JP7449697B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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本発明は、ゲートアレイを有する半導体集積回路装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a gate array.

ゲートアレイは、LSI内に基本セルを規則的に配置することによって構成されており、製造工数を短くできる、メタル配線層レベルで回路を簡単に修正できる等の利点がある。
特許文献1は、たとえば、ゲートが分離された、一対のp型MOSFETおよびn型MOSFETからなる基本セルを含む半導体集積回路装置を開示している。当該半導体集積回路装置は、基本セルが規則的に配列されたゲートアレイを有している。
A gate array is constructed by regularly arranging basic cells within an LSI, and has advantages such as being able to shorten the number of manufacturing steps and easily modifying the circuit at the metal wiring layer level.
Patent Document 1, for example, discloses a semiconductor integrated circuit device including a basic cell consisting of a pair of p-type MOSFET and n-type MOSFET whose gates are separated. The semiconductor integrated circuit device has a gate array in which basic cells are regularly arranged.

特開2008-103488号公報JP2008-103488A

一方で、ゲートアレイは、基本セルのパターンが決まっているため、スタンダードセル方式に比べてセル面積を小さくすることが難しいという課題がある。
そこで、本発明の目的は、従来に比べて基本セルの長さを短くできるゲートアレイを備える半導体集積回路装置を提供することである。
On the other hand, gate arrays have a fixed basic cell pattern, so there is a problem in that it is difficult to reduce the cell area compared to the standard cell method.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a gate array that allows the length of basic cells to be shorter than that of the prior art.

本発明の一の局面に係る半導体集積回路装置は、半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、前記第1電源配線および前記第2電源配線の少なくとも一方の下方に配置され、かつ前記第1方向に沿って点在しているバックゲート用の第3拡散層とを含む。 A semiconductor integrated circuit device according to one aspect of the present invention includes a first power supply wiring arranged on a semiconductor substrate and extending in a first direction, and a first power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring. a second power supply wiring; a first diffusion layer for a p-channel MOSFET disposed in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring; the first power supply wiring and the second power supply wiring; a second diffusion layer for an n-channel MOSFET, which is a region between and arranged on the second power supply wiring side with respect to the first diffusion layer; , a first gate electrode spanning the first diffusion layer, a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer, and the first power wiring and the second power wiring. and a third diffusion layer for a back gate disposed below at least one side and scattered along the first direction.

本発明の他の局面に係る半導体集積回路装置は、半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、前記第1拡散層の、前記第1方向における前記第1ゲート電極の両側から、前記第1電源配線の下方の領域へ選択的に延びる一対の第1コンタクト部とを含む。 A semiconductor integrated circuit device according to another aspect of the present invention includes a first power supply wiring arranged on a semiconductor substrate and extending in a first direction; and a first power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring. a second power supply wiring; a first diffusion layer for a p-channel MOSFET disposed in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring; the first power supply wiring and the second power supply wiring; a second diffusion layer for an n-channel MOSFET, which is a region between and arranged on the second power supply wiring side with respect to the first diffusion layer; , a first gate electrode spanning the first diffusion layer; a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; and a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; a pair of first contact portions selectively extending from both sides of the first gate electrode to a region below the first power supply wiring.

図1は、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路装置の回路セルのレイアウトの一例を示す模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of the layout of a circuit cell of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する基本セル(ゲートアレイ)のレイアウトの一例(第1形態)を示す模式的な平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an example (first embodiment) of the layout of a basic cell (gate array) constituting a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. 図3は、図2の二点鎖線IIIで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the portion surrounded by the two-dot chain line III in FIG. 図4は、図3のIV-IV断面を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a cross section taken along the line IV-IV in FIG. 3. 図5は、図3のV-V断面を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cross section taken along the line VV in FIG. 3. 図6は、図3のVI-VI断面を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a VI-VI cross section in FIG. 3. 図7は、図3のVII-VII断面を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a VII-VII cross section in FIG. 3. 図8は、図3のVIII-VIII断面を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a cross section taken along line VIII-VIII in FIG. 3. 図9は、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路装置を構成する基本セル(ゲートアレイ)のレイアウトの一例(第2形態)を示す模式的な平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing an example (second embodiment) of the layout of a basic cell (gate array) constituting a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. 図10は、図9の二点鎖線Xで囲まれた部分の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of the portion surrounded by the two-dot chain line X in FIG. 図11は、図10のXI-XI断面を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a cross section taken along the line XI-XI in FIG. 図12は、図10のXII-XII断面を示す図である。FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 10. 図13は、図10のXIII-XIII断面を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a cross section taken along the line XIII-XIII in FIG. 10. 図14は、図10のXIV-XIV断面を示す図である。FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG. 10. 図15は、図10のXV-XV断面を示す図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV in FIG. 10. 図16は、図2の基本セル(ゲートアレイ)の変形例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a modification of the basic cell (gate array) of FIG. 2. In FIG. 図17は、図10の基本セル(ゲートアレイ)の変形例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a modification of the basic cell (gate array) of FIG. 10. 図18は、図2の基本セル(ゲートアレイ)の変形例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a modification of the basic cell (gate array) of FIG. 2.

<本発明の実施形態>
まず、本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置は、半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、前記第1電源配線および前記第2電源配線の少なくとも一方の下方に配置され、かつ前記第1方向に沿って点在しているバックゲート用の第3拡散層とを含む。
<Embodiments of the present invention>
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
A semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention includes a first power supply wiring arranged on a semiconductor substrate and extending in a first direction, and a first power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring. a second power supply wiring; a first diffusion layer for a p-channel MOSFET disposed in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring; the first power supply wiring and the second power supply wiring; and a second diffusion layer for an n-channel MOSFET disposed on the second power wiring side with respect to the first diffusion layer; a first gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; the first power supply wiring; and the second power supply wiring. and a third diffusion layer for a back gate disposed below at least one of the back gates and scattered along the first direction.

この構成によれば、pチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETを含む基本セルが第1電源配線と第2電源配線との間の領域に配置されているため、第1電源配線および第2電源配線が基本セル内に配置されていない。これにより、基本セル内のスペースを、他の配線レイアウトに使用することができるので、基本セル内の配線性を向上させることができる。その結果、配線レイアウト用のスペースに余裕ができるので、第2方向におけるpチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETを含む基本セルの長さを短くすることができる。なお、基本セルは、複数の半導体素子を含むレイアウト上の基本単位と定義されてもよい。 According to this configuration, since the basic cell including the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET is arranged in the region between the first power supply wiring and the second power supply wiring, the first power supply wiring and the second power supply wiring is not placed within the base cell. This allows the space within the basic cell to be used for other wiring layouts, thereby improving the wiring performance within the basic cell. As a result, there is more space for wiring layout, so the length of the basic cell including the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET in the second direction can be shortened. Note that a basic cell may be defined as a basic unit on a layout including a plurality of semiconductor elements.

さらに、バックゲート用の第3拡散層が、第1電源配線および第2電源配線の少なくとも一方の下方に配置され、かつ第1方向に沿って点在していることによって、第1電源配線および/または第2電源配線の下方の領域であり、かつ第3拡散層が形成されていない領域を有効利用することができる。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第3拡散層は、前記第1電源配線の下方に配置され、前記第1拡散層とは反対導電型であり、かつpチャネル型MOSFET用の第3拡散層を含み、前記半導体集積回路装置は、前記第1拡散層から、前記第1電源配線の下方であり、かつ前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層が形成されていない領域まで選択的に延びる第1コンタクト部を含んでいてもよい。
Furthermore, the third diffusion layer for the back gate is disposed below at least one of the first power supply wiring and the second power supply wiring and is scattered along the first direction, so that the third diffusion layer for the first power supply wiring and Alternatively, a region below the second power supply wiring and in which the third diffusion layer is not formed can be effectively utilized.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the third diffusion layer is disposed below the first power supply wiring, has a conductivity type opposite to that of the first diffusion layer, and is of a p-channel type. The semiconductor integrated circuit device includes a third diffusion layer for a MOSFET, and the semiconductor integrated circuit device is located below the first power supply wiring from the first diffusion layer, and the third diffusion layer for the p-channel MOSFET is formed. The first contact portion may include a first contact portion that selectively extends to an area where the first contact portion does not exist.

この構成によれば、第1電源配線の下方の領域であり、かつ第3拡散層が形成されていない領域を、第1拡散層への電源供給のための第1コンタクト部として有効利用することができる。これにより、第1拡散層への電源供給のための配線を基本セル内に引き回す必要がないので、基本セル内の配線性を一層向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第1ゲート電極は、互いに離れている1ペアの第1ゲート電極を含み、前記1ペアの第1ゲート電極、前記1ペアの第1ゲート電極の間の前記第1拡散層、および前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層によって、1ペアのpチャネル型MOSFETが構成されており、前記第1コンタクト部は、前記1ペアの第1ゲート電極の間の前記第1拡散層から延びていてもよい。
According to this configuration, the region below the first power supply wiring and in which the third diffusion layer is not formed can be effectively used as the first contact portion for supplying power to the first diffusion layer. Can be done. Thereby, there is no need to route wiring for power supply to the first diffusion layer inside the basic cell, so that the wiring performance within the basic cell can be further improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the first gate electrode includes a pair of first gate electrodes spaced apart from each other; One pair of p-channel type MOSFETs is configured by the first diffusion layer between one gate electrode and the first diffusion layers on both sides of the one pair of first gate electrodes, and the first contact portion is , may extend from the first diffusion layer between the pair of first gate electrodes.

本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2方向における前記第1拡散層の長さは、0.95μm~1.48μmであってもよい。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第3拡散層は、前記第2電源配線の下方に配置され、前記第2拡散層とは反対導電型であり、かつnチャネル型MOSFET用の第3拡散層を含み、前記半導体集積回路装置は、前記第2拡散層から、前記第2電源配線の下方であり、かつ前記nチャネル型MOSFET用の第3拡散層が形成されていない領域まで選択的に延びる第2コンタクト部を含んでいてもよい。
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the length of the first diffusion layer in the second direction may be 0.95 μm to 1.48 μm.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the third diffusion layer is arranged below the second power supply wiring, has a conductivity type opposite to that of the second diffusion layer, and is of an n-channel type. The semiconductor integrated circuit device includes a third diffusion layer for a MOSFET, and the semiconductor integrated circuit device is located below the second power wiring from the second diffusion layer, and the third diffusion layer for the n-channel MOSFET is formed. The second contact portion may also include a second contact portion that selectively extends to an area where the contact area is not present.

この構成によれば、第2電源配線の下方の領域であり、かつ第3拡散層が形成されていない領域を、第2拡散層への電源供給のための第2コンタクト部として有効利用することができる。これにより、第2拡散層への電源供給のための配線を基本セル内に引き回す必要がないので、基本セル内の配線性を一層向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2ゲート電極は、互いに離れている1ペアの第2ゲート電極を含み、前記1ペアの第2ゲート電極、前記1ペアの第2ゲート電極の間の前記第2拡散層、および前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層によって、1ペアのnチャネル型MOSFETが構成されており、前記第2コンタクト部は、前記1ペアの第2ゲート電極の間の前記第2拡散層から延びていてもよい。
According to this configuration, the region below the second power supply wiring and in which the third diffusion layer is not formed can be effectively used as the second contact portion for supplying power to the second diffusion layer. Can be done. Thereby, there is no need to route wiring for supplying power to the second diffusion layer within the basic cell, so that the wiring performance within the basic cell can be further improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the second gate electrode includes a pair of second gate electrodes separated from each other, the second gate electrode of the pair, the second gate electrode of the pair A pair of n-channel MOSFETs is configured by the second diffusion layer between the two gate electrodes and the second diffusion layers on both sides of the pair of second gate electrodes, and the second contact portion is , may extend from the second diffusion layer between the pair of second gate electrodes.

本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2方向における前記第2拡散層の長さは、0.81μm~1.34μmであってもよい。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第1ゲート電極の前記第2電源配線側の端部と、前記第2ゲート電極の前記第1電源配線側の端部とが一体的に接続されていてもよい。
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the length of the second diffusion layer in the second direction may be 0.81 μm to 1.34 μm.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, an end of the first gate electrode on the second power wiring side and an end of the second gate electrode on the first power wiring side are integrated. may be connected to each other.

この構成によれば、pチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETのゲート電極を共通にすることによって、第1ゲート電極および第2ゲート電極のそれぞれに接続する配線を減らすことができる。その結果、基本セル内の配線の自由度が向上するため、基本セル内の配線性を一層向上させることができる。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置は、前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との接続部分で定義され、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極よりも幅広なゲートコンタクト部を含んでいてもよい。
According to this configuration, by making the gate electrodes of the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET common, the number of wirings connected to each of the first gate electrode and the second gate electrode can be reduced. As a result, the degree of freedom in wiring within the basic cell is improved, so that the wiring performance within the basic cell can be further improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, the gate electrode is defined by a connecting portion between the first gate electrode and the second gate electrode, and is wider than the first gate electrode and the second gate electrode. It may also include a contact portion.

本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2方向における前記第1電源配線と前記第2電源配線との距離は、3.38μm~3.40μmであってもよい。
本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装置では、1ペアの前記pチャネル型MOSFETおよび1ペアの前記nチャネル型MOSFETの合計4つのMOSFETからなる基本セルが、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域を前記第1方向に沿って複数配列されていてもよい。
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, a distance between the first power supply wiring and the second power supply wiring in the second direction may be 3.38 μm to 3.40 μm.
In the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention, a basic cell including a total of four MOSFETs, one pair of the p-channel MOSFET and one pair of the n-channel MOSFET, connects the first power supply wiring and the A plurality of regions between the second power supply wiring and the second power supply wiring may be arranged along the first direction.

本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路装置は、半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、前記第1拡散層の、前記第1方向における前記第1ゲート電極の両側から、前記第1電源配線の下方の領域へ選択的に延びる一対の第1コンタクト部とを含む。 A semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention includes a first power supply wiring arranged on a semiconductor substrate and extending in a first direction, and a first power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring. a second power supply wiring; a first diffusion layer for a p-channel MOSFET disposed in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring; the first power supply wiring and the second power supply wiring; and a second diffusion layer for an n-channel MOSFET disposed on the second power wiring side with respect to the first diffusion layer; a first gate electrode extending in the second direction and spanning the first diffusion layer; a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; and a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; a pair of first contact portions selectively extending from both sides of the first gate electrode to a region below the first power supply wiring.

この構成によれば、pチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETを含む基本セルが第1電源配線と第2電源配線との間の領域に配置されているため、第1電源配線および第2電源配線が基本セル内に配置されていない。これにより、基本セル内のスペースを、他の配線レイアウトに使用することができるので、基本セル内の配線性を向上させることができる。その結果、配線レイアウト用のスペースに余裕ができるので、第2方向におけるpチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETを含む基本セルの長さを短くすることができる。なお、基本セルは、複数の半導体素子を含むレイアウト上の基本単位と定義されてもよい。 According to this configuration, since the basic cell including the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET is arranged in the region between the first power supply wiring and the second power supply wiring, the first power supply wiring and the second power supply wiring is not placed within the base cell. This allows the space within the basic cell to be used for other wiring layouts, thereby improving the wiring performance within the basic cell. As a result, there is more space for wiring layout, so the length of the basic cell including the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET in the second direction can be shortened. Note that a basic cell may be defined as a basic unit on a layout including a plurality of semiconductor elements.

さらに、第1電源配線の下方の領域を、第1拡散層への電源供給のための第1コンタクト部として有効利用することができる。これにより、第1拡散層への電源供給のための配線を基本セル内に引き回す必要がないので、基本セル内の配線性を向上させることができる。
本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第1ゲート電極は、互いに離れている1ペアの第1ゲート電極を含み、前記1ペアの第1ゲート電極、前記1ペアの第1ゲート電極の間の前記第1拡散層、および前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層によって、1ペアの前記pチャネル型MOSFETが構成されており、前記第1コンタクト部は、前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層から延びていてもよい。
Furthermore, the region below the first power supply wiring can be effectively used as a first contact portion for supplying power to the first diffusion layer. Thereby, there is no need to route wiring for supplying power to the first diffusion layer within the basic cell, so that wiring performance within the basic cell can be improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention, the first gate electrode includes a pair of first gate electrodes separated from each other, the first gate electrode of the pair, the first gate electrode of the pair of One pair of the p-channel type MOSFET is constituted by the first diffusion layer between one gate electrode and the first diffusion layer on both sides of the one pair of first gate electrodes, and the first contact portion may extend from the first diffusion layer on both sides of the pair of first gate electrodes.

本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第1電源配線の下方の領域は、前記一対の第1コンタクト部の延出方向に沿う一対の第1仮想線に重なる一対の第1領域と、前記一対の第1領域に挟まれた第2領域とを含み、前記半導体集積回路装置は、前記第2領域に前記一対の第1コンタクト部から離れて配置された第3拡散層をさらに含んでいてもよい。 In the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention, a region below the first power supply wiring includes a pair of first power wiring lines that overlap a pair of first virtual lines along an extending direction of the pair of first contact parts. and a second region sandwiched between the pair of first regions, the semiconductor integrated circuit device includes a third diffusion layer disposed in the second region apart from the pair of first contact portions. may further include.

この構成によれば、第1電源配線の下方の領域であり、かつ第1コンタクト部と重ならない領域を、バックゲート用の第3拡散層として有効利用することができる。これにより、基本セル内の配線性を一層向上させることができる。
本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第3拡散層は、前記第1拡散層とは反対導電型であり、かつ前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層を含んでいてもよい。
According to this configuration, a region below the first power supply wiring and not overlapping with the first contact portion can be effectively used as the third diffusion layer for the back gate. Thereby, the wiring performance within the basic cell can be further improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention, the third diffusion layer has a conductivity type opposite to that of the first diffusion layer, and includes a third diffusion layer for the p-channel MOSFET. You can stay there.

本発明の第3実施形態に係る半導体集積回路装置は、半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、前記第2拡散層の、前記第1方向における前記第2ゲート電極の両側から、前記第2電源配線の下方の領域へ選択的に延びる一対の第2コンタクト部とを含む。 A semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention includes a first power supply wiring arranged on a semiconductor substrate and extending in a first direction, and a first power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring. a second power supply wiring; a first diffusion layer for a p-channel MOSFET disposed in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring; the first power supply wiring and the second power supply wiring; and a second diffusion layer for an n-channel MOSFET disposed on the second power wiring side with respect to the first diffusion layer; a first gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; and a first gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer; a pair of second contact portions selectively extending from both sides of the second gate electrode to a region below the second power supply wiring.

この構成によれば、pチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETを含む基本セルが第1電源配線と第2電源配線との間の領域に配置されているため、第1電源配線および第2電源配線が基本セル内に配置されていない。これにより、基本セル内のスペースを、他の配線レイアウトに使用することができるので、基本セル内の配線性を向上させることができる。その結果、配線レイアウト用のスペースに余裕ができるので、第2方向におけるpチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETを含む基本セルの長さを短くすることができる。なお、基本セルは、複数の半導体素子を含むレイアウト上の基本単位と定義されてもよい。 According to this configuration, since the basic cell including the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET is arranged in the region between the first power supply wiring and the second power supply wiring, the first power supply wiring and the second power supply wiring is not placed within the base cell. This allows the space within the basic cell to be used for other wiring layouts, thereby improving the wiring performance within the basic cell. As a result, there is more space for wiring layout, so the length of the basic cell including the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET in the second direction can be shortened. Note that a basic cell may be defined as a basic unit on a layout including a plurality of semiconductor elements.

さらに、第2電源配線の下方の領域を、第2拡散層への電源供給のための第2コンタクト部として有効利用することができる。これにより、第2拡散層への電源供給のための配線を基本セル内に引き回す必要がないので、基本セル内の配線性を向上させることができる。
本発明の第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2ゲート電極は、互いに離れている1ペアの第2ゲート電極を含み、前記1ペアの第2ゲート電極、前記1ペアの第2ゲート電極の間の前記第2拡散層、および前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層によって、1ペアの前記nチャネル型MOSFETが構成されており、前記第2コンタクト部は、前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層から延びていてもよい。
Furthermore, the region below the second power supply wiring can be effectively used as a second contact portion for supplying power to the second diffusion layer. Thereby, it is not necessary to route wiring for supplying power to the second diffusion layer within the basic cell, so that wiring performance within the basic cell can be improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention, the second gate electrode includes a pair of second gate electrodes spaced apart from each other, and the second gate electrode of the pair and the second gate electrode of the pair of second gate electrodes are separated from each other. The second diffusion layer between the two gate electrodes and the second diffusion layers on both sides of the pair of second gate electrodes constitute one pair of the n-channel MOSFETs, and the second contact portion may extend from the second diffusion layer on both sides of the pair of second gate electrodes.

本発明の第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2電源配線の下方の領域は、前記一対の第2コンタクト部の延出方向に沿う一対の第2仮想線に重なる一対の第3領域と、前記一対の第3領域に挟まれた第4領域とを含み、前記半導体集積回路装置は、前記第4領域に前記一対の第2コンタクト部から離れて配置された第4拡散層をさらに含んでいてもよい。 In the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention, a region below the second power supply wiring includes a pair of second imaginary lines that overlap with a pair of second imaginary lines along an extending direction of the pair of second contact parts. and a fourth region sandwiched between the pair of third regions, the semiconductor integrated circuit device includes a fourth diffusion layer disposed in the fourth region apart from the pair of second contact portions. may further include.

この構成によれば、第2電源配線の下方の領域であり、かつ第2コンタクト部と重ならない領域を、バックゲート用の第4拡散層として有効利用することができる。これにより、基本セル内の配線性を一層向上させることができる。
本発明の第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第4拡散層は、前記第2拡散層とは反対導電型であり、かつ前記nチャネル型MOSFET用の第4拡散層を含んでいてもよい。
According to this configuration, a region below the second power supply wiring and which does not overlap with the second contact portion can be effectively used as the fourth diffusion layer for the back gate. Thereby, the wiring performance within the basic cell can be further improved.
In the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention, the fourth diffusion layer has a conductivity type opposite to that of the second diffusion layer, and includes a fourth diffusion layer for the n-channel MOSFET. You can stay there.

本発明の第2および第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2方向における前記第1拡散層の長さLに対する、前記第2方向における前記第2拡散層の長さLの比(L/L)は、0.45~0.70であってもよい。
本発明の第2および第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第1ゲート電極の前記第2電源配線側の端部と、前記第2ゲート電極の前記第1電源配線側の端部とが一体的に接続されていてもよい。
In the semiconductor integrated circuit devices according to the second and third embodiments of the present invention, the length L 2 of the second diffusion layer in the second direction is relative to the length L 1 of the first diffusion layer in the second direction. The ratio (L 2 /L 1 ) may be 0.45 to 0.70.
In the semiconductor integrated circuit devices according to the second and third embodiments of the present invention, an end portion of the first gate electrode on the second power wiring side, and an end portion of the second gate electrode on the first power wiring side. may be integrally connected.

この構成によれば、pチャネル型MOSFETおよびnチャネル型MOSFETのゲート電極を共通にすることによって、第1ゲート電極および第2ゲート電極のそれぞれに接続する配線を減らすことができる。その結果、基本セル内の配線の自由度が向上するため、基本セル内の配線性を一層向上させることができる。
本発明の第2および第3実施形態に係る半導体集積回路装置は、前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との接続部分で形成され、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極よりも幅広なゲートコンタクト部を含んでいてもよい。
According to this configuration, by making the gate electrodes of the p-channel MOSFET and the n-channel MOSFET common, the number of wirings connected to each of the first gate electrode and the second gate electrode can be reduced. As a result, the degree of freedom in wiring within the basic cell is improved, so that the wiring performance within the basic cell can be further improved.
The semiconductor integrated circuit device according to the second and third embodiments of the present invention is formed at a connecting portion between the first gate electrode and the second gate electrode, and is formed at a connecting portion between the first gate electrode and the second gate electrode. A wide gate contact portion may be included.

本発明の第2および第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、前記第2方向における前記第1電源配線と前記第2電源配線との距離は、4.07μm~4.09μmであっていてもよい。
本発明の第2および第3実施形態に係る半導体集積回路装置では、1ペアの前記pチャネル型MOSFETおよび1ペアの前記nチャネル型MOSFETの合計4つのMOSFETからなる基本セルが、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域を前記第1方向に沿って複数配列されていてもよい。
<本発明の実施形態の詳細な説明>
次に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
In the semiconductor integrated circuit devices according to the second and third embodiments of the present invention, the distance between the first power supply wiring and the second power supply wiring in the second direction is 4.07 μm to 4.09 μm. Good too.
In the semiconductor integrated circuit devices according to the second and third embodiments of the present invention, a basic cell consisting of a total of four MOSFETs, one pair of the p-channel MOSFET and one pair of the n-channel MOSFET, is connected to the first power source. A plurality of regions between the wiring and the second power supply wiring may be arranged along the first direction.
<Detailed description of embodiments of the present invention>
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路装置1の回路セル4,5,6のレイアウトの一例を示す模式的な平面図である。
半導体集積回路装置1は、所定の機能を果たす電子回路の素子が多数搭載された電子部品(IC)である。半導体集積回路装置1は、外形を構成する樹脂パッケージ2と、樹脂パッケージ2から露出する複数の端子3(アウタリード)とを含む。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of the layout of circuit cells 4, 5, and 6 of a semiconductor integrated circuit device 1 according to an embodiment of the present invention.
The semiconductor integrated circuit device 1 is an electronic component (IC) equipped with a large number of electronic circuit elements that perform predetermined functions. The semiconductor integrated circuit device 1 includes a resin package 2 forming an outer shape and a plurality of terminals 3 (outer leads) exposed from the resin package 2.

樹脂パッケージ2内には、複数の回路セル4,5,6が配置されている。この実施形態では、第1回路セル4、第2回路セル5および第3回路セル6が、それぞれ、複数の端子3に電気的に接続された態様で配置されている。
複数の回路セル4,5,6は、様々な回路を含むことができる。複数の回路セル4,5,6、たとえば、NAND、NOR等の論理回路や、AD変換器やコンパレータ等のアナログ回路を含んでいてもよい。複数の回路セル4,5,6は、互いに面積が異なっていてもよく、この実施形態では、第3回路セル6が、第1回路セル4および第2回路セル5に比べて広い面積で形成されている。以下では、第1回路セル4の内部構成について説明する。
Inside the resin package 2, a plurality of circuit cells 4, 5, and 6 are arranged. In this embodiment, a first circuit cell 4, a second circuit cell 5, and a third circuit cell 6 are arranged in such a manner that they are each electrically connected to a plurality of terminals 3.
The plurality of circuit cells 4, 5, 6 can include various circuits. The plurality of circuit cells 4, 5, and 6 may include logic circuits such as NAND and NOR, and analog circuits such as AD converters and comparators. The plurality of circuit cells 4, 5, and 6 may have different areas, and in this embodiment, the third circuit cell 6 is formed with a larger area than the first circuit cell 4 and the second circuit cell 5. has been done. Below, the internal configuration of the first circuit cell 4 will be explained.

図2は、半導体集積回路装置1の第1回路セル4を構成する基本セル(ゲートアレイ)のレイアウトの一例(第1形態)を示す模式的な平面図である。図3は、図2の二点鎖線IIIで囲まれた部分の拡大図である。図4は、図3のIV-IV断面を示す図である。図5は、図3のV-V断面を示す図である。図6は、図3のVI-VI断面を示す図である。図7は、図3のVII-VII断面を示す図である。図8は、図3のVIII-VIII断面を示す図である。 FIG. 2 is a schematic plan view showing an example (first form) of the layout of basic cells (gate arrays) constituting the first circuit cell 4 of the semiconductor integrated circuit device 1. FIG. 3 is an enlarged view of the portion surrounded by the two-dot chain line III in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a cross section taken along the line IV-IV in FIG. 3. FIG. 5 is a diagram showing a cross section taken along the line VV in FIG. 3. FIG. 6 is a diagram showing a VI-VI cross section in FIG. 3. FIG. 7 is a diagram showing a VII-VII cross section in FIG. 3. FIG. 8 is a diagram showing a cross section taken along line VIII-VIII in FIG. 3.

図2に示すように、第1回路セル4では、半導体基板7の上に、第1電源配線8および第2電源配線9が配置されている。第1電源配線8および第2電源配線9は、一方が正側の配線(電源のプラス側に接続されるVDD配線)であり、他方が負側の配線(電源のマイナス側に接続されるVSS配線)である。この実施形態では、第1電源配線8が正側の配線であり、第2電源配線9が負側の配線である。 As shown in FIG. 2, in the first circuit cell 4, a first power supply wiring 8 and a second power supply wiring 9 are arranged on a semiconductor substrate 7. One of the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 is a positive wiring (VDD wiring connected to the positive side of the power supply), and the other is a negative wiring (VSS wiring connected to the negative side of the power supply). wiring). In this embodiment, the first power supply wiring 8 is the positive side wiring, and the second power supply wiring 9 is the negative side wiring.

第1電源配線8および第2電源配線9は、本発明の第1方向の一例としてのX方向に沿って延びている。第1電源配線8および第2電源配線9は、X方向に直交する本発明の第2方向の一例としてのY方向において互いに離れている。これにより、第1電源配線8と第2電源配線9との間には、複数の素子(この実施形態では、pチャネル型MOSFET11およびnチャネル型MOSFET12)が配置される素子配置領域10が形成されている。 The first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 extend along the X direction, which is an example of the first direction of the present invention. The first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 are separated from each other in the Y direction, which is an example of the second direction of the present invention orthogonal to the X direction. As a result, an element arrangement region 10 is formed between the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9, in which a plurality of elements (in this embodiment, a p-channel MOSFET 11 and an n-channel MOSFET 12) are arranged. ing.

この実施形態では、それぞれ帯状の第1電源配線8および第2電源配線9が、X方向に沿って互いに平行に延びており、第1電源配線8と第2電源配線9との間に、第1電源配線8および第2電源配線9よりも幅広な帯状の素子配置領域10が形成されている。たとえば、第1電源配線8と第2電源配線9の幅(配線幅)が、0.28μm~0.30μmであり、第1電源配線8と第2電源配線9との距離(素子配置領域10の幅W)が、3.38μm~3.40μmであってもよい。 In this embodiment, a first power supply wiring 8 and a second power supply wiring 9 each having a strip shape extend parallel to each other along the X direction, and a first power supply wiring 8 and a second power supply wiring 9 each have a strip shape. A strip-shaped element arrangement region 10 wider than the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 is formed. For example, the width (wiring width) of the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 is 0.28 μm to 0.30 μm, and the distance between the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 (element arrangement area 10 The width W 1 ) may be 3.38 μm to 3.40 μm.

素子配置領域10には、所定のパターンで形成された複数の基本セル13が、ゲートアレイで敷き詰められている。ここで、基本セル13は、複数の半導体素子を含むレイアウト上の基本単位と定義される。たとえば、所望の論理を構成するための基本となる論理ゲート(たとえば、NANDゲート、NORゲート等)を構成可能な複数の素子(MOSFET)の集合体と定義されてもよい。この実施形態では、1ペアのpチャネル型MOSFET11および1ペアのnチャネル型MOSFET12で構成されたものを基本セル13と定義してもよい。1ペアのpチャネル型MOSFET11および1ペアのnチャネル型MOSFET12は、それぞれ、共通のレイアウトで形成されている。そして、1ペアのpチャネル型MOSFET11および1ペアのnチャネル型MOSFET12の合計4つのMOSFETを含むパターンを基本セル13とし、当該基本セル13が、素子配置領域10をX方向に沿って複数配列されている。 In the element arrangement region 10, a plurality of basic cells 13 formed in a predetermined pattern are laid out in a gate array. Here, the basic cell 13 is defined as a basic unit on the layout including a plurality of semiconductor elements. For example, it may be defined as an aggregate of a plurality of elements (MOSFETs) that can constitute a basic logic gate (for example, a NAND gate, a NOR gate, etc.) for constructing a desired logic. In this embodiment, the basic cell 13 may be defined as one composed of one pair of p-channel type MOSFET 11 and one pair of n-channel type MOSFET 12. One pair of p-channel type MOSFET 11 and one pair of n-channel type MOSFET 12 are each formed in a common layout. A basic cell 13 is a pattern including a total of four MOSFETs, one pair of p-channel MOSFET 11 and one pair of n-channel MOSFET 12, and a plurality of basic cells 13 are arranged in the element arrangement region 10 along the X direction. ing.

次に、主に図3~図8を参照して、各基本セル13の構造について、より具体的に説明する。
半導体基板7は、たとえばシリコン基板等で構成されていてもよく、この実施形態では、p型のシリコン基板で構成されている。
半導体基板7には、互いに隣り合う基本セル13の間、および各基本セル13においてpチャネル型MOSFET11とnチャネル型MOSFET12との間に素子分離部14が形成されている。素子分離部14は、この実施形態では、トレンチ15に埋め込まれた絶縁膜16によって構成されたSTI(Shallow Trench Isolation)構造によって構成されている。むろん、素子分離部14は、STI構造に制限されず、たとえば、LOCOS等のフィールド酸化膜によって構成されていてもよい。
Next, the structure of each basic cell 13 will be explained in more detail, mainly with reference to FIGS. 3 to 8.
The semiconductor substrate 7 may be made of, for example, a silicon substrate, and in this embodiment, it is made of a p-type silicon substrate.
Element isolation portions 14 are formed in the semiconductor substrate 7 between adjacent basic cells 13 and between the p-channel MOSFET 11 and the n-channel MOSFET 12 in each basic cell 13. In this embodiment, the element isolation section 14 is configured by an STI (Shallow Trench Isolation) structure configured by an insulating film 16 embedded in a trench 15. Of course, the element isolation section 14 is not limited to the STI structure, and may be formed of a field oxide film such as LOCOS, for example.

素子分離部14によって、素子配置領域10は、pチャネル型MOSFET11が形成される第1領域17と、nチャネル型MOSFET12が形成される第2領域18とに区画されている。
pチャネル型MOSFET11は、n型ウェル19と、本発明の第1拡散層の一例としてのp型拡散層20と、第1ゲート絶縁膜21と、第1ゲート電極22と、本発明の第3拡散層の一例としてのn型拡散層23と、第1コンタクト部24とを含む。
The element isolation region 14 divides the element arrangement region 10 into a first region 17 where a p-channel MOSFET 11 is formed and a second region 18 where an n-channel MOSFET 12 is formed.
The p-channel type MOSFET 11 includes an n-type well 19, a p-type diffusion layer 20 as an example of the first diffusion layer of the present invention, a first gate insulating film 21, a first gate electrode 22, and a third diffusion layer of the present invention. It includes an n-type diffusion layer 23 as an example of a diffusion layer and a first contact portion 24 .

n型ウェル19は、第1領域17の全体にわたって、半導体基板7の表面部に形成されている。n型ウェル19は、素子分離部14よりも深く形成されており、かつその一部が素子分離部14の下方に配置されている。
p型拡散層20は、n型ウェル19の表面部に形成され、かつ半導体基板7の表面から露出している。p型拡散層20は、p型の半導体基板7よりも高いp型不純物濃度を有している。また、p型拡散層20は、この実施形態では、各基本セル13に3つ配置されている。各p型拡散層20は、Y方向における長さがX方向における長さよりも長い長方形状である。たとえば、各p型拡散層20のY方向における長さWは、0.95μm~1.48μmである。
The n-type well 19 is formed on the surface of the semiconductor substrate 7 over the entire first region 17 . The n-type well 19 is formed deeper than the element isolation part 14, and a part thereof is arranged below the element isolation part 14.
The p-type diffusion layer 20 is formed on the surface of the n-type well 19 and is exposed from the surface of the semiconductor substrate 7. The p-type diffusion layer 20 has a higher p-type impurity concentration than the p-type semiconductor substrate 7. Further, in this embodiment, three p-type diffusion layers 20 are arranged in each basic cell 13. Each p-type diffusion layer 20 has a rectangular shape in which the length in the Y direction is longer than the length in the X direction. For example, the length W 2 of each p-type diffusion layer 20 in the Y direction is 0.95 μm to 1.48 μm.

3つのp型拡散層20は、X方向において互いに離れている。また、この実施形態では、3つのp型拡散層20のうち、両側のp型拡散層20で挟まれた中央のp型拡散層20は、両側のp型拡散層20よりも広い幅を有している。
互いに隣り合うp型拡散層20は、一方がpチャネル型MOSFET11のソースとされ、他方がpチャネル型MOSFET11のドレインとされる。ソース/ドレインのいずれとして機能するかは、各p型拡散層20に接続されるメタル配線(後述する層間絶縁膜35上の配線)のパターンによって決定される。この実施形態では、pチャネル型MOSFET11に関して、中央のp型拡散層20は、第1コンタクト部24を介して第1電源配線8(正側の配線)に接続される拡散層であるので、ソース領域と称してもよい。一方、両側のp型拡散層20は、ドレイン領域と称してもよい。
The three p-type diffusion layers 20 are separated from each other in the X direction. Furthermore, in this embodiment, among the three p-type diffusion layers 20, the central p-type diffusion layer 20 sandwiched between the p-type diffusion layers 20 on both sides has a wider width than the p-type diffusion layers 20 on both sides. are doing.
One of the p-type diffusion layers 20 adjacent to each other serves as the source of the p-channel MOSFET 11, and the other serves as the drain of the p-channel MOSFET 11. Whether it functions as a source or a drain is determined by the pattern of the metal wiring (wiring on the interlayer insulating film 35 described later) connected to each p-type diffusion layer 20. In this embodiment, regarding the p-channel MOSFET 11, the central p-type diffusion layer 20 is a diffusion layer connected to the first power supply wiring 8 (positive side wiring) via the first contact portion 24, so the source It may also be called a region. On the other hand, the p-type diffusion layers 20 on both sides may be called drain regions.

第1ゲート絶縁膜21は、互いに離れている1ペアの第1ゲート絶縁膜21を含む。各第1ゲート絶縁膜21は、Y方向に延びる帯状であり、互いに隣り合うp型拡散層20の間から露出するn型ウェル19の部分上に配置されている。第1ゲート絶縁膜21の一部は、図4に示すようにp型拡散層20の周縁部にオーバーラップしている。これにより、第1ゲート絶縁膜21は、互いに隣り合うp型拡散層20の間に跨っている。また、第1ゲート絶縁膜21は、たとえば、酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料からなる。 The first gate insulating film 21 includes a pair of first gate insulating films 21 separated from each other. Each first gate insulating film 21 has a band shape extending in the Y direction, and is disposed on a portion of the n-type well 19 exposed between adjacent p-type diffusion layers 20 . A portion of the first gate insulating film 21 overlaps the peripheral portion of the p-type diffusion layer 20, as shown in FIG. Thereby, the first gate insulating film 21 straddles between the p-type diffusion layers 20 adjacent to each other. Further, the first gate insulating film 21 is made of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), for example.

第1ゲート電極22は、互いに離れている1ペアの第1ゲート電極22を含む。各第1ゲート電極22は、第1ゲート絶縁膜21上に配置され、第1ゲート絶縁膜21と同形状に形成されている。つまり、第1ゲート電極22は、Y方向に延びる帯状であり、互いに隣り合うp型拡散層20の間に跨っている。また、第1ゲート電極22は、たとえば、ポリシリコン等の導電材料からなる。 The first gate electrodes 22 include a pair of first gate electrodes 22 that are spaced apart from each other. Each first gate electrode 22 is placed on the first gate insulating film 21 and is formed in the same shape as the first gate insulating film 21 . That is, the first gate electrode 22 has a band shape extending in the Y direction, and straddles between the p-type diffusion layers 20 adjacent to each other. Further, the first gate electrode 22 is made of a conductive material such as polysilicon, for example.

n型ウェル19において、第1ゲート絶縁膜21を挟んで第1ゲート電極22に対向する部分は、互いに隣り合うp型拡散層20を電気的に接続するチャネルが形成されるチャネル領域25である。互いに隣り合うp型拡散層20の間に電位差が生じた状態で、第1ゲート電極22に適切な電圧を印加することによって、チャネル領域25にp型チャネルを形成することができる。 In the n-type well 19, a portion facing the first gate electrode 22 with the first gate insulating film 21 in between is a channel region 25 in which a channel is formed to electrically connect the p-type diffusion layers 20 adjacent to each other. . A p-type channel can be formed in the channel region 25 by applying an appropriate voltage to the first gate electrode 22 while a potential difference is generated between the p-type diffusion layers 20 adjacent to each other.

第1ゲート電極22は、さらに、第1ゲートコンタクト部26を含む。第1ゲートコンタクト部26は、図3および図8に示すように、p型拡散層20に対して第1電源配線8側の素子分離部14上に配置されている。第1ゲートコンタクト部26は、チャネル領域25上の第1ゲート電極22の部分よりも幅広に形成されている。より具体的には、第1ゲートコンタクト部26は、X方向において、チャネル領域25上の第1ゲート電極22に対して外側(第1コンタクト部24から離れる側)に突出する形状で形成されている。また、第1ゲートコンタクト部26と素子分離部14との間には、第1ゲート絶縁膜21が介在されている。 The first gate electrode 22 further includes a first gate contact portion 26 . The first gate contact section 26 is arranged on the element isolation section 14 on the first power supply wiring 8 side with respect to the p-type diffusion layer 20, as shown in FIGS. 3 and 8. The first gate contact portion 26 is formed wider than the portion of the first gate electrode 22 on the channel region 25 . More specifically, the first gate contact portion 26 is formed in a shape that protrudes outward (away from the first contact portion 24) with respect to the first gate electrode 22 on the channel region 25 in the X direction. There is. Further, a first gate insulating film 21 is interposed between the first gate contact part 26 and the element isolation part 14.

n型拡散層23は、pチャネル型MOSFET11において、基板電位をとるためのバックゲート用の拡散層であり、n型ウェル19よりも高いn型不純物濃度を有している。
n型拡散層23は、図3および図6に示すように、第1電源配線8の下方のn型ウェル19の表面部に形成され、かつX方向に沿って点在している。つまり、複数のn型拡散層23が、第1電源配線8に沿って間隔を空けて規則的に配列されている。この実施形態では、互いに隣り合う基本セル13の境界部にn型拡散層23が配置されており、n型拡散層23が、互いに隣り合う基本セル13で共有されている。したがって、各基本セル13において、第1電源配線8の下方領域であって、かつY方向においてp型拡散層20に対向する領域は、n型拡散層23が形成されていない領域となっている。
The n-type diffusion layer 23 is a back-gate diffusion layer for obtaining a substrate potential in the p-channel MOSFET 11, and has a higher n-type impurity concentration than the n-type well 19.
As shown in FIGS. 3 and 6, the n-type diffusion layer 23 is formed on the surface of the n-type well 19 below the first power supply wiring 8, and is scattered along the X direction. That is, the plurality of n-type diffusion layers 23 are regularly arranged at intervals along the first power supply wiring 8. In this embodiment, the n-type diffusion layer 23 is arranged at the boundary between the basic cells 13 adjacent to each other, and the n-type diffusion layer 23 is shared by the basic cells 13 adjacent to each other. Therefore, in each basic cell 13, the region below the first power supply wiring 8 and facing the p-type diffusion layer 20 in the Y direction is a region in which the n-type diffusion layer 23 is not formed. .

第1コンタクト部24は、p型拡散層20から、第1電源配線8の下方におけるn型拡散層23が形成されていない領域に向かって選択的に延びている。これにより、半導体基板7の厚さ方向において、第1コンタクト部24の先端部50は、第1電源配線8に対向している。この実施形態では、第1コンタクト部24は、1ペアの第1ゲート電極22の間のp型拡散層20(中央のp型拡散層20)から選択的に延びており、1ペアの第1ゲート電極22の両側のp型拡散層20には、第1コンタクト部24が接続されていない。一方、第1電源配線8の下方領域においてn型拡散層23が形成されていない領域は、第1コンタクト部24の先端部50を除いて、素子分離部14で構成されている。 The first contact portion 24 selectively extends from the p-type diffusion layer 20 toward a region below the first power supply wiring 8 where the n-type diffusion layer 23 is not formed. Thereby, the tip portion 50 of the first contact portion 24 faces the first power supply wiring 8 in the thickness direction of the semiconductor substrate 7 . In this embodiment, the first contact portion 24 selectively extends from the p-type diffusion layer 20 (center p-type diffusion layer 20) between the first gate electrodes 22 of one pair, and The first contact portions 24 are not connected to the p-type diffusion layers 20 on both sides of the gate electrode 22 . On the other hand, the region below the first power supply wiring 8 where the n-type diffusion layer 23 is not formed is constituted by the element isolation section 14, except for the tip 50 of the first contact section 24.

第1コンタクト部24は、p型拡散層20と一体的なp型の拡散層であり、p型拡散層20と同じイオン注入工程によって作製することができる。また、第1コンタクト部24のp型不純物濃度は、p型拡散層20のp型不純物濃度と同じであってもよい。
また、第1コンタクト部24は、図3に示すように、p型拡散層20よりも幅狭であってもよく、たとえば、平面視において、第1ゲート電極22にオーバーラップしないような幅で形成されていてもよい。
The first contact portion 24 is a p-type diffusion layer integrated with the p-type diffusion layer 20, and can be manufactured by the same ion implantation process as the p-type diffusion layer 20. Further, the p-type impurity concentration of the first contact portion 24 may be the same as the p-type impurity concentration of the p-type diffusion layer 20.
Further, as shown in FIG. 3, the first contact portion 24 may be narrower than the p-type diffusion layer 20, for example, the first contact portion 24 may have a width that does not overlap the first gate electrode 22 in a plan view. may be formed.

nチャネル型MOSFET12の基本ゲートパターンは、図3に示すように、pチャネル型MOSFET11とnチャネル型MOSFET12との間をX方向に沿って延びる素子分離部14上の軸Aを対称軸として、pチャネル型MOSFET11の基本ゲートパターンと線対称である。
より具体的には、nチャネル型MOSFET12は、本発明の第2拡散層の一例としてのn型拡散層27と、第2ゲート絶縁膜28と、第2ゲート電極29と、本発明の第3拡散層の一例としてのp型拡散層30と、第2コンタクト部31とを含む。
As shown in FIG. 3, the basic gate pattern of the n-channel MOSFET 12 is p It is line symmetrical with the basic gate pattern of the channel type MOSFET 11.
More specifically, the n-channel MOSFET 12 includes an n-type diffusion layer 27 as an example of the second diffusion layer of the present invention, a second gate insulating film 28, a second gate electrode 29, and a third diffusion layer of the present invention. It includes a p-type diffusion layer 30 as an example of a diffusion layer and a second contact portion 31.

n型拡散層27は、半導体基板7の表面部に形成され、かつ半導体基板7の表面から露出している。n型拡散層27は、p型の半導体基板7よりも高いn型不純物濃度を有している。また、n型拡散層27は、この実施形態では、各基本セル13に3つ配置されている。各n型拡散層27は、Y方向における長さがX方向における長さよりも長い長方形状である。たとえば、各n型拡散層27のY方向における長さWは、0.81μm~1.34μmである。 The n-type diffusion layer 27 is formed on the surface of the semiconductor substrate 7 and is exposed from the surface of the semiconductor substrate 7. The n-type diffusion layer 27 has a higher n-type impurity concentration than the p-type semiconductor substrate 7. Further, in this embodiment, three n-type diffusion layers 27 are arranged in each basic cell 13. Each n-type diffusion layer 27 has a rectangular shape in which the length in the Y direction is longer than the length in the X direction. For example, the length W 3 of each n-type diffusion layer 27 in the Y direction is 0.81 μm to 1.34 μm.

3つのn型拡散層27は、X方向において互いに離れている。また、この実施形態では、3つのn型拡散層27のうち、両側のn型拡散層27で挟まれた中央のn型拡散層27は、両側のn型拡散層27よりも広い幅を有している。
互いに隣り合うn型拡散層27は、一方がnチャネル型MOSFET12のソースとされ、他方がnチャネル型MOSFET12のドレインとされる。ソース/ドレインのいずれとして機能するかは、各n型拡散層27に接続されるメタル配線(後述する層間絶縁膜35上の配線)のパターンによって決定される。この実施形態では、nチャネル型MOSFET12に関して、中央のn型拡散層27は、第2コンタクト部31を介して第2電源配線9(負側の配線)に接続される拡散層であるので、ソース領域と称してもよい。一方、両側のn型拡散層27は、ドレイン領域と称してもよい。
The three n-type diffusion layers 27 are separated from each other in the X direction. Further, in this embodiment, among the three n-type diffusion layers 27, the central n-type diffusion layer 27 sandwiched between the n-type diffusion layers 27 on both sides has a wider width than the n-type diffusion layers 27 on both sides. are doing.
One of the n-type diffusion layers 27 adjacent to each other serves as the source of the n-channel MOSFET 12, and the other serves as the drain of the n-channel MOSFET 12. Whether it functions as a source or a drain is determined by the pattern of the metal wiring (wiring on the interlayer insulating film 35 described later) connected to each n-type diffusion layer 27. In this embodiment, regarding the n-channel MOSFET 12, the central n-type diffusion layer 27 is a diffusion layer connected to the second power supply wiring 9 (negative side wiring) via the second contact portion 31, so the source It may also be called a region. On the other hand, the n-type diffusion layers 27 on both sides may be called drain regions.

第2ゲート絶縁膜28は、互いに離れている1ペアの第2ゲート絶縁膜28を含む。各第2ゲート絶縁膜28は、Y方向に延びる帯状であり、半導体基板7上に配置されている。第2ゲート絶縁膜28の一部は、図5に示すようにn型拡散層27の周縁部にオーバーラップしている。これにより、第2ゲート絶縁膜28は、互いに隣り合うn型拡散層27の間に跨っている。また、第2ゲート絶縁膜28は、たとえば、酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料からなる。 The second gate insulating film 28 includes a pair of second gate insulating films 28 that are spaced apart from each other. Each second gate insulating film 28 has a band shape extending in the Y direction, and is arranged on the semiconductor substrate 7. A portion of the second gate insulating film 28 overlaps the peripheral edge of the n-type diffusion layer 27, as shown in FIG. Thereby, the second gate insulating film 28 straddles between the n-type diffusion layers 27 that are adjacent to each other. Further, the second gate insulating film 28 is made of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), for example.

第2ゲート電極29は、互いに離れている1ペアの第2ゲート電極29を含む。各第2ゲート電極29は、第2ゲート絶縁膜28上に配置され、第2ゲート絶縁膜28と同形状に形成されている。つまり、第2ゲート電極29は、Y方向に延びる帯状であり、互いに隣り合うn型拡散層27の間に跨っている。また、第2ゲート電極29は、たとえば、ポリシリコン等の導電材料からなる。 The second gate electrodes 29 include a pair of second gate electrodes 29 that are spaced apart from each other. Each second gate electrode 29 is placed on the second gate insulating film 28 and is formed in the same shape as the second gate insulating film 28 . That is, the second gate electrode 29 has a band shape extending in the Y direction, and straddles between the n-type diffusion layers 27 adjacent to each other. Further, the second gate electrode 29 is made of a conductive material such as polysilicon, for example.

半導体基板7において、第2ゲート絶縁膜28を挟んで第2ゲート電極29に対向する部分は、互いに隣り合うn型拡散層27を電気的に接続するチャネルが形成されるチャネル領域32である。互いに隣り合うn型拡散層27の間に電位差が生じた状態で、第2ゲート電極29に適切な電圧を印加することによって、チャネル領域32にn型チャネルを形成することができる。 In the semiconductor substrate 7, a portion facing the second gate electrode 29 with the second gate insulating film 28 in between is a channel region 32 in which a channel electrically connecting the n-type diffusion layers 27 adjacent to each other is formed. An n-type channel can be formed in the channel region 32 by applying an appropriate voltage to the second gate electrode 29 while a potential difference is generated between the n-type diffusion layers 27 adjacent to each other.

第2ゲート電極29は、さらに、第2ゲートコンタクト部33を含む。第2ゲートコンタクト部33は、図3および図8に示すように、n型拡散層27に対して第2電源配線9側の素子分離部14上に配置されている。第2ゲートコンタクト部33は、チャネル領域32上の第2ゲート電極29の部分よりも幅広に形成されている。より具体的には、第2ゲートコンタクト部33は、X方向において、チャネル領域32上の第2ゲート電極29に対して外側(第2コンタクト部31から離れる側)に突出する形状で形成されている。また、第2ゲートコンタクト部33と素子分離部14との間には、第2ゲート絶縁膜28が介在されている。 Second gate electrode 29 further includes a second gate contact portion 33 . As shown in FIGS. 3 and 8, the second gate contact section 33 is arranged on the element isolation section 14 on the second power supply wiring 9 side with respect to the n-type diffusion layer 27. The second gate contact portion 33 is formed wider than the portion of the second gate electrode 29 on the channel region 32 . More specifically, the second gate contact portion 33 is formed in a shape that protrudes outward (away from the second contact portion 31) with respect to the second gate electrode 29 on the channel region 32 in the X direction. There is. Furthermore, a second gate insulating film 28 is interposed between the second gate contact section 33 and the element isolation section 14.

また、この実施形態では、第1ゲート電極22の第2電源配線9側の端部と、第2ゲート電極29の第1電源配線8側の端部とが一体的に接続されており、共通のゲートコンタクト部34が形成されている。ゲートコンタクト部34は、第1ゲートコンタクト部26および第2ゲートコンタクト部33よりも幅広に形成されている。
より具体的には、ゲートコンタクト部34は、X方向において、第1ゲート電極22および第2ゲート電極29に対して両側に突出する形状で形成されている。第1ゲート電極22および第2ゲート電極29に対して内側(第1コンタクト部24および第2コンタクト部31に近づく側)に突出するゲートコンタクト部34の部分の突出量が、その反対側に突出するゲートコンタクト部34の突出量よりも小さくなっている。
Further, in this embodiment, the end of the first gate electrode 22 on the second power supply wiring 9 side and the end of the second gate electrode 29 on the first power supply wiring 8 side are integrally connected, and a common A gate contact portion 34 is formed. The gate contact part 34 is formed wider than the first gate contact part 26 and the second gate contact part 33.
More specifically, the gate contact portion 34 is formed in a shape that protrudes on both sides with respect to the first gate electrode 22 and the second gate electrode 29 in the X direction. The amount of protrusion of the portion of the gate contact portion 34 that protrudes inward (the side approaching the first contact portion 24 and second contact portion 31) with respect to the first gate electrode 22 and the second gate electrode 29 is such that the amount of protrusion of the portion of the gate contact portion 34 that protrudes toward the opposite side The amount of protrusion of the gate contact portion 34 is smaller than that of the gate contact portion 34 .

p型拡散層30は、nチャネル型MOSFET12において、基板電位をとるためのバックゲート用の拡散層であり、p型の半導体基板7よりも高いp型不純物濃度を有している。
p型拡散層30は、図3および図6に示すように、第2電源配線9の下方の半導体基板7の表面部に形成され、かつX方向に沿って点在している。つまり、複数のp型拡散層30が、第2電源配線9に沿って間隔を空けて規則的に配列されている。この実施形態では、互いに隣り合う基本セル13の境界部にp型拡散層30が配置されており、p型拡散層30が、互いに隣り合う基本セル13で共有されている。したがって、各基本セル13において、第2電源配線9の下方領域であって、かつY方向においてn型拡散層27に対向する領域は、p型拡散層30が形成されていない領域となっている。
The p-type diffusion layer 30 is a back-gate diffusion layer for obtaining a substrate potential in the n-channel MOSFET 12, and has a higher p-type impurity concentration than the p-type semiconductor substrate 7.
As shown in FIGS. 3 and 6, the p-type diffusion layer 30 is formed on the surface portion of the semiconductor substrate 7 below the second power supply wiring 9, and is scattered along the X direction. That is, a plurality of p-type diffusion layers 30 are regularly arranged at intervals along the second power supply wiring 9. In this embodiment, the p-type diffusion layer 30 is arranged at the boundary between the basic cells 13 adjacent to each other, and the p-type diffusion layer 30 is shared by the basic cells 13 adjacent to each other. Therefore, in each basic cell 13, the region below the second power supply wiring 9 and facing the n-type diffusion layer 27 in the Y direction is a region in which the p-type diffusion layer 30 is not formed. .

図3に示すように、基本セル13の上側の両角部に1ペアのn型拡散層23が配置され、下側の両角部に1ペアのp型拡散層30が配置されている。したがって、この半導体集積回路装置1の第1回路セル4では、基本セル13の4隅に、バックゲート用の拡散層が配置されていることになる。
第2コンタクト部31は、n型拡散層27から、第2電源配線9の下方におけるp型拡散層30が形成されていない領域に向かって選択的に延びている。これにより、半導体基板7の厚さ方向において、第2コンタクト部31の先端部51は、第2電源配線9に対向している。この実施形態では、第2コンタクト部31は、1ペアの第2ゲート電極29の間のn型拡散層27(中央のn型拡散層27)から選択的に延びており、1ペアの第2ゲート電極29の両側のn型拡散層27には、第2コンタクト部31が接続されていない。一方、第2電源配線9の下方領域においてp型拡散層30が形成されていない領域は、第2コンタクト部31の先端部51を除いて、素子分離部14で構成されている。
As shown in FIG. 3, a pair of n-type diffusion layers 23 are arranged at both upper corners of the basic cell 13, and a pair of p-type diffusion layers 30 are arranged at both lower corners. Therefore, in the first circuit cell 4 of the semiconductor integrated circuit device 1, back gate diffusion layers are arranged at the four corners of the basic cell 13.
The second contact portion 31 selectively extends from the n-type diffusion layer 27 toward a region below the second power supply wiring 9 where the p-type diffusion layer 30 is not formed. Thereby, the tip portion 51 of the second contact portion 31 faces the second power supply wiring 9 in the thickness direction of the semiconductor substrate 7 . In this embodiment, the second contact portion 31 selectively extends from the n-type diffusion layer 27 (center n-type diffusion layer 27) between one pair of second gate electrodes 29, and The second contact portions 31 are not connected to the n-type diffusion layers 27 on both sides of the gate electrode 29 . On the other hand, the region below the second power supply wiring 9 where the p-type diffusion layer 30 is not formed is constituted by the element isolation section 14, except for the tip end 51 of the second contact section 31.

第2コンタクト部31は、n型拡散層27と一体的なn型の拡散層であり、n型拡散層27と同じイオン注入工程によって作製することができる。また、第2コンタクト部31のn型不純物濃度は、n型拡散層27のn型不純物濃度と同じであってもよい。
また、第2コンタクト部31は、図3に示すように、n型拡散層27よりも幅狭であってもよく、たとえば、平面視において、第2ゲート電極29にオーバーラップしないような幅で形成されていてもよい。
The second contact portion 31 is an n-type diffusion layer integrated with the n-type diffusion layer 27, and can be manufactured by the same ion implantation process as the n-type diffusion layer 27. Further, the n-type impurity concentration of the second contact portion 31 may be the same as the n-type impurity concentration of the n-type diffusion layer 27.
Further, as shown in FIG. 3, the second contact portion 31 may be narrower than the n-type diffusion layer 27, for example, the second contact portion 31 may have a width that does not overlap the second gate electrode 29 in a plan view. may be formed.

半導体基板7上には、第1ゲート電極22および第2ゲート電極29を覆うように、層間絶縁膜35が積層されている。層間絶縁膜35は、たとえば、酸化シリコン(SiO)等の絶縁材料からなる。
層間絶縁膜35上には、配線パターン36が形成されている。配線パターン36は、たとえば、アルミニウム等のメタル配線で構成されている。配線パターン36は、第1電源配線8および第2電源配線9の他、第1ゲート電極22、第2ゲート電極29、p型拡散層20、n型拡散層27等に接続される回路配線37を含んでいてもよい。
An interlayer insulating film 35 is laminated on the semiconductor substrate 7 so as to cover the first gate electrode 22 and the second gate electrode 29 . The interlayer insulating film 35 is made of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ), for example.
A wiring pattern 36 is formed on the interlayer insulating film 35. The wiring pattern 36 is made of, for example, metal wiring made of aluminum or the like. The wiring pattern 36 includes, in addition to the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9, a circuit wiring 37 connected to the first gate electrode 22, the second gate electrode 29, the p-type diffusion layer 20, the n-type diffusion layer 27, etc. May contain.

回路配線37のパターンは、設計されたデジタル回路に応じて適宜変更されるものである。この実施形態では、図3に示すように、第1ゲートコンタクト部26、第2ゲートコンタクト部33およびゲートコンタクト部34に回路配線37が接続された態様のみを例示している。
また、層間絶縁膜35には、第1コンタクトホール38、第2コンタクトホール39、第3コンタクトホール40、第4コンタクトホール41および第5コンタクトホール42が形成されている。
The pattern of the circuit wiring 37 is changed as appropriate depending on the designed digital circuit. In this embodiment, as shown in FIG. 3, only a mode in which the circuit wiring 37 is connected to the first gate contact section 26, the second gate contact section 33, and the gate contact section 34 is illustrated.
Further, a first contact hole 38 , a second contact hole 39 , a third contact hole 40 , a fourth contact hole 41 , and a fifth contact hole 42 are formed in the interlayer insulating film 35 .

図7に示すように、第1コンタクト部24は、第1コンタクトホール38に埋め込まれたビア43(たとえば、タングステン(W))を介して、第1電源配線8から分岐した第1分岐配線48に電気的に接続されている。第1分岐配線48は、第1電源配線8から垂直に分岐し、第1コンタクト部24に対して平行に延びている。この実施形態では、第1分岐配線48の下方には、複数(図3では、3つ)の第1コンタクトホール38が形成されている。複数の第1コンタクトホール38は、第1分岐配線48の延出方向に沿って間隔を空けて配列されている。 As shown in FIG. 7, the first contact portion 24 connects a first branch wiring 48 branched from the first power supply wiring 8 via a via 43 (for example, tungsten (W)) embedded in the first contact hole 38. electrically connected to. The first branch wiring 48 branches perpendicularly from the first power supply wiring 8 and extends parallel to the first contact portion 24 . In this embodiment, a plurality of (three in FIG. 3) first contact holes 38 are formed below the first branch wiring 48 . The plurality of first contact holes 38 are arranged at intervals along the direction in which the first branch wiring 48 extends.

第2コンタクト部31は、第2コンタクトホール39に埋め込まれたビア44(たとえば、タングステン(W))を介して、第2電源配線9から分岐した第2分岐配線49に電気的に接続されている。第2分岐配線49は、第2電源配線9から垂直に分岐し、第2コンタクト部31に対して平行に延びている。この実施形態では、第2分岐配線49の下方には、複数(図3では、3つ)の第2コンタクトホール39が形成されている。複数の第2コンタクトホール39は、第2分岐配線49の延出方向に沿って間隔を空けて配列されている。 The second contact portion 31 is electrically connected to a second branch wiring 49 branched from the second power supply wiring 9 via a via 44 (for example, tungsten (W)) embedded in the second contact hole 39. There is. The second branch wiring 49 branches perpendicularly from the second power supply wiring 9 and extends parallel to the second contact portion 31 . In this embodiment, a plurality of (three in FIG. 3) second contact holes 39 are formed below the second branch wiring 49. The plurality of second contact holes 39 are arranged at intervals along the direction in which the second branch wiring 49 extends.

図6に示すように、pチャネル型MOSFET11のn型拡散層23は、第3コンタクトホール40に埋め込まれたビア45(たとえば、タングステン(W))を介して、第1電源配線8に電気的に接続されている。nチャネル型MOSFET12のp型拡散層30は、第4コンタクトホール41に埋め込まれたビア46(たとえば、タングステン(W))を介して、第2電源配線9に電気的に接続されている。 As shown in FIG. 6, the n-type diffusion layer 23 of the p-channel MOSFET 11 is electrically connected to the first power supply wiring 8 via a via 45 (for example, tungsten (W)) embedded in the third contact hole 40. It is connected to the. The p-type diffusion layer 30 of the n-channel MOSFET 12 is electrically connected to the second power supply wiring 9 via a via 46 (for example, tungsten (W)) filled in the fourth contact hole 41.

図3および図8に示すように、第1ゲートコンタクト部26、第2ゲートコンタクト部33およびゲートコンタクト部34は、第5コンタクトホール42に埋め込まれたビア47(たとえば、タングステン(W))を介して、回路配線37に電気的に接続されている。
以上、この半導体集積回路装置1によれば、pチャネル型MOSFET11およびnチャネル型MOSFET12の素子配置領域10(第1領域17および第2領域18)が、第1電源配線8と第2電源配線9との間の領域に配置されている。そのため、第1電源配線8および第2電源配線9が基本セル13内に配置されていない。
As shown in FIGS. 3 and 8, the first gate contact section 26, the second gate contact section 33, and the gate contact section 34 have a via 47 (for example, tungsten (W)) embedded in the fifth contact hole 42. It is electrically connected to the circuit wiring 37 via.
As described above, according to this semiconductor integrated circuit device 1, the element arrangement region 10 (the first region 17 and the second region 18) of the p-channel type MOSFET 11 and the n-channel type MOSFET 12 is connected to the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9. It is located in the area between. Therefore, the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 are not arranged within the basic cell 13.

これにより、基本セル13内のスペースを、他の配線(たとえば、図3の回路配線37)レイアウトに使用することができるので、基本セル13内の配線性を向上させることができる。その結果、配線レイアウト用のスペースに余裕ができるので、Y方向におけるpチャネル型MOSFET11およびnチャネル型MOSFET12を含む基本セル13の長さを短くすることができる。たとえば、p型拡散層20およびn型拡散層27のY方向における長さWおよびWを、それぞれ0.81μm~0.95μmにすることができる。 Thereby, the space within the basic cell 13 can be used for layout of other wiring (for example, the circuit wiring 37 in FIG. 3), so that the wiring performance within the basic cell 13 can be improved. As a result, there is more space for wiring layout, so the length of the basic cell 13 including the p-channel MOSFET 11 and the n-channel MOSFET 12 in the Y direction can be shortened. For example, the lengths W 2 and W 3 of the p-type diffusion layer 20 and the n-type diffusion layer 27 in the Y direction can be set to 0.81 μm to 0.95 μm, respectively.

さらに、バックゲート用のn型拡散層23およびp型拡散層30が、それぞれ、第1電源配線8および第2電源配線9の下方に配置され、かつX方向に沿って点在している。これにより、第1電源配線8および第2電源配線9の下方の領域であり、かつn型拡散層23およびp型拡散層30が形成されていない領域を有効利用することができる。
たとえば、図3に示すように、第1電源配線8の下方の領域であり、かつn型拡散層23が形成されていない領域の近傍を、p型拡散層20への電源供給のための第1コンタクト部24として有効利用することができる。これにより、p型拡散層20への電源供給のための配線(第1分岐配線48)を基本セル13内(第1領域17内)に長く引き回す必要がなく、第1電源配線8から少し分岐させるだけで済むので、基本セル13内の配線性を一層向上させることができる。
Further, an n-type diffusion layer 23 and a p-type diffusion layer 30 for a back gate are arranged below the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9, respectively, and are scattered along the X direction. Thereby, the region below the first power supply wiring 8 and the second power supply wiring 9 and in which the n-type diffusion layer 23 and the p-type diffusion layer 30 are not formed can be effectively utilized.
For example, as shown in FIG. 3, a region below the first power supply wiring 8 and in the vicinity of the region where the n-type diffusion layer 23 is not formed is connected to a region for supplying power to the p-type diffusion layer 20. It can be effectively used as one contact portion 24. As a result, there is no need to route the wiring for power supply to the p-type diffusion layer 20 (first branch wiring 48) long inside the basic cell 13 (inside the first region 17), and the wiring (first branch wiring 48) for supplying power to the p-type diffusion layer 20 does not have to be routed for a long time, and the wiring is slightly branched from the first power wiring 8. Since it is only necessary to do this, the wiring performance within the basic cell 13 can be further improved.

また、たとえば、図3に示すように、第2電源配線9の下方の領域であり、かつp型拡散層30が形成されていない領域の近傍を、n型拡散層27への電源供給のための第2コンタクト部31として有効利用することができる。これにより、n型拡散層27への電源供給のための配線(第2分岐配線49)を基本セル13内(第2領域18内)に長く引き回す必要がなく、第2電源配線9から少し分岐させるだけで済むので、基本セル13内の配線性を一層向上させることができる。 For example, as shown in FIG. 3, the area below the second power supply wiring 9 and near the area where the p-type diffusion layer 30 is not formed is used for supplying power to the n-type diffusion layer 27. It can be effectively used as the second contact portion 31 of the. This eliminates the need to route the wiring for power supply to the n-type diffusion layer 27 (second branch wiring 49) long inside the basic cell 13 (inside the second region 18), and it is not necessary to route the wiring (second branch wiring 49) for power supply to the n-type diffusion layer 27 for a long time. Since it is only necessary to do this, the wiring performance within the basic cell 13 can be further improved.

さらに、ゲートコンタクト部34によって、pチャネル型MOSFET11およびnチャネル型MOSFET12のゲート電極が共通化されている。これにより、第1ゲート電極22および第2ゲート電極29のそれぞれに接続する配線を減らすことができる。その結果、基本セル13内の配線の自由度が向上するため、基本セル13内の配線性を一層向上させることができる。 Furthermore, the gate electrodes of the p-channel type MOSFET 11 and the n-channel type MOSFET 12 are shared by the gate contact portion 34. Thereby, the number of wirings connected to each of the first gate electrode 22 and the second gate electrode 29 can be reduced. As a result, the degree of freedom in wiring within the basic cell 13 is improved, so that the wiring performance within the basic cell 13 can be further improved.

図9は、半導体集積回路装置1の第1回路セル4を構成する基本セル(ゲートアレイ)のレイアウトの一例(第2形態)を示す模式的な平面図である。図10は、図9の二点鎖線Xで囲まれた部分の拡大図である。図11は、図10のXI-XI断面を示す図である。図12は、図10のXII-XII断面を示す図である。図13は、図10のXIII-XIII断面を示す図である。図14は、図10のXIV-XIV断面を示す図である。図15は、図10のXV-XV断面を示す図である。 FIG. 9 is a schematic plan view showing an example (second form) of the layout of basic cells (gate arrays) constituting the first circuit cell 4 of the semiconductor integrated circuit device 1. FIG. 10 is an enlarged view of the portion surrounded by the two-dot chain line X in FIG. FIG. 11 is a diagram showing a cross section taken along the line XI-XI in FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 10. FIG. 13 is a diagram showing a cross section taken along the line XIII-XIII in FIG. 10. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV in FIG. 10. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV in FIG. 10.

図9に示すように、第1回路セル4では、半導体基板107の上に、第1電源配線108および第2電源配線109が配置されている。第1電源配線108および第2電源配線109は、一方が正側の配線(電源のプラス側に接続されるVDD配線)であり、他方が負側の配線(電源のマイナス側に接続されるVSS配線)である。この実施形態では、第1電源配線108が正側の配線であり、第2電源配線109が負側の配線である。 As shown in FIG. 9, in the first circuit cell 4, a first power supply wiring 108 and a second power supply wiring 109 are arranged on a semiconductor substrate 107. One of the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 is a positive side wiring (VDD wiring connected to the positive side of the power supply), and the other is a negative side wiring (VSS wiring connected to the negative side of the power supply). wiring). In this embodiment, the first power supply wiring 108 is the positive side wiring, and the second power supply wiring 109 is the negative side wiring.

第1電源配線108および第2電源配線109は、本発明の第1方向の一例としてのX方向に沿って延びている。第1電源配線108および第2電源配線109は、X方向に直交する本発明の第2方向の一例としてのY方向において互いに離れている。これにより、第1電源配線108と第2電源配線109との間には、複数の素子(この実施形態では、pチャネル型MOSFET111およびnチャネル型MOSFET112)が配置される素子配置領域110が形成されている。 The first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 extend along the X direction, which is an example of the first direction of the present invention. The first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 are separated from each other in the Y direction, which is an example of the second direction of the present invention orthogonal to the X direction. As a result, an element arrangement region 110 is formed between the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109, in which a plurality of elements (in this embodiment, a p-channel MOSFET 111 and an n-channel MOSFET 112) are arranged. ing.

この実施形態では、それぞれ帯状の第1電源配線108および第2電源配線109が、X方向に沿って互いに平行に延びており、第1電源配線108と第2電源配線109との間に、第1電源配線108および第2電源配線109よりも幅広な帯状の素子配置領域110が形成されている。たとえば、第1電源配線108と第2電源配線109の幅(配線幅)が、0.39μm~0.41μmであり、第1電源配線108と第2電源配線109との距離(素子配置領域110の幅W)が、4.07μm~4.09μmであってもよい。 In this embodiment, a first power supply wiring 108 and a second power supply wiring 109 each having a strip shape extend parallel to each other along the X direction, and a first power supply wiring 108 and a second power supply wiring 109 are provided between A band-shaped element arrangement region 110 wider than the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 is formed. For example, the width (wiring width) of the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 is 0.39 μm to 0.41 μm, and the distance between the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 (element arrangement area 110 The width W 1 ) may be 4.07 μm to 4.09 μm.

素子配置領域110には、所定のパターンで形成された複数の基本セル113が、ゲートアレイで敷き詰められている。ここで、基本セル113は、複数の半導体素子を含むレイアウト上の基本単位と定義される。たとえば、所望の論理を構成するための基本となる論理ゲート(たとえば、NANDゲート、NORゲート等)を構成可能な複数の素子(MOSFET)の集合体と定義されてもよい。この実施形態では、1ペアのpチャネル型MOSFET111および1ペアのnチャネル型MOSFET112で構成されたものを基本セル113と定義してもよい。1ペアのpチャネル型MOSFET111および1ペアのnチャネル型MOSFET112は、それぞれ、共通のレイアウトで形成されている。そして、1ペアのpチャネル型MOSFET111および1ペアのnチャネル型MOSFET112の合計4つのMOSFETを含むパターンを基本セル113とし、当該基本セル113が、素子配置領域110をX方向に沿って複数配列されている。 In the element arrangement region 110, a plurality of basic cells 113 formed in a predetermined pattern are laid out in a gate array. Here, the basic cell 113 is defined as a basic unit on the layout including a plurality of semiconductor elements. For example, it may be defined as an aggregate of a plurality of elements (MOSFETs) that can constitute a basic logic gate (for example, a NAND gate, a NOR gate, etc.) for constructing a desired logic. In this embodiment, a basic cell 113 may be defined as one composed of one pair of p-channel MOSFET 111 and one pair of n-channel MOSFET 112. One pair of p-channel type MOSFET 111 and one pair of n-channel type MOSFET 112 are each formed in a common layout. A basic cell 113 is a pattern including a total of four MOSFETs, one pair of p-channel MOSFET 111 and one pair of n-channel MOSFET 112, and a plurality of basic cells 113 are arranged in the element arrangement region 110 along the X direction. ing.

次に、主に図10~図15を参照して、各基本セル113の構造について、より具体的に説明する。
半導体基板107は、たとえばシリコン基板等で構成されていてもよく、この実施形態では、p型のシリコン基板で構成されている。
半導体基板107には、互いに隣り合う基本セル113の間、および各基本セル113においてpチャネル型MOSFET111とnチャネル型MOSFET112との間に素子分離部114が形成されている。素子分離部114は、この実施形態では、トレンチ115に埋め込まれた絶縁膜116によって構成されたSTI(Shallow Trench Isolation)構造によって構成されている。むろん、素子分離部114は、STI構造に制限されず、たとえば、LOCOS等のフィールド酸化膜によって構成されていてもよい。
Next, the structure of each basic cell 113 will be described in more detail, mainly with reference to FIGS. 10 to 15.
The semiconductor substrate 107 may be made of, for example, a silicon substrate, and in this embodiment, it is made of a p-type silicon substrate.
Element isolation portions 114 are formed in the semiconductor substrate 107 between adjacent basic cells 113 and between the p-channel MOSFET 111 and the n-channel MOSFET 112 in each basic cell 113. In this embodiment, the element isolation section 114 has an STI (Shallow Trench Isolation) structure formed by an insulating film 116 embedded in a trench 115. Of course, the element isolation section 114 is not limited to the STI structure, and may be formed of a field oxide film such as LOCOS, for example.

素子分離部114によって、素子配置領域110は、pチャネル型MOSFET111が形成される第1領域117と、nチャネル型MOSFET112が形成される第2領域118とに区画されている。
pチャネル型MOSFET111は、n型ウェル119と、本発明の第1拡散層の一例としてのp型拡散層120と、第1ゲート絶縁膜121と、第1ゲート電極122と、本発明の第3拡散層の一例としてのn型拡散層123と、第1コンタクト部124とを含む。
The element isolation region 114 divides the element arrangement region 110 into a first region 117 where a p-channel MOSFET 111 is formed and a second region 118 where an n-channel MOSFET 112 is formed.
The p-channel type MOSFET 111 includes an n-type well 119, a p-type diffusion layer 120 as an example of the first diffusion layer of the present invention, a first gate insulating film 121, a first gate electrode 122, and a third diffusion layer of the present invention. It includes an n-type diffusion layer 123 as an example of a diffusion layer and a first contact part 124.

n型ウェル119は、第1領域117の全体にわたって、半導体基板107の表面部に形成されている。n型ウェル119は、素子分離部114よりも深く形成されており、かつその一部が素子分離部114の下方に配置されている。
p型拡散層120は、n型ウェル119の表面部に形成され、かつ半導体基板107の表面から露出している。p型拡散層120は、p型の半導体基板107よりも高いp型不純物濃度を有している。また、p型拡散層120は、この実施形態では、各基本セル113に3つ配置されている。各p型拡散層120は、X方向における長さがY方向における長さよりも長い長方形状である。たとえば、各p型拡散層120のY方向における長さLは、1.14μm~1.86μmである。
The n-type well 119 is formed on the surface of the semiconductor substrate 107 over the entire first region 117 . The n-type well 119 is formed deeper than the element isolation part 114, and a portion thereof is placed below the element isolation part 114.
The p-type diffusion layer 120 is formed on the surface of the n-type well 119 and is exposed from the surface of the semiconductor substrate 107. The p-type diffusion layer 120 has a higher p-type impurity concentration than the p-type semiconductor substrate 107. Further, in this embodiment, three p-type diffusion layers 120 are arranged in each basic cell 113. Each p-type diffusion layer 120 has a rectangular shape in which the length in the X direction is longer than the length in the Y direction. For example, the length L 1 of each p-type diffusion layer 120 in the Y direction is 1.14 μm to 1.86 μm.

3つのp型拡散層120は、X方向において互いに離れている(図11参照)。また、この実施形態では、3つのp型拡散層120のうち、両側のp型拡散層120で挟まれた中央のp型拡散層120は、両側のp型拡散層120よりも狭い幅を有している。
互いに隣り合うp型拡散層120は、一方がpチャネル型MOSFET111のソースとされ、他方がpチャネル型MOSFET111のドレインとされる。ソース/ドレインのいずれとして機能するかは、各p型拡散層120に接続されるメタル配線(後述する層間絶縁膜135上の配線)のパターンによって決定される。この実施形態では、pチャネル型MOSFET111に関して、両側のp型拡散層120のうち一方(図10の紙面左側)のp型拡散層120は、第1コンタクト部124を介して第1電源配線108(正側の配線)に接続される拡散層であるので、ソース領域と称してもよい。一方、両側のp型拡散層120のうち他方(図10の紙面右側)のp型拡散層120は、ドレイン領域と称してもよい。
The three p-type diffusion layers 120 are separated from each other in the X direction (see FIG. 11). Furthermore, in this embodiment, among the three p-type diffusion layers 120, the central p-type diffusion layer 120 sandwiched between the p-type diffusion layers 120 on both sides has a narrower width than the p-type diffusion layers 120 on both sides. are doing.
One of the p-type diffusion layers 120 adjacent to each other serves as the source of the p-channel MOSFET 111, and the other serves as the drain of the p-channel MOSFET 111. Whether it functions as a source or a drain is determined by the pattern of the metal wiring (wiring on the interlayer insulating film 135 described later) connected to each p-type diffusion layer 120. In this embodiment, regarding the p-channel MOSFET 111, one of the p-type diffusion layers 120 on both sides (on the left side of the paper in FIG. 10) is connected to the first power supply wiring 108 ( Since it is a diffusion layer connected to the positive side wiring), it may also be called a source region. On the other hand, of the p-type diffusion layers 120 on both sides, the other p-type diffusion layer 120 (on the right side of the paper in FIG. 10) may be referred to as a drain region.

第1ゲート絶縁膜121は、互いに離れている1ペアの第1ゲート絶縁膜121を含む。各第1ゲート絶縁膜121は、Y方向に延びる帯状であり、互いに隣り合うp型拡散層120の間から露出するn型ウェル119の部分上に配置されている。第1ゲート絶縁膜121の一部は、図11に示すようにp型拡散層120の周縁部にオーバーラップしている。これにより、第1ゲート絶縁膜121は、互いに隣り合うp型拡散層120の間に跨っている。また、第1ゲート絶縁膜121は、たとえば、酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料からなる。 The first gate insulating layer 121 includes a pair of first gate insulating layers 121 that are spaced apart from each other. Each first gate insulating film 121 has a band shape extending in the Y direction, and is disposed on a portion of the n-type well 119 exposed between adjacent p-type diffusion layers 120. A portion of the first gate insulating film 121 overlaps the peripheral edge of the p-type diffusion layer 120, as shown in FIG. Thereby, the first gate insulating film 121 straddles between the p-type diffusion layers 120 that are adjacent to each other. Further, the first gate insulating film 121 is made of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), for example.

第1ゲート電極122は、互いに離れている1ペアの第1ゲート電極122を含む。各第1ゲート電極122は、第1ゲート絶縁膜121上に配置され、第1ゲート絶縁膜121と同形状に形成されている。つまり、第1ゲート電極122は、Y方向に延びる帯状であり、互いに隣り合うp型拡散層120の間に跨っている。また、第1ゲート電極122は、たとえば、ポリシリコン等の導電材料からなる。 The first gate electrodes 122 include a pair of first gate electrodes 122 that are spaced apart from each other. Each first gate electrode 122 is disposed on the first gate insulating film 121 and is formed in the same shape as the first gate insulating film 121. That is, the first gate electrode 122 has a band shape extending in the Y direction, and straddles between the p-type diffusion layers 120 that are adjacent to each other. Further, the first gate electrode 122 is made of a conductive material such as polysilicon, for example.

n型ウェル119において、第1ゲート絶縁膜121を挟んで第1ゲート電極122に対向する部分は、互いに隣り合うp型拡散層120を電気的に接続するチャネルが形成されるチャネル領域125である。互いに隣り合うp型拡散層120の間に電位差が生じた状態で、第1ゲート電極122に適切な電圧を印加することによって、チャネル領域125にp型チャネルを形成することができる。 In the n-type well 119, a portion facing the first gate electrode 122 with the first gate insulating film 121 in between is a channel region 125 in which a channel is formed to electrically connect the p-type diffusion layers 120 adjacent to each other. . A p-type channel can be formed in the channel region 125 by applying an appropriate voltage to the first gate electrode 122 while a potential difference is generated between the p-type diffusion layers 120 adjacent to each other.

第1ゲート電極122は、さらに、第1ゲートコンタクト部126を含む。第1ゲートコンタクト部126は、図10および図15に示すように、p型拡散層120に対して第1電源配線108側の素子分離部114上に配置されている。第1ゲートコンタクト部126は、チャネル領域125上の第1ゲート電極122の部分よりも幅広に形成されている。より具体的には、第1ゲートコンタクト部126は、X方向において、チャネル領域125上の第1ゲート電極122に対して外側(第1コンタクト部124に近づく側)に突出する形状で形成されている。また、第1ゲートコンタクト部126と素子分離部114との間には、第1ゲート絶縁膜121が介在されている。 The first gate electrode 122 further includes a first gate contact portion 126 . As shown in FIGS. 10 and 15, the first gate contact section 126 is arranged on the element isolation section 114 on the first power supply wiring 108 side with respect to the p-type diffusion layer 120. The first gate contact portion 126 is formed to be wider than the portion of the first gate electrode 122 on the channel region 125 . More specifically, the first gate contact portion 126 is formed in a shape that protrudes outward (towards the first contact portion 124) with respect to the first gate electrode 122 on the channel region 125 in the X direction. There is. Further, a first gate insulating film 121 is interposed between the first gate contact part 126 and the element isolation part 114.

第1コンタクト部124は、p型拡散層120から、第1電源配線108の下方の領域に向かって選択的に延びている。これにより、半導体基板107の厚さ方向において、第1コンタクト部124の先端部150は、第1電源配線108に対向している。他の言い方では、第1コンタクト部124の先端部150は、平面視において、第1電源配線108に重なっている。なお、第1コンタクト部124の先端部150は、平面視において、第1電源配線108に重なっていなくてもよい。第1コンタクト部124の先端部150を第1電源配線108に重ねるか否かは、たとえば、ラインアンドスペース(L/S)等のデザインルールに基づいて、適宜定めることができる。 The first contact portion 124 selectively extends from the p-type diffusion layer 120 toward a region below the first power supply wiring 108 . As a result, the tip portion 150 of the first contact portion 124 faces the first power supply wiring 108 in the thickness direction of the semiconductor substrate 107 . In other words, the tip portion 150 of the first contact portion 124 overlaps the first power supply wiring 108 in plan view. Note that the tip portion 150 of the first contact portion 124 does not need to overlap the first power supply wiring 108 in plan view. Whether or not the tip portion 150 of the first contact portion 124 overlaps the first power supply wiring 108 can be appropriately determined based on design rules such as line and space (L/S), for example.

この実施形態では、第1コンタクト部124は、X方向における1ペアの第1ゲート電極122の両側(外側)のp型拡散層120(両側のp型拡散層120)から選択的に延びている。一方で、1ペアの第1ゲート電極122の間のp型拡散層120には、第1コンタクト部124よりもY方向における長さが短い第1延出部152が接続されている。たとえば、第1コンタクト部124のY方向における長さL(図13参照)に対する、第1延出部152のY方向における長さL(図14参照)の比(L/L)は、0.50~0.52であってもよい。具体的な大きさとしては、長さLは、たとえば、0.71μm~0.73μmであってもよいし、長さLは、たとえば、0.35μm~0.38μmであってもよい。 In this embodiment, the first contact portions 124 selectively extend from the p-type diffusion layers 120 (p-type diffusion layers 120 on both sides) on both sides (outside) of one pair of first gate electrodes 122 in the X direction. . On the other hand, a first extension portion 152 having a shorter length in the Y direction than the first contact portion 124 is connected to the p-type diffusion layer 120 between one pair of first gate electrodes 122 . For example, the ratio (L 4 /L 3 ) of the length L 4 (see FIG. 14) of the first extension portion 152 in the Y direction to the length L 3 (see FIG. 13) of the first contact portion 124 in the Y direction. may be 0.50 to 0.52. As a specific size, the length L 3 may be, for example, 0.71 μm to 0.73 μm, and the length L 4 may be, for example, 0.35 μm to 0.38 μm. .

第1コンタクト部124は、p型拡散層120と一体的なp型の拡散層であり、p型拡散層120と同じイオン注入工程によって作製することができる。また、第1コンタクト部124のp型不純物濃度は、p型拡散層120のp型不純物濃度と同じであってもよい。
また、第1コンタクト部124は、図10に示すように、各p型拡散層120よりも幅狭であってもよく、たとえば、平面視において、第1ゲート電極122にオーバーラップしないような幅で形成されていてもよい。
The first contact portion 124 is a p-type diffusion layer integrated with the p-type diffusion layer 120, and can be manufactured by the same ion implantation process as the p-type diffusion layer 120. Further, the p-type impurity concentration of the first contact portion 124 may be the same as the p-type impurity concentration of the p-type diffusion layer 120.
Further, as shown in FIG. 10, the first contact portion 124 may be narrower than each p-type diffusion layer 120, for example, the first contact portion 124 may have a width that does not overlap the first gate electrode 122 in a plan view. It may be formed of.

なお、この実施形態では、第1ゲート電極122の両側(外側)のp型拡散層120から延びる拡散層を、p型拡散層120に対するコンタクトのための第1コンタクト部124と称しているが、全ての第1コンタクト部124がp型拡散層120に対するコンタクトに使用されなくてもよい。つまり、第1コンタクト部124は、第1電源配線108からp型拡散層120への電源供給のための配線を基本セル113内に引き回す必要なく、コンタクトとして使用可能な部分と定義できる。 Note that in this embodiment, the diffusion layers extending from the p-type diffusion layer 120 on both sides (outside) of the first gate electrode 122 are referred to as the first contact portions 124 for contacting the p-type diffusion layer 120. Not all the first contact portions 124 may be used for contacting the p-type diffusion layer 120. In other words, the first contact portion 124 can be defined as a portion that can be used as a contact without the need to route a wiring for power supply from the first power supply wiring 108 to the p-type diffusion layer 120 inside the basic cell 113.

n型拡散層123は、pチャネル型MOSFET111において、基板電位をとるためのバックゲート用の拡散層であり、n型ウェル119よりも高いn型不純物濃度を有している。
n型拡散層123は、図9、図10および図14に示すように、第1電源配線108の下方のn型ウェル119の表面部に形成され、かつX方向に沿って点在している。つまり、複数のn型拡散層123が、第1電源配線108に沿って間隔を空けて規則的に配列されている。
The n-type diffusion layer 123 is a back gate diffusion layer for obtaining a substrate potential in the p-channel MOSFET 111, and has a higher n-type impurity concentration than the n-type well 119.
As shown in FIGS. 9, 10, and 14, the n-type diffusion layer 123 is formed on the surface of the n-type well 119 below the first power supply wiring 108, and is scattered along the X direction. . That is, the plurality of n-type diffusion layers 123 are regularly arranged at intervals along the first power supply wiring 108.

この実施形態では、第1電源配線108の下方の領域は、一対の第1コンタクト部124の延出方向に沿う一対の第1仮想線153に重なる一対の第1領域154と、一対の第1領域154に挟まれた第2領域155とを含んでいる。そして、n型拡散層123は、第2領域155に一対の第1コンタクト部124から離れて配置されている。
また、n型拡散層123は、Y方向において、中央のp型拡散層120に対向する位置に形成されている。これにより、n型拡散層123は、Y方向において、素子分離部114を挟んで第1延出部152に隣り合っている(図14参照)。n型拡散層123と第1延出部152とのY方向における距離は、ラインアンドスペース(L/S)等のデザインルールに基づいて、適宜定めることができるが、たとえば、0.27μm~0.29μmであってもよい。
In this embodiment, a region below the first power supply wiring 108 includes a pair of first regions 154 overlapping a pair of first virtual lines 153 along the extending direction of the pair of first contact portions 124 and a pair of first A second region 155 sandwiched between regions 154 is included. The n-type diffusion layer 123 is placed in the second region 155 away from the pair of first contact portions 124 .
Further, the n-type diffusion layer 123 is formed at a position facing the central p-type diffusion layer 120 in the Y direction. Thereby, the n-type diffusion layer 123 is adjacent to the first extension part 152 with the element isolation part 114 in between in the Y direction (see FIG. 14). The distance in the Y direction between the n-type diffusion layer 123 and the first extension part 152 can be determined as appropriate based on design rules such as line and space (L/S), and is, for example, 0.27 μm to 0. .29 μm may be sufficient.

なお、各基本セル113において、第1電源配線108の下方領域であって、かつY方向においてp型拡散層120に対向する領域は、n型拡散層123が形成されていない領域となっている。つまり、第1電源配線108の下方領域においてn型拡散層123が形成されていない領域は、第1コンタクト部124の先端部150を除いて、素子分離部114で構成されている。 Note that in each basic cell 113, a region below the first power supply wiring 108 and facing the p-type diffusion layer 120 in the Y direction is a region in which the n-type diffusion layer 123 is not formed. . That is, the region below the first power supply wiring 108 where the n-type diffusion layer 123 is not formed is constituted by the element isolation section 114, except for the tip section 150 of the first contact section 124.

nチャネル型MOSFET112の基本ゲートパターンは、図10に示すように、pチャネル型MOSFET111とnチャネル型MOSFET112との間をX方向に沿って延びる素子分離部114上の軸Aを対称軸として、pチャネル型MOSFET111の基本ゲートパターンと線対称である。
より具体的には、nチャネル型MOSFET112は、本発明の第2拡散層の一例としてのn型拡散層127と、第2ゲート絶縁膜128と、第2ゲート電極129と、本発明の第4拡散層の一例としてのp型拡散層130と、第2コンタクト部131とを含む。
As shown in FIG. 10, the basic gate pattern of the n-channel MOSFET 112 is p-shaped with an axis A on the element isolation section 114 extending along the X direction between the p-channel MOSFET 111 and the n-channel MOSFET 112 as the axis of symmetry. It is line symmetrical with the basic gate pattern of the channel type MOSFET 111.
More specifically, the n-channel MOSFET 112 includes an n-type diffusion layer 127 as an example of the second diffusion layer of the present invention, a second gate insulating film 128, a second gate electrode 129, and a fourth gate electrode 129 of the present invention. It includes a p-type diffusion layer 130 as an example of a diffusion layer and a second contact portion 131.

n型拡散層127は、半導体基板107の表面部に形成され、かつ半導体基板107の表面から露出している。n型拡散層127は、p型の半導体基板107よりも高いn型不純物濃度を有している。また、n型拡散層127は、この実施形態では、各基本セル113に3つ配置されている。各n型拡散層127は、X方向における長さがY方向における長さよりも長い長方形状である。 The n-type diffusion layer 127 is formed on the surface of the semiconductor substrate 107 and is exposed from the surface of the semiconductor substrate 107. The n-type diffusion layer 127 has a higher n-type impurity concentration than the p-type semiconductor substrate 107. Further, in this embodiment, three n-type diffusion layers 127 are arranged in each basic cell 113. Each n-type diffusion layer 127 has a rectangular shape in which the length in the X direction is longer than the length in the Y direction.

たとえば、各n型拡散層127のY方向における長さLは、0.52μm~1.24μmである。また、p型拡散層120のY方向における長さLに対する、n型拡散層127のY方向における長さLの比(L/L)は、たとえば、0.45~0.70であり、長さLは長さLよりも長くなっている。つまり、ホール(正孔)の移動度が電子の移動度よりも小さいため、長さLを相対的に長くしてpチャネル型MOSFET111をnチャネル型MOSFET112よりも大きく形成している。これにより、pチャネル型MOSFET111およびnチャネル型MOSFET112の電流駆動能力をほぼ同じにすることができる。 For example, the length L 2 of each n-type diffusion layer 127 in the Y direction is 0.52 μm to 1.24 μm. Further, the ratio (L 2 /L 1 ) of the length L 2 of the n-type diffusion layer 127 in the Y direction to the length L 1 of the p-type diffusion layer 120 in the Y direction is, for example, 0.45 to 0.70. , and the length L1 is longer than the length L2 . In other words, since the mobility of holes is smaller than the mobility of electrons, the length L1 is made relatively longer to make the p-channel MOSFET 111 larger than the n-channel MOSFET 112. Thereby, the current driving capabilities of the p-channel type MOSFET 111 and the n-channel type MOSFET 112 can be made almost the same.

3つのn型拡散層127は、X方向において互いに離れている(図12参照)。また、この実施形態では、3つのn型拡散層127のうち、両側のn型拡散層127で挟まれた中央のn型拡散層127は、両側のn型拡散層127よりも狭い幅を有している。
互いに隣り合うn型拡散層127は、一方がnチャネル型MOSFET112のソースとされ、他方がnチャネル型MOSFET112のドレインとされる。ソース/ドレインのいずれとして機能するかは、各n型拡散層127に接続されるメタル配線(後述する層間絶縁膜135上の配線)のパターンによって決定される。この実施形態では、nチャネル型MOSFET112に関して、両側のn型拡散層127のうち一方(図10の紙面左側)のn型拡散層127は、第2コンタクト部131を介して第2電源配線109(負側の配線)に接続される拡散層であるので、ソース領域と称してもよい。一方、両側のp型拡散層120のうち他方(図10の紙面右側)のn型拡散層127は、ドレイン領域と称してもよい。
The three n-type diffusion layers 127 are separated from each other in the X direction (see FIG. 12). Furthermore, in this embodiment, among the three n-type diffused layers 127, the central n-type diffused layer 127 sandwiched between the n-type diffused layers 127 on both sides has a narrower width than the n-type diffused layers 127 on both sides. are doing.
One of the n-type diffusion layers 127 adjacent to each other serves as the source of the n-channel MOSFET 112, and the other serves as the drain of the n-channel MOSFET 112. Whether it functions as a source or a drain is determined by the pattern of the metal wiring (wiring on the interlayer insulating film 135 described later) connected to each n-type diffusion layer 127. In this embodiment, with respect to the n-channel MOSFET 112, one of the n-type diffusion layers 127 on both sides (on the left side of the paper in FIG. 10) is connected to the second power supply wiring 109 ( Since it is a diffusion layer connected to the negative side wiring), it may also be called a source region. On the other hand, of the p-type diffusion layers 120 on both sides, the n-type diffusion layer 127 on the other side (on the right side of the paper in FIG. 10) may be referred to as a drain region.

第2ゲート絶縁膜128は、互いに離れている1ペアの第2ゲート絶縁膜128を含む。各第2ゲート絶縁膜128は、Y方向に延びる帯状であり、半導体基板107上に配置されている。第2ゲート絶縁膜128の一部は、図12に示すようにn型拡散層127の周縁部にオーバーラップしている。これにより、第2ゲート絶縁膜128は、互いに隣り合うn型拡散層127の間に跨っている。また、第2ゲート絶縁膜128は、たとえば、酸化シリコン(SiO)や窒化シリコン(SiN)等の絶縁材料からなる。 The second gate insulating layer 128 includes a pair of second gate insulating layers 128 that are spaced apart from each other. Each second gate insulating film 128 has a band shape extending in the Y direction, and is disposed on the semiconductor substrate 107. A portion of the second gate insulating film 128 overlaps the peripheral edge of the n-type diffusion layer 127, as shown in FIG. Thereby, the second gate insulating film 128 straddles between the n-type diffusion layers 127 adjacent to each other. Further, the second gate insulating film 128 is made of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN), for example.

第2ゲート電極129は、互いに離れている1ペアの第2ゲート電極129を含む。各第2ゲート電極129は、第2ゲート絶縁膜128上に配置され、第2ゲート絶縁膜128と同形状に形成されている。つまり、第2ゲート電極129は、Y方向に延びる帯状であり、互いに隣り合うn型拡散層127の間に跨っている。また、第2ゲート電極129は、たとえば、ポリシリコン等の導電材料からなる。 The second gate electrodes 129 include a pair of second gate electrodes 129 that are spaced apart from each other. Each second gate electrode 129 is disposed on the second gate insulating film 128 and is formed in the same shape as the second gate insulating film 128. That is, the second gate electrode 129 has a band shape extending in the Y direction, and straddles between the n-type diffusion layers 127 that are adjacent to each other. Further, the second gate electrode 129 is made of a conductive material such as polysilicon, for example.

半導体基板107において、第2ゲート絶縁膜128を挟んで第2ゲート電極129に対向する部分は、互いに隣り合うn型拡散層127を電気的に接続するチャネルが形成されるチャネル領域132である。互いに隣り合うn型拡散層127の間に電位差が生じた状態で、第2ゲート電極129に適切な電圧を印加することによって、チャネル領域132にn型チャネルを形成することができる。 In the semiconductor substrate 107, a portion facing the second gate electrode 129 with the second gate insulating film 128 in between is a channel region 132 in which a channel is formed to electrically connect the n-type diffusion layers 127 adjacent to each other. An n-type channel can be formed in the channel region 132 by applying an appropriate voltage to the second gate electrode 129 while a potential difference is generated between the n-type diffusion layers 127 adjacent to each other.

第2ゲート電極129は、さらに、第2ゲートコンタクト部133を含む。第2ゲートコンタクト部133は、図10および図15に示すように、n型拡散層127に対して第2電源配線109側の素子分離部114上に配置されている。第2ゲートコンタクト部133は、チャネル領域132上の第2ゲート電極129の部分よりも幅広に形成されている。より具体的には、第2ゲートコンタクト部133は、X方向において、チャネル領域132上の第2ゲート電極129に対して外側(第2コンタクト部131に近づく側)に突出する形状で形成されている。また、第2ゲートコンタクト部133と素子分離部114との間には、第2ゲート絶縁膜128が介在されている。 The second gate electrode 129 further includes a second gate contact portion 133. As shown in FIGS. 10 and 15, the second gate contact section 133 is arranged on the element isolation section 114 on the second power supply wiring 109 side with respect to the n-type diffusion layer 127. The second gate contact portion 133 is formed wider than the portion of the second gate electrode 129 on the channel region 132 . More specifically, the second gate contact portion 133 is formed in a shape that protrudes outward (towards the second contact portion 131) with respect to the second gate electrode 129 on the channel region 132 in the X direction. There is. Further, a second gate insulating film 128 is interposed between the second gate contact part 133 and the element isolation part 114.

また、この実施形態では、第1ゲート電極122の第2電源配線109側の端部と、第2ゲート電極129の第1電源配線108側の端部とが一体的に接続されており、共通のゲートコンタクト部134が形成されている。ゲートコンタクト部134は、第1ゲートコンタクト部126および第2ゲートコンタクト部133よりも幅広に形成されている。
より具体的には、ゲートコンタクト部134は、X方向において、第1ゲート電極122および第2ゲート電極129に対して両側に突出する形状で形成されている。第1ゲート電極122および第2ゲート電極129に対して内側に突出するゲートコンタクト部134の部分の突出量が、その反対側(第1コンタクト部124および第2コンタクト部131に近づく側)に突出するゲートコンタクト部134の突出量よりも小さくなっている。
Furthermore, in this embodiment, the end of the first gate electrode 122 on the second power supply wiring 109 side and the end of the second gate electrode 129 on the first power supply wiring 108 side are integrally connected, and a common A gate contact portion 134 is formed. The gate contact portion 134 is formed wider than the first gate contact portion 126 and the second gate contact portion 133.
More specifically, the gate contact portion 134 is formed in a shape that protrudes on both sides with respect to the first gate electrode 122 and the second gate electrode 129 in the X direction. The amount of protrusion of the portion of the gate contact portion 134 that protrudes inward with respect to the first gate electrode 122 and the second gate electrode 129 is such that the portion of the gate contact portion 134 protrudes toward the opposite side (the side approaching the first contact portion 124 and the second contact portion 131). The amount of protrusion of the gate contact portion 134 is smaller than that of the gate contact portion 134.

第2コンタクト部131は、n型拡散層127から、第2電源配線109の下方の領域に向かって選択的に延びている。これにより、半導体基板107の厚さ方向において、第2コンタクト部131の先端部151は、第2電源配線109に対向している。他の言い方では、第2コンタクト部131の先端部151は、平面視において、第2電源配線109に重なっている。なお、第2コンタクト部131の先端部151は、平面視において、第2電源配線109に重なっていなくてもよい。第2コンタクト部131の先端部151を第2電源配線109に重ねるか否かは、たとえば、ラインアンドスペース(L/S)等のデザインルールに基づいて、適宜定めることができる。 The second contact portion 131 selectively extends from the n-type diffusion layer 127 toward a region below the second power supply wiring 109 . As a result, the tip portion 151 of the second contact portion 131 faces the second power supply wiring 109 in the thickness direction of the semiconductor substrate 107 . In other words, the tip portion 151 of the second contact portion 131 overlaps the second power supply wiring 109 in plan view. Note that the tip portion 151 of the second contact portion 131 does not need to overlap the second power supply wiring 109 in plan view. Whether or not the tip portion 151 of the second contact portion 131 overlaps the second power supply wiring 109 can be determined as appropriate based on design rules such as line and space (L/S), for example.

この実施形態では、第2コンタクト部131は、X方向における1ペアの第2ゲート電極129の両側(外側)のn型拡散層127(両側のn型拡散層127)から選択的に延びている。一方で、1ペアの第2ゲート電極129の間のn型拡散層127には、第2コンタクト部131よりもY方向における長さが短い第2延出部156が接続されている。たとえば、第2コンタクト部131のY方向における長さL(図13参照)に対する、第2延出部156のY方向における長さL(図14参照)の比(L/L)は、0.50~0.52であってもよい。具体的な大きさとしては、長さLは、たとえば、0.71μm~0.73μmであってもよいし、長さLは、たとえば、0.36μm~0.38μmであってもよい。 In this embodiment, the second contact portion 131 selectively extends from the n-type diffusion layers 127 on both sides (outside) of one pair of second gate electrodes 129 in the X direction (the n-type diffusion layers 127 on both sides). . On the other hand, a second extension portion 156 having a shorter length in the Y direction than the second contact portion 131 is connected to the n-type diffusion layer 127 between one pair of second gate electrodes 129 . For example, the ratio (L 6 /L 5 ) of the length L 6 (see FIG. 14) of the second extension portion 156 in the Y direction to the length L 5 (see FIG. 13 ) of the second contact portion 131 in the Y direction. may be 0.50 to 0.52. As a specific size, the length L 5 may be, for example, 0.71 μm to 0.73 μm, and the length L 6 may be, for example, 0.36 μm to 0.38 μm. .

第2コンタクト部131は、n型拡散層127と一体的なn型の拡散層であり、n型拡散層127と同じイオン注入工程によって作製することができる。また、第2コンタクト部131のn型不純物濃度は、n型拡散層127のn型不純物濃度と同じであってもよい。
また、第2コンタクト部131は、図10に示すように、n型拡散層127よりも幅狭であってもよく、たとえば、平面視において、第2ゲート電極129にオーバーラップしないような幅で形成されていてもよい。
The second contact portion 131 is an n-type diffusion layer integrated with the n-type diffusion layer 127, and can be manufactured by the same ion implantation process as the n-type diffusion layer 127. Further, the n-type impurity concentration of the second contact portion 131 may be the same as the n-type impurity concentration of the n-type diffusion layer 127.
Further, as shown in FIG. 10, the second contact portion 131 may be narrower than the n-type diffusion layer 127, for example, the second contact portion 131 may have a width that does not overlap the second gate electrode 129 in a plan view. may be formed.

なお、この実施形態では、第2ゲート電極129の両側(外側)のn型拡散層127から延びる拡散層を、n型拡散層127に対するコンタクトのための第2コンタクト部131と称しているが、全ての第2コンタクト部131がn型拡散層127に対するコンタクトに使用されなくてもよい。つまり、第2コンタクト部131は、第2電源配線109からn型拡散層127への電源供給のための配線を基本セル113内に引き回す必要なく、コンタクトとして使用可能な部分と定義できる。 Note that in this embodiment, the diffusion layers extending from the n-type diffusion layer 127 on both sides (outside) of the second gate electrode 129 are referred to as second contact portions 131 for contacting the n-type diffusion layer 127. Not all of the second contact portions 131 may be used for contacting the n-type diffusion layer 127. In other words, the second contact portion 131 can be defined as a portion that can be used as a contact without the need to route a wiring for power supply from the second power supply wiring 109 to the n-type diffusion layer 127 inside the basic cell 113.

p型拡散層130は、nチャネル型MOSFET112において、基板電位をとるためのバックゲート用の拡散層であり、p型の半導体基板107よりも高いp型不純物濃度を有している。
p型拡散層130は、図9、図10および図14に示すように、第2電源配線109の下方の半導体基板107の表面部に形成され、かつX方向に沿って点在している。つまり、複数のp型拡散層130が、第2電源配線109に沿って間隔を空けて規則的に配列されている。
The p-type diffusion layer 130 is a back-gate diffusion layer for obtaining a substrate potential in the n-channel MOSFET 112, and has a higher p-type impurity concentration than the p-type semiconductor substrate 107.
As shown in FIGS. 9, 10, and 14, the p-type diffusion layer 130 is formed on the surface portion of the semiconductor substrate 107 below the second power supply wiring 109, and is scattered along the X direction. That is, the plurality of p-type diffusion layers 130 are regularly arranged at intervals along the second power supply wiring 109.

この実施形態では、第2電源配線109の下方の領域は、一対の第2コンタクト部131の延出方向に沿う一対の第2仮想線157に重なる一対の第3領域158と、一対の第3領域158に挟まれた第4領域159とを含んでいる。そして、p型拡散層130は、第4領域159に一対の第2コンタクト部131から離れて配置されている。
また、p型拡散層130は、Y方向において、中央のn型拡散層127に対向する位置に形成されている。これにより、p型拡散層130は、Y方向において、素子分離部114を挟んで第2延出部156に隣り合っている(図14参照)。p型拡散層130と第2延出部156とのY方向における距離は、ラインアンドスペース(L/S)等のデザインルールに基づいて、適宜定めることができるが、たとえば、0.27μm~0.29μmであってもよい。
In this embodiment, a region below the second power supply wiring 109 includes a pair of third regions 158 overlapping a pair of second virtual lines 157 along the extending direction of the pair of second contact portions 131; A fourth region 159 sandwiched between regions 158 is included. The p-type diffusion layer 130 is arranged in the fourth region 159 away from the pair of second contact parts 131.
Further, the p-type diffusion layer 130 is formed at a position facing the central n-type diffusion layer 127 in the Y direction. Thereby, the p-type diffusion layer 130 is adjacent to the second extension part 156 with the element isolation part 114 in between in the Y direction (see FIG. 14). The distance in the Y direction between the p-type diffusion layer 130 and the second extension part 156 can be determined as appropriate based on design rules such as line and space (L/S), and is, for example, 0.27 μm to 0. .29 μm may be sufficient.

なお、各基本セル113において、第2電源配線109の下方領域であって、かつY方向においてn型拡散層127に対向する領域は、p型拡散層130が形成されていない領域となっている。つまり、第2電源配線109の下方領域においてp型拡散層130が形成されていない領域は、第2コンタクト部131の先端部151を除いて、素子分離部114で構成されている。 In each basic cell 113, a region below the second power supply wiring 109 and facing the n-type diffusion layer 127 in the Y direction is a region in which the p-type diffusion layer 130 is not formed. . That is, the region below the second power supply wiring 109 where the p-type diffusion layer 130 is not formed is constituted by the element isolation section 114, except for the tip end 151 of the second contact section 131.

半導体基板107上には、第1ゲート電極122および第2ゲート電極129を覆うように、層間絶縁膜135が積層されている。層間絶縁膜135は、たとえば、酸化シリコン(SiO)等の絶縁材料からなる。
層間絶縁膜135上には、配線パターン136が形成されている。配線パターン136は、たとえば、アルミニウム等のメタル配線で構成されている。配線パターン136は、第1電源配線108および第2電源配線109の他、第1ゲート電極122、第2ゲート電極129、p型拡散層120、n型拡散層127等に接続される回路配線137を含んでいてもよい。
An interlayer insulating film 135 is stacked on the semiconductor substrate 107 so as to cover the first gate electrode 122 and the second gate electrode 129. The interlayer insulating film 135 is made of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ), for example.
A wiring pattern 136 is formed on the interlayer insulating film 135. The wiring pattern 136 is made of, for example, metal wiring made of aluminum or the like. The wiring pattern 136 includes, in addition to the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109, a circuit wiring 137 connected to the first gate electrode 122, the second gate electrode 129, the p-type diffusion layer 120, the n-type diffusion layer 127, etc. May contain.

回路配線137のパターンは、設計されたデジタル回路に応じて適宜変更されるものである。この実施形態では、図10に示すように、第1コンタクト部124、第1延出部152、第2コンタクト部131、第2延出部156およびゲートコンタクト部134に回路配線137が接続された態様のみを例示している。
また、層間絶縁膜135には、第1コンタクトホール160、第2コンタクトホール161、第3コンタクトホール162、第4コンタクトホール163、第5コンタクトホール164、第6コンタクトホール165、第7コンタクトホール166、第8コンタクトホール167および第9コンタクトホール168が形成されている。
The pattern of the circuit wiring 137 is changed as appropriate depending on the designed digital circuit. In this embodiment, as shown in FIG. 10, a circuit wiring 137 is connected to the first contact section 124, the first extension section 152, the second contact section 131, the second extension section 156, and the gate contact section 134. Only aspects are illustrated.
Further, in the interlayer insulating film 135, a first contact hole 160, a second contact hole 161, a third contact hole 162, a fourth contact hole 163, a fifth contact hole 164, a sixth contact hole 165, and a seventh contact hole 166 are provided. , an eighth contact hole 167, and a ninth contact hole 168 are formed.

図10および図13に示すように、一対の第1コンタクト部124のうち一方(図10の紙面左側)の第1コンタクト部124は、第1コンタクトホール160に埋め込まれたビア138(たとえば、タングステン(W))を介して、第1電源配線108から分岐した第1分岐配線148に電気的に接続されている。第1分岐配線148は、第1電源配線108から垂直に分岐し、第1コンタクト部124に対して平行に延びている。この実施形態では、第1分岐配線148の下方には、1つの第1コンタクトホール160が形成されている。なお、第1コンタクトホール160は、複数形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 10 and 13, one of the pair of first contact portions 124 (on the left side of the paper in FIG. 10) has a via 138 (for example, a tungsten (W)) is electrically connected to a first branch wiring 148 branched from the first power supply wiring 108. The first branch wiring 148 branches perpendicularly from the first power supply wiring 108 and extends parallel to the first contact portion 124 . In this embodiment, one first contact hole 160 is formed below the first branch wiring 148. Note that a plurality of first contact holes 160 may be formed.

図10に示すように、一対の第1コンタクト部124のうち他方(図10の紙面右側)の第1コンタクト部124は、第2コンタクトホール161に埋め込まれたビア139(たとえば、タングステン(W))を介して、第1電源配線108から分離された第1配線171に電気的に接続されている。第1配線171は、素子配置領域110内を引き回され、たとえば、図示しない位置で、他の基本セル113のp型拡散層120等に接続されていてもよい。 As shown in FIG. 10, the other first contact portion 124 (on the right side of the paper in FIG. 10) of the pair of first contact portions 124 has a via 139 (for example, tungsten (W) ) is electrically connected to a first wiring 171 separated from the first power wiring 108 . The first wiring 171 is routed within the element arrangement region 110 and may be connected to the p-type diffusion layer 120 of another basic cell 113, for example, at a position not shown.

図10および図14に示すように、第1延出部152は、第3コンタクトホール162に埋め込まれたビア140(たとえば、タングステン(W))を介して、第1電源配線108から分岐した第2分岐配線149に電気的に接続されている。第2分岐配線149は、第1電源配線108から垂直に分岐し、第1延出部152に対して平行に延びている。この実施形態では、第2分岐配線149の下方には、1つの第3コンタクトホール162が形成されている。なお、第3コンタクトホール162は、複数形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 10 and 14, the first extending portion 152 is connected to a first extending portion 152 branched from the first power supply wiring 108 via a via 140 (for example, tungsten (W)) embedded in a third contact hole 162. It is electrically connected to two branch wiring 149. The second branch wiring 149 branches perpendicularly from the first power supply wiring 108 and extends parallel to the first extension 152 . In this embodiment, one third contact hole 162 is formed below the second branch wiring 149. Note that a plurality of third contact holes 162 may be formed.

図10および図14に示すように、pチャネル型MOSFET111のn型拡散層123は、第4コンタクトホール163に埋め込まれたビア141(たとえば、タングステン(W))を介して、第1電源配線108に電気的に接続されている。これにより、中央のp型拡散層120は、第1延出部152、第2分岐配線149および第1電源配線108を介して、n型拡散層123に電気的に接続されている。 As shown in FIGS. 10 and 14, the n-type diffusion layer 123 of the p-channel MOSFET 111 is connected to the first power supply wiring 108 via a via 141 (for example, tungsten (W)) embedded in the fourth contact hole 163. electrically connected to. Thereby, the central p-type diffusion layer 120 is electrically connected to the n-type diffusion layer 123 via the first extension portion 152, the second branch wiring 149, and the first power supply wiring 108.

図10および図13に示すように、一対の第2コンタクト部131のうち一方(図10の紙面左側)の第2コンタクト部131は、第5コンタクトホール164に埋め込まれたビア142(たとえば、タングステン(W))を介して、第2電源配線109から分岐した第3分岐配線169に電気的に接続されている。第3分岐配線169は、第2電源配線109から垂直に分岐し、第2コンタクト部131に対して平行に延びている。この実施形態では、第3分岐配線169の下方には、1つの第5コンタクトホール164が形成されている。なお、第5コンタクトホール164は、複数形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 10 and 13, one of the pair of second contact parts 131 (on the left side of the paper in FIG. 10) has a via 142 (for example, a tungsten (W)) is electrically connected to a third branch wiring 169 branched from the second power supply wiring 109. The third branch wiring 169 branches perpendicularly from the second power supply wiring 109 and extends parallel to the second contact portion 131. In this embodiment, one fifth contact hole 164 is formed below the third branch wiring 169. Note that a plurality of fifth contact holes 164 may be formed.

図10に示すように、一対の第2コンタクト部131のうち他方(図10の紙面右側)の第2コンタクト部131は、第6コンタクトホール165に埋め込まれたビア143(たとえば、タングステン(W))を介して、第2電源配線109から分離された第2配線172に電気的に接続されている。第2配線172は、素子配置領域110内を引き回され、たとえば、図示しない位置で、他の基本セル113のn型拡散層127等に接続されていてもよい。 As shown in FIG. 10, the other of the pair of second contact portions 131 (on the right side of the paper in FIG. 10) has a via 143 (for example, tungsten (W) ) is electrically connected to a second wiring 172 separated from the second power supply wiring 109. The second wiring 172 is routed within the element arrangement region 110 and may be connected to the n-type diffusion layer 127 of another basic cell 113, for example, at a position not shown.

図10および図14に示すように、第2延出部156は、第7コンタクトホール166に埋め込まれたビア144(たとえば、タングステン(W))を介して、第2電源配線109から分岐した第4分岐配線170に電気的に接続されている。第4分岐配線170は、第2電源配線109から垂直に分岐し、第2延出部156に対して平行に延びている。この実施形態では、第4分岐配線170の下方には、1つの第7コンタクトホール166が形成されている。なお、第7コンタクトホール166は、複数形成されていてもよい。 As shown in FIGS. 10 and 14, the second extending portion 156 is connected to a second power supply line branched from the second power supply wiring 109 via a via 144 (for example, tungsten (W)) embedded in the seventh contact hole 166. It is electrically connected to the four-branch wiring 170. The fourth branch wiring 170 branches perpendicularly from the second power supply wiring 109 and extends parallel to the second extension 156. In this embodiment, one seventh contact hole 166 is formed below the fourth branch wiring 170. Note that a plurality of seventh contact holes 166 may be formed.

図10および図14に示すように、nチャネル型MOSFET112のp型拡散層130は、第8コンタクトホール167に埋め込まれたビア145(たとえば、タングステン(W))を介して、第2電源配線109に電気的に接続されている。これにより、中央のn型拡散層127は、第2延出部156、第4分岐配線170および第2電源配線109を介して、p型拡散層130に電気的に接続されている。 As shown in FIGS. 10 and 14, the p-type diffusion layer 130 of the n-channel MOSFET 112 is connected to the second power supply wiring 109 via a via 145 (for example, tungsten (W)) embedded in the eighth contact hole 167. electrically connected to. Thereby, the central n-type diffusion layer 127 is electrically connected to the p-type diffusion layer 130 via the second extension 156, the fourth branch wiring 170, and the second power supply wiring 109.

図10および図15に示すように、ゲートコンタクト部134は、第9コンタクトホール168に埋め込まれたビア146(たとえば、タングステン(W))を介して、回路配線137に電気的に接続されている。この回路配線137は、たとえば、第1電源配線108や第2電源配線109よりも上層の配線層に、さらにビア(図示せず)を用いて引き上げられ、当該配線層内で引き回されていてもよい。 As shown in FIGS. 10 and 15, the gate contact portion 134 is electrically connected to the circuit wiring 137 via a via 146 (for example, tungsten (W)) embedded in the ninth contact hole 168. . The circuit wiring 137 is, for example, pulled up to a wiring layer above the first power wiring 108 and the second power wiring 109 using vias (not shown), and routed within the wiring layer. Good too.

以上、この半導体集積回路装置1によれば、pチャネル型MOSFET111およびnチャネル型MOSFET112の素子配置領域110(第1領域117および第2領域118)が、第1電源配線108と第2電源配線109との間の領域に配置されている。そのため、第1電源配線108および第2電源配線109が基本セル113内に配置されていない。 As described above, according to this semiconductor integrated circuit device 1, the element arrangement region 110 (first region 117 and second region 118) of the p-channel type MOSFET 111 and the n-channel type MOSFET 112 is located between the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109. It is located in the area between. Therefore, the first power supply wiring 108 and the second power supply wiring 109 are not arranged within the basic cell 113.

これにより、基本セル113内のスペースを、他の配線(たとえば、図10の回路配線137)レイアウトに使用することができるので、基本セル113内の配線性を向上させることができる。その結果、配線レイアウト用のスペースに余裕ができるので、Y方向におけるpチャネル型MOSFET111およびnチャネル型MOSFET112を含む基本セル113の長さを短くすることができる。たとえば、p型拡散層120およびn型拡散層127のY方向における長さLおよびLを、それぞれ、1.14μm~1.86μmおよび0.52μm~1.24μmにすることができる。 Thereby, the space within the basic cell 113 can be used for layout of other wiring (for example, the circuit wiring 137 in FIG. 10), so that the wiring performance within the basic cell 113 can be improved. As a result, there is more space for wiring layout, so the length of the basic cell 113 including the p-channel MOSFET 111 and the n-channel MOSFET 112 in the Y direction can be shortened. For example, the lengths L 1 and L 2 in the Y direction of the p-type diffusion layer 120 and the n-type diffusion layer 127 can be set to 1.14 μm to 1.86 μm and 0.52 μm to 1.24 μm, respectively.

また、図10および図13に示すように、第1電源配線108の下方の領域を、p型拡散層120への電源供給のための第1コンタクト部124として有効利用することができる。これにより、p型拡散層120への電源供給のための配線(第1分岐配線148)を基本セル113内(第1領域117内)に長く引き回す必要がなく、第1電源配線108から少し分岐させるだけで済むので、基本セル113内の配線性を向上させることができる。 Furthermore, as shown in FIGS. 10 and 13, the region below the first power supply wiring 108 can be effectively used as a first contact portion 124 for supplying power to the p-type diffusion layer 120. As a result, there is no need to route the wiring for power supply to the p-type diffusion layer 120 (first branch wiring 148) long inside the basic cell 113 (inside the first region 117), and it is not necessary to route the wiring (first branch wiring 148) for power supply to the p-type diffusion layer 120 for a long time. Since it is only necessary to do this, the wiring performance within the basic cell 113 can be improved.

また、たとえば、図10および図13に示すように、第2電源配線109の下方の領域を、n型拡散層127への電源供給のための第2コンタクト部131として有効利用することができる。これにより、n型拡散層127への電源供給のための配線(第3分岐配線169)を基本セル113内(第2領域118内)に長く引き回す必要がなく、第2電源配線109から少し分岐させるだけで済むので、基本セル113内の配線性を向上させることができる。 Further, for example, as shown in FIGS. 10 and 13, a region below the second power supply wiring 109 can be effectively used as a second contact portion 131 for supplying power to the n-type diffusion layer 127. As a result, there is no need to route the wiring for power supply to the n-type diffusion layer 127 (third branch wiring 169) long inside the basic cell 113 (inside the second region 118), and it is not necessary to route the wiring (third branch wiring 169) for power supply to the n-type diffusion layer 127 for a long time. Since it is only necessary to do this, the wiring performance within the basic cell 113 can be improved.

また、第1電源配線108の下方であり、かつ第1コンタクト部124と重ならない領域(第2領域155)を、バックゲート用のn型拡散層123として有効利用することができる。これにより、基本セル113内の配線性を一層向上させることができる。
また、第2電源配線109の下方であり、かつ第2コンタクト部131と重ならない領域(第4領域159)を、バックゲート用のp型拡散層130として有効利用することができる。これにより、基本セル113内の配線性を一層向上させることができる。
Furthermore, a region (second region 155) that is below the first power supply wiring 108 and does not overlap with the first contact portion 124 can be effectively used as the n-type diffusion layer 123 for the back gate. Thereby, the wiring performance within the basic cell 113 can be further improved.
Further, a region (fourth region 159) that is below the second power supply wiring 109 and does not overlap with the second contact portion 131 can be effectively used as the p-type diffusion layer 130 for the back gate. Thereby, the wiring performance within the basic cell 113 can be further improved.

さらに、ゲートコンタクト部134によって、pチャネル型MOSFET111およびnチャネル型MOSFET112のゲート電極が共通化されている。これにより、第1ゲート電極122および第2ゲート電極129のそれぞれに接続する配線を減らすことができる。その結果、基本セル113内の配線の自由度が向上するため、基本セル113内の配線性を一層向上させることができる。 Furthermore, the gate electrodes of the p-channel type MOSFET 111 and the n-channel type MOSFET 112 are shared by the gate contact portion 134. Thereby, the number of wirings connected to each of the first gate electrode 122 and the second gate electrode 129 can be reduced. As a result, the degree of freedom in wiring within the basic cell 113 is improved, so that the wiring performance within the basic cell 113 can be further improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、図16に示すように、第1ゲート電極22および第2ゲート電極29は、素子分離部14上で互いに分離されていてもよい。つまり、pチャネル型MOSFET11およびnチャネル型MOSFET12のゲート電極が共通化されていなくてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can also be implemented in other forms.
For example, as shown in FIG. 16, the first gate electrode 22 and the second gate electrode 29 may be separated from each other on the element isolation section 14. That is, the gate electrodes of the p-channel type MOSFET 11 and the n-channel type MOSFET 12 do not need to be shared.

また、たとえば、図17に示すように、第1ゲート電極122および第2ゲート電極129は、素子分離部114上で互いに分離されていてもよい。つまり、pチャネル型MOSFET111およびnチャネル型MOSFET112のゲート電極が共通化されていなくてもよい。つまり、ゲートコンタクト部134が分離されていてもよい。
また、p型拡散層20への電源供給のための配線を基本セル13内に引き回すこと、およびn型拡散層27への電源供給のための配線を基本セル13内に引き回すことを避けるという観点に限れば、第1コンタクト部24および第2コンタクト部31は、複数備えられていてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 17, the first gate electrode 122 and the second gate electrode 129 may be separated from each other on the element isolation section 114. That is, the gate electrodes of the p-channel type MOSFET 111 and the n-channel type MOSFET 112 do not need to be shared. In other words, the gate contact portion 134 may be separated.
Also, from the viewpoint of avoiding routing wiring for supplying power to the p-type diffusion layer 20 within the basic cell 13 and routing wiring for supplying power to the n-type diffusion layer 27 within the basic cell 13. As long as the first contact portion 24 and the second contact portion 31 are plural, a plurality may be provided.

たとえば、図18に示すように、第1コンタクト部24は、1ペアの第1ゲート電極22の両側のp型拡散層20から第1電源配線8の下方に向かって延びていてもよいし、第2コンタクト部31は、1ペアの第2ゲート電極29の両側のn型拡散層27から第2電源配線9の下方に向かって延びていてもよい。
また、図3で示した回路配線37および図10で示した回路配線137のパターンは、ほんの一例に過ぎず、たとえば、回路配線37,137を所定のパターンで形成することによって、基本セル13,113を用いてインバータ回路等の所望の回路を形成することができる。
For example, as shown in FIG. 18, the first contact portions 24 may extend from the p-type diffusion layers 20 on both sides of a pair of first gate electrodes 22 toward the bottom of the first power supply wiring 8, or The second contact portion 31 may extend from the n-type diffusion layer 27 on both sides of one pair of second gate electrodes 29 toward the bottom of the second power supply wiring 9.
Furthermore, the patterns of the circuit wiring 37 shown in FIG. 3 and the circuit wiring 137 shown in FIG. 113 can be used to form a desired circuit such as an inverter circuit.

また、図3、図16および図18に示した基本セル13、ならびに図10および図17に示した基本セル113、その他のゲートアレイの基本セル(図示せず)、ならびにスタンダードセル方式のセルは、1つの半導体集積回路装置1に混載されていてもよい。
たとえば、前述の実施形態において、比較的面積を広く使用できる第3回路セル6に、その他のゲートアレイの基本セルパターン(前述の実施形態のようにセル長W,W(セル長L,L)が縮小されていないもの)を敷き詰め、比較的小面積の第1回路セル4および第2回路セル5に、前述の基本セル13,113やスタンダードセル方式のセルを敷き詰めてもよい。
In addition, the basic cell 13 shown in FIGS. 3, 16, and 18, the basic cell 113 shown in FIGS. 10 and 17, other gate array basic cells (not shown), and standard cell type cells are , may be mounted together in one semiconductor integrated circuit device 1.
For example, in the embodiment described above, the third circuit cell 6, which can use a relatively wide area, is provided with other basic cell patterns of the gate array (cell lengths W 2 , W 3 (cell length L 1 ) as in the embodiment described above). , L 2 ) which are not reduced in size), and the aforementioned basic cells 13, 113 or standard cell type cells may be spread over the first circuit cell 4 and second circuit cell 5, which have relatively small areas. .

また、図1では、半導体集積回路装置1のパッケージ方式がSOP(Small Out-line Package)である場合を取り上げたが、半導体集積回路装置1のパッケージ方式は、これに限らない。たとえば、半導体集積回路装置1のパッケージ方式は、QFP(Quad Flat Package)、QFN(Quad Flat Non-leaded package)、QFJ(Quad Flat J leaded package)、SOJ(Small Out-line J leaded package)、DIP(Dual In-line Package)、SIP(Single In-line Package)、BGA(Ball grid array)、LGA(Land grid array)等であってもよい。 Further, although FIG. 1 shows a case where the packaging method of the semiconductor integrated circuit device 1 is an SOP (Small Out-line Package), the packaging method of the semiconductor integrated circuit device 1 is not limited to this. For example, the packaging methods of the semiconductor integrated circuit device 1 include QFP (Quad Flat Package), QFN (Quad Flat Non-leaded package), QFJ (Quad Flat J leaded package), SOJ (Small Out-line J leaded package), and DIP. (Dual In-line Package), SIP (Single In-line Package), BGA (Ball grid array), LGA (Land grid array), etc. may be used.

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
なお、図1、図9~図15および図17の形態から、特許請求の範囲に記載した発明以外にも、以下のような特徴が抽出され得る。
(項1)
半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、
前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、
前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、
前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、
前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、
前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、
前記第1拡散層の、前記第1方向における前記第1ゲート電極の両側から、前記第1電源配線の下方の領域へ選択的に延びる一対の第1コンタクト部とを含む、半導体集積回路装置。
(項2)
前記第1ゲート電極は、互いに離れている1ペアの第1ゲート電極を含み、
前記1ペアの第1ゲート電極、前記1ペアの第1ゲート電極の間の前記第1拡散層、および前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層によって、1ペアの前記pチャネル型MOSFETが構成されており、
前記第1コンタクト部は、前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層から延びている、項1に記載の半導体集積回路装置。
(項3)
前記第1電源配線の下方の領域は、前記一対の第1コンタクト部の延出方向に沿う一対の第1仮想線に重なる一対の第1領域と、前記一対の第1領域に挟まれた第2領域とを含み、
前記第2領域に前記一対の第1コンタクト部から離れて配置された第3拡散層をさらに含む、項1または2に記載の半導体集積回路装置。
(項4)
前記第3拡散層は、前記第1拡散層とは反対導電型であり、かつ前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層を含む、項3に記載の半導体集積回路装置。
(項5)
半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、
前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、
前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域に配置されたpチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、
前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置されたnチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、
前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っている第1ゲート電極と、
前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、
前記第2拡散層の、前記第1方向における前記第2ゲート電極の両側から、前記第2電源配線の下方の領域へ選択的に延びる一対の第2コンタクト部とを含む、半導体集積回路装置。
(項6)
前記第2ゲート電極は、互いに離れている1ペアの第2ゲート電極を含み、
前記1ペアの第2ゲート電極、前記1ペアの第2ゲート電極の間の前記第2拡散層、および前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層によって、1ペアの前記nチャネル型MOSFETが構成されており、
前記第2コンタクト部は、前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層から延びている、項5に記載の半導体集積回路装置。
(項7)
前記第2電源配線の下方の領域は、前記一対の第2コンタクト部の延出方向に沿う一対の第2仮想線に重なる一対の第3領域と、前記一対の第3領域に挟まれた第4領域とを含み、
前記第4領域に前記一対の第2コンタクト部から離れて配置された第4拡散層をさらに含む、項5または6に記載の半導体集積回路装置。
(項8)
前記第4拡散層は、前記第2拡散層とは反対導電型であり、かつ前記nチャネル型MOSFET用の第4拡散層を含む、項7に記載の半導体集積回路装置。
(項9)
前記第2方向における前記第1拡散層の長さLに対する、前記第2方向における前記第2拡散層の長さLの比(L/L)は、0.45~0.70である、項1~8のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
(項10)
前記第1ゲート電極の前記第2電源配線側の端部と、前記第2ゲート電極の前記第1電源配線側の端部とが一体的に接続されている、項1~9のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
(項11)
前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との接続部分で形成され、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極よりも幅広なゲートコンタクト部を含む、項10に記載の半導体集積回路装置。
(項12)
前記第2方向における前記第1電源配線と前記第2電源配線との距離は、3.38μm~3.40μmである、項1~11のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
(項13)
1ペアの前記pチャネル型MOSFETおよび1ペアの前記nチャネル型MOSFETの合計4つのMOSFETからなる基本セルが、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域を前記第1方向に沿って複数配列されている、項1~12のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
In addition, various design changes can be made within the scope of the claims.
In addition to the invention described in the claims, the following features can be extracted from the forms of FIGS. 1, 9 to 15, and 17.
(Section 1)
a first power supply wiring arranged on the semiconductor substrate and extending in a first direction;
a second power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring;
a first diffusion layer for a p-channel MOSFET arranged in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring;
a second diffusion layer for an n-channel MOSFET, which is a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring and is arranged on the second power supply wiring side with respect to the first diffusion layer;
a first gate electrode extending in a second direction perpendicular to the first direction and spanning the first diffusion layer;
a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer;
A semiconductor integrated circuit device including a pair of first contact portions of the first diffusion layer selectively extending from both sides of the first gate electrode in the first direction to a region below the first power supply wiring.
(Section 2)
The first gate electrode includes a pair of first gate electrodes spaced apart from each other,
The one pair of the first gate electrodes, the first diffusion layer between the one pair of first gate electrodes, and the first diffusion layers on both sides of the one pair of first gate electrodes A channel type MOSFET is configured,
2. The semiconductor integrated circuit device according to item 1, wherein the first contact portion extends from the first diffusion layer on both sides of the pair of first gate electrodes.
(Section 3)
The region below the first power supply wiring includes a pair of first regions overlapping a pair of first imaginary lines along the extending direction of the pair of first contact portions, and a region sandwiched between the pair of first regions. 2 areas,
3. The semiconductor integrated circuit device according to item 1 or 2, further including a third diffusion layer arranged in the second region apart from the pair of first contact parts.
(Section 4)
4. The semiconductor integrated circuit device according to item 3, wherein the third diffusion layer has a conductivity type opposite to that of the first diffusion layer, and includes a third diffusion layer for the p-channel MOSFET.
(Section 5)
a first power supply wiring arranged on the semiconductor substrate and extending in a first direction;
a second power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring;
a first diffusion layer for a p-channel MOSFET arranged in a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring;
a second diffusion layer for an n-channel MOSFET, which is a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring and is arranged on the second power supply wiring side with respect to the first diffusion layer;
a first gate electrode extending in a second direction perpendicular to the first direction and spanning the first diffusion layer;
a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer;
A semiconductor integrated circuit device including a pair of second contact portions of the second diffusion layer selectively extending from both sides of the second gate electrode in the first direction to a region below the second power supply wiring.
(Section 6)
The second gate electrode includes a pair of second gate electrodes spaced apart from each other,
The pair of second gate electrodes, the second diffusion layer between the pair of second gate electrodes, and the second diffusion layers on both sides of the pair of second gate electrodes A channel type MOSFET is configured,
6. The semiconductor integrated circuit device according to item 5, wherein the second contact portion extends from the second diffusion layer on both sides of the pair of second gate electrodes.
(Section 7)
The region below the second power supply wiring includes a pair of third regions overlapping a pair of second imaginary lines along the extending direction of the pair of second contact portions, and a region sandwiched between the pair of third regions. 4 areas,
7. The semiconductor integrated circuit device according to item 5 or 6, further including a fourth diffusion layer arranged in the fourth region apart from the pair of second contact parts.
(Section 8)
8. The semiconductor integrated circuit device according to item 7, wherein the fourth diffusion layer has a conductivity type opposite to that of the second diffusion layer, and includes a fourth diffusion layer for the n-channel MOSFET.
(Section 9)
The ratio (L 2 /L 1 ) of the length L 2 of the second diffusion layer in the second direction to the length L 1 of the first diffusion layer in the second direction is 0.45 to 0.70. The semiconductor integrated circuit device according to any one of Items 1 to 8, which is.
(Section 10)
Any one of Items 1 to 9, wherein an end of the first gate electrode on the second power wiring side and an end of the second gate electrode on the first power wiring side are integrally connected. 2. The semiconductor integrated circuit device described in .
(Section 11)
11. The semiconductor integrated circuit device according to item 10, further comprising a gate contact portion formed at a connecting portion between the first gate electrode and the second gate electrode and wider than the first gate electrode and the second gate electrode.
(Section 12)
12. The semiconductor integrated circuit device according to any one of Items 1 to 11, wherein a distance between the first power supply wiring and the second power supply wiring in the second direction is 3.38 μm to 3.40 μm.
(Section 13)
A basic cell consisting of a total of four MOSFETs, one pair of the p-channel MOSFET and one pair of the n-channel MOSFET, extends a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring in the first direction. 13. The semiconductor integrated circuit device according to any one of Items 1 to 12, wherein a plurality of semiconductor integrated circuit devices are arranged along the line.

1 半導体集積回路装置
7 半導体基板
8 第1電源配線
9 第2電源配線
10 素子配置領域
11 pチャネル型MOSFET
12 nチャネル型MOSFET
13 基本セル
20 p型拡散層
21 第1ゲート絶縁膜
22 第1ゲート電極
23 n型拡散層
24 第1コンタクト部
27 n型拡散層
28 第2ゲート絶縁膜
29 第2ゲート電極
30 p型拡散層
31 第2コンタクト部
34 ゲートコンタクト部
107 半導体基板
108 第1電源配線
109 第2電源配線
110 素子配置領域
111 pチャネル型MOSFET
112 nチャネル型MOSFET
113 基本セル
120 p型拡散層
121 第1ゲート絶縁膜
122 第1ゲート電極
123 n型拡散層
124 第1コンタクト部
127 n型拡散層
128 第2ゲート絶縁膜
129 第2ゲート電極
130 p型拡散層
131 第2コンタクト部
134 ゲートコンタクト部
153 第1仮想線
154 第1領域
155 第2領域
157 第2仮想線
158 第3領域
159 第4領域
1 Semiconductor integrated circuit device 7 Semiconductor substrate 8 First power supply wiring 9 Second power supply wiring 10 Element placement area 11 P-channel MOSFET
12 n-channel MOSFET
13 Basic cell 20 P-type diffusion layer 21 First gate insulating film 22 First gate electrode 23 N-type diffusion layer 24 First contact portion 27 N-type diffusion layer 28 Second gate insulating film 29 Second gate electrode 30 P-type diffusion layer 31 Second contact part 34 Gate contact part 107 Semiconductor substrate 108 First power supply wiring 109 Second power supply wiring 110 Element arrangement area 111 P channel type MOSFET
112 n-channel MOSFET
113 Basic cell 120 P-type diffusion layer 121 First gate insulating film 122 First gate electrode 123 N-type diffusion layer 124 First contact portion 127 N-type diffusion layer 128 Second gate insulating film 129 Second gate electrode 130 P-type diffusion layer 131 Second contact portion 134 Gate contact portion 153 First virtual line 154 First region 155 Second region 157 Second virtual line 158 Third region 159 Fourth region

Claims (14)

半導体基板と、
前記半導体基板に形成され、前記半導体基板にpチャネル型MOSFET用の第1領域およびnチャネル型MOSFET用の第2領域を区画する素子分離部と、
前記半導体基板上に配置され、第1方向に延びる第1電源配線と、
前記第1方向に延び、かつ前記第1電源配線と間隔を空けた第2電源配線と、
前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の前記第1領域に配置された前記pチャネル型MOSFET用の第1拡散層と、
前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の前記第2領域であり、かつ前記第1拡散層に対して前記第2電源配線側に配置された前記nチャネル型MOSFET用の第2拡散層と、
前記第1方向に直交する第2方向に延び、前記第1拡散層に跨っており、前記第1方向において互いに離れている1ペアの第1ゲート電極と、
前記第2方向に延び、前記第2拡散層に跨っている第2ゲート電極と、
前記第1電源配線および前記第2電源配線の少なくとも一方の下方に配置され、かつ前記第1方向に沿って点在しているバックゲート用の第3拡散層であって、前記第1電源配線の下方に配置され、前記第1拡散層とは反対導電型であり、かつ前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層を含む第3拡散層と、
前記1ペアの第1ゲート電極、前記1ペアの第1ゲート電極の間の前記第1拡散層、および前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層によって、1ペアの前記pチャネル型MOSFETが構成されており、
前記第1方向における前記1ペアの第1ゲート電極の両側の前記第1拡散層から前記第1電源配線の下方における前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層が形成されていない領域に向かって選択的に延びる一対の第1コンタクト部と、
前記1ペアの第1ゲート電極の間の前記第1拡散層から前記第2方向において前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層に向かって延び、前記第2方向において前記素子分離部を挟んで前記pチャネル型MOSFET用の第3拡散層に隣り合う第1延出部とを含む、半導体集積回路装置。
a semiconductor substrate;
an element isolation section formed on the semiconductor substrate and partitioning the semiconductor substrate into a first region for a p-channel MOSFET and a second region for an n-channel MOSFET;
a first power supply wiring arranged on the semiconductor substrate and extending in a first direction;
a second power supply wiring extending in the first direction and spaced apart from the first power supply wiring;
a first diffusion layer for the p-channel MOSFET arranged in the first region between the first power supply wiring and the second power supply wiring;
A second region for the n-channel MOSFET, which is the second region between the first power supply wiring and the second power supply wiring and is arranged on the second power supply wiring side with respect to the first diffusion layer. a diffusion layer;
a pair of first gate electrodes extending in a second direction perpendicular to the first direction, spanning the first diffusion layer, and separated from each other in the first direction ;
a second gate electrode extending in the second direction and spanning the second diffusion layer;
a third diffusion layer for a back gate disposed below at least one of the first power supply wiring and the second power supply wiring and scattered along the first direction; a third diffusion layer disposed below, having a conductivity type opposite to that of the first diffusion layer, and including a third diffusion layer for the p-channel MOSFET;
The one pair of the first gate electrodes, the first diffusion layer between the one pair of first gate electrodes, and the first diffusion layers on both sides of the one pair of first gate electrodes A channel type MOSFET is configured,
From the first diffusion layer on both sides of the pair of first gate electrodes in the first direction toward the region below the first power supply wiring where the third diffusion layer for the p-channel MOSFET is not formed. a pair of first contact portions that selectively extend;
extending from the first diffusion layer between the pair of first gate electrodes toward the third diffusion layer for the p-channel MOSFET in the second direction, and sandwiching the element isolation section in the second direction; a first extension portion adjacent to the third diffusion layer for the p-channel MOSFET .
前記第1延出部の前記第2方向における長さは、前記一対の第1コンタクト部の前記第2方向における長さよりも短い、請求項1に記載の半導体集積回路装置。 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the length of the first extending portion in the second direction is shorter than the length of the pair of first contact portions in the second direction . 前記第1電源配線から分岐し、前記一対の第1コンタクト部のうちの一方の前記第1コンタクト部に電気的に接続された第1分岐配線と、
前記第1電源配線から分離され、前記一対の第1コンタクト部のうちの他方の前記第1コンタクト部に電気的に接続された第1配線と、
前記第1電源配線から分岐し、前記第1延出部に電気的に接続された第2分岐配線とを含む、請求項1または2に記載の半導体集積回路装置。
a first branch wiring branching from the first power supply wiring and electrically connected to one of the first contact parts of the pair of first contact parts;
a first wiring separated from the first power supply wiring and electrically connected to the other first contact part of the pair of first contact parts;
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a second branch wiring branched from the first power supply wiring and electrically connected to the first extension .
前記第2方向における前記第1拡散層の長さは、0.95μm~1.48μmである、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。 4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 , wherein the length of the first diffusion layer in the second direction is 0.95 μm to 1.48 μm. 前記第2ゲート電極は、前記第1方向において互いに離れている1ペアの第2ゲート電極を含み、
前記第3拡散層は、前記第2電源配線の下方に配置され、前記第2拡散層とは反対導電型であり、かつ前記nチャネル型MOSFET用の第3拡散層を含み、
前記1ペアの第2ゲート電極、前記1ペアの第2ゲート電極の間の前記第2拡散層、および前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層によって、1ペアの前記nチャネル型MOSFETが構成されており、
前記第1方向における前記1ペアの第2ゲート電極の両側の前記第2拡散層から前記第2電源配線の下方における前記nチャネル型MOSFET用の第3拡散層が形成されていない領域に向かって選択的に延びる一対の第2コンタクト部と、
前記1ペアの第2ゲート電極の間の前記第2拡散層から前記第2方向において前記nチャネル型MOSFET用の第3拡散層に向かって延び、前記第2方向において前記素子分離部を挟んで前記nチャネル型MOSFET用の第3拡散層に隣り合う第2延出部とを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。
The second gate electrode includes a pair of second gate electrodes separated from each other in the first direction,
The third diffusion layer is disposed below the second power supply wiring, has a conductivity type opposite to that of the second diffusion layer, and includes a third diffusion layer for the n-channel MOSFET,
The pair of second gate electrodes, the second diffusion layer between the pair of second gate electrodes, and the second diffusion layers on both sides of the pair of second gate electrodes A channel type MOSFET is configured,
From the second diffusion layer on both sides of the pair of second gate electrodes in the first direction toward the region below the second power supply wiring where the third diffusion layer for the n-channel MOSFET is not formed. a pair of second contact portions that selectively extend;
extending from the second diffusion layer between the pair of second gate electrodes toward the third diffusion layer for the n-channel MOSFET in the second direction, and sandwiching the element isolation section in the second direction. 5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising a second extension portion adjacent to the third diffusion layer for the n-channel MOSFET .
前記第2延出部の前記第2方向における長さは、前記一対の第2コンタクト部の前記第2方向における長さよりも短い、請求項5に記載の半導体集積回路装置。 6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5 , wherein the length of the second extending portion in the second direction is shorter than the length of the pair of second contact portions in the second direction . 前記第2電源配線から分岐し、前記一対の第2コンタクト部のうちの一方の前記第2コンタクト部に電気的に接続された第3分岐配線と、 a third branch wiring branched from the second power supply wiring and electrically connected to one of the second contact parts of the pair of second contact parts;
前記第2電源配線から分離され、前記一対の第2コンタクト部のうちの他方の前記第2コンタクト部に電気的に接続された第2配線と、 a second wiring separated from the second power supply wiring and electrically connected to the other second contact part of the pair of second contact parts;
前記第2電源配線から分岐し、前記第2延出部に電気的に接続された第4分岐配線とを含む、請求項5または6に記載の半導体集積回路装置。 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, further comprising a fourth branch wiring branched from the second power supply wiring and electrically connected to the second extension.
前記第2方向における前記第2拡散層の長さは、0.81μm~1.34μmである、請求項5~7のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。 8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5 , wherein the length of the second diffusion layer in the second direction is 0.81 μm to 1.34 μm. 前記1ペアの第1ゲート電極の前記第2電源配線側の端部と、前記1ペアの第2ゲート電極の前記第1電源配線側の端部とが1対1で一体的に接続されている、請求項5~8のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。 The ends of the one pair of first gate electrodes on the second power supply wiring side and the ends of the one pair of second gate electrodes on the first power supply wiring side are integrally connected on a one-to-one basis. The semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 5 to 8 . 前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との接続部分で定義され、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極よりも幅広なゲートコンタクト部を含む、請求項に記載の半導体集積回路装置。 10. The gate contact portion according to claim 9 , wherein the gate contact portion is defined by a connecting portion between each of the first gate electrode and each of the second gate electrode, and is wider than each of the first gate electrode and each of the second gate electrode. Semiconductor integrated circuit device. 前記ゲートコンタクト部は、前記第1方向において、当該ゲートコンタクト部を介して接続された前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極に対して両側に突出する形状で形成されている、請求項10に記載の半導体集積回路装置。 10. The gate contact section is formed in a shape that projects in the first direction on both sides with respect to the first gate electrode and the second gate electrode connected through the gate contact section. The semiconductor integrated circuit device described in . 前記1ペアの第1ゲート電極の一方および前記1ペアの第2ゲート電極の一方を接続する前記ゲートコンタクト部において、他方側の前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極に向かって突出する部分の突出量が、その反対側に突出する当該ゲートコンタクト部の部分の突出量よりも小さい、請求項11に記載の半導体集積回路装置。 In the gate contact portion connecting one of the pair of first gate electrodes and one of the pair of second gate electrodes, a portion protruding toward the first gate electrode and the second gate electrode on the other side. 12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein the amount of protrusion is smaller than the amount of protrusion of the portion of the gate contact portion that protrudes to the opposite side. 前記第2方向における前記第1電源配線と前記第2電源配線との距離は、3.38μm~3.40μmである、請求項1~12のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。 13. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a distance between the first power supply wiring and the second power supply wiring in the second direction is 3.38 μm to 3.40 μm. 1ペアの前記pチャネル型MOSFETおよび1ペアの前記nチャネル型MOSFETの合計4つのMOSFETからなる基本セルが、前記第1電源配線と前記第2電源配線との間の領域を前記第1方向に沿って複数配列されている、請求項1~13のいずれか一項に記載の半導体集積回路装置。 A basic cell consisting of a total of four MOSFETs, one pair of the p-channel type MOSFET and one pair of the n-channel type MOSFET, extends a region between the first power supply wiring and the second power supply wiring in the first direction. 14. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a plurality of semiconductor integrated circuit devices are arranged along the line.
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