(57)【要約】【課題】信号配線を高密度に配置しつつ、ノイズの影響を確実に抑えるシールド構造を小さい面積で実現可能な半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置１０は、拡散層１２が形成される半導体基板１１の上部に少なくとも２層の配線層Ｍ２、Ｍ３が積層され、所定電位を保持する信号を伝送するために２層の配線層Ｍ２、Ｍ３に形成された信号配線２０、３０と、信号配線２０，３０を遮蔽するために一定の電位に固定され２層の配線層Ｍ２、Ｍ３に信号配線２０、３０と隣接して形成されたシールド配線２１、３１と、半導体基板１１の上部に絶縁膜を挟んで形成されるゲート電極１３とを備え、下層の配線層Ｍ２に形成された信号配線２０が、積層方向に対向するゲート電極１３と電気的に接続されている。【選択図】図１
2009231513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散層が形成される半導体基板の上部に、少なくとも２層の配線層が対向して形成された半導体装置であって、
所定電位を保持する信号を伝送するために前記２層の配線層に形成された信号配線と、
前記信号配線を遮蔽するために一定の電位に固定され、前記２層の配線層に前記信号配線と隣接して形成されたシールド配線と、
前記半導体基板の上部に絶縁膜を挟んで形成されるゲート電極と、
を備え、前記２層の配線層のうち下層の配線層に形成された前記信号配線は、積層方向に対向する前記ゲート電極と電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記信号は、内部回路に基準の電位を供給するためのリファレンス信号であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記シールド配線は、積層方向に対向する前記拡散層と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記信号配線は、前記２層の配線層のうち上層の配線層に形成された第１の信号配線と、前記下層の配線層に形成された第２の信号配線とを含み、
前記シールド配線は、前記上層の配線層に形成された第１のシールド配線と、前記下層の配線層に形成され前記ゲート電極と電気的に接続される第２のシールド配線とを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記上層の配線層において、前記第１の信号配線と前記第１のシールド配線とが交互に並んで配置されるとともに、前記下層の配線層において、前記第２の信号配線と前記第２のシールド配線とが交互に並んで配置されることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１の信号配線の下方に前記第２のシールド配線が対向配置され、前記第１のシールド配線の下方に前記第２の信号配線が対向配置されることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の信号配線及び前記第１のシールド配線の延伸方向と、前記第２の信号配線及び前記第２のシールド配線の延伸方向とが、互いに直交することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記２層の配線層の下方には、前記所定電位を保持する信号と異なる信号の配線が形成された一又は複数の配線層が積層され、前記第２の信号配線は、前記一又は複数の配線層を経由して連結される複数のコンタクトプラグにより前記ゲート電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記下層の配線層には、前記第２のシールド配線に隣接して所定の電源電圧を供給するための電源配線が形成され、当該電源配線は前記ゲート電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記拡散層は、Ｐ型の前記半導体基板の上部に予め形成されたＮ型ウェルの表面に形成され、前記ゲート電極と前記Ｎ型ウェルが対向配置されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部回路に対して供給されるリファレンス信号用の信号配線を備える半導体装置に関し、特に、リファレンス信号用の信号配線をノイズ等から遮蔽するシールド構造を有する半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置においては、内部回路に基準の電位を供給するためにリファレンス信号が用いられる。このようなリファレンス信号には、変動が少なく電圧値が安定していることが求められる。半導体装置を配置する際、リファレンス信号を伝送するための信号配線は、近傍の他の信号用の配線からの影響を受けにくい構造を持たせることが望ましい。従来から、リファレンス信号用の信号配線を上下左右から取り囲むようなシールド構造を形成し、これにより他の配線等からのノイズの影響を遮蔽するように構成された半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、従来の半導体装置１００において、リファレンス信号に対するシールド構造を表す断面図を示している。図７に示す半導体装置１００において、半導体基板１０１の上部に層間絶縁膜１０２が形成され、その上部に、下層側から順に３層の配線層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が積層されている。なお、各々の配線層Ｍ１〜Ｍ３の間には、層間絶縁膜が形成されている。最上層の配線層Ｍ３には、リファレンス信号用の複数の信号配線１０３が形成されている。また、同じ配線層Ｍ３には、信号配線１０３のそれぞれに隣接する複数のシールド配線１０４が形成されている。なお、図７の例では、リファレンス信号用の信号配線１０３を３本とシールド配線１０４を４本、それぞれ示している。
【０００４】
配線層Ｍ３の下層の配線層Ｍ２には、リファレンス信号用の信号配線１０３の下側に対向して全面を覆う導体パターンが形成されている。配線層Ｍ２の導体パターンと最上層の配線層Ｍ３のシールド用配線１０４との間は、積層方向のコンタクトプラグ１０５により接続されている。配線層Ｍ２の導体パターンは、さらに下層の配線層Ｍ１に形成された配線からの影響を遮蔽するためのシールド板として機能する。このように図７のシールド構造は、リファレンス信号用の信号配線１０３を電磁的に遮蔽するために、同一の配線層Ｍ３において、信号配線１０３とシールド配線１０４とを交互に配置するとともに、その下層の配線層Ｍ２にシールド板となる導体パターンを形成するものである。
【特許文献１】特開２０００−３５３７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７の半導体装置１００においては、シールド構造を形成するために２層分の配線層Ｍ３、Ｍ２を必要とする。しかしながら、図７に示す範囲内ではリファレンス信号用の信号配線１０３を３本しか配置することができず、高い密度で信号配線１０３を配置することは構造上困難である。このように、上記従来の半導体装置１００において、リファレンス信号用の多数のシールド配線１０４を配置しつつ、そのシールド構造を形成する場合、多層の配線層及び広い面積の配線領域を必要とするので、効率的な配置が難しいという問題がある。近年の半導体装置においては、トランジスタ等の素子の面積の制約よりも、配線領域の占有面積の制約によってチップサイズが規定されるので、チップサイズの縮小を妨げる要因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、電位の安定が求められる信号配線に対するシールド構造を半導体装置に形成する場合、上下に対向する少なくとも２層の配線層を用いて信号配線を高密度に配置でき、信号配線へのノイズの影響を確実に抑えるシールド構造を小さいチップ面積で実現可能な半導体装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、拡散層が形成される半導体基板の上部に、少なくとも２層の配線層が対向して形成された半導体装置であって、所定電位を保持する信号を伝送するために前記２層の配線層に形成された信号配線と、前記信号配線を遮蔽するために一定の電位に固定され、前記２層の配線層に前記信号配線と隣接して形成されたシールド配線と、前記半導体基板の上部に絶縁膜を挟んで形成されるゲート電極とを備え、前記２層の配線層のうち下層の配線層に形成された前記信号配線は、積層方向に対向する前記ゲート電極と電気的に接続される。
【０００８】
本発明の半導体装置によれば、対向する２層の配線層には、所定電位に安定化すべき信号の信号配線が形成されるとともに、この信号配線に隣接するシールド配線が形成される。そして、下層の信号配線は、積層方向に対向するゲート電極と電気的に接続される。よって、上層の信号配線については、同じ層又は下層に配置されるシールド配線により遮蔽されるとともに、下層の信号配線については、半導体基板と絶縁膜を挟んでコンデンサを形成するゲート電極に接続されるので、その容量の作用により電位が安定化する。従って、信号配線の電位は、シールド配線とコンデンサの作用により他の配線等からのノイズの影響を確実に抑えて安定化されるとともに、信号配線を高密度に配置して占有面積を低減することができる。
【０００９】
本発明において、前記信号は、内部回路に基準の電位を供給するためのリファレンス信号であってもよい。
【００１０】
本発明において、前記シールド配線を、積層方向に対向する前記拡散層と電気的に接続してもよい。
【００１１】
本発明において、前記信号配線に、前記２層の配線層のうち上層の配線層に形成された第１の信号配線と、前記下層の配線層に形成された第２の信号配線とを含めて構成し、前記シールド配線は、前記上層の配線層に形成された第１のシールド配線と、前記下層の配線層に形成され前記ゲート電極と電気的に接続される第２のシールド配線とを含めて構成してもよい。
【００１２】
本発明において、前記上層の配線層において、前記第１の信号配線と前記第１のシールド配線とを交互に並んで配置するとともに、前記下層の配線層において、前記第２の信号配線と前記第２のシールド配線とを交互に並んで配置してもよい。この場合、前記第１の信号配線の下方に前記第２のシールド配線を対向配置し、前記第１のシールド配線の下方に前記第２の信号配線を対向配置してもよい。また、前記第１の信号配線及び前記第１のシールド配線の延伸方向と、前記第２の信号配線及び前記第２のシールド配線の延伸方向とを、互いに直交して構成してもよい。
【００１３】
本発明において、前記２層の配線層の下方には、前記所定電位を保持する信号と異なる信号の配線が形成された一又は複数の配線層を積層し、前記第２の信号配線を、前記一又は複数の配線層を経由して連結される複数のコンタクトプラグにより前記ゲート電極と電気的に接続してもよい。
【００１４】
本発明において、前記下層の配線層に、前記第２のシールド配線に隣接して所定の電源電圧を供給するための電源配線を形成し、当該電源配線を前記ゲート電極と電気的に接続してもよい。
【００１５】
本発明において、前記拡散層を、Ｐ型の前記半導体基板の上部に予め形成されたＮ型ウェルの表面に形成し、前記ゲート電極と前記Ｎ型ウェルを対向配置してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体装置において所定電位に安定化すべき信号を伝送する信号配線に対して、２層の配線層に信号配線とシールド配線を隣接配置させ、かつ下層の配線層の信号配線を積層方向で対向するゲート電極と接続するようなシールド構造を採用した。よって、信号配線に対し、シールド配線によるシールド効果に加えて、下層の配線層の信号配線がゲート電極に接続されてコンデンサとして機能する。よって、他の配線層に形成された配線等からの影響は、シールド配線と上述のコンデンサにより抑えることができ、信号配線の電位を確実に安定化させることができる。この場合、従来のシールド構造では上層の配線層にしか信号配線を形成できなかったのに対し、２層分の配線層に信号配線を形成可能であるから、高い密度で信号配線を配置でき、配置面積を低減して半導体装置のチップサイズを縮小することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明を適用した半導体装置に対応する３つの実施形態について順次説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の半導体装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は、第１実施形態の半導体装置１０の断面図を示している。図２は、図１の半導体装置１０のうち最上層の配線層Ｍ３のみを表した平面図を示しており、図２のＡ−Ａ’断面が図１に対応する。なお、図２には、各配線が矢印の向きを延伸方向として配置される状態を表すものとする。
【００１９】
図１に示すように、第１実施形態の半導体装置１０は、Ｐ型のシリコンからなる半導体基板１１の上部にＮ型拡散層１２が形成されている。隣接するＮ型拡散層１２の間のチャネル上部には、ゲート電極１３が形成されている。ゲート電極１３と半導体基板１１の間には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等からなるゲート絶縁膜が形成されている。これらのＮ型拡散層１２及びゲート電極１３は、半導体装置１０におけるＭＯＳ構造を形成している。
【００２０】
半導体装置１０の上部には、メタル配線を用いた３層の配線層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が形成されている。下層側から順に、配線層Ｍ１と、配線層Ｍ２と、最上層の配線層Ｍ３が積層されている。それぞれの配線層Ｍ１〜Ｍ３の間には、シリコン酸化膜等の層間絶縁膜が形成されている。上述のＮ型拡散層１２と配線層Ｍ１の間は、積層方向に形成されるコンタクトプラグ１４により接続され、上述のゲート電極１３と配線層Ｍ１の間は、積層方向に形成されるコンタクトプラグ１５により接続される。
【００２１】
最上層の配線層Ｍ３には、リファレンス信号用の３本の信号配線３０が形成されるとともに、各々の信号配線３０に隣接する４本のシールド配線３１が形成されている。これらの各信号配線３０及び各シールド配線３１は交互に並ぶ配置となっている。また、配線層Ｍ２には、リファレンス信号用の２本の信号配線２０が形成されるとともに、各々の信号配線２０に隣接する３本のシールド配線２１が形成され、これらの信号配線２０及びシールド配線２１も交互に並ぶ配置となっている。この場合、配線層Ｍ３の各信号配線３０の下方に配線層Ｍ２の各シールド配線２１が配置され、配線層Ｍ３の中央寄りの２本のシールド配線３１の下方に配線層Ｍ２の各信号配線２０が配置される位置関係になっている。
【００２２】
図１の両側において、配線層Ｍ３の２本のシールド配線３１は、その下層の配線層Ｍ２のシールド配線２１とコンタクトプラグ２２を用いて積層方向に接続されている。また、配線層Ｍ２の各信号配線２０及び各シールド配線２１は、その下層の配線層Ｍ１の各配線とコンタクトプラグ１６を用いて積層方向に接続されている。なお、配線層Ｍ１には、リファレンス信号以外の信号の配線が形成されている。
【００２３】
以上の接続関係に基づき、ゲート電極１３の両側のＮ型拡散層１２は、配線層Ｍ２のシールド配線２１及び配線層Ｍ３のシールド配線３１と接続され、例えば、接地電位ＶＳＳ等の一定の電位に固定される。この場合、ゲート電極１３は、半導体基板１１との間で形成されたコンデンサの一方の電極として機能する。
【００２４】
次に、第１実施形態の半導体装置１０の動作について説明する。図１において、配線層Ｍ３に配置されるリファレンス信号用の信号配線３０は、左右がシールド配線３１により遮蔽されるとともに、下側が配線層Ｍ２のシールド配線２１により遮蔽される構造となっている。また、配線層Ｍ２に配置されるリファレンス信号用の信号配線２０は、左右がシールド配線２１で遮蔽されるとともに、上側が配線層Ｍ３のシールド配線３１により遮蔽される構造となっている。さらに、信号配線２０は、コンタクトプラグ１６、配線層Ｍ１の配線、コンタクトプラグ１５を経由してゲート電極１３に接続されている。
【００２５】
ここで、配線層Ｍ２の信号配線２０については、下側が遮蔽されていないが、上述したように、半導体基板１１との間でコンデンサを形成しているゲート電極１３に接続されている。このような構造により、信号配線２０の下側を遮蔽するシールド構造が設けられないとしても、コンデンサの容量成分によりノイズの影響を受けにくいため、信号配線２０の電位変動を抑える効果がある。
【００２６】
上記のコンデンサの電極として機能する信号配線２０に、所定電位を保持するリファレンス信号を供給することにより、信号配線２０の電位を確実に固定レベルに安定化させることができる。そのため、配線層Ｍ２の信号配線２０は、配線層Ｍ３の信号配線３０に対して電位の変動要因とはならず、シールド構造を有しているとみなすことができる。よって、配線層Ｍ３の信号配線３０に関しては、その直下の部分がシールド板となる広い導体パターンに覆われる従来の構造と同等のシールド効果を得ることができる。また、配線層Ｍ２の信号配線２０は、その直下で上記のコンデンサに接続されノイズの影響を抑制する構造となっているので、信号レベルの安定化を図るための従来のシールド構造と同様の機能を有する配線として用いることができる。
【００２７】
以上のように、第１実施形態の半導体装置１０は、最上層の配線層Ｍ３に加えて、その下層の配線層Ｍ２が、リファレンス信号用の信号配線２０とシールド配線２１の両方の機能を担うので、リファレンス信号用の配線群の配置密度を向上することができる。すなわち、図１に示す構造において、リファレンス信号用の信号配線２０、３０を上下の配線層Ｍ２、Ｍ３に形成することができる。よって、図７の従来の構造では３本の信号配線１０３のみが配置されるのに対し、それと同じ配線ピッチを想定したとき、図１の構造では、５本の信号配線２０、３０を配置することが可能となる。
【００２８】
ここで、配線層Ｍ３の信号配線３０と配線層Ｍ２の信号配線２０との距離に着目する。図１に示すように、配線層Ｍ３と配線層Ｍ２が積層方向の間隔ａを隔てて配置されるともに、信号配線３０と信号配線２０は平面方向で距離ｂを隔てて配置されるものとする。この場合、間隔ａ及び距離ｂを用いて、信号配線３０と信号配線２０の距離Ｄを求めると、Ｄ＝（ａ２＋ｂ２）1/2となる。従って、信号配線３０と信号配線２０が互いに上下で対向する位置関係で配置されると仮定したときは両者が距離ａを隔てて配置されるのに対し、図１の場合は距離ａより長い距離Ｄを隔てて配置することができる。これにより、仮にリファレンス信号用の信号配線２０の信号レベルに微小な変動が生じた場合であっても、上側の信号配線３０に与える影響を最小限に抑えることができる。従って、リファレンス信号用の信号配線３０及び信号配線２０の相対的な位置関係は、図１に示すように、上下で斜めにずらして対向配置し、直上（直下）の配置とならないようにすることが望ましい。
【００２９】
第１実施形態の半導体装置１０の構造は、リファレンス信号に求められる安定性の度合に応じて、適宜に変形することができる。以下、第１実施形態の変形例について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本変形例に係る半導体装置１０の断面図を示している。図４は、図３の半導体装置１０のうち２層分の配線層Ｍ２、Ｍ３を表した平面図を示しており、図４のＢ−Ｂ’断面が図３に対応する。
【００３０】
図３及び図４において、図１及び図２と共通する点については同一の符号を付して説明を省略する。一方、図３及び図４において、図１及び図２との相違点は、配線層Ｍ３の配線の延伸方向が、配線層Ｍ２の配線の延伸方向と直交していることである。
図４に示すように、配線層Ｍ３には、リファレンス信号用の２本の信号配線３０ａと、各々の信号配線３０ａに隣接する３本のシールド配線３１ａが形成されている。また、配線層Ｍ２には、リファレンス信号用の２本の信号配線２０と、各々の信号配線２０に隣接する３本のシールド配線２１とが形成され、その配置は図２と共通している。なお、配線層Ｍ３のシールド配線３１ａと配線層Ｍ２のシールド配線２１は、図示されないコンタクトプラグを用いて積層方向に接続されている。
【００３１】
本変形例の構造においても、図１及び図２の構造と同様にコンデンサの電極として機能する信号配線２０は十分なシールド効果を得ることができる。よって、本変形例を採用する場合であっても、従来の構造に比べて、リファレンス信号用の配線群を高密度に配置することが可能となる。
【００３２】
なお、本変形例において、配線層Ｍ３の信号配線３０ａを図４の左右方向により長く延伸して配置してもよい。この場合、信号配線３０ａが配置される範囲内で、下層の配線層Ｍ２にシールド配線２１を形成する必要がある。
【００３３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の半導体装置について図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態の半導体装置１０の断面図を示している。図５において、第１実施形態と共通する点については同一の符号を付して説明を省略する。第２実施形態の半導体装置１０のうち第１実施形態と異なる点は、下層の配線層Ｍ２をリファレンス信号用の信号配線２０以外の用途に利用することである。
【００３４】
図５において、図１の配線層Ｍ２の２本の信号配線２０に対応する位置のうち、右側にはリファレンス信号用の信号配線２０が配置されるが、左側には、電源電圧ＶＣＣを供給する電源配線２３が配置されている。この電源配線２３は、半導体装置１０の内部の回路素子に電源電圧ＶＣＣを供給するために用いられる。なお、配線層Ｍ２に形成される３本のシールド配線２１については、図１と同様である。
【００３５】
配線層Ｍ２の電源配線２３は、信号配線２０と同様、コンタクトプラグ１６、配線層Ｍ１の配線、コンタクトプラグ１５を経由してゲート電極１３に接続されている。一方、シールド配線２１、３１は、第１実施形態と同様の構造により、接地電位ＶＳＳ等の一定の電位に固定されるＮ型拡散層１２に接続される。そして、電源配線２３と接続されるゲート電極１３が半導体基板１１との間でコンデンサを形成し、これが電源配線２３に対する補償容量として機能する。すなわち、配線層Ｍ２の電源配線２３は、電源電圧ＶＣＣを供給する電源配線としての機能と、電源電圧ＶＣＣの変化を抑制して電位を安定させる補償容量としての機能とを併せ持つ配線として利用することができる。
【００３６】
一方、第２実施形態において、配線層Ｍ２に上述の電源配線２３を設ける構造であっても、その電位を固定化することにより、上層の配線層Ｍ３の信号配線３０に対してのノイズを遮蔽するシールド効果を有している。従って、第２実施形態の構造を採用すれば、リファレンス信号用の信号配線２０、３０及び電源配線２３を、従来の構造に比べて高密度に配置することが可能となる。
【００３７】
なお、図５において、配線層Ｍ２の左側の電源配線２３を配置することに加え、右側の信号配線２０も電源配線２３に置き換えた配置としてもよい。この場合に、配線層Ｍ２の２本の電源配線２３を利用し、上述した通りの機能を実現することができる。第２実施形態に基づいて説明したように、配線層Ｍ２には、ゲート電極１３に接続された信号配線２０又は電源配線２３を形成し、リファレンス信号を伝送する機能に加えて、電位が安定した電源電圧を供給する機能を持たせることが可能となる。
【００３８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の半導体装置について図６を参照して説明する。図６は、第３実施形態の半導体装置１０の断面図を示している。図６において、第１実施形態と共通する点については同一の符号を付して説明を省略する。第３実施形態の半導体装置１０のうち第１実施形態と異なる点は、半導体基板１１の構造である。すなわち、第３実施形態の半導体装置１０は、Ｐ型の半導体基板１１内に形成されるＮ型ウェル１７を備えている。このＮ型ウェル１７は、リン等のＮ型不純物を半導体基板１１の上部に導入することにより予め形成される。
【００３９】
図６に示すように、Ｎ型ウェル１７が形成される範囲において、ゲート電極１３が下方の半導体基板１１の表面と対向している。この場合、ゲート電極１３と対向している半導体基板１１の導電型はＮ型となる。第３実施形態の構造では、Ｎ型ウェル１７を設けたことにより、半導体基板１１の電位変動が生じたときの影響が、ゲート電極１３と半導体基板１１により構成されるコンデンサに対して直接及びにくくなる。また、配線層Ｍ２の信号配線２０に正電圧の信号が伝送される際、半導体基板１１の表面層が空乏化することを抑制することができる。よって、信号配線２０に生じる電位変動に起因して、ゲート電極１３により形成されるコンデンサの容量値が変動することを有効に防止できる。
【００４０】
第３実施形態の構造を採用することにより上記の効果を生じるので、配線層Ｍ２の信号配線２０の信号レベルの変動をより強固に抑制可能になるとともに、配線層Ｍ３の信号配線３０に対するシールド効果を一層向上させることができる。
【００４１】
以上、第１〜第３実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、上記各実施形態では、半導体装置１０に３層の配線層Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が積層される構成を説明したが、２層の配線層を備える構成に対しても本発明の適用が可能である。この場合、下層の配線層に形成される信号配線２０とゲート電極１３とを直接接続するコンタクトプラグを設ければよい。また、４層以上の配線層を備える構成に対しても本発明の適用が可能である。この場合、所定の配線層に形成される信号配線２０とゲート電極１３とは、積層方向に連結する複数のコンタクトプラグを介して接続すればよい。なお、信号配線２０とゲート電極１３との接続構造は、必ずしも信号配線２０が延伸する長さにわたって形成する必要はなく、途中で分断されるように形成してもよい。
【００４２】
一方、上記各実施形態において、各配線層Ｍ１〜Ｍ３、ゲート電極１３、コンタクトプラグ１４、１５、１６、２２を形成するための材料は限定されず、多様な材料を用いることができる。材料の具体例を挙げると、各配線層Ｍ１〜Ｍ３は、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）及びこれらを含む積層膜を用いて形成することができる。また、コンタクトプラグ１４、１５、１６、２２は、タングステン（Ｗ）を用いて形成することができる。また、ゲート電極１３は、リン等の不純物を導入したポリシリコン又はポリシリコンと高融点金属膜の積層膜等を用いて形成することができる。さらに、本発明は上記各実施形態で説明した機能を有する半導体装置１０に限られず、所定電位に安定化する必要がある信号を、配線層を介して回路素子に供給する構成を備える半導体装置に対して広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態の半導体装置の断面図である。
【図２】図１の半導体装置のうち最上層の配線層Ｍ３のみを表した平面図である。
【図３】第１実施形態の変形例に係る半導体装置の断面図である。
【図４】図３の半導体装置のうち２層分の配線層Ｍ２、Ｍ３を表した平面図である。
【図５】第２実施形態の半導体装置の断面図である。
【図６】第３実施形態の半導体装置の断面図である。
【図７】従来の半導体装置において、リファレンス信号に対するシールド構造を表す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…半導体装置
１１…半導体基板
１２…Ｎ型拡散層
１３…ゲート電極
１４、１５、１６、２２…コンタクトプラグ
１７…Ｎ型ウェル
２０、３０、３０ａ…信号配線
２１、３１、３１ａ…シールド配線
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…配線層
【図１】
2009231513.tif 000003
【図２】
2009231513.tif 000004
【図３】
2009231513.tif 000005
【図４】
2009231513.tif 000006
【図５】
2009231513.tif 000007
【図６】
2009231513.tif 000008
【図７】
2009231513.tif 000009