WO2025115361A1 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
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- H10D89/10—Integrated device layouts
Definitions
- This disclosure relates to a semiconductor integrated circuit device that includes a standard cell (hereinafter, simply referred to as a cell, as appropriate) that includes a fork sheet transistor.
- a standard cell hereinafter, simply referred to as a cell, as appropriate
- the standard cell method is known as a method for forming semiconductor integrated circuits on a semiconductor substrate.
- the standard cell method is a method for designing an LSI chip by preparing basic units with specific logical functions (e.g. inverters, latches, flip-flops, full adders, etc.) as standard cells in advance, placing multiple standard cells on a semiconductor substrate, and connecting these standard cells with wiring.
- basic units with specific logical functions e.g. inverters, latches, flip-flops, full adders, etc.
- transistors which are the basic building blocks of LSIs, have achieved increased integration density, lower operating voltages, and faster operating speeds through the reduction of gate length (scaling). In recent years, however, excessive scaling has caused problems with off-current and the resulting dramatic increase in power consumption. To solve this problem, there has been active research into three-dimensional transistors, in which the transistor structure has been changed from the conventional planar type to a three-dimensional type. Nanosheet FETs are one type of three-dimensional transistor that has attracted attention.
- Patent Document 1 discloses a standard cell that uses a fork sheet transistor, a type of nanosheet FET, in which the gate electrode is forked in a fork shape in order to reduce the area of a semiconductor integrated circuit device. Patent Document 1 also discloses the structure of a terminal cell, which is one of the standard cells that uses a fork sheet transistor.
- Patent Document 2 discloses a standard cell in which back wiring is provided on the back surface directly below a transistor in order to reduce the area of the semiconductor integrated circuit device, and the source and drain of the transistor are connected to this.
- the present disclosure aims to provide a layout for a semiconductor integrated circuit device that includes standard cells using fork sheet transistors and backside wiring.
- a semiconductor integrated circuit device having a plurality of standard cells including a first standard cell, the first standard cell constituting a channel, source and drain of a first transistor of a first conductivity type, the channel being a first active region including a first nanosheet extending in a first direction, a second active region constituting a channel, source and drain of a second transistor of a second conductivity type different from the first conductivity type, the channel being a second nanosheet extending in the first direction, a first gate wiring extending in a second direction perpendicular to the first direction and surrounding the periphery of the first nanosheet in the second direction and in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and a second gate wiring extending in the second direction and surrounding the periphery of the first nanosheet in the second direction and in the third direction.
- the semiconductor device includes a gate wiring, a first power wiring formed on the back side of the first transistor and extending in the first direction, a second power wiring formed on the back side of the second transistor and extending in the first direction, and a first via formed in a region in the first active region where a region serving as the source of the first transistor overlaps with the first power wiring, connecting the source in the first active region to the first power wiring, the second nanosheet is disposed on a first side, which is one side of the first nanosheet in the second direction, the surface of the first nanosheet on the first side is exposed from the first gate wiring, the surface of the second nanosheet on the other side in the second direction is exposed from the second gate wiring, and the first via is disposed in the center of the first active region in the second direction in a plan view.
- the first and second nanosheets have their surfaces facing the second direction exposed from the first and second gate wiring, respectively. This makes it possible to reduce the distance in the second direction between the first and second active regions in the first standard cell.
- the first via that connects the first power supply wiring and the portion in the first active region that serves as the source of the first transistor is disposed in the center of the first active region in the second direction in a plan view. This makes it possible to equalize the distance from the first via to both ends in the second direction of the portion in the first active region that serves as the source of the first transistor, and therefore makes the current flowing through the first transistor equal on both sides in the second direction. This makes it possible to reduce the area and increase the speed of the semiconductor integrated circuit device.
- a semiconductor integrated circuit device having a plurality of standard cells including a first standard cell, the first standard cell constituting the channel, source and drain of a first transistor of a first conductivity type, the channel being a first active region including a first nanosheet extending in a first direction; a second active region constituting the channel, source and drain of a second transistor of a second conductivity type different from the first conductivity type, the channel being a second nanosheet extending in the first direction; a first gate wiring extending in a second direction perpendicular to the first direction and surrounding the periphery of the first nanosheet in the second direction and in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction; a second gate wiring extending in the second direction and surrounding the periphery of the first nanosheet in the second direction and in the third direction;
- the first nanosheet includes a first power supply wiring formed on the back side and extending in the first direction, a second power supply wiring formed on the back side of the second
- a semiconductor integrated circuit device having a plurality of standard cells including a first standard cell, the first standard cell constituting a channel, source and drain of a first transistor of a first conductivity type, the channel being a first active region including a first nanosheet extending in a first direction, a second active region constituting a channel, source and drain of a second transistor of a second conductivity type different from the first conductivity type, the channel being a second nanosheet extending in the first direction, a first gate wiring extending in a second direction perpendicular to the first direction and surrounding the periphery of the first nanosheet in the second direction and in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and a second gate wiring extending in the second direction and surrounding the periphery of the second nanosheet in the second direction and in the third direction.
- the semiconductor device includes a gate wiring, a first power wiring formed on the back side of the first transistor and extending in the first direction, a second power wiring formed on the back side of the second transistor and extending in the first direction, and a first via formed in a region in the first active region where a region serving as the source of the first transistor overlaps with the first power wiring, connecting the source in the first active region to the first power wiring, the second nanosheet is disposed on a first side, which is one side of the first nanosheet in the second direction, the surface of the first nanosheet on the second side, which is the other side in the second direction, is exposed from the first gate wiring, the surface of the second nanosheet on the first side is exposed from the second gate wiring, and the first via is disposed in the center of the first active region in the second direction in a plan view.
- This disclosure makes it possible to reduce the area and increase the speed of semiconductor integrated circuit devices.
- FIG. 1 is a plan view showing an example of the layout of a circuit block included in a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment
- FIG. 2 is a plan view showing an example of a layout structure of an inverter cell according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the inverter cell of FIG. 2 .
- FIG. 3 is a circuit diagram of the inverter cell of FIG. 2 .
- 4 shows another configuration example of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.
- FIG. 11 is a plan view showing an example of a layout structure of an inverter cell according to a modified example of the first embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing an example of the layout of a circuit block included in a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment.
- FIG. 11 is a plan view showing an example of a layout structure of an inverter cell according to a second embodiment.
- FIG. 13 is a plan view showing an example of a layout structure of standard cells included in a second semiconductor integrated circuit device.
- FIG. 13 is a plan view showing an example of a layout structure of standard cells included in a second semiconductor integrated circuit device.
- a semiconductor integrated circuit device includes a plurality of standard cells, and at least some of the plurality of standard cells include fork sheet transistors, which are nanosheet FETs and have a fork-shaped gate electrode.
- a nanosheet FET is a FET that uses a thin sheet (nanosheet) through which a current flows.
- the nanosheet is formed of silicon, for example.
- some of the nanosheet FETs are fork sheet FETs with a fork-shaped gate electrode.
- VDD and VVSS refer to the power supply voltage or the power supply itself.
- expressions such as “same wiring width” that mean that the width, etc., is the same are considered to include the range of manufacturing variation.
- Fig. 1 is a plan view showing an example of the layout of a circuit block included in a semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.
- the block layout in Fig. 1 is configured by arranging standard cells.
- the power supply wiring is formed in a BM0 (Backside Metal 0) wiring layer, which is a wiring layer provided on the back surface of a semiconductor chip on which transistors are formed.
- BM0 Backside Metal 0
- the horizontal direction of the drawing is the X direction (corresponding to the first direction)
- the vertical direction of the drawing is the Y direction (corresponding to the second direction)
- the direction perpendicular to the substrate surface is the Z direction (corresponding to the third direction).
- the same symbols refer to the same things, and explanations may be omitted.
- the dotted lines surrounding the cells in plan views such as FIG. 1 indicate the cell frame of the standard cell (the outer edge of the standard cell). Standard cells are placed so that the cell frame is in contact with the cell frame of the adjacent cell in the X or Y direction.
- the multiple cells lined up in the X direction make up a cell row CR (CR1 to CR3).
- Multiple cell rows CR (three rows in Figure 1) are then arranged in the Y direction.
- the multiple cells include cells with logic functions such as inverters, NAND gates, and NOR gates.
- the cell row CR includes inverter cells C1 and C4, two-input NAND cells C2 and C5, and two-input NOR cells C3 and C6, which will be described later.
- each cell power supply wiring is formed on both ends in the Y direction in the BM0 wiring layer, and each cell receives power supply voltages VDD and VSS from the outside via this power supply wiring.
- Each cell row CR is arranged inverted in the Y direction for every other row.
- the power supply wiring that supplies the power supply voltage VDD power supply wiring 11 described later
- the power supply wiring that supplies the power supply voltage VSS power supply wiring 12 described later
- the power supply wiring that supplies the power supply voltage VSS power supply wiring 12 described later
- Each cell is configured with an active region 2P that forms the channel, source, and drain of a P-type transistor, and an active region 2N that forms the channel, source, and drain of an N-type transistor.
- the active regions 2P are arranged to line up in the X direction, and the active regions 2N are arranged to line up in the X direction.
- the active regions 2P are arranged to face each other, and the active regions 2N are arranged to face each other.
- the distance d1 in the Y direction between the active regions 2P and 2N in a cell is smaller than the distance d2 between the active regions 2P (2N) between the cell rows CR.
- the bottom ends of the active regions 2P in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell, and the top ends of the active regions 2N in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell.
- the bottom ends of the active regions 2N in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell, and the top ends of the active regions 2P in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell.
- the ends of the active regions on opposing sides of the active regions 2P and 2N in the cell are aligned in the X direction so that they form a straight line.
- FIG. 2 is a plan view showing an example of the layout structure of inverter cells C1 and C4 according to the first embodiment
- Fig. 3 is a cross-sectional view showing an example of the layout structure of the inverter cell according to the first embodiment
- Fig. 4 is a circuit diagram configured in the inverter cell according to the first embodiment.
- Fig. 2(a) is a plan view of inverter cell C1
- Fig. 2(b) is a plan view of inverter cell C4
- Fig. 3(a) is a cross-section taken along X1-X1' in Fig. 2
- Fig. 3(b) is a cross-section taken along Y1-Y1' in Fig. 2
- Fig. 3(c) is a cross-section taken along Y2-Y2' in Fig. 2.
- the dashed lines running vertically and horizontally in plan views such as FIG. 2, and the dashed lines running vertically in cross-sectional views such as FIG. 3, indicate grids used for component placement during design.
- the grids are arranged at equal intervals in the X direction, and at equal intervals in the Y direction.
- the grid spacing may be the same or different in the X and Y directions.
- the grid spacing may also be different for each layer.
- each component does not necessarily have to be placed on a grid.
- inverter cell C1 has transistors P1 and N1, and forms an inverter circuit with input A and output Y.
- a wiring layer, BM0 wiring layer, is formed on the back surface of the semiconductor chip on which the transistors are formed.
- Power supply wiring 11, 12 is shared with other cells in the cell row CR including the inverter cell C1, and serves as power supply wiring extending in the X direction.
- power supply wiring 11, 12 extending in the X direction are formed on both ends of the cell in the Y direction of the drawing.
- Power supply wiring 11 supplies power supply voltage VDD.
- Power supply wiring 12 supplies power supply voltage VSS.
- An active region that constitutes the channel, source, and drain of the P-type transistor is formed in a P-type transistor region on an N-type well (NWell). Specifically, an active region 2P1 is formed in the P-type transistor region. In a plan view, the active region 2P1 overlaps with the power supply wiring 11.
- a P-type transistor P1 is formed in the P-type transistor region.
- the transistor P1 has a nanosheet 21 as a channel, which is made up of three overlapping sheets in a planar view and extends in the X-direction.
- the portion that serves as the source of the transistor P1 is connected to the power supply wiring 11 via a via 61.
- the via 61 is formed in the region where the power supply wiring 11 and the active region 2P1 overlap in a planar view.
- An active region that constitutes the channel, source, and drain of the N-type transistor is formed in an N-type transistor region on a P-type substrate (PSub) (not shown). Specifically, an active region 2N1 is formed in the N-type transistor region. In a plan view, the active region 2N1 overlaps with the power supply wiring 12.
- an N-type transistor N1 is formed in the N-type transistor region.
- the transistor N1 has a channel made of a nanosheet 22 that is made up of three overlapping sheets in a planar view and extends in the X-direction.
- the source of the transistor N1 is connected to the power supply wiring 12 via a via 62.
- the via 62 is formed in the region where the power supply wiring 12 and the active region 2N1 overlap in a planar view.
- the active region which is the source and drain on both sides of the nanosheet, is formed, for example, by epitaxial growth from the nanosheet.
- Gate wiring 31, 32 extending in the Y direction are formed in the center of the cell in the X direction.
- Nanosheet 21 overlaps gate wiring 31 in a planar view.
- Nanosheet 22 overlaps gate wiring 32 in a planar view.
- Gate wiring 31 corresponds to the gate of transistor P1.
- Gate wiring 32 corresponds to the gate of transistor N1.
- the gate wiring 31 covers the outer periphery of the nanosheet 21 in the Y direction and the Z direction so that a part of the outer periphery of the nanosheet 21 is exposed.
- the gate wiring 32 covers the outer periphery of the nanosheet 22 in the Y direction and the Z direction so that a part of the outer periphery of the nanosheet 22 is exposed.
- the side surface of the nanosheet 21 on the right side of the drawing is not covered by the gate wiring 31.
- the side surface of the nanosheet 22 on the left side of the drawing is not covered by the gate wiring 32. That is, the side surface of the nanosheet 21 on the right side of the drawing is exposed from the gate wiring 31.
- the side surface of the nanosheet 22 on the left side of the drawing is exposed from the gate wiring 32. Therefore, in FIG. 2, the surface of the nanosheet 21 on the lower side in the Y direction is exposed from the gate wiring 31, and the surface of the nanosheet 21 on the upper side in the Y direction is covered by the gate wiring 31. The surface of the nanosheet 22 on the upper side in the Y direction is exposed from the gate wiring 32, and the surface of the nanosheet 22 on the lower side in the Y direction is covered by the gate wiring 32.
- the gate wirings 31 and 32 are connected via a bridge portion 33 extending in the Y direction.
- dummy gate wiring 34, 35 are formed on both sides of the cell frame in the X direction. Dummy gate wiring 34 is shared with other cells arranged on the left side of the drawing. Dummy gate wiring 35 is shared with other cells arranged on the right side of the drawing.
- a local interconnect (LI) 41 extending in the Y direction is formed.
- the local interconnect 41 is connected to the portion of the active region 2P1 that serves as the drain of transistor P1, and to the portion of the active region 2N1 that serves as the drain of transistor N1.
- Wires 51 and 52 extending in the X direction are formed in the M0 wiring layer, which is a metal wiring layer above the local wiring layer.
- Wire 51 is connected to gate wiring 32 through a via.
- Wire 52 is connected to local wiring 41 through a via.
- Wire 51 corresponds to input A, and wire 52 corresponds to output Y.
- inverter cell C1 has a P-type transistor P1 and an N-type transistor N1, and realizes an inverter circuit with input A and output Y.
- the active regions 2P1 and 2N1 in the inverter cell C1 have a width of w2 in the Y direction in a plan view.
- the surface of nanosheet 21 on the lower side in the Y direction is exposed from gate wiring 31.
- the surface of nanosheet 22 on the upper side in the Y direction is exposed from gate wiring 32. That is, the surfaces of nanosheets 21 and 22 that face each other in the Y direction are exposed from gate wiring 31 and 32, respectively.
- the surface of nanosheet 21 on the upper side in the Y direction in the drawing is covered by gate wiring 31.
- the surface of nanosheet 22 on the lower side in the Y direction in the drawing is covered by gate wiring 32.
- every other cell row CR is arranged inverted in the Y direction. That is, in cells adjacent in the Y direction, the nanosheets in the active regions facing each other in the Y direction have surfaces facing each other in the Y direction that are not exposed from the gate wiring. Therefore, the distance d2 in the Y direction between the active regions of cells adjacent in the Y direction is greater than the distance d1 in the Y direction between active regions 2P1, 2N1 in inverter cell C1.
- the distance d3 in the Y direction between the power supply wiring 11 and 12 formed in the BM0 wiring layer is greater than the distance d1 in the Y direction between the active regions 2P1 and 2N1. That is, in a plan view, the bottom end of the power supply wiring 11 in the Y direction is disposed above the bottom end of the active region 2P1 in the Y direction. In a plan view, the top end of the power supply wiring 12 in the Y direction is disposed below the top end of the active region 2N1 in the Y direction.
- the bottom end of the active region 2P1 and the top end of the active region 2N1 are disposed between the bottom end of the power supply wiring 11 and the top end of the power supply wiring 12 (i.e., inside the power supply wiring 11 and 12).
- the via 61 that connects the power supply wiring 11 and the part that will be the source of the transistor P1 in the active region 2P1 is disposed in the center of the active region 2P1 in the Y direction in a plan view. Specifically, the distance from the center of the via 61 in the Y direction to the top end of the active region 2P1 and the distance from the center of the via 61 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P1 are the same distances d4. Also, the via 62 that connects the power supply wiring 12 and the part that will be the source of the transistor N1 in the active region 2N1 are disposed in the center of the active region 2N1 in the Y direction in a plan view.
- the distance from the center of the via 62 in the Y direction to the top end of the active region 2N1 and the distance from the center of the via 62 in the Y direction to the bottom end of the active region 2N1 are the same distances d5.
- the distances from the via 61 to both the top and bottom ends of the part that will be the source of the transistor P1 in the active region 2P1 in the Y direction are equal.
- the distance from the via 62 to both the top and bottom of the Y direction in the part of the active region 2N1 that serves as the source of the transistor N1 is equal. Therefore, the current flowing through the transistors P1 and N1 is equalized in the Y direction, which increases the speed of the semiconductor integrated circuit device.
- the amount of overlap of the active region 2P1 with respect to the via 61 in the Y direction is greater than the amount of overlap of the power supply wiring 11 with respect to the via 61 in the Y direction.
- a distance d6 from the bottom end of the via 61 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P1 in the Y direction is greater than a distance d7 from the bottom end of the via 61 in the Y direction to the bottom end of the power supply wiring 11 in the Y direction.
- the amount of overlap of the active region 2N1 with respect to the via 62 in the Y direction is greater than the amount of overlap of the power supply wiring 12 with respect to the via 62 in the Y direction.
- a distance d8 from the top end of the via 62 in the Y direction to the top end of the active region 2N1 in the Y direction is greater than a distance d9 from the top end of the via 62 in the Y direction to the top end of the power supply wiring 12 in the Y direction.
- the inverter cell C4 has a configuration similar to that of the inverter cell C1. Specifically, the inverter cell C4 has a P-type transistor P1 and an N-type transistor N1, and realizes an inverter circuit with an input A and an output Y.
- inverter cell C4 is different from inverter cell C1 shown in FIG. 2(a) in that active regions 2P4 and 2N4, which have different widths in the Y direction, are arranged in place of active regions 2P1 and 2N1.
- active regions 2P4 and 2N4 have a width w1 in the Y direction. w2 is smaller than w1. In other words, the drive capacity of inverter cell C4 is greater than the drive capacity of inverter cell C1.
- the bottom end of the active region 2P4 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the bottom end of the active region 2P1 in the Y direction.
- the top end of the active region 2N4 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the top end of the active region 2N1 in the Y direction. That is, the bottom end of the active region 2P1 of the inverter cell C1 in the Y direction and the bottom end of the active region 2P4 of the inverter cell C4 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the top end of the active region 2N1 of the inverter cell C1 in the Y direction and the top end of the active region 2N4 of the inverter cell C4 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the nanosheets 21 of the inverter cells C1 and C4 have their lower surfaces exposed from the gate wiring 31.
- the nanosheets 22 of the inverter cells C1 and C4 have their upper surfaces exposed from the gate wiring 32. That is, in the inverter cells C1 and C4, the positions of the surfaces of the nanosheets exposed from the gate wiring are aligned in the Y direction.
- the opposing nanosheets exposed from the gate wiring are formed by providing a structure made of an insulator between them.
- the power supply wiring formed on the back surface side of the transistor may be formed using a semiconductor chip separate from the semiconductor chip on which the transistor is formed.
- FIG. 5(a) is another configuration example of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment.
- the semiconductor integrated circuit device 100 shown in FIG. 5(a) is configured by stacking a first semiconductor chip 101 (chip A) and a second semiconductor chip 102 (chip B). Standard cells including the inverter cells described above are arranged on chip A.
- Chip B has power wiring formed in a wiring layer provided on its surface. Chip B is attached to the back side of chip A using bumps or the like.
- FIG. 5(b) shows a cross section of the inverter cell of FIG. 2 along line Y1-Y1' in this configuration example.
- a power supply wiring 11 that supplies VDD and a power supply wiring 12 that supplies VSS are formed in a wiring layer provided on the surface of chip B.
- Power supply wiring 11 is connected to active region 2P1 of chip A via via 61.
- Power supply wiring 12 is connected to active region 2N1 of chip A via via 62.
- This configuration example also provides the same effects as the inverter cell described above.
- Modification 6 is a plan view showing an example of a layout structure of an inverter cell according to a modification of the first embodiment. In comparison with FIG. 2, in FIG. 6, vias 63 and 64 are arranged instead of the vias 61 and 62.
- the vias 63 and 64 have a rectangular cross section in a plan view. Specifically, the length d11 of the vias 63 and 64 in the Y direction is longer than the length d12 of the vias 63 and 64 in the X direction.
- the length d11 of the via 63 in the Y direction is approximately the same as the length from the top to the bottom of the active area 2P1 in the drawing.
- the length d11 of the via 64 in the Y direction is approximately the same as the length from the top to the bottom of the active area 2P1 in the drawing.
- FIG. 6 makes it possible to reduce the resistance of via 63, which connects power supply wiring 11 to the portion in active region 2P1 that serves as the source of transistor P1, and via 64, which connects power supply wiring 12 to the portion in active region 2N1 that serves as the source of transistor N1, thereby suppressing the drop in power supply voltage and the occurrence of electromigration.
- via 63 is disposed in the center of active region 2P1 in the Y direction in a plan view
- via 64 is disposed in the center of active region 2N1 in the Y direction in a plan view.
- FIG. 7A and 7B are plan views showing examples of layout structures of cells included in the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment, where Fig. 7A(a) shows a two-input NAND cell C2, Fig. 7A(b) shows a two-input NAND cell C5, Fig. 7B(a) shows a two-input NOR cell C3, and Fig. 7B(b) shows a two-input NOR cell C6.
- Fig. 8(a) is a circuit diagram of a two-input NAND cell, and Fig. 8(b) is a circuit diagram of a two-input NOR cell.
- an active region 2P2 is formed in a P-type transistor region.
- the active region 2P2 overlaps with the power supply wiring 11 in a plan view.
- Transistors P11 and P12 are configured in the active region 2P2. Transistors P11 and P12 have nanosheets 23 and 24, respectively, extending in the X direction. In the active region 2P2, the sources of transistors P11 and P12 are connected to the power supply wiring 11 via vias 65. The vias 65 are formed in an area where the power supply wiring 11 and the active region 2P2 overlap in a planar view.
- An active region 2N2 is formed in the N-type transistor region.
- the active region 2N2 overlaps with the power supply wiring 12 in a plan view.
- Transistors N11 and N12 are configured in the active region 2N2. Transistors N11 and N12 have nanosheets 25 and 26, respectively, extending in the X direction. In the active region 2N2, the source portion of transistor N11 is connected to power supply wiring 12 via a via 66. The via 66 is formed in a region where the power supply wiring 12 and the active region 2N2 overlap in a plan view.
- Gate wiring 131-134 is formed extending in the Y direction. Nanosheets 23-26 overlap with gate wiring 131-134, respectively, in a planar view. Gate wiring 131-134 corresponds to the gates of transistors P11, P12, N11, and N12, respectively.
- the gate wirings 131 and 133 are connected via a bridge portion 135 that extends in the Y direction.
- the gate wirings 132 and 134 are connected via a bridge portion 136 that extends in the Y direction.
- Gate wiring 131 covers the outer periphery of nanosheet 23 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 23 is exposed.
- Gate wiring 132 covers the outer periphery of nanosheet 24 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 24 is exposed.
- Gate wiring 133 covers the outer periphery of nanosheet 25 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 25 is exposed.
- Gate wiring 134 covers the outer periphery of nanosheet 26 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 26 is exposed.
- the lower surfaces of nanosheets 23 and 24 in the Y direction are exposed from gate wirings 131 and 132, respectively, and the upper surfaces in the Y direction are covered by gate wirings 131 and 132, respectively.
- the upper surfaces of the nanosheets 25 and 26 in the Y direction are exposed from the gate wiring 133 and 134, respectively, and the lower surfaces of the nanosheets 25 and 26 in the Y direction are covered by the gate wiring 133 and 134, respectively.
- the two-input NAND cell C2 has P-type transistors P11 and P12 and N-type transistors N11 and N12, and realizes a NAND circuit with inputs A and B and output Y.
- the active areas 2P2 and 2N2 in the two-input NAND cell C2 have a width of w2 in the Y direction in a plan view.
- the surfaces of nanosheets 23 and 24 on the lower side in the Y direction are exposed from gate wirings 131 and 132, respectively.
- the surfaces of nanosheets 25 and 26 on the upper side in the Y direction are exposed from gate wirings 133 and 134, respectively. That is, the surfaces of nanosheets 23 and 25 that face each other in the Y direction are exposed from gate wirings 131 and 133, respectively.
- the surfaces of nanosheets 24 and 26 that face each other in the Y direction are exposed from gate wirings 132 and 134, respectively.
- nanosheets 23 and 24 in the Y direction are covered by gate wiring 131 and 132, respectively.
- the lower sides of nanosheets 25 and 26 in the Y direction are covered by gate wiring 133 and 134, respectively.
- every other cell row CR is arranged inverted in the Y direction. That is, in cells adjacent in the Y direction, the nanosheets in the active regions facing each other in the Y direction have surfaces facing each other in the Y direction that are not exposed from the gate wiring. Therefore, the distance d2 in the Y direction between the active regions of cells adjacent in the Y direction is greater than the distance d1 in the Y direction between the active regions 2P2 and 2N2 in the 2NAND cell C2.
- the distance d3 in the Y direction between the power supply wiring 11 and 12 formed in the BM0 wiring layer is greater than the distance d1 in the Y direction between the active areas 2P2 and 2N2. That is, in a plan view, the bottom end of the power supply wiring 11 in the Y direction is disposed above the bottom end of the active area 2P2 in the Y direction. In a plan view, the top end of the power supply wiring 12 in the Y direction is disposed below the top end of the active area 2N2 in the Y direction.
- the bottom end of the active area 2P2 and the top end of the active area 2N2 are disposed between the bottom end of the power supply wiring 11 and the top end of the power supply wiring 12 (i.e., inside the power supply wiring 11 and 12).
- the via 65 that connects the power supply wiring 11 and the part that becomes the source of the transistors P11 and P12 in the active region 2P2 is disposed in the center of the active region 2P2 in the Y direction in a plan view. Specifically, the distance from the center of the via 65 in the Y direction to the top end of the active region 2P2 and the distance from the center of the via 65 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P2 are the same distances, d4. Also, the via 66 that connects the power supply wiring 12 and the part that becomes the source of the transistor N11 in the active region 2N2 are disposed in the center of the active region 2N2 in the Y direction in a plan view.
- the distance from the center of the via 66 in the Y direction to the top end of the active region 2N2 and the distance from the center of the via 66 in the Y direction to the bottom end of the active region 2N2 are the same distances, d5.
- the distance from via 65 to both the top and bottom of the drawing in the Y direction of the portion that will become the source of transistors P11 and P12 in active region 2P2 is equal.
- the distance from via 66 to both the top and bottom of the drawing in the Y direction of the portion that will become the source of transistor N11 in active region 2N2 is equal. Therefore, the current flowing through transistors P11, P12, and N11 is equalized in the vertical direction of the drawing in the Y direction, thereby increasing the speed of the semiconductor integrated circuit device.
- the amount of overlap of the active region 2P2 with respect to the via 65 in the Y direction is greater than the amount of overlap of the power supply wiring 11 with respect to the via 65 in the Y direction.
- the distance d6 from the bottom end of the via 65 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P2 in the Y direction is greater than the distance d7 from the bottom end of the via 65 in the Y direction to the bottom end of the power supply wiring 11 in the Y direction.
- the amount of overlap of the active region 2N2 with respect to the via 66 in the Y direction is greater than the amount of overlap of the power supply wiring 12 with respect to the via 66 in the Y direction.
- the distance d8 from the top end of the via 66 in the Y direction to the top end of the active region 2N2 in the Y direction is greater than the distance d9 from the top end of the via 66 in the Y direction to the top end of the power supply wiring 12 in the Y direction.
- the two-input NAND cell C5 has almost the same configuration as the two-input NAND cell C2. Specifically, the two-input NAND cell C5 has P-type transistors P11 and P12 and N-type transistors N11 and N12, and realizes a NAND circuit with inputs A and B and an output Y.
- the two-input NAND cell C5 is different from the two-input NAND cell C2 shown in FIG. 7A(a) in that instead of the active areas 2P2 and 2N2, active areas 2P5 and 2N5, which have different widths in the Y direction, are arranged.
- active areas 2P5 and 2N5 have a width w1 in the Y direction. w2 is smaller than w1. In other words, the drive capability of two-input NAND cell C5 is greater than the drive capability of two-input NAND cell C2.
- the bottom end of active area 2P5 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the bottom end of active area 2P2 in the Y direction.
- the top end of active area 2N5 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the top end of active area 2N2 in the Y direction. That is, the bottom end of active area 2P2 of two-input NAND cell C2 in the Y direction and the bottom end of active area 2P5 of two-input NAND cell C5 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the top end of active area 2N2 of two-input NAND cell C2 in the Y direction and the top end of active area 2N5 of two-input NAND cell C5 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the nanosheets 23 and 24 of two-input NAND cells C2 and C5 have their lower surfaces in the Y direction exposed from gate wiring 131 and 132, respectively.
- the surfaces of the nanosheets 25 and 26 of the two-input NAND cells C2 and C5 on the upper side in the Y direction in the drawing are exposed from the gate wiring 133 and 134, respectively.
- the positions of the surfaces of the nanosheets exposed from the gate wiring are aligned in the Y direction.
- an active region 2P3 is formed in the P-type transistor region.
- the active region 2P3 overlaps with the power supply wiring 11 in a plan view.
- Transistors P21 and P22 are configured in the active region 2P3. Transistors P21 and P22 have nanosheets 27 and 28, respectively, extending in the X direction. In the active region 2P3, the source portion of transistor P21 is connected to the power supply wiring 11 via a via 67. The via 67 is formed in the region where the power supply wiring 11 and the active region 2P3 overlap in a plan view.
- An active region 2N3 is formed in the N-type transistor region. In a plan view, the active region 2N3 overlaps with the power supply wiring 12.
- Transistors N21 and N22 are configured in the active region 2N3. Transistors N21 and N22 have nanosheets 29 and 30, respectively, extending in the X direction. In the active region 2N3, the sources of transistors N21 and N22 are connected to the power supply wiring 12 via vias 68. The vias 68 are formed in a region where the power supply wiring 12 and the active region 2N3 overlap in a plan view.
- Gate wiring 137-140 is formed extending in the Y direction. Nanosheets 27-30 overlap with gate wiring 137-140 in plan view. Gate wiring 137-140 correspond to the gates of transistors P21, P22, N21, and N22, respectively.
- Gate wiring 137, 139 are connected via bridge portion 141 extending in the Y direction.
- Gate wiring 138, 140 are connected via bridge portion 142 extending in the Y direction.
- Gate wiring 137 covers the outer periphery of nanosheet 27 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 27 is exposed.
- Gate wiring 138 covers the outer periphery of nanosheet 28 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 28 is exposed.
- Gate wiring 139 covers the outer periphery of nanosheet 29 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 29 is exposed.
- Gate wiring 140 covers the outer periphery of nanosheet 30 in the Y and Z directions so that part of the outer periphery of nanosheet 30 is exposed.
- the lower surfaces of nanosheets 27 and 28 in the Y direction are exposed from gate wirings 137 and 138, respectively, and the upper surfaces in the Y direction are covered by gate wirings 137 and 138, respectively.
- the upper surfaces of the nanosheets 29 and 30 in the Y direction are exposed from the gate wiring 139 and 140, respectively, and the lower surfaces of the nanosheets 29 and 30 in the Y direction are covered by the gate wiring 139 and 140, respectively.
- the two-input NOR cell C3 has P-type transistors P21 and P22 and N-type transistors N21 and N22, and realizes a NOR circuit with inputs A and B and output Y.
- the active regions 2P3 and 2N3 in the two-input NOR cell C3 have a width of w2 in the Y direction in a plan view.
- the lower sides of nanosheets 27 and 28 in the Y direction are exposed from gate wirings 137 and 138, respectively.
- the upper sides of nanosheets 29 and 30 in the Y direction are exposed from gate wirings 139 and 140, respectively. That is, the surfaces of nanosheets 27 and 29 that face each other in the Y direction are exposed from gate wirings 137 and 139, respectively.
- the surfaces of nanosheets 28 and 30 that face each other in the Y direction are exposed from gate wirings 138 and 140, respectively. This makes it possible to reduce the distance d1 in the Y direction between active areas 2P3 and 2N3.
- the surfaces of nanosheets 27 and 28 on the upper side in the Y direction in the drawing are covered by gate wiring 137 and 138, respectively.
- the surfaces of nanosheets 29 and 30 on the lower side in the Y direction in the drawing are covered by gate wiring 139 and 140, respectively.
- every other cell row CR is arranged inverted in the Y direction. That is, in cells adjacent in the Y direction, the nanosheets in the active regions facing each other in the Y direction have surfaces facing each other in the Y direction that are not exposed from the gate wiring. Therefore, the distance d2 in the Y direction between the active regions of cells adjacent in the Y direction is greater than the distance d1 in the Y direction between active regions 2P3 and 2N3 in 2NOR cell C3.
- the distance d3 in the Y direction between the power supply wiring 11 and 12 formed in the BM0 wiring layer is greater than the distance d1 in the Y direction between the active areas 2P3 and 2N3. That is, in a plan view, the bottom end of the power supply wiring 11 in the Y direction is disposed above the bottom end of the active area 2P3 in the Y direction. In a plan view, the top end of the power supply wiring 12 in the Y direction is disposed below the top end of the active area 2N3 in the Y direction.
- the bottom end of the active area 2P3 and the top end of the active area 2N3 are disposed between the bottom end of the power supply wiring 11 and the top end of the power supply wiring 12 (i.e., inside the power supply wiring 11 and 12).
- the via 67 connecting the power supply wiring 11 and the part that will be the source of the transistor P21 in the active region 2P3 is disposed in the center of the active region 2P3 in the Y direction in a plan view. Specifically, the distance from the center of the via 67 in the Y direction to the top end of the active region 2P3 and the distance from the center of the via 67 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P3 are the same distances, d4. Also, the via 68 connecting the power supply wiring 12 and the part that will be the source of the transistors N21 and N22 in the active region 2N3 are disposed in the center of the active region 2N3 in the Y direction in a plan view.
- the distance from the center of the via 68 in the Y direction to the top end of the active region 2N3 and the distance from the center of the via 68 in the Y direction to the bottom end of the active region 2N3 are the same distances, d5.
- the distance from via 67 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2P3 that serves as the source of transistor P21 is equal.
- the distance from via 68 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2N3 that serves as the sources of transistors N21 and N22 is equal. Therefore, the current flowing through transistors P21, N21, and N22 is equalized in the Y direction, which increases the speed of the semiconductor integrated circuit device.
- the amount of overlap of the active region 2P3 with the via 67 in the Y direction is greater than the amount of overlap of the power supply wiring 11 with the via 67 in the Y direction.
- the distance d6 from the bottom end of the via 67 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P3 in the Y direction is greater than the distance d7 from the bottom end of the via 67 in the Y direction to the bottom end of the power supply wiring 11 in the Y direction.
- the amount of overlap of the active region 2N3 with the via 68 in the Y direction is greater than the amount of overlap of the power supply wiring 12 with the via 68 in the Y direction.
- the distance d8 from the top end of the via 68 in the Y direction to the top end of the active region 2N3 in the Y direction is greater than the distance d9 from the top end of the via 68 in the Y direction to the top end of the power supply wiring 12 in the Y direction.
- the two-input NOR cell C6 has a configuration similar to that of the two-input NOR cell C3. Specifically, the two-input NOR cell C6 has P-type transistors P21 and P22 and N-type transistors N21 and N22, and realizes a NOR circuit with inputs A and B and an output Y.
- the two-input NOR cell C6 is different from the two-input NOR cell C3 shown in FIG. 7B(a) in that instead of the active regions 2P3 and 2N3, active regions 2P6 and 2N6, which have different widths in the Y direction, are arranged.
- active areas 2P6 and 2N6 have a width of w1 in the Y direction. w2 is smaller than w1. In other words, the drive capability of 2-input NOR cell C6 is greater than the drive capability of 2-input NOR cell C3.
- the bottom end of active region 2P6 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the bottom end of active region 2P3 in the Y direction.
- the top end of active region 2N6 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the top end of active region 2N3 in the Y direction. That is, the bottom end of active region 2P3 of two-input NOR cell C3 in the Y direction and the bottom end of active region 2P6 of two-input NOR cell C6 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the top end of active region 2N3 of two-input NOR cell C3 in the Y direction and the top end of active region 2N6 of two-input NOR cell C6 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the nanosheets 27 and 28 of two-input NOR cells C3 and C6 have their lower surfaces in the Y direction exposed from gate wiring 137 and 138, respectively.
- the surfaces of the nanosheets 29 and 30 of the two-input NOR cells C3 and C6 on the upper side in the Y direction in the drawing are exposed from the gate wiring 139 and 140, respectively.
- the positions of the surfaces of the nanosheets exposed from the gate wiring are aligned in the Y direction. This allows the shape of the structure made of an insulator that is exposed from the gate wiring and provided between the opposing nanosheets to be made constant, i.e., the size and installation range in the Y direction. This makes it easier to manufacture semiconductor integrated circuit devices.
- FIG. 9 is a plan view showing an example of the layout of a circuit block included in a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment.
- the block layout in FIG. 9 is constructed by arranging standard cells.
- the power supply wiring is also formed in the BM0 wiring layer, which is a back wiring layer provided on the back surface of the semiconductor chip on which the transistors are formed.
- the multiple cells lined up in the X direction make up a cell column CR (CR4 to CR6).
- Multiple cell columns CR (three columns in Figure 1) are then arranged side by side in the Y direction.
- the multiple cells include cells with logic functions such as inverters, NAND gates, and NOR gates.
- the cell column CR includes inverter cells C7, C10, two-input NAND cells C8, C11, and two-input NOR cells C9, C12, which will be described later.
- each cell power supply wiring is formed on both ends in the Y direction in the BM0 wiring layer, and each cell receives power supply voltages VDD and VSS from the outside via this power supply wiring.
- Each cell row CR is arranged inverted in the Y direction for every other row.
- the power supply wiring that supplies the power supply voltage VDD power supply wiring 11 described later
- the power supply wiring that supplies the power supply voltage VSS power supply wiring 12 described later
- the power supply wiring that supplies the power supply voltage VSS power supply wiring 12 described later
- Each cell is configured with an active region 2P that forms the channel, source, and drain of a P-type transistor, and an active region 2N that forms the channel, source, and drain of an N-type transistor.
- the active regions 2P are arranged to line up in the X direction, and the active regions 2N are arranged to line up in the X direction.
- the active regions 2P are arranged to face each other, and the active regions 2N are arranged to face each other.
- the distance d21 in the Y direction between the active regions 2P and 2N in a cell is greater than the distance d22 between the active regions 2P (2N) between the cell rows CR.
- the upper ends of the active regions 2P in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell, and the lower ends of the active regions 2N in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell.
- the upper ends of the active regions 2N in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell, and the lower ends of the active regions 2P in the Y direction of the drawing are aligned in the X direction in each cell.
- the ends of the active regions on the opposing sides of the active regions 2P and 2N in the cells aligned in the Y direction are aligned in a straight line in the X direction.
- FIG. 10A and 10B are plan views showing examples of the layout structure of inverter cells C7 and C10 according to the second embodiment. Specifically, FIG. 10A shows inverter cell C7, and FIG. 10B shows inverter cell C10. Note that the inverter circuits shown in FIG. 4 are configured in the inverter cells C7 and C10 in FIG. 10.
- power supply wiring 11 and 12 extending in the X direction are formed on both ends of the cell in the Y direction in the drawing in the BM0 wiring layer.
- Power supply wiring 11 supplies power supply voltage VDD.
- Power supply wiring 12 supplies power supply voltage VSS.
- An active region 2P7 is formed in the P-type transistor region. In a plan view, the active region 2P7 overlaps with the power supply wiring 11.
- the active region 2P7 includes a transistor P1.
- the transistor P1 has a nanosheet 221 extending in the X direction.
- the portion that serves as the source of the transistor P1 is connected to the power supply wiring 11 through a via 261.
- the via 261 is formed in a region where the power supply wiring 11 and the active region 2P7 overlap in a plan view.
- An active region 2N7 is formed in the N-type transistor region. In a plan view, the active region 2N7 overlaps with the power supply wiring 12.
- the active region 2N7 includes a transistor N1.
- the transistor N1 has a nanosheet 222 extending in the X direction.
- the portion that serves as the source of the transistor N1 is connected to the power supply wiring 12 via a via 262.
- the via 262 is formed in a region where the power supply wiring 12 and the active region 2N7 overlap in a plan view.
- a gate wiring 231 extending in the Y direction is formed in the center of the cell in the X direction.
- the nanosheets 221 and 222 overlap the gate wiring 231 in a planar view.
- the gate wiring 231 corresponds to the gates of the transistors P1 and N1.
- Gate wiring 231 covers the outer peripheries of nanosheets 221, 222 in the Y and Z directions, respectively, so that part of the outer peripheries of nanosheets 221, 222 are exposed. Specifically, the upper surface of nanosheet 221 in the Y direction is exposed from gate wiring 231, and the lower surface in the Y direction is covered by gate wiring 231. The lower surface of nanosheet 222 in the Y direction is exposed from gate wiring 231, and the upper surface in the Y direction is covered by gate wiring 231.
- Dummy gate wiring 232, 233 are formed on both sides of the cell frame in the X direction. Dummy gate wiring 232 is shared with other cells arranged on the left side of the drawing. Dummy gate wiring 233 is shared with other cells arranged on the right side of the drawing.
- a local wiring 241 extending in the Y direction is formed.
- the local wiring 241 is connected to the portion of the active region 2P7 that serves as the drain of transistor P1, and to the portion of the active region 2N7 that serves as the drain of transistor N1.
- wiring 251 and 252 extending in the X direction are formed.
- Wiring 251 is connected to gate wiring 231 through a via.
- Wiring 252 is connected to local wiring 241 through a via.
- Wiring 251 corresponds to input A, and wiring 252 corresponds to output Y.
- inverter cell C7 has a P-type transistor P1 and an N-type transistor N1, and realizes an inverter circuit with input A and output Y.
- the active regions 2P7 and 2N7 in the inverter cell C7 have a width of w2 in the Y direction in a plan view.
- inverter cell C7 in FIG. 10(a) the surface of nanosheet 221 facing the upper side in the Y direction is exposed from gate wiring 231.
- the surface of nanosheet 222 facing the lower side in the Y direction is exposed from gate wiring 231.
- every other cell row CR is arranged inverted in the Y direction. That is, in cells adjacent in the Y direction, the nanosheets in the active regions facing each other in the Y direction have surfaces exposed from the gate wiring facing each other in the Y direction. This makes it possible to reduce the distance d22 between active regions facing each other in the Y direction in cells adjacent in the Y direction. This makes it possible to reduce the area of the semiconductor integrated circuit device.
- the surface of nanosheet 221 facing downward in the Y direction is covered by gate wiring 231.
- the surface of nanosheet 222 facing upward in the Y direction is covered by gate wiring 231. That is, in inverter cell C7, the opposing surfaces of nanosheets 221 and 222 are covered by gate wiring 231. Therefore, the distance d21 in the Y direction between active regions 2P7 and 2N7 in inverter cell C10 is greater than the distance d22 in the Y direction between active regions in cells adjacent in the Y direction.
- the via 261 that connects the power supply wiring 11 and the part that will be the source of the transistor P1 in the active region 2P7 is disposed in the center of the active region 2P7 in the Y direction in a plan view. Specifically, the distance from the center of the via 261 in the Y direction to the top end of the active region 2P7 and the distance from the center of the via 261 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P7 are the same distance d24. Also, the via 262 that connects the power supply wiring 12 and the part that will be the source of the transistor N1 in the active region 2N7 are disposed in the center of the active region 2N7 in the Y direction in a plan view.
- the distance from the center of the via 262 in the Y direction to the top end of the active region 2N7 and the distance from the center of the via 262 in the Y direction to the bottom end of the active region 2N7 are the same distance d25.
- the distance from via 261 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2P7 that serves as the source of transistor P1 on the drawing is equal.
- the distance from via 262 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2N7 that serves as the source of transistor N1 on the drawing is equal. Therefore, the current flowing through transistors P1 and N1 is equalized in the Y direction, which increases the speed of the semiconductor integrated circuit device.
- the inverter cell C10 has a configuration similar to that of the inverter cell C7. Specifically, the inverter cell C10 has a P-type transistor P1 and an N-type transistor N1, and realizes an inverter circuit with an input A and an output Y.
- inverter cell C10 is different from inverter cell C7 shown in FIG. 10(a) in that active regions 2P10 and 2N10, which have different widths in the Y direction, are arranged in place of active regions 2P7 and 2N7.
- active regions 2P10 and 2N10 have a width w1 in the Y direction. w2 is smaller than w1. In other words, the drive capacity of inverter cell C10 is greater than the drive capacity of inverter cell C7.
- the top end of active region 2P10 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the top end of active region 2P7 in the Y direction.
- the bottom end of active region 2N10 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the bottom end of active region 2N7 in the Y direction. That is, the top end of active region 2P7 of inverter cell C7 in the Y direction and the top end of active region 2P10 of inverter cell C10 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the bottom end of active region 2N7 of inverter cell C7 in the Y direction and the bottom end of active region 2N10 of inverter cell C10 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the nanosheets 221 of inverter cells C7 and C10 have their upper surfaces in the Y direction exposed from gate wiring 231.
- the nanosheets 222 of the inverter cells C7 and C10 have their surfaces on the lower side in the Y direction exposed from the gate wiring 231. That is, in the inverter cells C7 and C10, the positions of the surfaces of the nanosheets exposed from the gate wiring are aligned in the Y direction. This allows the shape of the structure made of an insulator that is exposed from the gate wiring and provided between the opposing nanosheets to be made uniform, i.e., the size and installation range in the Y direction. This makes it easier to manufacture the semiconductor integrated circuit device.
- FIG. 11A and 11B are plan views showing examples of layout structures of cells included in a semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment, where FIG. 11A(a) is a two-input NAND cell C8, FIG. 11A(b) is a two-input NAND cell C11, FIG. 11B(a) is a two-input NOR cell C9, and FIG. 11B(b) is a two-input NOR cell C12.
- an active region 2P8 is formed in the P-type transistor region.
- the active region 2P8 overlaps with the power supply wiring 11 in a plan view.
- Transistors P11 and P12 are configured in the active region 2P8. Transistors P11 and P12 have nanosheets 223 and 224, respectively, extending in the X direction. In the active region 2P8, the sources of transistors P11 and P12 are connected to the power supply wiring 11 via vias 265. The vias 265 are formed in a region where the power supply wiring 11 and the active region 2P8 overlap in a planar view.
- An active region 2N8 is formed in the N-type transistor region. In a plan view, the active region 2N8 overlaps with the power supply wiring 12.
- Transistors N11 and N12 are configured in the active region 2N8. Transistors N11 and N12 have nanosheets 225 and 226, respectively, extending in the X-direction. In the active region 2N8, the source portion of transistor N11 is connected to the power supply wiring 12 via a via 266. The via 266 is formed in a region where the power supply wiring 12 and the active region 2N8 overlap in a planar view.
- Gate wiring 234, 235 are formed extending in the Y direction. Nanosheets 223, 225 overlap gate wiring 234 in plan view. Nanosheets 224, 226 each overlap gate wiring 235 in plan view. Gate wiring 234 corresponds to the gates of transistors P11, N11, respectively. Gate wiring 235 corresponds to the gates of transistors P12, N12, respectively.
- Gate wiring 234 covers the outer peripheries of nanosheets 223, 225 in the Y and Z directions so that part of the outer peripheries of nanosheets 223, 225 are exposed.
- Gate wiring 235 covers the outer peripheries of nanosheets 224, 226 in the Y and Z directions so that part of the outer peripheries of nanosheets 224, 226 are exposed.
- the upper surfaces of nanosheets 223, 224 in the Y direction are exposed from gate wiring 234, 235, respectively, and the lower surfaces of nanosheets 223, 224 in the Y direction are covered by gate wiring 234, 235, respectively.
- the lower surfaces of nanosheets 225, 226 in the Y direction are exposed from gate wiring 234, 235, respectively, and the upper surfaces of nanosheets 225, 226 in the Y direction are covered by gate wiring 234, 235, respectively.
- the two-input NAND cell C8 has P-type transistors P11 and P12 and N-type transistors N11 and N12, and realizes a NAND circuit with inputs A and B and output Y.
- the active areas 2P8 and 2N8 in the two-input NAND cell C8 have a width of w2 in the Y direction in a plan view.
- the surfaces of nanosheets 223 and 224 on the upper side in the Y direction are exposed from gate wiring 234 and 235, respectively.
- the surfaces of nanosheets 225 and 226 on the lower side in the Y direction are exposed from gate wiring 234 and 235, respectively. That is, in cells adjacent in the Y direction, the surfaces of nanosheets in active regions facing each other in the Y direction that are exposed from the gate wiring face each other in the Y direction. This makes it possible to reduce the distance d22 between active regions facing each other in the Y direction in cells adjacent in the Y direction. This makes it possible to reduce the area of the semiconductor integrated circuit device.
- the nanosheets 223 and 224 are covered by gate wirings 234 and 235 at their lower sides in the Y direction.
- the nanosheets 225 and 226 are covered by gate wirings 234 and 235 at their upper sides in the Y direction. That is, in the two-input NAND cell C8, the opposing surfaces of the nanosheets 223 and 225 are covered by gate wiring 234.
- the opposing surfaces of the nanosheets 224 and 226 are covered by gate wiring 235. For this reason, the distance d21 in the Y direction between the active regions 2P8 and 2N8 in the two-input NAND cell C8 is greater than the distance d22 in the Y direction between the active regions of cells adjacent in the Y direction.
- the via 265 that connects the power supply wiring 11 and the part that becomes the source of the transistors P11 and P12 in the active region 2P8 is disposed in the center of the active region 2P8 in the Y direction in a plan view. Specifically, the distance from the center of the via 265 in the Y direction to the top end of the active region 2P8 and the distance from the center of the via 265 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P8 are the same distance d24. Also, the via 266 that connects the power supply wiring 12 and the part that becomes the source of the transistor N11 in the active region 2N8 are disposed in the center of the active region 2N8 in the Y direction in a plan view.
- the distance from the center of the via 266 in the Y direction to the top end of the active region 2N8 and the distance from the center of the via 266 in the Y direction to the bottom end of the active region 2N8 are the same distance d25.
- the distance from via 265 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2P8 that serves as the source of transistors P11 and P12 is equal.
- the distance from via 266 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2N8 that serves as the source of transistor N11 is equal. Therefore, the current flowing through transistors P11, P12, and N11 is equalized in the Y direction, so the speed of the semiconductor integrated circuit device is increased.
- the two-input NAND cell C11 has a configuration similar to that of the two-input NAND cell C8. Specifically, the two-input NAND cell C11 has P-type transistors P11 and P12 and N-type transistors N11 and N12, and realizes a NAND circuit with inputs A and B and an output Y.
- the two-input NAND cell C11 is different from the two-input NAND cell C8 shown in FIG. 11A(a) in that instead of active areas 2P8 and 2N8, active areas 2P11 and 2N11, which have different widths in the Y direction, are arranged.
- the active areas 2P11 and 2N11 have a width of w1 in the Y direction. w2 is smaller than w1. In other words, the drive capability of the two-input NAND cell C11 is greater than the drive capability of the two-input NAND cell C8.
- the top end of active region 2P11 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the top end of active region 2P8 in the Y direction.
- the bottom end of active region 2N11 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the bottom end of active region 2N8 in the Y direction. That is, the top end of active region 2P8 of two-input NAND cell C8 in the Y direction and the top end of active region 2P11 of two-input NAND cell C11 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the bottom end of active region 2N8 of two-input NAND cell C8 in the Y direction and the bottom end of active region 2N11 of two-input NAND cell C11 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the nanosheets 223 and 224 of two-input NAND cells C8 and C11 have their upper surfaces in the Y direction exposed from gate wiring 234 and 235, respectively.
- the nanosheets 225 and 226 of the two-input NAND cells C8 and C11 have their surfaces on the lower side in the Y direction exposed from the gate wiring 234 and 235, respectively.
- the positions of the surfaces of the nanosheets exposed from the gate wiring are aligned in the Y direction.
- an active region 2P9 is formed in the P-type transistor region.
- the active region 2P9 overlaps with the power supply wiring 11 in a plan view.
- Transistors P21 and P22 are configured in the active region 2P9. Transistors P21 and P22 have nanosheets 227 and 228, respectively, extending in the X direction. In the active region 2P9, the source portion of transistor P21 is connected to the power supply wiring 11 via a via 267. The via 267 is formed in the region where the power supply wiring 11 and the active region 2P9 overlap in a planar view.
- An active region 2N9 is formed in the N-type transistor region. In a plan view, the active region 2N9 overlaps with the power supply wiring 12.
- Transistors N21 and N22 are configured in the active region 2N9. Transistors N21 and N22 have nanosheets 229 and 230, respectively, extending in the X-direction. In the active region 2N9, the sources of transistors N21 and N22 are connected to the power supply wiring 12 via vias 268. The vias 268 are formed in a region where the power supply wiring 12 and the active region 2N9 overlap in a planar view.
- Gate wiring 236, 237 are formed extending in the Y direction. Nanosheets 227, 229 overlap gate wiring 236 in plan view. Nanosheets 228, 230 overlap gate wiring 237 in plan view. Gate wiring 236 corresponds to the gates of transistors P21, N21. Gate wiring 237 corresponds to the gates of transistors P22, N22.
- Gate wiring 236 covers the outer peripheries of nanosheets 227, 229 in the Y and Z directions so that part of the outer peripheries of nanosheets 227, 229 are exposed.
- Gate wiring 237 covers the outer peripheries of nanosheets 228, 230 in the Y and Z directions so that part of the outer peripheries of nanosheets 228, 230 are exposed.
- the upper surfaces of nanosheets 227, 228 in the Y direction are exposed from gate wirings 236, 237, respectively, and the lower surfaces of nanosheets 227, 228 in the Y direction are covered by gate wirings 236, 237, respectively.
- the lower surfaces of nanosheets 229, 230 in the Y direction are exposed from gate wirings 236, 237, respectively, and the upper surfaces of nanosheets 229, 230 in the Y direction are covered by gate wirings 236, 237, respectively.
- the two-input NOR cell C9 has P-type transistors P21 and P22 and N-type transistors N21 and N22, and realizes a NOR circuit with inputs A and B and output Y.
- the active regions 2P9 and 2N9 in the two-input NOR cell C9 have a width of w2 in the Y direction in a plan view.
- the surfaces of nanosheets 227 and 228 on the upper side in the Y direction are exposed from gate wiring 236 and 237, respectively.
- the surfaces of nanosheets 229 and 230 on the lower side in the Y direction are exposed from gate wiring 236 and 237, respectively. That is, in cells adjacent in the Y direction, the surfaces of nanosheets in active regions facing each other in the Y direction that are exposed from the gate wiring face each other in the Y direction. This makes it possible to reduce the distance d22 between active regions facing each other in the Y direction in cells adjacent in the Y direction. This makes it possible to reduce the area of the semiconductor integrated circuit device.
- the nanosheets 227 and 228 are covered by gate wirings 236 and 237 at their lower sides in the Y direction.
- the nanosheets 229 and 230 are covered by gate wirings 236 and 237 at their upper sides in the Y direction. That is, in the two-input NOR cell C9, the opposing surfaces of the nanosheets 227 and 229 are covered by gate wiring 236.
- the opposing surfaces of the nanosheets 228 and 230 are covered by gate wiring 237. For this reason, the distance d21 in the Y direction between the active regions 2P9 and 2N9 in the two-input NOR cell C9 is greater than the distance d22 in the Y direction between the active regions of adjacent cells in the Y direction.
- the via 267 that connects the power supply wiring 11 and the part that becomes the source of the transistor P21 in the active region 2P9 is disposed in the center of the active region 2P9 in the Y direction in a plan view. Specifically, the distance from the center of the via 267 in the Y direction to the top end of the active region 2P9 and the distance from the center of the via 267 in the Y direction to the bottom end of the active region 2P9 are the same distance d24. Also, the via 268 that connects the power supply wiring 12 and the part that becomes the source of the transistors N21 and N22 in the active region 2N9 are disposed in the center of the active region 2N9 in the Y direction in a plan view.
- the distance from the center of the via 268 in the Y direction to the top end of the active region 2N9 and the distance from the center of the via 268 in the Y direction to the bottom end of the active region 2N9 are the same distance d25.
- the distance from via 267 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2P9 that serves as the source of transistor P21 is equal.
- the distance from via 268 to both the top and bottom of the Y direction of the part of active region 2N9 that serves as the sources of transistors N21 and N22 is equal. Therefore, the current flowing through transistors P21, N21, and N22 is equalized in the Y direction, which increases the speed of the semiconductor integrated circuit device.
- the two-input NOR cell C12 has a configuration similar to that of the two-input NOR cell C9. Specifically, the two-input NOR cell C12 has P-type transistors P21 and P22 and N-type transistors N21 and N22, and realizes a NOR circuit with inputs A and B and an output Y.
- the two-input NOR cell C12 is different from the two-input NOR cell C9 shown in FIG. 11B(a) in that instead of active regions 2P9 and 2N9, active regions 2P12 and 2N12, which have different widths in the Y direction, are arranged.
- active regions 2P12 and 2N12 have a width of w1 in the Y direction. w2 is smaller than w1. In other words, the drive capability of 2-input NOR cell C12 is greater than the drive capability of 2-input NOR cell C9.
- the top end of active region 2P12 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the top end of active region 2P9 in the Y direction.
- the bottom end of active region 2N12 in the Y direction is located at the same position in the Y direction as the bottom end of active region 2N9 in the Y direction. That is, the top end of active region 2P9 of two-input NOR cell C9 in the Y direction and the top end of active region 2P12 of two-input NOR cell C12 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the bottom end of active region 2N9 of two-input NOR cell C9 in the Y direction and the bottom end of active region 2N12 of two-input NOR cell C12 in the Y direction are aligned in the Y direction.
- the nanosheets 227 and 228 of two-input NOR cells C9 and C12 have their upper surfaces in the Y direction exposed from gate wiring 236 and 237, respectively.
- the nanosheets 229 and 230 of the two-input NOR cells C9 and C12 have their surfaces on the lower side in the Y direction exposed from the gate wiring 236 and 237, respectively.
- the positions of the surfaces of the nanosheets exposed from the gate wiring are aligned in the Y direction. This allows the shape of the structure made of an insulator that is exposed from the gate wiring and provided between the opposing nanosheets to be consistent, i.e., the size and installation range in the Y direction. This makes it easier to manufacture semiconductor integrated circuit devices.
- each transistor has three nanosheets, but some or all of the transistors may have one, two, or four or more nanosheets.
- the cross-sectional shape of the nanosheet is rectangular, but this is not limited to this.
- it may be square, circular, elliptical, etc.
- vias 65 and 66 may be replaced with vias whose length in the Y direction is greater than their length in the X direction, such as vias 63 and 64 shown in the modified example of FIG. 6.
- vias 63 and 64 may be used instead of vias 67 and 68.
- vias 63 and 64 may be used instead of vias 61 and 62.
- vias 63 and 64 may be used instead of vias 265 and 266.
- vias 63 and 64 may be used instead of vias 267 and 268.
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
スタンダードセルは、背面配線層に形成されている電源配線(11,12)と、アクティブ領域(2P1)におけるトランジスタ(P1)のソースとなる領域と電源配線(11)とが重なる領域に形成されており、アクティブ領域(2P1)におけるソースと電源配線(11)とを接続するビア(61)とを備える。ナノシート(21)は、Y方向における一方側の面が、ゲート配線(31)から露出している。ナノシート(22)は、Y方向における他方側の面が、ゲート配線(32)から露出している。ビア(61)は、平面視において、アクティブ領域(2P1)のY方向における中央部に配置されている。
Description
本開示は、フォークシートトランジスタを含むスタンダードセル(以下、適宜、単にセルともいう)を備えた半導体集積回路装置に関するものである。
半導体基板上に半導体集積回路を形成する方法として、スタンダードセル方式が知られている。スタンダードセル方式とは、特定の論理機能を有する基本的単位(例えば、インバータ,ラッチ,フリップフロップ,全加算器など)をスタンダードセルとして予め用意しておき、半導体基板上に複数のスタンダードセルを配置して、それらのスタンダードセルを配線で接続することによって、LSIチップを設計する方式のことである。
また、LSIの基本構成要素であるトランジスタは、ゲート長の縮小(スケーリング)により、集積度の向上、動作電圧の低減、および動作速度の向上を実現してきた。しかし近年、過度なスケーリングによるオフ電流と、それによる消費電力の著しい増大が問題となっている。この問題を解決するため、トランジスタ構造を従来の平面型から立体型に変更した立体構造トランジスタが盛んに研究されている。立体構造トランジスタの1つとしてナノシートFETが注目されている。
特許文献1には、半導体集積回路装置の小面積化のためにナノシートFETのうち、ゲート電極をフォーク形状としたフォークシートトランジスタを用いたスタンダードセルが開示されている。特許文献1には、フォークシートトランジスタを用いたスタンダードセルのうち、終端セルの構造が開示されている。
ところで、特許文献2には、半導体集積回路装置の小面積化のためにトランジスタ直下の背面に背面配線を設け、これにトランジスタのソースおよびドレインを接続したスタンダードセルが開示されている。
しかしながら、フォークシートトランジスタおよび背面配線を用いたスタンダードセルに関して、具体的な検討はまだなされていない。
本開示は、フォークシートトランジスタおよび背面配線を用いたスタンダードセルを含む半導体集積回路装置のレイアウトを提供することを目的とする。
本開示の第1態様では、第1スタンダードセルを含む複数のスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置であって、前記第1スタンダードセルは、第1導電型の第1トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第1ナノシートを含む第1アクティブ領域と、前記第1導電型と異なる導電型である第2導電型の第2トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第2ナノシートを含む第2アクティブ領域と、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向、ならびに、前記第1方向および第2方向と垂直をなす第3方向における外周を囲う第1ゲート配線と、前記第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第2ゲート配線と、前記第1トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第1電源配線と、前記第2トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第2電源配線と、前記第1アクティブ領域における前記第1トランジスタのソースとなる領域と前記第1電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第1アクティブ領域におけるソースと第1電源配線とを接続する第1ビアとを備え、前記第2ナノシートは、前記第1ナノシートの前記第2方向における一方側である第1側に配置されており、前記第1ナノシートは、前記第1側の面が、前記第1ゲート配線から露出しており、前記第2ナノシートは、前記第2方向における他方側である第2側の面が、前記第2ゲート配線から露出しており、前記第1ビアは、平面視において、前記第1アクティブ領域の前記第2方向における中央部に配置されている。
本開示によると、第1および第2ナノシートは、第2方向に対向する側の面が第1および第2ゲート配線からそれぞれ露出している。これにより、第1スタンダードセル内における、第1および第2アクティブ領域の間の第2方向における距離を小さくすることができる。また、第1電源配線と、第1アクティブ領域における第1トランジスタのソースとなる部分とを接続する第1ビアは、平面視において、第1アクティブ領域の第2方向における中央部に配置されている。これにより、第1ビアから、第1アクティブ領域における第1トランジスタのソースとなる部分における、第2方向の両端までの距離が等しくなるため、第1トランジスタに流れる電流が第2方向の両側に対して均等化する。したがって、半導体集積回路装置の小面積化および高速化を図ることができる。
本開示の第2態様では、第1スタンダードセルを含む複数のスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置であって、前記第1スタンダードセルは、第1導電型の第1トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第1ナノシートを含む第1アクティブ領域と、前記第1導電型と異なる導電型である第2導電型の第2トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第2ナノシートを含む第2アクティブ領域と、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向、ならびに、前記第1方向および第2方向と垂直をなす第3方向における外周を囲う第1ゲート配線と、前記第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第2ゲート配線と、前記第1トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第1電源配線と、前記第2トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第2電源配線と、前記第1アクティブ領域における前記第1トランジスタのソースとなる領域と前記第1電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第1アクティブ領域におけるソースと第1電源配線とを接続する第1ビアとを備え、前記第2ナノシートは、前記第1ナノシートの前記第2方向における一方側である第1側に配置されており、前記第1ナノシートは、前記第1側の面が、前記第1ゲート配線から露出しており、前記第2ナノシートは、前記第2方向における他方側である第2側の面が、前記第2ゲート配線から露出しており、前記第1ビアに対する前記第1アクティブ領域の前記第2方向におけるオーバーラップ量は、前記第1ビアに対する前記第1電源配線の前記第2方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。
本開示の第3態様では、第1スタンダードセルを含む複数のスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置であって、前記第1スタンダードセルは、第1導電型の第1トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第1ナノシートを含む第1アクティブ領域と、前記第1導電型と異なる導電型である第2導電型の第2トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第2ナノシートを含む第2アクティブ領域と、前記第1方向と垂直をなす第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向、ならびに、前記第1方向および前記第2方向と垂直をなす第3方向における外周を囲う第1ゲート配線と、前記第2方向に延びており、前記第2ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第2ゲート配線と、前記第1トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第1電源配線と、前記第2トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第2電源配線と、前記第1アクティブ領域における前記第1トランジスタのソースとなる領域と前記第1電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第1アクティブ領域におけるソースと前記第1電源配線とを接続する第1ビアとを備え、前記第2ナノシートは、前記第1ナノシートの前記第2方向における一方側である第1側に配置されており、前記第1ナノシートは、前記第2方向における他方側である第2側の面が、前記第1ゲート配線から露出しており、前記第2ナノシートは、前記第1側の面が、前記第2ゲート配線から露出しており、前記第1ビアは、平面視において、前記第1アクティブ領域の前記第2方向における中央部に配置されている。
本開示によると、半導体集積回路装置の小面積化および高速化を図ることができる。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の実施の形態では、半導体集積回路装置は複数のスタンダードセルを備えており、この複数のスタンダードセルのうち少なくとも一部は、ナノシートFETのうち、ゲート電極をフォーク形状としたフォークシートトランジスタを備えるものとする。ナノシートFETとは、電流が流れる薄いシート(ナノシート)を用いたFETである。ナノシートは例えばシリコンによって形成されている。そして、半導体集積回路装置において、ナノシートFETの一部は、ゲート電極をフォーク形状としたフォークシートFETであるものとする。
また、本明細書では、「VDD」「VSS」は、電源電圧または電源自体を示す。また、本明細書において、「同一配線幅」等のように、幅等が同じであることを意味する表現は、製造上のばらつき範囲を含んでいるものとする。
(第1実施形態)
(回路ブロックの構成)
図1は第1実施形態に係る半導体集積回路装置が備える回路ブロックのレイアウトの例を示す平面図である。図1のブロックレイアウトは、スタンダードセルを配置することによって構成されている。本実施形態では、電源配線は、トランジスタが形成される半導体チップの背面に設けられた配線層であるBM0(Backside Metal 0)配線層に形成されている。
(回路ブロックの構成)
図1は第1実施形態に係る半導体集積回路装置が備える回路ブロックのレイアウトの例を示す平面図である。図1のブロックレイアウトは、スタンダードセルを配置することによって構成されている。本実施形態では、電源配線は、トランジスタが形成される半導体チップの背面に設けられた配線層であるBM0(Backside Metal 0)配線層に形成されている。
なお、以下の説明では、図1等の平面図において、図面横方向をX方向(第1方向に相当)、図面縦方向をY方向(第2方向に相当)、基板面に垂直な方向をZ方向(第3方向に相当)としている。また、以下の説明では、同じ記号を付すものは同じものを指し、説明を省略することがある。
また、図1等の平面図においてセルを取り囲むように表示された点線は、スタンダードセルのセル枠(スタンダードセルの外縁)を示す。スタンダードセルは、セル枠が、X方向またはY方向に隣接するセルのセル枠と接するように配置される。
図1のレイアウトでは、X方向に並ぶ複数のセルが、セル列CR(CR1~CR3)を構成している。そして、複数のセル列CR(図1では3列)が、Y方向に並べて配置されている。複数のセルには、インバータ、NANDゲート、NORゲート等の論理機能を有するセルが含まれる。例えば、セル列CRには、後述するインバータセルC1,C4、2入力NANDセルC2,C5および2入力NORセルC3,C6等が含まれる。
各セルには、BM0配線層においてY方向両端に電源配線が形成されており、この電源配線を介して、各セルは外部から電源電圧VDD,VSSの供給を受ける。各セル列CRは、一列おきに、Y方向に反転して配置されている。隣接するセル列CRの境界において、電源電圧VDDを供給する電源配線(後述する電源配線11)はX方向において連続しており、電源電圧VSSを供給する電源配線(後述する電源配線12)はX方向において連続している。すなわち、BM0配線層では、X方向に延びる電源配線が形成されており、電源電圧VDDを供給する電源配線と電源電圧VSSを供給する電源配線とが、Y方向において交互に配置されている。
各セルには、P型トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成するアクティブ領域2Pと、N型トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成するアクティブ領域2Nとが構成されている。セル列CRでは、各アクティブ領域2PがX方向に並ぶように配置されており、各アクティブ領域2NがX方向に並ぶように配置されている。Y方向に隣接するセル列CRでは、アクティブ領域2P同士が対向するように配置されており、アクティブ領域2N同士が対向するように配置されている。セル内におけるアクティブ領域2P,2N間のY方向における距離d1は、セル列CR同士の間におけるアクティブ領域2P(2N)同士の間の距離d2よりも小さい。
また、セル列CR1,CR3では、各セルにおいて、アクティブ領域2PのY方向における図面下端がX方向に並んでおり、アクティブ領域2NのY方向における図面上端がX方向に並んでいる。セル列CR2では、各セルにおいて、アクティブ領域2NのY方向における図面下端がX方向に並んでおり、アクティブ領域2PのY方向における図面上端がX方向に並んでいる。すなわち、セル列CRでは、セル内においてアクティブ領域2P,2Nが対向する側におけるアクティブ領域の端部がX方向に、一直線となるように、並んで配置されている。
(インバータセルC1の構成)
図2は第1実施形態に係るインバータセルC1,C4のレイアウト構造の例を示す平面図であり、図3は第1実施形態に係るインバータセルのレイアウト構造の例を示す断面図であり、図4は第1実施形態に係るインバータセルに構成されている回路図である。具体的に、図2(a)はインバータセルC1の平面図であり、図2(b)はインバータセルC4の平面図であり、図3(a)は図2のX1-X1’の断面、図3(b)は図2のY1-Y1’の断面、図3(c)は図2のY2-Y2’の断面である。
図2は第1実施形態に係るインバータセルC1,C4のレイアウト構造の例を示す平面図であり、図3は第1実施形態に係るインバータセルのレイアウト構造の例を示す断面図であり、図4は第1実施形態に係るインバータセルに構成されている回路図である。具体的に、図2(a)はインバータセルC1の平面図であり、図2(b)はインバータセルC4の平面図であり、図3(a)は図2のX1-X1’の断面、図3(b)は図2のY1-Y1’の断面、図3(c)は図2のY2-Y2’の断面である。
また、以下の説明では、図2等の平面図において縦横に走る破線、および、図3等の断面図において縦に走る破線は、設計時に部品配置を行うために用いるグリッドを示す。グリッドは、X方向において等間隔に配置されており、またY方向において等間隔に配置されている。なお、グリッド間隔は、X方向とY方向とにおいて同じであってもよいし異なっていてもよい。また、グリッド間隔は、層ごとに異なっていてもかまわない。さらに、各部品は必ずしもグリッド上に配置される必要はない。
図4に示すように、インバータセルC1は、トランジスタP1,N1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路が構成されている。
図2に示すように、トランジスタが形成される半導体チップの背面には、配線層であるBM0配線層が形成されている。電源配線11,12は、インバータセルC1を含むセル列CRにおいて他のセルと共有されて、X方向に延びる電源配線となる。
BM0配線層には、セルのY方向の図面両端において、X方向に延びる電源配線11,12が形成されている。電源配線11は、電源電圧VDDを供給する。電源配線12は、電源電圧VSSを供給する。
N型ウェル(NWell)上のP型トランジスタ領域に、P型トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成するアクティブ領域が形成されている。具体的に、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P1が形成されている。アクティブ領域2P1は、平面視で、電源配線11と重なっている。
P型トランジスタ領域では、P型のトランジスタP1が形成されている。トランジスタP1は、チャネルとして、平面視で重なる3枚のシート構造からなり、X方向に延びるナノシート21を有する。アクティブ領域2P1において、トランジスタP1のソースとなる部分は、ビア61を介して、電源配線11と接続されている。ビア61は、電源配線11とアクティブ領域2P1とが平面視で重なる領域に形成されている。
P型基板(PSub)上(図示省略)のN型トランジスタ領域に、N型トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成するアクティブ領域が形成されている。具体的に、N型トランジスタ領域には、アクティブ領域2N1が形成されている。アクティブ領域2N1は、平面視で、電源配線12と重なっている。
N型トランジスタ領域では、N型のトランジスタN1が形成されている。トランジスタN1は、チャネルとして、平面視で重なる3枚のシート構造からなり、X方向に延びるナノシート22を有する。アクティブ領域2N1において、トランジスタN1のソースとなる部分は、ビア62を介して、電源配線12と接続されている。ビア62は、電源配線12とアクティブ領域2N1とが平面視で重なる領域に形成されている。
なお、アクティブ領域について、ナノシートの両側にあるソースおよびドレインとなる部分は、例えば、当該ナノシートからエピタキシャル成長によって形成される。
X方向におけるセル中央部において、Y方向に延びるゲート配線31,32が形成される。ナノシート21は、ゲート配線31と平面視で重なっている。ナノシート22は、ゲート配線32と平面視で重なっている。ゲート配線31は、トランジスタP1のゲートに対応する。ゲート配線32は、トランジスタN1のゲートに対応する。
図3(c)に示すように、ゲート配線31は、ナノシート21の外周の一部が露出するように、ナノシート21のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線32は、ナノシート22の外周の一部が露出するように、ナノシート22のY方向およびZ方向における外周を覆っている。具体的に、ナノシート21の図面右側の側面が、ゲート配線31に覆われていない。ナノシート22の図面左側の側面が、ゲート配線32に覆われていない。すなわち、ナノシート21の図面右側の側面が、ゲート配線31から露出している。ナノシート22の図面左側の側面が、ゲート配線32から露出している。したがって、図2では、ナノシート21は、Y方向における図面下側の面がゲート配線31から露出しており、Y方向における図面上側の面がゲート配線31に覆われている。ナノシート22は、Y方向における図面上側の面がゲート配線32から露出しており、Y方向における図面下側の面がゲート配線32に覆われている。
ゲート配線31,32は、Y方向に延びるブリッジ部33を介して、接続されている。
図2に示すように、X方向における両側のセル枠上に、ダミーゲート配線34,35が形成されている。ダミーゲート配線34は、図面左側に配置される他のセルと共有される。ダミーゲート配線35は、図面右側に配置される他のセルと共有される。
ローカル配線層には、Y方向に延びるローカル配線(LI:Local Interconnect)41が形成されている。ローカル配線41は、アクティブ領域2P1におけるトランジスタP1のドレインとなる部分、および、アクティブ領域2N1におけるトランジスタN1のドレインとなる部分に接続されている。
ローカル配線層の上層にあるメタル配線層であるM0配線層において、X方向に延びる配線51,52が形成されている。配線51は、ゲート配線32にビアを介して接続されている。配線52は、ローカル配線41にビアを介して接続されている。配線51が入力Aに対応しており、配線52が出力Yに対応している。
以上のように、インバータセルC1は、P型トランジスタP1およびN型トランジスタN1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路を実現している。
図2(a)に示すように、インバータセルC1におけるアクティブ領域2P1,2N1は、平面視において、Y方向の幅がw2である。
図2のインバータセルC1では、ナノシート21は、Y方向における図面下側の面がゲート配線31から露出している。ナノシート22は、Y方向における図面上側の面がゲート配線32から露出している。すなわち、ナノシート21,22は、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線31,32からそれぞれ露出している。これにより、インバータセルC1内における、アクティブ領域2P1,2N1の間のY方向における距離d1を小さくすることができる。したがって、半導体集積回路装置の小面積化を図ることができる。
また、ナノシート21は、Y方向における図面上側の面がゲート配線31に覆われている。ナノシート22は、Y方向における図面下側の面がゲート配線32に覆われている。また、各セル列CRは、一列おきに、Y方向に反転して配置されている。すなわち、Y方向に隣接するセル同士では、Y方向に対向するアクティブ領域のナノシートは、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線から露出していない。このため、Y方向に隣接するセル同士における、アクティブ領域同士の間のY方向における距離d2は、インバータセルC1内における、アクティブ領域2P1,2N1の間のY方向における距離d1よりも大きくなる。
また、BM0配線層に形成された電源配線11,12の間のY方向における距離d3は、アクティブ領域2P1,2N1の間のY方向における距離d1よりも大きい。すなわち、平面視において、電源配線11のY方向における図面下端は、アクティブ領域2P1のY方向における図面下端よりも、図面上側に配置されている。平面視において、電源配線12のY方向における図面上端は、アクティブ領域2N1のY方向における図面上端よりも、図面下側に配置されている。言い換えると、平面視において、アクティブ領域2P1の図面下端およびアクティブ領域2N1の図面上端は、電源配線11の図面下端と電源配線12の図面上端との間(すなわち、電源配線11,12の内側)に配置されている。
また、電源配線11と、アクティブ領域2P1におけるトランジスタP1のソースとなる部分とを接続するビア61は、平面視において、アクティブ領域2P1のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア61のY方向における図面中央からアクティブ領域2P1の図面上端までの距離と、ビア61のY方向における図面中央からアクティブ領域2P1の図面下端までの距離とは、同一の距離d4である。また、電源配線12と、アクティブ領域2N1におけるトランジスタN1のソースとなる部分とを接続するビア62は、平面視において、アクティブ領域2N1のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア62のY方向における図面中央からアクティブ領域2N1の図面上端までの距離と、ビア62のY方向における図面中央からアクティブ領域2N1の図面下端までの距離とは、同一の距離d5である。これにより、ビア61から、アクティブ領域2P1におけるトランジスタP1のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。ビア62から、アクティブ領域2N1におけるトランジスタN1のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。したがって、トランジスタP1,N1に流れる電流がY方向の図面上下方向に対して均等化するため、半導体集積回路装置の高速化が図られる。
また、平面視において、ビア61に対するアクティブ領域2P1のY方向におけるオーバーラップ量は、ビア61に対する電源配線11のY方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。具体的には、平面視において、ビア61のY方向における図面下端から、アクティブ領域2P1のY方向における図面下端までの距離d6は、ビア61のY方向における図面下端から、電源配線11のY方向における図面下端までの距離d7よりも大きい。また、平面視において、ビア62に対するアクティブ領域2N1のY方向におけるオーバーラップ量は、ビア62に対する電源配線12のY方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。具体的には、平面視において、ビア62のY方向における図面上端から、アクティブ領域2N1のY方向における図面上端までの距離d8は、ビア62のY方向における図面上端から、電源配線12のY方向における図面上端までの距離d9よりも大きい。
(インバータセルC4の構成)
インバータセルC4は、インバータセルC1とほぼ同様の構成である。具体的には、インバータセルC4は、P型トランジスタP1およびN型トランジスタN1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路を実現している。
インバータセルC4は、インバータセルC1とほぼ同様の構成である。具体的には、インバータセルC4は、P型トランジスタP1およびN型トランジスタN1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路を実現している。
図2(b)に示すように、インバータセルC4は、図2(a)に示すインバータセルC1と比較すると、アクティブ領域2P1,2N1に代えて、Y方向の幅が異なるアクティブ領域2P4,2N4がそれぞれ配置されている。
具体的には、アクティブ領域2P4,2N4は、Y方向の幅がw1である。w2はw1よりも小さい。すなわち、インバータセルC4のドライブ能力は、インバータセルC1のドライブ能力よりも大きい。
図2に示すように、アクティブ領域2P4のY方向における図面下端が、アクティブ領域2P1のY方向における図面下端と、Y方向において同じ位置に配置されている。アクティブ領域2N4のY方向における図面上端が、アクティブ領域2N1のY方向における図面上端と、Y方向において同じ位置に配置されている。すなわち、インバータセルC1のアクティブ領域2P1のY方向における図面下端と、インバータセルC4のアクティブ領域2P4のY方向における図面下端とは、Y方向における位置が揃っている。インバータセルC1のアクティブ領域2N1のY方向における図面上端と、インバータセルC4のアクティブ領域2N4のY方向における図面上端とは、Y方向における位置が揃っている。また、インバータセルC1,C4のナノシート21は、Y方向における図面下側の面が、ゲート配線31からそれぞれ露出している。インバータセルC1,C4のナノシート22は、Y方向における図面上側の面が、ゲート配線32からそれぞれ露出している。すなわち、インバータセルC1,C4は、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置が、Y方向において揃っている。ここで、フォークシートFETでは、ゲート配線から露出して対向するナノシートは、その間に絶縁体からなる構造物を設けることによって形成される。そこで、図1の構成のように、スタンダードセルをX方向に並べたセル列において、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置をY方向に揃えることによって、当該構造物の形状、すなわち、Y方向におけるサイズと敷設範囲を一定にすることができる。これにより、半導体集積回路装置の製造が容易となる。
(他の構成例)
上述した、トランジスタの背面側に形成された電源配線は、トランジスタが構成される半導体チップとは別の半導体チップを用いて構成してもかまわない。
上述した、トランジスタの背面側に形成された電源配線は、トランジスタが構成される半導体チップとは別の半導体チップを用いて構成してもかまわない。
図5(a)は第1実施形態に係る半導体集積回路装置の他の構成例である。図5(a)に示す半導体集積回路装置100は、第1半導体チップ101(チップA)と、第2半導体チップ102(チップB)とが、積層されることによって構成されている。チップAは、上述したインバータセルを含むスタンダードセル等が配置されている。チップBは、表面に設けられた配線層に電源配線が形成されている。チップBは、チップAの背面側に、バンプ等を用いて張り合わされている。
図5(b)は本構成例における、図2のインバータセルの線Y1-Y1’の断面を示す。図5(b)に示すように、チップBの表面に設けられた配線層に、VDDを供給する電源配線11と、VSSを供給する電源配線12とが形成されている。電源配線11は、チップAのアクティブ領域2P1と、ビア61を介して接続されている。電源配線12は、チップAのアクティブ領域2N1と、ビア62を介して接続される。
この構成例によっても、上述したインバータセルと同様の作用効果を得ることができる。
(変形例)
図6は第1実施形態の変形例に係るインバータセルのレイアウト構造の例を示す平面図である。図6は、図2と比較すると、ビア61,62に代えて、ビア63,64が配置されている。
図6は第1実施形態の変形例に係るインバータセルのレイアウト構造の例を示す平面図である。図6は、図2と比較すると、ビア61,62に代えて、ビア63,64が配置されている。
図6に示すように、ビア63,64は、平面視において、断面が長方形となっている。具体的には、ビア63,64は、それぞれ、Y方向における長さd11が、X方向における長さd12よりも長い。
また、ビア63は、Y方向における長さd11が、アクティブ領域2P1の図面上端から図面下端までの長さとほぼ同じである。ビア64は、Y方向における長さd11が、アクティブ領域2P1の図面上端から図面下端までの長さとほぼ同じである。
図6の構成によれば、電源配線11と、アクティブ領域2P1におけるトランジスタP1のソースとなる部分とを接続するビア63、および、電源配線12と、アクティブ領域2N1におけるトランジスタN1のソースとなる部分とを接続するビア64の抵抗値を下げることができるため、電源電圧の降下を抑制できるとともに、エレクトロマイグレーションの発生を抑制することができる。
なお、図6においても、ビア63は、平面視において、アクティブ領域2P1のY方向における中央部に配置されており、ビア64は、平面視において、アクティブ領域2N1のY方向における中央部に配置されることが好ましい。
(スタンダードセルの他のレイアウト構造)
図7Aおよび図7Bは第1実施形態に係る半導体集積回路装置が含むセルのレイアウト構造の例を示す平面図であり、図7A(a)は2入力NANDセルC2であり、図7A(b)は2入力NANDセルC5であり、図7B(a)は2入力NORセルC3であり、図7B(b)は2入力NORセルC6である。図8(a)は2入力NANDセルの回路図であり、図8(b)は2入力NORセルの回路図である。
図7Aおよび図7Bは第1実施形態に係る半導体集積回路装置が含むセルのレイアウト構造の例を示す平面図であり、図7A(a)は2入力NANDセルC2であり、図7A(b)は2入力NANDセルC5であり、図7B(a)は2入力NORセルC3であり、図7B(b)は2入力NORセルC6である。図8(a)は2入力NANDセルの回路図であり、図8(b)は2入力NORセルの回路図である。
図7Aおよび図7Bのレイアウト構造に関して、上述のインバータセルに関する説明と、図8の回路図から容易に類推できるため、適宜説明を省略する。
(2入力NANDセルC2の構成)
図7A(a)に示す2入力NANDセルC2では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P2が形成されている。アクティブ領域2P2は、平面視で、電源配線11と重なっている。
図7A(a)に示す2入力NANDセルC2では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P2が形成されている。アクティブ領域2P2は、平面視で、電源配線11と重なっている。
アクティブ領域2P2には、トランジスタP11,P12が構成されている。トランジスタP11,P12は、X方向に延びるナノシート23,24をそれぞれ有する。アクティブ領域2P2において、トランジスタP11,P12のソースとなる部分は、ビア65を介して、電源配線11と接続されている。ビア65は、電源配線11とアクティブ領域2P2とが平面視で重なる領域に形成されている。
N型トランジスタ領域には、アクティブ領域2N2が形成されている。アクティブ領域2N2は、平面視で、電源配線12と重なっている。
アクティブ領域2N2には、トランジスタN11,N12が構成されている。トランジスタN11,N12は、X方向に延びるナノシート25,26をそれぞれ有する。アクティブ領域2N2において、トランジスタN11のソースとなる部分は、ビア66を介して、電源配線12と接続されている。ビア66は、電源配線12とアクティブ領域2N2とが平面視で重なる領域に形成されている。
Y方向に延びるゲート配線131~134が形成されている。ナノシート23~26は、ゲート配線131~134とそれぞれ平面視で重なっている。ゲート配線131~134は、トランジスタP11,P12,N11,N12のゲートにそれぞれ対応する。
ゲート配線131,133は、Y方向に延びるブリッジ部135を介して、接続されている。ゲート配線132,134は、Y方向に延びるブリッジ部136を介して、接続されている。
ゲート配線131は、ナノシート23の外周の一部が露出するように、ナノシート23のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線132は、ナノシート24の外周の一部が露出するように、ナノシート24のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線133は、ナノシート25の外周の一部が露出するように、ナノシート25のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線134は、ナノシート26の外周の一部が露出するように、ナノシート26のY方向およびZ方向における外周を覆っている。具体的に、ナノシート23,24は、Y方向における図面下側の面がゲート配線131,132からそれぞれ露出しており、Y方向における図面上側の面がゲート配線131,132にそれぞれ覆われている。ナノシート25,26は、Y方向における図面上側の面がゲート配線133,134からそれぞれ露出しており、Y方向における図面下側の面がゲート配線133,134にそれぞれ覆われている。
以上のように、2入力NANDセルC2は、P型トランジスタP11,P12およびN型トランジスタN11,N12を有し、入力A,B、出力YのNAND回路を実現している。
図7A(a)に示すように、2入力NANDセルC2におけるアクティブ領域2P2,2N2は、平面視において、Y方向の幅がw2である。
図7A(a)の2入力NANDセルC2は、ナノシート23,24は、Y方向における図面下側の面がゲート配線131,132からそれぞれ露出している。ナノシート25,26は、Y方向における図面上側の面がゲート配線133,134からそれぞれ露出している。すなわち、ナノシート23,25は、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線131,133からそれぞれ露出している。ナノシート24,26は、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線132,134からそれぞれ露出している。これにより、アクティブ領域2P2,2N2の間のY方向における距離d1を小さくすることができる。したがって、半導体集積回路装置の小面積化を図ることができる。
また、ナノシート23,24は、Y方向における図面上側がゲート配線131,132にそれぞれ覆われている。ナノシート25,26は、Y方向における図面下側がゲート配線133,134にそれぞれ覆われている。また、各セル列CRは、一列おきに、Y方向に反転して配置されている。すなわち、Y方向に隣接するセル同士では、Y方向に対向するアクティブ領域のナノシートは、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線から露出していない。このため、Y方向に隣接するセル同士における、アクティブ領域同士の間のY方向における距離d2は、2NANDセルC2内における、アクティブ領域2P2,2N2の間のY方向における距離d1よりも大きくなる。
また、BM0配線層に形成された電源配線11,12の間のY方向における距離d3は、アクティブ領域2P2,2N2の間のY方向における距離d1よりも大きい。すなわち、平面視において、電源配線11のY方向における図面下端は、アクティブ領域2P2のY方向における図面下端よりも、図面上側に配置されている。平面視において、電源配線12のY方向における図面上端は、アクティブ領域2N2のY方向における図面上端よりも、図面下側に配置されている。言い換えると、平面視において、アクティブ領域2P2の図面下端およびアクティブ領域2N2の図面上端は、電源配線11の図面下端と電源配線12の図面上端との間(すなわち、電源配線11,12の内側)に配置されている。
また、電源配線11と、アクティブ領域2P2におけるトランジスタP11,P12のソースとなる部分とを接続するビア65は、平面視において、アクティブ領域2P2のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア65のY方向における図面中央からアクティブ領域2P2の図面上端までの距離と、ビア65のY方向における図面中央からアクティブ領域2P2の図面下端までの距離とは、同一の距離d4である。また、電源配線12と、アクティブ領域2N2におけるトランジスタN11のソースとなる部分とを接続するビア66は、平面視において、アクティブ領域2N2のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア66のY方向における図面中央からアクティブ領域2N2の図面上端までの距離と、ビア66のY方向における図面中央からアクティブ領域2N2の図面下端までの距離とは、同一の距離d5である。これにより、ビア65から、アクティブ領域2P2におけるトランジスタP11,P12のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。ビア66から、アクティブ領域2N2におけるトランジスタN11のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。したがって、トランジスタP11,P12,N11に流れる電流がY方向の図面上下方向に対して均等化するため、半導体集積回路装置の高速化が図られる。
また、平面視において、ビア65に対するアクティブ領域2P2のY方向におけるオーバーラップ量は、ビア65に対する電源配線11のY方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。具体的には、平面視において、ビア65のY方向における図面下端から、アクティブ領域2P2のY方向における図面下端までの距離d6は、ビア65のY方向における図面下端から、電源配線11のY方向における図面下端までの距離d7よりも大きい。また、平面視において、ビア66に対するアクティブ領域2N2のY方向におけるオーバーラップ量は、ビア66に対する電源配線12のY方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。具体的には、平面視において、ビア66のY方向における図面上端から、アクティブ領域2N2のY方向における図面上端までの距離d8は、ビア66のY方向における図面上端から、電源配線12のY方向における図面上端までの距離d9よりも大きい。
(2入力NANDセルC5の構成)
2入力NANDセルC5は、2入力NANDセルC2とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NANDセルC5は、P型トランジスタP11,P12およびN型トランジスタN11,N12を有し、入力A,B、出力YのNAND回路を実現している。
2入力NANDセルC5は、2入力NANDセルC2とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NANDセルC5は、P型トランジスタP11,P12およびN型トランジスタN11,N12を有し、入力A,B、出力YのNAND回路を実現している。
図7A(b)に示すように、2入力NANDセルC5は、図7A(a)に示す2入力NANDセルC2と比較すると、アクティブ領域2P2,2N2に代えて、Y方向の幅が異なるアクティブ領域2P5,2N5がそれぞれ配置されている。
具体的には、アクティブ領域2P5,2N5は、Y方向の幅がw1である。w2はw1よりも小さい。すなわち、2入力NANDセルC5のドライブ能力は、2入力NANDセルC2のドライブ能力よりも大きい。
図7Aに示すように、アクティブ領域2P5のY方向における図面下端が、アクティブ領域2P2のY方向における図面下端と、Y方向において同じ位置に配置されている。アクティブ領域2N5のY方向における図面上端が、アクティブ領域2N2のY方向における図面上端と、Y方向において同じ位置に配置されている。すなわち、2入力NANDセルC2のアクティブ領域2P2のY方向における図面下端と、2入力NANDセルC5のアクティブ領域2P5のY方向における図面下端とは、Y方向における位置が揃っている。2入力NANDセルC2のアクティブ領域2N2のY方向における図面上端と、2入力NANDセルC5のアクティブ領域2N5のY方向における図面上端とは、Y方向における位置が揃っている。また、2入力NANDセルC2,C5のナノシート23,24は、Y方向における図面下側の面が、ゲート配線131,132からそれぞれ露出している。2入力NANDセルC2,C5のナノシート25,26は、Y方向における図面上側の面が、ゲート配線133,134からそれぞれ露出している。すなわち、2入力NANDセルC2,C5は、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置が、Y方向において揃っている。これにより、ゲート配線から露出して対向するナノシート同士の間に設けられる、絶縁体からなる構造物の形状、すなわち、Y方向におけるサイズと敷設範囲を一定にすることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易となる。
(2入力NORセルC3の構成)
図7B(a)に示す2入力NORセルC3では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P3が形成されている。アクティブ領域2P3は、平面視で、電源配線11と重なっている。
図7B(a)に示す2入力NORセルC3では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P3が形成されている。アクティブ領域2P3は、平面視で、電源配線11と重なっている。
アクティブ領域2P3には、トランジスタP21,P22が構成されている。トランジスタP21,P22は、X方向に延びるナノシート27,28をそれぞれ有する。アクティブ領域2P3において、トランジスタP21のソースとなる部分は、ビア67を介して、電源配線11と接続されている。ビア67は、電源配線11とアクティブ領域2P3とが平面視で重なる領域に形成されている。
N型トランジスタ領域には、アクティブ領域2N3が形成されている。アクティブ領域2N3は、平面視で、電源配線12と重なっている。
アクティブ領域2N3には、トランジスタN21,N22が構成されている。トランジスタN21,N22は、X方向に延びるナノシート29,30をそれぞれ有する。アクティブ領域2N3において、トランジスタN21,N22のソースとなる部分は、ビア68を介して、電源配線12と接続されている。ビア68は、電源配線12とアクティブ領域2N3とが平面視で重なる領域に形成されている。
Y方向に延びるゲート配線137~140が形成されている。ナノシート27~30は、ゲート配線137~140とそれぞれ平面視で重なっている。ゲート配線137~140は、トランジスタP21,P22,N21,N22のゲートにそれぞれ対応する。
ゲート配線137,139は、Y方向に延びるブリッジ部141を介して、接続されている。ゲート配線138,140は、Y方向に延びるブリッジ部142を介して、接続されている。
ゲート配線137は、ナノシート27の外周の一部が露出するように、ナノシート27のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線138は、ナノシート28の外周の一部が露出するように、ナノシート28のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線139は、ナノシート29の外周の一部が露出するように、ナノシート29のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線140は、ナノシート30の外周の一部が露出するように、ナノシート30のY方向およびZ方向における外周を覆っている。具体的に、ナノシート27,28は、Y方向における図面下側の面がゲート配線137,138からそれぞれ露出しており、Y方向における図面上側の面がゲート配線137,138にそれぞれ覆われている。ナノシート29,30は、Y方向における図面上側の面がゲート配線139,140からそれぞれ露出しており、Y方向における図面下側の面がゲート配線139,140にそれぞれ覆われている。
以上のように、2入力NORセルC3は、P型トランジスタP21,P22およびN型トランジスタN21,N22を有し、入力A,B、出力YのNOR回路を実現している。
図7B(a)に示すように、2入力NORセルC3におけるアクティブ領域2P3,2N3は、平面視において、Y方向の幅がw2である。
図7B(a)の2入力NORセルC3は、ナノシート27,28は、Y方向における図面下側がゲート配線137,138からそれぞれ露出している。ナノシート29,30は、Y方向における図面上側がゲート配線139,140からそれぞれ露出している。すなわち、ナノシート27,29は、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線137,139からそれぞれ露出している。ナノシート28,30は、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線138,140からそれぞれ露出している。これにより、アクティブ領域2P3,2N3の間のY方向における距離d1を小さくすることができる。
また、ナノシート27,28は、Y方向における図面上側の面がゲート配線137,138にそれぞれ覆われている。ナノシート29,30は、Y方向における図面下側の面がゲート配線139,140にそれぞれ覆われている。また、各セル列CRは、一列おきに、Y方向に反転して配置されている。すなわち、Y方向に隣接するセル同士では、Y方向に対向するアクティブ領域のナノシートは、Y方向において、互いに対向する側の面がゲート配線から露出していない。このため、Y方向に隣接するセル同士における、アクティブ領域同士の間のY方向における距離d2は、2NORセルC3内における、アクティブ領域2P3,2N3の間のY方向における距離d1よりも大きくなる。
また、BM0配線層に形成された電源配線11,12の間のY方向における距離d3は、アクティブ領域2P3,2N3の間のY方向における距離d1よりも大きい。すなわち、平面視において、電源配線11のY方向における図面下端は、アクティブ領域2P3のY方向における図面下端よりも、図面上側に配置されている。平面視において、電源配線12のY方向における図面上端は、アクティブ領域2N3のY方向における図面上端よりも、図面下側に配置されている。言い換えると、平面視において、アクティブ領域2P3の図面下端およびアクティブ領域2N3の図面上端は、電源配線11の図面下端と電源配線12の図面上端との間(すなわち、電源配線11,12の内側)に配置されている。
また、電源配線11と、アクティブ領域2P3におけるトランジスタP21のソースとなる部分とを接続するビア67は、平面視において、アクティブ領域2P3のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア67のY方向における図面中央からアクティブ領域2P3の図面上端までの距離と、ビア67のY方向における図面中央からアクティブ領域2P3の図面下端までの距離とは、同一の距離d4である。また、電源配線12と、アクティブ領域2N3におけるトランジスタN21,N22のソースとなる部分とを接続するビア68は、平面視において、アクティブ領域2N3のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア68のY方向における図面中央からアクティブ領域2N3の図面上端までの距離と、ビア68のY方向における図面中央からアクティブ領域2N3の図面下端までの距離とは、同一の距離d5である。これにより、ビア67から、アクティブ領域2P3におけるトランジスタP21のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。ビア68から、アクティブ領域2N3におけるトランジスタN21,N22のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。したがって、トランジスタP21,N21,N22に流れる電流がY方向の図面上下方向に対して均等化するため、半導体集積回路装置の高速化が図られる。
また、平面視において、ビア67に対するアクティブ領域2P3のY方向におけるオーバーラップ量は、ビア67に対する電源配線11のY方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。具体的には、平面視において、ビア67のY方向における図面下端から、アクティブ領域2P3のY方向における図面下端までの距離d6は、ビア67のY方向における図面下端から、電源配線11のY方向における図面下端までの距離d7よりも大きい。また、平面視において、ビア68に対するアクティブ領域2N3のY方向におけるオーバーラップ量は、ビア68に対する電源配線12のY方向におけるオーバーラップ量よりも大きい。具体的には、平面視において、ビア68のY方向における図面上端から、アクティブ領域2N3のY方向における図面上端までの距離d8は、ビア68のY方向における図面上端から、電源配線12のY方向における図面上端までの距離d9よりも大きい。
(2入力NORセルC6の構成)
2入力NORセルC6は、2入力NORセルC3とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NORセルC6は、P型トランジスタP21,P22およびN型トランジスタN21,N22を有し、入力A,B、出力YのNOR回路を実現している。
2入力NORセルC6は、2入力NORセルC3とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NORセルC6は、P型トランジスタP21,P22およびN型トランジスタN21,N22を有し、入力A,B、出力YのNOR回路を実現している。
図7B(b)に示すように、2入力NORセルC6は、図7B(a)に示す2入力NORセルC3と比較すると、アクティブ領域2P3,2N3に代えて、Y方向の幅が異なるアクティブ領域2P6,2N6がそれぞれ配置されている。
具体的には、アクティブ領域2P6,2N6は、Y方向の幅がw1である。w2はw1よりも小さい。すなわち、2入力NORセルC6のドライブ能力は、2入力NORセルC3のドライブ能力よりも大きい。
図7Bに示すように、アクティブ領域2P6のY方向における図面下端が、アクティブ領域2P3のY方向における図面下端と、Y方向において同じ位置に配置されている。アクティブ領域2N6のY方向における図面上端が、アクティブ領域2N3のY方向における図面上端と、Y方向において同じ位置に配置されている。すなわち、2入力NORセルC3のアクティブ領域2P3のY方向における図面下端と、2入力NORセルC6のアクティブ領域2P6のY方向における図面下端とは、Y方向における位置が揃っている。2入力NORセルC3のアクティブ領域2N3のY方向における図面上端と、2入力NORセルC6のアクティブ領域2N6のY方向における図面上端とは、Y方向における位置が揃っている。また、2入力NORセルC3,C6のナノシート27,28は、Y方向における図面下側の面が、ゲート配線137,138からそれぞれ露出している。2入力NORセルC3,C6のナノシート29,30は、Y方向における図面上側の面が、ゲート配線139,140からそれぞれ露出している。すなわち、2入力NORセルC3,C6は、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置が、Y方向において揃っている。これにより、ゲート配線から露出して対向するナノシート同士の間に設けられる、絶縁体からなる構造物の形状、すなわち、Y方向におけるサイズと敷設範囲を一定にすることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易となる。
(第2実施形態)
(回路ブロックの構成)
図9は第2実施形態に係る半導体集積回路装置が備える回路ブロックのレイアウトの例を示す平面図である。
(回路ブロックの構成)
図9は第2実施形態に係る半導体集積回路装置が備える回路ブロックのレイアウトの例を示す平面図である。
図9のブロックレイアウトは、スタンダードセルを配置することによって構成されている。本実施形態においても、電源配線は、トランジスタが形成される半導体チップの背面に設けられた背面配線層であるBM0配線層に形成されている。
図1のレイアウトでは、X方向に並ぶ複数のセルが、セル列CR(CR4~CR6)を構成している。そして、複数のセル列CR(図1では3列)が、Y方向に並べて配置されている。複数のセルには、インバータ、NANDゲート、NORゲート等の論理機能を有するセルが含まれる。例えば、セル列CRには、後述するインバータセルC7,C10、2入力NANDセルC8,C11および2入力NORセルC9,C12等が含まれる。
各セルには、BM0配線層においてY方向両端に電源配線が形成されており、この電源配線を介して、各セルは外部から電源電圧VDD,VSSの供給を受ける。各セル列CRは、一列おきに、Y方向に反転して配置されている。隣接するセル列CRの境界において、電源電圧VDDを供給する電源配線(後述する電源配線11)はX方向において連続しており、電源電圧VSSを供給する電源配線(後述する電源配線12)はX方向において連続している。すなわち、BM0配線層では、X方向に延びる電源配線が形成されており、電源電圧VDDを供給する電源配線と電源電圧VSSを供給する電源配線とが、Y方向において交互に配置されている。
各セルには、P型トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成するアクティブ領域2Pと、N型トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成するアクティブ領域2Nとが構成されている。セル列CRでは、各アクティブ領域2PがX方向に並ぶように配置されており、各アクティブ領域2NがX方向に並ぶように配置されている。Y方向に隣接するセル列CRでは、アクティブ領域2P同士が対向するように配置されており、アクティブ領域2N同士が対向するように配置されている。セル内におけるアクティブ領域2P,2N間のY方向における距離d21は、セル列CR同士の間におけるアクティブ領域2P(2N)同士の間の距離d22よりも大きい。
また、セル列CR4,CR6では、各セルにおいて、アクティブ領域2PのY方向における図面上端がX方向に並んでおり、アクティブ領域2NのY方向における図面下端がX方向に並んでいる。セル列CR5では、各セルにおいて、アクティブ領域2NのY方向における図面上端がX方向に並んでおり、アクティブ領域2PのY方向における図面下端がX方向に並んでいる。すなわち、セル列CRでは、Y方向に並んだセルにおいてアクティブ領域2P,2Nが対向する側におけるアクティブ領域の端部がX方向に、一直線となるように、並んで配置されている。
(インバータセルC7の構成)
図10は第2実施形態に係るインバータセルC7,C10のレイアウト構造の例を示す平面図である。具体的に、図10(a)はインバータセルC7であり、図10(b)はインバータセルC10である。なお、図10のインバータセルC7,C10には、それぞれ、図4のインバータ回路が構成されている。
図10は第2実施形態に係るインバータセルC7,C10のレイアウト構造の例を示す平面図である。具体的に、図10(a)はインバータセルC7であり、図10(b)はインバータセルC10である。なお、図10のインバータセルC7,C10には、それぞれ、図4のインバータ回路が構成されている。
図10(a)に示すように、BM0配線層には、セルのY方向の図面両端において、X方向に延びる電源配線11,12が形成されている。電源配線11は、電源電圧VDDを供給する。電源配線12は、電源電圧VSSを供給する。
P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P7が形成されている。アクティブ領域2P7は、平面視で、電源配線11と重なっている。
アクティブ領域2P7には、トランジスタP1が構成されている。トランジスタP1は、X方向に延びるナノシート221を有する。アクティブ領域2P7において、トランジスタP1のソースとなる部分は、ビア261を介して、電源配線11と接続されている。ビア261は、電源配線11とアクティブ領域2P7とが平面視で重なる領域に形成されている。
N型トランジスタ領域には、アクティブ領域2N7が形成されている。アクティブ領域2N7は、平面視で、電源配線12と重なっている。
アクティブ領域2N7には、トランジスタN1が構成されている。トランジスタN1は、X方向に延びるナノシート222を有する。アクティブ領域2N7において、トランジスタN1のソースとなる部分は、ビア262を介して、電源配線12と接続されている。ビア262は、電源配線12とアクティブ領域2N7とが平面視で重なる領域に形成されている。
X方向におけるセル中央部において、Y方向に延びるゲート配線231が形成される。ナノシート221,222は、ゲート配線231と平面視で重なっている。ゲート配線231は、トランジスタP1,N1のゲートに対応する。
ゲート配線231は、ナノシート221,222の外周の一部が露出するように、ナノシート221,222のY方向およびZ方向における外周をそれぞれ覆っている。具体的に、ナノシート221は、Y方向における図面上側の面がゲート配線231から露出しており、Y方向における図面下側の面がゲート配線231に覆われている。ナノシート222は、Y方向における図面下側の面がゲート配線231から露出しており、Y方向における図面上側の面がゲート配線231に覆われている。
X方向における両側のセル枠上に、ダミーゲート配線232,233が形成されている。ダミーゲート配線232は、図面左側に配置される他のセルと共有される。ダミーゲート配線233は、図面右側に配置される他のセルと共有される。
ローカル配線層には、Y方向に延びるローカル配線241が形成されている。ローカル配線241は、アクティブ領域2P7におけるトランジスタP1のドレインとなる部分、および、アクティブ領域2N7におけるトランジスタN1のドレインとなる部分に接続されている。
M0配線層には、X方向に延びる配線251,252が形成されている。配線251は、ゲート配線231にビアを介して接続されている。配線252は、ローカル配線241にビアを介して接続されている。配線251が入力Aに対応しており、配線252が出力Yに対応している。
以上のように、インバータセルC7は、P型トランジスタP1およびN型トランジスタN1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路を実現している。
図10(a)に示すように、インバータセルC7におけるアクティブ領域2P7,2N7は、平面視において、Y方向の幅がw2である。
図10(a)のインバータセルC7では、ナノシート221は、Y方向における図面上側の面がゲート配線231から露出している。ナノシート222は、Y方向における図面下側の面がゲート配線231から露出している。また、各セル列CRは、一列おきに、Y方向に反転して配置されている。すなわち、Y方向に隣接するセル同士では、Y方向に対向するアクティブ領域のナノシートは、Y方向において、ゲート配線から露出している面が互いに対向する。これにより、Y方向に隣接するセル同士において、Y方向に対向するアクティブ領域の距離d22を小さくすることができる。したがって、半導体集積回路装置の小面積化を図ることができる。
また、ナノシート221は、Y方向における図面下側の面がゲート配線231に覆われている。ナノシート222は、Y方向における図面上側の面がゲート配線231に覆われている。すなわち、インバータセルC7において、ナノシート221,222は、対向する側の面が、互いにゲート配線231に覆われている。このため、インバータセルC10内におけるアクティブ領域2P7,2N7の間のY方向における距離d21は、Y方向に隣接するセル同士における、アクティブ領域同士の間のY方向における距離d22よりも大きくなる。
また、電源配線11と、アクティブ領域2P7におけるトランジスタP1のソースとなる部分とを接続するビア261は、平面視において、アクティブ領域2P7のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア261のY方向における図面中央からアクティブ領域2P7の図面上端までの距離と、ビア261のY方向における図面中央からアクティブ領域2P7の図面下端までの距離とは、同一の距離d24である。また、電源配線12と、アクティブ領域2N7におけるトランジスタN1のソースとなる部分とを接続するビア262は、平面視において、アクティブ領域2N7のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア262のY方向における図面中央からアクティブ領域2N7の図面上端までの距離と、ビア262のY方向における図面中央からアクティブ領域2N7の図面下端までの距離とは、同一の距離d25である。これにより、ビア261から、アクティブ領域2P7におけるトランジスタP1のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。ビア262から、アクティブ領域2N7におけるトランジスタN1のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。したがって、トランジスタP1,N1に流れる電流がY方向の図面上下方向に対して均等化するため、半導体集積回路装置の高速化が図られる。
(インバータセルC10の構成)
インバータセルC10は、インバータセルC7とほぼ同様の構成である。具体的には、インバータセルC10は、P型トランジスタP1およびN型トランジスタN1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路を実現している。
インバータセルC10は、インバータセルC7とほぼ同様の構成である。具体的には、インバータセルC10は、P型トランジスタP1およびN型トランジスタN1を有し、入力A、出力Yのインバータ回路を実現している。
図10(b)に示すように、インバータセルC10は、図10(a)に示すインバータセルC7と比較すると、アクティブ領域2P7,2N7に代えて、Y方向の幅が異なるアクティブ領域2P10,2N10がそれぞれ配置されている。
具体的には、アクティブ領域2P10,2N10は、Y方向の幅がw1である。w2はw1よりも小さい。すなわち、インバータセルC10のドライブ能力は、インバータセルC7のドライブ能力よりも大きい。
図10に示すように、アクティブ領域2P10のY方向における図面上端が、アクティブ領域2P7のY方向における図面上端と、Y方向において同じ位置に配置されている。アクティブ領域2N10のY方向における図面下端が、アクティブ領域2N7のY方向における図面下端と、Y方向において同じ位置に配置されている。すなわち、インバータセルC7のアクティブ領域2P7のY方向における図面上端と、インバータセルC10のアクティブ領域2P10のY方向における図面上端とは、Y方向における位置が揃っている。インバータセルC7のアクティブ領域2N7のY方向における図面下端と、インバータセルC10のアクティブ領域2N10のY方向における図面下端とは、Y方向における位置が揃っている。また、インバータセルC7,C10のナノシート221は、Y方向における図面上側の面が、ゲート配線231からそれぞれ露出している。インバータセルC7,C10のナノシート222は、Y方向における図面下側の面が、ゲート配線231からそれぞれ露出している。すなわち、インバータセルC7,C10は、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置が、Y方向において揃っている。これにより、ゲート配線から露出して対向するナノシート同士の間に設けられる、絶縁体からなる構造物の形状、すなわち、Y方向におけるサイズと敷設範囲を一定にすることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易となる。
(スタンダードセルの他のレイアウト構造)
図11Aおよび図11Bは第2実施形態に係る半導体集積回路装置が含むセルのレイアウト構造の例を示す平面図であり、図11A(a)は2入力NANDセルC8であり、図111A(b)は2入力NANDセルC11であり、図11B(a)は2入力NORセルC9であり、図11B(b)は2入力NORセルC12である。
図11Aおよび図11Bは第2実施形態に係る半導体集積回路装置が含むセルのレイアウト構造の例を示す平面図であり、図11A(a)は2入力NANDセルC8であり、図111A(b)は2入力NANDセルC11であり、図11B(a)は2入力NORセルC9であり、図11B(b)は2入力NORセルC12である。
図11Aおよび図11Bのレイアウト構造に関して、上述のインバータセルに関する説明と、図8の回路図から容易に類推できるため、適宜説明を省略する。
(2入力NANDセルC8の構成)
図11A(a)に示す2入力NANDセルC8では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P8が形成されている。アクティブ領域2P8は、平面視で、電源配線11と重なっている。
図11A(a)に示す2入力NANDセルC8では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P8が形成されている。アクティブ領域2P8は、平面視で、電源配線11と重なっている。
アクティブ領域2P8には、トランジスタP11,P12が構成されている。トランジスタP11,P12は、X方向に延びるナノシート223,224をそれぞれ有する。アクティブ領域2P8において、トランジスタP11,P12のソースとなる部分は、ビア265を介して、電源配線11と接続されている。ビア265は、電源配線11とアクティブ領域2P8とが平面視で重なる領域に形成されている。
N型トランジスタ領域には、アクティブ領域2N8が形成されている。アクティブ領域2N8は、平面視で、電源配線12と重なっている。
アクティブ領域2N8には、トランジスタN11,N12が構成されている。トランジスタN11,N12は、X方向に延びるナノシート225,226をそれぞれ有する。アクティブ領域2N8において、トランジスタN11のソースとなる部分は、ビア266を介して、電源配線12と接続されている。ビア266は、電源配線12とアクティブ領域2N8とが平面視で重なる領域に形成されている。
Y方向に延びるゲート配線234,235が形成されている。ナノシート223,225は、ゲート配線234と平面視で重なっている。ナノシート224,226は、ゲート配線235とそれぞれ平面視で重なっている。ゲート配線234は、トランジスタP11,N11のゲートにそれぞれ対応する。ゲート配線235は、トランジスタP12,N12のゲートにそれぞれ対応する。
ゲート配線234は、ナノシート223,225の外周の一部が露出するように、ナノシート223,225のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線235は、ナノシート224,226の外周の一部が露出するように、ナノシート224,226のY方向およびZ方向における外周を覆っている。具体的に、ナノシート223,224は、Y方向における図面上側の面がゲート配線234,235からそれぞれ露出しており、Y方向における図面下側の面がゲート配線234,235にそれぞれ覆われている。ナノシート225,226は、Y方向における図面下側の面がゲート配線234,235からそれぞれ露出しており、Y方向における図面上側の面がゲート配線234,235にそれぞれ覆われている。
以上のように、2入力NANDセルC8は、P型トランジスタP11,P12およびN型トランジスタN11,N12を有し、入力A,B、出力YのNAND回路を実現している。
図11A(a)に示すように、2入力NANDセルC8におけるアクティブ領域2P8,2N8は、平面視において、Y方向の幅がw2である。
図11A(a)の2入力NANDセルC8は、ナノシート223,224は、Y方向における図面上側の面がゲート配線234,235からそれぞれ露出している。ナノシート225,226は、Y方向における図面下側の面がゲート配線234,235からそれぞれ露出している。すなわち、Y方向に隣接するセル同士では、Y方向に対向するアクティブ領域のナノシートは、Y方向において、ゲート配線から露出している面が互いに対向する。これにより、Y方向に隣接するセル同士において、Y方向に対向するアクティブ領域の距離d22を小さくすることができる。したがって、半導体集積回路装置の小面積化を図ることができる。
また、ナノシート223,224は、Y方向における図面下側がゲート配線234,235にそれぞれ覆われている。ナノシート225,226は、Y方向における図面上側がゲート配線234,235にそれぞれ覆われている。すなわち、2入力NANDセルC8において、ナノシート223,225は、対向する側の面が、互いにゲート配線234に覆われている。ナノシート224,226は、対向する側の面が、互いにゲート配線235に覆われている。このため、2入力NANDセルC8内におけるアクティブ領域2P8,2N8の間のY方向における距離d21は、Y方向に隣接するセル同士における、アクティブ領域同士の間のY方向における距離d22よりも大きくなる。
また、電源配線11と、アクティブ領域2P8におけるトランジスタP11,P12のソースとなる部分とを接続するビア265は、平面視において、アクティブ領域2P8のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア265のY方向における図面中央からアクティブ領域2P8の図面上端までの距離と、ビア265のY方向における図面中央からアクティブ領域2P8の図面下端までの距離とは、同一の距離d24である。また、電源配線12と、アクティブ領域2N8におけるトランジスタN11のソースとなる部分とを接続するビア266は、平面視において、アクティブ領域2N8のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア266のY方向における図面中央からアクティブ領域2N8の図面上端までの距離と、ビア266のY方向における図面中央からアクティブ領域2N8の図面下端までの距離とは、同一の距離d25である。これにより、ビア265から、アクティブ領域2P8におけるトランジスタP11,P12のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。ビア266から、アクティブ領域2N8におけるトランジスタN11のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。したがって、トランジスタP11,P12,N11に流れる電流がY方向の図面上下方向に対して均等化するため、半導体集積回路装置の高速化が図られる。
(2入力NANDセルC11の構成)
2入力NANDセルC11は、2入力NANDセルC8とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NANDセルC11は、P型トランジスタP11,P12およびN型トランジスタN11,N12を有し、入力A,B、出力YのNAND回路を実現している。
2入力NANDセルC11は、2入力NANDセルC8とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NANDセルC11は、P型トランジスタP11,P12およびN型トランジスタN11,N12を有し、入力A,B、出力YのNAND回路を実現している。
図11A(b)に示すように、2入力NANDセルC11は、図11A(a)に示す2入力NANDセルC8と比較すると、アクティブ領域2P8,2N8に代えて、Y方向の幅が異なるアクティブ領域2P11,2N11がそれぞれ配置されている。
具体的には、アクティブ領域2P11,2N11は、Y方向の幅がw1である。w2はw1よりも小さい。すなわち、2入力NANDセルC11のドライブ能力は、2入力NANDセルC8のドライブ能力よりも大きい。
図11Aに示すように、アクティブ領域2P11のY方向における図面上端が、アクティブ領域2P8のY方向における図面上端と、Y方向において同じ位置に配置されている。アクティブ領域2N11のY方向における図面下端が、アクティブ領域2N8のY方向における図面下端と、Y方向において同じ位置に配置されている。すなわち、2入力NANDセルC8のアクティブ領域2P8のY方向における図面上端と、2入力NANDセルC11のアクティブ領域2P11のY方向における図面上端とは、Y方向における位置が揃っている。2入力NANDセルC8のアクティブ領域2N8のY方向における図面下端と、2入力NANDセルC11のアクティブ領域2N11のY方向における図面下端とは、Y方向における位置が揃っている。また、2入力NANDセルC8,C11のナノシート223,224は、Y方向における図面上側の面が、ゲート配線234,235からそれぞれ露出している。2入力NANDセルC8,C11のナノシート225,226は、Y方向における図面下側の面が、ゲート配線234,235からそれぞれ露出している。すなわち、2入力NANDセルC8,C11は、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置が、Y方向において揃っている。これにより、ゲート配線から露出して対向するナノシート同士の間に設けられる、絶縁体からなる構造物の形状、すなわち、Y方向におけるサイズと敷設範囲を一定にすることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易となる。
(2入力NORセルC9の構成)
図11B(a)に示す2入力NORセルC9では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P9が形成されている。アクティブ領域2P9は、平面視で、電源配線11と重なっている。
図11B(a)に示す2入力NORセルC9では、P型トランジスタ領域には、アクティブ領域2P9が形成されている。アクティブ領域2P9は、平面視で、電源配線11と重なっている。
アクティブ領域2P9には、トランジスタP21,P22が構成されている。トランジスタP21,P22は、X方向に延びるナノシート227,228をそれぞれ有する。アクティブ領域2P9において、トランジスタP21のソースとなる部分は、ビア267を介して、電源配線11と接続されている。ビア267は、電源配線11とアクティブ領域2P9とが平面視で重なる領域に形成されている。
N型トランジスタ領域には、アクティブ領域2N9が形成されている。アクティブ領域2N9は、平面視で、電源配線12と重なっている。
アクティブ領域2N9には、トランジスタN21,N22が構成されている。トランジスタN21,N22は、X方向に延びるナノシート229,230をそれぞれ有する。アクティブ領域2N9において、トランジスタN21,N22のソースとなる部分は、ビア268を介して、電源配線12と接続されている。ビア268は、電源配線12とアクティブ領域2N9とが平面視で重なる領域に形成されている。
Y方向に延びるゲート配線236,237が形成されている。ナノシート227,229は、ゲート配線236と平面視で重なっている。ナノシート228,230は、ゲート配線237と平面視で重なっている。ゲート配線236は、トランジスタP21,N21のゲートに対応する。ゲート配線237は、トランジスタP22,N22のゲートに対応する。
ゲート配線236は、ナノシート227,229の外周の一部が露出するように、ナノシート227,229のY方向およびZ方向における外周を覆っている。ゲート配線237は、ナノシート228,230の外周の一部が露出するように、ナノシート228,230のY方向およびZ方向における外周を覆っている。具体的に、ナノシート227,228は、Y方向における図面上側の面がゲート配線236,237からそれぞれ露出しており、Y方向における図面下側の面がゲート配線236,237にそれぞれ覆われている。ナノシート229,230は、Y方向における図面下側の面がゲート配線236,237からそれぞれ露出しており、Y方向における図面上側の面がゲート配線236,237にそれぞれ覆われている。
以上のように、2入力NORセルC9は、P型トランジスタP21,P22およびN型トランジスタN21,N22を有し、入力A,B、出力YのNOR回路を実現している。
図11B(a)に示すように、2入力NORセルC9におけるアクティブ領域2P9,2N9は、平面視において、Y方向の幅がw2である。
図11B(a)の2入力NORセルC9は、ナノシート227,228は、Y方向における図面上側の面がゲート配線236,237からそれぞれ露出している。ナノシート229,230は、Y方向における図面下側の面がゲート配線236,237からそれぞれ露出している。すなわち、Y方向に隣接するセル同士では、Y方向に対向するアクティブ領域のナノシートは、Y方向において、ゲート配線から露出している面が互いに対向する。これにより、Y方向に隣接するセル同士において、Y方向に対向するアクティブ領域の距離d22を小さくすることができる。したがって、半導体集積回路装置の小面積化を図ることができる。
また、ナノシート227,228は、Y方向における図面下側がゲート配線236,237にそれぞれ覆われている。ナノシート229,230は、Y方向における図面上側がゲート配線236,237にそれぞれ覆われている。すなわち、2入力NORセルC9において、ナノシート227,229は、対向する側の面が、互いにゲート配線236に覆われている。ナノシート228,230は、対向する側の面が、互いにゲート配線237に覆われている。このため、2入力NORセルC9内におけるアクティブ領域2P9,2N9の間のY方向における距離d21は、Y方向に隣接するセル同士における、アクティブ領域同士の間のY方向における距離d22よりも大きくなる。
また、電源配線11と、アクティブ領域2P9におけるトランジスタP21のソースとなる部分とを接続するビア267は、平面視において、アクティブ領域2P9のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア267のY方向における図面中央からアクティブ領域2P9の図面上端までの距離と、ビア267のY方向における図面中央からアクティブ領域2P9の図面下端までの距離とは、同一の距離d24である。また、電源配線12と、アクティブ領域2N9におけるトランジスタN21,N22のソースとなる部分とを接続するビア268は、平面視において、アクティブ領域2N9のY方向における中央部に配置されている。具体的には、ビア268のY方向における図面中央からアクティブ領域2N9の図面上端までの距離と、ビア268のY方向における図面中央からアクティブ領域2N9の図面下端までの距離とは、同一の距離d25である。これにより、ビア267から、アクティブ領域2P9におけるトランジスタP21のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。ビア268から、アクティブ領域2N9におけるトランジスタN21,N22のソースとなる部分におけるY方向の図面上下両端までの距離が等しくなる。したがって、トランジスタP21,N21,N22に流れる電流がY方向の図面上下方向に対して均等化するため、半導体集積回路装置の高速化が図られる。
(2入力NORセルC12の構成)
2入力NORセルC12は、2入力NORセルC9とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NORセルC12は、P型トランジスタP21,P22およびN型トランジスタN21,N22を有し、入力A,B、出力YのNOR回路を実現している。
2入力NORセルC12は、2入力NORセルC9とほぼ同様の構成である。具体的には、2入力NORセルC12は、P型トランジスタP21,P22およびN型トランジスタN21,N22を有し、入力A,B、出力YのNOR回路を実現している。
図11B(b)に示すように、2入力NORセルC12は、図11B(a)に示す2入力NORセルC9と比較すると、アクティブ領域2P9,2N9に代えて、Y方向の幅が異なるアクティブ領域2P12,2N12がそれぞれ配置されている。
具体的には、アクティブ領域2P12,2N12は、Y方向の幅がw1である。w2はw1よりも小さい。すなわち、2入力NORセルC12のドライブ能力は、2入力NORセルC9のドライブ能力よりも大きい。
図11Bに示すように、アクティブ領域2P12のY方向における図面上端が、アクティブ領域2P9のY方向における図面上端と、Y方向において同じ位置に配置されている。アクティブ領域2N12のY方向における図面下端が、アクティブ領域2N9のY方向における図面下端と、Y方向において同じ位置に配置されている。すなわち、2入力NORセルC9のアクティブ領域2P9のY方向における図面上端と、2入力NORセルC12のアクティブ領域2P12のY方向における図面上端とは、Y方向における位置が揃っている。2入力NORセルC9のアクティブ領域2N9のY方向における図面下端と、2入力NORセルC12のアクティブ領域2N12のY方向における図面下端とは、Y方向における位置が揃っている。また、2入力NORセルC9,C12のナノシート227,228は、Y方向における図面上側の面が、ゲート配線236,237からそれぞれ露出している。2入力NORセルC9,C12のナノシート229,230は、Y方向における図面下側の面が、ゲート配線236,237からそれぞれ露出している。すなわち、2入力NORセルC9,C12は、ゲート配線から露出したナノシートの面の位置が、Y方向において揃っている。これにより、ゲート配線から露出して対向するナノシート同士の間に設けられる、絶縁体からなる構造物の形状、すなわち、Y方向におけるサイズと敷設範囲を一定にすることができる。したがって、半導体集積回路装置の製造が容易となる。
なお、上述の各実施形態および変形例では、各トランジスタはそれぞれ3枚のナノシートを備えるものとしたが、トランジスタの一部または全部は、1枚,2枚または4枚以上のナノシートを備えてもよい。
また、上述の各実施形態および変形例では、ナノシートの断面形状は長方形としているが、これに限られるものではない。例えば、正方形、円形、楕円形等であってもよい。
また、2入力NANDセルC2,C5において、ビア65,66に代えて、図6の変形例に示すビア63,64のように、Y方向における長さがX方向における長さより大きいビアを用いてもよい。同様に、2入力NORセルC3,C6において、ビア67,68に代えて、ビア63,64を用いてもよい。また、インバータセルC4において、ビア61,62に代えて、ビア63,64を用いてもよい。また、2入力NANDセルC8,C11において、ビア265,266に代えて、ビア63,64を用いてもよい。また、2入力NORセルC9,C12において、ビア267,268に代えて、ビア63,64を用いてもよい。
本開示では、フォークシートトランジスタおよび背面配線を用いたスタンダードセルを含む半導体集積回路装置において、半導体集積回路装置の小面積化および高速化を図ることができる。
11,12 電源配線
21~30,221~230 ナノシート
31,32,131~134,137~140,231~235 ゲート配線
51,52,251,252 配線
61~68,261~268 ビア
2P,2P1~2P12,2N,2N1~2N12 アクティブ領域
P1,P11,P12,P21,P22,N1,N11,N12,N21,N22 トランジスタ
C1,C4,C7,C10 インバータセル
C2,C5,C8,C11 2入力NANDセル
C3,C6,C9,C12 2入力NORセル
21~30,221~230 ナノシート
31,32,131~134,137~140,231~235 ゲート配線
51,52,251,252 配線
61~68,261~268 ビア
2P,2P1~2P12,2N,2N1~2N12 アクティブ領域
P1,P11,P12,P21,P22,N1,N11,N12,N21,N22 トランジスタ
C1,C4,C7,C10 インバータセル
C2,C5,C8,C11 2入力NANDセル
C3,C6,C9,C12 2入力NORセル
Claims (19)
- 第1スタンダードセルを含む複数のスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置であって、
前記第1スタンダードセルは、
第1導電型の第1トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第1ナノシートを含む第1アクティブ領域と、
前記第1導電型と異なる導電型である第2導電型の第2トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第2ナノシートを含む第2アクティブ領域と、
前記第1方向と垂直をなす第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向、ならびに、前記第1方向および前記第2方向と垂直をなす第3方向における外周を囲う第1ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第2ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第2ゲート配線と、
前記第1トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第1電源配線と、
前記第2トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第2電源配線と、
前記第1アクティブ領域における前記第1トランジスタのソースとなる領域と前記第1電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第1アクティブ領域におけるソースと前記第1電源配線とを接続する第1ビアとを備え、
前記第2ナノシートは、前記第1ナノシートの前記第2方向における一方側である第1側に配置されており、
前記第1ナノシートは、前記第1側の面が、前記第1ゲート配線から露出しており、
前記第2ナノシートは、前記第2方向における他方側である第2側の面が、前記第2ゲート配線から露出しており、
前記第1ビアは、平面視において、前記第1アクティブ領域の前記第2方向における中央部に配置されている、半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記第1スタンダードセルは、
前記第2アクティブ領域における前記第2トランジスタのソースとなる領域と前記第2電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第2アクティブ領域におけるソースと前記第2電源配線とを接続する第2ビアとをさらに備え、
前記第2ビアは、平面視において、前記第2アクティブ領域の前記第2方向における中央部に配置されている、半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記複数のスタンダードセルは、前記第1スタンダードセルの前記第2側に隣接して配置される第2スタンダードセルを含み、
前記第2スタンダードセルは、
前記第1導電型の第3トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第3ナノシートを含む第3アクティブ領域と、
前記第2方向に延びており、前記第3ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第3ゲート配線とを備え、
前記第3ナノシートは、前記第2側の面が、前記第3ゲート配線から露出しており、
前記第2方向における、前記第1アクティブ領域と前記第3アクティブ領域との間の距離は、前記第2方向における、前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の距離よりも大きい、半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
平面視において、前記第1アクティブ領域の前記第1側の端、および、前記第2アクティブ領域の前記第2側の端は、前記第1電源配線の前記第1側の端と、前記第2電源配線の前記第2側の端との間に配置されている、半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記第1ビアは、前記第2方向における長さが、前記第1方向における長さよりも長い、半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記第1アクティブ領域は、前記第1導電型である第4トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第4ナノシートを含み、
前記第2アクティブ領域は、前記第2導電型である第5トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第5ナノシートを含み、
前記第1スタンダードセルは、
前記第2方向に延びており、前記第4ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第4ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第5ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第5ゲート配線と、
前記第1電源配線は、前記第4トランジスタの背面側に形成されており、
前記第2電源配線は、前記第5トランジスタの背面側に形成されており、
前記第5ナノシートは、前記第4ナノシートの前記第1側に配置されており、
前記第4ナノシートは、前記第1側の面が、前記第4ゲート配線から露出しており、
前記第5ナノシートは、前記第2側の面が、前記第5ゲート配線から露出している、半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記複数のスタンダードセルは、前記第1スタンダードセルと前記第1方向に並んで配置された第3スタンダードセルを含み、
前記第3スタンダードセルは、
前記第1導電型の第6トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第6ナノシートを含む第4アクティブ領域と、
前記第2導電型の第7トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第7ナノシートを含む第5アクティブ領域と、
前記第2方向に延びており、前記第6ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第6ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第7ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第7ゲート配線とを備え、
前記第7ナノシートは、前記第6ナノシートの前記第1側に配置されており、
前記第6ナノシートは、前記第1側の面が、前記第6ゲート配線から露出しており、
前記第7ナノシートは、前記第2側の面が、前記第7ゲート配線から露出しており、
平面視において、前記第6ナノシートの前記第2方向における幅は、前記第1ナノシートの前記第2方向における幅よりも大きく、
平面視において、前記第1ナノシートの前記第1側の端部、および、前記第6ナノシートの前記第1側の端部は、前記第2方向において、同じ位置に配置されている、半導体集積回路装置。 - 第1スタンダードセルを含む複数のスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置であって、
前記第1スタンダードセルは、
第1導電型の第1トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第1ナノシートを含む第1アクティブ領域と、
前記第1導電型と異なる導電型である第2導電型の第2トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第2ナノシートを含む第2アクティブ領域と、
前記第1方向と垂直をなす第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向、ならびに、前記第1方向および前記第2方向と垂直をなす第3方向における外周を囲う第1ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第2ゲート配線と、
前記第1トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第1電源配線と、
前記第2トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第2電源配線と、
前記第1アクティブ領域における前記第1トランジスタのソースとなる領域と前記第1電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第1アクティブ領域におけるソースと前記第1電源配線とを接続する第1ビアとを備え、
前記第2ナノシートは、前記第1ナノシートの前記第2方向における一方側である第1側に配置されており、
前記第1ナノシートは、前記第1側の面が、前記第1ゲート配線から露出しており、
前記第2ナノシートは、前記第2方向における他方側である第2側の面が、前記第2ゲート配線から露出しており、
前記第1ビアに対する前記第1アクティブ領域の前記第2方向における前記第1側のオーバーラップ量は、前記第1ビアに対する前記第1電源配線の前記第2方向における前記第1側のオーバーラップ量よりも大きい、半導体集積回路装置。 - 請求項8記載の半導体集積回路装置において、
前記第1スタンダードセルは、
前記第2アクティブ領域における前記第2トランジスタのソースとなる領域と前記第2電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第2アクティブ領域におけるソースと前記第2電源配線とを接続する第2ビアとをさらに備え、
前記第2ビアに対する前記第2アクティブ領域の前記第2方向における前記第2側のオーバーラップ量は、前記第2ビアに対する前記第2電源配線の前記第2方向における前記第2側のオーバーラップ量よりも大きい、半導体集積回路装置。 - 請求項8記載の半導体集積回路装置において、
前記複数のスタンダードセルは、前記第1スタンダードセルの前記第2側に隣接して配置される第2スタンダードセルを含み、
前記第2スタンダードセルは、
前記第1導電型の第3トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第3ナノシートを含む第3アクティブ領域と、
前記第2方向に延びており、前記第3ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第3ゲート配線とを備え、
前記第3ナノシートは、前記第2側の面が、前記第3ゲート配線から露出しており、
前記第2方向における、前記第1アクティブ領域と前記第3アクティブ領域との間の距離は、前記第2方向における、前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の距離よりも大きい、半導体集積回路装置。 - 請求項8記載の半導体集積回路装置において、
前記第1ビアは、前記第2方向における長さが、前記第1方向における長さよりも長い、半導体集積回路装置。 - 請求項8記載の半導体集積回路装置において、
前記第1アクティブ領域は、前記第1導電型である第4トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第4ナノシートを含み、
前記第2アクティブ領域は、前記第2導電型である第5トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第5ナノシートを含み、
前記第1スタンダードセルは、
前記第2方向に延びており、前記第4ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第4ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第5ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第5ゲート配線と、
前記第1電源配線は、前記第4トランジスタの背面側に形成されており、
前記第2電源配線は、前記第5トランジスタの背面側に形成されており、
前記第5ナノシートは、前記第4ナノシートの前記第1側に配置されており、
前記第4ナノシートは、前記第1側の面が、前記第4ゲート配線から露出しており、
前記第5ナノシートは、前記第2側の面が、前記第5ゲート配線から露出している、半導体集積回路装置。 - 請求項8記載の半導体集積回路装置において、
前記複数のスタンダードセルは、前記第1スタンダードセルと前記第1方向に並んで配置された第3スタンダードセルを含み、
前記第3スタンダードセルは、
前記第1導電型の第6トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第6ナノシートを含む第4アクティブ領域と、
前記第2導電型の第7トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第7ナノシートを含む第5アクティブ領域と、
前記第2方向に延びており、前記第6ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第6ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第7ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第7ゲート配線とを備え、
前記第7ナノシートは、前記第6ナノシートの前記第1側に配置されており、
前記第6ナノシートは、前記第1側の面が、前記第6ゲート配線から露出しており、
前記第7ナノシートは、前記第2側の面が、前記第7ゲート配線から露出しており、
平面視において、前記第6ナノシートの前記第2方向における幅は、前記第1ナノシートの前記第2方向における幅よりも大きく、
平面視において、前記第1ナノシートの前記第1側の端部、および、前記第6ナノシートの前記第1側の端部は、前記第2方向において、同じ位置に配置されている、半導体集積回路装置。 - 第1スタンダードセルを含む複数のスタンダードセルを備えた半導体集積回路装置であって、
前記第1スタンダードセルは、
第1導電型の第1トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第1ナノシートを含む第1アクティブ領域と、
前記第1導電型と異なる導電型である第2導電型の第2トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第2ナノシートを含む第2アクティブ領域と、
前記第1方向と垂直をなす第2方向に延びており、前記第1ナノシートの前記第2方向、ならびに、前記第1方向および前記第2方向と垂直をなす第3方向における外周を囲う第1ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第2ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第2ゲート配線と、
前記第1トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第1電源配線と、
前記第2トランジスタの背面側に形成されており、前記第1方向に延びている第2電源配線と、
前記第1アクティブ領域における前記第1トランジスタのソースとなる領域と前記第1電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第1アクティブ領域におけるソースと前記第1電源配線とを接続する第1ビアとを備え、
前記第2ナノシートは、前記第1ナノシートの前記第2方向における一方側である第1側に配置されており、
前記第1ナノシートは、前記第2方向における他方側である第2側の面が、前記第1ゲート配線から露出しており、
前記第2ナノシートは、前記第1側の面が、前記第2ゲート配線から露出しており、
前記第1ビアは、平面視において、前記第1アクティブ領域の前記第2方向における中央部に配置されている、半導体集積回路装置。 - 請求項14記載の半導体集積回路装置において、
前記第1スタンダードセルは、
前記第2アクティブ領域における前記第2トランジスタのソースとなる領域と前記第2電源配線とが重なる領域に形成されており、前記第2アクティブ領域におけるソースと前記第2電源配線とを接続する第2ビアとをさらに備え、
前記第2ビアは、平面視において、前記第2アクティブ領域の前記第2方向における中央部に配置されている、半導体集積回路装置。 - 請求項14記載の半導体集積回路装置において、
前記複数のスタンダードセルは、前記第1スタンダードセルの前記第2側に隣接して配置される第2スタンダードセルを含み、
前記第2スタンダードセルは、
前記第1導電型の第3トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、第1方向に延びている第3ナノシートを含む第3アクティブ領域と、
前記第2方向に延びており、前記第3ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第3ゲート配線とを備え、
前記第3ナノシートは、前記第1側の面が、前記第3ゲート配線から露出しており、
前記第2方向における、前記第1アクティブ領域と前記第3アクティブ領域との間の距離は、前記第2方向における、前記第1アクティブ領域と前記第2アクティブ領域との間の距離よりも小さい、半導体集積回路装置。 - 請求項14記載の半導体集積回路装置において、
前記第1ビアは、前記第2方向における長さが、前記第1方向における長さよりも長い、半導体集積回路装置。 - 請求項14記載の半導体集積回路装置において、
前記第1アクティブ領域は、前記第1導電型である第4トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第4ナノシートを含み、
前記第2アクティブ領域は、前記第2導電型である第5トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第5ナノシートを含み、
前記第1スタンダードセルは、
前記第2方向に延びており、前記第4ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第4ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第5ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第5ゲート配線と、
前記第1電源配線は、前記第4トランジスタの背面側に形成されており、
前記第2電源配線は、前記第5トランジスタの背面側に形成されており、
前記第5ナノシートは、前記第4ナノシートの前記第1側に配置されており、
前記第4ナノシートは、前記第2側の面が、前記第4ゲート配線から露出しており、
前記第5ナノシートは、前記第1側の面が、前記第5ゲート配線から露出している、半導体集積回路装置。 - 請求項14記載の半導体集積回路装置において、
前記複数のスタンダードセルは、前記第1スタンダードセルと前記第1方向に並んで配置された第3スタンダードセルを含み、
前記第3スタンダードセルは、
前記第1導電型の第6トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第6ナノシートを含む第4アクティブ領域と、
前記第2導電型の第7トランジスタのチャネル、ソースおよびドレインを構成しており、前記チャネルとして、前記第1方向に延びている第7ナノシートを含む第5アクティブ領域と、
前記第2方向に延びており、前記第6ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第6ゲート配線と、
前記第2方向に延びており、前記第7ナノシートの前記第2方向および前記第3方向における外周を囲う第7ゲート配線とを備え、
前記第7ナノシートは、前記第6ナノシートの前記第1側に配置されており、
前記第6ナノシートは、前記第2側の面が、前記第6ゲート配線から露出しており、
前記第7ナノシートは、前記第1側の面が、前記第7ゲート配線から露出しており、
平面視において、前記第6ナノシートの前記第2方向における幅は、前記第1ナノシートの前記第2方向における幅よりも大きく、
平面視において、前記第1ナノシートの前記第2側の端部、および、前記第6ナノシートの前記第2側の端部は、前記第2方向において、同じ位置に配置されている、半導体集積回路装置。
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