(57)【要約】【課題】信号配線が電源配線と長距離に亘って並走することを回避して、信号配線の寄生容量を低減してノイズの影響を低減する半導体装置の配線構造及びそれを備えた半導体装置を提供すること。【解決手段】第１方向Ｘ１に延びる複数の第１配線１Ｖから構成される第１配線層１１０と、第１配線層１１０の上に配設され、第１方向Ｘ１に交差する第２方向Ｘ２に延びる複数の第２配線２Ｖから構成される第２配線層１２０とを備え、第１配線層１１０および第２配線層１２０は、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面内に設定された配線領域Ｒ内に配設され、第１配線１Ｖは、配線領域Ｒの第１方向Ｘ１における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成され、第２配線２Ｖは、配線領域Ｒの第２方向Ｘ２における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成されている半導体装置１００の配線構造。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延びる複数の第１配線から構成される第１配線層と、前記第１配線層の上に配設され、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第２配線から構成される第２配線層とを備え、
前記第１配線層および第２配線層は、前記第１方向および第２方向により規定される平面内に設定された配線領域内に配設され、
前記第１配線は、前記配線領域の第１方向における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成され、
前記第２配線は、前記配線領域の第２方向における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成されていることを特徴とする半導体装置の配線構造。
【請求項２】
前記第１配線層は、前記複数の第１配線のうち数本の第１配線により構成されて所定電圧を伝達する複数の第１配線群を有し、
前記第１配線群を構成する第１配線は、前記第２配線により前記配線領域内の所定位置で電気的に接続され、
前記第２配線層は、前記複数の第２配線のうち数本の第２配線により構成されて所定電圧を伝達する複数の第２配線群を有し、
前記第２配線群を構成する第２配線は、前記第１配線により前記配線領域内の所定位置で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の配線構造。
【請求項３】
前記第１配線群を構成する複数の第１配線は、前記第１配線群全体で、前記第２方向の一方向に向けて段階的に位置をずらしつつ、前記第１方向の一方向に向けてその両端位置を段階的にずらすようにそれぞれ配置され、
前記第２配線群を構成する複数の第２配線は、前記第２配線群全体で、前記第１方向の一方向に向けて段階的に位置をずらしつつ、前記第２方向の一方向に向けてその両端位置を段階的にずらすようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の配線構造。
【請求項４】
前記第１配線層は、複数の第１配線グループに区分され、
前記第１配線グループは、前記第１配線群を複数有し、
前記第２配線層は、複数の第２配線グループに区分され、
前記第２配線グループは、前記第２配線群を複数有し、
前記第１配線グループを構成する複数の第１配線群のうち前記第２方向の他方向側に位置する所定数の第１配線群は、前記第１配線グループと第２配線グループとが交差する度に、前記第１配線群の第１配線を前記第２方向の一方向に向けて位置をずらされ、
前記第２配線グループを構成する複数の第２配線群のうち前記第１方向の他方向側に位置する所定数の第２配線群は、前記第２配線グループと第１配線グループとが交差する度に、前記第２配線群の第２配線を前記第１方向の一方向に向けて位置をずらされていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の配線構造。
【請求項５】
前記第１方向と第２方向とは、相互に直交していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置の配線構造。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の配線構造を備えた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の配線構造及びそれを備えた半導体装置に関し、特に、半導体装置の電源配線構造及びそれを備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の電源配線が複数の配線層から成る場合、通常、第１配線および第２配線を交差させたメッシュ状の配線構造を備えている。
【０００３】
このようなメッシュ状の配線構造を備えた半導体装置として、特許文献１に記載された半導体集積回路が知られている。
【０００４】
この特許文献１に記載された従来の半導体集積回路５００は、図１７に示すように、第１方向Ｘ１に延伸して形成された複数の第１配線１Ｖから成る第１配線層５１０と、第１配線層５１０の上に、第１方向Ｘ１に対して垂直な方向である第２方向Ｘ２に延伸して形成された複数の第２配線２Ｖから成る第２配線層５２０と、第２配線層５２０の上に、第２方向Ｘ２と同じ方向に延伸して形成された複数の第３配線（図示しない）から成る第３の配線層（図示しない）とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５４７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の従来の半導体集積回路５００では、第１配線１Ｖおよび第２配線２Ｖが、配線領域（図示しない）の一端から他端にまで達するように延びているため、図１７に示すように、第１配線層５１０および第２配線層５２０の上または下に信号配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を配設した場合に、信号配線Ｌが第１配線１Ｖまたは第２配線２Ｖと長距離に亘って並走し、信号配線Ｌと第１配線１Ｖまたは第２配線２Ｖとの間の寄生容量により、ノイズの影響を多く受けてしまうという問題があった。
また、このノイズの影響は、特に、信号配線Ｌが周囲の電源線や信号配線からノイズの影響を受けやすいデジタル信号配線である場合に、より顕著になっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、信号配線が電源配線と長距離に亘って並走することを回避して、信号配線の寄生容量を低減してノイズの影響を低減する半導体装置の配線構造及びそれを備えた半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体装置の配線構造は、第１方向に延びる複数の第１配線から構成される第１配線層と、前記第１配線層の上に配設され、前記第１方向に交差する第２方向に延びる複数の第２配線から構成される第２配線層とを備え、前記第１配線層および第２配線層は、前記第１方向および第２方向により規定される平面内に設定された配線領域内に配設され、前記第１配線は、前記配線領域の第１方向における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成され、前記第２配線は、前記配線領域の第２方向における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成されていることにより、前述した課題を解決したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、第１配線層および第２配線層の上または下に信号配線を如何なる配置で配設した場合であっても、信号配線が第１配線または第２配線と長距離に亘って並走することを回避することが可能であるため、信号配線の寄生容量を低減（平均化）して、ノイズの影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の半導体装置の配線構造の基本原理を概略的に説明する平面図である。
【図２】本発明の第１実施例である半導体装置を示す平面図である。
【図３】第１実施例における第１配線群の概念を説明する平面図である。
【図４】第１実施例における第１配線グループの概念を説明する平面図である。
【図５】第１実施例における第２配線群の概念を説明する平面図である。
【図６】第１実施例における第２配線グループの概念を説明する平面図である。
【図７】配線層の上下に信号配線を配設した状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第２実施例である半導体装置を示す平面図である。
【図９】第２実施例における第１配線群の概念を説明する平面図である。
【図１０】第２実施例における第１配線グループの概念を説明する平面図である。
【図１１】第２実施例における第２配線群の概念を説明する平面図である。
【図１２】第２実施例における第２配線グループの概念を説明する平面図である。
【図１３】第１配線１Ｖａと第２配線２Ｖａのみを抜き出して示す説明図である。
【図１４】第１配線１Ｖｂと第２配線２Ｖｂのみを抜き出して示す説明図である。
【図１５】第１配線１Ｖｃと第２配線２Ｖｃのみを抜き出して示す説明図である。
【図１６】配線層の上下に信号配線を配設した状態を示す平面図である。
【図１７】従来の半導体集積回路を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明の基本原理を図１に基づいて説明する。
本発明は、図１に示すように、第１配線１Ｖおよび第２配線２Ｖを配線領域（図１には図示しない）の一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成し、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面内で複数の第１配線１Ｖと複数の第２配線２Ｖとから構成されるメッシュ状の配線構造を歪ませることにより、第１配線層および第２配線層の上または下に信号配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を如何なる配置で配設した場合であっても、信号配線Ｌが第１配線１Ｖまたは第２配線２Ｖと長距離に亘って並走することを回避し、信号配線Ｌの寄生容量を低減（平均化）して、ノイズの影響を低減するものである。
なお、図１の符号Ｓは、第１配線１Ｖと第２配線２Ｖとの接続箇所を示している。
【００１２】
以下に、本発明の具体的な実施例について、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１実施例である半導体装置１００は、図２に示すように、半導体基板上（図示しない）に、第１方向Ｘ１に延びる電源電圧の複数の第１配線１Ｖから構成される第１配線層１１０と、層間絶縁膜(図示しない)を介して第１配線層１１０の上に配設され、第１方向Ｘ１に直交する第２方向Ｘ２に延びる電源電圧の複数の第２配線２Ｖから構成される第２配線層１２０とを備えている。
【００１４】
第１配線層１１０および第２配線層１２０は、図２に示すように、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面内に設定された配線領域Ｒ内に配設されている。
第１配線１Ｖおよび第２配線２Ｖは、接続箇所Ｓで、層間絶縁膜(図示しない)を貫通して設けられたコンタクト（図示しない）により、相互に電気的に接続されている。
第１配線１Ｖ、第２配線２Ｖ、およびコンタクトは、銅等の導電材料から成形されている。
【００１５】
まず、第１配線層１１０の具体的構成について、以下に説明する。
【００１６】
第１配線層１１０は、図２等に示すように、配線領域Ｒの第１方向Ｘ１における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成された複数の第１配線１Ｖを有している。
なお、本実施例の場合、全ての第１配線１Ｖは、同電圧で設定されている。
【００１７】
これら複数の第１配線１Ｖのうち数本の第１配線１Ｖは、所定電圧を伝達する第１配線群１１１ａを構成している。
これら第１配線群１１１ａを構成する第１配線１Ｖは、図３に示すように、相互に第２方向Ｘ２にずれた位置に配置され、第１配線群１１１ａを構成する他の第１配線１Ｖとの間で一部が第１方向Ｘ１に重複し、第２配線２Ｖにより電気的に接続されている。
第１配線群１１１ａを構成する複数の第１配線１Ｖは、図３に示すように、第１配線群１１１ａ全体で、第２方向Ｘ２の一方向に向けて段階的に位置をずらしつつ、第１方向Ｘ１の一方向に向けてその両端位置を段階的にずらすようにそれぞれ配置されている。
なお、図３では、本実施例における「第１配線群１１１ａ」の概念の理解を容易にするために、一部の第１配線１Ｖにのみにハッチングを施して示している。
【００１８】
第２方向Ｘ２に隣接する３つの第１配線群１１１ａは、図３および図４に示すように、第１配線グループ１１１を構成している。
第１配線グループ１１１を構成する複数の第１配線群１１１ａのうち第２方向Ｘ２の他方向側に位置する所定数（本実施例の場合は１本）の第１配線群１１１ａは、図２乃至図４に示すように、第１配線グループ１１１と後述する第２配線グループ１２１とが交差する度に、第１配線１Ｖを第２方向Ｘ２の一方向に向けて位置をずらされる。
【００１９】
つぎに、第２配線層１２０の具体的構成について、以下に説明する。
【００２０】
第２配線層１２０は、図２等に示すように、配線領域Ｒの第２方向Ｘ２における一端から他端までの全長よりも短い長さでそれぞれ形成された複数の第２配線２Ｖを有している。
なお、本実施例の場合、全ての第２配線２Ｖは、同電圧で設定されている。
【００２１】
これら複数の第２配線２Ｖのうち数本の第２配線２Ｖは、所定電圧を伝達する第２配線群１２１ａを構成している。
第２配線群１２１ａを構成する第２配線２Ｖは、図５に示すように、相互に第１方向Ｘ１にずれた位置に配置され、第２配線群１２１ａを構成する他の第２配線２Ｖとの間で一部が第２方向Ｘ２に重複して、第１配線１Ｖにより電気的に接続されている。
第２配線群１２１ａを構成する複数の第２配線２Ｖは、図５に示すように、第２配線群１２１ａ全体で、第１方向Ｘ１の一方向に向けて段階的に位置をずらしつつ、第２方向Ｘ２の一方向に向けてその両端位置を段階的にずらすようにそれぞれ配置されている。
なお、図５では、本実施例における「第２配線群１２１ａ」の概念の理解を容易にするために、一部の第２配線２Ｖにのみにハッチングを施して示している。
【００２２】
第１方向Ｘ１に隣接する３つの第２配線群１２１ａは、図５および図６に示すように、第２配線グループ１２１を構成している。
そして、第２配線グループ１２１を構成する複数の第２配線群１２１ａのうち第１方向Ｘ１の他方向側に位置する所定数（本実施例の場合は１本）の第２配線群１２１ａは、図２、図５、および図６に示すように、第２配線グループ１２１と第１配線グループ１１１とが交差する度に、第２配線２Ｖを第１方向Ｘ１の一方向に向けて位置をずらされる。
【００２３】
このようにして得られた本実施例の半導体装置１００では、前述したように第１配線層１１０および第２配線層１２０を構成することにより、図２に示すように、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面で見た場合に、配線構造全体でメッシュ状を呈しつつ、そのメッシュ形状を第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面内で歪ませることができる。
その結果、図７に示すように、第１配線層１１０および第２配線層１２０の上または下に信号配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を如何なる配置で配設した場合であっても、信号配線Ｌが第１配線１Ｖまたは第２配線２Ｖと長距離に亘って並走することを回避できるため、信号配線Ｌの寄生容量を低減（平均化）して、ノイズの影響を低減できる。
なお、特に、信号配線Ｌが周囲の電源線や信号配線からノイズの影響を受けやすいデジタル信号配線の場合、本発明における寄生容量低減の効果はより顕著になる。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の第２実施例である半導体装置２００を図８乃至図１６に基づいて説明する。
ここで、第２実施例である半導体装置２００における各配線の電圧設定および第１方向（第２方向）にずらされる第１配線（第２配線）の所定数以外については前述した内容と全く同じであるため、第１実施例の半導体装置１００に関する明細書、および、図２乃至図７に示す１００番台の符号を２００番台の符号に読み替えることによって、各配線の電圧設定および第１方向（第２方向）にずらされる第１配線（第２配線）以外についてはその説明を省略する。
【００２５】
まず、本実施例の半導体装置２００では、全ての第１配線１Ｖおよび第２配線２Ｖが同電圧で設定された第１実施例とは異なり、第１配線１Ｖおよび第２配線２Ｖがそれぞれ異なる３つの電圧で設定されている。
具体的には、第１配線１Ｖａおよび第２配線２Ｖａは、同電圧で設定されている。
図１３は、この第１配線１Ｖａおよび第２配線２Ｖａのみを抜き出して示す説明図である。
また、第１配線１Ｖｂおよび第２配線２Ｖｂは、第１配線１Ｖａおよび第２配線２Ｖａとは異なる電圧で設定されている。
図１４は、この第１配線１Ｖｂおよび第２配線２Ｖｂのみを抜き出して示す説明図である。
そして、第１配線１Ｖｃおよび第２配線２Ｖｃは、第１配線１Ｖａおよび第２配線２Ｖａと第１配線１Ｖｂおよび第２配線２Ｖｂとは異なる電圧で設定されている。
図１５は、この第１配線１Ｖｃおよび第２配線２Ｖｃのみを抜き出して示す説明図である。
【００２６】
また、前述した第１実施例では、第１配線グループ１１１と第２配線グループ１２１とが交差する度に、第１配線１Ｖまたは第２配線２Ｖを第２方向Ｘ２の一方向に向けて位置をずらす所定数を１本であるものとして説明した。
本実施例では、この所定数を２本で設定している。
すなわち、第１配線グループ２１１を構成する複数の第１配線群２１１ａのうち第２方向Ｘ２の他方向側に位置する所定数（本実施例の場合は２本）の第１配線群２１１ａは、図８乃至図１２に示すように、第１配線グループ２１１と第２配線グループ２２１とが交差する度に、第１配線群２１１ａの第１配線１Ｖを第２方向Ｘ２の一方向に向けて位置をずらされる。
【００２７】
このようにして得られた本実施例の半導体装置２００では、第１実施例の場合と同様に、図８に示すように、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面で見た場合に、配線構造全体でメッシュ状を呈しつつ、そのメッシュ形状を第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２により規定される平面内で歪ませることができる。
その結果、図１６に示すように、第１配線層２１０および第２配線層２２０の上または下に信号配線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を如何なる配置で配設した場合であっても、信号配線Ｌが第１配線１Ｖまたは第２配線２Ｖと長距離に亘って並走することを回避できるため、信号配線Ｌの寄生容量を低減（平均化）して、ノイズの影響を低減できる。
なお、特に、信号配線Ｌが周囲の電源線や信号配線からノイズの影響を受けやすいデジタル信号配線の場合、本発明における寄生容量低減の効果はより顕著になる。
【符号の説明】
【００２８】
１００  、２００    ・・・  半導体装置
１１０  、２１０    ・・・  第１配線層
１１１  、２１１    ・・・  第１配線グループ
１１１ａ、２１１ａ  ・・・  第１配線群
１２０  、２２０    ・・・  第２配線層
１２１  、２２１    ・・・  第２配線グループ
１２１ａ、２２１ａ  ・・・  第２配線群
１Ｖ、１Ｖａ、１Ｖｂ、１Ｖｃ    ・・・  第１配線
２Ｖ、２Ｖａ、２Ｖｂ、２Ｖｃ    ・・・  第２配線
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４          ・・・  信号配線
Ｓ      ・・・  接続箇所
Ｒ      ・・・  配線領域
Ｘ１    ・・・  第１方向
Ｘ２    ・・・  第２方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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