JP2010114258A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】面積を大きくすることなく遅延量が増大された遅延セルを有する半導体装置を提供する。
【解決手段】Nウェル5に形成されたPMOSトランジスタ50bと、Pウェル6に形成されたNMOSトランジスタ50aとからなるCMOSインバータ50を有し、このNウェル5とPウェル6は上下方向に所定のパターンで配置されており、左右方向に沿って並ぶ、複数の遅延セル9及び通常論理セル17と、
それぞれが、左右方向に沿って、遅延セル9及び通常論理セル17に隣接して配置され、上下方向に所定のパターンで配置されたNウェル5とPウェル6とを有する、複数の空き領域セル8とを備え、
遅延セル9におけるウェルの配置パターンは、左右に隣接する空き領域セル8のパターンを反転したものであり、通常論理セル17におけるウェルの配置パターンは、左右に隣接する空き領域セル8におけるパターンと同じである。
【選択図】図3AA semiconductor device having a delay cell with an increased delay amount without increasing the area is provided.
A CMOS inverter includes a PMOS transistor (50b) formed in an N well (5) and an NMOS transistor (50a) formed in a P well (6). The N well (5) and the P well (6) have a predetermined vertical direction. A plurality of delay cells 9 and normal logic cells 17 arranged in a pattern and arranged in the horizontal direction;
A plurality of empty area cells each having an N well 5 and a P well 6 arranged adjacent to the delay cell 9 and the normal logic cell 17 in the horizontal direction and arranged in a predetermined pattern in the vertical direction 8 and
The well arrangement pattern in the delay cell 9 is an inversion of the pattern of the empty area cell 8 adjacent to the left and right, and the well arrangement pattern in the normal logic cell 17 is the same as the pattern in the empty area cell 8 adjacent to the left and right. It is.
[Selection] Figure 3A
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法、例えば、遅延素子を有する半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, for example, a semiconductor device having a delay element and a manufacturing method thereof.
半導体集積回路には、信号を遅延させる遅延素子が配置されている。この遅延素子の用途の一つは、複数のフリップフロップにクロック信号を供給する際、クロック信号が各フリップフロップに到達する時間の差(いわゆるクロックスキュー)を調整することである。遅延素子としては、CMOSインバータを用いることが一般的である。遅延量はCMOSインバータの接続段数を変えることにより制御される。そのため、大きな遅延を得るには、多段の遅延素子が必要となる。また、遅延素子が配置された遅延セルは1つのチップの中に数万個のオーダで配置されることもあり、遅延セルがチップ全体の面積に占める割合は無視できない。 In the semiconductor integrated circuit, a delay element that delays a signal is arranged. One application of the delay element is to adjust a time difference (so-called clock skew) when a clock signal reaches each flip-flop when supplying a clock signal to a plurality of flip-flops. In general, a CMOS inverter is used as the delay element. The delay amount is controlled by changing the number of connection stages of the CMOS inverter. Therefore, in order to obtain a large delay, a multistage delay element is required. In addition, the delay cells in which the delay elements are arranged may be arranged in the order of tens of thousands in one chip, and the ratio of the delay cells to the entire chip area cannot be ignored.
さらに、近年、パソコンやモバイル機器などの普及に伴い、チップ面積を削減することが強く求められている。このため、遅延セルがチップ全体に占める面積を低減することが求められている。 Furthermore, in recent years, with the spread of personal computers and mobile devices, there is a strong demand to reduce the chip area. For this reason, it is required to reduce the area occupied by the delay cells in the entire chip.
ところで、MOSトランジスタとウェル境界間の距離に応じて、そのMOSトランジスタの特性が変動するというウェル近接効果(Well Proximity Effect)が知られている(例えば、特許文献1)。ここで、ウェル境界とは、導電型(N型、P型)の異なるウェルの境界のことである。このウェル近接効果は、ウェーハ上のある領域にウェルを形成するためにそれ以外の領域をレジストマスクで覆った状態でイオン注入を行う際に、注入されるイオンがレジストマスク内で散乱されることに起因する。例えば、PMOSトランジスタを作製する工程において、P型半導体基板にNウェルを形成することを考える。Nウェルとなる領域以外の領域をレジストマスクで覆った状態で、リンなどのN型不純物のイオン注入を行う。このとき、レジストマスク内でN型不純物の一部が散乱される結果、Nウェルに所望の量を超えてN型不純物イオンが注入される。この結果、Nウェル上に形成されるPMOSトランジスタの閾値電圧(Vth)が所望の値よりも増加し、MOSトランジスタの遅延特性が大きくなる。このウェル近接効果は、ウェル境界とMOSトランジスタとの距離が近いほど大きくなる。
本発明は、面積を大きくすることなく遅延量が増大された遅延セルを有する半導体装置を提供する。 The present invention provides a semiconductor device having a delay cell with an increased delay amount without increasing the area.
本発明の一態様によれば、CMOS回路を構成する、論理セルNウェルに形成されたPMOSトランジスタと、論理セルPウェルに形成されたNMOSトランジスタとを有し、前記論理セルNウェルと前記論理セルPウェルは第1の方向に所定のウェル配置パターンで隣り合うように配置されており、前記第1の方向と交わる第2の方向に沿って並ぶ、複数の論理セルと、それぞれが、前記第2の方向に沿って前記論理セルに隣接して配置され、前記第1の方向に所定のウェル配置パターンで隣り合う非論理セルNウェルと非論理セルPウェルとを有する、複数の非論理セルと、を備え、前記複数の論理セルは、前記CMOS回路を遅延素子として用いる遅延セルと、前記CMOS回路を遅延素子以外の用途に用いる通常論理セルとからなり、前記遅延セルにおける前記ウェル配置パターンは、前記第2の方向に沿って前記遅延セルに隣接する前記非論理セルにおける前記ウェル配置パターンを反転したものであり、前記通常論理セルにおける前記ウェル配置パターンは、前記第2の方向に沿って前記通常論理セルに隣接する前記非論理セルにおける前記ウェル配置パターンと同じである、ことを特徴とする半導体装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a PMOS transistor formed in a logic cell N well and an NMOS transistor formed in a logic cell P well constituting a CMOS circuit, the logic cell N well and the logic cell are provided. The cell P wells are arranged adjacent to each other in a predetermined well arrangement pattern in a first direction, and a plurality of logic cells arranged along a second direction intersecting with the first direction, A plurality of non-logic cells arranged adjacent to the logic cells along a second direction and having non-logic cell N-wells and non-logic cells P-wells adjacent to each other in a predetermined well arrangement pattern in the first direction And the plurality of logic cells include a delay cell using the CMOS circuit as a delay element and a normal logic cell using the CMOS circuit for a purpose other than the delay element. The well arrangement pattern in the delay cell is obtained by inverting the well arrangement pattern in the non-logic cell adjacent to the delay cell along the second direction, and the well arrangement pattern in the normal logic cell is A semiconductor device is provided which is the same as the well arrangement pattern in the non-logic cell adjacent to the normal logic cell along the second direction.
本発明の別態様によれば、左右に隣接して第1、第2及び第3のセルが配置された、第1導電型のシリコン基板を準備し、前記シリコン基板における、前記第1及び第3のセルの下側領域及び前記第2のセルの上側領域をレジストマスクで覆い、前記シリコン基板に第2導電型の不純物をイオン注入することにより、前記第1及び第3のセルの上側領域、及び前記第2のセルの下側領域に前記第2導電型のウェルを形成し、前記シリコン基板から前記レジストマスクを剥離し、前記第2のセルの前記上側領域に、前記第2導電型のソース/ドレイン領域を有するMOSトランジスタを形成し、前記第2のセルの前記下側領域に、前記第1導電型のソース/ドレイン領域を有するMOSトランジスタを形成する、半導体装置の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a first conductivity type silicon substrate in which first, second, and third cells are arranged adjacent to each other on the left and right sides, and the first and second silicon substrates in the silicon substrate are prepared. The lower region of the third cell and the upper region of the second cell are covered with a resist mask, and an impurity of the second conductivity type is ion-implanted into the silicon substrate, whereby the upper region of the first and third cells And forming the second conductivity type well in the lower region of the second cell, peeling the resist mask from the silicon substrate, and forming the second conductivity type in the upper region of the second cell. There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a MOS transistor having a source / drain region of a first conductivity type is formed, and a MOS transistor having a source / drain region of the first conductivity type is formed in the lower region of the second cell. Is The
本発明によれば、面積を大きくすることなく遅延量が増大された遅延セルを有する半導体装置が得られる。 According to the present invention, a semiconductor device having a delay cell with an increased delay amount without increasing the area can be obtained.
本発明の実施形態を説明する前に、本発明者らが本発明をなすに至った経緯について説明する。 Before describing the embodiments of the present invention, the background of how the present inventors have made the present invention will be described.
遅延セルの面積を増大させずに遅延量を大きくするために、本発明者らは、まず、CMOSインバータのゲート幅を大きくすることによって、遅延量を大きくすることを考えた。1つの遅延素子あたりの遅延量が増えれば、必要な遅延セルの数は少なくなり、その結果遅延セルの占める面積は小さくなる。 In order to increase the delay amount without increasing the area of the delay cell, the present inventors first considered increasing the delay amount by increasing the gate width of the CMOS inverter. As the amount of delay per delay element increases, the number of required delay cells decreases, and as a result, the area occupied by the delay cells decreases.
しかし、遅延素子となるCMOSインバータは他のMOSトランジスタと同じウェーハ上に同じプロセスで作成されるところ、このCMOSインバータのゲート幅は遅延素子以外のMOSトランジスタと均一であることを求められる。このため、上記の方法を採ることは困難であることがわかった。ここで、均一のゲート幅が求められる理由について説明する。近年、半導体集積回路を構成するMOSトランジスタの微細化が進み、いわゆるディープ・サブミクロン世代に入ろうとしている。ディープ・サブミクロン世代のフォトリソグラフィにおいては、露光光の波としての性質が表面化してくる。このため、ウェーハ上に所望の転写パターンを得るために、光近接効果補正(OPC:Optical Proximity Correction)を行う必要がある。この光近接効果補正を行うために、MOSトランジスタのゲート幅及びゲートの配置間隔を均一にすることが要求されている。 However, when a CMOS inverter serving as a delay element is formed on the same wafer as other MOS transistors by the same process, the gate width of the CMOS inverter is required to be uniform with that of the MOS transistors other than the delay elements. For this reason, it turned out that it is difficult to take said method. Here, the reason why a uniform gate width is required will be described. In recent years, miniaturization of MOS transistors constituting semiconductor integrated circuits has progressed, and the so-called deep submicron generation is about to enter. In the photolithography of the deep sub-micron generation, the nature of the exposure light wave comes to the surface. For this reason, in order to obtain a desired transfer pattern on the wafer, it is necessary to perform optical proximity correction (OPC: Optical Proximity Correction). In order to perform this optical proximity correction, it is required to make the gate width and the gate arrangement interval of the MOS transistors uniform.
次に、従来のMOSトランジスタのレイアウトについて説明する。 Next, the layout of a conventional MOS transistor will be described.
図1は、ウェーハ上のセル(後述の論理セル7)に作製された複数のCMOSインバータ50を示している。
FIG. 1 shows a plurality of
ここで、セルとは、ウェーハ上の領域を区画する基本単位であり、具体的には、図1においてセル境界線CB1〜CB10で囲まれた領域を指す。以下、半導体集積回路の動作に寄与する、半導体素子が形成されたセルを論理セルという。この論理セルのうち、遅延素子として機能する半導体素子が形成されたものを遅延セルといい、遅延素子以外として機能する半導体素子が形成されたものを通常論理セルという。また、半導体集積回路の動作に寄与しないダミーの半導体素子が形成されたセルをダミーセルといい、半導体素子が形成されないセルを空き領域セルという。ダミーセルと空き領域セルをまとめて非論理セルという。なお、1つのセルに複数の半導体素子からなる回路が形成されることもある。 Here, the cell is a basic unit that divides a region on the wafer, and specifically refers to a region surrounded by cell boundary lines CB1 to CB10 in FIG. Hereinafter, a cell in which a semiconductor element that contributes to the operation of the semiconductor integrated circuit is formed is referred to as a logic cell. Among these logic cells, a cell in which a semiconductor element that functions as a delay element is formed is called a delay cell, and a cell in which a semiconductor element that functions as a device other than the delay element is formed is called a normal logic cell. A cell in which a dummy semiconductor element that does not contribute to the operation of the semiconductor integrated circuit is formed is called a dummy cell, and a cell in which no semiconductor element is formed is called an empty area cell. The dummy cells and the empty area cells are collectively referred to as non-logic cells. Note that a circuit including a plurality of semiconductor elements may be formed in one cell.
図1からわかるように、1つの論理セル7内に1つのCMOSインバータ50が形成されている。また、論理セル7と空き領域セル8とが、横方向に交互に配置されている。
As can be seen from FIG. 1, one
また、図1では、CMOSインバータ50は上段、中段及び下段にそれぞれ3個ずつ配置されている。各CMOSインバータ50はNMOSトランジスタ50aとPMOSトランジスタ50bからなる。NMOSトランジスタ50aは、Pウェル6に形成されたN型拡散層2,2と、これらN型拡散層2,2の間に反転層を形成するためのゲート1とを有する。N型拡散層2,2は、NMOSトランジスタ50aのソース/ドレイン領域を構成する。PMOSトランジスタ50bは、Nウェル5に形成されたP型拡散層3,3と、これらP型拡散層3,3の間に反転層を形成するためのゲート1とを有する。P型拡散層3は、PMOSトランジスタ50bのソース/ドレイン領域を構成する。
In FIG. 1, three
ゲート1は、NMOSトランジスタ50aとPMOSトランジスタ50bのゲートを兼ねており、CMOSインバータ50の入力端子として機能する。ウェル端子4は、ウェルの電位を固定するための電極である。
The
なお、図1からわかるように、上段の3つのCMOSインバータ50は、セル境界線CB2を軸に、中段の3つのCMOSインバータ50をフリップ(反転)した構成を有し、中段の3つのCMOSインバータ50とNウェル5を共有している。同様に、下段の3つのCMOSインバータ50は、セル境界線CB3を軸に、中段の3つのCMOSインバータ50をフリップした構成を有し、中段の3つのCMOSインバータ50とPウェル6を共有している。
As can be seen from FIG. 1, the upper three
高速動作を要求される通常論理セルのMOSトランジスタにとって、遅延を増大させるウェル近接効果は好ましくないため、ウェル境界からMOSトランジスタまでの距離が大きくなるように、セルを配置している。このことについて図2を用いて説明する。 Since the well proximity effect that increases the delay is not preferable for the MOS transistor of the normal logic cell that requires high-speed operation, the cell is arranged so that the distance from the well boundary to the MOS transistor becomes large. This will be described with reference to FIG.
この図2は、図1のうち、中段の中央に配置された論理セル7を中心に拡大した図である。この図2からわかるように、まず縦方向について見ると、CMOSインバータのP型拡散層3からウェル境界WB1までの距離は比較的大きく、ウェル境界WB2までの距離は比較的小さい。次に、横方向についてみると、Nウェル5及びPウェル6は横長に形成されているため、ウェル境界は基本的に存在しない。
FIG. 2 is an enlarged view of the
上記のような構成は高速動作を要求される通常論理セルでは好ましいが、遅延セルにとっては好ましくない。なぜなら、ウェル近接効果が抑制される結果、遅延セル1つあたりの遅延量が小さくなってしまい、所望の遅延量を得るために必要な遅延セルの数が増えるからである。これにより、チップに占める遅延セルの面積が増大するという問題が生じる。 Such a configuration is preferable for a normal logic cell that requires high-speed operation, but is not preferable for a delay cell. This is because, as a result of suppressing the well proximity effect, the delay amount per delay cell is reduced, and the number of delay cells required to obtain a desired delay amount is increased. This causes a problem that the area of the delay cell in the chip increases.
本発明は、上記の問題を解決するために、ウェル近接効果を積極的に利用して遅延素子の遅延特性を制御し、それにより、遅延セルの面積を増大させずに遅延量を増やすものである。 In order to solve the above problem, the present invention actively utilizes the well proximity effect to control the delay characteristics of the delay element, thereby increasing the delay amount without increasing the area of the delay cell. is there.
以下、本発明に係る5つの実施形態について図面を参照しながら説明する。第1及び第2の実施形態は、遅延セルのウェルの配置パターンを隣接する空き領域セルと逆にすることで、ウェル近接効果を増大させるものである。第3の実施形態は、遅延セルに隣接する空き領域セルにも遅延素子を形成したものである。第4及び第5の実施形態は、遅延セルのウェルの配置パターンを変える代わりに、遅延セルに隣接するセルのウェル構成を変えたものである。 Hereinafter, five embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the first and second embodiments, the well proximity effect is increased by reversing the arrangement pattern of the wells of the delay cells with the adjacent empty area cells. In the third embodiment, a delay element is also formed in an empty area cell adjacent to the delay cell. In the fourth and fifth embodiments, instead of changing the arrangement pattern of the delay cell well, the well configuration of the cell adjacent to the delay cell is changed.
なお、同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has an equivalent function, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.
(第1の実施形態)
第1の実施形態を説明する。図3Aは、本実施形態に係る遅延セルのレイアウトを示す図である。この図3Aと前述の図1を比較してわかるように、図3Aの中央に遅延セル9が縦方向に隣接して並んでいる。また、この遅延セル9は空き領域セル8,8により左右挟まれている。
(First embodiment)
A first embodiment will be described. FIG. 3A is a diagram showing a layout of the delay cell according to the present embodiment. As can be seen by comparing FIG. 3A with FIG. 1 described above, the
図3Aの左右に配置されたCMOSインバータ50を有するセルは、通常論理セル17である。
The cell having the
さらに図3Bを用いて詳しく説明する。この図3Bは、図3Aのうち、中段の中央に配置された遅延セル9を中心に拡大した図である。この図からわかるように、遅延セル9の左右に空き領域セル8,8が配置されている。遅延セル9のNウェル5にPMOSトランジスタ、Pウェル6にNMOSトランジスタがそれぞれ形成されている。
Furthermore, it demonstrates in detail using FIG. 3B. FIG. 3B is an enlarged view of the
図3Bからわかるように、遅延セル9のウェルの配置パターンは、左右に隣接する空き領域セル8のウェルと逆である。即ち、空き領域セル8には上側にNウェル5(非論理セルNウェル)、下側にPウェル6(非論理セルPウェル)がそれぞれ配置されているのに対し、遅延セル9には上側にPウェル6(論理セルPウェル)、下側にNウェル5(論理セルNウェル)がそれぞれ配置されている。
As can be seen from FIG. 3B, the arrangement pattern of the wells of the
上記の構成を採ることにより、図3Bの矢印で示すように、横方向について遅延セル9に形成されたMOSトランジスタからウェル境界までの距離が、従来(図2参照)に比べて格段に短くなる。これにより、ウェル近接効果が強まるため、遅延セル9のMOSトランジスタの閾値電圧は増大し、遅延セル9の遅延量が大きくなる。よって、所望の遅延量を得るために必要な遅延セルの数を減らすことができ、チップに占める遅延セルの面積を減らすことができる。
By adopting the above configuration, as shown by the arrow in FIG. 3B, the distance from the MOS transistor formed in the
次に、図3Bに示す本実施形態の遅延セルを製造するための2つの方法を説明する。まず、シングルウェル構造を採ったものについて図4A〜図4Dを用いて説明し、次いで、ツインウェル構造を採ったものについて図5A〜図5Fを用いて説明する。 Next, two methods for manufacturing the delay cell of this embodiment shown in FIG. 3B will be described. First, a single well structure will be described with reference to FIGS. 4A to 4D, and a twin well structure will be described with reference to FIGS. 5A to 5F.
まず、シングルウェル構造による製造方法について説明する。 First, a manufacturing method using a single well structure will be described.
(1)p型シリコン基板101を準備する。図4Aに示すように、このp型シリコン基板101の表面領域にセル61a,61b,61cが割り当てられている。これらのセル(61a,61b,61c)は、左右に隣接して配置され、それぞれp型領域101Aを有する。
(1) A p-
(2)次に、図4Bに示すように、フォトリソグラフィにより、セル61aとセル61cの下半分、及びセル61bの上半分をレジストマスク60で覆う。
(2) Next, as shown in FIG. 4B, the lower half of the
(3)次に、p型シリコン基板101にn型不純物(例えばリン)をイオン注入する。その後、レジストマスク60を剥離する。
(3) Next, n-type impurities (for example, phosphorus) are ion-implanted into the p-
これにより、図4Cに示すように、レジストマスク60で覆われていた領域はp型領域101Aとして残り、レジストマスク60で覆われていなかった領域にNウェル5が形成される。前述のウェル近接効果により、レジストマスク60内でn型不純物イオンの一部が散乱されるため、その分だけNウェル5の不純物濃度が高くなっている。
As a result, as shown in FIG. 4C, the region covered with the resist
(4)次に、従来のMOSFETの作製技術を用いて、図4Dに示すように、セル61bのp型領域101AにNMOSトランジスタ50aを、セル61bのNウェル5にPMOSトランジスタ50bをそれぞれ作製する。より具体的には、NMOSトランジスタ50aとPMOSトランジスタ50bに共通のゲート1を形成する。その後、NMOSトランジスタ50aのソース/ドレイン領域となるN型拡散層2,2を、セル61bのp型領域101Aに形成する。また、PMOSトランジスタ50bのソース/ドレイン領域となるP型拡散層3,3を、セル61bのNウェル5に形成する。そして、図4Dに示すように、Nウェル5、p型領域101Aの電位をそれぞれ固定させるためのウェル端子4,4を形成する。
(4) Next, as shown in FIG. 4D, an
上記の工程により、セル61bにはNMOSトランジスタ50aとPMOSトランジスタ50bからなるCMOSインバータが形成され、セル61bは遅延セル9となる。また、セル61a,61cには何も形成されないので、空き領域セル8,8となる。遅延セル9のNウェル5の不純物濃度はウェル近接効果により高くなっているため、PMOSトランジスタ50bの閾値電圧は上昇し、遅延セル9の遅延量が大きくなる。
Through the above process, a CMOS inverter composed of the
次に、ツインウェル構造による製造方法について、図5A〜図5Fを用いて説明する。 Next, the manufacturing method by a twin well structure is demonstrated using FIG. 5A-FIG. 5F.
(1)半絶縁性シリコン基板102を準備する。図5Aに示すように、この半絶縁性シリコン基板102の表面領域にセル62a,62b,62cが割り当てられている。これらのセル(62a,62b,62c)は、左右に隣接して配置され、それぞれ半絶縁性領域102Aを有する。
(1) A
(2)次に、図5Bに示すように、フォトリソグラフィにより、セル62aとセル62cの下半分、及びセル62bの上半分をレジストマスク60で覆う。
(2) Next, as shown in FIG. 5B, the lower half of the
(3)次に、半絶縁性シリコン基板102にn型不純物(例えばリン)をイオン注入する。その後、レジストマスク60を剥離する。
(3) Next, n-type impurities (for example, phosphorus) are ion-implanted into the
これにより、図5Cに示すように、レジストマスク60で覆われていない領域にNウェル5が形成される。前述のウェル近接効果により、レジストマスク60内でn型不純物イオンの一部が散乱されるため、その分だけNウェル5の不純物濃度が高くなる。
As a result, as shown in FIG. 5C, the N well 5 is formed in a region not covered with the resist
(4)次に、図5Dに示すように、フォトリソグラフィにより、セル62aとセル62cの上半分、及びセル62bの下半分をレジストマスク60で覆う。
(4) Next, as shown in FIG. 5D, the upper half of the
(5)次に、半絶縁性シリコン基板102にp型不純物(例えばボロン)をイオン注入する。その後、レジストマスク60を剥離する。
(5) Next, a p-type impurity (for example, boron) is ion-implanted into the
これにより、図5Eに示すように、レジストマスク60で覆われていない領域にPウェル6が形成される。前述のウェル近接効果により、レジストマスク60内でp型不純物イオンの一部が散乱されるため、その分だけPウェル6の不純物濃度が高くなる。
As a result, as shown in FIG. 5E, the
(6)次に、従来のMOSFETの作製技術を用いて、図5Fに示すように、セル62bのPウェル6にNMOSトランジスタ50aを、セル62bのNウェル5にPMOSトランジスタ50bをそれぞれ作製する。また、図5Fに示すように、Nウェル5、Pウェル6の電位をそれぞれ固定させるためのウェル端子4,4を形成する。
(6) Next, as shown in FIG. 5F, an
上記の工程により、前述の製造方法と同様、セル62bにはNMOSトランジスタ50aとPMOSトランジスタ50bからなるCMOSインバータが形成され、セル62bは遅延セル9となる。また、セル62a,62cには何も形成されないので、空き領域セル8,8となる。
Through the above steps, similar to the above-described manufacturing method, a CMOS inverter including the
前述の方法との相違点の1つは、遅延セル9のNウェル5だけでなくPウェル6の不純物濃度もウェル近接効果により高くなっていることである。このため、PMOSトランジスタ50bだけでなく、NMOSトランジスタ50aの閾値電圧も上昇し、遅延セル9の遅延量をさらに大きくすることができる。
One of the differences from the above-described method is that not only the N well 5 of the
上記の2つの製造方法の他、いわゆるトリプルウェルの構造を用いて遅延セルを製造してもよい。この場合、Nウェル内にPウェルを形成し、そのPウェルにNMOSトランジスタを作製する。 In addition to the above two manufacturing methods, a delay cell may be manufactured using a so-called triple well structure. In this case, a P well is formed in the N well, and an NMOS transistor is formed in the P well.
次に、本実施形態に係る遅延セルの変形例を説明する。この変形例では、図6からわかるように、遅延セル9の上側における左右のセル境界線の近傍にNウェル12が形成されている。これにより、図6のB部に示すように、同じ導電型のウェルが図3BのA部に示すように点接触しなくなるため、MOSトランジスタをより安定に動作させることができる。遅延セル9の下側の左右のセル境界線の近傍にPウェルを形成してもよい。
Next, a modified example of the delay cell according to the present embodiment will be described. In this modification, as can be seen from FIG. 6, the N well 12 is formed in the vicinity of the left and right cell boundary lines on the upper side of the
なお、この変形例に係る遅延セルについても、レジストマスク60の覆う範囲を変えることで、前述の製造方法と同様の方法により製造することができる。
Note that the delay cell according to this modification can also be manufactured by a method similar to the above-described manufacturing method by changing the range covered by the resist
また、本実施形態の説明では、遅延セルの左右に隣接セルを空き領域セルとしたが、前述のダミーセルでもよい。 In the description of the present embodiment, the adjacent cells on the left and right of the delay cell are vacant area cells, but the above-described dummy cells may be used.
以上説明したように、本実施形態では、遅延セル9内のウェルの配置パターンを左右に隣接する空き領域セル8,8と逆にすることで、遅延セル9とその左右に隣接する空き領域セル8,8との境界近傍にウェル境界を設ける。このようにすることで、ウェル近接効果を強めて、遅延セルに形成されたMOSトランジスタの特性を劣化させる。これにより、遅延セルの面積を大きくすることなく、遅延セルの遅延量を大きくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the arrangement pattern of the wells in the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態と第2の実施形態の相違点の一つは、第2の実施形態では左右方向だけでなく上下方向にもウェル境界をセル境界線の近傍に設けることで、ウェル近接効果をさらに強めるようにした点である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. One of the differences between the first embodiment and the second embodiment is that, in the second embodiment, the well proximity effect is provided not only in the left-right direction but also in the vertical direction in the vicinity of the cell boundary line. It is the point which made it strengthen further.
図7は、本実施形態に係る遅延セル10を示している。この図からわかるように、第1の実施形態と同様、この遅延セル10は左右の空き領域セル8,8により挟まれていており、また、遅延セル10と空き領域セル8のウェルの配置パターンが逆であるため遅延セル10の左右にウェル境界がある。
FIG. 7 shows the
この図7からわかるように、遅延セル10の上側のセル境界線の近傍に、左右に隣接する空き領域セル8と同じ導電型のNウェル22が配置されている。また、遅延セル10の下側のセル境界線の近傍に、左右に隣接する空き領域セル8と同じ導電型のPウェル23が配置されている。
As can be seen from FIG. 7, an N well 22 having the same conductivity type as that of the
上記のように構成することにより、図7の矢印で示すように、横方向だけでなく、縦方向についても、遅延セル10のMOSトランジスタからウェル境界までの距離を短くすることできる。このため、第1の実施形態に比べてウェル近接効果をさらに強めることができる。
By configuring as described above, the distance from the MOS transistor of the
次に、図8に本実施形態に係る遅延セルの変形例を示す。この変形例は、同じ導電型のウェルが点接触することを避けるために、遅延セル10の上側における左右のセル境界線の近傍にNウェル12が形成されている。これにより、MOSトランジスタをより安定に動作させることができる。遅延セル10の下側の左右のセル境界線の近傍にPウェルを形成してもよい。
Next, FIG. 8 shows a modification of the delay cell according to the present embodiment. In this modification, in order to avoid the point contact of wells of the same conductivity type,
なお、本実施形態の説明では、遅延セルの左右に隣接セルを空き領域セルとしたが、ダミーセルでもよい。また、Nウェル22とPウェル23のいずれか一方のみを配置する構成でもよい。 In the description of this embodiment, the adjacent cells on the left and right of the delay cell are vacant area cells, but may be dummy cells. Alternatively, only one of the N well 22 and the P well 23 may be arranged.
また、本実施形態に係る遅延セルは、レジストマスクで覆う範囲を変えることで、第1の実施形態で説明した方法により製造することができる。 In addition, the delay cell according to the present embodiment can be manufactured by the method described in the first embodiment by changing the range covered with the resist mask.
以上説明したように、本実施形態では、遅延セル10の上下の境界近傍にNウェル22及びPウェル23を設けることにより、ウェル近接効果をさらに強めて、MOSトランジスタの特性を劣化させる。これにより、遅延セルの面積を大きくすることなく、遅延セルの遅延量をさらに増大させることができる。
As described above, in this embodiment, by providing the N well 22 and the P well 23 in the vicinity of the upper and lower boundaries of the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態と第1の実施形態との相違点の1つは、前述のように、本実施形態では、遅延セルに左右隣接するセルを空き領域セルではなく、遅延セルとした点である。即ち、本実施形態では、遅延セルが連続して配置されている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. One of the differences between the present embodiment and the first embodiment is that, as described above, in this embodiment, the cells adjacent to the left and right of the delay cell are not the empty area cells but the delay cells. That is, in this embodiment, delay cells are continuously arranged.
図9は、本実施形態に係る横方向に並べて配置された3つの遅延セル9a、9b及び9cを示している。この図からわかるように、中央に配置された遅延セル9bは、第1の実施形態に係る遅延セルと同様に、通常論理セルのウェル配置パターンとは逆のウェルの配置パターンを有している。また、遅延セル9bの左右に隣接する遅延セル9aと9cにおけるウェルの配置パターンは通常論理セルと同じである。
FIG. 9 shows three
上記の構成により、各遅延セルについて、MOSトランジスタからウェル境界までの距離を短くすることができる。これにより、ウェル近接効果が強められるため、各遅延セル9a、9b及び9cの遅延量が大きくなる。また、本実施形態は第1及び第2の実施形態と異なり、空き領域セルを配置しないため、遅延量の大きい遅延セルを高密度に配置することができる。
With the above configuration, the distance from the MOS transistor to the well boundary can be shortened for each delay cell. Thereby, since the well proximity effect is strengthened, the delay amount of each of the
次に、図10に本実施形態に係る遅延セルの変形例を示す。この変形例では、同じ導電型のウェルが点接触することを避けるために、遅延セル9bの下側の左右のセル境界線の近傍にPウェル63が形成されている。これにより、MOSトランジスタをより安定に動作させることができる。遅延セル9bの上側の左右のセル境界線の近傍にNウェルを形成してもよい。
Next, FIG. 10 shows a modification of the delay cell according to the present embodiment. In this modification, in order to avoid the point contact of wells of the same conductivity type, the P well 63 is formed in the vicinity of the left and right cell boundary lines on the lower side of the
なお、上記の説明では、遅延セルを3つ並べた構成について説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではない。図9(図10)において、横方向に沿って、ウェルの配置パターンが交互に反転する、任意の数の遅延セルを配置してもよい。 In the above description, a configuration in which three delay cells are arranged has been described. However, the present embodiment is not limited to this. In FIG. 9 (FIG. 10), an arbitrary number of delay cells in which the well arrangement pattern is alternately reversed may be arranged along the horizontal direction.
次に、それぞれの遅延セルに形成された複数のCMOSインバータを直列に接続する配線、並びに電源電圧(VDD)及び接地電圧(VSS)を供給する配線について、図11及び図12を用いて説明する。 Next, wiring for connecting a plurality of CMOS inverters formed in each delay cell in series and wiring for supplying a power supply voltage (VDD) and a ground voltage (VSS) will be described with reference to FIGS. .
図11は、コンタクト30と、入力端子31と、CMOSインバータ間の配線32と、MOSトランジスタとウェル端子4間の配線33と、出力端子34とを、図10に追加したものである。
11 is obtained by adding a
配線32は、コンタクト30を介してCMOSインバータ間を接続する。即ち、図11からわかるように、この配線32は遅延セル9aに作製されたCMOSインバータの出力(PMOS及びNMOSトランジスタのドレイン領域)と遅延セル9bに作製されたCMOSインバータの入力(ゲート電極)とを接続する。同様に、遅延セル9bに配置されたCMOSインバータの出力と遅延セル9cに配置されたCMOSインバータの入力とを接続する。
The
配線33は、PMOSトランジスタのP型拡散層3(ソース領域)とNウェルのウェル端子4とを接続し、また、NMOSトランジスタのN型拡散層2(ソース領域)とPウェルのウェル端子4とを接続する。
The
入力端子31は遅延セル9aに形成されたCMOSインバータのゲート1に接続されている。出力端子34は遅延セル9cに形成されたCMOSインバータの出力(PMOS及びNMOSトランジスタのドレイン領域)に接続されている。
The
図12は、電源電圧を供給する電源配線35,36と、及び接地電圧を供給する接地配線37,38と、ビアコンタクト39とを、図11に追加した図である。この図からわかるように、電源配線35は、ビアコンタクト39を介して遅延セル9a及び9cの配線33と接続されており、遅延セル9a、9cに配置されたPMOSトランジスタに電源電圧を供給する。同様に、電源配線36は、ビアコンタクト39を介して遅延セル9bの配線33と接続されており、遅延セル9bに配置されたPMOSトランジスタに電源電圧を供給する。
12 is a diagram in which
接地配線37は、ビアコンタクト39を介して遅延セル9bの配線33と接続されており、遅延セル9bに配置されたNMOSトランジスタに接地電圧を供給する。同様に、接地配線38は、ビアコンタクト39を介して遅延セル9a及び9cの配線33と接続されており、遅延セル9a、9cに配置されたNMOSトランジスタに接地電圧を供給する。
The
このように、電源配線35,36及び接地配線37,38を遅延セル9a,9c用と遅延セル9b用との2ペア設けることで、電源配線及び接地配線の形状を簡易な略直線状にすることができる。
Thus, by providing two pairs of the
なお、本実施形態に係る遅延セルは、第1の実施形態で説明した方法と同様にして製造することができる。即ち、第1の実施形態で説明した方法により遅延セルを製造した後、遅延セルに左右隣接するセルにPMOSトランジスタとNMOSトランジスタからなるCMOSインバータを作製すればよい。 Note that the delay cell according to the present embodiment can be manufactured in the same manner as the method described in the first embodiment. That is, after a delay cell is manufactured by the method described in the first embodiment, a CMOS inverter including a PMOS transistor and an NMOS transistor may be manufactured in cells adjacent to the delay cell.
以上説明したように、本実施形態では、遅延セル9a,9b,9cを、ウェル配置パターンを反転させながら交互に横方向に配置することで、左右に隣接するセルとの境界近傍にウェル境界を設けるようにする。これにより、遅延量が増大した遅延セルを高密度に配置することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、電源配線及び接地配線を2ペア設けることで、電源配線及び接地配線の形状を簡易な略直線状にすることができる。 Further, by providing two pairs of the power supply wiring and the ground wiring, the shape of the power supply wiring and the ground wiring can be made into a simple substantially linear shape.
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。本実施形態と第1の実施形態の相違点の一つは、遅延セルのウェルの配置パターンを隣接するセルと逆にする代わりに、遅延セルの左右に隣接するセルの少なくとも一部に、その隣接するセルのウェルの導電型と逆の導電型のウェルを形成することで、隣接セル内にウェル境界を設けることである。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. One of the differences between this embodiment and the first embodiment is that, instead of reversing the arrangement pattern of the wells of the delay cells with those of the adjacent cells, at least some of the cells adjacent to the left and right of the delay cells By forming a well having a conductivity type opposite to that of the well of an adjacent cell, a well boundary is provided in the adjacent cell.
図13は、本実施形態に係る遅延セル11を示している。この図を図3Aと比較してわかるように、遅延セル11のウェルの配置パターンは通常論理セル17と同じである。また、この図13からわかるように、遅延セル11を挟む空き領域セル8,8のNウェル5(非論理セルNウェル)の一部にPウェル43が形成され、Pウェル6(非論理セルPウェル)の一部にNウェル42が形成されている。
FIG. 13 shows the
上記の構成により、図13の矢印で示すように、横方向について遅延セル11のMOSトランジスタからウェル境界までの距離を短くすることできる。これにより、ウェル近接効果によって遅延セル11に作製されたMOSトランジスタの閾値電圧は増大し、遅延セル11の遅延量が大きくなる。このように、本実施形態では、遅延セルのウェルの配置パターンを通常の論理セルのパターンから変更せず済むという利点がある。
With the above configuration, the distance from the MOS transistor of the
なお、図13からわかるように、Nウェル42及びPウェル43は同じ導電型のウェルが点接触しないように配置されているが、点接触を許容する場合には、空き領域セル8の幅を狭めることにより、空き領域セル8の面積をより小さくしてもよい。また、Nウェル42及びPウェル43の何れか一方のみを形成してもよい。
As can be seen from FIG. 13, the N well 42 and the P well 43 are arranged so that the wells of the same conductivity type are not point-contacted. However, when point contact is allowed, the width of the
次に、本実施形態の遅延セルの製造方法を、図14A〜図14Dを用いて説明する。ここでは、シングルウェル構造による製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the delay cell according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14A to 14D. Here, a manufacturing method using a single well structure will be described.
(1)p型シリコン基板101を準備する。図14Aに示すように、このp型シリコン基板101の表面領域にセル63a,63b,63cが割り当てられている。これらのセル(63a,63b,63c)は、左右に隣接して配置され、それぞれp型領域101Aを有する。
(1) A p-
(2)次に、図14Bに示すように、フォトリソグラフィにより、セル63aとセル63cの上半分のうち一部の領域と、下半分の一部の領域をレジストマスク60で覆う。同様に、セル63bの下半分をレジストマスク60で覆う。
(2) Next, as shown in FIG. 14B, a part of the upper half of the
(3)次に、p型シリコン基板101にn型不純物(例えばリン)をイオン注入する。その後、レジストマスク60を剥離する。
(3) Next, n-type impurities (for example, phosphorus) are ion-implanted into the p-
これにより、図14Cに示すように、レジストマスク60で覆われていない領域にNウェル5が形成される。前述のように、ウェル近接効果により、レジストマスク60内でn型不純物イオンの一部が散乱されるため、その分だけNウェル5の不純物濃度が高くなる。
As a result, as shown in FIG. 14C, the N well 5 is formed in a region not covered with the resist
(4)次に、従来用いられているMOSFETの作製技術を用いて、セル63bのNウェル5にPMOSトランジスタ50bを、セル63bのPウェル6にNMOSトランジスタ50aをそれぞれ作製する。また、Nウェル5、Pウェル6の電位をそれぞれ固定させるためのウェル端子4,4を形成する。
(4) Next, a
上記の工程により、セル63bにはNMOSトランジスタ50aとPMOSトランジスタ50bからなるCMOSインバータが形成され、セル63bは遅延セル11となる。セル63a,63cには何も形成されないので、空き領域セル8,8となる。図13と図14Dからわかるように、空き領域セル8における上側のp型領域101AがPウェル43に該当し、下側のNウェル5がNウェル42に該当する。
Through the above process, a CMOS inverter including the
なお、本実施形態に係る遅延セルは、上記の製造方法以外にも、第1の実施形態で説明したようなツィンウェル構造またはトリプルウェル構造を用いて製造してもよい。 Note that the delay cell according to the present embodiment may be manufactured using a twin well structure or a triple well structure as described in the first embodiment, in addition to the above manufacturing method.
以上、説明したように、本実施形態では、遅延セル11の左右に隣接する空き領域セル8,8の少なくとも一部に、その隣接するセルのウェルの導電型と逆の導電型のウェル(Nウェル42,Pウェル43)を形成することで、遅延セル11の左右に隣接する空き領域セル8,8内にウェル境界を設ける。これにより、ウェル近接効果を強めて、遅延セルに形成されたMOSトランジスタの特性を劣化させ、遅延セルの遅延量を増大させることができる。
As described above, in the present embodiment, at least part of the
以上、本実施形態によれば、遅延セルの面積を大きくすることなく、遅延量が増大された遅延セルを得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a delay cell having an increased delay amount without increasing the area of the delay cell.
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。本実施形態は、第4の実施形態におけるNウェル42及びPウェル43の幅を調整し、所望の遅延量の遅延セルを得るものである。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described. In this embodiment, the widths of the N well 42 and the P well 43 in the fourth embodiment are adjusted to obtain a delay cell having a desired delay amount.
図15は、本実施形態に係る遅延セル11を示している。第4の実施形態と同様、遅延セル11の左右に隣接するように空き領域セル8,8が配置されている。また、この図15からわかるように、遅延セル11の右側に隣接する空き領域セル8には、Nウェル42とPウェル43が形成されており、遅延セル11の左側に隣接する空き領域セル8には、Nウェル52とPウェル53が形成されている。このNウェル52の幅(横方向の長さ)は、Nウェル42に比べて小さく、Pウェル53の幅もPウェル43に比べて小さい。このため、図15の矢印で示すように、横方向について、遅延セル11のMOSトランジスタからウェル境界までの距離は、右側に比べて左側の方が長くなる。このようにウェル境界までの距離を一部大きくすることで、ウェル近接効果を弱めて、遅延セル11の遅延量を小さくすることができる。
FIG. 15 shows the
このように、遅延量が所望の値よりも大きい場合に、空き領域セル8に形成されるNウェルとPウェルの幅を小さくしてMOSトランジスタとウェル境界との距離を大きくすることで、遅延セルの遅延量を小さくすることができる。
As described above, when the delay amount is larger than a desired value, the width of the N well and the P well formed in the
次に、図15に示す遅延セルの遅延量が依然として所望の値より大きい場合について説明する。図16は、遅延セル11の右側に隣接する空き領域セル8にもNウェル52及びPウェル53を形成した構成を示している。図16の矢印で示すように、横方向について遅延セル11のMOSトランジスタからウェル境界までの距離は左側についても、右側と同程度に長くなる。このため、遅延セル11の遅延量をさらに小さくすることができる。
Next, a case where the delay amount of the delay cell shown in FIG. 15 is still larger than a desired value will be described. FIG. 16 shows a configuration in which the N well 52 and the P well 53 are formed also in the
上記の説明では、ウェル近接効果を弱めることで遅延セルの遅延量を小さくしたが、これとは逆に、Nウェル42及びPウェル43の幅をより大きくすると、ウェル近接効果が強められることにより遅延セルの遅延量を大きくすることができる。つまり、空き領域セルに形成されたNウェル42及びPウェル43の幅を調整することで、所望の遅延量の遅延セルを得ることができる。 In the above description, the delay amount of the delay cell is reduced by weakening the well proximity effect. On the contrary, if the widths of the N well 42 and the P well 43 are increased, the well proximity effect is enhanced. The delay amount of the delay cell can be increased. That is, a delay cell having a desired delay amount can be obtained by adjusting the widths of the N well 42 and the P well 43 formed in the empty area cells.
なお、本実施形態では、空き領域セル8のNウェル42とPウェル43のサイズを同時に変化させたが、一方のみを変化させてもよい。
In the present embodiment, the sizes of the N well 42 and the P well 43 of the
また、Nウェル52(42)及びPウェル53(43)は、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。 Further, only one of the N well 52 (42) and the P well 53 (43) may be provided.
また、Nウェル52(42)及びPウェル53(43)の形状は、長方形に限られず、所望の遅延量を満足するように任意の形状としてもよい。 Further, the shape of the N well 52 (42) and the P well 53 (43) is not limited to a rectangle, and may be an arbitrary shape so as to satisfy a desired delay amount.
以上、本実施形態によれば、空き領域セル8に形成されるNウェル52及び/又はPウェル53の幅を変化させることにより、遅延セル11の遅延量を所望の値に調整することができる。
As described above, according to the present embodiment, the delay amount of the
以上、5つの実施形態について説明した。上記の実施形態における導電型については、p型をn型に、n型をp型にそれぞれ置き換えてもよい。また、遅延セルに形成される遅延素子は、CMOSインバータに限らず、その他のCMOS回路で構成されてもよい。 The five embodiments have been described above. Regarding the conductivity type in the above embodiment, the p-type may be replaced with the n-type, and the n-type may be replaced with the p-type. Further, the delay element formed in the delay cell is not limited to the CMOS inverter, and may be composed of other CMOS circuits.
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 Based on the above description, those skilled in the art may be able to conceive additional effects and various modifications of the present invention, but the aspects of the present invention are not limited to the individual embodiments described above. . Various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
例えば、遅延セルの上下のセル境界線近傍に設けられたNウェル22及びPウェル23(第2の実施形態で説明)を、第3第〜第5の実施形態に適用してもよい。 For example, the N well 22 and the P well 23 (described in the second embodiment) provided in the vicinity of the upper and lower cell boundary lines of the delay cell may be applied to the third to fifth embodiments.
1・・・ゲート
2・・・N型拡散層
3・・・P型拡散層
4・・・ウェル端子
5,12,22,42,52・・・Nウェル
6,23,63,43,53・・・Pウェル
7・・・論理セル
8・・・空き領域セル
9,9a,9b,9c,10,11・・・遅延セル
17・・・通常論理セル
30・・・コンタクト
31・・・入力端子
32,33・・・配線
34・・・出力端子
35,36・・・電源配線
37,38・・・接地配線
39・・・ビアコンタクト
50・・・CMOSインバータ
50a・・・NMOSトランジスタ
50b・・・PMOSトランジスタ
60・・・レジスト
61a,61b,61c・・・セル
62a,62b,62c・・・セル
101・・・p型シリコン基板
101A・・・p型領域
102・・・半絶縁性シリコン基板
102A・・・半絶縁性領域
CB1〜CB10・・・セル境界線
WB1〜WB3・・・ウェル境界
DESCRIPTION OF
Claims (5)
それぞれが、前記第2の方向に沿って前記論理セルに隣接して配置され、前記第1の方向に所定のウェル配置パターンで隣り合う非論理セルNウェルと非論理セルPウェルとを有する、複数の非論理セルと、
を備え、
前記複数の論理セルは、前記CMOS回路を遅延素子として用いる遅延セルと、前記CMOS回路を遅延素子以外の用途に用いる通常論理セルとからなり、
前記遅延セルにおける前記ウェル配置パターンは、前記第2の方向に沿って前記遅延セルに隣接する前記非論理セルにおける前記ウェル配置パターンを反転したものであり、
前記通常論理セルにおける前記ウェル配置パターンは、前記第2の方向に沿って前記通常論理セルに隣接する前記非論理セルにおける前記ウェル配置パターンと同じである、
ことを特徴とする半導体装置。 A PMOS transistor formed in a logic cell N well and an NMOS transistor formed in a logic cell P well, which constitute a CMOS circuit, and the logic cell N well and the logic cell P well are arranged in a first direction. A plurality of logic cells arranged adjacent to each other in a predetermined well arrangement pattern and arranged along a second direction intersecting the first direction;
Each has a non-logic cell N-well and a non-logic cell P-well arranged adjacent to the logic cell along the second direction and adjacent in a predetermined well arrangement pattern in the first direction. Multiple non-logic cells;
With
The plurality of logic cells include a delay cell using the CMOS circuit as a delay element, and a normal logic cell using the CMOS circuit for applications other than the delay element,
The well arrangement pattern in the delay cell is an inversion of the well arrangement pattern in the non-logic cell adjacent to the delay cell along the second direction,
The well arrangement pattern in the normal logic cell is the same as the well arrangement pattern in the non-logic cell adjacent to the normal logic cell along the second direction.
A semiconductor device.
前記複数の遅延セルにおける、前記論理セルNウェルと前記論理セルPウェルの前記第1の方向に沿うウェル配置パターンは、前記第2の方向に沿って交互に反転する、
ことを特徴とする半導体装置。 A PMOS transistor formed in a logic cell N well and an NMOS transistor formed in a logic cell P well constituting a CMOS circuit functioning as a delay element, and the logic cell N well and the logic cell P well are A plurality of delay cells arranged adjacent to each other in the first direction and adjacent along a second direction intersecting the first direction;
In the plurality of delay cells, the well arrangement pattern along the first direction of the logic cell N well and the logic cell P well is alternately inverted along the second direction.
A semiconductor device.
前記遅延セルの前記論理セルPウェルの周縁部の少なくとも一部に形成されたNウェル、及び/又は前記遅延セルの前記論理セルNウェルの周縁部の少なくとも一部に形成されたPウェルを、さらに備えることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device according to claim 1 or claim 2, wherein
An N well formed on at least a part of the peripheral edge of the logic cell P well of the delay cell and / or a P well formed on at least a part of the peripheral edge of the logic cell N well of the delay cell; A semiconductor device further comprising:
それぞれが、前記第2の方向に沿って前記論理セルに隣接して配置され、前記ウェル配置パターンと同じ配置パターンで隣り合う非論理セルNウェルと非論理セルPウェルとを有する、複数の非論理セルと、
を備え、
前記複数の論理セルは、前記CMOS回路を遅延素子として用いる遅延セルと、前記CMOS回路を遅延素子以外の用途に用いる通常論理セルとからなり、
前記第2の方向に沿って前記遅延セルに隣接する前記非論理セルは、前記非論理セルNウェルの少なくとも一部に形成されたPウェル、及び/又は前記非論理セルPウェルの少なくとも一部に形成されたNウェルを有し、
前記Pウェル及び/又は前記Nウェルの大きさ及び配置位置は、前記遅延セルの所望の遅延量に基づいて決められる、
ことを特徴とする半導体装置。 A PMOS transistor formed in a logic cell N well and an NMOS transistor formed in a logic cell P well, which constitute a CMOS circuit, and the logic cell N well and the logic cell P well are arranged in a first direction. A plurality of logic cells arranged adjacent to each other in a predetermined well arrangement pattern and arranged in a second direction intersecting with the first direction;
A plurality of non-logic cells N-wells and non-logic cells P-wells are arranged adjacent to the logic cells along the second direction and are adjacent in the same arrangement pattern as the well arrangement pattern. A logic cell;
With
The plurality of logic cells include a delay cell using the CMOS circuit as a delay element, and a normal logic cell using the CMOS circuit for applications other than the delay element,
The non-logic cell adjacent to the delay cell along the second direction is a P-well formed in at least a part of the non-logic cell N-well and / or at least a part of the non-logic cell P-well Having an N-well formed in
The size and arrangement position of the P well and / or the N well are determined based on a desired delay amount of the delay cell.
A semiconductor device.
前記シリコン基板における、前記第1及び第3のセルの下側領域及び前記第2のセルの上側領域をレジストマスクで覆い、
前記シリコン基板に第2導電型の不純物をイオン注入することにより、前記第1及び第3のセルの上側領域、及び前記第2のセルの下側領域に前記第2導電型のウェルを形成し、
前記シリコン基板から前記レジストマスクを剥離し、
前記第2のセルの前記上側領域に、前記第2導電型のソース/ドレイン領域を有するMOSトランジスタを形成し、
前記第2のセルの前記下側領域に、前記第1導電型のソース/ドレイン領域を有するMOSトランジスタを形成する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Preparing a first conductivity type silicon substrate in which first, second and third cells are arranged adjacent to each other on the left and right;
Covering the lower region of the first and third cells and the upper region of the second cell with a resist mask in the silicon substrate,
By ion-implanting a second conductivity type impurity into the silicon substrate, the second conductivity type well is formed in the upper region of the first and third cells and the lower region of the second cell. ,
Peeling the resist mask from the silicon substrate;
Forming a MOS transistor having a source / drain region of the second conductivity type in the upper region of the second cell;
Forming a MOS transistor having the source / drain region of the first conductivity type in the lower region of the second cell;
A method for manufacturing a semiconductor device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2008285414A JP2010114258A (en) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008285414A JP2010114258A (en) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010114258A true JP2010114258A (en) | 2010-05-20 |
Family
ID=42302598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008285414A Pending JP2010114258A (en) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010114258A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014241454A (en) * | 2014-09-29 | 2014-12-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
| JP2019009369A (en) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-11-06 JP JP2008285414A patent/JP2010114258A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014241454A (en) * | 2014-09-29 | 2014-12-25 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
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