具有包括布线资源的单元的半导体元件的制作方法

本发明实施例涉及半导体元件且更具体地说涉及具有包括布线资源(routingresources)的基础(bases)的半导体元件。

背景技术：

在集成电路设计中，工程变更命令(eco)是在已处理集成电路的设计之后(例如，下线(tape-out)之后)将逻辑变更直接插入至集成电路中的过程。通常，为了适应这类修改，可将额外逻辑并入至集成电路的设计中，从而使得对应逻辑可在被工程变更命令要求时增添至集成电路的设计。在某些实例中，集成电路设计可涉及单元的使用。单元(cells)是在集成电路内具有预定图案的结构。由于可存储预先确定的单元库，因此这种设计方式是有益的，原因是不必设计集成电路内的每一单独栅极。确切地说，在集成电路的实体布局期间，设计者将新的电路设计分解成一定数目的已知单元设计并接着将这些单元适当地组合，以产生执行所期望功能的电路。

在实体布局期间，被称作基础或工程变更命令基础(ecobases)的单元可包含于所述布局中。工程变更命令基础被设计成不具有特定逻辑(specificlogic)，但所述工程变更命令基础能够被配置成提供所期望的逻辑功能。尽管与仅将额外逻辑部件并入至集成电路布局中相比，将工程变更命令基础包含在内是一种改善，但由于可能存在制作所需互连所必需的重要布线，因此所述两种结构可能均难以与集成电路设计的其余部分互连。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种半导体元件用单元，其包括：至少一个扩散区、多个互连导电图案以及至少一个不同导电图案。所述多个互连导电图案位于所述至少一个扩散区之上并且包括至少第一外侧互连导电图案及第二外侧互连导电图案。所述至少一个不同导电图案位于所述至少一个扩散区上方并散布于所述多个互连导电图案之间。所述至少一个扩散区在第一方向上延伸且所述多个互连导电图案及所述至少一个不同导电图案在实质上垂直于所述第一方向的第二方向上延伸。所述互连导电图案中的至少一者在实质上垂直于所述第一方向的所述第二方向上延伸且足够长以在所述单元垂直地贴靠第二单元时连接至所述第二单元上的另一互连导电图案，从而形成至少一个布线资源(routingresource)。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1是根据某些实施例的具有布线资源的工程变更命令基础设计的例子的示意图。

图2是根据某些实施例的具有布线资源的两个工程变更命令基础的垂直贴靠的第一例子的示意图。

图3是根据某些实施例的具有布线资源的两个工程变更命令基础的垂直贴靠的第二例子的示意图。

图4是根据某些实施例的可利用本文中所阐述的工程变更命令基础实现的连接(connection)的若干例子的示意图。

图5是根据某些实施例的可实作以制造例如本文中所阐述的工程变更命令基础的例子等半导体元件的方法的例子的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或例子。以下阐述组件及排列的具体例子以简化本公开内容。当然，这些仅为例子且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成于第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中所述第一特征及所述第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中所述第一特征与所述第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种例子中重复参考编号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。

本发明在各种实施例中提供具有包括布线资源的单元(例如，基础或工程变更命令基础)设计的半导体元件，所述布线资源可应对现有半导体结构的一个或多个缺点。在某些实施例中，至少部分地通过单元内的互连导电图案(例如，图2及图3中所示的导电图案14、15)形成的布线资源可消除及/或减少上部金属层(例如，后端层)的使用，所述上部金属层可能更难以用于在受限区域下形成恰当的互连(interconnection)。另外，额外布线可在单元层次上节省布线资源，从而在芯片层次上使得更多的布线资源可用(例如：自动放置&布线(automaticplacement&routing，apr))。换句话说，由于以单元层次提供布线资源，因此不需要保留上部金属层来实现此功能。在某些实施例中，由于不要求布线至上部金属层(并且回到单元)，因此不必使用上部金属层，此降低了半导体元件的复杂度并节省了半导体元件内的空间。

举例来说，本发明实施例阐述新颖工程变更命令(eco)基础设计，其包括至少部分地通过单元内的导电图案(例如，图2及图3中所示的互连导电图案14、15)形成的布线资源，并且，在某些实施例中，本发明提供新颖工程变更命令基础设计，其中在工程变更命令基础的一个或多个隅角处的导电路径是可用于补充布线或互连的虚设导电路径。

如本文中所阐述，所述工程变更命令基础是作为集成电路的实体布局的部分而形成的预先确定的单元设计。工程变更命令基础可在集成电路的实体设计内以规则间隔定位或位于原本预先确定的位置中。工程变更命令基础并不用以提供特定的功能(即，工程变更命令基础在其现有的配置中是不可操作的)。工程变更命令掩模是变更掩模，所述变更掩模将工程变更命令基础的功能更改成所期望的功能(例如，所期望的逻辑功能)。换句话说，所述工程变更命令掩模可用于对工程变更命令基础“编程(programmed)”，以操作并提供由对应的标准功能单元提供的相同的通用低层次功能中的一种。在某些实施例中，工程变更命令基础的布置可为充分的，从而使给定的工程变更命令基础能够被“编程”以操作并提供包括以下的逻辑功能中的一者：反相器(inverter)、与非(nand)、或非(nor)、异或(xor)、d锁存器(d-latch)、去耦电容器(decouplingcapacitor，decap)、与-或-反相(and-or-invert，aoi)、或-与-反相(or-and-invert，oai)、多路复用器(multiplexer)、触发器(flip-flop)等。接着，工程变更命令单元可被布线成能够操作地连接至一个或多个标准功能单元并作为集成电路的部分而运作。“工程变更命令单元”是用以指明已应用特定的工程变更命令壳体(ecoshell)的至少一个工程变更命令基础的用语(“工程变更命令壳体”可包括工程变更命令掩模的集合)。本文中所使用的用语“单元”指代在集成电路内具有预定图案的结构。举例来说，单元可包括具有在半导体元件、基础、工程变更命令基础及/或工程变更命令单元的初始布局中使用的预定功能的逻辑单元。

图1是具有布线资源的工程变更命令基础设计的例子的示意图。如图1中所示，工程变更命令基础10包括边界11以及位于边界11内的多个扩散区(通常被称作“od”)12。所述扩散区也可被称作有源区或氧化物扩散区。本文中所使用的这些用语可互换地使用。与所述多个扩散区12重叠的是一个或多个第一导电图案13以及一个或多个互连导电图案14、15。在某些实施例中，第一导电图案13可为多晶硅图案及/或多晶硅栅电极且可被称作“po”图案。在某些实施例中，互连导电图案14、15可为金属图案(例如，氧化物扩散区上的金属图案)且可被称作“md”图案(或“od图案上的m0”)。根据应用于工程变更命令基础的设计/图案，导电图案14、15可连接至位于工程变更命令基础内部的同一列中的另一导电图案14、15。就这点来说，尽管在图1中工程变更命令基础被示出为特定的配置，但一般来说，设计者可确定导电图案14、15可延伸多么长或多么短，以构建所述一个或多个工程变更命令基础来形成工程变更命令单元。换句话说，所述一个或多个第一导电图案13及/或互连导电图案14、15中的一或多者可以特定的图案形成以符合特定需要。如图1中所示，通过以特定方式形成第一导电图案13及/或互连导电图案14、15，扩散区(od)12可被有效地隔离。在某些实施例中，互连导电图案15可被形成为两个区段。

如所说明，在某些实施例中，扩散区12可在第一方向上延伸，而所述多个互连导电图案14、15以及所述一个或多个第一导电图案13可在实质上垂直于第一方向的第二方向上延伸。在某些实施例中，第一方向与第二方向可为不同的，但第一方向与第二方向未必垂直或实质上垂直。

尽管图1说明具有两个扩散区12的工程变更命令基础，但工程变更命令基础可能具有少于(例如，1个)或多于两个扩散区12。举例来说，工程变更命令基础可包括2、3、4、5或6个扩散区12。一般来说，所述扩散区是其中可形成有特定的金属氧化物半导体(metaloxidesemiconductor，mos)晶体管的区。举例来说，根据位于扩散区12下方的特定掺杂层，p沟道金属氧化物半导体(p-channelmos，pmos)晶体管或n沟道金属氧化物半导体(n-channelmos，nmos)晶体管可形成于某些扩散区12或所有扩散区12中。从工程变更命令基础形成这些结构所必需的信息可在以上论述的工程变更命令壳体或工程变更命令掩模中定义。

如图1中所示，互连导电图案14、15并不延伸至工程变更命令基础的中心中。然而，在扩散区12的上方及下方，互连导电图案15比互连导电图案14更远地延伸出所述扩散区。作为结果，在图1中所示的例子中，形成有延伸出扩散区12且在图1所示的情形中延伸出边界11的四(4)个互连导电图案15。在图1中所示的例子中，这些导电图案15位于工程变更命令基础10的隅角处且可被称作虚设图案(或“虚设md”)，这是因为这些导电图案15不作为有源区的部分而使用。如以下将更详细地阐述，由于在一个工程变更命令基础中的各互连导电图案15更易接近(例如，它们延伸出扩散区12)相邻的工程变更命令基础的互连导电图案15，因此所述一个工程变更命令基础中的互连导电图案15形成将工程变更命令基础电耦接在一起的布线资源的至少一部分且是本文中所阐述的工程变更命令基础设计的特性。

在某些实施例中，互连导电图案15可位于工程变更命令基础10的某些隅角处且在其他实施例中，互连导电图案15可位于工程变更命令基础10的所有四个隅角处。在某些实施例中，工程变更命令基础设计可包括1、2、3或4个互连导电图案15。

在图1中所示的工程变更命令基础的具体实施例中，工程变更命令基础10可包括两个扩散区12以及位于所述两个扩散区之上的多个互连导电图案14、15。所述多个互连导电图案包括至少第一外侧互连导电图案15、第二外侧互连导电图案15、以及至少两个内侧互连导电图案14。工程变更命令基础10也包括位于所述两个扩散区12的上方且散布于所述多个互连导电图案14、15之间的多个(例如，三个)第一导电图案13。如图1中所示，所述三个第一导电图案13与互连导电图案14、15以交替地方式定位，从而使得互连导电图案15位于最外侧定位处。如图1中进一步所示，外侧互连导电图案15在扩散区上方及下方的方向上比内侧互连导电图案14更远地延伸。在某些实施例中，外侧互连导电图案15可向外延伸，从而使得所述外侧互连导电图案15为工程变更命令基础的最外侧特征。如以下将阐述，互连导电图案15的这种特性可帮助形成工程变更命令单元。

此外，扩散区12可在第一水平方向上延伸且所述多个互连导电图案14、15以及所述多个第一导电图案13可分别在实质上垂直于第一方向的第二垂直方向上延伸。在此结构中，由于外侧互连导电图案15在工程变更命令基础10的外侧隅角中的每一隅角处定位，因此外侧互连导电图案15可用于在工程变更命令基础10的每一隅角处形成布线资源。

图2是两个工程变更命令基础的垂直贴靠的第一例子的示意图，在所述两个工程变更命令基础中外侧互连导电图案被用于形成布线资源。尽管图2中的例子说明垂直贴靠(verticalabutment)，但应很好地理解，工程变更命令基础可旋转90度，在这种情形中所述工程变更命令基础将水平贴靠。一般来说，所述实施例可以任何方式贴靠，只要工程变更命令基础的取向是相同的或实质上相似的即可。如图2中所示，工程变更命令基础10a包括至少一个扩散区12a且工程变更命令基础10b包括至少一个扩散区12b。如上所论述，根据工程变更命令壳体，特定类型的mos元件可形成于每一扩散区(od)12a、12b中。举例来说，pmos元件或nmos元件可形成于扩散区12a及/或扩散区12b中。

在某些实施例中，所述工程变更命令壳体可增添附加逻辑至集成电路中及/或纠正集成电路中的现有逻辑中的错误。因此，在某些情况下，将一个工程变更命令基础中的一个mos元件连接至另一工程变更命令基础中的另一mos元件以形成所期望的工程变更命令壳体可为期望的。在图4中说明了这些类型的连接中的某些连接，图4为各mos元件之间的示例性连接的示意图。如图4中所示，一个pmos元件可连接至另一pmos元件。作为另外一种选择，一个nmos元件可连接至另一nmos元件或一个pmos元件可连接至另一nmos元件。任何数目的配置可为可能的及/或期望的。在图4中所示的配置中的每一者中，一个元件的源极及/或漏极可通过连接40而连接至另一元件的源极及/或漏极。

重新参照图2，连接40可利用本文中所阐述的工程变更命令基础设计来实现。具体来说，图4中所示的连接40是利用如图2中所示的14a、21b、15c、21d、及14e的组合而实现。如可从图2看出，不必使用任何附加布线(例如，在所述元件的上部金属层中的布线)来实现此连接。如图所示，互连导电图案14a可利用用于形成氧化物扩散区的硅层的各种方法而电耦接至扩散区12a。举例来说，所述互连导电图案可为与mos元件的源极及/或漏极对应的导电触点。互连导电图案14a可经由桥21b(也被称作“mp”区或“多晶硅图案上的m0”)进一步连接至互连导电图案15c。在某些实施例中，“mp”区可为将所述两个导电图案(md)14a及15c与一个第一导电(例如，多晶硅)图案13连接在一起的贴靠层。在某些实施例中，mp区21b、21d可被形成为在导电图案14a、14e、15c及第一导电图案13上方的层。在某些实施例中，一个或多个通路可被用于将桥21b连接至层13、14a及/或15c。互连导电图案15c可经由桥21d而连接至互连导电图案14e。在某些实施例中，区12及13可在早期的前端(frontendofline，feol)工艺期间制造，且区14、15、及21可在随后的中端(middleendofline，meol)工艺中制造。如图2中所示，依序通过14a、21b、15c、21d及14e实现的扩散区12a与扩散区12b之间的此连接是可能的，原因是导电图案(md)15c(通过将工程变更命令基础10a及10b的两个导电图案15相接合而形成)可在所述两个工程变更命令基础10a与工程变更命令基础10b之间提供连接。举例来说，由于外侧互连导电图案15比互连图案14及扩散区12更远地延伸，因此可在扩散区12a与扩散区12b之间形成无中断的导电路径。在某些实施例中，各层可通过如图2中所示在彼此的顶部上堆叠各种层来形成。举例来说，互连导电图案14a、14e及15c可被形成为扩散区12a及12b上方的层且桥21b及21d可形成于所述互连导电图案上方的层上。如此一来，所述各种层可连接至彼此且桥21b及21d可用于在工程变更命令基础之间传送信号。

图3是两个工程变更命令基础的垂直贴靠的第二例子的示意图，在所述两个工程变更命令基础中外侧互连导电图案被用于形成布线资源。如所说明，图3例示当所述两个工程变更命令单元不垂直对齐的情况。如以上结合图2所论述，尽管图3也说明垂直贴靠(而不垂直对齐)，但应很好地理解，工程变更命令基础可旋转90度，在此种情形中，所述工程变更命令基础将水平贴靠。一般来说，所述实施例可以任何方式贴靠，只要工程变更命令基础的取向是相同的或实质上相似的即可。扩散区12a与扩散区12b之间的连接(例如，连接40)是通过组件14a、21b、15c、21d及14e的组合而实现。尽管图2及图3二者均说明2个工程变更命令基础10a、10b的垂直连接，但本文中所阐述的工程变更命令基础的设计并不更改工程变更命令基础连接至(垂直地)工程变更命令单元内的另一工程变更命令基础的能力。在某些实施例中，可使用与桥21b、21d相似的桥。

在某些实施例中，工程变更命令基础的取向可不为相同的。举例来说，只要可以如以上针对图2及图3所阐述的方式形成布线资源，工程变更命令基础的取向便可发生改变。

图5是可实作以制造例如本文中所阐述的工程变更命令基础的例子等半导体元件的方法的例子的流程图。如所说明，所述方法可包括在操作51中形成至少一个扩散区12(例如，氧化物扩散层)，以及在操作52中接着形成位于所述至少一个扩散区12之上的至少一个多晶硅图案13。除多晶硅图案13之外，所述方法还包括在操作53中形成位于所述至少一个扩散区12上方并散布于所述至少一个多晶硅图案13之间的多个导电图案14、15。在操作54中，形成至少一个桥21，以在所述至少一个扩散区12之上将两个不同导电图案连接在一起。在操作53中，所述多个导电图案14、15可包括形成于所述至少一个扩散区之上的至少一个外侧互连导电图案15，进而使得所述至少一个外侧互连导电图案15在耦接至另一工程变更命令基础的外侧互连导电图案15时形成至少一个布线资源。在某些实施例中，操作53可包括同时形成导电图案14、15并将导电图案14、15散布于所述多个图案13之间。图案14及15的长度可基于互连的需要而可为不同的。在某些实施例中，导电图案14可为用于扩散区12的内侧导电图案且图案15可为位于扩散区12的外侧边缘上的外侧导电图案。在某些实施例中，第一工程变更命令基础10a中的第一外侧互连导电图案15与第二工程变更命令基础10b中的第二外侧互连导电图案15可对齐且可在实质上垂直于第一方向的第二方向上延伸，且足够长以在工程变更命令基础彼此垂直贴靠时彼此连接。此电连接能形成所述至少一个布线资源。

本文中所阐述的实施例可提供一种半导体元件用单元(例如，工程变更命令(eco)基础)，所述半导体元件用单元包括：至少一个扩散区；多个互连导电图案，位于所述至少一个扩散区之上并包括至少第一外侧互连导电图案及第二外侧互连导电图案；以及至少一个不同导电(例如，多晶硅)图案，位于所述至少一个扩散区(例如，氧化物扩散区)上方并散布于所述多个互连导电图案之间。所述外侧互连导电图案可在所述至少一个扩散区上方及/或下方的方向上比内侧互连导电图案14更远地延伸。在某些实施例中，外侧互连导电图案15可向外延伸，进而使得外侧互连导电图案15为所述工程变更命令基础的最外侧特征。在某些实施例中，第一工程变更命令基础上的第一外侧互连导电图案与第二工程变更命令基础上的第二外侧互连导电图案可对齐且足够长以在所述工程变更命令基础彼此贴靠时彼此连接，从而形成至少一个布线资源。

本文中所阐述的实施例可提供一种工程变更命令(eco)基础，所述工程变更命令基础包括：至少两个扩散区；多个互连导电图案，位于所述至少两个扩散区之上，且包括至少第一外侧互连导电图案、第二外侧互连导电图案、及至少两个内侧互连导电图案；以及多个多晶硅图案，位于所述至少两个扩散区上方并散布于所述多个互连导电图案之间。所述多个互连导电图案及所述多个多晶硅图案的部分能够被图案化成使得所述互连导电图案不延伸至所述工程变更命令基础的中心中、而是延伸至所述扩散区的上方及下方，互连导电图案15朝所述工程变更命令基础的外侧隅角比互连导电图案14更远地延伸出所述扩散区。所述至少两个扩散区可在第一方向上延伸且所述多个互连导电图案及所述多个多晶硅图案可在实质上垂直于所述第一方向的第二方向上延伸。第一工程变更命令基础上的第一外侧互连导电图案与第二工程变更命令基础上的第二外侧互连导电图案可对齐且足够长以在所述工程变更命令基础彼此贴靠时彼此连接，从而形成至少一个布线资源。

在某些实施例中，布线资源可形成于所述工程变更命令基础的每一隅角处。在某些实施例中，所述至少一个布线资源可使得用于工程变更命令单元的至少两个工程变更命令基础之间能够垂直贴靠。在某些实施例中，所述至少一个扩散区(例如，氧化物扩散区)可包括至少2个扩散区或至少3个扩散区。在某些实施例中，所述多个互连导电图案可包括至少4个互连导电图案。在某些实施例中，所述至少一个布线资源可包括至少2个布线资源或4个布线资源。

在某些实施例中，本文中所阐述的所述工程变更命令单元可由工程变更命令单元布局形成。在某些实施例中，所述工程变更命令单元布局可包括本文中所阐述的所述结构及/或为用于形成本文中所阐述的各种结构的一组指令。在某些实施例中，所述指令可为存储于非暂时性计算机可读取记录媒体中的程序。非暂时性计算机可读取记录媒体的某些例子包括但不仅限于外部的/可移除的及/或内部的/内置的存储单元或存储器单元，例如以下中的一或多者：光盘，例如数字视频光盘(dvd)；磁盘，例如硬盘；半导体存储器，例如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)；存储器卡等。

以上所阐述的部件及过程提供在权利要求书中所列举的组件的例子。所述部件及过程也提供所属领域中的普通技术人员可如何制作及使用所主张发明的例子。此处阐述所述部件及过程以在不施加所述权利要求书中所未列举的限制的条件下来提供实现方式及最佳方式。

以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各个方面。所属领域中的技术人员应知，他们可容易地使用本发明作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明的精神及范围，而且他们可在不背离本发明的精神及范围的条件下对其作出各种变化、代替、及变更。