(57)【要約】【課題】本発明は、全体が均一に動作するＭＯＳトランジスタを提供することを目的とする。【解決手段】ソース領域１２とドレイン領域１３とを矩形状に交互に設け、基板の長方形領域６０に形成されたＭＯＳトランジスタ１００であって、  前記ソース領域に接続された第１層目ソース配線３２と、  前記ドレイン領域に接続された第１層目ドレイン配線３３と、  前記第１層目ソース配線に接続された第２層目ソース配線パターン５２と、  前記第１層目ドレイン配線に接続された第２層目ドレイン配線パターン５３とを備え、  前記第２層目ソース配線パターンと前記第２層目ドレイン配線パターンは、前記長方形領域の中心について点対照で組み合わさる形状で構成され、該組み合わさる形状部分が、前記第１層目ソース配線及び前記第１層目ドレイン配線の各々の配線を分割するように前記長方形領域の対向する２角の各々から延在した部分と、前記長方形領域の直交する２辺の各々に略平行な部分とを含む。【選択図】図６
2008166480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子を形成するゲートと、該ゲートに囲まれた矩形領域に、ソース領域とドレイン領域とを交互に設けた半導体基板上の所定の長方形領域に形成された２層メタル配線構造を含むＭＯＳトランジスタであって、
前記矩形の対角方向に隣接する複数の前記ソース領域に接続された第１層目ソース配線と、
前記矩形の対角方向に隣接する複数の前記ドレイン領域に接続された第１層目ドレイン配線と、
前記第１層目ソース配線に接続された第２層目ソース配線パターンと、
前記第１層目ドレイン配線に接続された第２層目ドレイン配線パターンとを備え、
前記第２層目ソース配線パターンと前記第２層目ドレイン配線パターンは、前記長方形領域の中心について互いに点対照で組み合わさる形状で構成され、かつ、該組み合わさる形状部分が、前記第１層目ソース配線及び前記第１層目ドレイン配線の各々の配線を分割するように前記長方形領域の対向する２角の各々から延在した部分と、前記長方形領域の直交する２辺の各々に略平行な部分とを含むことを特徴とするＭＯＳトランジスタ。
【請求項２】
前記長方形領域の直交する２辺の各々に略平行な部分は、その長さが、略平行な前記長方形領域の辺の長さの半分以上である部分を含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＯＳトランジスタ。
【請求項３】
前記長方形領域の直交する２辺の各々に略平行な部分は、前記第２層目ソース配線パターン及び前記第２層目ドレイン配線パターンが各々１つの凸形状部を有し、該凸形状部同士が互いに組み合わさっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＭＯＳトランジスタ。
【請求項４】
前記凸形状部は、その凸形状をなす先端角のうち、前記長方形領域の中央寄り側の角から、前記凸形状部の上辺と所定の角度をなして、前記長方形領域の対向する角に向かう方向に斜め上方に突出する略平行四辺形形状の突出形状部を更に有することを特徴とする請求項３に記載のＭＯＳトランジスタ。
【請求項５】
前記長方形領域の対向する２角の各々から延在した部分は、各々の２角を２分する直線として構成されていることを特徴とする請求項１乃至４に記載のＭＯＳトランジスタ。
【請求項６】
前記所定の角度は、略４５度であることを特徴とする請求項４又は５に記載のＭＯＳトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＯＳトランジスタに関し、特に、２層メタル配線構造を有するＭＯＳトランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、２層メタル配線構造のＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタが知られている。
【０００３】
図８は、一般的な２層メタル配線構造の断面構造を示した図である。図８において、ウエハ等の半導体基板Ｗに、ＭＯＳトランジスタのソース領域１２とドレイン領域１３が形成され、ソース領域１２とドレイン領域１３との間に、ゲート酸化膜１１を介して、ゲート１０が形成されている。ゲート１０を含む半導体基板Ｗの上を、第１の絶縁膜２０が覆っており、ソース領域１２とドレイン領域１３には、通電可能にコンタクトホールが設けられている。第１の絶縁膜２０の上には、第１層目メタル配線３０が形成されている。上述のように、ソース領域１２とドレイン領域１３の上の第１の絶縁膜２０には、コンタクトホール３１が設けられ、第１層目メタル配線３０から、電力の供給が可能なように構成されている。
【０００４】
また、第１層目メタル配線３０は、ソース領域１２に接続されている第１層目ソース配線３２と、ドレイン領域１３に接続されている第１層目ドレイン配線３３とから構成されている。そして、第１層目メタル配線の上には、第２の絶縁膜４０が形成されている。第２の絶縁膜４０には、第１の絶縁膜２０と同様に、１層目メタル配線３０での通電が必要な箇所にスルーホール５１が設けられている。更に、第２の絶縁膜４０の上には、第２層目メタル配線パターン５０が形成されている。第２層目メタル配線パターン５０は、必要な電力の供給を受け、スルーホール５１を通じて、第１層目メタル配線３０に電力を供給する。また、第２層目メタル配線パターン５０は、第１層目ソース配線３２に接続される第２層目ソース配線パターン５２と、第１層目ドレイン配線３３に接続される第２層目ドレイン配線パターン５３とから構成される。
【０００５】
このような２層メタル配線構造により、メタル２層３０、５０と絶縁膜２層２０、４０により、通電が必要な箇所にはコンタクトホール３１又はスルーホール５１を用いて通電を行い、通電が不要な箇所には絶縁膜２０、４０で覆うことにより、所望の電気回路の配線パターンを形成することができる。
【０００６】
次に、このような断面構造を有する２層メタル配線構造における、メタル配線層の平面配線パターンについて説明する。
【０００７】
図９は、一般的な第１層目メタル配線３０の平面パターンを示した図である。図９において、ＭＯＳトランジスタ１００を形成する所定の長方形領域６０に、対角線に平行な複数の配線パターンが形成されている。第１層目メタル配線３０は、図９に示すように、一般的には総て同一方向で、対角線に平行に延在して、ＭＯＳトランジスタ１００の長方形領域６０を覆うように形成されている。なお、長方形領域６０の周囲には、ソース領域１２に電力を供給する第1層目ソース配線３２と、ドレイン領域１３に電力を供給する第1層目ドレイン配線３３が形成されてよい。また、長方形領域６０は、一般的には正方形に形成され、正方形領域であってよい。また、配線に用いられる金属は、アルミ、銅等の一般的に用いられる配線用金属を用いてよい。
【０００８】
図１０は、図９における第１層目メタル配線３０の平面配線パターンを、半導体基板Ｗに形成されたソース領域１２、ドレイン領域１３及びゲート１０との関係で示した図である。図１０において、ゲート１０が格子状に形成され、ゲート１０に囲まれた矩形領域に、ソース領域１２とドレイン領域１３が交互に隣接して形成されている。このように、複数個のＭＯＳトランジスタセルを組み合わせて構成するパワーＭＯＳトランジスタにおいては、ゲート１０を格子状に形成し、その周囲に形成された矩形領域にソース領域１２とドレイン領域１３を交互に配置することにより、複数個のＭＯＳトランジスタセルを並列に小面積で構成できる。そして、このようにＭＯＳトランジスタ１００を構成することにより、矩形のソース領域１２はゲート１０を挟んで、ゲート１０の格子に対して斜め、即ちソース領域１２がなす矩形の対角方向に列をなし、ドレイン領域も同様に、ゲート１０の格子に囲まれた矩形の対角方向に列をなすことになる。従って、図１０に示すように、ソース領域１２のなす対角方向の列の上に各々平行に第１層目ソース配線３２を形成するとともに、ドレイン領域１３のなす対角方向の列の上にも各々平行に、第１層目ソース配線３２と同一方向に第１層目ドレイン配線３３を形成するようにすれば、各斜めの列のソース領域１２同士、及び各斜めの列のドレイン領域１３同士が導通されるような配線パターンを形成することができる。
【０００９】
図１１は、図１０で示した半導体基板Ｗに形成されたゲート１０、ソース領域１２及びドレイン領域１３と、第１絶縁膜２０を介してその上に形成された第１層目メタル配線層３０との関係を、ＭＯＳトランジスタ１００の長方形領域６０全体について模式的に示した図である。図１１において、長方形領域６０の全体に亘って格子をなしてゲート１０が形成され、ゲート１０を挟んで交互に矩形のソース領域１２とドレイン領域１３とが形成されている。ソース領域１２及びドレイン領域１３の配置は、各々の矩形の対角線に平行に、格子に対して斜めに隣接する列をなしている。そして、第１層目ソース配線３２が、複数のソース領域１２同士が隣接してなす対角方向の列に平行な配線パターンとして形成され、ソースパッド７０に接続されてこれから電力供給を受けている。一方、ドレイン領域１３についても、ソース領域と平行な同一方向について第１層目ドレイン配線３３が形成され、ドレインパッド７１から、格子状のゲート１０に対して斜めであって、矩形の対角方向に隣接する列をなすドレイン領域１３に電力を供給できる構成となっている。
【００１０】
なお、ソース領域１２同士がなす斜めの列とドレイン同士がなす対角方向の列については、２組の対向する２角が各々作る２つの対角線の双方に平行に列をなしているので、例えば、ソース領域１２同士を接続する配線パターンと、ドレイン領域１３同士を接続する配線パターンを、平行ではなく交差するように形成することも可能である。しかしながら、この場合には、ソース領域１２接続用のメタル配線層とドレイン領域１３接続用のメタル配線層を別層として形成する必要があり、余分な層が増えてしまう。従って、ソース領域１２接続用配線パターンとドレイン領域１３接続用配線パターンは同じ方向に形成し、第１層目メタル配線３０を形成する方が好ましい。
【００１１】
次に、このような格子状の長方形領域６０（活性化領域）と図９〜図１１に示した斜めの配線パターンの第１層目メタル配線３０を有するＭＯＳトランジスタ１００において、従来の第２層目メタル配線パターン５０について説明する。
【００１２】
図１２は、従来の第２層目メタル配線パターン５０を示した図である。図１２において、第２層目メタル配線パターン５０は、第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３とから構成されている。そして、図８に示したように、各々が、第１層目ソース配線３２と第１層目ドレイン配線３３にスルーホール５１により接続されている。
【００１３】
ここで、図９〜図１１で示した第１層目メタル配線３０の特性を考えると、第１層目メタル配線３０で、総てのソース領域１２及びドレイン領域１３に電力供給は接続結線上可能である。しかし、実際には、第１層目メタル配線３０の配線パターンは極めて微細であり、その抵抗が非常に大きくなり、各々のトランジスタセルに均一の電力を供給することは困難である。つまり、ソース領域１２及びドレイン領域１３に供給する電力は、ソースパッド７０又はドレインパッド７１から直接第１層目メタル配線３０に供給される場合には、長方形領域６０の周辺から供給され、最も遠いトランジスタセルでは、長方形領域６０の対角線とほぼ等しい長さの配線を経て供給される場合がある。そして、そのような場合には、抵抗が相当に大きくなってしまう問題がある。
【００１４】
そこで、かかる抵抗の影響を少なくすべく、図１２に示したように、第２層目メタル配線パターン５０を、面積の大きな第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３で構成するようにしている。これにより、ソース領域１２及びドレイン領域１３に供給される電力は、対角線の中心付近から供給されることになり、第１層目メタル配線３０における長い配線の引き回しが軽減される。また、第２層目メタル配線パターン５０において、面積の大きな配線パターンを用いることにより、第２層目メタル配線における抵抗の影響を無くしているので、第１層目メタル配線３０における抵抗の影響のみを考慮すればよくなる。従って、第１層目メタル配線３０のみで通電する距離が縮小した分、抵抗は減少する。
【００１５】
図１３は、第１層目メタル配線３０との関係を示した、従来の第２層目メタル配線パターン５０の平面的配線パターンのデザインを示した図である。図１３において、図１２と同様の長方形領域６０が示され、その長方形領域６０の対角線において、第２層目メタル配線パターン５０が第２層目ソース配線パターン５２と、第２層目ドレイン配線パターン５３とに２分割された構成が示されている。そして、第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３の双方に跨るように、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３が各々示されている。第２層目ソース配線パターン５２が第１層目ソース配線３２上にある箇所と、第２層目ドレイン配線パターン５３が第１層目ドレイン配線３３上にある箇所については、スルーホール５１が設けられている。
【００１６】
このように構成することにより、第２層目ソース配線パターン５２の領域にある第１層目ソース配線３２については、面積が大きくて抵抗の低い第２層目ソース配線パターン５２からスルーホール５１を通じて直下に電力を供給することができる。また、第２層目ソース配線パターン５２の領域に含まれていない第１層目ソース配線３２についても、第２層目ソース配線パターン５２が長方形領域６０の対角線近くの中央部分まで形成されているため、ソースパッド７０から供給される電力を、長方形領域６０の中央付近から供給することができる。従って、第１層目ソース配線３２のみを利用してソース領域１２に電力供給を行うよりも、全体に均一に電力供給を行うことができる。同様に、第２層目ドレイン配線パターン５３の領域に含まれる第１層目ドレイン配線３３についても、抵抗の低い第２層目ドレイン配線パターン５３により、スルーホール５１を介して直下に第１層目ドレイン配線３３に電力を供給でき、また第２層目ドレイン配線パターン５３が対角線付近の中央付近まで形成されているため、より均一に全体のドレイン領域１３に電力を供給できる。
【００１７】
なお、複数個のＭＯＳトランジスタセルを並列接続して構成されるパワーＭＯＳトランジスタにおいて、複数個のＭＯＳトランジスタセルを２分割し、その２分割したＭＯＳトランジスタセルブロックの一方の上面に平面状ソース引き出し配線、他方の上面に平面状ドレイン引き出し配線を形成し、平面状ソース引き出し配線の一端には２分割した一方のＭＯＳトランジスタセルブロックのソース配線を接続し、他端には２分割した他方のＭＯＳトランジスタセルブロックのソース配線を接続し、平面状ドレイン引き出し配線についても、双方のＭＯＳトランジスタセルブロックのドレイン配線を両端に接続するように構成したパワーＭＯＳトランジスタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７７２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、図１３に示した上述の従来技術の構成では、なお第１層目メタル配線３０による抵抗の高い細い配線による引き回し部分が大きく、デバイス全体に均一な電力を供給し、均一な動作を行わすことができないという問題がある。
【００１９】
例えば、図１３において、第１層目ソース配線３２のうち、第２層目ソース配線パターン５２に含まれる領域については、ソースパッド７０から抵抗の低い第２層目ソース配線パターン５２を介してスルーホール５１から電力が供給されるが、第２層目ドレイン配線パターン５３に含まれる領域については、第１層目ソース配線３２の細い配線パターンを通じて電力が供給される。よって、第２層目ソース配線パターン５２から最も遠く位置している対向する角付近の領域Ｐに含まれるソース領域１２については、なお抵抗が高く、第２層目ソース配線パターン５２で覆われた領域と均一な電力を供給することができないという問題がある。ドレイン領域１３についても同様で、第２層目ドレイン配線パターン５３から遠い位置にある領域Ｑに含まれるドレイン領域１３については、第１層目ドレイン配線３３を通じて通電するしかなく、その長い配線の引き回しに起因して抵抗が高くなり、第２層目ドレイン配線パターン５３の領域に含まれるドレイン領域１３と同じ電力を供給することが困難な構成となっている。
【００２０】
図１４は、従来の第２層目メタル配線パターン５０について、半導体基板Ｗの長方形領域６０に形成されたソース領域１２、ドレイン領域１３及びスルーホール５１との関係を模式的に示した図である。図１４において、ソース領域１２について、第２層目ソース配線パターン５２に含まれるセルについては、第２層目ソース配線パターン５２からスルーホール５１を介して垂直に電力の供給がなされるが、第２層目ドレイン配線パターン５２に含まれるセルについては、スルーホール５１を設けられず、斜めに隣接するソース領域１２同士を接続する第１層目ソース配線３２によって通電せざるを得ない。従って、第２層目ソース配線パターン５２に対向する角付近の領域Ｐに含まれるソース領域１２に関しては、均一な電力を供給することが困難となり、デバイス全体で均一な動作を行わせるのが困難となる。また、ドレイン領域１３についても同様で、第２層目ドレイン配線パターン５３から距離の大きい、領域Ｑに含まれるドレイン領域１３には、第２層目ドレイン配線パターン５３に含まれるドレイン領域１３と均一な電力を供給するのが困難であり、デバイス全体の均一な動作を妨げることになる。
【００２１】
また、上述の特許文献１に記載の構成では、ＭＯＳトランジスタセル自体を２分割してしまうので、設計や加工にも大きな変更を要してしまう。更に、トランジスタセル自体を２分割するので、ソース領域やドレイン領域の形成されないデッドスペースを作ってしまうので、チップサイズの縮小化に反する。
【００２２】
そこで、本発明は、２層メタル配線構造を含むＭＯＳトランジスタについて、第１層目メタル配線の配線引き回しの長い部分を無くし、第１層目メタル配線のフィンガー長さが適切な長さとなるような第２層目メタル配線パターンを提供し、全体のデバイスが均一に動作するＭＯＳトランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するため、第１の発明に係るＭＯＳトランジスタ（１００）は、格子を形成するゲート（１０）と、該ゲートに囲まれた矩形領域に、ソース領域（１２）とドレイン領域（１３）とを交互に設けた半導体基板（Ｗ）上の所定の長方形領域（６０）に形成された２層メタル配線構造を含むＭＯＳトランジスタ（１００）であって、
前記矩形の対角方向に隣接する複数の前記ソース領域（１２）に接続された第１層目ソース配線（３２）と、
前記矩形の対角方向に隣接する複数の前記ドレイン領域（１３）に接続された第１層目ドレイン配線（３３）と、
前記第１層目ソース配線（３２）に接続された第２層目ソース配線パターン（５２）と、
前記第１層目ドレイン配線（３３）に接続された第２層目ドレイン配線パターン（５３）とを備え、
前記第２層目ソース配線パターン（５２）と前記第２層目ドレイン配線パターン（５３）は、前記長方形領域（６０）の中心について互いに点対照で組み合わさる形状で構成され、かつ、該組み合わさる形状部分が、前記第１層目ソース配線（３２）及び前記第１層目ドレイン配線（３３）の各々の配線を分割するように前記長方形領域（６０）の対向する２角の各々から延在した部分（５２ａ、５２ｇ、５３ａ、５３ｇ）と、前記長方形領域（６０）の直交する２辺の各々に略平行な部分（５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆ）とを含むことを特徴とする。これにより、第１層目ソース配線及び第１層目ドレイン配線の引き回しを短くし、長方形領域全体に均一に電力を供給でき、ＭＯＳトランジスタデバイス全体で均一な動作を行わせることができる。
【００２４】
第２の発明は、第１の発明に係るＭＯＳトランジスタ（１００）において、前記長方形領域（６０）の直交する２辺の各々に略平行な部分は、その長さが、略平行な前記長方形領域（６０）の辺の長さの半分以上である部分を含むことを特徴とする。これにより、第２層目メタル配線パターンから離れている長方形領域の角付近の部分にもスルーホールを形成することができ、長方形領域の全体により均一に電力を供給することができる。
【００２５】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係るＭＯＳトランジスタ（１００）において、
前記長方形領域（６０）の直交する２辺の各々に略平行な部分は、前記第２層目ソース配線パターン（５２）及び前記第２層目ドレイン配線パターン（５３）が各々１つの凸形状部を有し、該凸形状部同士が互いに組み合わさっていることを特徴とする。これにより、簡素な平面構造で効果的に長方形領域をカバーすることができる。
【００２６】
第４の発明は、第３の発明に係るＭＯＳトランジスタ（１００）において、
前記凸形状部は、その凸形状をなす先端角のうち、前記長方形領域（６０）の中央寄り側の角から、前記凸形状部の上辺と所定の角度をなして、前記長方形領域（６０）の対向する角に向かう方向に斜め上方に突出する略平行四辺形形状の突出形状部（５２ｐ〜５２ｒ、５３ｔ〜５３ｖ）を更に有することを特徴とする。これにより、長方形領域の僅かに抵抗が高くなっている部分についても、その付近にスルーホールを形成できる構成となり、長方形領域の全体に均一な電力を供給でき、ＭＯＳトランジスタデバイス全体で均一な動作をさせることができる。
【００２７】
第５の発明は、第１〜４の発明に係るＭＯＳトランジスタにおいて、
前記長方形領域の対向する２角の各々から延在した部分は、各々の２角を２分する直線として構成されていることを特徴とする。これにより、長方形領域の角に対して対照に第２層目メタル配線パターンを構成することができ、形成加工が容易で、対照形の構成により均一な電力供給が可能となる。
【００２８】
第６の発明は、第４又は第５の発明に係るＭＯＳトランジスタにおいて、
前記所定の角度は、略４５度であることを特徴とする。これにより、形成加工が容易で、かつ対照形の構成により、長方形領域に均一な電力の供給が可能となる。
【００２９】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、第１層目のフィンガー配線による通電の長い部分を無くし、デバイス内のソース領域及びドレイン領域に均一な電力を供給し、デバイス全体で均一な動作を行うことができるＭＯＳトランジスタを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。なお、今まで説明したのと同様の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００３２】
図１は、第１実施例に係る第２層目メタル配線パターン５０の例を示した図である。第２層目メタル配線パターン５０は、第２層目ソース配線パターン５２と、第２層目ドレイン配線パターン５３とから構成される。第２層目ソース配線パターン５２と、第２層目ドレイン配線パターン５３は、互いに平面的に組み合わさるような形状で構成されている。本実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００においては、ソース領域１２とドレイン領域１３の平面配置構成は、長方形ＡＢＣＤで構成される長方形領域６０の中心Ｏについて点対照の関係にあるため、第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３は、同一形状で、かつ長方形領域６０の中心Ｏについて点対照であることが必要である。なお、長方形領域６０は、正方形ＡＢＣＤにより構成された正方形領域６０であってもよく、以後の説明においても、長方形領域６０又は長方形ＡＢＣＤは、総て正方形領域６０及び正方形ＡＢＣＤを含むものとする。また、本実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００は、パワーＭＯＳトランジスタであってもよい。
【００３３】
図１において、第２層目ソース配線パターン５２の第２層目ドレイン配線パターン５３との組み合わせ部分における形状は、長方形領域６０を示す長方形ＡＢＣＤの対向する２角ＢとＤとを結ぶ対角線ＢＤに平行な辺５２ａ、５２ｇと、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＢに平行な辺５２ｂ、５２ｄ、５２ｆと、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤに平行な辺５２ｃ、５２ｅとから構成される。
【００３４】
また、対向する第２層目ドレイン配線パターン５３の第２層目ソース配線パターン５２との組み合わせ部分における形状も、長方形ＡＢＣＤの対向する２角ＢとＤとを結ぶ対角線ＢＤに平行な辺５３ａ、５３ｇと、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＢに平行な辺５３ｂ、５３ｄ、５３ｆと、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤに平行な辺５３ｃ、５３ｅとから構成される。
【００３５】
第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の双方とも、複雑な加工形状とはせず、対角線ＢＤに略平行、又はゲート１０の格子に対して斜めに延在する辺５２ａ、５２ｇ、５３ａ、５３ｇと、長方形ＡＢＣＤの四辺又はゲート１０がなす格子に平行な辺５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆにより構成している。このような簡素な辺による組み合わせ形状で構成することにより、本実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００は、容易に形成加工できて大きな性能上の効果を得ることができる。
【００３６】
次に、図２を用いて、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３との関係に基づく、本実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００の第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の組み合わせ形状の技術的意義について説明する。図２は、本実施例に係る第２層目メタル配線パターン５０と、第１層目メタル配線３０との平面的関係を示した図である。なお、この２層メタル配線構造の断面構造は、例えば図８で説明したのと同様の断面構造であってよいし、また２層メタル配線構造の上に、更に多層配線が形成された配線構造であってもよい。
【００３７】
図２において、第１層目メタル配線３０が、長方形領域６０を構成する長方形ＡＢＣＤにおいて、対向する角Ａと角Ｃを結ぶ対角線ＡＣと略平行に形成されている。第１層メタル配線３０は、各々の矩形領域の対角方向に隣接する複数のソース領域１２同士又は複数のドレイン領域１３同士を接続しているので、長方形ＡＢＣＤが正方形に構成されていれば、対角線ＡＣと平行に構成されることになる。このとき、対角線ＡＣ付近の第１層目メタル配線３０はその長さが最も長く、対角線ＡＣから離れて角Ｂ又は角Ｄに接近するにつれて、その長さは短くなっていく構成となっている。また、第１層目メタル配線３０は、第１層目ソース配線３２と第１層目ドレイン配線３３が交互に平行に並んだ構成となっている。
【００３８】
第２層目メタル配線パターン５０は、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３の双方を分割するように、第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３が組み合わさって構成されている。そして、第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の組み合わせ部分の形状の端部５２ａ、５２ｇ、５３ａ、５３ｇは、左右双方とも、角Ｂ、Ｄから延在しており、角Ｂ、Ｄを分割するような形状となっている。これは、図１３で示したように、角Ｂ、Ｄ付近は、ソース領域１２のなす列を接続する第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３が短く構成されているので、そのまま第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３を分割するように構成しても、抵抗が大きくなるような細く長い第１層目ソース配線３２又は第１層目ドレイン配線３３は存在しないからである。
【００３９】
また、例えば、第２層目ソース配線パターン５２の組み合わせ部分の形状の端部５２ａは、長方形ＡＢＣＤの辺ＢＣと所定の角度θをなして構成されてよい。そして、対応する第２層目ドレイン配線パターン５３の端部５３ｇと長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤとのなす角が等しくθで構成されていれば、９０度以下の任意の角度で構成してよい。これは、第２層目ソース配線パターン５２の端部５２ｇと長方形ＡＢＣＤの辺ＣＤとなす角と、第２層目ドレイン配線パターン５３の端部５３ａと長方形ＡＢＣＤの辺ＡＢとのなす角との関係においても同様である。
【００４０】
しかしながら、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３がゲート１０の格子に対して４５度をなして構成されているので、これを同じ長さに分割するように、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３に垂直、即ちθ＝４５度となるように構成するのが好ましい。このように、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３に垂直に交わるように、角Ｂ及び角Ｄから延在する端部の組み合わせ配線パターンを構成することにより、容易にソース領域１２及びドレイン領域１３に均一通電可能な構成とできる。
【００４１】
なお、本実施例に係る第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の端部５２ａ、５２ｇ、５３ａ、５３ｇは、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３を分割することが必要であるので、第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３と同一方向の対角線ＡＣに平行に形成されては、意味をなさないことは言うまでもない。
【００４２】
次に、第２層目ソース配線パターン５２の組み合わせ部分の形状の中央部について説明する。図２において、第２層目ソース配線パターン５２の組み合わせ部分の形状の中央部は、長方形ＡＢＣＤの直交する２辺ＡＢ又はＡDに略平行な辺５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆにより、組み合わさる凸形状をなすように構成されている。凸形状としたのは、図１３において説明したように、第１層目ソース配線３２によって通電をしなければならない角Ａ付近の領域近くに第２層目ソース配線パターン５２を形成し、第１層目ドレイン配線３３により通電しなければならない角Ｃ付近の領域に第２層目ドレイン配線パターン５３を形成するためである。このような構成とすることにより、角Ａ付近の領域付近にも第２層目ソース配線パターン５２から第１層目ソース配線３２に通電するスルーホール５１を設けることができるので、角Ａ付近のソース領域１２にも均一な電力を供給でき、ＭＯＳトランジスタ１００のデバイス全体として均一な動作をさせることができる。同様に、角Ｃ付近についても、第２層目ドレイン配線パターン５３が近くに形成されているので、第１層目ドレイン配線３３による長い引き回しを回避することができ、ＭＯＳトランジスタデバイス１００全体として均一な動作をさせることができる。
【００４３】
このような観点から、凸形状部の突出部分の大きさは、あまり小さすぎては長方形領域６０の角Ａ又は角Ｃとのスルーホール５１の距離が縮まらず、抵抗をあまり小さくできなくなる。従って、凸形状部は、突出部分の縦方向の長さが、長方形領域６０の縦方向の辺ＡＢの長さの半分以上であることが好ましく、凸形状部分が対向する角に十分に近付く形状に構成することが好ましい。このように構成することにより、角Ａ又は角Ｃ付近にも十分に電力供給を行え、ＭＯＳトランジスタ１００全体として均一の動作をさせることができる。
【００４４】
また、第２層目ソース配線パターン５２の組み合わせ部分の形状の中央部の凸形状を、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＢ及び辺ＡＤに略平行な辺５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆで構成したのは、形成加工の容易さのためである。この凸形状には、種々の変形が可能であり、極めて精密に電流密度等を計算して、均一性を高める形状とすることも可能である。しかしながら、例えば図２に示したような１つの凸形状の組み合わせを、辺ＡＢ及び辺ＡＤに平行な辺５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆにより構成することにより、その目的を十分達成することができる。例えば、辺５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆの部分を、斜めの部分を入れたり、曲線部分を入れたり、或いは組み合わせる部分をもっとジグザグに入り組んだ構成として、より均一性を高めることも可能ではあるが、そのための加工は、より複雑となる。従って、本実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００においては、組み合わせ形状部分の中央部は、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＢ及び辺ＡＤに略平行な辺５２ｂ〜５２ｆ、５３ｂ〜５３ｆで形成し、目的を達するのに十分で、かつ形成加工も容易な構成としている。
【００４５】
このように、第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の組み合わせ部分の形状を、端部は第１層目ソース配線３２及び第１層目ドレイン配線３３を分割するように角Ｂ及び角Ｄから延在して構成し、中央部は長方形領域６０をなす長方形ＡＢＣＤの直交する２辺の双方に平行な凸形状として構成することにより、比較的簡素な形状で、半導体基板Ｗのソース領域１２及びドレイン領域１３への配線の抵抗の不均衡を無くし、ＭＯＳトランジスタデバイス１００全体の動作の均一性を高めることができる。
【００４６】
図３は、実施例１に係るＭＯＳトランジスタ１００の長方形領域６０について、ソース領域１２及びドレイン領域１３と第２層目メタル配線５０に形成されたスルーホール５１との距離、即ち抵抗の大きさを模式的に示した図である。従来技術の模式図を示した図１３においては、第２層ソース配線パターン５２に形成されたスルーホール５１と反対側の角の領域Ｐの最も遠い位置で、ソース領域１２のセル４つ分の距離があったのが、図３においては、２つ分の距離しかなく、その均一性が高まったことが示されている。ドレイン領域１３についても同様である。図３の模式図により、実際にデバイス全体の電力供給の均一性が高まり、それによりデバイスの動作の均一性も高まることが理解できる。
【００４７】
図４は、実施例１に係るＭＯＳトランジスタ１００において、ややスルーホール５１との距離がある部分を示した図である。今まで説明したように、実施例１により、長方形領域６０を示す長方形ＡＢＣＤにおいて、従来技術の問題点であった角Ａ付近の領域及び角Ｃ付近の領域の電力供給の均一性は解消することができた。しかしながら、実施例１に係るＭＯＳトランジスタ１００においても、図４に示した領域Ｖの部分は、第２層目ソース配線パターン５２からやや遠い位置にある。また、同様に、領域Ｗの部分は、第２層目ドレイン配線パターン５３から、やや遠い位置にある。
【００４８】
図３の模式図で説明すると、長方形領域６０の上部中央やや左寄りのソース領域Ｖ´が、第２層目ソース配線パターン５２の最も近いスルーホール５１から４セル分離れている。また、下部中央やや右寄りのドレイン領域Ｗ´が、第２層目ドレイン配線パターン５３の最も近いスルーホール５１から、やはり４セル分離れている。従って、実施例１に係るＭＯＳトランジスタ１００においても、領域Ｖ、Ｖ´及び領域Ｗ、Ｗ´のように、ややスルーホール５１から距離がある領域が存在する。そこで、次に、かかる領域Ｖ、Ｖ´及び領域Ｗ、Ｗ´の動作均一性を更に高めるため、第１実施例の変形例について説明する。
【００４９】
図５は、第２実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００の第２層目メタル配線パターン５０を示した図である。図５において、第１実施例で説明したのと同様に、第２層目メタル配線パターン５０は、第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３とが、長方形領域６０を形成する長方形ＡＢＣＤを組み合わさって覆うように構成されている。図５における第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３は、端部の辺５２ｍ、５２ｙ、５３ｍ、５３ｙが、角Ｂ及び角Ｄを分割するように構成され、中央部は長方形ＡＢＣＤの直交する２辺ＡＢ、ＡＤに平行な部分５２ｎ、５２ｏ、５２ｓ、５３ｎ、５３ｏ、５３ｓを有する点で実施例１の態様と同様であるが、凸形状をなす先端角の中央寄り側の角が、辺５２ｐ、５２ｑ、５２ｒ又は辺５３ｐ、５３ｑ、５３ｒで形成する略平行四辺形形状の突出形状部分を有する点で、実施例１の態様と異なっている。これにより、例えば、第２層目ソース配線パターン５２が、図４に示したＶ領域も覆うことになるので、この領域にもスルーホール５１を設けることができる。同様に、第２層目ドレイン配線パターン５３が、図４に示したＷ領域を覆うことになり、この領域にもスルーホールを設けることができる。
【００５０】
図６は、第２実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００の、第２層目メタル配線パターン５０と第１層目メタル配線３０との平面的位置関係を示した図である。図５と同様の構成要素については、同一の参照符号を付している。
【００５１】
図６において、第２層目メタル配線パターン５０は、組み合わさった第２層目ソース配線パターン５２と第２層目ドレイン配線パターン５３とから構成されている。また、第２層目ソース配線パターン５２はソースパッド７０から電力供給を受け、第２層目ドレイン配線パターン５３は、ドレインパッド７１から電力供給を受けるように構成されている。
【００５２】
第１層目ソース配線３２のうち、図６に示した第１層目ソース配線３２ａ、３２ｂのように、辺５２ｎ、５２ｏ、５２ｓの長方形ＡＢＣＤと平行な辺と交差して第２層目ソース配線パターン５２と重なり合う部分を有する配線については、第２層目ソース配線パターン５２の凸形状を形成している部分と重なり合う部分を含んでいるので、実施例１で説明したのと同様に、均一に電力が供給される配線パターンとなっている。また、第１層目ドレイン配線３３のうち、図６の第１層目ドレイン配線３３ａのように、第２層目ドレイン配線パターンの凸形状を形成している辺５３ｗ、５３ｘ、５３ｓと交差している配線についても、実施例１で説明したのと同様に、均一な電力供給がなされる配線パターンとなっている。
【００５３】
一方、図６における第１層目ドレイン配線３３ｂのように、一番外側の角Ｂに近い位置に形成されている配線は、凸形状部の辺５３ｎと交差するとともに、平行四辺形形状の突出部の辺５３ｔ、５３ｖと交差している。この、辺５３ｔ、５３ｕ、５３ｖで形成された領域は、第２層目ドレイン配線パターン５３の一部なので、ここにスルーホール５１を形成することができる。従って、この辺５３ｔ、５３ｕ、５３ｖで包囲された略平行四辺形形状の突出形状部から、この付近のドレイン領域１３には、電力が供給されることになる。実施例１に係るＭＯＳトランジスタにおいては、図４に示したＷ領域が、第２層目ドレイン配線パターン５３からやや遠い位置にあり、辺５３ｂ又は辺５３ｎを横切る第１層目ドレイン配線３３ｂにより電力を供給せざるを得なかった。しかしながら、本実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００においては、辺５３ｔ、５３ｕ、５３ｖで囲まれた第２層目ドレイン配線パターン５３の領域に設けられたスルーホール５１を介して、直接的に電力を半導体基板Ｗ上のドレイン領域１３に供給することができる。また、辺５２ｎと辺５２ｓで挟まれたドレイン領域１３についても、第２層目ドレイン配線パターン５３の辺５３ｍ、５３ｎで囲まれた領域と、辺５３ｔ、５３ｕ、５３ｖで囲まれた領域の両側から電力供給を受けることができるので、デバイス全体の電力供給の均一性を一層高め、デバイス全体を一層均一に動作させることが可能となる。
【００５４】
なお、第２層目ソース配線パターン５２の辺５２ｐ、５２ｑ、５２ｒ及び第２層目ドレイン配線パターン５３の辺５３ｔ、５３ｕ、５３ｖで囲まれた略平行四辺形形状の辺５２ｐ、５２ｒ及び５３ｖ、５３ｔは、各々が長方形ＡＢＣＤの中心Ｏについて点対照に構成されていれば、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤ又は凸形状部の上辺５２ｏ、５３ｗと任意の角度をなすように構成してよく、第１層メタル配線の抵抗等を考慮して、適切な所定の角度に定めてよい。また、平行四辺形形状は、略平行四辺形形状であればよく、例えば、辺５２ｐと長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤのなす角と、辺５２ｒと辺ＡＤのなす角は、多少異なっていてもよい。このように構成しても、図４で示した領域Ｖ及び領域Ｗに均一に電力を供給することができるからである。
【００５５】
しかしながら、形成加工の容易さや、スルーホール５１の活用のし易さを考慮して、辺５２ｐ、５２ｒ、５３ｔ、５３ｖとも、辺ＡＤ又はＢＣに対して、略４５度の角度をなすように構成してもよい。このように構成することにより、第１層メタル配線３０とは直角に交わるので、スルーホール５１を形成する箇所を対照的に容易に算出できるからである。
【００５６】
また、略平行四辺形をなす上辺の辺５２ｑ、５３ｕについても、長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤ又は凸形状部の上辺５２ｏ、５３ｗと任意の角度をなすように構成できるが、加工の容易さや、電力供給の均一性を考慮して、ゲート１０の格子又は長方形ＡＢＣＤの辺ＡＤと平行に設けることが好ましい。このように構成することにより、加工形成も容易で、かつデバイス動作の均一性に優れたＭＯＳトランジスタ１００を構成することができる。
【００５７】
図７は、第２実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００の、半導体基板Ｗに形成されたソース領域１２及びドレイン領域１３と、第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３との平面位置関係を模式的に示した図である。
【００５８】
図７において、第２層目ソース配線パターン５２と第１層目ソース配線３２が交差する部分について、スルーホール５１とそれらを結んだ線分が示されている。図７の第１層目ソース配線３２のうち、第２層目ドレイン配線パターン５３に含まれる領域に着目すると、第２層目ソース配線パターン５２内に形成されたスルーホール５１から、最大に離れているソース領域１２で、３セル分しか離れていないことが分かる。第２層目ドレイン配線パターン５３は、第２層目ソース配線パターン５２と中心Ｏ（図示せず）について点対照であるので、ドレイン領域１２についても、同様のことが言える。従って、図７の模式図により、第２実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００の第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の組み合わせ形状により、長方形領域６０内の電力供給の均一性が更に高まり、デバイス全体での動作の均一性が高まったことが分かる。
【００５９】
このように、ＭＯＳトランジスタ１００の第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３の組み合わせ形状について、互いに長方形領域６０の中心について点対照に構成し、端部は第１層メタル配線３０を分割するように長方形領域の対向する角から延在し、中央部には長方形領域６０の直交する２辺の双方に平行な向きの辺により凸形状を構成することにより、形成加工容易に長方形領域６０の第１層メタル配線３０の端部の領域にも電力を均一に供給し、ＭＯＳトランジスタデバイス１００全体を均一に動作させることができる。更に、凸形状の先端の角の中央寄りの方から、略平行四辺形形状の突出部が出ている平面形状の構成とすることにより、更にデバイス全体の動作の均一性を高めることができる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施例の第２層目メタル配線パターン５０の例を示した図である。
【図２】第１実施例の第２層目メタル配線パターン５０と第１層目メタル配線３０との平面的関係を示した図である。
【図３】実施例１に係るＭＯＳトランジスタ１００のソース領域１２及びドレイン領域１３と第２層目メタル配線５０との関係を示した図である。
【図４】実施例１に係るＭＯＳトランジスタ１００において、ややスルーホール５１との距離がある部分を示した図である。
【図５】第２実施例の第２層目メタル配線パターン５０を示した図である。
【図６】第２実施例に係るＭＯＳトランジスタ１００の、第２層目メタル配線パターン５０と第１層目メタル配線３０との平面的位置関係を示した図である。
【図７】第２実施例のソース領域１２及びドレイン領域１３と、第２層目ソース配線パターン５２及び第２層目ドレイン配線パターン５３との位置関係を模式的に示した図である。
【図８】一般的な２層メタル配線構造の断面構造を示した図である。
【図９】一般的な第１層目メタル配線３０の平面パターンを示した図である。
【図１０】第１層目メタル配線３０の平面配線パターンを、半導体基板Ｗに形成されたソース領域１２、ドレイン領域１３及びゲート電極１０との関係で示した図である。
【図１１】ソース領域１２及びドレイン領域１３と、第１層目メタル配線層３０との関係を、ＭＯＳトランジスタ１００の長方形領域６０全体について模式的に示した図である。
【図１２】従来の第２層目メタル配線パターン５０を示した図である。
【図１３】従来の第２層目メタル配線パターン５０の第１層目メタル配線３０との平面的配線パターンの関係を示した図である。
【図１４】従来の第２層目メタル配線パターン５０の、ソース領域１２、ドレイン領域１３及びスルーホール５１との関係を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    ゲート
１１    ゲート酸化膜
１２    ソース領域
１３    ドレイン領域
２０    第１の絶縁膜
３０    第１層目メタル配線
３１    コンタクトホール
３２、３２ａ、３２ｂ    第１層目ソース配線
３３、３３ａ、３３ｂ    第１層目ドレイン配線
４０    第２の絶遠膜
５０    第２層目メタル配線パターン
５１    スルーホール
５２、５２ａ〜５２ｇ、５２ｍ〜５２ｙ    第２層目ソース配線パターン
５３、５３ａ〜５３ｇ、５３ｍ〜５３ｙ    第２層目ドレイン配線パターン
６０    長方形領域
７０    ソースパッド
７１    ドレインパッド
１００    ＭＯＳトランジスタ
【図１】
2008166480.tif 000003
【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】
2008166480.tif 000009
【図８】
2008166480.tif 000010
【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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