JP2009071007A - Method for layout of integrated circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for layout of an integrated circuit using auxiliary integrated circuit elements that can cope with either a decoupling capacitor or an antenna diode, by merely changing a wiring layer. <P>SOLUTION: An N-type diffusion region 22 is formed within a P-type substrate 20, while a P-type diffusion region 25 is formed inside an N-type well 23. On the N-type diffusion region 22 and the P-type diffusion region 25, a common cell is prearranged, where polysilicon layers 27, 28 are formed to intersect with each other via an insulating layer 26. When a decoupling capacitor, the N-type diffusion region 22 and the polysilicon layer 28 are to be connected to a grounding region 21 via a grounding wiring layer 29X, while the P-type diffusion region 25 and the polysilicon layer 27 are connected to a power supply region 24 via a power supply wiring layer 31X. When it is to be used as an antenna diode, the N-type diffusion region 22 and the P-type diffusion region 25 are connected to a gate region of a logic cell on the integrated circuit via a metal wiring layer 33 of the lowest layer. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、集積回路設計において、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードの何れにも対応可能な補助的な集積回路素子を使用する集積回路のレイアウト方法に関するものである。   The present invention relates to an integrated circuit layout method using an auxiliary integrated circuit element capable of supporting both a decoupling capacitor and an antenna diode in integrated circuit design.

微細化の進んだ半導体集積回路の製造プロセスにおいて、半導体チップのエッチング工程等で配線パターン上に電荷が蓄積する現象が起こっている。製造工程中に配線パターンに電荷が蓄積すると、この配線パターンに接続されたトランジスタのゲート電極を通して素子に電荷が流れ込み、性能が劣化したり、素子自体が破壊されたりするという現象(アンテナ効果)が発生する。このため、アンテナ効果が大きくなると予測される配線パターンと電源領域或いは接地領域との間に、製造工程中に蓄積される電荷を放電するためのダイオード(アンテナダイオード)を接続する対策がとられている。   In a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit that has been miniaturized, a phenomenon has occurred in which charges are accumulated on a wiring pattern in a semiconductor chip etching process or the like. When charges are accumulated in the wiring pattern during the manufacturing process, the charge flows into the element through the gate electrode of the transistor connected to the wiring pattern, resulting in a phenomenon that the performance deteriorates or the element itself is destroyed (antenna effect). appear. For this reason, measures are taken to connect a diode (antenna diode) for discharging charges accumulated during the manufacturing process between the wiring pattern predicted to increase the antenna effect and the power supply region or the ground region. Yes.

また、高速で動作する回路では、動作時に電源から回路に供給される電流の変動により、電源配線の抵抗等による電圧降下の影響が大きくなっている。この対策としては、電源配線と接地配線の間にMOSトランジスタのゲート容量を利用したデカップリングキャパシタを接続することが一般的に行われている。   Further, in a circuit that operates at a high speed, the influence of a voltage drop due to the resistance of the power supply wiring or the like is increased due to fluctuations in current supplied from the power supply to the circuit during operation. As a countermeasure, a decoupling capacitor using a gate capacitance of a MOS transistor is generally connected between the power supply wiring and the ground wiring.

図2は、従来のデカップリングキャパシタとアンテナダイオードの構成図である。
デカップリングキャパシタは、図2(a)に示すように、例えばP型基板1上にP+不純物を拡散した接地領域2と、N+不純物を拡散したN型拡散層3を有すると共に、このP型基板1上に形成されたN型ウエル4にN+不純物を拡散した電源領域5とP+不純物を拡散したP型拡散層6を有している。これらのN型拡散層3やP型拡散層6が形成されたP型基板1の表面には、絶縁層7を介してMOSトランジスタのゲート電極に相当するポリシリコン層8a,8bが設けられている。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional decoupling capacitor and antenna diode.
As shown in FIG. 2A, the decoupling capacitor includes a ground region 2 in which P + impurities are diffused and an N-type diffusion layer 3 in which N + impurities are diffused on a P-type substrate 1, for example. A power source region 5 in which N + impurities are diffused and a P-type diffusion layer 6 in which P + impurities are diffused are provided in an N-type well 4 formed on the substrate 1. On the surface of the P-type substrate 1 on which the N-type diffusion layer 3 and the P-type diffusion layer 6 are formed, polysilicon layers 8a and 8b corresponding to the gate electrodes of the MOS transistors are provided via the insulating layer 7. Yes.

更に、接地領域2の上には、絶縁層7を介して接地配線層9が形成され、これらの接地領域2と接地配線層9の間が、コンタクト10によって電気的に接続されている。また、ポリシリコン層8aと接地配線層9の間も、コンタクト11によって電気的に接続されている。   Further, a ground wiring layer 9 is formed on the ground region 2 via an insulating layer 7, and the ground region 2 and the ground wiring layer 9 are electrically connected by a contact 10. Further, the polysilicon layer 8 a and the ground wiring layer 9 are also electrically connected by the contact 11.

同様に、電源領域5の上には、絶縁層7を介して電源配線層12が形成され、これらの電源領域5と電源配線層12の間が、コンタクト13によって電気的に接続されている。また、ポリシリコン層8bと電源配線層12の間も、コンタクト14によって電気的に接続されている。   Similarly, a power supply wiring layer 12 is formed on the power supply region 5 via an insulating layer 7, and the power supply region 5 and the power supply wiring layer 12 are electrically connected by a contact 13. Further, the polysilicon layer 8 b and the power supply wiring layer 12 are also electrically connected by a contact 14.

これにより、N型ウエル4内のP型拡散層6とポリシリコン層8aによるキャパシタと、P型基板1上のN型拡散層3とポリシリコン層8bによるキャパシタが形成され、それぞれ接地配線層9と電源配線層12の間に接続される。   As a result, a capacitor composed of the P-type diffusion layer 6 and the polysilicon layer 8a in the N-type well 4 and a capacitor composed of the N-type diffusion layer 3 and the polysilicon layer 8b on the P-type substrate 1 are formed. And between the power supply wiring layers 12.

一方、アンテナダイオードは、図2(b)に示すように、例えばP型基板1上にP+不純物を拡散した接地領域2と、N+不純物を拡散したN型拡散層3を有すると共に、このP型基板1上に形成されたN型ウエル4にN+不純物を拡散した電源領域5を有している。これらのN型拡散層3やN型ウエル4が形成されたP型基板1の表面には、絶縁層7を介して、接地配線層9、電源配線層12及び最下層のメタル配線層15が形成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 2B, the antenna diode has, for example, a ground region 2 in which P + impurities are diffused on an P-type substrate 1 and an N-type diffusion layer 3 in which N + impurities are diffused. The N-type well 4 formed on the substrate 1 has a power supply region 5 in which N + impurities are diffused. On the surface of the P-type substrate 1 on which the N-type diffusion layer 3 and the N-type well 4 are formed, a ground wiring layer 9, a power supply wiring layer 12, and a lowermost metal wiring layer 15 are interposed via an insulating layer 7. Is formed.

接地配線層9はコンタクト10を介して接地領域2に接続され、電源配線層12はコンタクト13を介して電源領域5に接続されている。また、最下層のメタル配線層15はコンタクト16を介してN型拡散層3に接続されると共に、アンテナ効果が想定される配線パターンに繋がるゲートに接続されている。   The ground wiring layer 9 is connected to the ground region 2 through a contact 10, and the power supply wiring layer 12 is connected to the power supply region 5 through a contact 13. The lowermost metal wiring layer 15 is connected to the N-type diffusion layer 3 through a contact 16 and is connected to a gate that leads to a wiring pattern in which an antenna effect is assumed.

これにより、P型基板1とN型拡散層3の間にダイオードが形成され、このダイオードの陰極側が最下層のメタル配線層15を通してアンテナ効果が想定される配線パターンに繋がるゲートに接続されることになる。   As a result, a diode is formed between the P-type substrate 1 and the N-type diffusion layer 3, and the cathode side of this diode is connected through the lowermost metal wiring layer 15 to a gate that leads to a wiring pattern in which an antenna effect is assumed. become.

このようなデカップリングキャパシタやアンテナダイオードの形状構造はライブラリとして登録され、集積回路の設計時に必要に応じてライブラリから読み出されて、適宜配置されることになる。   Such shape structures of decoupling capacitors and antenna diodes are registered as a library, read from the library as necessary when designing an integrated circuit, and appropriately arranged.

特開2006−303377号公報JP 2006-303377 A

上記特許文献1には、デカップリングキャパシタの周波数特性の改善と、このデカップリングキャパシタ配置の面積効率の低下を抑制するために、高速回路用にはゲート長の大きなキャパシタと小さなキャパシタを混在させ、低速回路用にはゲート長の長いキャパシタのみで形成した半導体装置が記載されている。   In the above-mentioned Patent Document 1, in order to improve the frequency characteristics of the decoupling capacitor and suppress the reduction of the area efficiency of the decoupling capacitor arrangement, a capacitor having a large gate length and a small capacitor are mixed for a high-speed circuit. For low-speed circuits, a semiconductor device formed only with a capacitor having a long gate length is described.

しかしながら、前記デカップリングキャパシタとアンテナダイオードでは、形状構造が異なるため、論理回路素子の占める割合が多い半導体チップのレイアウトでは、必要十分なデカップリングキャパシタとアンテナダイオードを予め準備することが困難なことが予想される。そのため、レイアウト設計を行った後のシミュレーションで、アンテナ効果が大きな配線パターンや、電源電圧降下の大きな電源配線の存在が明らかになる場合がある。   However, since the decoupling capacitors and the antenna diodes have different shape structures, it may be difficult to prepare necessary and sufficient decoupling capacitors and antenna diodes in advance in a semiconductor chip layout in which the proportion of logic circuit elements is large. is expected. For this reason, the simulation after the layout design may reveal the existence of a wiring pattern having a large antenna effect or a power supply wiring having a large power supply voltage drop.

このような場合、遠距離にある予備のデカップリングセルやアンテナダイオードセルに対して配線を行うか、論理回路素子及びデカップリングセルやアンテナダイオードセルの配置をやり直す必要がある。遠距離にある予備セルへ配線を変更する場合は、配線長が長くなることや、配線が混雑したレイアウトにおいて配線が収束しないという問題がある。また、配置をやり直す場合には再配置の為、レイアウト設計工数が大きくなるという問題がある。   In such a case, it is necessary to perform wiring for a spare decoupling cell or antenna diode cell at a long distance, or to re-arrange the logic circuit element, decoupling cell, or antenna diode cell. When the wiring is changed to a spare cell at a long distance, there are problems that the wiring length becomes long and the wiring does not converge in a layout where the wiring is congested. Further, when re-arranging, there is a problem that the layout design man-hour is increased due to re-arrangement.

本発明は、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードの下地構造を共通化することにより、配線層の変更のみでデカップリングキャパシタとアンテナダイオードの何れにも対応可能な補助用の集積回路素子を使用する集積回路のレイアウト方法を提供することを目的としている。   The present invention provides an integrated circuit using an auxiliary integrated circuit element that can be used for both the decoupling capacitor and the antenna diode by changing the wiring layer by sharing the base structure of the decoupling capacitor and the antenna diode. The purpose is to provide a layout method.

本発明の集積回路のレイアウト方法は、論理動作を行う複数の論理セルのパターンが登録されたライブラリに、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードに共用できる下地パターンを有する共用セルを追加登録する登録処理と、前記ライブラリに登録された複数の論理セルを組み合わせて所望の動作を行う集積回路を設計する設計処理と、前記設計処理で設計された集積回路にデカップリングキャパシタとアンテナダイオードを付加する付加処理と、前記デカップリングキャパシタとアンテナダイオードが付加された集積回路と前記ライブラリに基づいて該集積回路を構成する論理セルと共用セルを配置してセル間の配線を行うと共に、未使用領域に前記共用セルを配置するレイアウト処理と、前記レイアウト処理で得られた前記集積回路の特性を検証する検証処理と、前記検証処理で所望の特性が得られないときには、所望の特性が得られるまで前記共用セルに対する配線の変更と前記検証処理を繰り返す調整処理とを順次実行することを特徴としている。   The integrated circuit layout method of the present invention includes a registration process for additionally registering a shared cell having a ground pattern that can be shared by a decoupling capacitor and an antenna diode in a library in which patterns of a plurality of logic cells performing a logic operation are registered. A design process for designing an integrated circuit that performs a desired operation by combining a plurality of logic cells registered in the library; an additional process for adding a decoupling capacitor and an antenna diode to the integrated circuit designed by the design process; Based on the integrated circuit to which the decoupling capacitor and the antenna diode are added, and the library, the logic cell and the common cell constituting the integrated circuit are arranged to perform wiring between the cells, and the shared cell is disposed in an unused area. Layout processing to be arranged and the integration obtained by the layout processing A verification process for verifying the characteristics of the path, and when a desired characteristic is not obtained by the verification process, a wiring change for the shared cell and an adjustment process for repeating the verification process are sequentially executed until the desired characteristic is obtained. It is characterized by that.

また、前記共用セルの下地パターンは、第1導電型半導体の基板に第2導電型不純物を拡散して形成されたウエルと、前記基板に高濃度の第1導電型不純物を拡散して形成された第1電源領域と、前記ウエルに高濃度の第2導電型不純物を拡散して形成された第2電源領域と、前記第1電源領域と前記第2電源領域の間の前記基板に高濃度の第2導電型不純物を拡散して形成された第2導電型拡散層と、前記第1電源領域と前記第2電源領域の間の前記ウエルに高濃度の第1導電型不純物を拡散して形成された第1導電型拡散層と、前記基板及びウエルの表面に形成された絶縁層と、前記絶縁層を介して前記第2導電型拡散層に交差するように形成された第1のポリシリコン層と、前記絶縁層を介して前記第1導電型拡散層に交差するように形成された第2のポリシリコン層とを有している。   Further, the base pattern of the shared cell is formed by diffusing a second conductivity type impurity in the first conductivity type semiconductor substrate and diffusing a high concentration first conductivity type impurity in the substrate. A first power source region; a second power source region formed by diffusing a high concentration second conductivity type impurity in the well; and a high concentration in the substrate between the first power source region and the second power source region. A second conductive type diffusion layer formed by diffusing the second conductive type impurity and a high concentration first conductive type impurity diffused into the well between the first power source region and the second power source region. A first conductive type diffusion layer formed, an insulating layer formed on the surface of the substrate and well, and a first poly layer formed so as to intersect the second conductive type diffusion layer via the insulating layer. Crossing the silicon layer and the first conductivity type diffusion layer through the insulating layer And a second polysilicon layer has been made.

本発明では、集積回路の動作安定のために付加するデカップリングキャパシタと、製造工程中のトラブル防止のために付加するアンテナダイオードの下地パターンを共通化している。これにより、デカップリングキャパシタとして使用するときは、第2導電型拡散層と第2のポリシリコン層を、第1の電源配線層を介して第1電源領域に電気的に接続すると共に、第1導電型拡散層と第1のポリシリコン層を、第2の電源配線層を介して第2電源領域に電気的に接続する。また、アンテナダイオードとして使用するときは、第1導電型拡散層と第2導電型拡散層のいずれか一方または両方を、最下層のメタル配線層を介して集積回路を構成する論理セルのゲート領域に接続する。これらの変更は、配線層とコンタクトのみで済むので、論理セルの配置変更からレイアウトをやり直す場合に比べて開発時間が短縮できる。また、遠距離に配置された予備のデカップリングキャパシタやアンテナダイオードから配線を引き延ばす必要がなくなり、配線の簡素化ができるという効果がある。   In the present invention, the decoupling capacitor added to stabilize the operation of the integrated circuit and the base pattern of the antenna diode added to prevent trouble during the manufacturing process are shared. Thus, when used as a decoupling capacitor, the second conductivity type diffusion layer and the second polysilicon layer are electrically connected to the first power source region via the first power source wiring layer, and the first The conductive diffusion layer and the first polysilicon layer are electrically connected to the second power supply region via the second power supply wiring layer. Further, when used as an antenna diode, one or both of the first conductivity type diffusion layer and the second conductivity type diffusion layer are connected to the gate region of the logic cell constituting the integrated circuit via the lowermost metal wiring layer. Connect to. Since these changes only require the wiring layer and the contact, the development time can be shortened as compared with the case where the layout is changed from the change of the logic cell arrangement. In addition, there is no need to extend the wiring from a spare decoupling capacitor or antenna diode disposed at a long distance, and the wiring can be simplified.

この発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、次の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。但し、図面は、もっぱら解説のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。   The above and other objects and novel features of the present invention will become more fully apparent when the following description of the preferred embodiment is read in conjunction with the accompanying drawings. However, the drawings are for explanation only, and do not limit the scope of the present invention.

図1は、本発明の実施例を示す補助用の集積回路素子の構成図であり、同図(a)は平面図、及び同図(b)は同図(a)中のX−X線に沿う部分の断面図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an auxiliary integrated circuit element showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is an XX line in FIG. 1 (a). FIG.

この集積回路素子は、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードの下地パターンを共通化することにより、配線層の変更のみでデカップリングキャパシタとアンテナダイオードの何れにも対応できるようにした共用セルである。この集積回路素子は、インバータや論理和ゲート等のように論理セルとして使用されるものではないが、補助的な共用セルとしてライブラリに登録され、集積回路の設計時に必要に応じてライブラリから読み出されてレイアウトパターン上に適宜配置されるものである。   This integrated circuit element is a shared cell that can be used for both the decoupling capacitor and the antenna diode only by changing the wiring layer by sharing the base pattern of the decoupling capacitor and the antenna diode. Although this integrated circuit element is not used as a logic cell like an inverter or an OR gate, it is registered in the library as an auxiliary shared cell, and is read from the library as needed when designing the integrated circuit. Thus, they are appropriately arranged on the layout pattern.

この集積回路素子は、P型基板20上に高濃度のP+不純物を拡散した接地領域21と、高濃度のN+不純物を拡散したN型拡散層22を有すると共に、このP型基板1上に形成されたN型ウエル23にN+不純物を拡散した電源領域24とP+不純物を拡散したP型拡散層25を有している。なお、接地領域21と電源領域24は、この集積回路素子の両端に平行して配置されている。また、N型拡散層22は接地領域21に平行に隣接して形成され、P型拡散層25は電源領域24に平行に隣接して形成されている。   This integrated circuit element has a ground region 21 in which a high concentration P + impurity is diffused on a P type substrate 20 and an N type diffusion layer 22 in which a high concentration N + impurity is diffused, and is formed on the P type substrate 1. The N-type well 23 has a power source region 24 in which N + impurities are diffused and a P-type diffusion layer 25 in which P + impurities are diffused. The ground region 21 and the power source region 24 are arranged in parallel to both ends of the integrated circuit element. The N type diffusion layer 22 is formed adjacent to the ground region 21 in parallel, and the P type diffusion layer 25 is formed adjacent to the power source region 24 in parallel.

また、これらのN型拡散層22やP型拡散層25の表面には、絶縁層26を介してポリシリコン層27,28が設けられている。ポリシリコン層27は、N型拡散層22と交差するように、接地領域21と電源領域24の間に延在されている。また、ポリシリコン層28は、P型拡散層25と交差するように、接地領域21と電源領域24の間に延在されている。但し、N型拡散層22とP型拡散層25は、接地領域21と電源領域24に接続されてはいない。これらのN型拡散層22、P型拡散層25、及びポリシリコン層27,28が下地パターンとなる。   Polysilicon layers 27 and 28 are provided on the surfaces of the N-type diffusion layer 22 and the P-type diffusion layer 25 with an insulating layer 26 interposed therebetween. The polysilicon layer 27 extends between the ground region 21 and the power supply region 24 so as to intersect the N-type diffusion layer 22. The polysilicon layer 28 extends between the ground region 21 and the power supply region 24 so as to intersect with the P-type diffusion layer 25. However, the N-type diffusion layer 22 and the P-type diffusion layer 25 are not connected to the ground region 21 and the power source region 24. The N type diffusion layer 22, the P type diffusion layer 25, and the polysilicon layers 27 and 28 serve as a base pattern.

更に、接地領域21上には、絶縁層26を介して接地配線29が設けられ、これらの接地領域21と接地配線29の間が、コンタクト30によって電気的に接続されている。同様に、電源領域24上には、絶縁層26を介して電源配線31が設けられ、これらの電源領域24と電源配線31の間が、コンタクト32によって電気的に接続されている。   Further, a ground wiring 29 is provided on the ground region 21 via an insulating layer 26, and the ground region 21 and the ground wiring 29 are electrically connected by a contact 30. Similarly, a power supply wiring 31 is provided on the power supply region 24 via an insulating layer 26, and the power supply region 24 and the power supply wiring 31 are electrically connected by a contact 32.

この集積回路素子は、配線層とコンタクトの追加により、アンテナダイオードを構成したり、デカップリングキャパシタを構成したりすることができる。   This integrated circuit element can constitute an antenna diode or a decoupling capacitor by adding a wiring layer and a contact.

図3は、図1の集積回路素子を使用したアンテナダイオードの構成図であり、同図(a)は平面図、及び同図(b)は同図(a)中のY−Y線に沿う部分の断面図である。   3A and 3B are configuration diagrams of an antenna diode using the integrated circuit element of FIG. 1, in which FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is along the YY line in FIG. It is sectional drawing of a part.

このアンテナダイオードは、絶縁層26の上に形成された最下層のメタル配線層33を有している。最下層のメタル配線層33の一端は、N型拡散層22またはP型拡散層25の上方まで延びており、この一端でコンタクト34を介してN型拡散層22またはP型拡散層25に接続されている。また、最下層のメタル配線層33の他端は、図示していないが、アンテナ効果が想定される論理セルのゲートに接続されている。   This antenna diode has a lowermost metal wiring layer 33 formed on the insulating layer 26. One end of the lowermost metal wiring layer 33 extends to above the N-type diffusion layer 22 or the P-type diffusion layer 25, and is connected to the N-type diffusion layer 22 or the P-type diffusion layer 25 through the contact 34 at this one end. Has been. The other end of the lowermost metal wiring layer 33 is connected to the gate of a logic cell that is assumed to have an antenna effect (not shown).

これにより、P型基板20とN型拡散層22の間にアンテナダイオードが形成され、このアンテナダイオードの陰極側が最下層のメタル配線層33を通してアンテナ効果が想定されるゲートに接続される。また、N型ウエル23とP型拡散層25の間にアンテナダイオードが形成され、このアンテナダイオードの陽極側が最下層のメタル配線層33を通してアンテナ効果が想定されるゲートに接続される。従って、これらのアンテナダイオードは、電源電位に対して逆方向に接続されるので、実際の動作時には何ら影響を与えない。また、製造工程中は、最下層のメタル配線層33に蓄積された電荷を基板側に放電するための静電破壊防止用のダイオードとして作用する。   Thereby, an antenna diode is formed between the P-type substrate 20 and the N-type diffusion layer 22, and the cathode side of the antenna diode is connected to the gate where the antenna effect is assumed through the lowermost metal wiring layer 33. An antenna diode is formed between the N-type well 23 and the P-type diffusion layer 25, and the anode side of the antenna diode is connected through the lowermost metal wiring layer 33 to the gate where the antenna effect is assumed. Therefore, since these antenna diodes are connected in the opposite direction with respect to the power supply potential, there is no influence during actual operation. Further, during the manufacturing process, it acts as a diode for preventing electrostatic breakdown for discharging charges accumulated in the lowermost metal wiring layer 33 to the substrate side.

図4は、図1の集積回路素子を使用したデカップリングキャパシタの構成図であり、同図(a)は平面図、及び同図(b)は同図(a)中のZ−Z線に沿う部分の断面図である。   4 is a configuration diagram of a decoupling capacitor using the integrated circuit element of FIG. 1. FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a ZZ line in FIG. It is sectional drawing of the part which follows.

このデカップリングキャパシタは、接地配線層29からN型拡散層22とポリシリコン層28の上方まで延びる接地配線層29Xを有しており、この接地配線層29XとN型拡散層22及びポリシリコン層28との間が、コンタクト30Xによって電気的に接続されている。更に、このデカップリングキャパシタは、電源配線層31からP型拡散層25とポリシリコン層27の上方まで延びる電源配線層31Xを有しており、この電源配線層31XとP型拡散層25及びポリシリコン層27との間が、コンタクト32Xによって電気的に接続されている。   This decoupling capacitor has a ground wiring layer 29X extending from the ground wiring layer 29 to above the N-type diffusion layer 22 and the polysilicon layer 28. The ground wiring layer 29X, the N-type diffusion layer 22 and the polysilicon layer 28 is electrically connected by a contact 30X. Further, the decoupling capacitor has a power supply wiring layer 31X extending from the power supply wiring layer 31 to above the P-type diffusion layer 25 and the polysilicon layer 27. The power supply wiring layer 31X, the P-type diffusion layer 25, and the poly The silicon layer 27 is electrically connected by a contact 32X.

これにより、N型拡散層22とこれに交差するポリシリコン層27によってキャパシタが構成され、更に、P型拡散層25とこれに交差するポリシリコン層28によってキャパシタが形成される。これらのキャパシタは、それぞれ接地配線層29と電源配線層31の間に接続され、デカップリングキャパシタとして機能する。   Thus, a capacitor is formed by the N-type diffusion layer 22 and the polysilicon layer 27 intersecting with the N-type diffusion layer 22, and a capacitor is formed by the P-type diffusion layer 25 and the polysilicon layer 28 intersecting with the P-type diffusion layer 25. These capacitors are connected between the ground wiring layer 29 and the power supply wiring layer 31, respectively, and function as decoupling capacitors.

次に、図1の集積回路素子を使用した集積回路のレイアウト方法を説明する。
先ず、各種の論理動作を行う複数の論理セルのパターンが登録されたライブラリに、図1の集積回路素子の下地パターンを、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードの共用セルとして追加登録する。
Next, an integrated circuit layout method using the integrated circuit element of FIG. 1 will be described.
First, the base pattern of the integrated circuit element of FIG. 1 is additionally registered as a shared cell of the decoupling capacitor and the antenna diode in a library in which patterns of a plurality of logic cells performing various logic operations are registered.

次に、ライブラリに登録された論理セルを使用して、目的とする集積回路の所望の論理動作を行うための回路設計を行う。この時点で、所望の論理動作を行わせるために必要な論理セルで構成される回路に、動作安定用のデカップリングキャパシタと、製造工程におけるアンテナ効果を抑制するためのアンテナダイオードを追加する。   Next, using the logic cells registered in the library, a circuit design for performing a desired logic operation of the target integrated circuit is performed. At this point, a decoupling capacitor for stabilizing the operation and an antenna diode for suppressing the antenna effect in the manufacturing process are added to a circuit composed of logic cells necessary for performing a desired logic operation.

設計された回路とライブラリに基づいて、集積回路を構成する論理セルと共用セルを配置してセル間の配線を行うレイアウト設計を行う。このとき、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードとして、共用セルの下地パターンがレイアウト上で区別することなく配置される。また、レイアウト上の未使用領域に未接続の共用セルを配置する。   Based on the designed circuit and library, layout design is performed in which logic cells and shared cells constituting the integrated circuit are arranged and wiring between the cells is performed. At this time, as the decoupling capacitor and the antenna diode, the ground pattern of the shared cell is arranged without being distinguished on the layout. In addition, an unconnected shared cell is arranged in an unused area on the layout.

その後、設計されたレイアウトに基づいてシミュレーションを行い、アンテナ効果や電源電圧降下に対する所望の特性が得られたか否かを確認する。もしもアンテナ効果の抑制が十分でない場合には、未接続の共用セルをアンテナダイオードとして使用したり、デカップリングキャパシタとして配置した共用セルをアンテナダイオードに変更したりするための配線変更を行う。また、電源電圧降下の抑制が十分でない場合には、未接続の共用セルをデカップリングキャパシタとして使用したり、アンテナダイオードとして配置した共用セルをデカップリングキャパシタに変更したりする。この変更は、セル自体の配置を変更するものではなく、セル間の配線変更のみである。   Thereafter, a simulation is performed based on the designed layout, and it is confirmed whether or not desired characteristics with respect to the antenna effect and the power supply voltage drop are obtained. If the antenna effect is not sufficiently suppressed, the wiring is changed to use an unconnected shared cell as an antenna diode or to change a shared cell arranged as a decoupling capacitor to an antenna diode. If the power supply voltage drop is not sufficiently suppressed, an unconnected shared cell is used as a decoupling capacitor, or a shared cell arranged as an antenna diode is changed to a decoupling capacitor. This change does not change the arrangement of the cells themselves, but only changes the wiring between the cells.

そして、所望の特性が得られるまで、配線変更とシミュレーションを繰り返して行い、最終的に所望の特性を満たす集積回路の配置配線のレイアウトが完成する。このときのレイアウト変更は、未使用の共用セルをアンテナダイオードまたはデカップリングキャパシタに割り当てることと、アンテナダイオードとデカップリングキャパシタを入れ替えることである。ここで、アンテナダイオードとデカップリングキャパシタの下地パターン(N型拡散層22、P型拡散層25、及びポリシリコン層27,28)は、図1に示すように同一であるので、実際にレイアウト変更の対象となる箇所は、配線層(接地配線層29、電源配線層31、及び最下層のメタル配線層33)とコンタクトのみである。   Then, the wiring change and the simulation are repeated until the desired characteristics are obtained, and the layout of the layout and wiring of the integrated circuit that finally satisfies the desired characteristics is completed. The layout change at this time is to allocate an unused shared cell to an antenna diode or a decoupling capacitor, and to replace the antenna diode and the decoupling capacitor. Here, the ground pattern of the antenna diode and the decoupling capacitor (N-type diffusion layer 22, P-type diffusion layer 25, and polysilicon layers 27 and 28) is the same as shown in FIG. Only the wiring layer (the ground wiring layer 29, the power supply wiring layer 31, and the lowermost metal wiring layer 33) and the contact are targeted.

以上のように、本実施例の集積回路素子は、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードの何れにも対応可能な下地パターンを有する共用セルの構造となっている。これにより、シミュレーション等によって所望の性能が確認できない場合には、配線層とコンタクトの変更のみで予備の集積回路素子をデカップリングキャパシタまたはアンテナダイオードに割り当てたり、アンテナダイオードとデカップリングキャパシタを相互に変更したりすることができるので、論理セルの配置変更からレイアウトをやり直す場合に比べて開発時間が短縮できる。また、遠距離に配置された予備のデカップリングキャパシタやアンテナダイオードから配線を引き延ばす必要がなくなるので、配線の簡素化ができるという利点がある。   As described above, the integrated circuit element of this embodiment has a shared cell structure having a base pattern that can be used for both the decoupling capacitor and the antenna diode. As a result, if the desired performance cannot be confirmed by simulation or the like, spare integrated circuit elements can be assigned to decoupling capacitors or antenna diodes only by changing wiring layers and contacts, or antenna diodes and decoupling capacitors can be changed mutually. Therefore, development time can be shortened compared with the case where the layout is changed from the change of the logic cell arrangement. In addition, there is no need to extend the wiring from a spare decoupling capacitor or antenna diode disposed at a long distance, so that there is an advantage that the wiring can be simplified.

なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例えば、次のようなものがある。
(a) P型基板を用いた例を示したが、N型基板についても同様に適用可能である。
(b) 設計されたレイアウトの性能評価は、シミュレーションに限定せず、試作品を用いて行うこともできる。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible. Examples of this modification include the following.
(A) Although an example using a P-type substrate has been shown, the present invention can be similarly applied to an N-type substrate.
(B) Performance evaluation of the designed layout is not limited to simulation, but can also be performed using a prototype.

本発明の実施例の構成図である。It is a block diagram of the Example of this invention. 従来のデカップリングキャパシタとアンテナダイオードの構成図である。It is a block diagram of the conventional decoupling capacitor and an antenna diode. 図1の集積回路素子を使用したアンテナダイオードの構成図である。It is a block diagram of the antenna diode which uses the integrated circuit element of FIG. 図1の集積回路素子を使用したデカップリングキャパシタの構成図である。It is a block diagram of a decoupling capacitor using the integrated circuit element of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20 P型基板
21 接地領域
22 N型拡散層
23 N型ウエル
24 電源領域
25 P型拡散層
26 絶縁層
27,28 ポリシリコン層
29,29X 接地配線層
30,30X,32,32X,34 コンタクト
31,31X 電源配線層
33 最下層のメタル配線層
20 P-type substrate 21 Ground region 22 N-type diffusion layer 23 N-type well 24 Power supply region 25 P-type diffusion layer 26 Insulating layer 27, 28 Polysilicon layer 29, 29X Ground wiring layer 30, 30X, 32, 32X, 34 Contact 31 , 31X Power wiring layer 33 Lowermost metal wiring layer

Claims (4)

論理動作を行う複数の論理セルのパターンが登録されたライブラリに、デカップリングキャパシタとアンテナダイオードに共用できる下地パターンを有する共用セルを追加登録する登録処理と、
前記ライブラリに登録された複数の論理セルを組み合わせて所望の動作を行う集積回路を設計する設計処理と、
前記設計処理で設計された集積回路にデカップリングキャパシタとアンテナダイオードを付加する付加処理と、
前記デカップリングキャパシタとアンテナダイオードが付加された集積回路と前記ライブラリに基づいて該集積回路を構成する論理セルと共用セルを配置してセル間の配線を行うと共に、未使用領域に前記共用セルを配置するレイアウト処理と、
前記レイアウト処理で得られた前記集積回路の特性を検証する検証処理と、
前記検証処理で所望の特性が得られないときには、所望の特性が得られるまで前記共用セルに対する配線の変更と前記検証処理を繰り返す調整処理とを、
順次実行することを特徴とする集積回路のレイアウト方法。
A registration process for additionally registering a shared cell having a ground pattern that can be shared by a decoupling capacitor and an antenna diode in a library in which patterns of a plurality of logic cells performing a logic operation are registered;
A design process for designing an integrated circuit that performs a desired operation by combining a plurality of logic cells registered in the library;
An additional process of adding a decoupling capacitor and an antenna diode to the integrated circuit designed in the design process;
Based on the integrated circuit to which the decoupling capacitor and the antenna diode are added, and the library, the logic cell and the common cell constituting the integrated circuit are arranged to perform wiring between the cells, and the shared cell is disposed in an unused area. Layout processing to place,
Verification processing for verifying the characteristics of the integrated circuit obtained by the layout processing;
When a desired characteristic is not obtained by the verification process, a wiring change for the shared cell and an adjustment process for repeating the verification process until the desired characteristic is obtained,
An integrated circuit layout method, which is sequentially executed.
前記共用セルの下地パターンは、
第1導電型半導体の基板に第2導電型不純物を拡散して形成されたウエルと、
前記基板に高濃度の第1導電型不純物を拡散して形成された第1電源領域と、
前記ウエルに高濃度の第2導電型不純物を拡散して形成された第2電源領域と、
前記第1電源領域と前記第2電源領域の間の前記基板に高濃度の第2導電型不純物を拡散して形成された第2導電型拡散層と、
前記第1電源領域と前記第2電源領域の間の前記ウエルに高濃度の第1導電型不純物を拡散して形成された第1導電型拡散層と、
前記基板及びウエルの表面に形成された絶縁層と、
前記絶縁層を介して前記第2導電型拡散層に交差するように形成された第1のポリシリコン層と、
前記絶縁層を介して前記第1導電型拡散層に交差するように形成された第2のポリシリコン層とを、
有することを特徴とする請求項1記載の集積回路のレイアウト方法。
The base pattern of the shared cell is:
A well formed by diffusing a second conductivity type impurity in a substrate of a first conductivity type semiconductor;
A first power source region formed by diffusing a high-concentration first conductivity type impurity in the substrate;
A second power source region formed by diffusing a high-concentration second conductivity type impurity in the well;
A second conductivity type diffusion layer formed by diffusing a high concentration second conductivity type impurity in the substrate between the first power source region and the second power source region;
A first conductivity type diffusion layer formed by diffusing a high concentration first conductivity type impurity in the well between the first power source region and the second power source region;
An insulating layer formed on the surface of the substrate and well;
A first polysilicon layer formed to intersect the second conductivity type diffusion layer via the insulating layer;
A second polysilicon layer formed so as to intersect the first conductivity type diffusion layer via the insulating layer;
2. The integrated circuit layout method according to claim 1, further comprising:
前記デカップリングキャパシタは、
前記第2導電型拡散層と前記第2のポリシリコン層を、第1の電源配線層を介して前記第1電源領域に電気的に接続すると共に、前記第1導電型拡散層と前記第1のポリシリコン層を、第2の電源配線層を介して前記第2電源領域に電気的に接続することによって構成し、
前記アンテナダイオードは、
前記第1導電型拡散層と前記第2導電型拡散層のいずれか一方または両方を、最下層のメタル配線を介して前記集積回路を構成する論理セルのゲート領域に接続することによって構成したことを特徴とする請求項2記載の集積回路のレイアウト方法。
The decoupling capacitor is
The second conductivity type diffusion layer and the second polysilicon layer are electrically connected to the first power source region via a first power supply wiring layer, and the first conductivity type diffusion layer and the first polysilicon layer are electrically connected. The polysilicon layer is electrically connected to the second power supply region via the second power supply wiring layer,
The antenna diode is
One or both of the first conductivity type diffusion layer and the second conductivity type diffusion layer are configured to be connected to a gate region of a logic cell constituting the integrated circuit through a lowermost metal wiring. The integrated circuit layout method according to claim 2.
前記第1導電型拡散層は、前記第1電源領域に平行に隣接して設けられ、
前記第2導電型拡散層は、前記第2電源領域に平行に隣接して設けられていることを特徴とする請求項2記載の集積回路のレイアウト方法。
The first conductivity type diffusion layer is provided adjacent to the first power supply region in parallel,
3. The integrated circuit layout method according to claim 2, wherein the second conductivity type diffusion layer is provided adjacent to and parallel to the second power supply region.
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