使用具有對稱電學特性的物理上非對稱半導體裝置的系統和方法
2023-11-30 13:37:31 2
專利名稱：使用具有對稱電學特性的物理上非對稱半導體裝置的系統和方法
技術領域：
本發明大體上涉及集成電路設計。更確切地說，本發明涉及在集成電路內使用結構的局部非対稱放置的電路設計。
背景技術：
用於設計集成電路的常規工具在布局設計中的組件時使用特定柵格。舉例來說，ー些較舊柵格使用IOOnm単元間隔，而較新柵格使用5nm和Inm間隔。柵格包含關於可在何處放置結構的嚴格規則。舉例來說，當使用5nm柵格時，僅可每隔5nm放置線和點。因此，使用較精細柵格可向設計者提供在結構的放置方面的靈活性。然而，靈活性的折衷是數據量，所述數據量隨著柵格變得愈來愈精細而顯著地増加。此外，在一些情況下，不良的是將不同大小的柵格(例如，5nm柵格和Inm柵格)用於在同一裝置中放置在一起的組件(例如，在存儲器電路中放置在一起的字線驅動器和存儲器陣列)，這是因為在兩組件的邊界處可能會出現意外的定大小問題。圖I圖示使用常規方法和5nm柵格的實例設計100。設計100具有柵極長度為35nm的柵極101、柵極102和接點103。柵極間距為135nm，且在柵極101與102之間的空間的長度為lOOnm。接點103經放置成與每ー柵極101和102相隔30nm，此情形符合5nm柵格、物理上對稱且因此導致總對稱特性。ー些高性能電路(例如，字線驅動器)使用具有30nm柵極長度的柵極，如果將保持柵極間距，那麼所述柵極在應用到設計100時產生顯著改變。通常，字線驅動器中的柵極間距優選與存儲器陣列中的字線間距匹配。舉例來說，柵極101與102之間的距離從IOOnm增加到105nm。為了實現對稱特性，兩柵極101與102之間的中點(其為52. 5nm)是通常將定位有接點之處。然而，此位置不符合5nm製造柵格，甚至也不符合Inm柵格。當前，不存 在可用於重新定位設計100中的電路結構以容納30nm柵極長度而無需切換到更精細柵格且放棄設計規則的技木。
發明內容
根據ー個實施例，ー種集成電路裝置包括第一半導體結構和第二半導體結構，所述第一半導體結構和所述第二半導體結構經布置成彼此緊接且在其之間界定空間；以及導電結構，所述導電結構分布在所述第一與第二半導體結構之間的所述空間中。所述導電結構中的至少第一導電結構經放置成相較於所述第二半導體結構更接近於所述第一半導體結構。所述導電結構中的至少第二導電結構經放置成相較於所述第一半導體結構更接近於所述第二半導體結構。所述導電結構的第一群組具有從所述第一與第二半導體結構之間的對稱線的第一偏移，且所述導電結構的第二群組具有從所述對稱線的第二偏移。所述第一與第二偏移實質上抵消。根據另ー實施例，ー種集成電路裝置包括第一半導體結構和第二半導體結構，所述第一半導體結構和所述第二半導體結構經布置成彼此緊接且在其之間界定空間。還包含用於傳導電荷的多個裝置，且傳導裝置中的相應傳導裝置布置在所述空間內，且具有從所述第一與第二半導體結構之間的對稱線的相應非零偏移。所述相應偏移具有實質上加到零的非對稱電阻電容(RC)效應。在另ー實施例中，一種用於製造集成電路的方法包含在半導體襯底上形成第一和第二半導體結構，所述第一和第二半導體結構經布置成彼此緊接。所述方法還包含在所述第一與第二半導體結構之間形成導電結構。所述導電結構經非対稱地且在偏移RC特性的情況下布置。前文已相當廣泛地概述本發明的特徵和技術優勢，以便可更好地理解以下的詳細描述。下文將描述形成本發明的權利要求書的主題的額外特徵和優勢。所屬領域的技術人員應了解，所掲示的概念和特定實施例可容易地用作修改或設計用於進行本發明的相同目的的其它結構的基礎。所屬領域的技術人員還應認識到，此些等效構造不脫離在附加權利要求書中所陳述的本發明的技木。當結合附圖考慮時，從以下描述將更好地理解被認為本發明所特有的新穎特徵(關於其組織和操作方法兩者)，以及其它目標和優勢。然而，應明確地理解，諸圖中的每ー者僅出於說明和描述的目的而被提供，且不希望界定本發明的限制。
為了更完整地理解本發明，現參考結合隨附圖式所考慮的以下描述。圖I圖示常規電路設計。圖2圖示可有利地使用本發明的實施例的示範性無線通信系統。圖3是根據本發明的一個實施例所調適的示範性電路的說明。圖4A是根據本發明的一個實施例所調適的電路的俯視圖。圖4B和圖4C是圖4A所示的電路的剖示圖。圖5是根據本發明的一個實施例所調適的電路的俯視圖。圖6是根據本發明的一個實施例所調適的電路的俯視圖。圖7是根據本發明的一個實施例所調適的電路的俯視圖。圖8是根據本發明的一個實施例所調適的示範性存儲器電路的說明。圖9是用於製造電路(例如，圖3-8所示的電路中的任一者)的示範性方法的說明。
具體實施例方式圖2圖示可有利地使用本發明的實施例的示範性無線通信系統200。出於說明的目的，圖2圖示三遠程單元220、230和240，以及兩基站250和260。應認識到，無線通信系統可具有更多遠程單元和基站。遠程單元220、230和240分別包含改善式半導體電路225A、225B和225C，半導體電路225A、225B和225C包含如下文進ー步所論述的本發明的實施例。圖2圖示從基站250和260到遠程單元220、230和240的前向鏈路信號280，以及從遠程單 元220,230和240到基站250和260的反向鏈路信號290。在圖2中，遠程單元220被圖示為行動電話，遠程單元230被圖示為可攜式計算機，且遠程単元240被圖示為在無線本地環路系統中的計算機。舉例來說，所述遠程単元可以是行動電話、手持型個人通信系統(PCS)単元、例如個人數據助理的可攜式數據單元、具備GPS功能的裝置、導航裝置、機頂盒、例如音樂播放器、視頻播放器和娛樂單元的媒體播放器、例如儀表讀取設備的固定位置數據單元，或存儲或檢索數據或計算機指令的任何其它裝置，或其任何組合。雖然圖2說明根據本發明的教示的遠程單元，但本發明不限於這些示範性說明単元。本發明可適當地用於包含集成電路的任何裝置中。圖3是根據本發明的一個實施例所調適的示範性電路300的說明。電路300包含柵極301和302，以及接點303-306。在一個實例中，接點303,304用作源極，且接點305、306用作漏極(或接點303、304用作漏極，且接點305、306用作源極)。柵極301和302具有30nm的柵極長度，且柵極間距為135nm。電路300包含非対稱的接點303和304的配置。在此情況下，每ー接點303和304從對稱線310稍微偏移，對稱線310平行於柵極301和302。電路300改善了在將30nm柵極長度應用到圖I的設計時出現的許多擔憂。具體來說，電路300符合5nm柵格且不放棄傳統設計規則。
由於對非対稱RC特性的擔憂，結構的非対稱配置在產業中通常受到輕視。具體來說，使用電路300作為實例，在柵極301與接點303和304之間存在電容，且隨著電流從柵極301流動到接點303和304 (或電流從接點303和304流動到柵極301)而存在電阻。類似地，在接點303和304與柵極302之間也存在電阻和電容。電阻和電容兩者皆受到每一接點303和304到柵極301和302的距離影響。因為接點303和304具有到柵極301和302的不同距離，所以接點303和304的相應RC特性不同。電路300通過將接點303和304放置成使得其相應非對稱RC特性相互抵消來減少或消除非対稱RC特性的效應。在此實例中，接點304在線310的一側上的偏移距離由接點303在線310的另ー側上的偏移距離加以平衡。因此，可歸因於接點303的放置的非對稱RC效應通過可歸因於接點304的放置的非対稱RC效應而取消。在此實例中，應理解，仍可能會存在某一量的非対稱RC特性，但此非対稱RC特性被實質上消除，使得其不會影響電路300的功能性。與電路300電通信的裝置(本文中出於方便起見而未圖示)經歷如同接點303和304是對稱地布置的相同功能性。因此，當相應接點303、304和305、306傳遞電流時，與接點303、304通信和與接點305、306通信的裝置應經歷來自接點303和304的相同量的電流，接點305和306的情況也是一祥。因此，電路300局部地非対稱，但對於其它裝置而言整體上看似對稱。雖然圖3圖示柵極和接點，但應理解，圖3所說明的概念可適用於其它電路結構。事實上，非対稱地但在取消非対稱RC特性的情況下可經布置的集成電路中的任何導電結構可用於各種實施例中。此些導電結構的實例包含(但不限幹)金屬導通孔、用於電阻器和電容裝置的接點，及其類似物。此外，還可使用除了柵極以外的多種伸長結構，例如，金屬線、導電板及其類似物。圖4A是根據本發明的一個實施例所調適的電路400的俯視圖。圖4B和圖4C是電路400的剖示圖。電路400包含建置在金屬氧化物半導體(MOS)溝道411和412中的柵極401和402。電路400還包含電接點403-406。雖然圖4A圖示四個接點403-406，但可按比例調整各種實施例以包含任何數目的非対稱放置的導電結構。此外，雖然圖4A-C被圖示為使用矽和MOS技術，但其它實施例可使用不同材料和技術，例如，GaAs, AlGaAs和/或其類似物。如在圖3中，電路400局部地非対稱，但對於其它電路而言看似對稱。圖5是根據本發明的一個實施例所調適的電路500的俯視圖。電路500類似於電路400 (圖4)，但包含第二行接點503-506。接點503-506還被非対稱地放置，且符合與接點403-406的放置圖案相同的放置圖案。圖6是根據本發明的一個實施例所調適的電路600的俯視圖。電路600包含第二行接點603-606，接點603-606具有是接點403-406的圖案的圖像的鏡像的非對稱圖案。圖7是根據本發明的一個實施例所調適的電路700的俯視圖。電路700包含第二行接點703-706，接點703-706被相對於平行於溝道412所繪製的線對稱地放置。圖5-7說明可按比例調整實施例以包含導電結構的其它分組(例如， 接點的行或列)，且各種分組根據多種圖案中的任一者可非対稱，或甚至可對稱。上文和在圖3-7中所說明的概念可併入到多種設計組件中的任一者中，例如，導通孔和導電金屬線、熔絲、電阻器、電容器及其類似物。在一個實例中，例如圖3所示的電路的電路放置在為存儲器電路的部分的字線驅動器中。圖8是根據本發明的一個實施例所調適的示範性存儲器電路800的說明。存儲器電路800包含局部非対稱字線驅動器801和存儲器陣列802。在此實例中，存儲器陣列802具有5nm柵極間距。通常，在字線驅動器和鄰近存儲器陣列具有不同大小的柵格的情況下，可在兩電路放置在一起的邊界處導致意外的間隔問題。相反地，字線驅動器801可使用(例如)30nm柵極長度，而同時使用5nm柵格，如上文關於圖3所解釋。以此方式，設計者可使字線驅動器801的5nm柵格匹配於存儲器陣列802的5nm柵格。因此，本文中所示的各種實施例包含優於現有技術方法的優勢。一種此類優勢在於在一些情況下，結構的非対稱放置可允許設計者使用所要柵格且避免必須藉助於使用較小柵格。通常，轉向較小柵格會由於增加的數據量而向設計添加増加的成本，且邊界處添加意外的間隔誤差。另外，各種實施例減少或消除對放棄傳統設計規則的需要。一些實施例包含用於製造具有結構的非対稱布置的集成電路的方法。圖9是用於製造電路(例如，圖3-8所示的電路中的任一者)的示範性方法900的說明。在框901中，在半導體襯底上形成第一和第二伸長結構，所述第一和第二伸長結構經布置成彼此平行。伸長結構的一些實例包含圖4的溝道和柵極。在框902中，在第一與第二伸長結構之間形成多個導電結構。所述導電結構經非對稱地且在偏移RC特性的情況下布置。導電結構的實例包含圖4的接點。可使用現在已知或以後開發的多種技術中的任一者(包含(但不限幹)蝕刻和沉積技木)而在半導體襯底上形成框902的導電結構和框901的伸長結構。在框903中，將集成電路併入到選自由音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數字助理(PDA)、固定位置數據單元和計算機組成的群組的裝置中。舉例來說，在集成電路用於存儲器電路中的實施例中，存儲器可以是計算裝置中的隨機存取存儲器(RAM)以保持指令和/或數據。雖然方法900被圖示為一系列離散框，但各種實施例並不如此受限制。舉例來說，在一些實施例中，框901和902的過程可同時被執行或各自作為一系列子過程(例如，沉積)被執行，一些子過程為框901和902兩者所共有。圖10是說明用於如上文所掲示的半導體零件的電路布局和晶片與裸片設計的設計工作站的框圖。設計工作站1000包含硬碟1001，硬碟1001含有作業系統軟體、支持文件，和例如Cadence或OrCAD等設計軟體。設計工作站1000還包含用以促進對可包含半導體晶片和/或半導體裸片的半導體零件1010進行設計的顯示器。提供存儲媒體1004以用於有形地存儲半導體零件1010的設計。半導體零件1010的設計可以例如⑶SII或GERBER等文件格式存儲在存儲媒體1004上。存儲媒體1004可以是CD-ROM、DVD、硬碟、快閃記憶體，或其它適當裝置。此外，設計工作站1000包含用於從存儲媒體1004接受輸入或將輸出寫入到存儲媒體1004的驅動設備1003。記錄在存儲媒體1004上的數據可規定配置、用於光刻掩模的圖案數據，或用於例如電子束光刻等串行寫入工具的掩模圖案數據。在存儲媒體1004上提供數據通過減少用於製造和/或設計半導體晶片和/或半導體裸片的過程的數目來促進半導體零件1010的設計。雖然已陳述了特定電路，但所屬領域的技術人員應了解，並非需要所有所掲示電路來實踐本發明。此外，尚未描述某些熟知電路，以集中精力於本發明。
雖然已詳細地描述了本發明及其優勢，但應理解，可在本文中進行各種改變、取代和更改，而不脫離由附加權利要求書界定的本發明的技術。此外，本申請案的範圍不希望限於本說明書中所描述的過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法和步驟的特定實施例。所屬領域的技術人員將易於從本發明了解，可根據本發明利用目前存在或以後待開發的執行與本文中所描述的相應實施例實質上相同的功能或實現實質上相同的結果的過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法或步驟。因此，附加權利要求書希望在其範圍內包含此些過程、機器、製造、物質組成、裝置、方法或步驟。
權利要求
1.ー種集成電路裝置，其包括 第一半導體結構和第二半導體結構，所述第一半導體結構和所述第二半導體結構被布置成彼此緊接且在其之間界定空間； 多個導電結構，所述多個導電結構分布於所述第一與第二半導體結構之間的所述空間中，所述導電結構中的至少第一導電結構被放置成相較於所述第二半導體結構更接近於所述第一半導體結構，且所述導電結構中的至少第二導電結構被放置成相較於所述第一半導體結構更接近於所述第二半導體結構，其中所述多個導電結構的第一群組具有從所述第一與第二半導體結構之間的對稱線的第一偏移，且所述多個導電結構的第二群組具有從所述對稱線的第二偏移，所述第一與第二偏移實質上抵消。
2.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其中所述第一和第二半導體結構包括金屬氧化物半導體MOS溝道。
3.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其中所述第一和第二半導體結構包括半導電柵極。
4.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其中所述多個導電結構包括接點。
5.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置包含在半導體裸片中。
6.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其包括字線驅動器。
7.根據權利要求6所述的集成電路裝置，其進ー步包括與所述字線驅動器通信的存儲器陣列。
8.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其併入到選自由音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數字助理PDA、固定位置數據單元和計算機組成的群組的裝置中。
9.根據權利要求I所述的集成電路裝置，其中所述第一半導體結構包括第一伸長半導體結構，且所述第二半導體結構包括第二伸長半導體結構。
10.ー種集成電路裝置，其包括 第一半導體結構和第二半導體結構，所述第一半導體結構和所述第二半導體結構被布置成彼此緊接且在其之間界定空間；以及 多個用於傳導電荷的裝置，所述多個傳導裝置中的相應傳導裝置布置在所述空間內且具有從所述第一與第二半導體結構之間的對稱線的相應非零偏移，所述相應偏移具有實質上加到零的非對稱電阻電容Re效應。
11.根據權利要求10所述的集成電路裝置，其中所述多個傳導裝置中的所述相應傳導裝置圍繞所述對稱線非對稱地布置。
12.根據權利要求10所述的集成電路裝置，其中所述多個傳導裝置中的所述相應傳導裝置圍繞所述對稱線而交錯。
13.根據權利要求10所述的集成電路裝置，其中所述集成電路裝置包含在半導體裸片中。
14.根據權利要求10所述的集成電路裝置，其包括字線驅動器。
15.根據權利要求14所述的集成電路裝置，其進ー步包括與所述字線驅動器通信的存儲器陣列。
16.根據權利要求10所述的集成電路裝置，其中所述第一半導體結構包括第一伸長半導體結構，且所述第二半導體結構包括第二伸長半導體結構。
17.根據權利要求10所述的集成電路裝置，其併入到選自由音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數字助理PDA、固定位置數據單元和計算機組成的群組的裝置中。
18.一種用於製造集成電路的方法，所述方法包括 在半導體襯底上形成第一和第二半導體結構，所述第一和第二半導體結構被布置成彼此緊接；以及 在所述第一與第二半導體結構之間形成多個導電結構，所述導電結構非對稱地且在偏移電阻電容RC特性的情況下布置。
19.根據權利要求18所述的方法，其進一步包括 將所述集成電路併入到選自由音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數字助理PDA、固定位置數據單元和計算機組成的群組的裝置中。
20.根據權利要求18所述的方法，其中所述集成電路包括 字線驅動器。
21.根據權利要求20所述的方法，其中所述集成電路進一步包括 與所述字線驅動器通信的存儲器陣列。
22.一種用於製造集成電路的方法，所述方法包括以下步驟 在半導體襯底上形成第一和第二半導體結構，所述第一和第二半導體結構被布置成彼此平行；以及 在所述第一與第二半導體結構之間形成多個導電結構，所述導電結構非對稱地且在偏移電阻電容RC特性的情況下布置。
23.根據權利要求22所述的方法，其進一步包括以下步驟 將所述集成電路併入到選自由音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航裝置、通信裝置、個人數字助理PDA、固定位置數據單元和計算機組成的群組的裝置中。
全文摘要
一種集成電路裝置包括第一伸長結構和第二伸長結構，所述第一伸長結構和所述第二伸長結構被布置成彼此平行且在其之間界定空間。所述集成電路裝置還包含導電結構，所述導電結構分布於所述第一與第二伸長結構之間的所述空間中。所述導電結構中的至少第一導電結構被放置成相較於所述第二伸長結構更接近於所述第一伸長結構。所述導電結構中的至少第二導電結構被放置成相較於所述第一伸長結構更接近於所述第二伸長結構。
文檔編號H01L27/02GK102714178SQ201080061270
公開日2012年10月3日 申請日期2010年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者海寧·楊, 王忠澤, 肖克·H·甘, 韓秉莫 申請人:高通股份有限公司