CN108959771B - 一种使用两种金属的等电阻布线方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种使用两种金属的等电阻布线方法，包括以下步骤：1）选取需要配线连接的两组相互平行的端口；2）选择两种布线将要使用的金属工艺，分别设置对应金属的电阻参数；3）分别设置两种金属的电气约束的几何参数；4）根据电气约束参数计算最省空间的布线弯折角度，进而完成每一根布线的完整路径；5）设置连接两种金属的孔的参数；6）计算每一根布线中两种金属的过孔位置，并以孔为界，将布线路径分割为两种金属连接。本发明可以在同等的平行端口情形下，突破单一金属等电阻布线对空间占用的极限，可以节省将近一半的布线空间，同时还不失等电阻特性。

Description

一种使用两种金属的等电阻布线方法

技术领域

本发明涉及平板显示器版图设计技术领域，特别涉及一种使用两种金属的等电阻布线方法，具体涉及一种平板显示器版图设计中平行端口之间的等电阻布线方法。

背景技术

平板显示器版图设计工具需要提供的一项重要的自动化工具就是布线。布线在版图设计流程中占用重要的一环。好的布线策略可以最大限度地节省对版图空间的占用，尤其是对极窄边框和高屏占比需求越来越苛刻的当今社会具有举足轻重的意义。

平板显示器版图设计中一种非常典型的布线场景就是位于两组平行端口之间的布线。这两种平行端口往往具有不同的端口间距，布线从端口较大的端口出发，采用各种策略选择路径，最终“汇聚”在端口小的一侧，如附图所示的布线形式，业内常称这种典型的布线形式为“Fan Out”布线。

由此可见，在一定尺寸的曝光工艺限定下的最小线宽和线间距要求下，不同的布线策略对空间的占用情况和等电阻效果可以大相径庭。在已有的版图设计工具中，Fan Out形式布线经常采用的形式就是想法设法增大Fan Out中间区域的路径长度，同时扩大外围布线宽度的方式取得空间和电阻的平衡。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种使用两种金属布线方法，其可以在同等的平行端口情形下，突破单一金属等电阻布线对空间占用的极限，可以节省将近一半的布线空间，同时还不失等电阻特性。在窄边框和高屏占比要求下具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提供的一种使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取需要配线连接的两组相互平行的端口；

2)选择两种布线将要使用的金属工艺，分别设置对应金属的电阻参数；

3)分别设置两种金属的电气约束的几何参数；

4)根据电气约束参数计算最省空间的布线弯折角度，进而完成每一根布线的完整路径；

5)设置连接两种金属的孔的参数；

6)计算每一根布线中两种金属的过孔位置，并以孔为界，将布线路径分割为两种金属连接。

进一步地，所述布线，竖直段采用相同的金属布线，弯折段布线采用另一种金属布线，过孔换层设置在弯折段中点位置。

进一步地，在所述步骤1)选取需要配线连接的两组相互平行的端口过程中，进一步包括记录每一个端口的位置坐标信息。

进一步地，步骤2)中的所述对应金属的电阻参数，包括：方块电阻率和拐角电阻率。

进一步地，步骤3)所述的两种金属的电气约束的几何参数，包括：满足曝光工艺的最小线宽和同层金属的最小线间距、不同层金属布线之间的最小间距。

进一步地，所述步骤4)进一步包括：

同层金属之间的间距满足设置的最小线间距；

不同层金属之间的斜段相互重叠或者保持设置的不同金属之间的线间距；

布线从端口间距大那一侧出发的第一个拐点在一条水平线上。

进一步地，步骤5)所述的连接两种金属的孔的参数包括：孔的所在的设计单元库名称、单元名称和视图名称，布线与孔的位置关系约束；所述布线与孔的位置关系约束，包括布线进入孔内部分的长度和布线在孔内部分与孔边缘的间距。

进一步地，步骤6)所述的孔的位置位于布线斜段部分的中点。

进一步地，所述步骤5)进一步包括，以孔为界将布线分割为两段，并且在孔的内部，调整布线伸入孔内的距离和距离孔边缘的距离以满足设置的几何约束。

进一步地，所述布线，进一步包括以下步骤，

将布线使用的两种金属层分别记为M1和M2，第一根布线在斜段部分分别使用M1和M2两种金属，第二根布线在斜段部分使用两种金属的顺序为M2和M1；

第一根布线的M1与第二根布线的M2相互重叠或者满足设置的不同层金属的最小线间距；

第一根布线的M2与第二根布线的M1相互重叠或者满足设置的不同层金属的最小线间距，沿着端口排列方向，直至最后一根布线。

与常规的单一金属布线方式相比，使用两种金属的布线方法，由于利用了不同金属之间可以突破最小线间距极限，甚至可以相互重叠而不会违背电气规则的特点，可以在同等条件下节省将近一半的布线空间。同时在合理选取连接两种金属的孔的位置的情况下，仍然可以保持布线之间的等电阻特性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为根据本发明的一种使用两种金属的等电阻布线方法的工作流程图；

图2为根据本发明的实施方式的待布线端口示意图；

图3为根据本发明的实施方式的过孔相关参数示意图；

图4为根据本发明的实施方式的过孔换层过程的示意图；

图5为根据本发明的实施方式的完整布线效果示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为根据本发明的一种使用两种金属的等电阻布线方法的工作流程图。下面将参考图1，对本发明的一种使用两种金属的等电阻布线方法进行描述。

首先，在步骤101，选取需要配线连接的两组相互平行的端口。在版图设计区域选定一个矩形区域，这个矩形区域能够包含所要选中的开始(start)端口；以同样的方式选择结束(end)端口。在选择端口过程需要记录下每一个端口的位置坐标信息。

在该步骤中，将两排平行的信号端口分别记为开始端口和结束端口。布线端口的形式是多种多样的，视版图中具体形式而定，但均可以抽象为某一排物体的一个端部。开始端口中每个端口之间的间距(pitch)大于结束端口中每个端口之间的间距；开始端口和结束端口除了满足相互平行的位置关系之外，整体应该相距一定的距离，这个距离就是用于布线的空间。而沿着端口排列的方向，开始端口和结束端口可以相互对正，也可以有一定的偏移。在实际的版图设计中，这个偏移量也不会很大，否则会需要更多的布线空间。

开始端口和结束端口中的各个端口沿着端口排列的方向两两配对，后续的布线过程就是要连接这些两两配对的端口。图2为根据本发明的实施方式的待布线端口示意图，其示出了端口之间的匹配关系。

在步骤102，设定布线过程使用的两种金属工艺层，同时分别设置这两种金属的电阻参数。

两种金属的需设置的电阻参数包括方块电阻率和拐角电阻率，其主要是指两种金属的方块电阻率(Sheet Resistance)：方块电阻率对于不同的金属材料具有不同的设定。

设置这个参数主要是工具在布线完成后计算每一根布线的电阻值。

单层金属、单根布线的电阻与线长成正比例关系，线宽呈反比例关系，方块电阻率作为系数，电阻R可由下式进行计算：

其中，sheet为布线金属的方块电阻率，Len为布线长度，Width为布线的线宽。

在本发明提供的方法中，两种金属组成的布线电阻计算方法遵循电阻串联规则：

在步骤103，设定控制布线过程中的电气规则参数。

在该步骤中，涉及到的电气规则参数主要包括最小线宽和最小线间距。

最小线宽(Min Width)：布线工艺允许的最小宽度。为了节省空间，实际布线过程将使用此最小宽度设置作为步出线的宽度。

最小线间距(Min Spacing)：相邻两根布线间的间距最小值。布线过程中要始终保持相连的布线间距必须大于此值，才能避免在后续的刻蚀等工艺后的实际线路发生短路的危险。

在步骤104，根据设定的电气约束，获得布线路径。

在该步骤中，主要是计算布线的弯折角度。Fan out形式的每一根布线路径都可以分为三段：连接两个端口的竖直段和连接这两段竖直段的斜线段。这里所要计算的弯折角度就是这段斜线段与端口排列方向所在直线的夹角。为了最大限度地节省布线空间，这个弯折角度的选择可以满足在使用最小线宽布线的前提下，以此角度弯折产生的布线斜线段间距满足步骤103中最小线间距的设置。

在步骤105，设定布线过程中换层所使用的过孔相关参数。

在该步骤中，首先需要选择孔单元，通过指定已经绘制好的过孔设计单元的库名(lib)、单元名(cell)和视图名(view)，工具就可以自动加载(load)这些过孔单元。

下一步要设定孔与布线连接的相关约束参数。主要包括布线进入孔的长度(Inside Extension)和布线与孔边缘应该保持的距离(Wire Pitch)两个参数。图3为根据本发明的实施方式的过孔相关参数示意图，参考图3可以理解这两个参数的意义。

在步骤106，摆放连接两种金属的孔单元并生成完整布线。

在该步骤中，过孔换层发生在布线路径的斜段中点，后续产生布线的过程中以此孔所在点为界，使用两种金属连接，且相邻两根布线中，这两种金属的排列顺序相反。

图4为根据本发明的实施方式的过孔换层过程的示意图，如图4所示，在布线的斜线段部分发生换层过程。为了保证电阻的均一性，本方法布线的竖直段始终使用同一层金属布线，这样，在斜线段与竖直段之间，就会发生第二次换层。

图5为根据本发明的实施方式的完整布线效果示意图。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选取需要配线连接的两组相互平行的端口；

2）选择两种布线将要使用的金属工艺，分别设置对应金属的电阻参数；

3）分别设置两种金属的电气约束的几何参数；

4）根据电气约束参数计算最省空间的布线弯折角度，进而完成每一根布线的完整路径；

5）设置连接两种金属的孔的参数；

6）计算每一根布线中两种金属的过孔位置，并以孔为界，将布线路径分割为两种金属连接。

2.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，所述布线，竖直段采用相同的金属布线，弯折段布线采用另一种金属布线，过孔换层设置在弯折段中点位置。

3.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，在所述步骤1）选取需要配线连接的两组相互平行的端口过程中，进一步包括记录每一个端口的位置坐标信息。

4.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，步骤2）中的所述对应金属的电阻参数，包括：方块电阻率和拐角电阻率。

5.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，步骤3）所述的两种金属的电气约束的几何参数，包括：满足曝光工艺的最小线宽和同层金属的最小线间距、不同层金属布线之间的最小线间距。

6.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，所述步骤4）进一步包括：

同层金属之间的间距满足设置的最小线间距；

不同层金属之间的斜段相互重叠或者保持设置的不同层金属之间的线间距；

布线从端口间距大那一侧出发的第一个拐点在一条水平线上。

7.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，步骤5）所述的连接两种金属的孔的参数包括：孔的所在的设计单元库名称、单元名称和视图名称，布线与孔的位置关系约束；所述布线与孔的位置关系约束，包括布线进入孔内部分的长度和布线在孔内部分与孔边缘的间距。

8.根据权利要求1所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，步骤6）所述的孔的位置位于布线斜段部分的中点。

9.根据权利要求8所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，所述步骤5）进一步包括，以孔为界将布线分割为两段，并且在孔的内部，调整布线伸入孔内的距离和距离孔边缘的距离以满足设置的几何约束。

10.根据权利要求9所述的使用两种金属的等电阻布线方法，其特征在于，所述布线，进一步包括以下步骤，

将布线使用的两种金属层分别记为M1和M2，第一根布线在斜段部分分别使用M1和M2两种金属，第二根布线在斜段部分使用两种金属的顺序为M2和M1；

第一根布线的M1与第二根布线的M2相互重叠或者满足设置的不同层金属的最小线间距；

第一根布线的M2与第二根布线的M1相互重叠或者满足设置的不同层金属的最小线间距，沿着端口排列方向，直至最后一根布线。

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