(57)【要約】【課題】従来の半導体装置においては、配線の伝送特性が不安定となってしまう。【解決手段】半導体装置１は、高周波配線１０、ダミー導体パターン２０、配線３０、およびダミー導体パターン４０を備えている。高周波配線１０の近傍には、ダミー導体パターン２０が配置されている。配線３０の近傍には、ダミー導体パターン４０が配置されている。高周波配線１０とダミー導体パターン２０との間の距離の最小値ｄ１は、配線３０とダミー導体パターン４０との間の距離の最小値ｄ２よりも大きい。【選択図】図１
2008227076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波配線である第１の配線と、
前記第１の配線の近傍に配置された第１のダミー導体パターンと、
第２の配線と、
前記第２の配線の近傍に配置された第２のダミー導体パターンと、を備え、
前記第１の配線と前記第１のダミー導体パターンとの間の距離の最小値は、前記第２の配線と前記第２のダミー導体パターンとの間の距離の最小値よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記高周波配線は、５ＧＨｚ以上の周波数を有する電流が流れる配線である半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体装置において、
前記高周波配線は、インダクタとして機能する半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記高周波配線はコイル状をしており、当該高周波配線で囲まれた領域の内側および外側の双方に、前記第１のダミー導体パターンが設けられている半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１のダミー導体パターンは、前記第１の配線の両側に設けられており、
前記第２のダミー導体パターンは、前記第２の配線の両側に設けられている半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の配線と前記第１のダミー導体パターンとの間の距離の最小値は、前記第２の配線と前記第２のダミー導体パターンとの間の距離の最小値の２倍以上である半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の半導体装置において、
前記第１の配線と前記第１のダミー導体パターンとの間の距離の最小値は、前記第２の配線と前記第２のダミー導体パターンとの間の距離の最小値の１０倍以下である半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の半導体装置を示す平面図である。半導体装置１００においては、高周波配線１０１の近傍に、ダミー導体パターン１０２が配置されている。ダミー導体パターンは、配線層のパターンに粗密がある場合に、ＣＭＰ工程においてパターン密度の低い領域にエロージョンと呼ばれる窪みが生じやすくなることを抑制する目的で設けられている。つまり、ダミー導体パターン１０２を設けることにより、半導体装置１００の製造時に高周波配線１０１を含む層の加工がし易くなる。また、高周波配線１０１は、インダクタとして機能する。
【０００３】
なお、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献１および非特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開２００１−２６７３２２号公報
【非特許文献１】Ali Hajimiri et al., "Design Issues in CMOS Differential LC Oscillators", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, Vol. 34, No. 5, May 1999, pp. 717-724
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図３の半導体装置１００において高周波配線１０１に高周波電流が流れる場合、以下の問題が生じる。すなわち、図４に示すように、高周波配線１０１の磁界により、その近傍に位置するダミー導体パターン１０２に渦電流が発生する。同図は、図３中の点線で囲まれた部分を拡大して示した平面図である。図中の矢印Ａ１は高周波配線１０１を流れる電流の向きを表し、矢印Ａ２はダミー導体パターン１０２を流れる渦電流の向きを表している。
【０００５】
このように渦電流が発生すると、レンツの法則に従い、上記磁界を打ち消す方向の磁界が発生する。それにより高周波配線１０１の回路定数が変動するため、結果として、当該高周波配線１０１の伝送特性が変動してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による半導体装置は、高周波配線である第１の配線と、上記第１の配線の近傍に配置された第１のダミー導体パターンと、第２の配線と、上記第２の配線の近傍に配置された第２のダミー導体パターンと、を備え、上記第１の配線と上記第１のダミー導体パターンとの間の距離の最小値は、上記第２の配線と上記第２のダミー導体パターンとの間の距離の最小値よりも大きいことを特徴とする。
【０００７】
この半導体装置においては、第１のダミー導体パターンを第１の配線から充分に離して配置している。これにより、第１の配線に高周波電流が流れても、当該第１のダミー導体パターンに発生する渦電流が弱まるため、第１の配線の回路定数の変動を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、配線の伝送特性の安定性を向上させることが可能な半導体装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明による半導体装置の一実施形態を示す平面図である。半導体装置１は、高周波配線１０（第１の配線）、ダミー導体パターン２０（第１のダミー導体パターン）、配線３０（第２の配線）、およびダミー導体パターン４０（第２のダミー導体パターン）を備えている。これらの高周波配線１０、ダミー導体パターン２０、配線３０およびダミー導体パターン４０は、同一の層中に形成されている。高周波配線１０には、例えば５ＧＨｚ以上の周波数を有する電流が流れる。高周波配線１０は、コイル状に形成されており、インダクタとして機能する。配線３０は、高周波配線以外の配線である。
【００１１】
高周波配線１０の近傍には、複数のダミー導体パターン２０が配置されている。ダミー導体パターン２０は、半導体装置１の製造時に高周波配線１０を含む層（より具体的には当該層における高周波配線１０の近傍領域）の加工をし易くするために設けられている。
【００１２】
ダミー導体パターン２０は、高周波配線１０の両側に設けられている。本実施形態においては、上述のとおり高周波配線１０がコイル状に形成されているため、高周波配線１０で囲まれた領域の内側および外側の双方にダミー導体パターン２０が設けられた構成となっている。
【００１３】
配線３０の近傍には、複数のダミー導体パターン４０が配置されている。ダミー導体パターン４０は、半導体装置１の製造時に配線３０を含む層（より具体的には当該層における配線３０の近傍領域）の加工をし易くするために設けられている。ダミー導体パターン４０は、配線３０の両側に設けられている。
【００１４】
高周波配線１０、ダミー導体パターン２０、配線３０およびダミー導体パターン４０は、同一の材料によって構成されている。かかる材料としては、銅またはアルミニウム等が挙げられる。高周波配線１０、ダミー導体パターン２０、配線３０およびダミー導体パターン４０の材料が銅である場合、これらは例えばダマシン法によって形成される。また、高周波配線１０、ダミー導体パターン２０、配線３０およびダミー導体パターン４０は、同時に形成される。
【００１５】
図１からわかるように、高周波配線１０とダミー導体パターン２０との間の距離の最小値ｄ１は、配線３０とダミー導体パターン４０との間の距離の最小値ｄ２よりも大きい。最小値ｄ１は、最小値ｄ２の２倍以上であることが好ましい。また、最小値ｄ１は、最小値ｄ２の１０倍以下であることが好ましい。なお、最小値ｄ２は、ダミー導体パターン４０間の間隔ｄ３と等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００１６】
本実施形態の効果を説明する。半導体装置１においては、ダミー導体パターン２０を高周波配線１０から充分に離して配置している。これにより、ダミー導体パターン２０に発生する渦電流が弱まるため、高周波配線１０の回路定数の変動を小さく抑えることができる。よって、高周波配線１０の伝送特性の安定性を向上させることが可能な半導体装置１が実現されている。
【００１７】
高周波配線１０とダミー導体パターン２０との間の距離の最小値ｄ１が配線３０とダミー導体パターン４０との間の距離の最小値ｄ２の２倍以上である場合、上述の効果、すなわち高周波配線１０の回路定数の変動が抑制されるという効果が顕著に得られる。
【００１８】
一方、高周波配線１０とダミー導体パターン２０との間の距離が大き過ぎると、高周波配線１０の近傍領域の加工を容易にするというダミー導体パターン２０の作用が損なわれてしまう。この点、最小値ｄ１が最小値ｄ２の１０倍以下であれば、かかる弊害を招くことなく、上述の効果を得ることができる。
【００１９】
さらに、ダミー導体パターン２０が設けられていることにより、ダミー導体パターン２０が設けられていない場合に比して、高周波配線１０を含む層のＣＭＰ工程において高周波配線１０の近傍領域で容易に平坦性が得られる。しかも、ダミー導体パターン２０が高周波配線１０の両側に設けられている。これにより、ダミー導体パターン２０が高周波配線１０の片側にのみ設けられている場合に比して、高周波配線１０を含む層のＣＭＰ工程が一層容易となる。同様に、ダミー導体パターン４０が設けられていることにより、ダミー導体パターン４０が設けられていない場合に比して、配線３０を含む層のＣＭＰ工程において配線３０の近傍領域で容易に平坦性が得られる。しかも、ダミー導体パターン４０が配線３０の両側に設けられている。これにより、ダミー導体パターン４０が配線３０の片側にのみ設けられている場合に比して、配線３０を含む層のＣＭＰ工程が一層容易となる。
【００２０】
本実施形態において高周波配線１０はインダクタである。この場合、上記渦電流によりインダクタの磁界を打ち消す方向の磁界が発生すると、結果としてインダクタの磁界の強度が低下する。磁界の強度の低下は、インダクタのＱ値の劣化につながってしまう。この点、本実施形態によれば、上述のとおり渦電流を抑制できるので、かかるＱ値の劣化を小さく抑えることができる。
【００２１】
上述の問題、すなわちダミー導体パターン２０の渦電流により高周波配線１０の回路定数が変動するという問題は、５ＧＨｚ以上の電流が高周波配線１０を流れる場合に顕著となる。したがって、この場合には、ダミー導体パターン２０に発生する渦電流を抑制できる本実施形態の有用性が、特に高まる。
【００２２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。上記実施形態においては、高周波配線１０がインダクタである場合を例示した。しかし、高周波配線１０は、図２に示すように、通常の高周波配線であってもよい。同図においても、高周波配線１０とダミー導体パターン２０との間の距離の最小値ｄ１が、配線３０とダミー導体パターン４０との間の距離の最小値ｄ２よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による半導体装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】実施形態の変形例を示す平面図である。
【図３】従来の半導体装置を示す平面図である。
【図４】従来の半導体装置の課題を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    半導体装置
１０    高周波配線
２０    ダミー導体パターン
３０    配線
４０    ダミー導体パターン
ｄ１    高周波配線１０とダミー導体パターン２０との間の距離の最小値
ｄ２    配線３０とダミー導体パターン４０との間の距離の最小値
【図１】
2008227076.tif 000003
【図２】
2008227076.tif 000004
【図３】
2008227076.tif 000005
【図４】
2008227076.tif 000006