JP2003273231A - 半導体集積回路のシールド構造 - Google Patents
半導体集積回路のシールド構造Info
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Abstract
配線パターンが不明であるブラックボックスとして扱う
場合に、物理配線パターンの明らかな領域内の配線につ
いて、ブラックボックスから受けるクロストークの影響
や配線間に生じる容量を考慮せずに、遅延値を正確に求
めること。 【解決手段】 ブラックボックス1となるマクロ等2の
シールド対象領域の境界上、境界の内側、境界の外側、
または境界の内側と外側に、シールド対象領域を囲むよ
うにシールド配線3を設け、このシールド配線3を、マ
クロ等2の電源端子7や電源配線、またはコンタクト部
8を介して他の配線層の電源配線等に電気的に接続し
て、シールド配線3の電位を固定する。そして、物理配
線パターンの明らかな領域内の配線とシールド配線3と
の間でクロストークの影響や配線間に生じる容量を見積
もることにより、正確な遅延値を求める。
Description
シールド構造に関し、特に、機能ブロックであるマク
ロ、または階層レイアウトでレイアウトされる階層ブロ
ック(以下、マクロ等とする)をシールド配線で囲むシ
ールド構造に関する。
シミュレーションを実行するために配線やゲートの遅延
値を求める必要がある。そのためには、配線間の間隔か
らクロストークの影響や配線間に生じる容量を見積もる
必要がある。特定の配線に関し、クロストークの影響や
他の配線との間に生じる容量の影響を排除して配線間に
生じる容量を正確に見積もる場合には、その特定の配線
に沿ってシールド配線が設けられる。また、マクロ等の
上にシールド層を設けることにより、マクロ等の内外の
配線間でのクロストークの影響や配線間に生じる容量を
考慮することなく、シールド層よりも上の層にマクロ等
の外部の配線を設けることができる。
て、配線がレイアウトされる領域は複数の領域に分割さ
れており、マクロ等の内側の領域のレイアウトと外側の
領域のレイアウトは別々におこなわれる。マクロ等の内
側領域に着目してクロストークの影響や配線間に生じる
容量を見積もる際に、マクロ等の外側領域の物理配線パ
ターンが不明である場合には、マクロ等の外側領域は、
物理配線パターンを考慮しない、いわゆるブラックボッ
クスとして扱われる。また、マクロ等の外側領域に着目
した場合に、マクロ等の内側領域の物理配線パターンが
不明であれば、マクロ等の内側領域は同様にブラックボ
ックスとして扱われる。
クボックスの物理配線パターンが不明であるため、物理
配線パターンの明らかな領域に着目してクロストークの
影響や配線間に生じる容量を見積もる際に、着目してい
る領域の近くにブラックボックスがあると、その着目し
ている領域がブラックボックスから受けるクロストーク
の影響や配線間に生じる容量を、正確に見積もることが
できないという問題点があった。
のであって、マクロ等の内側領域または外側領域を、物
理配線パターンが不明であるブラックボックスとして扱
う場合に、物理配線パターンの明らかな領域内の配線に
ついて、ブラックボックスから受けるクロストークの影
響や配線間に生じる容量を考慮しなくても、遅延値を正
確に求めることを可能とする半導体集積回路のシールド
構造を提供することを目的とする。
め、本発明は、マクロ等のシールド対象領域の境界上、
境界の内側、境界の外側、または境界の内側と外側に、
シールド対象領域を囲むようにシールド配線を設ける。
そして、このシールド配線を、マクロ等の電源端子や電
源配線、またはコンタクト部を介して他の配線層の電源
配線等に電気的に接続する。
ブラックボックスであっても、マクロ等の外側領域の配
線とシールド配線との間でクロストークの影響や配線間
に生じる容量を見積もることにより、正確な遅延値が求
められる。マクロ等の外側領域をブラックボックスとし
て、マクロ等の内側領域の配線についてクロストークの
影響や配線間に生じる容量を見積もり、それに基づいて
遅延値を求める場合も同様である。
いて図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態にか
かるシールド構造は、マクロ等の内側領域または外側領
域を、物理配線パターンが不明であるブラックボックス
として扱い、シールド対象領域とする場合に、ブラック
ボックス周辺の配線層にシールド配線を設けたレイアウ
ト構造とするものである。図1〜図4に平面レイアウト
構造の具体例を示し、図5にそれら平面レイアウト構造
の配線層が積層された場合の縦断面構造の一例を示す。
スの境界上にシールド配線をレイアウトした構造を示す
平面図である。図1において、符号1の破線で示す矩形
の内側領域はマクロ等2よりなるブラックボックスであ
る。シールド配線3は、ブラックボックス1の内側領域
を囲むように、ブラックボックス1の破線で示す境界上
に設けられている。
内部に電気的に接続された外部接続端子4が設けられて
おり、この外部接続端子4には配線5が接続される。こ
の配線5は、マクロ等2の外部の図示しない回路等に電
気的に接続される。外部接続端子4には、マクロ等2に
外部から電源電圧を供給するための電源端子と、マクロ
等2と外部の回路との間で信号を授受するための信号端
子がある。
外部接続端子4が電源端子でない場合には、シールド配
線3は、外部接続端子4のところで途切れており、外部
接続端子4および配線5から絶縁されている。図1に示
す例では、4個の外部接続端子4が電源端子でないた
め、シールド配線3は外部接続端子4から絶縁されてい
る。そして、シールド配線3は、図示しない電源端子ま
たはこれに接続された電源配線に電気的に接続されてい
る。シールド配線3の幅は、特に限定しないが、たとえ
ば配線が定義できる最小の幅であればよい。
スの境界の内側にシールド配線をレイアウトした構造を
示す平面図である。第2の例でも、ブラックボックス1
は、破線で示す矩形の内側領域のマクロ等2である。シ
ールド配線3は、図示しない電源端子またはこれに接続
された電源配線に電気的に接続されている。そして、シ
ールド配線3は、電源端子でない外部接続端子4のとこ
ろで途切れており、外部接続端子4および配線5から絶
縁されている。
スの境界の外側にシールド配線をレイアウトした構造を
示す平面図である。第3の例でも、ブラックボックス1
は、破線で示す矩形の内側領域のマクロ等2である。シ
ールド配線3は、電源端子でない外部接続端子4のとこ
ろで途切れており、図示しない電源端子またはこれに接
続された電源配線に電気的に接続されている。
は、シールド配線3よりも上位の配線層に形成されたた
とえばストライプ状のシールド配線6により覆われてい
る。このブラックボックス1の上を覆うシールド配線6
は、特定の電位の配線や端子以外とは接続されていな
い。ブラックボックス1の上を覆うシールド配線6は、
たとえば電源に接続されている。こうすることによっ
て、物理配線パターンの明らかな領域内のすべての配線
に関し、ブラックボックス1内の配線から受けるクロス
トークの影響や配線間に生じる容量を考慮する必要がな
くなる。
スの境界の内側と外側にシールド配線をレイアウトした
構造を示す平面図である。第4の例では、マクロ等2
は、破線で示す矩形の内側領域であり、ブラックボック
ス1はマクロ等2の外側領域である。したがって、この
場合には、ブラックボックス1の、マクロ等2との境界
近傍に、ブラックボックス1の内部に電気的に接続され
た外部接続端子4が設けられており、この外部接続端子
4に接続された配線5はマクロ等2の内部へ伸びてい
る。シールド配線3は、電源端子でない外部接続端子4
のところで途切れており、図示しない電源端子またはこ
れに接続された電源配線に電気的に接続されている。
四辺のうち一辺については、マクロ等2とブラックボッ
クス1との間でクロストークの影響や配線間に生じる容
量の影響を考慮する必要がないと仮定している。そのた
め、この辺については、シールド配線が設けられていな
い。ただし、マクロ等2とブラックボックス1との間で
クロストークの影響や配線間に生じる容量の影響を考慮
する必要がない部分について、シールド配線を設けても
よいのは勿論である。
1〜図4に示すようなシールド配線構造を有する配線層
は、図5に示すように積層される。シールド配線3は、
マクロ等2の電源端子7、もしくは電源端子7に接続さ
れた配線に直接接続されるか、または、コンタクト部8
を介して他の配線層の電源端子7、もしくは電源端子7
に接続された配線に電気的に接続される。
2の信号端子9によって分離されたシールド配線3や、
シールド配線が不要であるとして分離されたシールド配
線3の電位が固定される。なお、図5においては、第一
の配線層の一部にはシールド配線が不要であるとして設
けられていない。また、図5において、符号10は半導
体基板である。
フローチャートである。レイアウト設計処理では、まず
マクロ・HLBレイアウトによるフロアプランをおこな
い(ステップS61)、電源配線のレイアウトをおこな
う(ステップS62)。ついで、シールド配線を生成し
(ステップS63)、配置、配線処理をおこなう(ステ
ップS64)。
おこなう手順を示すフローチャートである。シールド配
線生成処理では、まずシールド配線を生成する領域の認
識をおこなう(ステップS71)。ついで、認識された
シールド対象領域に対して、上述したように信号端子等
を避けてシールド配線を配線する(ステップS72)。
ついで、配線されたシールド配線を、そのシールド配線
と同じ配線層の電源配線や電源端子に接続したり、異な
る配線層の電源配線や電源端子にコンタクト部を介して
接続することによって、シールド配線の電位を固定する
(ステップS73)。
ックス1があっても、物理配線パターンの明らかな領域
内の配線とシールド配線3との間でクロストークの影響
や配線間に生じる容量を見積もることにより、ブラック
ボックス1内の配線から受けるクロストークの影響や配
線間に生じる容量を見積もらなくても、着目した配線に
ついてクロストークの影響や配線間に生じる容量を正確
に見積もることができる。また、物理配線パターンの明
らかな領域にシールド配線が設けられていない場合に
は、ブラックボックス1内にシールド配線が設けられて
いると仮定することによって、同様にクロストークの影
響や配線間に生じる容量を正確に見積もることができ
る。したがって、遅延値を正確に求めることができる。
線が同じ配線層の配線間で相互に与える影響を防ぐため
のシールド、またはマクロで使用される最上位層の不特
定多数の配線がそれよりも上位の層の配線間で相互に与
える影響を防ぐためのシールドである。それに対して、
上述した実施の形態の各シールド構造は、不特定多数の
配線がブラックボックス1内の同じ配線層の配線から受
ける影響を防ぐシールドである。
ールド構造は一例であり、本発明は、それらにより何ら
制限されるものではなく、適宜変更可能である。
るシールド対象領域と、前記シールド対象領域の境界近
傍に設けられた、前記シールド対象領域の内外で信号の
授受をおこなうための外部接続端子と、前記外部接続端
子、または前記外部接続端子に前記シールド対象領域の
外部から電気的に接続される配線を避けて、前記シール
ド対象領域の境界上に配置されたシールド配線と、を具
備することを特徴とする半導体集積回路のシールド構
造。
るシールド対象領域と、前記シールド対象領域の境界近
傍に設けられた、前記シールド対象領域の内外で信号の
授受をおこなうための外部接続端子と、前記外部接続端
子、または前記外部接続端子に前記シールド対象領域の
外部から電気的に接続される配線を避けて、前記シール
ド対象領域の境界の内側に配置されたシールド配線と、
を具備することを特徴とする半導体集積回路のシールド
構造。
るシールド対象領域と、前記シールド対象領域の境界近
傍に設けられた、前記シールド対象領域の内外で信号の
授受をおこなうための外部接続端子と、前記外部接続端
子、または前記外部接続端子に前記シールド対象領域の
外部から電気的に接続される配線を避けて、前記シール
ド対象領域の境界の外側に配置されたシールド配線と、
を具備することを特徴とする半導体集積回路のシールド
構造。
るシールド対象領域と、前記シールド対象領域の境界近
傍に設けられた、前記シールド対象領域の内外で信号の
授受をおこなうための外部接続端子と、前記外部接続端
子、または前記外部接続端子に前記シールド対象領域の
外部から電気的に接続される配線を避けて、前記シール
ド対象領域の境界の内側および外側に配置されたシール
ド配線と、を具備することを特徴とする半導体集積回路
のシールド構造。
されていることを特徴とする付記1〜4のいずれか一つ
に記載の半導体集積回路のシールド構造。
ト部を介して、前記シールド配線が設けられた層と異な
る層の配線または端子に電気的に接続されていることを
特徴とする付記1〜5のいずれか一つに記載の半導体集
積回路のシールド構造。
ールド対象領域よりも上の配線層に設けられたシールド
層により覆われていることを特徴とする付記1〜6のい
ずれか一つに記載の半導体集積回路のシールド構造。
ブロックであるマクロ、または階層レイアウトでレイア
ウトされる階層ブロックであることを特徴とする付記1
〜7のいずれか一つに記載の半導体集積回路のシールド
構造。
るマクロであって、前記マクロの境界近傍に設けられ
た、前記マクロの内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、前記外部接続端子、または前記外部接続
端子に前記マクロの外部から電気的に接続される配線を
避けて、前記マクロの境界上に配置されたシールド配線
と、を具備することを特徴とするマクロ。
れるマクロであって、前記マクロの境界近傍に設けられ
た、前記マクロの内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、前記外部接続端子、または前記外部接続
端子に前記マクロの外部から電気的に接続される配線を
避けて、前記マクロの境界の内側に配置されたシールド
配線と、を具備することを特徴とするマクロ。
れるマクロであって、前記マクロの境界近傍に設けられ
た、前記マクロの内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、前記外部接続端子、または前記外部接続
端子に前記マクロの外部から電気的に接続される配線を
避けて、前記マクロの境界の外側に配置されたシールド
配線と、を具備することを特徴とするマクロ。
れるマクロであって、前記マクロの境界近傍に設けられ
た、前記マクロの内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、前記外部接続端子、または前記外部接続
端子に前記マクロの外部から電気的に接続される配線を
避けて、前記マクロの境界の内側および外側に配置され
たシールド配線と、を具備することを特徴とするマク
ロ。
続されることを特徴とする付記9〜12のいずれか一つ
に記載のマクロ。
造を設計する設計方法であって、 シールド配線を生成
するシールド対象領域を認識する認識工程と、前記認識
工程によって認識されたシールド対象領域に対してシー
ルド配線を配線する配線工程と、前記配線工程によって
配線されたシールド配線の電位を固定する電位固定工程
と、を含んだことを特徴とする半導体集積回路のシール
ド構造の設計方法。
明であるブラックボックスがあっても、物理配線パター
ンの明らかな領域内の配線とシールド配線との間でクロ
ストークの影響や配線間に生じる容量を見積もることに
より、ブラックボックス内の配線から受けるクロストー
クの影響や配線間に生じる容量を見積もらなくても、着
目した配線についてクロストークの影響や配線間に生じ
る容量を正確に見積もることができる。したがって、遅
延値を正確に求めることができる。
の第1のレイアウト例を示す平面図である。
の第2のレイアウト例を示す平面図である。
の第3のレイアウト例を示す平面図である。
の第4のレイアウト例を示す平面図である。
配線層が積層された場合の縦断面構造の一例を示す断面
図である。
を設計するためのレイアウト設計処理の手順を示すフロ
ーチャートである。
を設計する際のシールド配線生成処理の手順を示すフロ
ーチャートである。
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体基板の一主面に設けられるシール
ド対象領域と、 前記シールド対象領域の境界近傍に設けられた、前記シ
ールド対象領域の内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、 前記外部接続端子、または前記外部接続端子に前記シー
ルド対象領域の外部から電気的に接続される配線を避け
て、前記シールド対象領域の境界上に配置されたシール
ド配線と、 を具備することを特徴とする半導体集積回路のシールド
構造。 - 【請求項2】 半導体基板の一主面に設けられるシール
ド対象領域と、 前記シールド対象領域の境界近傍に設けられた、前記シ
ールド対象領域の内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、 前記外部接続端子、または前記外部接続端子に前記シー
ルド対象領域の外部から電気的に接続される配線を避け
て、前記シールド対象領域の境界の内側に配置されたシ
ールド配線と、 を具備することを特徴とする半導体集積回路のシールド
構造。 - 【請求項3】 半導体基板の一主面に設けられるシール
ド対象領域と、 前記シールド対象領域の境界近傍に設けられた、前記シ
ールド対象領域の内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、 前記外部接続端子、または前記外部接続端子に前記シー
ルド対象領域の外部から電気的に接続される配線を避け
て、前記シールド対象領域の境界の外側に配置されたシ
ールド配線と、 を具備することを特徴とする半導体集積回路のシールド
構造。 - 【請求項4】 半導体基板の一主面に設けられるシール
ド対象領域と、 前記シールド対象領域の境界近傍に設けられた、前記シ
ールド対象領域の内外で信号の授受をおこなうための外
部接続端子と、 前記外部接続端子、または前記外部接続端子に前記シー
ルド対象領域の外部から電気的に接続される配線を避け
て、前記シールド対象領域の境界の内側および外側に配
置されたシールド配線と、 を具備することを特徴とする半導体集積回路のシールド
構造。 - 【請求項5】 前記シールド配線は電源に接続されてい
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載
の半導体集積回路のシールド構造。 - 【請求項6】 前記シールド配線は、コンタクト部を介
して、前記シールド配線が設けられた層と異なる層の配
線または端子に電気的に接続されていることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか一つに記載の半導体集積回路
のシールド構造。 - 【請求項7】 前記シールド対象領域は、同シールド対
象領域よりも上の配線層に設けられたシールド層により
覆われていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
一つに記載の半導体集積回路のシールド構造。 - 【請求項8】 前記シールド対象領域は、機能ブロック
であるマクロ、または階層レイアウトでレイアウトされ
る階層ブロックであることを特徴とする請求項1〜7の
いずれか一つに記載の半導体集積回路のシールド構造。
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