KR20160112102A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것이다.The present invention relates to semiconductor design techniques.
반도체 장치는 외부와의 데이터 송수신을 위해 감지 증폭기, 비교기, 드라이버와 같은 회로들은 물론, 데이터의 전송 경로에 해당하는 글로벌 라인(global line)을 구비한다.A semiconductor device includes a global line corresponding to a data transmission path as well as circuits such as a sense amplifier, a comparator, and a driver for data transmission / reception with the outside.
본 발명의 실시예들은 레이아웃 면적 효율을 향상시킬 수 있고 글로벌 라인들간 로딩 차이를 줄일 수 있는 반도체 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a semiconductor device that can improve layout area efficiency and reduce loading differences between global lines.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치는, 복수의 글로벌 라인들을 구비한다. 상기 글로벌 라인들은 층간절연막의 개재하에 상하로 분리된 복수의 메탈 레이어들에 분산 배치되고, 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인이 평면적으로 상부 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인의 일부분과 겹쳐지게 배치되며, 상기 글로벌 라인들 중 상대적으로 긴 길이를 갖는 글로벌 라인이 상대적으로 짧은 길이를 갖는 글로벌 라인보다 상부 메탈 레이어에 배치되도록 구성될 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of global lines. The global lines are dispersedly disposed on a plurality of metal layers separated by upper and lower layers under the interlayer insulating film and the global line disposed on the lower metal layer is disposed so as to overlap with a part of the global line arranged on the upper metal layers , And a global line having a relatively long length among the global lines may be arranged in an upper metal layer than a global line having a relatively short length.
상기 글로벌 라인들 중 최상층에 배치된 글로벌 라인은 패드와 동일한 메탈 레이어에 배치될 수 있다.The global line disposed on the uppermost layer among the global lines may be disposed in the same metal layer as the pad.
상기 글로벌 라인들은 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인이 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인보다 작은 라인 폭을 갖도록 구성될 수 있다. The global lines may be configured such that the global line disposed on the lower metal layer has a smaller line width than the global line disposed on the upper metal layer.
상기 반도체 장치는 상기 층간절연막을 관통하여 상기 글로벌 라인들과 상기 글로벌 라인들 하부의 메탈 레이어에 형성된 로컬 라인간을 연결하는 콘택 플러그들을 더 포함할 수 있다. The semiconductor device may further include contact plugs which penetrate the interlayer insulating film and connect local lines formed in the metal layers under the global lines and the global lines.
상기 글로벌 라인들은 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인의 일단부가 평면적으로 상기 하부 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인들에 대하여 일측으로 오프셋되게 구성되고, 상기 콘택 플러그는 상기 일단부에 연결되도록 구성될 수 있다. The global lines may be configured such that one end of a global line disposed on an upper metal layer is offset planarly with respect to global lines disposed on the lower metal layers and the contact plug is connected to the one end have.
상기 글로벌 라인들은 상하로 이웃한 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인들이 평면적으로 교번되게 배치될 수 있다.The global lines may be arranged such that global lines arranged in upper and lower neighboring metal layers are alternately arranged in a plane.
본 기술에 따르면, 글로벌 라인들을 복수의 메탈 레이어들에 분산 배치하고 서로 다른 레이어에 배치된 글로벌 라인을 겹쳐지게 배치함으로써 글로벌 라인들이 배치되는 영역의 면적을 줄일 수 있게 되어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. According to this technology, global lines are distributed over a plurality of metal layers and global lines arranged on different layers are overlapped with each other, so that the area of a region where global lines are arranged can be reduced, .
게다가, 상대적으로 긴 길이의 글로벌 라인을 라인 폭이 큰 상부 메탈 레이어에 배치하고 상대적으로 짧은 길이의 글로벌 라인을 라인 폭이 작은 하부 메탈 레이어에 배치함으로써 글로벌 라인들간 길이 차이에 따른 로딩 차이를 보상하여 스큐(skew)를 방지할 수 있다. 그리고, 글로벌 라인들간 길이 차이로 인한 로딩 차이를 보상하기 위해서 더미 라인(dunmmy line)을 추가로 형성하지 않아도 되므로 더미 라인 추가 형성에 따른 면적 손실을 줄이어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. In addition, by arranging a relatively long global line in the upper metal layer having a large line width and a relatively short global line in the lower metal layer having a small line width, the loading difference due to the difference in the length between the global lines is compensated Skew can be prevented. In addition, it is unnecessary to further form a dunmmy line to compensate for the difference in loading due to the difference in length between the global lines. Therefore, the area loss due to the formation of the dummy line can be reduced and the layout area efficiency of the semiconductor device can be increased.
게다가, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인과 로컬 라인들간을 연결하는 콘택 플러그를 위한 공간 확보를 위해서 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인을 꺽어지게 형성하지 않아도, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들을 그 일단부가 하부 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인들에 대하여 일측으로 오프셋되게 배치하여 콘택 플러그를 위한 공간을 확보할 수 있으므로, 글로벌 라인을 꺽어지게 형성함에 따른 공간 손실을 방지할 수 있어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. In addition, in order to secure space for the contact plug connecting the global line and the local line disposed on the upper metal layer, the global line disposed on the lower metal layer is not bent, Since one end portion is offset to one side with respect to the global lines disposed on the lower metal layers to secure a space for the contact plug, space loss due to the formation of the global line can be prevented, Area efficiency can be increased.
또한, 상하로 이웃하는 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들을 평면적으로 교번되게 배치하여 글로벌 라인들간 거리를 증가시킬 수 있으므로 글로벌 라인들간 간섭에 의한 노이즈(noise)를 줄일 수 있다.In addition, since the global lines arranged in the upper and lower neighboring metal layers can be arranged alternately in a planar manner, the distance between the global lines can be increased, thereby reducing the noise due to the interference between the global lines.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 라인을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 라인에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B' 라인에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 라인을 나타낸 평면도이다.1 is a plan view of a global line according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line BB 'of FIG.
4 is a plan view of a global line according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 라인을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 라인에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B' 라인에 따른 단면도이다. FIG. 1 is a plan view showing a global line according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B' of FIG.
도 1을 참조하면, 반도체 장치는 복수의 메모리 뱅크들(미도시)이 배치된 메모리 셀 영역(CELL)과, 메모리 셀 영역(CELL) 바깥쪽에 배치된 주변 회로 영역(PERI)을 포함할 수 있다.1, a semiconductor device may include a memory cell region CELL in which a plurality of memory banks (not shown) are disposed, and a peripheral circuit region PERI disposed outside the memory cell region CELL .
도 1 내지 도 3을 참조하면, 메모리 셀 영역(CELL) 및 주변 회로 영역(PERI)의 기판(10)의 표면부에는 반도체 소자(미도시)가 형성될 수 있고, 기판(10) 상에는 층간절연막(ILD1~ILD5)의 개재하에 상하로 분리된 복수의 메탈 레이어들(M1~M5)이 형성될 수 있다. 이하, 복수의 메탈 레이어들(M1~M5)을 제1 내지 제5 메탈 레이어라고 정의할 것이다. 1 to 3, a semiconductor element (not shown) may be formed on the surface portion of the
제1 메탈 레이어(M1)에는 반도체 장치와 전기적으로 전기적으로 연결된 로컬 라인(SL)들이 배치될 수 있고, 제2 내지 제 5 메탈 레이어(M2 내지 M5)에는 글로벌 라인들(GIO1 내지 GIO256)이 분산 배치될 수 있다. Local lines SL electrically connected to the semiconductor device may be disposed in the first metal layer M1 and global lines GIO1 through GIO256 may be disposed in the second through fifth metal layers M2 through M5. .
글로벌 라인들(GIO1 내지 GIO256)은 상대적으로 긴 길이를 가지며 복수의 메모리 뱅크들 사이에 걸쳐 배치되어 복수의 메모리 뱅크들에 의해 공유될 수 있다. 그리고, 로컬 라인(SL)들은 상대적으로 짧은 길이를 가지며 소정의 메모리 뱅크와 글로벌 라인 사이에 걸쳐 배치되어 소정의 메모리 뱅크와 글로벌 라인간을 연결할 수 있다.The global lines (GIOl to GIO256) have a relatively long length and may be disposed across a plurality of memory banks and shared by a plurality of memory banks. The local lines SL have a relatively short length and are arranged between a predetermined memory bank and a global line to connect a predetermined memory bank and a global RAM.
기판(10) 상에는 반도체 소자를 덮는 제1 층간절연막(ILD1)이 형성되고, 제1 층간절연막(ILD1) 상에는 로컬 라인(SL)를 덮는 제2 층간절연막(ILD2)이 형성되고 제2 층간절연막(ILD2) 상에 형성된 제2 메탈 레이어(M2)에는 제193 내지 제256 글로벌 라인(GIO193~GIO256)이 배치될 수 있다. 제2 층간절연막(ILD2) 상에는 제2 메탈 레이어(M2)를 덮는 제3 층간절연막(ILD3)이 형성되고 제3 층간절연막(ILD3) 상에 형성된 제3 메탈 레이어(M3)에는 제129 내지 제192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)이 배치될 수 있다. 제3 층간절연막(ILD3) 상에는 제3 메탈 레이어(M3)를 덮는 제4 층간절연막(ILD4)이 형성되고 제4 층간절연막(ILD4) 상에 형성된 제4 메탈 레이어(M4)에는 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)이 배치될 수 있다. 그리고, 제4 층간절연막(ILD4) 상에는 제4 메탈 레이어(M4)를 덮는 제5 층간절연막(ILD5)이 형성되고 제5 층간절연막(ILD5) 상에 형성된 제5 메탈 레이어(M5)에는 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)이 배치될 수 있다. 여기서, 제5 메탈 레이어(M5)는 최상부 메탈 레이어로, 주변 회로 영역(PERI)의 제5 메탈 레이어(M5)에는 외부 장치와의 데이터 교환을 위한 데이터 입출력 패드들, 전원 전압의 입력을 위한 전원 패드 및 접지전압의 입력을 위한 접지 패드들을 포함하여 다수의 패드(PAD)들이 배치될 수 있다. 그리고, 도시하지 않았지만 제5 층간절연막(ILD5) 상에는 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)을 덮고 패드(PAD)들을 노출하는 보호막이 형성될 수 있다.A first interlayer insulating film ILD1 covering the semiconductor element is formed on the
비록, 도면으로 나타낸 실시예에서는 글로벌 라인이 주변 회로 영역(PERI)에 배치되는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 글로벌 라인은 주변 회로 영역(PERI) 뿐만 아니라 셀 영역(CELL)에도 배치될 수 있다.Although the global line is arranged in the peripheral circuit area PERI in the embodiment shown in the drawings, the present invention is not limited to this, and the global line may be arranged in the cell area CELL as well as the peripheral circuit area PERI. .
글로벌 라인은 데이터 입출력 패드와 로컬 라인(SL)간 데이터 전송 경로로서, 반도체 장치가 지원하는 바이트(byte) 동작 모드, 즉 하나의 어드레스에 의해 리드 또는 라이트되는 데이터의 수에 따라 8라인, 16라인, 32 라인, 64 라인, 128 라인 및 256 라인으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는, 256개의 글로벌 라인을 구성하여 ×8,×16,×32,×64,×128,×256의 바이트 동작 모드를 모두 지원하는 경우를 나타내었다. The global line is a data transmission path between a data input / output pad and a local line (SL). The global line is a data transmission path between a data input / output pad and a local line (SL) , 32 lines, 64 lines, 128 lines and 256 lines. The present embodiment shows a case where 256 global lines are configured to support all the operation modes of x8, x16, x32, x64, x128 and x256.
제4 메탈 레이어(M4)에 배치된 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)은 평면적으로 제5 메탈 레이어(M5)에 배치된 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)의 일부분과 겹쳐지게 배치될 수 있다. 그리고, 제3 메탈 레이어(M3)에 배치된 제129 내지 제 192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)은 평면적으로 제4 메탈 레이어(M4)에 배치된 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)의 일부분과 겹쳐지게 배치될 수 있고, 제2 메탈 레이어(M2)에 배치된 제193 내지 제256 글로벌 라인(GIO193~GIO256)은 평면적으로 제3 메탈 레이어(M3)에 배치된 제129 내지 제 192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)의 일부분과 겹쳐지게 배치될 수 있다. The 65th to 128th global lines GIO65 to GIO128 arranged in the fourth metal layer M4 are divided into a part of the first to 64th global lines GIO1 to GIO64 arranged in the fifth metal layer M5, They can be arranged to overlap. The 129th to 192nd global lines GIO129 to GIO192 arranged in the third metal layer M3 are arranged in the order of the 65th to 128th global lines GIO65 to GIO128 arranged in the fourth metal layer M4 And the 193rd to 256th global lines (GIO193 to GIO256) arranged in the second metal layer (M2) can be arranged so as to overlap with the 129th to 192th global And may overlap with a part of the lines GIO129 to GIO192.
즉, 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들은 평면적으로 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들의 일부분과 겹쳐지게 배치될 수 있다. 따라서, 글로벌 라인들을 복수의 메탈 레이어들에 분산 배치하고 서로 다른 레이어에 배치된 글로벌 라인을 겹쳐지게 배치함으로써 글로벌 라인들이 배치되는 영역의 면적을 줄일 수 있게 되어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. That is, the global lines arranged in the lower metal layer can be arranged so as to overlap with a part of the global lines arranged in the upper metal layer in a plan view. Accordingly, the global lines are distributed over a plurality of metal layers, and the global lines arranged on different layers are overlapped with each other, thereby reducing the area where the global lines are arranged, thereby increasing the layout area efficiency of the semiconductor device .
최하부 메탈 레이어인 제1 메탈 레이어(M1)에 형성된 로컬 라인(SL)의 경우, 미세 피치로 패터닝된 반도체 소자와의 전기적인 연결을 위하여 작은 라인 폭을 갖도록 설계된다. 그리고, 라인 로딩(line loading)으로 인한 신호 속도 저하를 방지하기 위하여 상부 메탈 레이어로 갈수록 증가된 라인 폭을 갖도록 설계되어, 최상부 메탈 레이어인 제5 메탈 레이어(M5)에 형성된 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)의 경우 가장 큰 라인 폭을 갖도록 설계된다. 즉, 제1 메탈 레이어(M1)에 배치된 로컬 라인(SL)의 라인 폭을 D1, 제2 메탈 레이어(M2)에 배치된 제193 내지 제 256 글로벌 라인(GIO193~GIO256)의 라인 폭을 D2, 제3 메탈 레이어(M3)에 배치된 제129 내지 제 192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)의 라인 폭을 D3, 제4 메탈 레이어(M4)에 배치된 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)의 라인 폭을 D4, 제5 메탈 레이어(M5)에 배치된 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)의 라인 폭을 D5라고 정의할 때, D5>D4>D3>D2>D1의 관계를 만족할 수 있다.In the case of the local line SL formed in the first metal layer M1 which is the lowermost metal layer, the local line SL is designed to have a small line width for electrical connection with the semiconductor element patterned at a fine pitch. In order to prevent the signal speed from lowering due to line loading, it is designed to have an increased line width toward the upper metal layer, so that the first through 64th global layers formed in the fifth metal layer M5, which is the uppermost metal layer, The lines GIO1 to GIO64 are designed to have the largest line width. If the line width of the local line SL disposed in the first metal layer M1 is D1 and the line width of the 193rd to 256th global lines GIO193 to GIO256 disposed in the second metal layer M2 is D2 The line widths of the 129th to 192nd global lines GIO129 to GIO192 arranged in the third metal layer M3 are D3 and the 65th to 128th global lines GIO65 to GIO128 arranged in the fourth metal layer M4 D5> D4> D3> D2> D1 where D5 is the line width of the first to seventh global lines GIO1 to GIO64 arranged in the fifth metal layer M5, Can be satisfied.
한편, 글로벌 라인들(GIO1~GIO256)마다 각기 다른 로컬 라인(SL)들 및 데이터 입출력 패드(PAD)들에 연결되고 로컬 라인(SL)들 및 데이터 입출력 패드(PAD)들 위치가 각각 다르기 때문에, 글로벌 라인들(GIO1~GIO256)의 길이는 일정하지 않을 수 있으며, 따라서 글로벌 라인들간에 로딩 차이가 발생될 수 있다.Since the global lines SL and the data input / output pads PAD are connected to different local lines SL and the data input / output pads PAD are provided for each of the global lines GIO1 through GIO256, The lengths of the global lines GIO1 to GIO256 may not be constant, and thus a loading difference may occur between the global lines.
글로벌 라인들(GIO1~GIO256)간 길이 차이로 인한 로딩 차이를 방지하기 위하여 상대적으로 긴 길이의 글로벌 라인들은 상부 메탈 레이어에 배치되고 상대적으로 짧은 길이의 글로벌 라인들은 하부 메탈 레이어에 배치될 수 있다. 즉, 제2 메탈 레이어(M2)에 배치된 제193 내지 제 256 글로벌 라인들(GIO193~GIO256)의 길이를 L2, 제3 메탈 레이어(M3)에 배치된 제129 내지 제 192 글로벌 라인들(GIO129~GIO192)의 길이를 L3, 제4 메탈 레이어(M4)에 배치된 제65 내지 제 128 글로벌 라인들(GIO65~GIO128)의 길이를 L4, 제5 메탈 레이어(M5)에 배치된 제1 내지 제 64 글로벌 라인들(GIO1~GIO64)의 길이를 L5라고 정의할 때, L5>L4>L3>L2의 관계를 만족할 수 있다.In order to prevent the loading difference due to the difference in length between the global lines (GIO1 to GIO256), relatively long global lines may be disposed on the upper metal layer and relatively shorter global lines may be disposed on the lower metal layer. That is, the length of the 193rd to 256th global lines (GIO193 to GIO256) disposed in the second metal layer (M2) is L2, the length of the 129th to 192th global lines (GIO129 The length of each of the 65th to 128th global lines GIO65 to GIO128 arranged in the fourth metal layer M4 is L4 and the length of each of the 65th to 128th global lines GIO65 to GIO128 arranged in the fourth metal layer M4 is L4, When the length of 64 global lines (GIO1 to GIO64) is defined as L5, the relationship of L5> L4> L3> L2 can be satisfied.
따라서, 상대적으로 긴 길이의 글로벌 라인을 라인 폭이 큰 상부 메탈 레이어에 배치하고 상대적으로 짧은 길이의 글로벌 라인을 라인 폭이 작은 하부 메탈 레이어에 배치함으로써 글로벌 라인들간 길이 차이에 따른 로딩 차이를 보상하여 스큐를 방지할 수 있다. 더블어, 글로벌 라인들간 길이 차이로 인한 로딩 차이를 보상하기 위해서 더미 라인을 추가로 형성하지 않아도 되므로 더미 라인 추가 형성에 따른 면적 손실을 줄이어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. Accordingly, by arranging a relatively long global line in an upper metal layer having a large line width and a relatively short global line in a lower metal layer having a small line width, a loading difference due to a difference in length between global lines is compensated Skew can be prevented. In addition, since there is no need to additionally form a dummy line to compensate for the loading difference due to the difference in length between the global lines, it is possible to reduce the area loss due to the formation of the dummy line addition, thereby increasing the layout area efficiency of the semiconductor device.
글로벌 라인들(GIO1~GIO256)은 일방향으로 나란한 직선 형태로 배치되며, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인과 로컬 라인(SL)간을 연결하는 콘택를 위한 공간을 확보하기 위하여 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인은 평면적으로 하부 메탈 레이어들에 형성된 글로벌 라인들에 대하여 일측으로 오프셋되게 배치될 수 있다. 그리고, 글로벌 라인들(GIO1~GIO256)과 제1 메탈 레이어(M1) 사이에 배치된 층간절연막에는 글로벌 라인들과 로컬 라인(SL)간을 연결하는 콘택 플러그들(CNT1,CNT2,CNT3,CNT4)이 형성될 수 있다. The global lines GIO1 to GIO256 are arranged in a straight line parallel to one direction. In order to secure a space for a contact connecting the global line and the local line SL disposed on the upper metal layer, The lines may be arranged to be offset to one side with respect to the global lines formed in the lower metal layers in a plan view. The contact plugs CNT1, CNT2, CNT3, and CNT4 connecting the global lines and the local lines SL are connected to the interlayer insulating film disposed between the global lines GIO1 to GIO256 and the first metal layer M1, Can be formed.
구체적으로, 제5 메탈 레이어(M5)에 배치된 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)은 평면적으로 제4 내지 제2 메탈 레이어(M4~M2)에 배치된 제65 내지 제 256 글로벌 라인들(GIO65~GIO256)에 대하여 일측으로 오프셋될 수 있고, 제5 메탈 레이어(M5)와 제1 메탈 레이어(M1) 사이에 배치된 제2 내지 제5 층간절연막(ILD2~ILD5)에는 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)의 오프셋된 일단부와 로컬 라인(SL)간을 연결하는 제1 콘택 플러그들(CNT1)이 형성될 수 있다. 그리고, 제4 메탈 레이어(M4)에 배치된 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)은 평면적으로 제3 내지 제2 메탈 레이어(M3~M2)에 배치된 제129 내지 제 256 글로벌 라인들(GIO129~GIO256)에 대하여 일측으로 오프셋될 수 있고, 제4 메탈 레이어(M4)와 제1 메탈 레이어(M1) 사이에 배치된 제2 내지 제4 층간절연막(ILD2~ILD4)에는 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)의 오프셋된 일단부와 로컬 라인(SL)간을 연결하는 제2 콘택 플러그들(CNT2)이 형성될 수 있다. 그리고, 제3 메탈 레이어(M3)에 배치된 제129 내지 제 192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)은 평면적으로 제2 메탈 레이어(M2)에 배치된 제193 내지 제 256 글로벌 라인들(GIO193~GIO256)에 대하여 일측으로 오프셋될 수 있고, 제3 메탈 레이어(M3)와 제1 메탈 레이어(M1) 사이에 배치된 제2 내지 제3 층간절연막(ILD2~ILD3)에는 제129 내지 제 192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)의 오프셋된 일단부와 로컬 라인(SL)간을 연결하는 제3 콘택 플러그들(CNT3)이 형성될 수 있다. 그리고, 제2 메탈 레이어(M2)와 제1 메탈 레이어(M1) 사이에 배치된 제2 층간절연막(ILD2)에는 제193 내지 제 256 글로벌 라인(GIO193~GIO256)과 로컬 라인(SL)간을 연결하는 제4 콘택 플러그들(CNT4)이 형성될 수 있다. Specifically, the first to 64th global lines GIO1 to GIO64 arranged in the fifth metal layer M5 are arranged in the order of the 65th to 256th global lines arranged in the fourth to the second metal layers M4 to M2, And the second to fifth interlayer insulating films ILD2 to ILD5 disposed between the fifth metal layer M5 and the first metal layer M1 may be offset to one side with respect to the first to fifth metal layers GIO65 to GIO256. First contact plugs CNT1 may be formed to connect between the offset line of the 64th global lines GIO1 to GIO64 and the local line SL. The 65th to 128th global lines (GIO65 to GIO128) arranged in the fourth metal layer (M4) are arranged in the order from the 129th to 256th global lines arranged in the third to the second metal layers (M3 to M2) And the second to fourth interlayer insulating films ILD2 to ILD4 disposed between the fourth metal layer M4 and the first metal layer M1 may be offset to one side with respect to the first to third metal layers GIO129 to GIO256. The second contact plugs CNT2 may be formed to connect the offset one end of the 128 global lines (GIO65 to GIO128) and the local line (SL). The 129th to 192nd global lines GIO129 to GIO192 arranged in the third metal layer M3 are arranged in the order from the 193rd to 256th global lines GIO193 to GIO256 arranged in the second metal layer M2, And the second to third interlayer insulating films ILD2 to ILD3 disposed between the third metal layer M3 and the first metal layer Ml may be offset to one side with respect to the 129th to 192nd global lines GIO129 Third contact plugs CNT3 may be formed to connect the offset end of the first contact plugs GIO192 and the local line SL. The second interlayer insulating film ILD2 disposed between the second metal layer M2 and the first metal layer M1 is connected to the local lines SL through the 193rd to 256th global lines GIO193 to GIO256, The fourth contact plugs CNT4 may be formed.
따라서, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인과 로컬 라인(SL)간을 연결하는 콘택을 위한 공간을 확보하기 위해서 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인을 꺽어지게 형성하지 않아도, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들을 그 일단부가 하부 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인들에 대하여 일측으로 오프셋되게 배치함으로써 콘택 플러그를 위한 공간을 확보할 수 있으므로 글로벌 라인을 꺽어지게 형성함에 따른 공간 손실을 방지할 수 있게 되어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. Accordingly, in order to secure a space for a contact connecting the global line and the local line SL disposed in the upper metal layer, the global line disposed in the lower metal layer is not bent, Since the space for the contact plug can be ensured by disposing the lines at one side offset from the global lines disposed on the lower metal layers, space loss due to the formation of the global line can be prevented, The layout area efficiency of the device can be increased.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 글로벌 라인을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 C-C' 라인에 따른 단면도이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1 내지 도 3과 동일한 구성은 동일 부호로 표기하였으며, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.FIG. 4 is a plan view showing a global line according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line C-C 'of FIG. For the sake of convenience of description, the same components as those of FIG. 1 to FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and a duplicated description of the same components will be omitted.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제5 메탈 레이어(M5)에 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)이 일방향으로 배치될 수 있고, 제4 메탈 레이어(M4)에 제65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)이 평면적으로 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)과 교번되게 배치될 수 있다. 그리고, 제3 메탈 레이어(M3)에 제129 내지 제192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)이 평면적으로 제 65 내지 제 128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)과 교번되게 배치될 수 있고, 제2 메탈 레이어(M2)에 제193 내지 제256 글로벌 라인(GIO193~GIO256)이 평면적으로 제129 내지 제192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)와 교번되게 배치될 수 있다. 4 and 5, the first to 64th global lines GIO1 to GIO64 may be arranged in one direction in the fifth metal layer M5, and the 65th to 128th The global lines GIO65 to GIO128 may be disposed in a planar fashion to the first to 64th global lines GIO1 to GIO64. The 129th to 192rd global lines (GIO129 to GIO192) may be arranged in the third metal layer (M3) alternately with the 65th to 128th global lines (GIO65 to GIO128), and the second metal layer M2, the 193rd to 256th global lines (GIO193 to GIO256) can be arranged alternately with the 129th to 192th global lines (GIO129 to GIO192) in a plan view.
따라서, 상하로 이웃하는 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인들이 평면적으로 교번되게 배치하여 글로벌 라인들간 거리를 늘릴 수 있으므로 글로벌 라인들간 간섭에 의한 노이즈(noise)를 줄일 수 있다.Therefore, since the global lines disposed in the upper and lower neighboring metal layers can be alternately arranged in a planar manner, the distance between the global lines can be increased, thereby reducing the noise due to the interference between the global lines.
그리고, 레이아웃 면적 효율을 높이기 위하여 제3 메탈 레이어(M3)에 배치된 제129 내지 제192 글로벌 라인(GIO129~GIO192)은 제5 메탈 레이어(M5)에 배치된 제1 내지 제 64 글로벌 라인(GIO1~GIO64)의 일부분과 겹쳐지게 배치되고, 제2 메탈 레이어(M2)에 배치된 제193 내지 제256 글로벌 라인(GIO193~GIO256)은 제4 메탈 레이어(M4)에 배치된 제65 내지 제128 글로벌 라인(GIO65~GIO128)의 일부분과 겹쳐지게 배치될 수 있다. To increase the layout area efficiency, the 129th to 192nd global lines (GIO129 to GIO192) arranged in the third metal layer (M3) are connected to the first to 64th global lines (GIO1 And GIO193 to GIO256 arranged in the second metal layer M2 are arranged to overlap with a part of the 65th to 128th global lines GIO19 to GIO64 arranged in the fourth metal layer M4, Line GIO65 to GIO128.
전술한 실시예들에 따르면, 글로벌 라인들을 복수의 메탈 레이어들에 분산 배치하고 서로 다른 레이어에 배치된 글로벌 라인을 겹쳐지게 배치함으로써 글로벌 라인들이 배치되는 영역의 면적을 줄일 수 있게 되어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. According to the above-described embodiments, the global lines are distributed over a plurality of metal layers and the global lines arranged in different layers are overlapped with each other, so that the area of the area where the global lines are arranged can be reduced, Area efficiency can be increased.
게다가, 상대적으로 긴 길이의 글로벌 라인을 라인 폭이 큰 상부 메탈 레이어에 배치하고 상대적으로 짧은 길이의 글로벌 라인을 라인 폭이 작은 하부 메탈 레이어에 배치함으로써 글로벌 라인들간 길이 차이에 따른 로딩 차이를 보상하여 스큐(skew)를 방지할 수 있다. 그리고, 글로벌 라인들간 길이 차이로 인한 로딩 차이를 보상하기 위해서 더미 라인(dunmmy line)을 추가로 형성하지 않아도 되므로 더미 라인 추가 형성에 따른 면적 손실을 줄이어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. In addition, by arranging a relatively long global line in the upper metal layer having a large line width and a relatively short global line in the lower metal layer having a small line width, the loading difference due to the difference in the length between the global lines is compensated Skew can be prevented. In addition, it is unnecessary to further form a dunmmy line to compensate for the difference in loading due to the difference in length between the global lines. Therefore, the area loss due to the formation of the dummy line can be reduced and the layout area efficiency of the semiconductor device can be increased.
게다가, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인과 로컬 라인들간을 연결하는 콘택 플러그를 위한 공간 확보를 위해서 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인을 꺽어지게 형성하지 않아도, 상부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들을 그 일단부가 하부 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인들에 대하여 일측으로 오프셋되게 배치하여 콘택 플러그를 위한 공간을 확보할 수 있으므로, 글로벌 라인을 꺽어지게 형성함에 따른 공간 손실을 방지할 수 있어 반도체 장치의 레이아웃 면적 효율을 높일 수 있다. In addition, in order to secure space for the contact plug connecting the global line and the local line disposed on the upper metal layer, the global line disposed on the lower metal layer is not bent, Since one end portion is offset to one side with respect to the global lines disposed on the lower metal layers to secure a space for the contact plug, space loss due to the formation of the global line can be prevented, Area efficiency can be increased.
또한, 상하로 이웃하는 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인들을 평면적으로 교번되게 배치하여 글로벌 라인들간 거리를 증가시킬 수 있으므로 글로벌 라인들간 간섭에 의한 노이즈(noise)를 줄일 수 있다.In addition, since the global lines arranged in the upper and lower neighboring metal layers can be arranged alternately in a planar manner, the distance between the global lines can be increased, thereby reducing the noise due to the interference between the global lines.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described and illustrated in detail, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It will be understood that the invention can be variously modified and changed without departing from the technical scope thereof.
10: 기판
ILD1~ILD5: 제1 내지 제 5 층간절연막
SL: 로컬 라인
M1~M5 : 제1 내지 제5 메탈 레이어
GIO1~GIO256: 제1 내지 제 256 글로벌 라인
PAD: 패드
CNT1 내지 CNT4 : 제1 내지 제4 콘택 플러그10: substrate
ILD1 to ILD5: First to fifth interlayer insulating films
SL: Local line
M1 to M5: first to fifth metal layers
GIO1 to GIO256: First to 256th global lines
PAD: Pad
CNT1 to CNT4: First to fourth contact plugs
Claims (6)
상기 글로벌 라인들은, 층간절연막의 개재하에 상하로 분리된 복수의 메탈 레이어들에 분산 배치되고, 하부 메탈 레이어에 배치된 글로벌 라인이 평면적으로 상부 메탈 레이어들에 배치된 글로벌 라인의 일부분과 겹쳐지게 배치되며, 상기 글로벌 라인들 중 상대적으로 긴 길이를 갖는 글로벌 라인이 상대적으로 짧은 길이를 갖는 글로벌 라인보다 상부 메탈 레이어에 배치되도록 구성된 반도체 장치.1. A semiconductor device comprising a plurality of global lines,
The global lines are distributed and arranged in a plurality of metal layers separated vertically under an interlayer insulating film, and a global line arranged on the lower metal layer is arranged in a plane so as to overlap with a part of a global line arranged on the upper metal layers And a global line having a relatively long length among the global lines is arranged in an upper metal layer than a global line having a relatively short length.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the global lines are arranged so that global lines arranged in upper and lower neighboring metal layers are alternately arranged in a planar manner.
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