[發明專利]分布式金屬布線

有效

• 申請號: 201210011810.8
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102623436A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 蕭有呈;陳炎輝;陳蓉萱;周紹禹;田麗鈞;廖宏仁
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本發明總體上涉及金屬層布局的系統和方法，更具體地，涉及布局半導體器件中的第一金屬層的系統和方法。

背景技術

隨著半導體元件和布線的微型化發展到了20nm技術節點，為了提供附加的布線資源，產生出了一種被稱為金屬_0的與基板本身相接觸的新式金屬化層。引入金屬_0層，從而在不必將連接布線到位于上方的第一金屬層(通過層間介電層與基板間隔開)中的情況下，將基板的部分與基板周圍的其他部分電連接。同樣，曾經在先前的技術節點(比如28nm技術節點)中位于原來的金屬_1層中的連接移動到了新的金屬_0層中，曾經位于原來的金屬_2層中的連接移動到新的金屬_1層中，曾經位于原來的金屬_3層中的連接移動到新的金屬_2層中，以此類推。

然而，隨著金屬_0層的引入，還引入了金屬_0層中對應的寄生電阻。因為隨著尺寸的減小(例如，從28nm技術節點到20nm技術節點)，電流變得擁擠，所以該寄生電流導致產生了IR降低和較大的RC延遲。這種阻抗退化(IR降低和RC延遲)導致的器件性能退化成為了對于器件的最小運行電壓的最主要的限制。

另外，金屬_0的引入對于新產生的金屬_2也有影響。因為至少需要兩個通孔將金屬_2層連接到金屬_1層來解決產量和信號問題(yield?and?signal?concern)，所以金屬_2層中的單個軌跡(或者線)可能需要延展其自身的期望連接來適應這兩個通孔。這種通孔連接上的延展稱為“錘頭(hammer?head)”并且實際上可能會將期望連接上的軌跡的寬度加倍。這種寬度的加倍可能會導致比較嚴重的設計問題(由于金屬_2層中的其他軌跡要符合突然增大的寬度)，或者為了容納該“錘頭”而要將金屬_2層中的整個軌跡徹底清除。

發明內容

此外，為解決上述問題，本發明提供了一種半導體器件，包括：有源區域，位于基板中；第一金屬層，與基板相接觸，第一金屬層包括至少一條第一導線；以及第二金屬層，位于第一金屬層上方，第二金屬層具有第一并聯線的分布式布局，其中，第一并聯線中的至少兩條單獨的線與第一導線相接觸。

該半導體器件進一步包括：第三金屬層，位于第二金屬層上方，并且與第二金屬層相接觸，第三金屬層包括第二多條并聯線，其中，第二多條并聯線中的至少一條與第一并聯線中的兩條單獨的線相接觸。

其中，第三金屬層中的第二多條并聯線中的每一條的寬度都相同。

其中，第一并聯線包括至少一條第一并聯線、一條第二并聯線、和一條第三并聯線，一條第三并聯線位于一條第一并聯線和一條第二并聯線之間，其中，一條第三并連線所連接到的源與一條第一并聯線或者一條第二并聯線所連接到的源不同。

其中，一條第一并聯線和一條第二并聯線是Vss線，一條第三并聯線是信號線。

其中，第一并聯線進一步包括：一條第四并聯線，一條第四并聯線與一條第二并聯線分別位于一條第三并聯線的兩側，一條第四并聯線所連接到的源與一條第一并聯線、一條第二并聯線、和一條第三并聯線所連接到的源不同。

其中，第一并聯線的分布式布局的間距相同。

此外，本發明還提供了一種半導體器件，包括：基板的有源區域；第一金屬層，位于有源區域上方，并且與有源區域相接觸；以及第二金屬層，位于第一金屬層上方，第二金屬層包括：第一導線，連接至第一源；第二導線，連接至與第一源不同的第二源；以及第三導線，連接到第一源，其中，第一導線、第二導線以及第三導線并聯連接，并且其中，第二導線位于第一導線和第三導線之間。

其中，第一導線和第三導線都電連接到有源區域的第一區域。

其中，第一源是Vss源，第二源是第一信號源。

其中，第二金屬層進一步包括：第四導線，連接到第三源，第四導線與第三導線位于第二導線的兩側，第三源與第一源和第二源不同。

該半導體器件進一步包括：第三金屬層，位于第二金屬層上方，第三金屬層包括第四導線，第四導線與第五導線相并聯，第四導線與第一導線和第三導線電接觸。

其中，在有源區域上方，第三金屬層中的導線中的每一條的寬度都相同。

其中，第一導線、第二導線、以及第三導線的間距相同。