TWI327362B - Semiconductor structure, integrated circuit and method for rerouting integrated circuit - Google Patents

Description

1327362 第95142418號專利說明書修正本 修正日期：98.7.16 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種積體電路（integrated circuit，1C) 設計’特別是有關於一種用來降低1C之漏電流的工程修 改命令（engineering change order，ECO)單元。 【先前技術】 為了使1C達到設計規格所需要的某些功能，因此ic • 中包括許多電子裝置、單元以及電路模組。這些電子裝 置、單元以及電路模組通常設置於被一些金屬層覆蓋的 半導體基板上方，並且於金屬層設置作為内連網路的傳 導圖案。除了這些標準功能的電子元件之外，1C中亦具 有在ic操作時不扮演任何主動角色（active r0]e)的備用或 是冗餘（dummy)單元。備用單元可設計用以達到某些功 能，然而在原始的1C電路設計中，備用單元並沒有電性 連接至具有標準功能的電子元件。備用單元在1C修正或 鲁 繞行(rerouting)處理期間，可選擇性的電性連接至具有標 準功能的電子元件。這樣的處理通常稱為ECO，而備用 單元亦可稱為ECO單元。 ECO單元的數量約為一般的IC中總單元數量的百分 之5〜10。一般來說’即使在1C中ECO單元炎沒有電性 連接至其他電子元件，EC0單元仍耦接至電麼源與接地 電壓。因此’很明顯的，會有部分電力流經這些ECO單 元。例如，使用90奈米半導體製程技術所製造的ις中， 0503-Α31908TWF1 /ronmecer 5 1327362 第95142418號專利說明書修正本 修正曰期：98.7.16 通常約有百分之10〜15的漏電流功耗（leakage power)於 ECO單元。隨著半導體製程技術的發展以及1C尺寸的縮 小，漏電流功耗的問題變的越來越嚴重。 因此，期望發展出一種可降低1C之漏電流功耗的 ECO單元之1C製造技術。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提供一種半導體架構，包括用以 電性連接至電壓源之第一導線；用以電性連接至互補式 電壓源之第二導線；以及至少一備用單元，備用單元未 耦接至第一導線或第二導線，只當設置工程修改命令 時，備用單元係選擇性的電性連接至至少一標準單元、 第一導線以及第二導線。 【實施方式】 為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： 實施例： 第1圖係顯示傳統ECO單元100的佈局，傳統ECO 單元100係設置於半導體基板110上的一些摻雜區102、 104、106與108中。痩長的（elongated)閘極架構112係 覆蓋於摻雜區102與104上方，而痩長的閘極架構114、 116、118與120係覆蓋於摻雜區106與108上方。摻雜 區102、104、106與108係透過介層接觸區（via contact) 0503-A31908TWFl/ronmecer 6 1327362 第95142418號專利說明書修正本 修JE日期：98.7.16 122以及傳導圖案124耦接在一起，因此使得Ec〇單元 議可達到-些電力功能。摻雜區搬係透過介層接觸= 128與130以及設置於介層接觸區128與13〇之間的傳導 圖案132電性連接至第一導線126。摻雜區1〇4係透過介 層接觸區136與138以及設置於介層接觸區136與138 之間的傳導圖案140電性連接至第二導線i34。同樣的， 掺雜區106與108係透過介層接觸區以及傳導圖案電性 連接至第一導線126與第二導線134。第一導線耦 * 接至電壓源（未圖示）’而第二導線134更耦接至互補式電 壓源（未圖示），例如接地電壓。 ECO單元100在對應之ECO設置之前，並沒有電性 連接至任何具有標準功能的單元，而ECO單元1〇〇僅透 過第一導線126與第二導線134耦接至電壓源與互補式 電麗源。傳統ECO早元100的設置會引起顯著的漏電流 功耗。隨著半導體製程技術的發展以及1C尺寸的縮小， I 漏電流功耗的問題變的越來越嚴重。 第2A圖係顯示根據本發明第一實施例所述之ECO 單元200的佈局，ECO單元200係設置於半導體基板210 上方的一些摻雜區202、204、206與208上。痩長的閘 極架構212係覆蓋於摻雜區202與204上方，而瘦長的 閘極架構214、216、218與220係覆蓋於摻雜區206與 208上方。每一個閘極架構212、214、216、218與220 係由傳導層（例如多晶矽）所形成，並且堆疊於介電層（例 如矽氮化物或矽氧化物）上。摻雜區202、204、206與208 0503-A31908TWF1 /ronmecer 7 1327362 修正日期：98.7.16 第95M2418號專利說明書修正本 係透過介層接觸區（via contact) 222以及傳導圖案224耦 接在一起，因此使得ECO單元2〇〇可達到一些電力功 旎。弟一導線226係設置相鄰於摻雜區與，並且 電性連接至電壓源（未圖示）。第二導線228係設置相鄰於 摻雜區204與208，並且電性連接至互補式電壓源（未圖 示）’例如接地電壓。摻雜區202具有凸出部（tabp〇rti〇n) 203犬出至第一導線226 ’並且在凸出部203與第一導線 226之間不會產生電性或實體連接。摻雜區2〇6具有凸出 部205突出至第一導線226’並且在凸出部2〇5與第一導 線226之間不會產生電性或實體連接。同樣的，摻雜區 204與208分別具有凸出部207與2〇9突出至第二導線 228 ’並且分別在凸出部207與209與第二導線228之間 皆不會產生電性或實體連接。EC〇K2〇〇在EC〇設置 之前，並不會耦接至任何具有標準功能的單元。 第2B圖係顯示根據本發明第—實施例所述之在 ECO設置後ECO單元2〇〇的佈局。Ec〇 # 舍 1C需要修正或是繞行時，將EC0單元2〇〇電性連接至其 他具有標準功能的單元。在此實施例中，形成主動區23〇 與232係用以分別將凸出部203與2〇5電性連接至第一 導線226，而形成主動區234與236係用以分別將凸出部 207與209電性連接至第二導線228。主動區23〇、232、 234與236係為半導體區域，與高濃度之雜質執行高推雜 作為傳導路徑。傳導路徑通常由例如氧化㈣隔離架構 所定義。因此，傳導路徑通,f又叫做氧化定義（ο· 0503-A31908丁 WF1/ronmecer 8 1327362 第95142418號專利說明書修正本 修正曰期：98.7.16 defined，0D)區。主動區230、232、234與236係透過第 一導線226與第二導線228將摻雜區202、204、206與 208電性連接至電壓源與互補式電壓源，如此一來，電力 可供應至ECO單元200,使得ECO單元200可達到預先 定義的功能。 本發明的優點係為在ECO設置之前，排除發生於 ECO單元200的漏電流功耗。不同於第1圖所示之傳統 ECO單元100 ’ ECO單元200在ECO設置之前，並沒有 • 電性連接至第一導線226與第二導線228。換句話說，係 切斷ECO單元200與電壓源以及/或互補式電壓源之間的 電性連接。因此’不會有任何的漏電流從電壓源流經ECO 單元200至互補式電壓源。如此一來，特別是針對使用 低於90奈米半導體製程技術所製造的ic雨言，可顯著 的節省1C的功率消耗。 本發明的另一項優點係為當EC〇設置時，透過第一 導線226與第二導線228將ECO單元2〇〇電性連接至電 壓源以及互補式電壓源。透過對形成摻雜區2〇2、2〇4、 206與通的光罩執行簡單的修改，使其可形成額外的凸 出部203、205、207與209而達到電性連接。因此，當 ECO設置時，僅有1C佈局的其中一層需要被修改。 必須注意的是’第2A圖與第2B圖係作為說明使用， 並非用以提出或建議任何特定的電路設計。因此，摻雜 區、凸出部、閘極結構以及主動區的數量與架構會因設 計規格的需求而有所差異。連接摻雜區、凸出部、閘極 0503-A31908TWFl/ronmecer 1327362 第95142418號專利說明書修正本 他 修正日期：98.7.16 結構以及主動區之間的網路也會因設計規格的需求而有 所差異。 第3A圖與第3B圖係顯示根據本發明第二實施例所 述之ECO設置前後之EC0單元3〇〇的上視圖。參照第 3A圖，ECO單元300係與第2A圖所示<EC〇單元2卯 極為相似，除了設置於摻雜區3〇2、3〇4、3〇6與3卯上 方的金屬層之傳導圖案（例如31〇、312)之外。 310係電性連接至第-導線314，傳導圖案則更透過二 些介層接觸區316耦接至電壓源（未圖示）。傳導圖 係電性連接至第二導線318，傳導圖案312更透過二、 層接觸區32G減至互補式電壓源(未圖示） = M0具有凸出部322與324，分別懸掛於推雜區地與= 上，並且與第-導線314不具有電性連接或實體接 傳導圖案M2具有凸出部326與328，分別懸掛輕 304與谓上，並且與第二導線318不具有電性連接或= 體接觸。因此，沒有任何漏電流會從電壓源流經EC 元300至互補式電壓源。 平 第3B圖係顯不在設置ECO後，ECO單元3〇〇係電 性連接至第一導線314與第二導線318，亦即電性連接至 電壓源與互補式電壓源。介層接觸區33〇與Μ)係用以 分別將傳導圖案310之凸出部322與324電性 雜區302與306。介層接觸區334與336係用以分別將傳 導圖案312之凸出部326與328電性連接至摻雜區3〇4 與308。EOO單元_更祕至其他具有標準功能的單 0503-A31908TWFl/ronmecer 10 1327362 • 第95142418號專利說明書修正本 修正日期：98.7.16 元。因此’在設置ECO後’ ECO單元300亦可作為標準 功能單元。 第4 A圖與第4B圖係顯示根據本發明第三實施例所 述之ECO設置前後之ECO單元400的上視圖。參照第 4A圖，ECO單元400係與第2A圖所示之ECO單元200 極為相似，除了設置於摻雜區402、404、406與408上 方的金屬層之傳導圖案（例如410、412)之外。ECO單元 400的介層接觸區之設置亦不同於ECO單元200，ECO ® 單元400的介層接觸區430、432、434與436係分別設 置於摻雜區402、404、406與408的上方。傳導圖案410 係電性連接至第一導線414傳導圖案410更透過一些介 層接觸區416耦接至電壓源（未圖示）。傳導圖案412係電 性連接至第二導線418,傳導圖案412更透過一些介層接 觸區420耦接至互補式電壓源（未圖示）。導線414與418 以及傳導圖案410與412皆沒有電性連接至摻雜區402、 鲁 404、406與408。因此，沒有任何漏電流會從電壓源流 經ECO單元400至互補式電壓源。 第4B圖係顯示在設置ECO後，ECO單元400係電 性連接至第一導線414與第二導線418,亦即電性連接至 電壓源與互補式電壓源。凸出部422與424係用以分別 將介層接觸區430與432電性連接至傳導圖案410。凸出 部426與428係用以分別將介層接觸區434與436電性 連接至導線412。ECO單元400更耦接至其他具有標準 功能的單元。因此，在設置ECO後，ECO.單元400亦可 0503-A31908TWF1 /roiuneeer 11 1327362 第95142418號專利說明書修正本 修正曰期：98.7.16 作為標準功能單元。 必須注意的是，儘管本發明第二與第三實施例係以 於摻雜區上設置金屬層來闡述本發明之精神，然而金屬 層可以直接或間接的設置於基板上。亦可以設置於基板 上方的一層或是好幾層。在第二實施例中’每一金屬層 可包括具有凸出部的傳導圖案，透過於設置ECO後，設 置額外的介層接觸區，便可輕易的電性連接至摻雜區。 在第三實施例中，每一金屬層可包括介層接觸區，透過 於設置ECO後，設置額外的凸出部至傳導圖案，便可輕 易的電性連接至摻雜區。如此一來，透過簡單的修改製 程步驟，即可使ECO單元電性連接至導線。 以上係介紹根據本發明所述之較佳實施例。必須說 明的是，本發明提供了許多可應用之發明概念，所揭露 之特定實施例僅是說明達成以及使用本發明之特定方 式，不可用以限制本發明之範圍。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發 明之精神和範圍内，當可做些許的更動與潤飾，因此本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 準。 0503-A31908TWF1 /ronmecer 12 /-362 /-362 修正日期：98.7.16 第95142418號專利說明書修正本 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示傳統EC0單元的佈局。 第2A圖係顯示根據本發明第一實施例所述之未電 性連接ECO單元的佈局。 第2B圖係顯示根據本發明第一實施例所述之電性 連接ECO單元的佈局。 第3 A圖係顯不根據本發明第二實施例所述之未電 性連接ECO單元的佈局。 第3B圖係顯示根據本發明第二實施例所述之電性 連接ECO單元的佈局。 第4A圖係顯示根據本發明第三實施例所述之未電 性連接ECO單元的佈局。 第4B圖係顯示根據本發明第三實施例所述之電性 連接ECO單元的佈局。 【主要元件符號說明】 100、200、300、400〜工程修改命令單元； 102、104、106、108、202、204、206、208、302、 304、306、308、402、404、406、408〜摻雜區； 203、205、207、209、322、324、326、328、422、 424、426、428〜凸出部； 126、226、314、414〜第一導線； 134、228、318、418〜第二導線； ，230、232、234、236〜主動區； 0503-A31908TWFl/ronmecer 13 1327362 第95142418號專利說明書修正本… " 修正日期：98.7.16 110、210〜半導體基板； 112 、 114 、 116 、 118 、 120 、 212 、 214 、 216 、 218 、 220〜閘極架構； 124、132、140、224、310、312、410、412〜傳導圖 案； 122、128、130、136、138、222、316、320〜介層接 觸區， 330、332、334、336、416、420、430、432、434、 436〜介層接觸區。 0503-A31908TWF 1/ronmecer 14

Claims (1)

1327362 修正日期：99.1.20 第95142418號申請專利範圍修正 十、申請專利範圍： • 1.一種半導體架構，包括： 一第一導線，用以電性連接至一電壓源； 一第二導線，用以電性連接至一互補式電壓源；以 及 至少一備用單元，上述備用單元未耦接至上述第一 導線或第二導線，只當設置一工程修改命令時，上述備 用單元係選擇性的電性連接至至少一標準單元、上述第 • 一導線以及第二導線，其中上述備用單元係設置於一半 導體基板上方之至少一摻雜區上，並且上述備用單元包 括至少一由半導體組成之主動區，耦接於上述摻雜區以 及上述第一導線與第二導線之間，用以根據上述工程修 改命令的設置，分別透過上述第一導線與第二導線將上 述備用單元電性連接至上述電壓源以及互補式電壓源。 2.如申請專利範圍第1項所述之半導體架構，其中上 述備用單元包括至少一閘極結構，覆蓋上述摻雜區。 • 3.-種積體電路，包括： 一第一導線，用以電性連接至一電壓源； 一第二導線，用以電性連接至一互補式電壓源； 至少一標準單元，耦接至上述第一導線以及上述第 二導線，用以根據上述標準單元的預定功能需求執行操 作； 至少一備用單元，上述備用單元未耦接至上述第一 導線或第二導線，只當設置一工程修改命令時，上述備 0503-A31908TWF2/ronmecer 15 1327362 第 修正日期：99 ! 2〇 用單元係選擇性的電性連接至至少一標準單元、第一導 線以及第二導線之一者，其中上述備用單元係設置於一 半導體基板上方之至少一摻雜區上；以及 一連接裝置，用以根據上述工程修改命令的設置， 將上述備用單元電性連接至上述第一導線與第二 其中上述連接裝置包括至少—由半導體組成之主動區， 設置於上述摻雜區以及上述第一導線與第二導線之間， 用以根據上述工程修改命令的設置，透過上述第一導線 與第二導線將上述備用單元電性連接至上述電壓源以及 互補式電壓源。 4·如申請專利範圍第3項所述之積體電路，其中上述 備用單元包括覆蓋上述摻雜區之至少一閘極結構。 5.—種繞行方法，適用於積體電路，包括： 設置至少-備用單元’上述備用單元未耦接至與一 電壓源電性連接之-第—導線’或與—互補式電壓源 性連接之一第二導線；以及 ” ％ “又置-工程修改命令時’於至少_摻雜區 第-導線以及第二導線之間形成至少—由半導體 主動區，將上述備用單元電性連接至一护準單_、凡 第一導線以及第二導線’用以繞行上“：：$ 上述備用單元係設置於上述摻雜區上。 八 0503-A31908TWF2/ronmecer