JP2009135327A - Wiring arranging method, and wiring arranging program - Google Patents
Wiring arranging method, and wiring arranging program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009135327A JP2009135327A JP2007311321A JP2007311321A JP2009135327A JP 2009135327 A JP2009135327 A JP 2009135327A JP 2007311321 A JP2007311321 A JP 2007311321A JP 2007311321 A JP2007311321 A JP 2007311321A JP 2009135327 A JP2009135327 A JP 2009135327A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- arrangement
- power supply
- spiral coil
- determining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、配線配置方法および配線配置プログラムに関し、特に、半導体デバイスの配線層おける配線の配置を定める方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a wiring arrangement method and a wiring arrangement program, and more particularly to a method and program for determining the arrangement of wiring in a wiring layer of a semiconductor device.
半導体デバイスを始めとする電子デバイスにおけるノイズ問題の解決の要請は、近年ますます高まりを見せている。すなわち、自ら発生するノイズを抑制するEMI(Electromagnetic Interference)対策と、ノイズにさらされたときの耐性を向上させるEMS(Electromagnetic Susceptibility)対策とが高いレベルで求められている。 In recent years, there has been an increasing demand for solutions to noise problems in electronic devices such as semiconductor devices. That is, EMI (Electromagnetic Interference) measures that suppress noise generated by itself and EMS (Electromagnetic Susceptibility) measures that improve resistance when exposed to noise are required at a high level.
このようなノイズ問題を解決するためノイズフィルタを始めとして様々な技術が提案されている。例えば、多層プリント回路基板に、平面スパイラル配線を2重に配置する技術が知られている(例えば、特許文献1)。本技術によれば、多層回路基板の電源系から放射されるノイズを抑制することができる。 In order to solve such a noise problem, various techniques including a noise filter have been proposed. For example, a technique is known in which a planar spiral wiring is arranged in a double layer on a multilayer printed circuit board (for example, Patent Document 1). According to the present technology, noise radiated from the power supply system of the multilayer circuit board can be suppressed.
しかしながら、ノイズ抑制に対する要請は高まるばかりであり、ノイズ抑制対策のさらなる向上が求められていた。 However, the demand for noise suppression has only increased, and further improvement of noise suppression measures has been demanded.
本発明の一態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、電子デバイスにおけるノイズ対策技術を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made to solve at least a part of the above problems, and an object thereof is to provide a noise countermeasure technique in an electronic device, for example.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。 The present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the above-described problems.
[適用例1]半導体デバイスの配線層おける配線の配置を定める方法であって、
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の工程と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルの配置を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の工程と、
前記所定領域における前記主要電源配線と前記スパイラルコイルの配置部分以外の領域に複数のセルの配置を定める第3の工程と、
を備える、方法。
[Application Example 1] A method for determining a wiring arrangement in a wiring layer of a semiconductor device,
A first step of determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second step of determining an arrangement of a spiral coil for a noise filter in the predetermined region in accordance with an arrangement of the main power supply wiring;
A third step of determining an arrangement of a plurality of cells in an area other than the arrangement part of the main power supply wiring and the spiral coil in the predetermined area;
A method comprising:
適用例1に係る方法によれば、セルの配置を定める前にスパイラルコイルの配置を定め、スパイラルコイルが配置された部分以外の領域にセルの配置を定めるので、セルが先に配置されてスパイラルコイルを配置するスペースがなくなることを防ぐことができる。 According to the method according to the application example 1, since the arrangement of the spiral coil is determined before the cell arrangement is determined and the cell arrangement is determined in an area other than the portion where the spiral coil is arranged, the cell is arranged first and the spiral is arranged. It is possible to prevent the space for arranging the coil from being lost.
適用例1に係る方法は、さらに、前記複数のセル間を結ぶ配線の配置を定める第4の工程を備えても良い。こうすれば、セル間の配線を定める前にスパイラルコイルの配置を定め、スパイラルコイルが配置された部分以外の領域にセル間の配線の配置を定めるので、セル間の配線が先に配置されてスパイラルコイル配線を配置するスペースがなくなることを防ぐことができる。 The method according to Application Example 1 may further include a fourth step of determining an arrangement of wirings connecting the plurality of cells. In this way, the layout of the spiral coil is determined before determining the wiring between the cells, and the layout of the wiring between the cells is determined in a region other than the portion where the spiral coil is disposed. It is possible to prevent the space for arranging the spiral coil wiring from being lost.
適用例1に係る方法は、さらに、前記第3の工程と前記第4の工程との間に、不要なスパイラルコイルを削除する第5の工程を備えても良い。こうすれば、不要なスパイラルコイルの配置を防ぐことができる。 The method according to Application Example 1 may further include a fifth step of deleting unnecessary spiral coils between the third step and the fourth step. In this way, unnecessary spiral coil arrangement can be prevented.
適用例1に係る方法は、さらに、前記第3の工程の後に、前記主要電源配線から前記スパイラルコイルを介して前記複数のセルに給電するための給電配線の配置の配置を定める第6の工程を備えても良い。こうすれば、スパイラルコイルを配置した後に、給電配線の配置を定めるので、主要電源配線からみてスパイラルコイルを介してセルに給電がなされるように、給電配線の配置を定めることができる。 The method according to Application Example 1 further includes, after the third step, a sixth step of determining an arrangement of a power supply wiring for supplying power to the plurality of cells from the main power supply wire via the spiral coil. May be provided. In this way, since the arrangement of the power supply wiring is determined after the spiral coil is arranged, the arrangement of the power supply wiring can be determined so that power is supplied to the cell via the spiral coil as seen from the main power supply wiring.
[適用例2]半導体デバイスの配線層おける配線の配置を定める方法であって、
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の工程と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルを配置するための第1の領域を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の工程と、
前記所定領域における前記主要電源配線の配置部分と前記第1の領域以外の領域である第2の領域に複数のセルの配置を定める第3の工程と、
前記第1の領域に前記スパイラルコイルの配置を定める第4の工程と、
を備える、方法。
[Application Example 2] A method for determining a wiring arrangement in a wiring layer of a semiconductor device,
A first step of determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second step of determining a first region for disposing a spiral coil for a noise filter in the predetermined region according to the disposition of the main power supply wiring;
A third step of determining an arrangement of a plurality of cells in an arrangement portion of the main power supply wiring in the predetermined area and a second area that is an area other than the first area;
A fourth step of determining an arrangement of the spiral coil in the first region;
A method comprising:
適用例2に係る方法によれば、第1の領域を定め、第1の領域以外の領域に、セルの配置を定めるので、スパイラルコイルを配置するときに、スパイラルコイルを配置する領域がなくなることを防ぐことができる。 According to the method according to the application example 2, the first region is determined, and the cell arrangement is determined in a region other than the first region. Therefore, when the spiral coil is arranged, there is no region where the spiral coil is arranged. Can be prevented.
適用例2に係る方法において、前記第4の工程において、前記スパイラルコイルは、前記第3の工程において定められた前記複数のセルの配置に応じて、配置されても良い。こうすれば、不要なスパイラルコイルの配置を防ぐことができる。 In the method according to Application Example 2, in the fourth step, the spiral coil may be arranged according to the arrangement of the plurality of cells defined in the third step. In this way, unnecessary spiral coil arrangement can be prevented.
適用例2に係る方法は、さらに、前記第4の工程の後に、前記複数のセル間を結ぶ配線の配置を定める第5の工程を備えても良い。こうすれば、セル間の配線を定める前にスパイラルコイルの配置を定め、スパイラルコイルが配置された部分以外の領域にセル間の配線の配置を定めるので、セル間の配線が先に配置されてスパイラルコイル配線を配置するスペースがなくなることを防ぐことができる。 The method according to Application Example 2 may further include a fifth step of determining an arrangement of wirings connecting the plurality of cells after the fourth step. In this way, the layout of the spiral coil is determined before determining the wiring between the cells, and the layout of the wiring between the cells is determined in a region other than the portion where the spiral coil is disposed. It is possible to prevent the space for arranging the spiral coil wiring from being lost.
適用例2に係る方法は、さらに、前記第4の工程の後に、前記主要電源配線から前記スパイラルコイルを介して前記複数のセルに給電するための給電配線の配置を定める第6の工程を備えても良い。こうすれば、スパイラルコイルを配置した後に、給電配線の配置を定めるので、主要電源配線からみてスパイラルコイルを介してセルに給電がなされるように、給電配線の配置を定めることができる。 The method according to Application Example 2 further includes, after the fourth step, a sixth step of determining an arrangement of the power supply wiring for supplying power to the plurality of cells from the main power supply wire via the spiral coil. May be. In this way, since the arrangement of the power supply wiring is determined after the spiral coil is arranged, the arrangement of the power supply wiring can be determined so that power is supplied to the cell via the spiral coil as seen from the main power supply wiring.
[適用例3]コンピュータに半導体デバイスの配線層おける配線の配置を定めさせるためのコンピュータプログラムあって、
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の機能と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルの配置を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の機能と、
前記所定領域における前記主要電源配線と前記スパイラルコイルの配置部分以外の領域に複数のセルの配置を定める第3の機能と、
を前記コンピュータに実現させる、コンピュータプログラム。
Application Example 3 There is a computer program for causing a computer to determine the layout of wiring in a wiring layer of a semiconductor device,
A first function for determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second function for determining the arrangement of the spiral coil for the noise filter in the predetermined area according to the arrangement of the main power supply wiring;
A third function for determining the arrangement of a plurality of cells in an area other than the arrangement area of the main power supply wiring and the spiral coil in the predetermined area;
A computer program for causing the computer to realize the above.
[適用例4]コンピュータに半導体デバイスの配線層おける配線の配置を定めさせるためのコンピュータプログラムあって、
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の機能と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルを配置するための第1の領域を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の機能と、
前記所定領域における前記主要電源配線の配置部分と前記第1の領域以外の領域である第2の領域に複数のセルの配置を定める第3の機能と、
前記第1の領域に前記スパイラルコイルの配置を定める第4の機能と、
を前記コンピュータに実現させる、コンピュータプログラム。
Application Example 4 There is a computer program for causing a computer to determine the wiring arrangement in the wiring layer of a semiconductor device,
A first function for determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second function for defining a first area for arranging a spiral coil for a noise filter in the predetermined area according to the arrangement of the main power supply wiring;
A third function for determining the arrangement of a plurality of cells in an arrangement portion of the main power supply wiring in the predetermined area and a second area that is an area other than the first area;
A fourth function for determining an arrangement of the spiral coil in the first region;
A computer program for causing the computer to realize the above.
適用例3および適用例4に係るコンピュータプログラムによれば、それぞれ、適用例1および適用例2に係る方法と、同様の作用効果を得ることができる。また、適用例3または適用例4に係るコンピュータプログラムは、それぞれ、適用例1および適用例2に係る方法と同様にして種々の態様にて実現され得る。 According to the computer program according to the application example 3 and the application example 4, it is possible to obtain the same effects as the methods according to the application example 1 and the application example 2, respectively. In addition, the computer program according to application example 3 or application example 4 can be realized in various modes in the same manner as the method according to application example 1 and application example 2, respectively.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、半導体デバイスの配線層おける配線の配置を定める配線配置装置のような装置発明として実現することができる。 The present invention can be realized in various modes, and can be realized as an apparatus invention such as a wiring arrangement apparatus that determines the arrangement of wirings in a wiring layer of a semiconductor device.
以下、本発明について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
A.実施例:
・ノイズフィルタの回路構成:
図1は、ノイズフィルタの回路構成を示す図である。ノイズフィルタ1は、第1のコイルL1と、第2のコイルL2、第1の位相補償コンデンサC1と、第2の位相補償コンデンサC2とを含んでいる。
A. Example:
・ Noise filter circuit configuration:
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a noise filter. The noise filter 1 includes a first coil L1, a second coil L2, a first phase compensation capacitor C1, and a second phase compensation capacitor C2.
第1のコイルL1と第2のコイルL2とは、直列に接続されている。第1のコイルL1と第2のコイルL2とは、これらのコイルに流れる電流が変動するときに、負の相互インダクタンス(−M)を有する電磁結合を形成するように配置されている。 The first coil L1 and the second coil L2 are connected in series. The first coil L1 and the second coil L2 are arranged so as to form electromagnetic coupling having a negative mutual inductance (−M) when the current flowing through these coils fluctuates.
第1の位相補償コンデンサC1は、第1のコイルL1の電極のうち、第2のコイルL2と接続されている電極と反対側の電極と、接地電圧VSSとの間に配置されている。第2の位相補償コンデンサC2は、第2のコイルL2の電極のうち、第1のコイルL1と接続されている電極と反対側の電極と、接地電圧VSSとの間に配置されている。 The first phase compensation capacitor C1 is disposed between the electrode on the opposite side of the electrode connected to the second coil L2 among the electrodes of the first coil L1 and the ground voltage VSS. The second phase compensation capacitor C2 is disposed between the electrode on the opposite side of the electrode connected to the first coil L1 among the electrodes of the second coil L2, and the ground voltage VSS.
第1のコイルL1の電極のうち、第2のコイルL2と接続されている電極と反対側の電極は、定圧電源2の出力する電源電圧VDDに接続されている。第2のコイルL2の電極のうち、第1のコイルL1と接続されている電極と反対側の電極は、ノイズの発生源となる負荷3に接続されている。すなわち、負荷3には、第1のコイルL1と第2のコイルL2を介して、定圧電源2から電源電圧VDDが供給される。
Of the electrodes of the first coil L1, the electrode opposite to the electrode connected to the second coil L2 is connected to the power supply voltage VDD output from the constant
・ノイズフィルタ1の実装例1:
次に、ノイズフィルタ1の具体的な実装例について説明する。図2は、ノイズフィルタ1が実装される半導体装置100の平面図である。半導体装置100は、単結晶シリコンなどの半導体で形成されており、中央のセル領域A1と、セル領域A1を囲む入出力領域A2とを含んでいる。
-Noise filter 1 implementation example 1:
Next, a specific mounting example of the noise filter 1 will be described. FIG. 2 is a plan view of the
セル領域A1には、トランジスタ(例えば、MOS電界効果トランジスタ)が規則正しく配置されたゲートアレイが形成されている(図示省略)。セル領域A1には、これらのトランジスタと、その上方に形成された多数層に亘る配線層(以下、多層配線部と呼ぶ)とによって、NAND回路やNOR回路などの基本論理回路を構成する大量のセルが構成され、これらのセルをさらに配線して所定のロジック回路が構成されている。 In the cell region A1, a gate array in which transistors (for example, MOS field effect transistors) are regularly arranged is formed (not shown). In the cell region A1, a large amount of a basic logic circuit such as a NAND circuit or a NOR circuit is constituted by these transistors and a wiring layer (hereinafter referred to as a multilayer wiring portion) formed in a number of layers above them. Cells are configured, and a predetermined logic circuit is configured by further wiring these cells.
入出力領域A2には、半導体装置100とリードフレームLFと電気的に接続するための複数個のパッドが外縁部に沿って配置されている。入出力領域A2には、さらに、各パッドと、セル領域A1とを接続するためのトランジスタが配置されている(図示省略)。入出力領域A2のトランジスタは、静電気放電(ESD: Electrostatic Discharge)やラッチアップなどの不具合からセル領域A1を保護するための保護回路等を構成している。図2では、図の煩雑を避けるため、複数のパッドのうち、セル領域A1のセルを駆動する電源電圧VDDの供給を外部から受けるための電源パッド10と、セル領域A1のセルのための接地電圧VSSの供給を外部から受けるための接地パッド20のみを図示している。
In the input / output region A2, a plurality of pads for electrically connecting the
なお、セル領域A1および入出力領域A2は、その上面にトランジスタの各電極を電気的に接続し、所望の機能を発揮する回路とするための複数の層に亘るアルミの配線層が形成されている。 Note that the cell region A1 and the input / output region A2 are formed with an aluminum wiring layer extending over a plurality of layers to electrically connect each electrode of the transistor on the upper surface thereof to form a circuit that exhibits a desired function. Yes.
図3は、半導体装置100がプリント基板200上に配置されている状態の概略図である。図3では、図の煩雑を避けるため、電源パッド10がプリント基板200に接続される様子のみを図示し、他のパッドに関する部分は図示を省略している。図3には、プリント基板200上に配置される要素として、電源電圧VDDが印加されている配線である電源供給ライン220と、接地電圧VSSが印加されている配線である接地電圧ライン230と、バイパスコンデンサ210とが図示され、他の要素については図示を省略している。
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the
図3において電源パッド10について示すように、各パッドは、リードフレームLFの一端とワイヤーWによって接続されている。リードフレームLFの他の端部は、プリント基板200上に位置し、プリント基板200上に形成された配線と接続される。図3に示すように、電源パッド10は、ワイヤーWとリードフレームLFとを介して、プリント基板200上の電源供給ライン220と接続される。これにより、セル領域A1のセルには、各セルを駆動させる電源電圧VDDが供給される。
As shown for the
さらに、電源供給ライン220と接地電圧ライン230との間には、バイパスコンデンサ210が配置されている。バイパスコンデンサ210は、電源電圧VDDを安定させるためのコンデンサである。
Further, a
図示は省略するが、上述した接地パッド20は、図3と同様な構成で、別のワイヤーとリードフレームを介して、上述した接地電圧ライン230に接続されている。これにより、セル領域A1のセルには接地電圧VSSが供給される。
Although not shown, the above-described
なお、実際には、セル領域A1および入出力領域A2を含む半導体装置100は、外部の湿度や光から半導体を保護するために、リードフレームLFのプリント基板200上に位置する端部を除いて、樹脂で覆われているが、図3においては、内部構成を示すために樹脂の図示は省いてある。
Actually, the
次に、セル領域A1の内部構成について、さらに、詳細に説明する。図4は、セル領域A1における主要電源配線の配置について説明する図である。主要電源配線は、上述した電源電圧VDDが供給される主要電源電圧配線110と、上述した接地電圧VSSが供給される主要接地電圧配線120とを含む。図4において、主要電源電圧配線110は太い線で示され、主要接地電圧配線120は細い線で示されている。主要電源電圧配線110と主要接地電圧配線120は、多層配線部のうち、半導体側から見て第1層目の配線層(第1配線層)と、第2層目の配線層(第2配線層)に配置されている。図3において、実線は第1配線層に配置された配線を示し、破線は第2配線層に配置されている配線を示す。黒丸D1〜D3は、第1配線層の配線と第2配線層の配線とが、ビア(via)により電気的に接続されている箇所を示している。主要電源電圧配線110と主要接地電圧配線120は、共に、セル領域A1の外縁に沿った環状構造を有している。さらに、主要電源電圧配線110と主要接地電圧配線120は、共に、環状構造の上辺の中心付近と下辺の中心付近とを結ぶ直線状の配線を有している。
Next, the internal configuration of the cell area A1 will be described in more detail. FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of main power supply wirings in the cell region A1. The main power supply wiring includes the main power
図5は、図4において一点破線で示した領域A3〜A5の詳細配線構成をそれぞれ示した図である。図4(A)〜図4(C)は、それぞれ、領域A3〜A5を示している。セル領域A1における第1配線層には、複数の電源電圧給電配線111と、複数の接地電圧給電配線121とが配置されている。電源電圧給電配線111は、上述したセルを構成するトランジスタに、電源電圧VDDを供給するための配線である。電源電圧給電配線111は、環状構造の主要電源電圧配線110の内側に、図4における左右方向に延びる配線である。電源電圧給電配線111の両端部、および、中央部は、図5(A)〜(C)に黒丸DPで示すように、第2配線層に配置された主要電源電圧配線110と重なっている。この重なっている部分において、第1配線層に配置された電源電圧給電配線111と第2配線層に配置された主要電源電圧配線110は、ビアによって電気的に接続されている。接地電圧給電配線121は、上述したセルを構成するトランジスタに、接地電圧VSSを供給するための配線である。接地電圧給電配線121は、環状構造の主要接地電圧配線120の内側に、図4における左右方向に延びる配線である。接地電圧給電配線121の両端部、および、中央部は、図5(A)〜(C)に黒丸DPで示すように、第2配線層に配置された主要接地電圧配線120と重なっている。この重なっている部分において、第1配線層に配置された接地電圧給電配線121と第2配線層に配置された主要接地電圧配線120は、ビアによって電気的に接続されている。
FIG. 5 is a diagram showing the detailed wiring configuration of regions A3 to A5 indicated by the one-dot broken line in FIG. 4A to 4C show regions A3 to A5, respectively. A plurality of power supply
セル領域A1において、電源電圧給電配線111と接地電圧給電配線121は、2本ずつ交互に配置されている。各電源電圧給電配線111の途中には、スパイラルコイル配線150が形成されている。スパイラルコイル配線150は、図5に示すように主要電源電圧配線110のうちの図5における上下方向に延びる配線に沿って配置されている。スパイラルコイル配線150の詳細な構造については、後述する。
In the cell region A1, two power supply
図5(A)〜(C)において、一点破線で囲まれた領域にある、電源電圧給電配線111および接地電圧給電配線121以外の細かな配線は、セルの基本論理回路としての機能を実現するためのセル内配線や、セル間を接続してロジック回路を構成するセル間配線を表している。これらのセルを構成するトランジスタへの電源電圧VDDの給電は、トランジスタの電極(例えば、PチャネルMOSFETのソース電極)と、電源電圧給電配線111とを配線によって電気的に接続することによって行われる。ここで、トランジスタの電極と電源電圧給電配線111との電気的な接続点と、電源電圧給電配線111と主要電源電圧配線110との電気的な接続点との間に、必ずスパイラルコイル配線150が存在するように、トランジスタの電極と電源電圧給電配線111との電気的な接続点が配置されている。言い換えれば、主要電源電圧配線110から見て、必ずスパイラルコイル配線150を介して、セルのトランジスタに対する給電が行われるように、配線が行われている。
In FIGS. 5A to 5C, fine wirings other than the power supply voltage
次に、スパイラルコイル配線150の構成について、説明する。図6は、図5におけるスパイラルコイル配線150近傍の領域を拡大して示す図である。図7は、図6におけるA−A断面を示す断面図である。図8は、図6におけるB−B断面を示す断面図である。図9は、図6におけるC−C断面を示す断面図である。
Next, the configuration of the
図6〜図9において、粗いシングルハッチングが付された部分は、第1配線層に配線が形成されている領域を示し、細かいシングルハッチングが付された部分は、第2配線層に配線が形成されている領域を示している。図6において、クロスハッチングが付された部分は、第1配線層と第2配線層の両方に配線が形成されている領域を示している。図6〜図9において、黒く塗りつぶされた部分は、第1配線層の配線と第2配線層の配線とを接続するビアが配置されている領域を示す。また、図6〜図9において、破線でハッチングされた領域300は、各配線層の間を絶縁する絶縁層(例えば、シリコン酸化物層)を示し、破線でハッチングされた領域400は、トランジスタ等が形成される基板となる半導体400を示している。
6 to 9, a portion with rough single hatching indicates a region where wiring is formed in the first wiring layer, and a portion with fine single hatching forms wiring in the second wiring layer. The area that is being shown. In FIG. 6, the portion with cross hatching indicates a region where wiring is formed in both the first wiring layer and the second wiring layer. 6 to 9, black portions indicate regions where vias connecting the wirings of the first wiring layer and the wirings of the second wiring layer are arranged. 6 to 9, a hatched
スパイラルコイル配線150は、第2配線層に形成された第1のスパイラルコイル151と、第1配線層とに形成された第2のスパイラルコイル152とを備えている。第1のスパイラルコイル151と第2のスパイラルコイル152は、共に渦巻き形状を有している。第1のスパイラルコイル151と第2のスパイラルコイル152は、それぞれ、渦形状の中心側の端部である第1の端部と、渦形状の外側の端部である第2の端部を有している。第1のスパイラルコイル151の第1の端部と、第2のスパイラルコイル152の第1の端部は、ビア156によって、電気的に接続されている。これにより、第1のスパイラルコイル151と第2のスパイラルコイル152は、直列に接続される。
The
第1のスパイラルコイル151は、第2配線層において、第1の端部から第2の端部に向かって、段階的に半径を大きくしながら渦状に2周半巻かれた渦巻き形状に形成され、第2の端部は、図6における左側に位置する。
In the second wiring layer, the
第2のスパイラルコイル152は、第1配線層において、第1の端部から第2の端部に向かって、段階的に半径を大きくしながら渦状に2周巻かれた渦巻き形状に形成され、第2の端部は、図6における右側に位置する。第2のスパイラルコイル152は、図6においてクロスハッチングで示されているように、第1のスパイラルコイル151と、第1配線層および第2配線層の法線方向に重なっている。
In the first wiring layer, the
ここで、2本の隣接する電源電圧給電配線111の一方の端部ごとに、1つのスパイラルコイル配線150が配置されている。電源電圧給電配線111のスパイラルコイル配線150より主要電源電圧配線110側において、図6および図7に示すように、2本の隣接する電源電圧給電配線111は接続されている。図6および図7に示すように、主要電源電圧配線110と接続された端部から延びる2本の電源電圧給電配線111と、第1のスパイラルコイル151の第2の端部とが、複数のビア155により電気的に接続されている。
Here, one
そして、図6および図9に示すように、第2のスパイラルコイル152の第2の端部には、2本の電源電圧給電配線111が接続されている。第2のスパイラルコイル152の第2の端部に接続された電源電圧給電配線111を介して、各セルのトランジスタへの電源電圧VDDの給電が行われる。
As shown in FIGS. 6 and 9, two power supply
ここで、本実施例において、図6〜図9に示すように、半導体400において、図6の左右方向に形成されたPチャネルトランジスタPCHの列と、図6の左右方向に形成されたNチャネルトランジスタNCHの列とが、2列ずつ交互に配置されている。このようにトランジスタが配置されるのは、半導体400に形成されるウエル接合を減らすためである。2列のPチャネルトランジスタPCHに対応して、2本の電源電圧給電配線111が配置され、2列のNチャネルトランジスタNCHに対応して2本の接地電圧給電配線121が配置されるため、上述したように、上述したように2本の電源電圧給電配線111と2本の接地電圧給電配線121とが交互に配置されることとなる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 6 to 9, in the
半導体400には、隣接する2つのPチャネルトランジスタPCHの列の間と、隣接する2つのNチャネルトランジスタNCHの列の間に、図6〜図9に示すようにストッパSTPが形成されている。ストッパSTPは、ストッパSTPを挟んで対向する2つのトランジスタを電気的に分離する役割を果たす。ストッパSTPは、PN接合を形成するように配置された不純物注入領域であり、PチャネルトランジスタPCHの列の間のストッパSTPはP型領域であり、NチャネルトランジスタNCHの列の間のストッパSTPは、N型領域である。ストッパSTPは、そのPN接合によって、半導体400上の寄生容量となる。上述した第2のスパイラルコイル152の第2の端部に接続された電源電圧給電配線111は、2つのPチャネルトランジスタPCHの列の間に配置されたストッパSTPに、アルミ配線を介して接続されている(図示省略)。
In the
以上、図2〜図9を参照して、図1に示すノイズフィルタ1の具体的な実装例について説明した。ここで、説明した実装例の構成要素と、図1に示すノイズフィルタ1の構成要素の対応関係について、説明する。図1における第1のコイルL1には、実装例における第1のスパイラルコイル151が対応する。図1における第2のコイルL2には、実装例における第2のスパイラルコイル152が対応する。図1における第1の位相補償コンデンサC1には、実装例におけるバイパスコンデンサ210が対応する。すなわち、実装例におけるバイパスコンデンサ210は、バイパスコンデンサの本来の役割と共に、ノイズフィルタ1における位相補償コンデンサの役割を兼ねている。図1における第2の位相補償コンデンサC2には、寄生容量としてのストッパSTPが対応する。
The specific mounting example of the noise filter 1 shown in FIG. 1 has been described above with reference to FIGS. Here, the correspondence between the components of the mounting example described and the components of the noise filter 1 shown in FIG. 1 will be described. The
また、図1における負荷3には、実装例におけるセル領域A1に配置されたセルが対応する。図1における定圧電源2には、実装例における電源供給ライン220に電源電圧VDDを供給する電源が対応する(図示省略)。
Further, the load 3 in FIG. 1 corresponds to a cell arranged in the cell region A1 in the mounting example. 1 corresponds to a power supply that supplies the power supply voltage VDD to the
以上説明した実施例に係る半導体装置100には、図1に示すノイズフィルタ1に相当する構成を実装している。これにより、負荷3に相当する半導体装置100のセル領域A1に実現されたロジック回路の動作により発生したノイズが主要電源電圧配線110から外部に放出されることを抑制することができる。
A configuration corresponding to the noise filter 1 shown in FIG. 1 is mounted on the
図10〜図13を参照して、さらに説明する。図10は、半導体装置100に実装されたノイズフィルタ1を概略的に示す図である。図11は、半導体装置100に実装されたノイズフィルタ1の効果について説明する図である。図12は、ノイズフィルタ1のインピーダンスを示す図である。図13は、位相補償容量とノイズフィルタ1の効果との関係を示す図である。
Further description will be given with reference to FIGS. FIG. 10 is a diagram schematically showing the noise filter 1 mounted on the
図10にしめすように、電源電圧給電配線111の電圧のうち、スパイラルコイル配線150より負荷(セル領域)側の電圧をViとする。そして、電源電圧給電配線111のうち、スパイラルコイル配線150より定圧電源側の電圧をVOとする。
As shown in FIG. 10, the voltage on the load (cell region) side from the
図11(A)は、上述した電圧Viの時間軸に対する変化を示しており、図11(B)は、上述した電圧VOの時間軸に対する変化を示している。図11(A)に示すように、
電源電圧給電配線111の電圧のうち、スパイラルコイル配線150より負荷(セル領域)側の電圧Viには、負荷で発生したノイズ(交流成分)が含まれていることがわかる。図11(B)に示すように、電源電圧給電配線111の電圧のうち、スパイラルコイル配線150より定圧電源側の電圧VOには、電圧Viと比較してノイズ(交流成分)が大幅に低減していることがわかる。
FIG. 11A shows the change of the voltage V i with respect to the time axis, and FIG. 11B shows the change of the voltage V O with respect to the time axis. As shown in FIG.
Of the voltages of the power supply
図10を参照しながら、この理由を説明する。電圧Viにノイズ(交流成分)が含まれている場合、当該ノイズ(交流成分)に伴って電流変動(ノイズ電流変動)が生じる。図10に示すように、発生したノイズ電流変動が図10に示す方向である場合を考える。そうると、ノイズ電流変動は、第2のスパイラルコイル152を通過し、ビア156を介して、第1のスパイラルコイル151へと流入する。図10に示す方向のノイズ電流変動は、図10の上側からみて、第2のスパイラルコイル152では反時計回りに流れ、第1のスパイラルコイル151では時計周りに流れる。このように、ノイズ変動電流が第2のスパイラルコイル152を流れる向きと、ノイズ変動電流が第1のスパイラルコイル151を流れる向きは、逆向きになるように、両コイルの巻き方向が設定されている。
The reason for this will be described with reference to FIG. When noise (alternating current component) is included in the voltage V i , current fluctuation (noise current fluctuation) occurs with the noise (alternating current component). As shown in FIG. 10, a case where the generated noise current fluctuation is in the direction shown in FIG. Then, the noise current fluctuation passes through the
そうすると、第2のスパイラルコイル152で発生した磁界(例えば、図10において矢印で示す磁界)は、第1のスパイラルコイル151を貫通し、第2のスパイラルコイル152で発生した磁界は、第2のスパイラルコイル152を貫通し、磁界の向きは、相互に逆である。従って、第1のスパイラルコイル151と第2のスパイラルコイル152は、負の相互インダクタンスを有する電磁結合を形成する。
Then, the magnetic field generated by the second spiral coil 152 (for example, the magnetic field indicated by the arrow in FIG. 10) penetrates the
したがって、第1のスパイラルコイル151では、第2のスパイラルコイル152が発生させた磁界による電磁誘導により所定の起電力が発生する。そして、発生した所定の起電力は、第2のスパイラルコイル152を通過したノイズ変動電流を打ち消すように作用する。この結果、電圧Viに含まれているノイズ(交流成分)、すなわち、電圧変動が、スパイラルコイル配線150を通過することが抑制される。
Therefore, in the
しかし、実際には、ノイズフィルタ1をスパイラルコイル配線150のみで、構成するとスパイラルコイル配線150のインピーダンスが誘導性であるため、電圧の変化の位相に対して電流の変化の位相がπ/2進んでしまう。これにより、フィルタとしての効果は現れにくい。図12において、ベクトルVLは、スパイラルコイル配線150のインピーダンスを表している。
However, in practice, if the noise filter 1 is configured by only the
そこで、ノイズフィルタ1を、スパイラルコイル配線150に位相補償容量を負荷して構成することにより、ノイズフィルタ1のインピーダンスを容量性にする。図12において、ベクトルVCは、位相補償容量のインピーダンスを表している。十分な大きさの位相補償容量を付加すると、ベクトルVLとベクトルVCの和で表されるノイズフィルタ1全体のインピーダンスは、図13においてベクトルVTで示すように、容量性になる。すなわち、スパイラルコイル配線150の進み位相が、位相補償容量の遅れ位相により補償され、ノイズフィルタ1全体として抵抗負荷(電流と電圧の位相のずれがない負荷)に近いインピーダンスとなる。そうすると、ノイズフィルタ1のフィルタとしての効果が顕著に現れる。
Therefore, the noise filter 1 is configured by loading the
図13を参照して、さらに、説明する。図13は、上述した電圧Voの電圧Viに対する比(Vo/Vi)の常用対数(log10(Vo/Vi))を、周波数を横軸としてプロットしたグラフである。周波数が有る程度高い成分についてlog10(Vo/Vi)の値が低いほど、負荷側で発生したノイズを外部に放出することを抑制するフィルタ(EMIフィルタ)としての能力が高いことを示している。プロットG1は、実装例におけるバイパスコンデンサ210、すなわち、図1に示すノイズフィルタ1の回路図における第1の位相補償コンデンサC1を付加しない場合について示している。プロットG2は、バイパスコンデンサ210、すなわち、第1の位相補償コンデンサC1の容量を所定値A(μF:マイクロファラッド)とした場合について示している。プロットG3は、バイパスコンデンサ210、すなわち、第1の位相補償コンデンサC1の容量をプロットG2の10倍の値10A(μF)とした場合について示している。プロットG4は、バイパスコンデンサ210、すなわち、第1の位相補償コンデンサC1の容量をプロットG2の100倍の値100A(μF)とした場合について示している。なお、プロットG1〜プロットG4において、実装例におけるストッパSTPの寄生容量、すなわち、図1に示すノイズフィルタ1の回路図における第2の位相補償コンデンサC2は、付加していない。
Further description will be given with reference to FIG. FIG. 13 is a graph in which the common logarithm (log 10 (V o / V i )) of the ratio (V o / V i ) of the voltage V o to the voltage V i is plotted with the frequency as the horizontal axis. The lower the value of log 10 (V o / V i ) for a component having a higher frequency, the higher the ability as a filter (EMI filter) to suppress the noise generated on the load side from being emitted to the outside. ing. The plot G1 shows a case where the
図13のグラフから、ノイズフィルタ1のEMIフィルタとしての能力は、第1の位相補償コンデンサC1が大きいほど高いことがわかる。すなわち、第1の位相補償コンデンサC1が大きいほど、より低い周波数の交流成分(ノイズ)の低減効果がみられると共に、高い周波数の交流成分の低減効果が大きい。 From the graph of FIG. 13, it can be seen that the capacity of the noise filter 1 as an EMI filter increases as the first phase compensation capacitor C1 increases. That is, the larger the first phase compensation capacitor C1, the lower the AC component (noise) at a lower frequency, and the higher the AC component at a higher frequency.
一方、第1の位相補償コンデンサC1の大きさを、プロットG3と同様の10A(μF)として、第2の位相補償コンデンサC2の大きさを、所定値B(μF)、10B(μF)、20B(μF)と変化させて、同様のプロットを行った。この結果、第2の位相補償コンデンサC2を付加しないプロットG3と同じ結果となった。従って、ノイズフィルタ1のEMIフィルタとしての能力は、第2の位相補償コンデンサC2には依存しないことがわかった。 On the other hand, the size of the first phase compensation capacitor C1 is set to 10A (μF) similar to the plot G3, and the size of the second phase compensation capacitor C2 is set to a predetermined value B (μF), 10B (μF), 20B. The same plot was made with (μF). As a result, the same result as the plot G3 in which the second phase compensation capacitor C2 was not added was obtained. Therefore, it was found that the ability of the noise filter 1 as an EMI filter does not depend on the second phase compensation capacitor C2.
ノイズフィルタ1において、電源電圧VDDがノイズにさらされたとき場合に、このノイズを付加側に伝播させないEMSフィルタとしての能力は、EMIフィルタとしての能力とは逆に、第2の位相補償コンデンサC2が大きいほど高くなり、第1の位相補償コンデンサC1には依存しない。 In the noise filter 1, when the power supply voltage VDD is exposed to noise, the ability as an EMS filter not to propagate this noise to the additional side is opposite to the ability as an EMI filter, as opposed to the second phase compensation capacitor C2. Is larger, and does not depend on the first phase compensation capacitor C1.
本実施例における半導体装置100に実装されたノイズフィルタ1では、第1の位相補償コンデンサC1に対応するバイパスコンデンサ210、および、第2の位相補償コンデンサC2に対応する寄生容量としてのストッパSTPを、両方付加している。この結果、半導体装置100に実装されたノイズフィルタ1(スパイラルコイル配線150、バイパスコンデンサ210、寄生容量としてのストッパSTP)は、負荷が放出するノイズの外部放出を抑制するEMIフィルタとして機能することができると共に、電源電圧VDDがノイズにさらされたときの耐性を向上させるEMSフィルタとしても機能することできる。
In the noise filter 1 mounted on the
また、本実施例によれば、ノイズフィルタ1の第1の位相補償コンデンサC1としての機能を、電源電圧VDDのバイパスコンデンサ210に兼ねさせているので、ノイズフィルタ1用の第1の位相補償コンデンサC1を独立して設ける必要がない。この結果、部品点数の削減および基板の小型化を実現できる。
Further, according to this embodiment, the function of the noise filter 1 as the first phase compensation capacitor C1 is also used as the
さらに、本実施例によれば、ノイズフィルタ1の第2の位相補償コンデンサC2として、PチャネルトランジスタPCHを分離するためのストッパSTPの寄生容量を利用しているので、ノイズフィルタ1用の第2の位相補償コンデンサC2を独立して設ける必要がない。この結果、半導体装置100の小型化を実現できる。
Further, according to the present embodiment, since the parasitic capacitance of the stopper STP for separating the P-channel transistor PCH is used as the second phase compensation capacitor C2 of the noise filter 1, the second filter for the noise filter 1 is used. It is not necessary to provide the phase compensation capacitor C2 separately. As a result, the
・ノイズフィルタ1の実装例2:
上記実装例1では、セル領域には、ロジック回路が形成されているが、これに限られない。セル領域には、様々な回路が形成され得る。また、セル領域には、形成される回路に応じて、様々な態様で主要電源配線および電源電圧給電配線が配置され得るので、スパイラルコイル配線もまた、主要電源配線や電源電圧給電配線の配置に応じて、様々な態様で配置され得る。
・ Noise filter 1 implementation example 2:
In the mounting example 1, the logic circuit is formed in the cell region, but the present invention is not limited to this. Various circuits can be formed in the cell region. In addition, since the main power supply wiring and the power supply voltage power supply wiring can be arranged in various modes in the cell region according to the circuit to be formed, the spiral coil wiring is also used for the arrangement of the main power supply wiring and the power supply voltage power supply wiring. Depending on the situation, it can be arranged in various ways.
セル領域の他の一例を実装例2として説明する。図14は、実装例2におけるセル領域A10を概略的に示す図である。図14では、図の煩雑を避けるため、主要電源電圧配線110と、電源電圧給電配線111と、スパイラルコイル配線150のみを図示し、他の構成要素の図示は省略している。
Another example of the cell region will be described as a mounting example 2. FIG. 14 is a diagram schematically showing a cell region A10 in the second mounting example. In FIG. 14, only the main power
実装例2におけるセル領域A10は、破線で示すように複数の領域に分けられ、複数種類の回路が形成されている。すなわち、セル領域A10は、ROMやRAMなどメモリが形成されたメモリ領域A11と、デジタルロジック回路が形成されたロジック領域A12と、PLL(Phase Locked Loop)回路が形成されたPLL領域A13と、アナログ回路が形成されたアナログ領域A14と、を含んでいる。実装例2では、各領域A11〜A14のそれぞれに独立した環状の主要電源電圧配線110が、各領域の外縁部に沿って配置されている。各主要電源電圧配線110は、それぞれ、入出力領域(図示省略)を介して、外部から、電源電圧VDDの供給を受けている。
The cell region A10 in the mounting example 2 is divided into a plurality of regions as indicated by broken lines, and a plurality of types of circuits are formed. That is, the cell area A10 includes a memory area A11 in which a memory such as ROM and RAM is formed, a logic area A12 in which a digital logic circuit is formed, a PLL area A13 in which a PLL (Phase Locked Loop) circuit is formed, and an analog area And an analog region A14 in which a circuit is formed. In the mounting example 2, the annular main power
実装例2では、各領域A11〜A14の環状の主要電源電圧配線110の内部には、それぞれ、両端が主要電源電圧配線110に接続された複数の電源電圧給電配線111が配置されている。そして、各電源電圧給電配線111の途中であって両端の近傍に、主要電源電圧配線110のうちの図19における上下方向の配線に沿って、複数のスパイラルコイル配線150が設けられている。そして、2本の電源電圧給電配線111の片側の端部にそれぞれ1つずつ設けられている。そして、各領域A11〜A14の内部に形成されたセルには、スパイラルコイル配線150を介して、電源電圧VDDが供給されるように配線されている。
In the mounting example 2, a plurality of power supply
以上のように構成されたセル領域A10を有する半導体装置によれば、ノイズフィルタ1として実装されたスパイラルコイル配線150により、各領域A11〜A14の内部に形成されたセルの動作により発生したノイズが、外部に放出されることを抑制することができる。また、外部から電源電圧VDDに侵入したノイズが、各領域A11〜A14の内部に形成されたセルに侵入することを抑制することができる。
According to the semiconductor device having the cell region A10 configured as described above, the noise generated by the operation of the cells formed in the regions A11 to A14 by the
・実装例1および実装例2の配線配置方法:
次に、上述した実装例1および実装例2の半導体装置の多層配線部における配線の配置を定める方法について説明する。図15は、実施例における配線配置装置の内部構成を示すブロック図である。図16は、実施例における配線配置処理の処理ステップを示すフローチャートである。
-Wiring arrangement method of mounting example 1 and mounting example 2:
Next, a method for determining the wiring arrangement in the multilayer wiring portion of the semiconductor devices of mounting example 1 and mounting example 2 described above will be described. FIG. 15 is a block diagram illustrating an internal configuration of the wiring arrangement apparatus according to the embodiment. FIG. 16 is a flowchart illustrating processing steps of the wiring arrangement processing in the embodiment.
配線配置装置1000は、中央演算装置(CPU)1010と、ROMやRAMなどの内部記憶装置1020と、液晶ディスプレイなどの表示部1030と、利用者の操作を受け付けるキーボードやマウスなどの入力部1040と、ハードディスクなどの外部記憶装置1050とを備えている。配線配置装置1000は、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーションにより構成される。
The
内部記憶装置1020には、配線配置プログラム1021が格納されている。配線配置プログラム1021は、例えば、CD−ROMやDVD−ROMなどの記憶媒体の形で提供され得る。配線配置プログラム1021は、使用しないときは、外部記憶装置1050に格納され、使用時に、外部記憶装置1050から読み出されて、内部記憶装置1020に格納される。また、内部記憶装置1020には、CPU1010が配線配置プログラム1021を実行する際に、各種の処理データを一時的に格納するためのバッファ領域1022が確保されている。
The
配線配置プログラム1021は、サブモジュールとして、フロアプラン取得部M10と、ネットリスト取得部M20と、主要電源配線配置部M30と、ノイズフィルタ配置部M40と、セル配置部M50と、クロックツリー合成部M60と、給電配線配置部M70と、セル間配線配置部M80とを含んでいる。
The
外部記憶装置1050には、データベースDBが格納されている。データベースDBには、NAND及びOR等の基本論理セル、および/または、これらの基本論理セルを組み合わせた複合セルについて、名称、配線形状、サイズ、などを記述したセルデータを含むライブラリや、配線のルールを規定した配線規約データなど、配置配線のための各種のデータが格納されている。
The
配線配置処理が開始されると、配線配置プログラム1021のフロアプラン取得部M10は、フロアプランデータを取得して、フロアプランデータに基づき、フロアプランニングを行う(ステップS101)。フロアプランニングは、セル領域上のどの領域に、どのような機能を配置するかを定めることである。フロアプランデータは、利用者が予めフロアプランツールなどを用いて作成される。実装例1のセル領域A1のように、全体にロジック回路が配置される場合には、フロアプランニングは、省略されても良い。
When the wiring arrangement process is started, the floor plan acquisition unit M10 of the
図17は、実装例2のセル領域A10におけるフロアプランニングを示す図である。セル領域A10には、図17において破線で示すように、メモリが配置されるメモリ領域A11と、ロジック回路が配置されるロジック領域A12と、PLL回路が配置されるPLL領域A13と、アナログ回路が配置されるアナログ領域A14が定められる。 FIG. 17 is a diagram illustrating floor planning in the cell region A10 according to the second mounting example. In the cell area A10, as shown by a broken line in FIG. 17, a memory area A11 in which a memory is arranged, a logic area A12 in which a logic circuit is arranged, a PLL area A13 in which a PLL circuit is arranged, and an analog circuit are provided. An analog area A14 to be arranged is defined.
フロアプランニングが終了すると、配線配置プログラム1021のネットリスト取得部M20は、ネットリストを読み込み、内部記憶装置1020のバッファ領域1022に格納する(ステップS102)。ネットリストは、Verilog−HDLや、IDIF、VHDLなどの形式で記述され、回路を構成する基本論理セルと、基本論理セル間の配線を記述したテキストデータである。ネットリストは、利用者が予め作成して、外部記憶装置1050に格納されている。
When the floor planning is completed, the net list acquisition unit M20 of the
ネットリストが取得されると、配線配置プログラム1021の主要電源配線配置部M30は、主要電源配線として主要電源電圧配線110と主要接地電圧配線120とをセル領域に配置を定める。(ステップS103)
When the netlist is acquired, the main power supply wiring arrangement unit M30 of the
図18は、実装例1において、主要電源配線の配置が定められた様子を概念的に示す図である。図19は、実装例2において、主要電源配線の配置が定められた様子を概念的に示す図である。図18および図19では、図の煩雑を避けるため、主要電源配線のうち、主要電源電圧配線110のみを図示している。実際には、主要接地電圧配線120も、図4に示すように、主要電源電圧配線110に沿って配置が定められる。実装例1におけるセル領域A1には、図4を参照して説明したとおりに、主要電源配線が配置される(図18)。実装例2におけるセル領域A10には、図19に示す各領域A11〜A14の外周縁に沿って、主要電源配線として、主要電源電圧配線110と主要接地電圧配線120とが配置される(主要接地電圧配線120は図示省略)。
FIG. 18 is a diagram conceptually illustrating a state in which the arrangement of the main power supply wiring is determined in the mounting example 1. FIG. 19 is a diagram conceptually illustrating a state in which the arrangement of the main power supply wiring is determined in the mounting example 2. 18 and 19, only the main power
主要電源配線の配置が定められると、配線配置プログラム1021のノイズフィルタ配置部M40は、上述したノイズフィルタ1を構成するスパイラルコイル配線150の配置を定める(ステップS104)。
When the arrangement of the main power supply wiring is determined, the noise filter arrangement unit M40 of the
図20は、実装例1において、スパイラルコイル配線150の配置が定められた様子を概念的に示す図である。図21は、実装例2において、スパイラルコイル配線150の配置が定められた様子を概念的に示す図である。スパイラルコイル配線150は、環状の主要電源電圧配線110のうち、図における上下方向の配線に沿って、環状の主要電源電圧配線110の内側に配置される。スパイラルコイル配線150は、後に配置される電源電圧給電配線111に対応するように、一定の間隔で配置される。スパイラルコイル配線150は、環状の主要電源電圧配線110のうち、図における上下方向の配線の上端近傍から下端近傍まで配置される。図21に示すように、セル領域A10では、各領域A11〜A14の各主要電源電圧配線110の内側に、スパイラルコイル配線150が配置される。
FIG. 20 is a diagram conceptually illustrating a state in which the arrangement of the
スパイラルコイル配線150の配置が定められると、配線配置プログラム1021のセル配置部M50は、セルの配置を定める(ステップS105)。図22は、実装例1において、セルCLの配置が定められた様子を概念的に示す図である。図23は、実装例2において、セルCLの配置が定められた様子を概念的に示す図である。セルCLは、環状の主要電源電圧配線110および主要接地電圧配線120の内部において、スパイラルコイル配線150が配置されている部分以外の領域に、配置される。セル配置部M50は、ステップS102において取得されたネットリストに従って、ネットリストに記述された回路を実現するために必要な基本論理セルを、セルCLとして配置する。
When the arrangement of the
セルCLの配置が定められると、配線配置プログラム1021のクロックツリー合成部M60は、クロックツリー合成を実行する(ステップS106)。具体的には、クロックツリー合成部M60は、配置したセルのうち、フリップフロップやレジスタなど、クロックに同期して動作するクロック負荷セルに関連する配線(クロックツリー配線)の配置を定める。クロックツリー合成部M60は、クロック源からクロック負荷セルまでの配線遅延を計算し、クロックスキューを小さくするように、クロックツリー配線上にバッファを挿入する。
When the arrangement of the cells CL is determined, the clock tree synthesis unit M60 of the
クロックツリー合成が終了すると、配線配置プログラム1021のノイズフィルタ配置部M40は、不要なスパイラルコイル配線150を削除する。図23において、黒い矢印で指摘された4つのスパイラルコイル配線150は不要なスパイラルコイル配線150である。アナログ領域A14の最下段およびPLL領域A13の最下段には、セルCLが配置されていない。従って、アナログ領域A14の最下段およびPLL領域A13の最下段にセルCLに電源電圧VDD給電するための電源電圧給電配線111を配置する必要がなく、スパイラルコイル配線150の配置も不要である。
When the clock tree synthesis is completed, the noise filter arrangement unit M40 of the
不要なスパイラルコイル配線150が削除されると、配線配置プログラム1021の給電配線配置部M70は、給電配線として、電源電圧給電配線111と接地電圧給電配線121の配置を定める(ステップS108)。図24は、実装例1において、給電配線の配置が定められた様子を概念的に示す図である。図25は、実装例2において、給電配線の配置が定められた様子を概念的に示す図である。図24および図25においては、図の煩雑を避けるため、給電配線のうち、スパイラルコイル配線150と接続される電源電圧給電配線111のみを図示し、接地電圧給電配線121の図示は省略している。電源電圧給電配線111は、各セルCLに対する電源電圧VDDの給電が、主要電源電圧配線110からみて、スパイラルコイル配線150を介して行われるように電源電圧給電配線の配置を定める。
When the unnecessary
給電配線の配置が定められると、配線配置プログラム1021の給電配線配置部M70は、ネットリストに従って、複数のセル間を結ぶ配線(セル間配線)の配置を定めて(ステップS109)、配線配置処理を終了する。
When the arrangement of the power supply wiring is determined, the power supply wiring arrangement unit M70 of the
以上説明した配線配置処理によれば、セルCLの配置を定める前にスパイラルコイル配線150の配置を定め、スパイラルコイル配線150が配置された部分以外の領域にセルCLの配置を定めるので、セルが先に配置されてスパイラルコイル配線150を配置するスペースがなくなることを防ぐことができる。
According to the wiring arrangement process described above, the arrangement of the
また、セル間配線を定める前にスパイラルコイル配線150の配置を定め、スパイラルコイル配線150が配置された部分以外の領域にセル間配線の配置を定めるので、セル間配線が先に配置されてスパイラルコイル配線150を配置するスペースがなくなることを防ぐことができる。
Further, since the arrangement of the
さらに、スパイラルコイル配線150を配置した後に、電源電圧給電配線111の配置を定めるので、主要電源電圧配線110からみてスパイラルコイル配線150を介してセルCLに対して電源電圧VDDの給電がなされるように、電源電圧給電配線111の配置を定めることができる。
Furthermore, since the arrangement of the power supply voltage
さらに、スパイラルコイル配線150は、主要電源電圧配線110に応じて、主要電源電圧配線110に沿って配置されるので、主要電源電圧配線110からみてスパイラルコイル配線150を介してセルCLに対して電源電圧VDDの給電がなされるように、容易に電源電圧給電配線111を配線することができる。
Furthermore, since the
B.変形例:
・第1変形例:
実施例における配線配置方法の第1変形例について説明する。図26は、第1変形例に配線配置処理の処理ステップを示すフローチャートである。図27は、セル配置禁止帯について説明する図である。
B. Variations:
・ First modification:
A first modification of the wiring arrangement method in the embodiment will be described. FIG. 26 is a flowchart showing the processing steps of the wiring arrangement processing in the first modification. FIG. 27 is a diagram for explaining the cell arrangement prohibition zone.
第1変形例において、実施例と異なる点は、図16におけるスパイラルコイル配線150の配置(ステップS104)に代えて、セル配置禁止帯BBを設定するステップS1040を実行する点と、セルCLの配置(ステップS105)およびクロックツリー合成(ステップS106)の後において、セル配置禁止帯BBの中にスパイラルコイル配線150の配置を定めるステップS1070を実行する点である。また、セルCLを配置した後に、セルCLに応じて、スパイラルコイル配線150の配置を定めるので、実施例における不要なスパイラルコイル配線150を除去するステップS107を省略することができる。
The first modification differs from the embodiment in that instead of the arrangement of the
その他のステップ(S101〜S103、S105、S106、S108、S109)は、基本的に、実施例における同名のステップと同様であるので、図26において、図16と同一の符号を付し、その詳細は省略する。 The other steps (S101 to S103, S105, S106, S108, S109) are basically the same as the steps of the same name in the embodiment, so in FIG. 26, the same reference numerals as those in FIG. Is omitted.
第1変形例における配線配置処理が開始されると、実施例における配線配置処理と同様にステップS101〜S103までの処理が行われ、主要電源配線の配置が定められる(例えば、図19)。 When the wiring arrangement process in the first modification is started, the processes from Steps S101 to S103 are performed similarly to the wiring arrangement process in the embodiment, and the arrangement of the main power supply wiring is determined (for example, FIG. 19).
次に、配線配置プログラム1021のノイズフィルタ配置部M40は、セル配置禁止帯BBを設定する(ステップS1040)。セル配置禁止帯BBは、後にスパイラルコイル配線150を配置するためのスペースとして、セルCLの配置を禁止する領域である。セル配置禁止帯BBは、図27に示すように、主要電源電圧配線110の内側に、電源電圧給電配線111のうち、図における上下方向の配線に沿って帯形状に設けられる。セル配置禁止帯BBは、主要電源電圧配線110の図における上端から下端まで延びている。セル配置禁止帯BBの帯形状の巾は、配置されるべきスパイラルコイル配線150の大きさに応じて、定められる。
Next, the noise filter placement unit M40 of the
セル配置禁止帯BBが定められると、セル配置部M50は、環状の主要電源電圧配線110および主要接地電圧配線120の内部において、セル配置禁止帯BB以外の領域に、セルCLを配置する(ステップS105)。
When the cell arrangement prohibition band BB is determined, the cell arrangement unit M50 arranges the cell CL in a region other than the cell arrangement prohibition band BB inside the annular main power
その後、実施例と同様のクロックツリー合成(ステップS106)の後、ノイズフィルタ配置部M40は、セル配置禁止帯BBの内部にスパイラルコイル配線150の配置を定める。セルCLの配置が既に定められているので、ノイズフィルタ配置部M40は、配置されたセルCLに応じてスパイラルコイル配線150の配置を定める。具体的には、ノイズフィルタ配置部M40は、セルCLに対して給電する電源電圧給電配線111を配置する必要がある段に、必要に応じてスパイラルコイル配線150を配置する。このため、上述したように、不要なスパイラルコイル配線150を配置することはなく、不要なスパイラルコイル配線150を削除するステップは省略できる。
Thereafter, after clock tree synthesis similar to that in the embodiment (step S106), the noise filter placement unit M40 determines the placement of the
スパイラルコイル配線150の配置が定められると、実施例同様に、給電配線の配置(ステップS108)とセル間配線の配置(ステップS109)の配置が行われ、配線配置処理は終了される。
When the arrangement of the
以上説明した第1変形例においても、最終的には、実施例と同様に、図24、図25に示すような配線の配置が行われる。 Also in the first modified example described above, the wiring arrangement as shown in FIGS. 24 and 25 is finally performed as in the embodiment.
第1変形例における配線配置処理によれば、セル配置禁止帯BBを設定した後に、セルCLの配置を定めるので、後にスパイラルコイル配線150を配置するときに、セル配置禁止帯BBにスパイラルコイル配線150を配置することができる。従って、スパイラルコイル配線150を配置する領域がなくなることを防ぐことができる。
According to the wiring arrangement process in the first modification, since the arrangement of the cell CL is determined after the cell arrangement prohibition band BB is set, when the
・第2変形例:
上記実施例では、基本的に配線配置装置1000が自動で各種配線およびセルCLの配置を行っているが、例えば、セルCLの配置位置や配線の微調整などを利用者が配線配置装置1000を操作して行っても良い。
・ Second modification:
In the above-described embodiment, the
・第3変形例:
上記実施例および第1変形例において、スパイラルコイル配線150は、第1配線層および第2配線層に配置されている。従って、3層以上の多層配線部を半導体装置100が備える場合には、3層目以上の配線層においては、スパイラルコイル配線150と配線層の法線方向に重なる位置に、他の配線(例えば、セル間配線)が配置されても良い。
・ Third modification:
In the embodiment and the first modification, the
・第4変形例:
上記実施例では、ロジック回路をノイズ発生源としての負荷としているが、これに限られない。ノイズフィルタ1は、定電圧により駆動されるあらゆる負荷に対して適用可能である。具体的には、ノイズフィルタ1は、増幅回路や発振回路などのアナログ回路や、中央演算装置(CPU)、メモリ装置などのデジタル回路用のEMIフィルタあるいはEMSフィルタとして適用可能である。従って、実施例における配線配置処理もまた、様々な半導体装置の配線のために使用可能である。
-Fourth modification:
In the above embodiment, the logic circuit is a load as a noise generation source, but the present invention is not limited to this. The noise filter 1 can be applied to any load driven by a constant voltage. Specifically, the noise filter 1 can be applied as an EMI filter or an EMS filter for an analog circuit such as an amplifier circuit or an oscillation circuit, or a digital circuit such as a central processing unit (CPU) or a memory device. Therefore, the wiring arrangement process in the embodiment can also be used for wiring of various semiconductor devices.
・第5変形例:
上記実施例では、ノイズフィルタ1の第1のコイルL1および第2のコイルL2として、平面上に形成されるスパイラルコイル151、152を採用しているが、これに限られない。第1のコイルL1および第2のコイルL2として、スプリング状コイルなどの巻き線コイルや、セラミックスシートなどの薄膜に配線を印刷して積層した積層コイル、など、様々なコイルが用いられ得る。
-5th modification:
In the said Example, although the spiral coils 151 and 152 formed on a plane are employ | adopted as the 1st coil L1 and the 2nd coil L2 of the noise filter 1, it is not restricted to this. As the first coil L1 and the second coil L2, various coils such as a wound coil such as a spring coil or a laminated coil obtained by printing and laminating a wiring on a thin film such as a ceramic sheet can be used.
・第6変形例:
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしても良い。
-6th modification:
In the above embodiment, a part of the configuration realized by hardware may be replaced by software, and conversely, a part of the configuration realized by software may be replaced by hardware.
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the Example and the modification, Embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.
1…ノイズフィルタ
2…定圧電源
3…負荷
10…電源パッド
20…接地パッド
100…半導体装置
110…主要電源電圧配線
111…電源電圧給電配線
120…主要接地電圧配線
121…接地電圧給電配線
150…スパイラルコイル配線
151…第1のスパイラルコイル
152…第2のスパイラルコイル
155…ビア
200…プリント基板
210…バイパスコンデンサ
220…電源供給ライン
230…接地電圧ライン
1000…配線配置装置
1010…CPU
1020…内部記憶装置
1021…配線配置プログラム
1022…バッファ領域
1030…表示部
1040…入力部
1050…外部記憶装置
A10…セル領域
M10…フロアプラン取得部
M20…ネットリスト取得部
M30…主要電源配線配置部
M40…ノイズフィルタ配置部
M50…セル配置部
M60…クロックツリー合成部
M70…給電配線配置部
M80…セル間配線配置部
L1…第1のコイル
L2…第2のコイル
C1…第1の位相補償コンデンサ
C2…第2の位相補償コンデンサ
LF…リードフレーム
PCH…Pチャネルトランジスタ
NCH…Nチャネルトランジスタ
STP…ストッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の工程と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルの配置を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の工程と、
前記所定領域における前記主要電源配線と前記スパイラルコイルの配置部分以外の領域に複数のセルの配置を定める第3の工程と、
を備える、方法。 A method for determining a wiring arrangement in a wiring layer of a semiconductor device,
A first step of determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second step of determining an arrangement of a spiral coil for a noise filter in the predetermined region in accordance with an arrangement of the main power supply wiring;
A third step of determining an arrangement of a plurality of cells in an area other than the arrangement part of the main power supply wiring and the spiral coil in the predetermined area;
A method comprising:
前記複数のセル間を結ぶ配線の配置を定める第4の工程を備える、方法。 The method of claim 1 further comprises:
A method comprising a fourth step of determining an arrangement of wirings connecting the plurality of cells.
前記第3の工程と前記第4の工程との間に、不要なスパイラルコイルを削除する第5の工程を備える、方法。 The method of claim 2 further comprises:
A method comprising a fifth step of removing unnecessary spiral coils between the third step and the fourth step.
前記第3の工程の後に、前記主要電源配線から前記スパイラルコイルを介して前記複数のセルに給電するための給電配線の配置を定める第6の工程を備える、方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, further comprises:
A method comprising, after the third step, a sixth step of determining an arrangement of a power supply wiring for supplying power to the plurality of cells from the main power supply wiring via the spiral coil.
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の工程と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルを配置するための第1の領域を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の工程と、
前記所定領域における前記主要電源配線の配置部分と前記第1の領域以外の領域である第2の領域に複数のセルの配置を定める第3の工程と、
前記第1の領域に前記スパイラルコイルの配置を定める第4の工程と、
を備える、方法。 A method for determining a wiring arrangement in a wiring layer of a semiconductor device,
A first step of determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second step of determining a first region for disposing a spiral coil for a noise filter in the predetermined region according to the disposition of the main power supply wiring;
A third step of determining an arrangement of a plurality of cells in an arrangement portion of the main power supply wiring in the predetermined area and a second area that is an area other than the first area;
A fourth step of determining an arrangement of the spiral coil in the first region;
A method comprising:
前記第4の工程において、前記スパイラルコイルは、前記第3の工程において定められた前記複数のセルの配置に応じて、配置される、方法。 The method of claim 5, wherein
In the fourth step, the spiral coil is arranged according to the arrangement of the plurality of cells defined in the third step.
前記第4の工程の後に、前記複数のセル間を結ぶ配線の配置を定める第5の工程を備える、方法。 The method according to claim 5 or claim 6 further comprises:
A method comprising, after the fourth step, a fifth step of determining an arrangement of wirings connecting the plurality of cells.
前記第4の工程の後に、前記主要電源配線から前記スパイラルコイルを介して前記複数のセルに給電するための給電配線の配置を定める第6の工程を備える、方法。 The method according to any one of claims 5 to 7, further comprising:
A method comprising, after the fourth step, a sixth step of determining an arrangement of a power supply wiring for supplying power to the plurality of cells from the main power supply wiring via the spiral coil.
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の機能と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルの配置を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の機能と、
前記所定領域における前記主要電源配線と前記スパイラルコイルの配置部分以外の領域に複数のセルの配置を定める第3の機能と、
を前記コンピュータに実現させる、コンピュータプログラム。 There is a computer program for making a computer determine the wiring arrangement in the wiring layer of a semiconductor device,
A first function for determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second function for determining the arrangement of the spiral coil for the noise filter in the predetermined area according to the arrangement of the main power supply wiring;
A third function for determining the arrangement of a plurality of cells in an area other than the arrangement area of the main power supply wiring and the spiral coil in the predetermined area;
A computer program for causing the computer to realize the above.
前記配線層の所定領域に、主要電源配線の配置を定める第1の機能と、
前記所定領域に、ノイズフィルタ用のスパイラルコイルを配置するための第1の領域を、前記主要電源配線の配置に応じて定める第2の機能と、
前記所定領域における前記主要電源配線の配置部分と前記第1の領域以外の領域である第2の領域に複数のセルの配置を定める第3の機能と、
前記第1の領域に前記スパイラルコイルの配置を定める第4の機能と、
を前記コンピュータに実現させる、コンピュータプログラム。 There is a computer program for making a computer determine the wiring arrangement in the wiring layer of a semiconductor device,
A first function for determining an arrangement of main power supply wirings in a predetermined region of the wiring layer;
A second function for determining a first region for arranging a spiral coil for a noise filter in the predetermined region according to the arrangement of the main power supply wiring;
A third function for determining the arrangement of a plurality of cells in an arrangement portion of the main power supply wiring in the predetermined area and a second area that is an area other than the first area;
A fourth function for determining an arrangement of the spiral coil in the first region;
A computer program for causing the computer to realize the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007311321A JP2009135327A (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Wiring arranging method, and wiring arranging program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007311321A JP2009135327A (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Wiring arranging method, and wiring arranging program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009135327A true JP2009135327A (en) | 2009-06-18 |
Family
ID=40866929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007311321A Pending JP2009135327A (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Wiring arranging method, and wiring arranging program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009135327A (en) |
-
2007
- 2007-11-30 JP JP2007311321A patent/JP2009135327A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102652035B1 (en) | Semiconductor layout in finfet technologies | |
US7137092B2 (en) | Layout method of semiconductor integrated circuit, layout structure thereof, and photomask for forming the layout structure | |
JP5230251B2 (en) | Standard cell layout structure, standard cell library, and semiconductor integrated circuit layout structure | |
JP5727288B2 (en) | Semiconductor device, semiconductor device design method, semiconductor device design apparatus, and program | |
JP2005524231A (en) | Feed and ground shield mesh to eliminate both capacitive and inductive signal coupling effects of routing in integrated circuit devices | |
JP5685457B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US6560753B2 (en) | Integrated circuit having tap cells and a method for positioning tap cells in an integrated circuit | |
JP5340047B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP4204444B2 (en) | Semiconductor integrated circuit design method | |
US6744081B2 (en) | Interleaved termination ring | |
JP2009135815A (en) | Noise filter and semiconductor device | |
JP2009135327A (en) | Wiring arranging method, and wiring arranging program | |
US6768142B2 (en) | Circuit component placement | |
US7502218B2 (en) | Multi-terminal capacitor | |
WO2010100849A1 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
WO2020044438A1 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2003224195A (en) | Semiconductor integrated circuit comprising standard cell or macrocell, and its arrangement wiring method | |
JP5230912B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device | |
WO2013038511A1 (en) | Design method for semiconductor integrated circuit and design program for semiconductor integrated circuit | |
US20050161810A1 (en) | Semiconductor device | |
US20070187468A1 (en) | Low inductance via arrangement for multilayer ceramic substrates | |
US6815812B2 (en) | Direct alignment of contacts | |
JP2019079950A (en) | Semiconductor device | |
JP2006202923A (en) | Method and program of designing semiconductor device | |
JP2011216592A (en) | Semiconductor integrated circuit device |