KR950010285B1 - 이층금속 단일 마스크 게이트 어레이 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이층금속 단일 마스크 게이트 어레이

제1도는 본 발명에 따른 이층금속 단일마스크 게이트 어레이의 일실시예를 개략적으로 나타낸 개략도.

제2도는 제1도를 더욱 상세하게 나타낸 상세도.

제3도는 종래의 기술에 따른 일측금속 배선에 의한 SLGA 기본 셀구조를 상세하게 나타낸 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기본 셀 2 : 터널

3 : 입출구 패트

본 발명은 이층금속 단일 마스크 게이트 어레이에 관한 것으로서, 특히, 기존의 일층금속 배선을 이용한 SLGA(Stngle Layer Gate Array) 설계방식이 갖고 있던 결점을 제거할 수 있는 이층금속 단일마스크 게이트 어레이에 관한 것이다.

종래 기술인 일층금속 배선을 이용한 SLGA 설계방식의 문제점을 보면, 큰 저항비의 폴리실리콘 터널(Polysilicon Tunnel)의 배선에 의해서 신호가 지연되어 성능이 저하되고, 트랜지스터 소오스와 드레인 영역에 발생하는 전압강하의 기생영향이 있으며, 추가 배선층인 이층금속 배선에 의해서 다기능의 입출구 패드(Pad)설계가 복잡해지고, 폴리실리콘을 사용함으로써 응용 제품이 동작하고 있는 주변 환경의 온도변화에 따라 오동작이 발생될 확률이 높았다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 저항비가 작은 금속으로 터널을 형성함으로써, 이를 통전하는 전기적인 신호의 속력을 향상시키고, 트랜지스터(Transistor)의 소오스(Source)와 드레인(Drain) 확산층 전역에 대해 60% 이상의 면적에 충분한 콘택트(Contact)를 뚫음에 의해서 소오스와 드레인 영역에 발생하는 전압강하의 기생영향이 억제되도록 하여서 전류구동 능력의 감소를 방지하며, 추가 배선층인 이층금속 배선에 의하여 복잡한 다기능의 입출구 패드 설계가 단순해 짐으로써 큰 전류구동 능력을 갖는 다수의 입출구 패드를 설계할 수 있는 이층금속 단일 마스크 게이트 어레이를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하에서 이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도를 참조하면, 제1도는 본 발명에 따른 이층금속 단일마스크 게이트 어레이의 일실시예를 개략적으로 나타낸 개략도로서, 기본 셀(1)가 인접하는 기본 셀(1)의 사이를 등전위로 연결하는 터널(2) 배선을 구비하여 이루어지는 게이트 어레이어 있어서, 그 터널(2) 배선은 저항비가 작은 금속으로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명을 제3도를 참조하여 보면 다음과 같다.

먼저, 기본 셀(1)은 반도체 집적회로에 사용되는 기본 셀이며, 터널(2)은 이와 같은 기본 셀(1)들간의 등전위선을 연결하기 위한 것으로서 금속으로 이루어지고, 입출구 패드(3)는 외부와의 응용제품에 연결되는 신호 입구 역할을 하며, 또 내부에서 얻어진 신호를 외부로 출력하는 출구 역할도 한다.

제2도는 제1도를 상세하게 나타낸 상세도로서, 일층금속 터널간을 연결하여 최종적으로 기본 셀(1)간의 등전위선을 연결함으로써 폴리실리콘 터널에 비해 무시할 정도로 저항비가 작은 일층금속 터널의 RC(저항(Resistance) 및 정전용량(Capacitance)) 성분에 의해 신호의 시간지연현상이 거의 발생하지 않는다.

또, 폴리실리콘 터널은 온도변화에 따른 저항비 변화가 큰 반면 일층금속은 그 민감도가 현저히 낮다.

즉, 종래에는 폴리실리콘으로 터널 배선을 하였지만, 본 발명은 폴리실리콘 대신에 금속으로 터널 배선을 사용하였다.

제3도는 종래의 기술에 따른 일측금속 배선에 의한 SLGA기본 셀 구조를 상세하게 나타낸 상세도로서, 트랜지스터의 소오스와 드레인 전역에 고정된 콘택트(4) 면적은 확산영역에 대해 15%로서 확상저항(5)에 전압강하가 발생하여 전류구동능력이 감소한다. 기존의 설계방식에서 충분한 면적의 콘택트를 뚫지 못하는 이유는 수평방향의 일층 금속 배선의 배선영역을 확보하기 위해서이다.

이와는 달리 본 발명에 따른 기본 셀(1)의 구조에서는 이층금속 배선을 이용함으로 소오스와 드레인의 콘택트에 의한 수평방향의 배선에 영향을 받지 않으므로 충분한 콘택트와 확산영역에 대해 60% 이상 일층금속을 덮어줌으로써 전류구동 능력감소현상을 방지한다.

입출력 조절구인 입출구 패드(3)의 경우 서로 절연되며, 연결 가능한 배선층은 확산층, 폴리실리콘층, 일층금속층, 이층금속층 등의 네층으로 이루어지기 때문에 기존에 비해 이층금속층이 추가되어 기존에 비해 다기능 다수의 큰 전류구동 능력을 갖는 입출구 패드 설계가 가능해진다. 즉, 같은 구동능력의 입출구 패드 설계시 기존 SLGA에서 소모되는 면적의 약 1/3정도를 절약함으로써 다수 다기능 입출구 패드 설계가 가능해진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 일층금속 터널(2)을 이층금속 단일마스크로 배선함으로써 이층금속의 단위 공정시간만이 요구되므로 제품개발에 필요한 반도체 제조공정 시간이 현격히 단축되며, 이층금속 단일마스크로 응용칩을 제작하므로 응용마스크 수가 절약되고, 응용마스크가 단지 하나이므로 설계자의 설계 실수에 의한 NRE 비용이 절감되는 효과를 가져오며, 기존의 폴리실리콘 터널을 일층금속 단일마스크로 배선하던 방식을 갖던 결점을 보완함으로써, 고동작 주파수를 갖는 응용제품의 제작이 가능하여지고, 최대 배선 가능 길이가 종래 400μm에서 40,000μm로 향상되며, 소오스와 드레인 확산층에 충분한 콘택트가 가능하여 기생영향에 의한 전류구동 능력의 감소를 방지하고, 추가된 이층금속 배선층에 의해 다수 다기능의 입출구 패드(3) 설계가 가능해지며, 온도 영향에 의한 저항비 변화의 민감도가 현저히 낮은 금속으로 터널(2)을 형성함으로써 동작하는 응용제품의 주변환경의 온도 변화에 따른 오동작 발생율이 현저히 감소되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기본 셀과 인접하는 기본셀의 사이를 등전위로 연결하는 터널 배선을 구비하는 게이트 어레이에 있어서, 상기 터널 배선이 저항비가 적은 금속으로 이루어진 이층금속 단일 마스크 게이트 어레이.