[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的布局结构，具体涉及一种用于向半导体装置供给衬底电源、普通电源的布线、触点(contact)的结构。

背景技术

近年来，在精密化的半导体装置中，因漏电流的增大而耗电的增加逐渐明显。因此，公知一种为了抑制漏电流的增大，将半导体装置的阱衬底电位改变成与电源电压不同的值，来提高相对电源电压的阈值电压，并且降低漏电流的技术。

这里，采用两种现有技术，说明在排列标准单元(standard cell)的半导体装置的布局结构中向阱衬底供给与电源电压不同的电位的结构。

(第一现有技术)

图13(a)是第一现有技术的衬底电源供给单元1300的布局结构的俯视图。衬底电源供给单元1300具有电源布线1310、接地布线1315和衬底电源布线1320，衬底电源布线1320利用衬底电源连接部1330连接到上层的布线。

图13(b)表示图13(a)的E—E截面图。电源布线1310配置在比衬底电源布线1320更处于上层的位置上，而且在衬底电源供给单元1300内没有与衬底电源布线1320电连接。

图14是在半导体装置1400排列了衬底电源供给单元1300和标准单元1410的俯视图。与衬底电源供给单元1300同样，标准单元1410具有电源布线1420、接地布线1425和衬底电源布线1430，通过排列配置，形成电源布线、衬底电源布线彼此连接的结构。电源布线1420连接于标准单元1410的晶体管的源极，衬底电源布线1430连接于标准单元1410的晶体管的衬底。另外，标准单元1410具有至少一对输入输出端子，标准单元间经由这些输入输出端子而彼此连接。在图14中输出端子1440与输入端子1450利用触点连接到布线。通过该构成，向衬底提供与电源电压不同的电位，实现漏电流的削减(例如参照专利文献1)。

(第二现有技术)

图15(a)是在半导体装置1500排列了第二现有技术的标准单元1510的俯视图。图15(b)表示图15(a)的F—F截面图。这里1520是电源布线、1530是衬底电源布线且经由触点1540连接到上层的布线。另外，电源布线1520和衬底电源布线1530位于单元行列的边界，邻接的标准单元1510共享电源布线1520和衬底电源布线1530。电源布线1520连接到标准单元1510的晶体管的源极、而衬底电源布线1530连接到标准单元1510的晶体管的衬底。通过该构成，向衬底供给与电源电压不同的电位，实现漏电流的削减(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2003—309178号公报

专利文献2：美国专利申请公开2006/0181309号公报

然而，上述第一现有技术中存在如下问题点。即、标准单元1410的输入输出端子位于电源布线1420与接地布线1425之间，因此，如图14所示，当连接标准单元的输出端子1440与输入端子1450时，尽管端子的布线轨迹位置相同，由于中间有衬底电源供给单元1300的衬底电源连接部1330，因此必须迂回连接。布线的迂回除了如图14所示那样使用触点来经由上层的布线层的情况之外，还有如图16所示那样采用相同布线层布置线路的情况，但是在任何情况下都会因布线电阻的增大而布线延迟增加。另外，因布线的迂回而衬底电源供给单元1300附近的布线效率降低，因此还会引起其他布线的布线延迟的增加。当衬底电源布线1320的电阻增大而必须以短间隔配置衬底电源供给单元1300时，该布线迂回将会频繁发生，而且对半导体装置的定时设计带来影响。

另外，上述第二现有技术中存在如下问题点。即、在连接衬底电源布线1530与上层的布线的连接部中电源布线1520的宽度变窄。精密工艺中衬底电源布线1530的电阻增大而必须设置多个连接衬底电源布线1530与上层的布线的连接部，但是如果采用这种方式则电源布线1520的宽度变窄的部位增多。如果电源布线1520的宽度变窄的部位增多则电源布线1520的布线电阻增大而在半导体装置的动作时容易引起电压降，进而就会引起半导体装置的误动作。

发明内容

本发明是为了解决现有的上述问题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置的布局结构，通过该布局结构，可进行衬底控制而不会降低信号布线的布线效率、并且可抑制电源布线的电压降。