. 상기 제 3 게이트 전극(GE3)과 상기 제 4 게이트 전극(GE4)은 서로 동일한 물질과 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 제 3 게이트 절연막(Gox3)과 상기 제 4 게이트 절연막(Gox4)은 서로 동일한 물질과 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 제 3 게이트 전극(GE3) 상에는 제 3 게이트 캐핑 패턴(GP3)이 배치되고 상기 제 4 게이트 전극(GE4) 상에는 제 4 게이트 캐핑 패턴(GP4)이 배치될 수 있다. 상기 제 3 게이트 캐핑 패턴(GP3)은 상기 제 4 게이트 캐핑 패턴(GP4)과 동일한 물질 및 동일한 구조를 가질 수 있다. A third gate insulating layer Gox3 may be interposed between the third gate electrode GE3 and the
상기 게이트 분리 패턴(IP)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 게이트 분리 패턴(IP)은 상기 제 3 및 제 4 게이트 캐핑 패턴들(GP3, GP4) 사이, 상기 제 3 및 제 4 게이트 전극들(GE3, GE4) 사이 그리고 상기 제 3 및 제 4 게이트 절연막들(Gox3, Gox4) 사이에 개재되며 상기 소자분리막(3)과 접할 수 있다. The gate separation pattern IP may include at least one of a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, and a silicon oxynitride layer. The gate separation pattern IP is formed between the third and fourth gate capping patterns GP3 and GP4, between the third and fourth gate electrodes GE3 and GE4, and the third and fourth gate insulating layers. It is interposed between (Gox3, Gox4) and can contact the
제 5 활성 영역(AR5)과 제 6 활성 영역(AR6)은 제 1 방향(D1)으로 서로 이격될 수 있다. 상기 제 5 활성 영역(AR5)에서 상기 기판(1) 내에 도핑된 불순물은 상기 제 6 활성 영역(AR6)에서 상기 기판(1) 내에 도핑된 불순물과 다른 도전형일 수 있다. 제 5 게이트 전극(GE5)은 상기 제 5 활성 영역(AR5)과 제 6 활성 영역(AR6)을 가로지를 수 있다. 상기 제 5 게이트 전극(GE5)과 상기 기판(1) 사이에는 제 5 게이트 절연막(Gox5)이 개재될 수 있다. 상기 제 5 게이트 전극(GE5) 상에는 제 5 게이트 캐핑 패턴(GP5)이 배치될 수 있다. The fifth active area AR5 and the sixth active area AR6 may be spaced apart from each other in the first direction D1. The impurities doped into the
상기 제 2 내지 제 5 게이트 전극들(GE2~GE5) 및 상기 기판(1)은 제 1 및 제 2 층간절연막들(IL1, IL2)로 차례로 덮일 수 있다. 제 2 층간절연막(IL2) 내에 배치되는 제 3 배선(M3)과 제 3 게이트 비아(VB3)는 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 제 3 게이트 캐핑 패턴(GP3)을 관통하는 제 3 게이트 콘택(CB3)을 통해 상기 제 3 게이트 전극(GE3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 층간절연막(IL2) 내에 배치되는 제 4 배선(M4)과 제 4 게이트 비아(VB4)는 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 제 5 게이트 캐핑 패턴(GP5)을 관통하는 제 4 게이트 콘택(CB4)을 통해 상기 제 5 게이트 전극(GE5)과 전기적으로 연결될 수 있다.The second to fifth gate electrodes GE2 to GE5 and the
제 1 더미 게이트 콘택(DCB1)은 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 제 4 게이트 캐핑 패턴(GP4)을 관통하여 제 4 게이트 전극(GE4)과 접할 수 있다. 제 2 더미 게이트 콘택(DCB2)은 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 제 5 게이트 캐핑 패턴(GP5)을 관통하여 제 5 게이트 전극(GE5)과 접할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 더미 콘택들(DCB1, DCB2)을 통해서는 전압이 인가되지 않을 수 있다. The first dummy gate contact DCB1 may pass through the first interlayer insulating layer IL1 and the fourth gate capping pattern GP4 to contact the fourth gate electrode GE4. The second dummy gate contact DCB2 may pass through the first interlayer insulating layer IL1 and the fifth gate capping pattern GP5 to contact the fifth gate electrode GE5. A voltage may not be applied through the first and second dummy contacts DCB1 and DCB2.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다. 도 10은 도 9를 VI- VI’선을 따라 자른 단면도들이다.9 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments. 10 is a cross-sectional view of FIG. 9 taken along line VI-VI'.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10c)는 기판(1) 상에 제 1 방향(D1)으로 인접하도록 배치되는 제 1 표준 셀(ST1)과 제 2 표준 셀(ST2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 표준 셀(ST1)은 소자분리막(3)에 의해 서로 이격되는 제 1 NMOS 영역(NR1)과 제 1 PMOS 영역(PR1)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 표준 셀(ST2)은 소자분리막(3)에 의해 서로 이격되는 제 2 NMOS 영역(NR2)과 제 2 PMOS 영역(PR2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 NMOS 영역(NR1)은 상기 제 2 NMOS 영역(NR2)과 서로 인접할 수 있다. 상기 제 1 PMOS 영역(PR1)과 상기 제 2 PMOS 영역(PR2) 사이에는 상기 제 1 및 제 2 NMOS 영역들(NR1, NR2)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 표준 셀(ST1)과 상기 제 2 표준 셀(ST2)은 공통으로 상기 영역들(NR1, PR1, NR2, PR2)을 가로지르는 게이트 전극(GE)을 포함할 수 있다. 9 and 10, the
상기 제 1 표준 셀(ST1)의 상기 제 1 PMOS 영역(PR1)에 인접하여 제 1 파워 배선(MP1)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 표준 셀(ST1)과 상기 제 2 표준 셀(ST2) 사이에 제 2 파워 배선(MP2)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 표준 셀(ST2)의 상기 제 2 PMOS 영역(PR2)에 인접하여 제 3 파워 배선(MP3)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 파워 배선(MP1)과 상기 제 3 파워 배선(MP3)에는 제 1 전압이 인가될 수 있다. 상기 제 2 파워 배선(MP2)에는 상기 제 1 전압과 다른 제 2 전압이 인가될 수 있다. 상기 제 1 전압과 상기 제 2 전압 중에 하나는 전원 전압(Vdd)일 수 있고 다른 하나는 접지 전압(Vss)일 수 있다. A first power line MP1 may be disposed adjacent to the first PMOS region PR1 of the first standard cell ST1. A second power line MP2 may be disposed between the first standard cell ST1 and the second standard cell ST2. A third power line MP3 may be disposed adjacent to the second PMOS region PR2 of the second standard cell ST2. A first voltage may be applied to the first power line MP1 and the third power line MP3. A second voltage different from the first voltage may be applied to the second power line MP2. One of the first voltage and the second voltage may be a power voltage Vdd and the other may be a ground voltage Vss.
제 1 배선(M1)은 상기 제 1 PMOS 영역(PR1)과 제 1 NMOS 영역(NR1) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 1 배선(M1)은 게이트 비아(VB)와 게이트 콘택(CB)을 통해 상기 게이트 전극(GE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 더미 게이트 콘택(DCB)은 상기 제 2 PMOS 영역(PR2)과 제 2 NMOS 영역(NR2) 사이에서 상기 게이트 전극(GE)과 접할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 상기 제 2 PMOS 영역(PR2) 보다 제 2 NMOS 영역(NR2)에 더 인접할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 상기 제 2 NMOS 영역(NR2)의 경계와 접할 수 있다. 또는 도 9와는 다르게 상기 더미 게이트 콘택(DCB)은 제 2 NMOS 영역(NR2) 보다 상기 제 2 PMOS 영역(PR2)에 더 인접할 수 있다. The first wiring M1 may be disposed between the first PMOS region PR1 and the first NMOS region NR1. The first wiring M1 may be electrically connected to the gate electrode GE through a gate via VB and a gate contact CB. The dummy gate contact DCB may contact the gate electrode GE between the second PMOS region PR2 and the second NMOS region NR2. The dummy gate contact DCB may be closer to the second NMOS region NR2 than to the second PMOS region PR2. The dummy gate contact DCB may contact a boundary of the second NMOS region NR2. Alternatively, unlike FIG. 9, the dummy gate contact DCB may be closer to the second PMOS region PR2 than to the second NMOS region NR2.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.11 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
도 11을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10d)는 기판(1) 상에 제 1 방향(D1)으로 일 열로 배열되는 제 1 내지 제 4 표준셀들(ST1~ST4)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 표준셀들(ST1~ST4)은 각각 NMOS 영역(NR)과 PMOS 영역(PR)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 표준셀들(ST1~ST4)의 NMOS 영역들(NR)과 PMOS 영역들(PR)의 배치는 서로 대칭될 수 있다. 제 1 파워 배선(MP1)은 상기 제 1 표준 셀(ST1)의 PMOS 영역(PR)에 인접할 수 있다. 제 2 파워 배선(MP2)은 상기 제 1 표준 셀(ST1)과 상기 제 2 표준 셀(ST2) 사이에 배치될 수 있다. 제 3 파워 배선(MP3)은 상기 제 2 표준 셀(ST2)과 상기 제 3 표준 셀(ST3) 사이에 배치될 수 있다. 제 4 파워 배선(MP4)은 상기 제 3 표준 셀(ST3)과 상기 제 4 표준 셀(ST4) 사이에 배치될 수 있다. 제 5 파워 배선(MP5)은 상기 제 4 표준 셀(ST4)의 PMOS 영역(PR)에 인접할 수 있다. 상기 제 1, 3, 5 파워 배선들(MP1, MP3, MP5)에는 제 1 전압이 인가될 수 있다. 상기 제 2 및 제 4 파워 배선들(MP2, MP4)에는 제 2 전압이 인가될 수 있다.Referring to FIG. 11, the
제 1 배선(M1)은 상기 제 1 표준 셀(ST1)의 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 1 배선(M1)은 게이트 비아(VB)와 게이트 콘택(CB)을 통해 상기 게이트 전극(GE)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 더미 게이트 콘택(DCB1)은 상기 제 2 표준 셀(ST2)의 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR) 사이에서 상기 게이트 전극(GE)과 접할 수 있다. 제 2 더미 게이트 콘택(DCB2)은 상기 제 3 표준 셀(ST3)의 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR) 사이에서 상기 게이트 전극(GE)과 접할 수 있다. 제 3 더미 게이트 콘택(DCB3)은 상기 제 4 표준 셀(ST4)의 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR) 사이에서 상기 게이트 전극(GE)과 접할 수 있다. 도 11에서 세 개의 더미 게이트 콘택들(DCB1, DCB2, DCB3)이 도시되었으나 이중에 하나 또는 둘 만 배치되는 것도 가능하다. 또한 상기 더미 게이트 콘택들(DCB1, DCB2, DCB3) 중 적어도 하나는 상기 제 1 내지 제 4 표준 셀들(ST1~ST4) 중 적어도 하나의 PMOS 영역(PR) 또는 NMOS 영역(NR)에 인접하거나 이와 중첩될 수 있다. The first wiring M1 may be disposed between the PMOS region PR and the NMOS region NR of the first standard cell ST1. The first wiring M1 may be electrically connected to the gate electrode GE through a gate via VB and a gate contact CB. The first dummy gate contact DCB1 may contact the gate electrode GE between the PMOS region PR and the NMOS region NR of the second standard cell ST2. The second dummy gate contact DCB2 may contact the gate electrode GE between the PMOS region PR and the NMOS region NR of the third standard cell ST3. The third dummy gate contact DCB3 may contact the gate electrode GE between the PMOS region PR and the NMOS region NR of the fourth standard cell ST4. Although three dummy gate contacts DCB1, DCB2, and DCB3 are shown in FIG. 11, only one or two of them may be disposed. In addition, at least one of the dummy gate contacts DCB1, DCB2, DCB3 is adjacent to or overlaps with at least one PMOS region PR or NMOS region NR of the first to fourth standard cells ST1 to ST4. Can be.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃들이다. 도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 실시예들에 따른 표준 셀들의 레이아웃들일 수 있다. 12A to 12C are layouts of semiconductor devices according to embodiments of the present invention. 12A to 12C may be layouts of standard cells according to embodiments of the present invention.
도 12a를 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10h)는 기판(1) 상에 배치되며 서로 이격되는 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)는 제 1 방향(D1)으로 연장되는 라인 형태를 가질 수 있다. 상기 기판(1) 상에는 서로 이격된 제 1 내지 제 3 분리 절연 패턴들(IS1~IS3)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 분리 절연 패턴들(IS1~IS3)도 상기 제 1 방향(D1)으로 연장되는 라인 형태를 가질 수 있다. 상기 제 1 분리 절연 패턴(IS1)은 상기 제 1 게이트 전극(GE1)을 사이에 두고 상기 제 2 게이트 전극(GE2)과 이격될 수 있다. 상기 제 2 분리 절연 패턴(IS2)은 상기 제 4 게이트 전극(GE4)과 상기 제 5 게이트 전극(GE5) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 3 분리 절연 패턴(IS3)은 상기 제 5 게이트 전극(GE5)을 사이에 두고 상기 제 2 분리 절연 패턴(IS2)과 이격될 수 있다. Referring to FIG. 12A, the
상기 제 1 내지 제 4 게이트 전극들(GE1~GE4) 간의 간격들, 상기 제 1 분리 절연 패턴(IS1)과 상기 제 1 게이트 전극(GE1) 사이의 간격, 상기 제 2 분리 절연 패턴(IS2)과 상기 제 4 게이트 전극(GE4) 간의 간격, 상기 제 2 분리 절연 패턴(IS2)과 상기 제 5 게이트 전극(GE5) 간의 간격, 그리고 상기 제 3 분리 절연 패턴(IS3)과 상기 제 5 게이트 전극(GE5) 간의 간격은 모두 같을 수 있다. Intervals between the first to fourth gate electrodes GE1 to GE4, intervals between the first isolation insulating pattern IS1 and the first gate electrode GE1, and the second isolation insulating pattern IS2 The gap between the fourth gate electrode GE4, the gap between the second separation insulating pattern IS2 and the fifth gate electrode GE5, and the third separation insulating pattern IS3 and the fifth gate electrode GE5 ) Can all be the same.
상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5) 사이에는 소오스/드레인 콘택들(CA)이 배치될 수 있다. 상기 소오스/드레인 콘택들(CA)은 제 1 방향(D1)으로 길쭉한 바 형태를 가질 수 있다. 제 1 파워 배선(MP1)과 제 2 파워 배선(MP2)은 서로 이격되며 각각 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)의 단부들을 가로지르도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 파워 배선들(MP1, MP2) 사이에는 제 1 내지 제 6 배선들(M1~M6)이 배치될 수 있다. 상기 소오스/드레인 콘택들(CA)의 일부는 소오스/드레인 비아들(VA)에 의해 상기 배선들(MP1, MP2, M1~M6)과 전기적으로 연결될 수 있다. Source/drain contacts CA may be disposed between the first to fifth gate electrodes GE1 to GE5. The source/drain contacts CA may have an elongated bar shape in the first direction D1. The first power line MP1 and the second power line MP2 may be spaced apart from each other and may be disposed to cross end portions of the first to fifth gate electrodes GE1 to GE5, respectively. First to sixth wires M1 to M6 may be disposed between the first and second power wires MP1 and MP2. Some of the source/drain contacts CA may be electrically connected to the wirings MP1, MP2, and M1 to M6 by source/drain vias VA.
상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)은 게이트 콘택(CB)과 게이트 비아(VB)를 통해 상기 제 1 내지 제 6 배선들(M1~M6) 중 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 게이트 전극(GE1)과 상기 제 3 게이트 전극(GE3)은 게이트 콘택(CB)과 게이트 비아(VB)를 통해 상기 제 1 배선(M1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 게이트 전극(GE2)은 게이트 콘택(CB)과 게이트 비아(VB)를 통해 상기 제 3 배선(M3)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 4 게이트 전극(GE4)은 게이트 콘택(CB)과 게이트 비아(VB)를 통해 상기 제 4 배선(M4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 5 게이트 전극(GE5)은 게이트 콘택(CB)과 게이트 비아(VB)를 통해 상기 제 2 배선(M2)에 전기적으로 연결될 수 있다. The first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 may be electrically connected to one of the first to sixth wires M1 to M6 through a gate contact CB and a gate via VB. For example, the first gate electrode GE1 and the third gate electrode GE3 may be electrically connected to the first wiring M1 through a gate contact CB and a gate via VB. The second gate electrode GE2 may be electrically connected to the third wiring M3 through a gate contact CB and a gate via VB. The fourth gate electrode GE4 may be electrically connected to the fourth wiring M4 through a gate contact CB and a gate via VB. The fifth gate electrode GE5 may be electrically connected to the second wiring M2 through a gate contact CB and a gate via VB.
도 12a의 표준 셀의 레이아웃을 가지는 반도체 소자(10h)의 성능/신뢰도를 향상시키기 위하여 도 3a 내지 도 11을 참조하여 설명한 더미 게이트 콘택(DCB)을 배치시킬 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)의 배치는 도 2의 레이아웃 디자인 단계(S20) 또는 표준 셀들을 배치하고(Place) 및 라우팅(Routing)하는 단계(S30)에서 진행될 수 있다. In order to improve the performance/reliability of the
도 12a의 반도체 소자(10h)에서 PMOS 영역(PR)에 배치되는 트랜지스터들의 속도 및 성능을 향상시키기 위하여, 더미 게이트 콘택(DCB)을 PMOS 영역(PR)에서 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5) 중의 하나 위에 배치할 수 있다. 즉, 예를 들어 도 12b를 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10i)에서는 PMOS 영역(PR)에서 제 2 게이트 전극(GE2)과 제 4 게이트 전극(GE4) 상에 각각 더미 게이트 콘택들(DCB)이 배치될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 상기 제 1 배선(M1)과 중첩될 수 있으나 상기 제 1 배선(M1)과 전기적으로 연결되지는 않는다.In order to improve the speed and performance of transistors disposed in the PMOS region PR in the
또는 도 12a의 반도체 소자(10h)에서 NMOS 영역(NR)에 배치되는 트랜지스터들의 속도는 저하될 수 있지만 누설전류를 줄이거나 방지하여 신뢰성을 향상시키기 위하여, 더미 게이트 콘택(DCB)을 NMOS 영역(NR)에서 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5) 중의 하나 위에 배치할 수 있다. 즉, 예를 들어 도 12c를 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10j)에서는 NMOS 영역(NR)에서 또는 NMOS 영역(NR)의 경계에서 제 1, 3, 4 및 5 게이트 전극들(GE1, GE3, GE4, GE5) 상에 각각 더미 게이트 콘택들(DCB)이 배치될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 상기 제 1 내지 제 6 배선들(M1~M6)과 중첩되지 않는다.Alternatively, the speed of the transistors disposed in the NMOS region NR in the
상기 제 1 내지 제 6 배선들(M1~M6) 중 적어도 하나는 핀 배선일 수 있다. 핀 배선은, 표준 셀의 외부로부터 신호를 입력받는 배선일 수 있다. 핀 배선은, 표준 셀의 외부로 신호를 출력하는 배선일 수 있다.At least one of the first to sixth wires M1 to M6 may be a pin wire. The pin wiring may be a wiring that receives a signal from the outside of the standard cell. The pin wiring may be a wiring that outputs a signal to the outside of the standard cell.
도 12a 내지 도 12c의 표준 셀들을 이용하여 포토마스크를 제작하고 포토마스크를 사용하여 반도체 소자를 형성할 수 있다. 이중에 예시적으로 도 12b의 표준 셀의 레이아웃을 이용하여 실제 기판 상에 구현된 반도체 소자를 구체적으로 설명하기로 한다. A photomask may be fabricated using the standard cells of FIGS. 12A to 12C, and a semiconductor device may be formed using the photomask. Among them, a semiconductor device implemented on an actual substrate will be described in detail using the layout of the standard cell of FIG.
도 13a, 도 13b 및 도 13c는 각각 본 발명의 실시예들에 따라 도 12b를 VII-VII'선, VIII-VIII'선 및 IX-IX선'을 따라 자른 단면도들을 나타낸다. 도 13a, 도 13b 및 도 13c의 반도체 소자(10i)는 FinFET의 일 예에 해당할 수 있다. 13A, 13B, and 13C are cross-sectional views taken along lines VII-VII', VIII-VIII', and IX-IX' of FIG. 12B according to embodiments of the present invention, respectively. The
도 12b, 도 13a, 도 13b 및 도 13c를 참조하면, 기판(1)은 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)을 포함할 수 있다. 기판(1)의 상부에 형성된 제2 트렌치(TC2)에 의해 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)이 정의될 수 있다. PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR) 사이에 제2 트렌치(TC2)가 위치할 수 있다. PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)은, 제2 트렌치(TC2)를 사이에 두고 제1 방향(D1)으로 서로 이격될 수 있다.12B, 13A, 13B, and 13C, the
PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)에서 각각 복수개의 활성 핀들(AF)이 제공될 수 있다. 활성 핀들(AF)은 제2 방향(D2)으로 서로 평행하게 연장될 수 있다. 활성 핀들(AF)은 기판(1)의 일부로써, 수직하게 돌출된 부분들일 수 있다. 서로 인접하는 활성 핀들(AF) 사이에 제1 트렌치(TC1)가 정의될 수 있다. 제1 트렌치(TC1)는 제2 트렌치(TC2)보다 얕을 수 있다.A plurality of active fins AF may be provided in the PMOS region PR and the NMOS region NR, respectively. The active fins AF may extend parallel to each other in the second direction D2. The active fins AF are part of the
소자 분리막(3)이 제1 및 제2 트렌치들(TR1, TR2)을 채울 수 있다. 소자 분리막(3)은 실리콘 산화막을 포함할 수 있다. 활성 핀들(AF)의 상부들은 소자 분리막(3) 위로 수직하게 돌출될 수 있다. 소자 분리막(3)은 활성 핀들(AF)의 상부들을 덮지 않을 수 있다. 소자 분리막(3)은 활성 핀들(AF)의 하부 측벽들을 덮을 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)은 상기 활성 핀들(AF)을 가로지를 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)과 상기 활성 핀들(AF) 사이에는 게이트 절연막(Gox)이 개재될 수 있다.The
상기 PMOS 영역(PR)에 위치하는 상기 활성 핀들(AF)은 각각 제 1 상부면(TS1)과 제 1 측면들(SW1)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)은 각각 상기 제 1 상부면들(TS1)과 상기 제 1 측면들(SW1)을 덮는다. 상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)과 각각 중첩되는 상기 활성 핀들(AF)의 상부에는 각각 제 1 채널 영역들(CH1)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)의 양측에서 상기 활성 핀들(AF) 상에는 제 1 소오스/드레인 패턴들(SD1)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 소오스/드레인 패턴들(SD1)은 기판(1)의 반도체 원소의 격자 상수보다 큰 격자 상수를 갖는 반도체 원소(예를 들어, SiGe)를 포함할 수 있다. 이로써, 제1 소오스/드레인 패턴들(SD1)은 제1 채널 영역들(CH1)에 압축 응력(compressive stress)을 제공할 수 있다. 상기 제 1 소오스/드레인 패턴들(SD1)에는 P형의 불순물(예를 들면 붕소)이 도핑될 수 있다.Each of the active fins AF positioned in the PMOS region PR may include a first upper surface TS1 and first side surfaces SW1. The first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 cover the first upper surfaces TS1 and the first side surfaces SW1, respectively. First channel regions CH1 may be disposed above the active fins AF, respectively, overlapping with the first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 in the PMOS region PR. First source/drain patterns SD1 may be disposed on the active fins AF at both sides of the first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 in the PMOS region PR. The first source/drain patterns SD1 may include a semiconductor element (eg, SiGe) having a lattice constant greater than that of the semiconductor element of the
상기 NMOS 영역(NR)에 위치하는 상기 활성 핀들(AF)은 각각 제 2 상부면(TS2)과 제 2 측면들(SW2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)은 각각 상기 제 2 상부면들(TS2) 및 상기 제 2 측면들(SW2)을 덮을 수 있다. 상기 NMOS 영역(NR)에서 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)과 각각 중첩되는 상기 활성 핀들(AF)의 상부에는 각각 제 2 채널 영역들(CH2)이 배치될 수 있다. 상기 NMOS 영역(NR)에서 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)의 양측에서 상기 활성 핀들(AF) 상에는 제 2 소오스/드레인 패턴들(SD2)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 소오스/드레인 패턴들(SD2)은 반도체 에피택시얼 패턴일 수 있다. 일 예로, 제 2 소오스/드레인 패턴들(SD2)은 기판(1)과 동일한 반도체 원소(예를 들어, Si)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 소오스/드레인 패턴들(SD2)에는 N형의 불순물(예를 들면 인 또는 비소)이 도핑될 수 있다.Each of the active fins AF positioned in the NMOS region NR may include a second upper surface TS2 and second side surfaces SW2. The first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 may respectively cover the second upper surfaces TS2 and the second side surfaces SW2. Second channel regions CH2 may be disposed above the active fins AF, respectively, overlapping the first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 in the NMOS region NR. Second source/drain patterns SD2 may be disposed on the active fins AF at both sides of the first to fifth gate electrodes GE1 to GE5 in the NMOS region NR. The second source/drain patterns SD2 may be semiconductor epitaxial patterns. For example, the second source/drain patterns SD2 may include the same semiconductor element (eg, Si) as the
도 13a에서 제 1 분리 절연 패턴(IS1)과 제 2 분리 절연 패턴(IS2)은 각각 제 1 층간절연막(IL1)과 상기 활성 핀(AF)을 관통하여 상기 기판(1) 속으로 연장될 수 있다. 제 1 분리 절연 패턴(IS1)과 제 2 분리 절연 패턴(IS2)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 및 실리콘 산화질화막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In FIG. 13A, the first isolation insulating pattern IS1 and the second isolation insulating pattern IS2 may extend into the
도 13b에서 게이트 콘택(CB)은 제 1 층간절연막(IL1)과 게이트 캐핑 패턴(GP)을 관통하여 상기 제 2 게이트 전극(GE2)과 접할 수 있다. 상기 게이트 콘택(CB)은 상기 PMOS 영역(PR)과 상기 NMOS 영역(NR) 사이에서 상기 소자분리막(3)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 게이트 콘택(CB)은 게이트 비아(VB)를 통해 제 3 배선(M3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 더미 게이트 콘택(DCB)는 제 1 층간절연막(IL1)과 게이트 캐핑 패턴(GP)을 관통하여 상기 제 2 게이트 전극(GE2)과 접할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택(DCB)는 상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 활성 핀들(AF) 사이에 위치할 수 있다. 또는 상기 더미 게이트 콘택(DCB)는 상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 활성 핀들(AF)의 일부와 중첩될 수 있다.In FIG. 13B, the gate contact CB may penetrate the first interlayer insulating layer IL1 and the gate capping pattern GP to contact the second gate electrode GE2. The gate contact CB may be disposed to overlap the
도 13c에서, 상기 제 1 소오스/드레인 패턴들(SD1)은 서로 접할 수 있다. 상기 제 2 소오스/드레인 패턴들(SD2)은 서로 접할 수 있다. 상기 제 1 소오스/드레인 패턴들(SD1)은 소오스/드레인 콘택(CA)과 소오스/드레인 비아(VA)를 통해 제 2 배선(M2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제 2 소오스/드레인 패턴들(SD2)은 소오스/드레인 콘택(CA)과 소오스/드레인 비아(VA)를 통해 제 5 배선(M5)과 전기적으로 연결될 수 있다.13C, the first source/drain patterns SD1 may contact each other. The second source/drain patterns SD2 may contact each other. The first source/drain patterns SD1 may be electrically connected to the second wiring M2 through a source/drain contact CA and a source/drain via VA. The second source/drain patterns SD2 may be electrically connected to the fifth wiring M5 through a source/drain contact CA and a source/drain via VA.
도 14a, 도 14b 및 도 14c는 각각 본 발명의 실시예들에 따라 도 12b를 VII-VII'선, VIII-VIII'선 및 IX-IX선'을 따라 자른 단면도들을 나타낸다. 도 14a, 도 14b 및 도 14c의 반도체 소자(10i)는 MBCFET의 일 예에 해당할 수 있다.14A, 14B, and 14C are cross-sectional views taken along lines VII-VII', VIII-VIII', and IX-IX' of FIG. 12B according to embodiments of the present invention, respectively. The
도 14a, 도 14b 및 도 14c를 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10i)는 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)에서 각각 하나의 활성 핀(AF)을 포함할 수 있다. 상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 활성 핀(AF) 상에는 제 1 채널 패턴들(CP1)이 적층된다. 상기 제 1 채널 패턴들(CP1)은 서로 이격될 수 있다. 또한 상기 NMOS 영역(NR)에서 활성 핀(AF) 상에 제 2 채널 패턴들(CP2)이 적층될 수 있다. 상기 제 2 채널 패턴들(CP2)은 서로 이격될 수 있다. 제 2 게이트 전극(GE2)은 상기 제 1 채널 패턴들(CP1) 사이 그리고 상기 제 2 채널 패턴들(CP2) 사이로 연장될 수 있다. 그 외의 구조는 도 13a 내지 13c를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.14A, 14B, and 14C, the
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃들이다.15A and 15B are layouts of semiconductor devices according to example embodiments.
도 15a를 참조하면, 기판(1)에는 PMOS 영역들(PR)과 NMOS 영역들(NR)이 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 인접하는 한 쌍의 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)은 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역들(PR)과 NMOS 영역들(NR)을 게이트 전극들(GE)이 가로지를 수 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 게이트 전극들(GE) 중에 제 1 방향(D1)을 따라 일렬로 정렬되되 서로 이격되는 게이트 전극들(GE) 사이에, 도 7과 도 8을 참조하여 설명한 게이트 분리 패턴(IP)이 개재될 수 있다. 상기 게이트 전극들(GE) 사이에서 간헐적으로 분리 절연 패턴(IS)이 개재될 수 있다. 설명의 편의를 위하여 도 15a에서 배선들, 소오스/드레인 콘택들, 소오스/드레인 비아들은 생략되었다. 상기 게이트 전극들(GE) 상에는 필요한 곳들에 게이트 콘택들(CB)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 콘택들(CB)을 통해 상기 게이트 전극들(GE)로 전압이 인가될 수 있다. 15A, PMOS regions PR and NMOS regions NR may be disposed on a
그러나 일부 영역(P1)에서 이를 관통하는 게이트 전극들(GE)의 단부들에만 인접하도록 게이트 콘택들(CB)이 배치되고, 상기 일부 영역(P1) 안에는 게이트 콘택들(CB)이 배치되지 않는다. 상기 일부 영역(P1) 안에 위치하며 상기 게이트 전극들(GE)을 포함하는 트랜지스터들의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위하여 더미 게이트 콘택(DCB)을 배치할 수 있다. However, the gate contacts CB are disposed so as to be adjacent only to ends of the gate electrodes GE penetrating therethrough in the partial region P1, and the gate contacts CB are not disposed in the partial region P1. A dummy gate contact DCB may be disposed in the partial region P1 and to improve performance and reliability of transistors including the gate electrodes GE.
도 15b를 참조하면, 더미 게이트 콘택들(DCB)이 상기 일부 영역(P1)에서 상기 게이트 전극들(GE) 상에 배치될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)을 통해 전압이 인가되지는 않는다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 각각 독립적으로 상기 PMOS 영역(PR) 또는 상기 NMOS 영역(NR)에 인접하도록 배치될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 각각 독립적으로 상기 PMOS 영역(PR) 또는 상기 NMOS 영역(NR)의 경계와 접할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 각각 독립적으로 상기 PMOS 영역(PR) 또는 상기 NMOS 영역(NR)의 경계와 접할 수 있다.Referring to FIG. 15B, dummy gate contacts DCB may be disposed on the gate electrodes GE in the partial region P1. A voltage is not applied through the dummy gate contacts DCB. Each of the dummy gate contacts DCB may be independently disposed adjacent to the PMOS region PR or the NMOS region NR. Each of the dummy gate contacts DCB may independently contact a boundary of the PMOS region PR or the NMOS region NR. Each of the dummy gate contacts DCB may independently contact a boundary of the PMOS region PR or the NMOS region NR.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.16 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
도 16을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10m)는 기판(1) 상에 제 1 방향(D1)으로 인접하도록 배치되는 제 1 표준 셀(ST1)과 제 2 표준 셀(ST2)을 포함할 수 있다. 제 1 표준 셀(ST1)과 제 2 표준 셀(ST2) 각각 한쌍의 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)을 포함할 수 있다. 게이트 전극들(GE)은 상기 PMOS 영역들(PR)과 NMOS 영역들(NR)을 가로지를 수 있다. 상기 제 1 표준 셀(ST1)과 인접하여 제 1 파워 배선(MP1)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 표준 셀(ST1)과 상기 제 2 표준 셀(ST2) 사이에 제 2 파워 배선(MP2)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 표준 셀(ST2)에 인접하여 제 3 파워 배선(MP3)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 파워 배선들(MP1~MP3)에 대한 설명은 도 9를 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다. 상기 소오스/드레인 콘택들(CA)의 일부는 소오스/드레인 비아들(VA)에 의해 상기 제 1 또는 상기 제 3 파워 배선(MP1, MP3)과 전기적으로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 16, a
상기 게이트 전극들(GE) 중 적어도 일부 위에는 게이트 콘택들(CB)이 배치되고, 게이트 비아들(VB)을 통해 제 1 배선들(M1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 게이트 전극들(GE) 중 적어도 일부 위에는 더미 게이트 콘택들(DCB)이 배치될 수 있다. 본 예에서 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR) 사이에 위치할 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 더미 게이트 비아(DVB)을 통해 더미 배선(DM1)과 연결될 수 있다. 상기 더미 배선(DM1)은 다른 배선들과 전기적으로 연결되지 않고 플로팅될 수 있다. 그 외의 구조는 위에서 설명한 바와 동일/유사할 수 있다. Gate contacts CB may be disposed on at least a portion of the gate electrodes GE, and may be electrically connected to the first wirings M1 through gate vias VB. Dummy gate contacts DCB may be disposed on at least some of the gate electrodes GE. In this example, the dummy gate contacts DCB may be located between the PMOS region PR and the NMOS region NR. The dummy gate contacts DCB may be connected to the dummy wiring DM1 through the dummy gate via DVB. The dummy wiring DM1 may be floating without being electrically connected to other wirings. Other structures may be the same/similar to those described above.
도 17은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다. 도 17은 하나의 표준 셀의 레이 아웃일 수 있다. 17 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments. 17 may be a layout of one standard cell.
도 17을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10n)는 기판(1)을 포함한다. 상기 기판(1)에는 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)이 배치된다. 상기 기판(1) 상에는 서로 이격된 분리 절연 패턴들(IS)이 배치된다. 상기 분리 절연 패턴들(IS) 사이에는 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)이 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5) 사이에는 소오스/드레인 콘택들(CA)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)의 일 단부들 상에는 제 1 파워 배선(MP1)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)의 다른 단부들 상에는 제 2 파워 배선(MP2)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 파워 배선(MP1)과 상기 제 2 파워 배선(MP2) 사이에는 제 1 내지 제 4 배선들(M1~M4)이 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제 4 배선(M4)과 상기 제 2 파워 배선(MP2) 사이에는 더미 배선(DM1)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 17, the
상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 제 2 내지 제 5 게이트 전극들(GE2~GE5) 상에는 각각 게이트 콘택들(CB)이 배치된다. 상기 게이트 콘택들(CB)은 게이트 비아(VB)에 의해 제 1 배선(M1)과 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 배선(M1)은 소오스/드레인 비아(VA)에 의해 상기 제 1 게이트 전극(GE1)의 일 측에 인접하는 소오스/드레인 콘택(CA)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 NMOS 영역(NR)에서 상기 제 2 내지 제 5 게이트 전극들(GE2~GE5) 상에는 각각 더미 게이트 콘택들(DCB)이 배치된다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 더미 게이트 비아(DVB)에 의해 더미 배선(DM1)과 전기적으로 연결된다. 상기 더미 배선(DM1)에는 상기 제 1 배선(M1)과 전기적으로 연결되며 상기 제 1 배선(M1)과 동일한 전기적 신호가 인가될 수 있다. Gate contacts CB are respectively disposed on the second to fifth gate electrodes GE2 to GE5 in the PMOS region PR. The gate contacts CB are electrically connected to the first wiring M1 through a gate via VB. The first wiring M1 may be electrically connected to a source/drain contact CA adjacent to one side of the first gate electrode GE1 by a source/drain via VA. Dummy gate contacts DCB are respectively disposed on the second to fifth gate electrodes GE2 to GE5 in the NMOS region NR. The dummy gate contacts DCB are electrically connected to the dummy wiring DM1 through the dummy gate via DVB. The dummy wiring DM1 is electrically connected to the first wiring M1 and the same electrical signal as the first wiring M1 may be applied.
도 18은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.18 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
도 18을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10o)에서 기판(1)에는 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역(PR)과 상기 NMOS 영역(NR)에는 각각 두 개의 활성 핀들(AF)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역(PR)과 상기 NMOS 영역(NR) 사이에도 두 개의 활성 핀들(AF)이 배치될 수 있다. 상기 활성 핀들(AF)은 각각 서로 이격되며 제 2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)이 상기 활성 핀들(AF)을 가로지르며 제 1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5) 간의 간격은 서로 동일할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 5 게이트 전극들(GE1~GE5)은 각각 제 2 방향(D2)에 평행한 제 1 폭(W1)을 가질 수 있다.Referring to FIG. 18, in the semiconductor device 10o according to the present example, a PMOS region PR and an NMOS region NR may be disposed on a
상기 제 2 내지 제 4 게이트 전극들(GE2~GE4)에는 각각 게이트 콘택들(CB1~CB3)과 더미 게이트 콘택들(DCB1~DCB3)이 배치될 수 있다. 상기 게이트 콘택들(CB1~CB3)은 각각 제 2 방향(D2)에 평행한 제 2 폭(W2)을 가질 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB1~DCB3)은 각각 제 2 방향(D2)에 평행한 제 3 폭(W3)을 가질 수 있다. 상기 제 2 폭(W2)은 상기 제 3 폭(W3)과 같을 수 있다. 상기 제 2 폭(W2)은 상기 제 1 폭(W1) 보다 클 수 있다. 바람직하게는 상기 제 2 폭(W2)은 상기 제 1 폭(W1)의 약 3~5배일 수 있다. 예를 들면 상기 제 1 폭(W1)은 약 4nm이며, 상기 제 2 폭(W2)은 약 16nm일 수 있다. Gate contacts CB1 to CB3 and dummy gate contacts DCB1 to DCB3 may be disposed on the second to fourth gate electrodes GE2 to GE4, respectively. Each of the gate contacts CB1 to CB3 may have a second width W2 parallel to the second direction D2. Each of the dummy gate contacts DCB1 to DCB3 may have a third width W3 parallel to the second direction D2. The second width W2 may be the same as the third width W3. The second width W2 may be larger than the first width W1. Preferably, the second width W2 may be about 3 to 5 times the first width W1. For example, the first width W1 may be about 4 nm, and the second width W2 may be about 16 nm.
상기 활성 핀들(AF)은 각각 제 1 방향(D1)에 평행한 제 4 폭들(W4)을 가질 수 있다. 상기 게이트 콘택들(CB1~CB3)은 각각 제 1 방향(D1)에 평행한 제 5 폭(W5)을 가질 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB1~DCB3)은 각각 제 1 방향(D1)에 평행한 제 6 폭(W6)을 가질 수 있다. 상기 제 5 폭(W5)은 상기 제 6 폭(W6)과 같을 수 있다. 상기 제 5 폭(W5)은 상기 제 4 폭(W4) 보다 클 수 있다. 바람직하게는 상기 제 5 폭(W5)은 상기 제 4 폭(W4)의 약 1.5~2.5배일 수 있다. 예를 들면 상기 제 4 폭(W4)은 약 8nm이며, 상기 제 5 폭(W5)은 약 16nm일 수 있다. Each of the active fins AF may have fourth widths W4 parallel to the first direction D1. Each of the gate contacts CB1 to CB3 may have a fifth width W5 parallel to the first direction D1. Each of the dummy gate contacts DCB1 to DCB3 may have a sixth width W6 parallel to the first direction D1. The fifth width W5 may be the same as the sixth width W6. The fifth width W5 may be larger than the fourth width W4. Preferably, the fifth width W5 may be about 1.5 to 2.5 times the fourth width W4. For example, the fourth width W4 may be about 8 nm, and the fifth width W5 may be about 16 nm.
상기 게이트 콘택들(CB1~CB3)은 상기 활성 핀들(AF)의 일부와 중첩될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB1~DCB3)은 상기 활성 핀들(AF)의 일부와 중첩될 수 있다. 제 1 게이트 콘택(CB1)은 상기 PMOS 영역(PR)에서 상기 제 2 게이트 전극(GE2) 상에 배치된다. 제 2 게이트 콘택(CB2)은 상기 PMOS 영역(PR)과 상기 NMOS 영역(NR) 사이에서 상기 제 2 게이트 전극(GE2) 상에 배치된다. 제 3 게이트 콘택(CB3)은 상기 PMOS 영역(PR)의 경계에 인접하여 상기 제 4 게이트 전극(GE4) 상에 배치된다. 제 2 더미 게이트 콘택(DCB2)은 상기 PMOS 영역(PR) 상에서 제 3 게이트 전극(GE3) 상에 배치된다. The gate contacts CB1 to CB3 may overlap a portion of the active fins AF. The dummy gate contacts DCB1 to DCB3 may overlap a portion of the active fins AF. The first gate contact CB1 is disposed on the second gate electrode GE2 in the PMOS region PR. The second gate contact CB2 is disposed on the second gate electrode GE2 between the PMOS region PR and the NMOS region NR. The third gate contact CB3 is disposed on the fourth gate electrode GE4 adjacent to the boundary of the PMOS region PR. The second dummy gate contact DCB2 is disposed on the third gate electrode GE3 in the PMOS region PR.
제 1 게이트 콘택(CB1), 상기 제 2 게이트 콘택(CB2) 및 상기 제 2 더미 게이트 콘택(DCB2)의 중심들을 연결하면 제 1 삼각형(TG1)이 될 수 있다. 상기 제 1 삼각형(TG1)은 직각 삼각형과 유사할 수 있다. 상기 제 1 삼각형(TG1)은 상기 제 1 게이트 콘택(CB1)의 중심에서 제 1 각도(θ1)를 가질 수 있다. 상기 제 1 각도(θ1)는 바람직하게는 30~50°일 수 있다. When the centers of the first gate contact CB1, the second gate contact CB2, and the second dummy gate contact DCB2 are connected, a first triangle TG1 may be formed. The first triangle TG1 may be similar to a right triangle. The first triangle TG1 may have a first angle θ1 from the center of the first gate contact CB1. The first angle θ1 may be preferably 30 to 50°.
제 3 게이트 콘택(CB3), 상기 제 2 게이트 콘택(CB2) 및 상기 제 2 더미 게이트 콘택(DCB2)의 중심들을 연결하면 제 2 삼각형(TG2)이 될 수 있다. 상기 제 2 삼각형(TG2)은 이등변 삼각형 또는 정삼각형과 유사할 수 있다. 상기 제 2 삼각형(TG2)은 상기 제 3 게이트 콘택(CB3)의 중심에서 제 2 각도(θ2)를 가질 수 있다. 상기 제 2 각도(θ2)는 바람직하게는 30~50°일 수 있다.When the centers of the third gate contact CB3, the second gate contact CB2, and the second dummy gate contact DCB2 are connected to each other, a second triangle TG2 may be formed. The second triangle TG2 may be similar to an isosceles triangle or an equilateral triangle. The second triangle TG2 may have a second angle θ2 from the center of the third gate contact CB3. The second angle θ2 may be preferably 30 to 50°.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.19 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
도 19를 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10o)에서 기판(1)에는 PMOS 영역(PR)과 NMOS 영역(NR)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역(PR)과 상기 NMOS 영역(NR)에는 각각 세 개의 활성 핀들(AF)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역(PR)과 상기 NMOS 영역(NR) 사이에도 한 개의 활성 핀(AF)이 배치될 수 있다. 게이트 전극들(GE)은 상기 활성 핀들(AF)을 가로지를 수 있다. 상기 게이트 전극들(GE) 상에는 각각 게이트 콘택들(CB)과 더미 게이트 콘택들(DCB)이 배치될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 상기 활성 핀들(AF) 사이에 배치되던가 또는 상기 활성 핀(AF)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 그 외의 구조는 도 18을 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다. Referring to FIG. 19, in the semiconductor device 10o according to the present example, a PMOS region PR and an NMOS region NR may be disposed on a
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 소자의 레이아웃이다.20 is a layout of a semiconductor device according to example embodiments.
도 20을 참조하면, 본 예에 따른 반도체 소자(10o)에서 기판(1)에는 PMOS 영역들(PR)과 NMOS 영역들(NR)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역들(PR)과 상기 NMOS 영역들(NR)에는 각각 두 개의 활성 핀들(AF)이 배치될 수 있다. 상기 PMOS 영역들(PR)과 상기 NMOS 영역들(NR) 사이에는 각각 두 개의 활성 핀(AF)이 배치될 수 있다. 게이트 전극들(GE)은 상기 활성 핀들(AF)을 가로지를 수 있다. 상기 게이트 전극들(GE) 상에는 각각 게이트 콘택들(CB)과 더미 게이트 콘택들(DCB)이 배치될 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 상기 활성 핀들(AF) 사이에 배치되던가 또는 상기 활성 핀(AF)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 상기 활성 핀(AF)의 제 1 방향(D1)에 평행한 폭은 약 5nm일 수 있다. 상기 더미 게이트 콘택들(DCB)은 각각 상기 NMOS 영역(NR) 또는 상기 PMOS 영역(PR)의 경계에 인접할 수 있다. 그 외의 구조는 도 18을 참조하여 설명한 바와 동일/유사할 수 있다.Referring to FIG. 20, in the semiconductor device 10o according to the present example, PMOS regions PR and NMOS regions NR may be disposed on a
이와 같이 본 발명의 반도체 소자들에 대해 설명하였다. 도 3a 내지 도 20의 반도체 소자들은 서로 조합될 수 있다. 본 발명은 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수도 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.As described above, the semiconductor devices of the present invention have been described. The semiconductor devices of FIGS. 3A to 20 may be combined with each other. The present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.
Claims (20)
상기 게이트 전극의 상부면과 접하며 서로 이격되는 제 1 게이트 콘택 및 더미 게이트 콘택을 포함하되,
상기 제 1 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되고,
상기 더미 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되지 않는 반도체 소자.
A first gate electrode crossing the substrate in a first direction; And
A first gate contact and a dummy gate contact in contact with the upper surface of the gate electrode and spaced apart from each other,
A voltage is applied through the first gate contact,
A semiconductor device to which a voltage is not applied through the dummy gate contact.
상기 제 1 게이트 콘택 상에 배치되는 게이트 비아; 및
상기 게이트 비아 상에 배치되는 제 1 배선을 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 1,
A gate via disposed on the first gate contact; And
A semiconductor device further comprising a first wiring disposed on the gate via.
상기 더미 게이트 콘택 상에 배치되는 더미 게이트 비아를 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 1,
A semiconductor device further comprising a dummy gate via disposed on the dummy gate contact.
상기 더미 게이트 비아 상에 배치되는 더미 배선을 더 포함하되,
상기 더미 배선을 통해 전압이 인가되지 않는 반도체 소자.
The method of claim 3,
Further comprising a dummy wiring disposed on the dummy gate via,
A semiconductor device to which a voltage is not applied through the dummy wiring.
상기 기판에 배치되며 활성 영역을 정의하는 소자분리막을 더 포함하되,
상기 더미 게이트 비아는 상기 활성 영역과 중첩되거나 상기 활성 영역에 인접하는 반도체 소자.
The method of claim 1,
Further comprising a device isolation layer disposed on the substrate and defining an active region,
The dummy gate via overlaps the active region or is adjacent to the active region.
상기 기판으로부터 돌출되며 상기 소자분리막의 상부면 보다 높은 상부면을 가지는 활성 핀을 더 포함하되,
상기 더미 게이트 비아는 상기 활성 핀과 중첩되는 반도체 소자.
The method of claim 5,
Further comprising an active fin protruding from the substrate and having an upper surface higher than the upper surface of the device isolation layer,
The dummy gate via overlaps the active fin.
상기 활성 핀 상에 배치되는 적어도 하나의 채널 패턴을 더 포함하되,
상기 게이트 전극은 상기 채널 패턴을 덮으며 상기 활성 핀과 상기 채널 패턴 사이에 개재되는 반도체 소자.
The method of claim 6,
Further comprising at least one channel pattern disposed on the active fin,
The gate electrode covers the channel pattern and is interposed between the active fin and the channel pattern.
상기 기판을 상기 제 1 방향으로 가로지르며, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 상기 제 1 게이트 전극과 이격되는 제 2 게이트 전극; 및
상기 제 2 게이트 전극 상에 배치되는 제 2 게이트 콘택을 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 1,
A second gate electrode that crosses the substrate in the first direction and is spaced apart from the first gate electrode in a second direction crossing the first direction; And
A semiconductor device further comprising a second gate contact disposed on the second gate electrode.
상기 제 2 게이트 전극과 상기 제 1 방향으로 이격되는 제 3 게이트 전극; 및
상기 제 2 게이트 전극과 상기 제 3 게이트 전극 사이에 개재되는 게이트 분리 패턴을 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 8,
A third gate electrode spaced apart from the second gate electrode in the first direction; And
A semiconductor device further comprising a gate separation pattern interposed between the second gate electrode and the third gate electrode.
상기 기판에 배치되어 서로 이격되는 제 1 활성 영역과 제 2 활성 영역을 정의하는 소자분리막을 더 포함하되,
상기 제 1 게이트 전극은 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역을 동시에 가로지르고,
상기 제 1 게이트 콘택은 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역 사이에 배치되고,
상기 더미 게이트 콘택은 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역 중 하나와 중첩되거나 상기 하나에 인접하는 반도체 소자.
The method of claim 1,
Further comprising a device isolation layer disposed on the substrate and defining a first active region and a second active region spaced apart from each other,
The first gate electrode simultaneously crosses the first active region and the second active region,
The first gate contact is disposed between the first active region and the second active region,
The dummy gate contact overlaps with or is adjacent to one of the first active region and the second active region.
상기 게이트 전극들 중에 적어도 하나의 게이트 전극 상에 배치되며 전압이 인가되는 적어도 하나의 게이트 콘택; 및
상기 적어도 하나의 게이트 전극 상에 배치되며 상기 게이트 콘택과 이격되는 적어도 하나의 더미 게이트 콘택을 더 포함하되,
상기 더미 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되지 않는 반도체 소자.
A plurality of gate electrodes crossing the substrate and spaced apart from each other;
At least one gate contact disposed on at least one of the gate electrodes and applied with a voltage; And
Further comprising at least one dummy gate contact disposed on the at least one gate electrode and spaced apart from the gate contact,
A semiconductor device to which a voltage is not applied through the dummy gate contact.
상기 게이트 콘택 상에 배치되는 게이트 비아; 및
상기 게이트 비아 상에 배치되는 제 1 배선을 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 11,
A gate via disposed on the gate contact; And
A semiconductor device further comprising a first wiring disposed on the gate via.
상기 더미 게이트 콘택 상에 배치되는 더미 게이트 비아를 더 포함하는 반도체 소자.
The method of claim 11,
A semiconductor device further comprising a dummy gate via disposed on the dummy gate contact.
상기 더미 게이트 비아 상에 배치되는 더미 배선을 더 포함하되,
상기 더미 배선을 통해 전압이 인가되지 않는 반도체 소자.
The method of claim 13,
Further comprising a dummy wiring disposed on the dummy gate via,
A semiconductor device to which a voltage is not applied through the dummy wiring.
상기 기판에 배치되며 활성 영역을 정의하는 소자분리막을 더 포함하되,
상기 더미 게이트 콘택은 상기 활성 영역과 중첩되거나 상기 활성 영역에 인접하는 반도체 소자.
The method of claim 11,
Further comprising a device isolation layer disposed on the substrate and defining an active region,
The dummy gate contact overlaps the active region or is adjacent to the active region.
상기 기판에 배치되어 서로 이격되는 제 1 활성 영역과 제 2 활성 영역을 정의하는 소자분리막을 더 포함하되,
상기 게이트 전극들은 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역을 동시에 가로지르고,
상기 게이트 콘택은 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역 사이에 배치되고,
상기 더미 게이트 콘택은 상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역 중 하나와 중첩되거나 상기 하나에 인접하는 반도체 소자.
The method of claim 11,
Further comprising a device isolation layer disposed on the substrate and defining a first active region and a second active region spaced apart from each other,
The gate electrodes simultaneously cross the first active region and the second active region,
The gate contact is disposed between the first active region and the second active region,
The dummy gate contact overlaps with or is adjacent to one of the first active region and the second active region.
상기 기판으로부터 돌출되며 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 활성 핀들;
상기 제 1 방향으로 상기 활성 핀들을 가로지르며 서로 평행한 라인 형태를 가지는 제 1 내지 제 3 게이트 전극들;
상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역 사이에서 상기 제 2 게이트 전극 상에 배치되는 제 1 게이트 콘택; 및
상기 제 1 활성 영역 또는 상기 제 2 활성 영역 중 하나와 중첩되거나 인접하며 상기 제 2 게이트 상에 배치되는 제 1 더미 게이트 콘택을 포함하되,
상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역에는 각각 상기 활성 핀들이 두 개 또는 세 개가 배치되며,
상기 제 1 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되나 상기 제 1 더미 게이트 콘택은 전기적으로 플로팅되는 반도체 소자.
A substrate including a first active region and a second active region spaced apart in a first direction;
Active fins protruding from the substrate and extending in a second direction crossing the first direction;
First to third gate electrodes crossing the active fins in the first direction and having a line shape parallel to each other;
A first gate contact disposed on the second gate electrode between the first active region and the second active region; And
A first dummy gate contact overlapping or adjacent to one of the first active region or the second active region and disposed on the second gate,
Two or three active fins are disposed in the first active region and the second active region, respectively,
A semiconductor device in which a voltage is applied through the first gate contact, but the first dummy gate contact is electrically floating.
상기 제 1 더미 게이트 콘택과 상기 제 1 게이트 콘택은 각각 독립적으로 상기 활성 핀과 중첩되거나 인접하는 활성 핀들 사이에 배치되는 반도체 소자.
The method of claim 17,
The first dummy gate contact and the first gate contact are each independently overlapping the active fin or disposed between adjacent active fins.
상기 제 1 활성 영역에서 상기 제 1 게이트 전극 상에 배치되는 제 2 게이트 콘택; 및
상기 제 2 활성 영역에서 상기 제 1 게이트 전극 상에 배치되는 제 2 더미 게이트 콘택을 더 포함하되,
상기 제 2 게이트 콘택을 통해 전압이 인가되나 상기 제 2 더미 게이트 콘택은 전기적으로 플로팅되는 반도체 소자.
The method of claim 17,
A second gate contact disposed on the first gate electrode in the first active region; And
Further comprising a second dummy gate contact disposed on the first gate electrode in the second active region,
A semiconductor device in which a voltage is applied through the second gate contact but the second dummy gate contact is electrically floating.
상기 제 1 활성 영역과 상기 제 2 활성 영역을 가로지르는 게이트 전극;
상기 제 1 활성 영역에서 상기 게이트 전극 상에 배치되는 게이트 콘택;
상기 게이트 콘택 상에 배치되며 상기 게이트 콘택과 전기적으로 연결되는 제 1 배선;
상기 제 2 활성 영역에서 상기 게이트 전극 상에 배치되는 더미 게이트 콘택; 및
상기 더미 게이트 콘택 상에 배치되며 상기 더미 게이트 콘택과 전기적으로 연결되는 더미 배선을 포함하되,
상기 더미 배선에는 상기 제 1 배선과 전기적으로 동일한 전압이 인가되는 반도체 소자. A first active region and a second active region disposed on the substrate;
A gate electrode crossing the first active region and the second active region;
A gate contact disposed on the gate electrode in the first active region;
A first wiring disposed on the gate contact and electrically connected to the gate contact;
A dummy gate contact disposed on the gate electrode in the second active region; And
A dummy wiring disposed on the dummy gate contact and electrically connected to the dummy gate contact,
A semiconductor device to which the dummy wiring is electrically applied with the same voltage as the first wiring.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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KR1020190097258 | 2019-08-09 |
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Family Applications (1)
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