JP2014029903A - Semiconductor device and design device - Google Patents

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JP2014029903A JP2012169214A JP2012169214A JP2014029903A JP 2014029903 A JP2014029903 A JP 2014029903A JP 2012169214 A JP2012169214 A JP 2012169214A JP 2012169214 A JP2012169214 A JP 2012169214A JP 2014029903 A JP2014029903 A JP 2014029903A
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俊哉 長田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce dummy cell columns and spacing between adjacent memory macros in an LSI containing multiple memory macros such as a system LSI, thereby cutting a chip area.SOLUTION: Memory mats each having the same number of memory cells arranged in a row or a column direction are placed adjoining each other via tie cells without placing dummy cells on sides each having the same number of rows or columns. The tie cells have almost the same layout pattern as the memory cells, and can have memory cells placed adjoining each other on both sides in the row direction or column direction. Word lines or bit lines are electrically separated by restraining distortion in resolution pattern in the periphery of the memory mats while maintaining the continuity and periodicity of the layout pattern. An LSI design device is provided with row direction and column direction tie cells in a library, extracts memory mats each having the same number of memory cells placed in the row or column direction from an input net list, and outputs layout information on memory mats placed adjoining each other via appropriate tie cells.

Description

本発明は、複数のメモリマクロを含む半導体集積回路装置及びその設計装置に関し、特にチップ面積の低減に好適に利用できるものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device including a plurality of memory macros and a design apparatus therefor, and can be suitably used particularly for reducing a chip area.

近年のシステムLSI (Large Scale Integrated Circuit) などの半導体製品の高機能化・処理データの大規模化に伴い、チップに占めるSRAM (Static Random Access Memory) などのメモリ容量及び面積は増加の一途を辿っている。これに対しては、メモリセルサイズの縮小及び、メモリ周辺回路の縮小、バンク化による縮小などが行われてきた。しかしながら、これら施策もそれぞれ極限にまでチューニングが施されている状態であり、今後前記各部分における更なる面積削減は期待できない。   As the functionality of semiconductor products such as system LSI (Large Scale Integrated Circuit) in recent years has increased and the amount of processing data has increased, the memory capacity and area of SRAM (Static Random Access Memory), etc. occupying the chip has been increasing. ing. In response to this, reduction of the memory cell size, reduction of memory peripheral circuits, reduction by banking, and the like have been performed. However, each of these measures is also tuned to the limit, and further area reduction in each part cannot be expected in the future.

メモリマクロと、その周辺に配置された標準セルで構成される論理回路領域を始めとする、他の回路領域との間には幾らかのスペーシングが必要である。さらに、メモリマクロを、メモリセルを2次元に配列したメモリマットと、アドレスデコーダとワード線駆動回路、センスアンプとビット線駆動回路などからなる周辺回路に分けると、メモリマットと周辺回路との間にも、スペーシングが必要である。このスペーシングは、レイアウトルールに則って規定される。例えば、ウェル構造の異なる回路どうしを隣接させる場合、両者のウェルを絶縁するために、ウェルの間にSTI (Shallow Trench Isolation) などの絶縁層を形成する必要があるため、一定以上のスペーシングが必要となる。   Some spacing is required between the memory macro and other circuit areas, including a logic circuit area composed of standard cells arranged around the memory macro. Further, when the memory macro is divided into a memory mat in which memory cells are arranged two-dimensionally and a peripheral circuit composed of an address decoder, a word line driving circuit, a sense amplifier and a bit line driving circuit, the memory macro is connected between the memory mat and the peripheral circuit. In addition, spacing is necessary. This spacing is defined according to the layout rule. For example, when circuits with different well structures are adjacent to each other, it is necessary to form an insulating layer such as STI (Shallow Trench Isolation) between the wells in order to insulate both wells. Necessary.

メモリマットは、メモリセルを2次元に配列して構成するが、実際に記憶素子として機能するメモリセルの周囲に、メモリセルとほぼ同じレイアウトを有しながら記憶素子としては機能しない、ダミーセルが配置されている。メモリマットではメモリセルが周期的に配列されているため、各ホトリソグラフィ工程において、レイアウトパターン、即ちマスクパターンが周期的に配列されるが、メモリマットの周辺部分では、この周期性が絶たれるので、解像に乱れが生じることが知られている。ダミーパターンは、このようなメモリマット周辺の解像の乱れが、メモリの回路動作に影響することを防止する目的で、メモリマットの周辺に配列される。特許文献1には、「単位セル(メモリセル)と略同一のパターンで構成され、回路動作をしないダミーセルを設けることにより、単位セルの連続性を保持し、単位セルアレイにおける写真蝕刻条件等を略均一にできるので、単位セルの欠陥の発生を防止することができる」技術が開示されている。さらに、特許文献2には、ダミーセルに含まれるトランジスタにおいて、パターンの乱れに起因して発生する絶縁不良を、防止することができる技術が開示されている。ダミーセルに含まれるトランジスタは、本来何ら機能しないので、オフ状態になるように終端されているが、特許文献2では、解像パターンの乱れによっては、電流のリークを生じさらには短絡させてしまう恐れがあることを指摘し、このような不良の発生を予防する発明が開示されている。   A memory mat is configured by arranging memory cells two-dimensionally, but dummy cells that do not function as memory elements are arranged around the memory cells that actually function as memory elements, although they have substantially the same layout as the memory cells. Has been. Since memory cells are periodically arranged in the memory mat, a layout pattern, that is, a mask pattern is periodically arranged in each photolithography process, but this periodicity is cut off in the peripheral portion of the memory mat. It is known that the resolution is disturbed. The dummy pattern is arranged in the periphery of the memory mat in order to prevent such a disturbance in resolution around the memory mat from affecting the circuit operation of the memory. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-133867 discloses that “the continuity of unit cells is maintained by providing dummy cells that are configured in substantially the same pattern as unit cells (memory cells) and do not perform circuit operation, and that photo-etching conditions and the like in the unit cell arrays are substantially omitted. Since it can be made uniform, it is possible to prevent unit cell defects from occurring. " Furthermore, Patent Document 2 discloses a technique that can prevent an insulation failure that occurs due to pattern disturbance in a transistor included in a dummy cell. Since the transistor included in the dummy cell does not function at all, it is terminated so as to be turned off. However, in Patent Document 2, there is a risk that current may leak and further be short-circuited depending on the disturbance of the resolution pattern. In other words, an invention for preventing the occurrence of such defects is disclosed.

特許文献1の図1には、4個のメモリマットからなるSRAMのレイアウトが示されている。それぞれのメモリマット(3A〜3D)の周辺部には4辺にダミーセル(4A〜4D)が配置されている。メモリマット(3A〜3D)とXデコーダ(5A,5B)、Yデコーダ(6A〜6D)、周辺回路(7A,7B)との間には、スペーシングが設けられている。   FIG. 1 of Patent Document 1 shows an SRAM layout including four memory mats. Dummy cells (4A to 4D) are arranged on four sides at the periphery of each memory mat (3A to 3D). Spacing is provided between the memory mats (3A to 3D), the X decoders (5A and 5B), the Y decoders (6A to 6D), and the peripheral circuits (7A and 7B).

特開昭61−214559号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-214559 特開平06−314778号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-314778

近年の半導体製品の高機能化・処理データの大規模化は、処理速度の向上を伴う高性能化も伴っており、搭載されるメモリマクロの数の増加につながっている。近年の半導体の高集積化によっては、メモリを十分に高速化することができないため、速度性能を満足しながら個々のメモリ容量を増やすことができない。そのため、小容量で高速のメモリが多数搭載される傾向にある。   In recent years, higher performance of semiconductor products and larger scale of processing data have been accompanied by higher performance accompanied by improved processing speed, leading to an increase in the number of memory macros mounted. Due to the recent high integration of semiconductors, the memory cannot be sufficiently speeded up, so that the capacity of each memory cannot be increased while satisfying the speed performance. For this reason, there is a tendency that many high-speed memories with a small capacity are mounted.

このとき、メモリマットの周辺に配置されるダミーセルの面積と、メモリマクロとその周辺の論理回路領域とのスペーシングや、メモリマクロ内のメモリマットとデコーダ等の周辺回路とのスペーシングの面積の合計が、チップ面積に占める割合が増加してきている。   At this time, the area of the dummy cells arranged in the periphery of the memory mat, the spacing between the memory macro and the peripheral logic circuit area, and the spacing area between the memory mat in the memory macro and the peripheral circuit such as the decoder are determined. The ratio of the total to the chip area is increasing.

このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   Means for solving such problems will be described below, but other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、下記の通りである。   According to one embodiment, it is as follows.

すなわち、複数のメモリマクロを含む半導体集積回路装置において、行方向または列方向に同数のメモリセルが配列されたメモリマットの行または列の数が同数の辺においてダミーセルを配置せず、繋ぎセルを介してメモリマットどうしを隣接して配置する。繋ぎセルは、メモリセルとほぼ同一のレイアウトパターンを有し、行方向または列方向の両側にメモリセルを隣接配置することができ、そのときのレイアウトパターンの連続性、周期性が維持される。これにより、メモリマット周辺部における解像の乱れを抑えながら、ワード線またはビット線を電気的に分離する。   That is, in a semiconductor integrated circuit device including a plurality of memory macros, dummy cells are not arranged on the same number of sides of the memory mat in which the same number of memory cells are arranged in the row direction or the column direction, and the connection cells are not arranged. The memory mats are arranged adjacent to each other. The connection cell has substantially the same layout pattern as the memory cell, and the memory cells can be adjacently arranged on both sides in the row direction or the column direction, and the continuity and periodicity of the layout pattern at that time are maintained. Thereby, the word line or the bit line is electrically separated while suppressing the disturbance of the resolution in the peripheral portion of the memory mat.

LSI設計装置は、行方向と列方向の繋ぎセルをセルライブラリに備え、入力されたネットリストから行方向または列方向に同数のメモリセルが配列されているメモリマットを抽出し、適切な繋ぎセルを介してメモリマットを隣接配置したレイアウト情報を出力する。   The LSI design apparatus includes row cells and column cells connected in the cell library, extracts memory mats in which the same number of memory cells are arranged in the row direction or column direction from the input netlist, and appropriately connects cells. The layout information in which the memory mats are arranged adjacent to each other is output via the.

前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。   The effect obtained by the one embodiment will be briefly described as follows.

すなわち、メモリマット間のダミーセルとスペーシングをなくすことができ、チップ面積を抑えることができる。   That is, dummy cells and spacing between memory mats can be eliminated, and the chip area can be reduced.

図1は、実施形態1におけるメモリマクロのレイアウト配置を表す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a layout layout of memory macros according to the first embodiment. 図2は、実施形態2におけるメモリマクロのレイアウト配置を表す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a layout layout of memory macros according to the second embodiment. 図3は、繋ぎセルの設計例を詳細に示すレイアウト図(不純物拡散層L、ゲート配線層FG、コンタクト層CONT、及び第1金属配線層M1)である。FIG. 3 is a layout diagram (impurity diffusion layer L, gate wiring layer FG, contact layer CONT, and first metal wiring layer M1) showing in detail a design example of the connection cell. 図4は、繋ぎセルの設計例を詳細に示すレイアウト図(コンタクト層CONT及び第1金属配線層M1)である。FIG. 4 is a layout diagram (contact layer CONT and first metal wiring layer M1) showing a detailed design example of the connecting cell. 図5は、繋ぎセルの設計例を詳細に示すレイアウト図(第1ビア層V1及び第2金属配線層M2)である。FIG. 5 is a layout diagram (first via layer V1 and second metal wiring layer M2) showing a detailed design example of the connection cell. 図6は、繋ぎセルの設計例を詳細に示すレイアウト図(第2ビア層V2及び第3金属配線層M3)である。FIG. 6 is a layout diagram (second via layer V2 and third metal wiring layer M3) showing in detail a design example of a connection cell. 図7は、繋ぎセルの設計例を詳細に示す等価回路図である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing in detail a design example of a connection cell. 図8は、実施形態2におけるメモリマクロを含む半導体チップ全体のレイアウトを表す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the layout of the entire semiconductor chip including the memory macro in the second embodiment. 図9は、実施形態4の設計装置の動作を表すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the design apparatus according to the fourth embodiment. 図10は、RTL wrapperによるメモリの分割を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining memory division by the RTL wrapper.

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

〔1〕<繋ぎセルによる2マットの隣接>
第1メモリマクロ(20_1)と第2メモリマクロ(20_2)とを備える半導体装置であって、以下のように構成される。
[1] <Adjacent of two mats by connecting cells>
A semiconductor device including a first memory macro (20_1) and a second memory macro (20_2), which is configured as follows.

第1メモリマクロ(20_1)は、メモリセル(10)がL行×M列(ただし、LとMは正の整数)に配列された第1メモリマット(21_1)を含む。第2メモリマクロ(20_2)は、前記第1メモリマクロとは別のアドレス線(25_2)とデータ線(26_2)とを有し、前記メモリセルと同一のレイアウトを有するメモリセル(10)がN行(ただし、Nは正の整数)×前記M列に配列された第2メモリマット(21_2)を含む。   The first memory macro (20_1) includes a first memory mat (21_1) in which memory cells (10) are arranged in L rows × M columns (where L and M are positive integers). The second memory macro (20_2) has an address line (25_2) and a data line (26_2) different from the first memory macro, and the memory cell (10) having the same layout as the memory cell has N 2nd memory mat (21_2) arranged in rows (where N is a positive integer) × M columns.

前記第1メモリマットの前記M列の辺のうちの1辺と、前記第2メモリマットの前記M列の辺のうちの1辺とは、前記メモリセルと同一のレイアウトサイズを有する繋ぎセルの1行×前記M列(11_1〜11_M)を、前記第1メモリマットの前記1辺と前記第2メモリマットの前記1辺の双方に接して配置する。   One side of the M columns of the first memory mat and one side of the M columns of the second memory mat are connected cells having the same layout size as the memory cells. One row × the M columns (11_1 to 11_M) is arranged in contact with both the one side of the first memory mat and the one side of the second memory mat.

前記繋ぎセルは、ウェル層と不純物拡散層とゲート配線層が前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える。   In the connection cell, the well layer, the impurity diffusion layer, and the gate wiring layer have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with the cell boundary line as an axis.

これにより、メモリマット間のダミーセルとスペーシングをなくすことができ、チップ面積を抑えることができる。   As a result, dummy cells and spacing between memory mats can be eliminated, and the chip area can be reduced.

〔2〕<繋ぎセルにおけるワード線の分離>
項1において、半導体装置は以下のように構成される。前記第1メモリマクロの前記列ごとに含まれる複数のメモリセルが第1ワード線と第1電源配線または第1接地線をそれぞれ共有する。前記第2メモリマクロの前記列ごとに含まれる複数のメモリセルが第2ワード線と前記第1メモリマクロに対応する第2電源配線または第2接地線をそれぞれ共有する。前記繋ぎセルは前記第1ワード線と前記第2ワード線を電気的に分離し、前記第1電源配線または前記第1接地線とそれに対応する前記第2電源配線または前記第2接地線を電気的に接続する。
[2] <Separation of word lines in connecting cells>
In item 1, the semiconductor device is configured as follows. A plurality of memory cells included in each column of the first memory macro share a first word line and a first power supply line or a first ground line. A plurality of memory cells included in each column of the second memory macro share a second power line or a second ground line corresponding to the second word line and the first memory macro, respectively. The connecting cell electrically separates the first word line and the second word line, and electrically connects the first power line or the first ground line and the corresponding second power line or the second ground line. Connect.

これにより、隣接するメモリマット間でワード線を分離して、独立なメモリ動作を可能とし、隣接するメモリマット間でも電源線及び/または接地線を接続して、電源電圧を安定化させることができる。   As a result, the word lines are separated between adjacent memory mats to enable independent memory operation, and the power supply line and / or the ground line can be connected between adjacent memory mats to stabilize the power supply voltage. it can.

〔3〕<レイアウトパターンの連続性>
項2において、半導体装置は以下のように構成される。前記繋ぎセルは、前記第1ワード線または前記第2ワード線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える。
[3] <Continuity of layout pattern>
In item 2, the semiconductor device is configured as follows. In the connection cell, all layout layers other than the wiring corresponding to the first word line or the second word line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout about the cell boundary line.

これにより、電気的に分離が必要な層以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   As a result, the continuity and periodicity of the pattern are maintained in all layout layers other than the layers that need to be electrically separated.

〔4〕<繋ぎセルにおけるビット線の分離>
項1において、半導体装置は以下のように構成される。前記第1メモリマクロが前記列ごとに第1ビット線と第1電源配線または第1接地線をそれぞれ共有する。前記第2メモリマクロが前記列ごとに第2ビット線と前記第1メモリマクロに対応する第2電源配線または第2接地線をそれぞれ共有する。前記繋ぎセルは前記第1ビット線と前記第2ビット線を電気的に分離し、前記第1電源配線または前記第1接地線とそれに対応する前記第2電源配線または前記第2接地線を電気的に接続する。
[4] <Separation of bit lines in connecting cells>
In item 1, the semiconductor device is configured as follows. The first memory macro shares a first bit line and a first power supply line or a first ground line for each column. The second memory macro shares the second power line or the second ground line corresponding to the second bit line and the first memory macro for each column. The connecting cell electrically separates the first bit line and the second bit line, and electrically connects the first power line or the first ground line and the corresponding second power line or the second ground line. Connect.

これにより、隣接するメモリマット間でビット線を分離して、独立なメモリ動作を可能とし、隣接するメモリマット間でも電源線及び/または接地線を接続して、電源電圧を安定化させることができる。   As a result, the bit lines are separated between adjacent memory mats to enable independent memory operation, and the power supply line and / or ground line can be connected between adjacent memory mats to stabilize the power supply voltage. it can.

〔5〕<レイアウトパターンの連続性>
項4において、半導体装置は以下のように構成される。前記繋ぎセルは、前記第1ビット線または前記第2ビット線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える。
[5] <Continuity of layout pattern>
In item 4, the semiconductor device is configured as follows. In the connection cell, all layout layers other than the wiring corresponding to the first bit line or the second bit line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with a cell boundary line as an axis.

これにより、電気的に分離が必要な層以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   As a result, the continuity and periodicity of the pattern are maintained in all layout layers other than the layers that need to be electrically separated.

〔6〕<繋ぎセルによる4マットの隣接>
項1において、半導体装置は以下のように構成される。前記メモリセルと同一のレイアウトを有するメモリセルが前記L行に配列された第3メモリマット(21_3)を含む第3メモリマクロ(20_3)をさらに備える。前記繋ぎセルを第1繋ぎセル(11_1_1〜11_1_M)とする。
[6] <Adjacent of 4 mats by connecting cells>
In item 1, the semiconductor device is configured as follows. A third memory macro (20_3) including a third memory mat (21_3) in which memory cells having the same layout as the memory cells are arranged in the L rows is further provided. The connection cell is defined as a first connection cell (11_1_1 to 11_1_M).

前記第1メモリマットの前記L行の辺のうちの1辺と、前記第3メモリマットの前記L行の辺のうちの1辺とは、前記メモリセルと同一のレイアウトサイズを有する第2繋ぎセルの前記L行×1列(11_2_1〜11_2_L)が、前記第1メモリマットの前記1辺と前記第3メモリマットの前記1辺の双方に接して配置される。   One side of the L row sides of the first memory mat and one side of the L row side of the third memory mat have a second connection having the same layout size as the memory cells. The L rows × 1 columns (11_2_1 to 11_2_L) of the cells are disposed in contact with both the one side of the first memory mat and the one side of the third memory mat.

前記第2繋ぎセルは、ウェル層と不純物拡散層とゲート配線層が前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える。   In the second connection cell, the well layer, the impurity diffusion layer, and the gate wiring layer have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout about the cell boundary line.

これにより、メモリマット間のダミーセルとスペーシングを、2次元の両方の方向でなくすことができ、チップ面積をさらに抑えることができる。   As a result, dummy cells and spacing between memory mats can be eliminated in both two-dimensional directions, and the chip area can be further reduced.

〔7〕<繋ぎセルにおけるワード線とビット線の分離>
項6において、半導体装置は以下のように構成される。前記第1メモリマクロが前記列ごとに第1ワード線を共有し、前記第2メモリマクロが前記列ごとに第2ワード線を共有し、前記第1繋ぎセルは前記第1ワード線と前記第2ワード線が電気的に分離する。前記第1メモリマクロが前記行ごとに第1ビット線を共有し、前記第3メモリマクロが前記行ごとに第3ビット線を共有する。前記第2繋ぎセルは前記第1ビット線と前記第3ビット線が電気的に分離する。
[7] <Separation of word line and bit line in connection cell>
In item 6, the semiconductor device is configured as follows. The first memory macro shares a first word line for each column, the second memory macro shares a second word line for each column, and the first connection cell is connected to the first word line and the first word line. Two word lines are electrically separated. The first memory macro shares a first bit line for each row, and the third memory macro shares a third bit line for each row. In the second connection cell, the first bit line and the third bit line are electrically separated.

これにより、ワード線とビット線のそれぞれを分離して、隣接するメモリマット間で独立なメモリ動作を可能とすることができる。   Thereby, each of the word line and the bit line can be separated, and independent memory operations can be performed between adjacent memory mats.

〔8〕<レイアウトパターンの連続性>
項7において、半導体装置は以下のように構成される。前記第1繋ぎセルは、前記第1ワード線または前記第2ワード線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える。前記第2繋ぎセルは、前記第1ビット線または前記第3ビット線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える。
[8] <Continuity of layout pattern>
In item 7, the semiconductor device is configured as follows. In the first connection cell, all layout layers other than the wiring corresponding to the first word line or the second word line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with a cell boundary line as an axis. In the second connection cell, all layout layers other than the wiring corresponding to the first bit line or the third bit line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with a cell boundary line as an axis.

これにより、電気的に分離が必要な層以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   As a result, the continuity and periodicity of the pattern are maintained in all layout layers other than the layers that need to be electrically separated.

〔9〕<設計装置>
複数のセルを含むセルライブラリ(40)を備え、複数のメモリマクロを含むネットリスト(42)が入力され、前記セルライブラリから複数のセルを選んで配置及び配線(57)を行うことによって、前記ネットリストに対応するレイアウト情報(44)を出力する、設計装置であって、以下のように構成される。
[9] <Design equipment>
A cell library (40) including a plurality of cells is provided, and a netlist (42) including a plurality of memory macros is input, and a plurality of cells are selected from the cell library and arranged and wired (57). A design apparatus that outputs layout information (44) corresponding to a netlist, and is configured as follows.

前記セルライブラリは、メモリセルと、第1繋ぎセル(12)と、第2繋ぎセル(13)とを含む。前記メモリセルは、2次元に隣接して配置されることにより、第1方向で隣接するメモリセルどうしのワード線を互いに接続し、前記第1方向と直交する第2方向で隣接するメモリセルどうしのビット線を互いに接続する、レイアウト情報を有する。前記第1繋ぎセルは、前記第1方向で両側に隣接するメモリセル間のワード線を電気的に分離する、レイアウト情報を有する。前記第2繋ぎセルは、前記第2方向で両側に隣接するメモリセル間のビット線を電気的に分離する、レイアウト情報を有する。   The cell library includes a memory cell, a first connection cell (12), and a second connection cell (13). The memory cells are two-dimensionally arranged adjacent to each other so that the word lines of the memory cells adjacent in the first direction are connected to each other, and the memory cells adjacent in the second direction orthogonal to the first direction are connected to each other. Layout information for connecting the bit lines to each other. The first connection cell has layout information for electrically separating a word line between adjacent memory cells on both sides in the first direction. The second connection cell has layout information for electrically separating bit lines between memory cells adjacent on both sides in the second direction.

入力される前記ネットリストは、前記複数のメモリマクロのそれぞれのメモリマクロごとにワード数とビット数を規定する情報を含んでいる。   The input netlist includes information defining the number of words and the number of bits for each memory macro of the plurality of memory macros.

前記設計装置は、前記複数のメモリマクロからワード数が同数のメモリマクロ群及び/またはビット数が同数のメモリマクロ群を抽出する(ステップ52)。   The design apparatus extracts a memory macro group having the same number of words and / or a memory macro group having the same number of bits from the plurality of memory macros (step 52).

ワード数が同数か、ビット数が同数か、ワード数とビット数のそれぞれが同数かによって、以下の処理ステップのうちの一方または両方を実施する。   Depending on whether the number of words is the same, the number of bits is the same, or the number of words and the number of bits is the same, one or both of the following processing steps are performed.

前記ワード数が同数の前記メモリマクロ群に含まれる2個のメモリマクロ(20_1と20_2)を、前記ワード数と同数の前記第1繋ぎセルを前記第2方向に互いに隣接して配列し(11_1_1〜11_1_M)、第1方向に隣接する両側に、前記ワード数が同数の前記2個のメモリマクロを隣接配置する。前記ビット数が同数の前記メモリマクロ群に含まれる2個のメモリマクロ(20_1と20_3)を、前記ビット数と同数の前記第2繋ぎセルを前記第1方向に互いに隣接して配列し(11_2_1〜11_2_L)、第2方向に隣接する両側に、前記ビット数が同数の前記2個のメモリマクロを隣接配置する。   Two memory macros (20_1 and 20_2) included in the memory macro group having the same number of words are arranged adjacent to each other in the second direction with the same number of first connected cells as the number of words (11_1_1). ˜11_1_M), the two memory macros having the same number of words are adjacently arranged on both sides adjacent to each other in the first direction. Two memory macros (20_1 and 20_3) included in the memory macro group with the same number of bits are arranged adjacent to each other in the first direction (11_2_1). ˜11_2_L), the two memory macros having the same number of bits are adjacently arranged on both sides adjacent to each other in the second direction.

これにより、メモリマット間のダミーセルとスペーシングをなくし、チップ面積を抑えた半導体集積回路装置を設計するための設計装置を提供することができる。   As a result, it is possible to provide a design device for designing a semiconductor integrated circuit device with reduced chip area by eliminating dummy cells and spacing between memory mats.

〔10〕<レイアウトパターンの連続性>
項9において、設計装置は以下のように構成される。前記第1繋ぎセルは、前記メモリセルのワード線に対応する配線を除くすべてのレイアウト層が前記メモリセルと同一であり、前記第2繋ぎセルは、前記メモリセルのビット線に対応する配線を除くすべてのレイアウト層が前記メモリセルと同一である。
[10] <Continuity of layout pattern>
In item 9, the design apparatus is configured as follows. The first connection cell has the same layout layer as the memory cell except for the wiring corresponding to the word line of the memory cell, and the second connection cell has the wiring corresponding to the bit line of the memory cell. All the layout layers are the same as the memory cell.

これにより、電気的に分離が必要な層以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   As a result, the continuity and periodicity of the pattern are maintained in all layout layers other than the layers that need to be electrically separated.

2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.

〔実施形態1〕
図1は、実施形態1におけるメモリマクロのレイアウト配置を表す説明図である。L行×M列の第1のメモリマクロ20_1と、N行×M列の第2のメモリマクロ20_2とを、繋ぎセル11_1〜11_Mを介して隣接して配置したレイアウトを、模式的に表したものである(L,M,Nはそれぞれ正の整数)。
Embodiment 1
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a layout layout of memory macros according to the first embodiment. A schematic representation of a layout in which a first memory macro 20_1 of L rows × M columns and a second memory macro 20_2 of N rows × M columns are arranged adjacent to each other via connecting cells 11_1 to 11_M is schematically shown. (L, M, and N are each a positive integer).

第1のメモリマクロ20_1は、メモリセルMCをL行×M列に2次元配列したメモリマット21_1と、周辺回路22_1を備える。周辺回路22_1には、アドレス線25_1とデータ線26_1とを含む信号が外部から入力されあるいは外部へ出力されており、図示されないアドレスデコーダ、ワード線ドライバ、データ入出力回路、ビット線ドライバ、センスアンプ、制御回路などを含んで構成されている。メモリマット21_1は、例えば、行方向に同じアドレスのメモリセルが配列され、同じワード線に接続され、列方向には同じビット位置のメモリセルが配列され、同じビット線に接続されている。SRAMでは、ワード線は1本の配線層で形成され、ビット線は相補的な2本1組の信号線が、同じ配線層の2本1組の配線で形成され、互いに直交してレイアウトされるのが一般的である。この例に従えば、ワード線は、行方向(紙面左右方向)にレイアウトされ、その延長上の周辺回路22_1内に配置されたワード線ドライバによって駆動される。ビット線は、列方向(紙面上下方向)にレイアウトされ、その延長上の周辺回路22_1内に配置されたビット線ドライバによって駆動され、また、センスアンプに接続されている。   The first memory macro 20_1 includes a memory mat 21_1 in which memory cells MC are two-dimensionally arranged in L rows × M columns, and a peripheral circuit 22_1. The peripheral circuit 22_1 receives a signal including an address line 25_1 and a data line 26_1 from the outside or is output to the outside. An address decoder, a word line driver, a data input / output circuit, a bit line driver, a sense amplifier (not shown) , Including a control circuit and the like. In the memory mat 21_1, for example, memory cells with the same address are arranged in the row direction and connected to the same word line, and memory cells at the same bit position are arranged in the column direction and connected to the same bit line. In an SRAM, a word line is formed by a single wiring layer, and a bit line is formed by a pair of two complementary signal lines of the same wiring layer, which are laid out orthogonal to each other. It is common. According to this example, the word lines are laid out in the row direction (left and right in the drawing), and are driven by a word line driver disposed in the peripheral circuit 22_1 on the extension. The bit lines are laid out in the column direction (up and down in the drawing), driven by a bit line driver disposed in the peripheral circuit 22_1 on the extension, and connected to a sense amplifier.

第1のメモリマクロ20_1は、メモリマット21_1の周囲にダミーセル15が隣接して配置されている。ただし、後述のように、第2のメモリマクロ20_2と隣接する部分には、ダミーセル15に代えて繋ぎセル11が配置される。ダミーセル15は、メモリセルとほぼ同じレイアウト構造を有しており、メモリマットのレイアウトパターンの周期性・連続性を維持している。メモリセルと同様のトランジスタを含むが、電気的にメモリマクロに悪影響を与えないように、回路上の終端処理が施されている。このために、メモリセルと全く同一のレイアウト構造とはなっていない。ダミーセル15のレイアウトは、メモリセルMCと接続されない側には、どのようなレイアウト構造の素子が配置されても、所定のスペーシングを確保すればレイアウトルール違反が発生しないように配慮して設計されている。第1のメモリマクロ20_1においても、周辺回路22_1とメモリマット21_1の周囲に配置されたダミーセルとの間には、所定のスペーシングが設けられている。   In the first memory macro 20_1, dummy cells 15 are arranged adjacent to each other around the memory mat 21_1. However, as will be described later, a connecting cell 11 is arranged in place of the dummy cell 15 in a portion adjacent to the second memory macro 20_2. The dummy cell 15 has substantially the same layout structure as the memory cell, and maintains the periodicity and continuity of the layout pattern of the memory mat. A transistor similar to the memory cell is included, but a termination process on the circuit is performed so as not to adversely affect the memory macro. For this reason, the layout structure is not exactly the same as that of the memory cell. The layout of the dummy cell 15 is designed so that no violation of the layout rule will occur if a predetermined spacing is ensured no matter what layout structure element is arranged on the side not connected to the memory cell MC. ing. Also in the first memory macro 20_1, a predetermined spacing is provided between the peripheral circuit 22_1 and the dummy cells arranged around the memory mat 21_1.

第2のメモリマクロ20_2も、行方向のサイズの違いを除けば、第1のメモリマクロ20_1と同様に構成されている。例えば、システムLSIなどの設計装置においては、複数のメモリマクロ(多くの場合、同じLSIに搭載される全てのSRAMマクロ)は、同じセルライブラリを参照して、同じメモリセル、同じダミーセル、周辺回路を構成するための同じ単位セルを使って構成される。周辺回路22_2には、アドレス線25_2とデータ線26_2とを含む、第1のメモリマクロ20_1に入力された信号とは独立の信号が外部から入力されており、第2のメモリマクロ20_2は第1のメモリマクロ20_1と独立に非同期の動作をさせることも、また、第1のメモリマクロ20_1と同期して動作させることも、任意である。   The second memory macro 20_2 is also configured in the same manner as the first memory macro 20_1 except for the difference in size in the row direction. For example, in a design apparatus such as a system LSI, a plurality of memory macros (in many cases, all SRAM macros mounted on the same LSI) refer to the same cell library, and the same memory cell, the same dummy cell, and a peripheral circuit It is configured using the same unit cell for configuring. The peripheral circuit 22_2 is externally input with a signal independent of the signal input to the first memory macro 20_1, including the address line 25_2 and the data line 26_2, and the second memory macro 20_2 includes the first memory macro 20_2. It is optional to operate asynchronously independently of the memory macro 20_1, or to operate in synchronization with the first memory macro 20_1.

第2のメモリマクロ20_2も、メモリマット21_2の周囲にダミーセル15が隣接して配置されている。ただし、第1のメモリマクロ20_1と隣接する部分には、ダミーセル15に代えて繋ぎセル11が配置されている。ワード線が行方向(紙面左右方向)にレイアウトされているものとした例においては、繋ぎセル11は、第1のメモリマクロ20_1のワード線と第2のメモリマクロ20_2のワード線とを分断する。これにより、第1のメモリマクロ20_1と第2のメモリマクロ20_2とは、独立して動作させることができる。繋ぎセル11は、このワード線を分断するために、メモリセルMCと異なるレイアウト構造となる以外は、メモリセルと同一のレイアウトとすることができる。これにより、メモリマット21_1と21_2にレイアウトパターンの周期性・連続性を維持することができる。このとき、ワード線と同じ行方向にレイアウトされている電源線または接地線があれば、これを分断する必要はない。これにより、電源配線のインピーダンスを低く抑え、電源電圧変動を抑えることができる。   In the second memory macro 20_2 as well, dummy cells 15 are arranged adjacent to each other around the memory mat 21_2. However, a connecting cell 11 is arranged in place of the dummy cell 15 in a portion adjacent to the first memory macro 20_1. In the example in which the word lines are laid out in the row direction (left and right direction in the drawing), the connection cell 11 separates the word line of the first memory macro 20_1 from the word line of the second memory macro 20_2. . Thus, the first memory macro 20_1 and the second memory macro 20_2 can be operated independently. The connection cell 11 can have the same layout as that of the memory cell except that the connection cell 11 has a layout structure different from that of the memory cell MC in order to divide the word line. Thereby, the periodicity and continuity of the layout pattern can be maintained in the memory mats 21_1 and 21_2. At this time, if there is a power supply line or ground line laid out in the same row direction as the word line, it is not necessary to divide it. Thereby, the impedance of the power supply wiring can be kept low, and the power supply voltage fluctuation can be suppressed.

上述の例においては、ワード線が行方向(紙面左右方向)にレイアウトされているものとしたが、ビット線が行方向にレイアウトされている場合には、繋ぎセル11は、ビット線を分断するレイアウト構造とすればよい。   In the above example, it is assumed that the word lines are laid out in the row direction (left and right direction in the drawing). However, when the bit lines are laid out in the row direction, the connection cell 11 divides the bit lines. A layout structure may be used.

以上により、メモリマット間のダミーセルとスペーシングをなくすことができ、チップ面積を抑えることができる。   As described above, dummy cells and spacing between memory mats can be eliminated, and the chip area can be reduced.

〔実施形態2〕
図2は、実施形態2におけるメモリマクロのレイアウト配置を表す説明図である。図1に示した、第1及び第2のメモリマクロ20_1と20_2の上側に、さらに、L行×K列の第3のメモリマクロ20_3と、N行×K列の第4のメモリマクロ20_4とを、繋ぎセル11を介して2次元的に隣接して配置したレイアウトを、模式的に表したものである(L,M,N,Kはそれぞれ正の整数)。行方向には、同じ列サイズのメモリマクロどうしを隣接させ、列方向には同じ行サイズのメモリマクロどうしを隣接して配置したものである。
[Embodiment 2]
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a layout layout of memory macros according to the second embodiment. In addition to the first and second memory macros 20_1 and 20_2 shown in FIG. 1, a third memory macro 20_3 of L rows × K columns, and a fourth memory macro 20_4 of N rows × K columns, Is a schematic representation of a layout that is two-dimensionally adjacent via the connecting cell 11 (L, M, N, and K are positive integers, respectively). Memory macros having the same column size are arranged adjacent to each other in the row direction, and memory macros having the same row size are arranged adjacent to each other in the column direction.

第3及び第4のメモリマクロ20_3、20_4も、サイズの違いを除けば、第1及び第2のメモリマクロ20_1、20_2と同様に構成されている。   The third and fourth memory macros 20_3 and 20_4 are configured in the same manner as the first and second memory macros 20_1 and 20_2 except for the difference in size.

以下本実施形態2では、ワード線が行方向(紙面左右方向)に、ビット線が列方向(紙面上下方向)に、それぞれレイアウトされているものとして説明するが、これは例示に過ぎない。   In the following description of the second embodiment, it is assumed that the word lines are laid out in the row direction (left and right direction on the drawing) and the bit lines are laid out in the column direction (up and down direction on the drawing), but this is only an example.

第1のメモリマクロ20_1と第2のメモリマクロ20_2とが隣接する部分には、ダミーセル15に代えて繋ぎセル11_1_1〜11_1_Mが配置され、第3のメモリマクロ20_3と第4のメモリマクロ20_4とが隣接する部分には、ダミーセル15に代えて繋ぎセル11_3_1〜11_3_Kが配置されている。繋ぎセル11_1_1〜11_1_Mは、第1のメモリマクロ20_1のワード線と第2のメモリマクロ20_2のワード線とを分断し、繋ぎセル11_3_1〜11_3_Kは、第3のメモリマクロ20_3のワード線と第4のメモリマクロ20_4のワード線とを分断する。   In the portion where the first memory macro 20_1 and the second memory macro 20_2 are adjacent to each other, the connecting cells 11_1_1 to 11_1_M are arranged instead of the dummy cells 15, and the third memory macro 20_3 and the fourth memory macro 20_4 are arranged. In adjacent portions, connecting cells 11_3_1 to 11_3_K are arranged instead of the dummy cells 15. The connection cells 11_1_1 to 11_1_M divide the word line of the first memory macro 20_1 from the word line of the second memory macro 20_2, and the connection cells 11_3_1 to 11_3_K include the word line of the third memory macro 20_3 and the fourth line. The memory macro 20_4 is disconnected from the word line.

第1のメモリマクロ20_1と第3のメモリマクロ20_3とが隣接する部分には、ダミーセル15に代えて繋ぎセル11_2_1〜11_2_Lが配置され、第2のメモリマクロ20_2と第4のメモリマクロ20_4とが隣接する部分には、ダミーセル15に代えて繋ぎセル11_4_1〜11_4_Nが配置されている。繋ぎセル11_2_1〜11_2_Lは、第1のメモリマクロ20_1のビット線と第3のメモリマクロ20_3のビット線とを分断し、繋ぎセル11_4_1〜11_4_Nは、第2のメモリマクロ20_2のビット線と第4のメモリマクロ20_4のビット線とを分断する。   In the portion where the first memory macro 20_1 and the third memory macro 20_3 are adjacent to each other, the connecting cells 11_2_1 to 11_2_L are arranged instead of the dummy cells 15, and the second memory macro 20_2 and the fourth memory macro 20_4 are arranged. In adjacent portions, connecting cells 11_4_1 to 11_4_N are arranged instead of the dummy cells 15. The connection cells 11_2_1 to 11_2_L divide the bit line of the first memory macro 20_1 and the bit line of the third memory macro 20_3, and the connection cells 11_4_1 to 11_4_N are connected to the bit line of the second memory macro 20_2 and the fourth line. The memory macro 20_4 is disconnected from the bit line.

これにより、第1、第2、第3及び第4のメモリマクロ20_1、20_2、20_3及び20_4は、それぞれ独立して動作させることができる。4個のメモリマクロの全てを同じクロックに同期して動作させ、例えば並列動作させることも、全てまたは一部を非同期で動作させることも、いずれも任意である。繋ぎセル11は、ワード線を分断する繋ぎセル12とビット線を分断する繋ぎセル13の少なくとも2種類を準備して使い分けると良い。これらの繋ぎセルは、このワード線またはビット線を分断するために、メモリセルMCと異なるレイアウト構造となる以外は、メモリセルと同一のレイアウトとすることができる。これにより、メモリマット21_1、21_2、21_3及び21_4のレイアウトパターンの周期性・連続性を維持することができる。このとき、電源線や接地線は、これを分断する必要はない。これにより、電源配線のインピーダンスを低く抑え、電源電圧変動を抑えることができる。   Accordingly, the first, second, third, and fourth memory macros 20_1, 20_2, 20_3, and 20_4 can be operated independently. All of the four memory macros are operated in synchronism with the same clock, for example, they can be operated in parallel, or all or part of them can be operated asynchronously. For the connection cell 11, it is preferable to prepare and use at least two types of the connection cell 12 for dividing the word line and the connection cell 13 for dividing the bit line. These connecting cells can have the same layout as that of the memory cells except that they have a layout structure different from that of the memory cells MC in order to divide the word lines or bit lines. Thereby, the periodicity and continuity of the layout patterns of the memory mats 21_1, 21_2, 21_3, and 21_4 can be maintained. At this time, the power supply line and the ground line need not be divided. Thereby, the impedance of the power supply wiring can be kept low, and the power supply voltage fluctuation can be suppressed.

これにより、メモリマット間のダミーセルとスペーシングを、2次元の両方の方向でなくすことができ、チップ面積をさらに抑えることができる。   As a result, dummy cells and spacing between memory mats can be eliminated in both two-dimensional directions, and the chip area can be further reduced.

図8は、実施形態2におけるメモリマクロを含む半導体チップ全体のレイアウトを表す説明図である。(a)は、標準セルによる論理回路領域31の中に、4個のメモリマクロ20_1〜20_4を、従来の方法でレイアウトして設計した、半導体チップのレイアウトを表す模式図である。それぞれのメモリマクロ20_1〜20_4は、メモリマット21_1〜21_4と周辺回路22_1〜22_4を含み、メモリマット21_1〜21_4の周囲にはダミーセル15_1〜15_4が配置されている。(b)は、(a)の一部である領域X付近を拡大したものである。ダミーセル15と周辺回路22_4、ダミーセル15と論理回路領域31の、それぞれの間には、スペーシング39が設けられている。(b)には図示されてはいないが、メモリの周辺回路22_1〜22_4と論理回路領域31の間にも、同様のスペーシングが設けられている。(c)は、標準セルによる論理回路領域31の中に、4個のメモリマクロ20_1〜20_4を、本実施形態の方法でレイアウトして設計した、半導体チップのレイアウトを表す模式図である。メモリマット21_1〜21_4は、繋ぎセル11を介して隣接して配置され、繋ぎセル11のない辺にはダミーセル15が配置される。メモリマット21_1〜21_4の外側には、周辺回路22_1〜22_4が配置される。周辺回路22_1〜22_4は、メモリマット21_1〜21_4を隣接させたのに伴って、適宜、上下または左右に反転して配置する。(a)に示した従来の方法によるチップレイアウトでは、メモリマクロを横断する部分で、チップの横方向の長さが5ケ所のスペーシングと4個のダミーセルを含み、縦方向の長さも5ケ所のスペーシングと4個のダミーセルを含む。一方、(b)に示した本実施形態の方法によるチップレイアウトでは、メモリマクロを横断する部分で、チップの横方向の長さが4ケ所のスペーシングと2個のダミーセルと1個の繋ぎセルを含み、縦方向の長さも4ケ所のスペーシングと2個のダミーセルと1個の繋ぎセルを含む。ダミーセル15と繋ぎセル11はメモリセル10と同じサイズとするのが好適であり、この例では、本実施形態のレイアウトを採用したことにより、縦方向にメモリセルの高さ1個分とスペーシング1ケ所分の長さが短縮され、横方向にメモリセルの幅1個分とスペーシング1ケ所分の長さが短縮される。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the layout of the entire semiconductor chip including the memory macro in the second embodiment. (A) is a schematic diagram showing a layout of a semiconductor chip, which is designed by laying out four memory macros 20_1 to 20_4 by a conventional method in a logic circuit region 31 of standard cells. Each of the memory macros 20_1 to 20_4 includes memory mats 21_1 to 21_4 and peripheral circuits 22_1 to 22_4, and dummy cells 15_1 to 15_4 are arranged around the memory mats 21_1 to 21_4. (B) is an enlarged view of the vicinity of the region X, which is a part of (a). A spacing 39 is provided between the dummy cell 15 and the peripheral circuit 22_4, and between the dummy cell 15 and the logic circuit region 31. Although not shown in (b), the same spacing is provided between the peripheral circuits 22_1 to 22_4 of the memory and the logic circuit region 31. (C) is a schematic diagram showing a layout of a semiconductor chip, in which four memory macros 20_1 to 20_4 are laid out and designed by the method of this embodiment in a logic circuit region 31 of standard cells. The memory mats 21 </ b> _ <b> 1 to 21 </ b> _ <b> 4 are arranged adjacent to each other via the connecting cell 11, and the dummy cell 15 is arranged on the side where the connecting cell 11 is not present. Peripheral circuits 22_1 to 22_4 are arranged outside the memory mats 21_1 to 21_4. The peripheral circuits 22_1 to 22_4 are arranged upside down or left and right as appropriate as the memory mats 21_1 to 21_4 are adjacent to each other. In the chip layout by the conventional method shown in (a), the horizontal length of the chip includes five spacings and four dummy cells at a portion crossing the memory macro, and the vertical length is also five locations. Spacing and 4 dummy cells. On the other hand, in the chip layout according to the method of the present embodiment shown in (b), in the portion crossing the memory macro, the spacing in the horizontal direction of the chip is four places, two dummy cells, and one connection cell. The vertical length also includes four spacings, two dummy cells, and one connecting cell. It is preferable that the dummy cell 15 and the connecting cell 11 have the same size as the memory cell 10. In this example, the layout of the present embodiment is adopted, so that the height of the memory cell is one space in the vertical direction. The length of one place is shortened, and the width of one memory cell and the length of one spacing are shortened in the horizontal direction.

この例では、4個のメモリマクロ20_1〜20_4を2次元に隣接させるものとして説明したが、チップ内に存在する、同様のメモリマクロの組合せが多数になるほど、本実施形態のレイアウトを採用したことによるチップ面積の削減効果は、より大きくなる。   In this example, the four memory macros 20_1 to 20_4 are described as two-dimensionally adjacent to each other. However, the layout of this embodiment is adopted as the number of similar memory macro combinations existing in the chip increases. The effect of reducing the chip area due to is increased.

〔実施形態3〕
図3〜6は、繋ぎセルの設計例を詳細に示すレイアウト図である。メモリセル10と3種類の繋ぎセル12、13、14が示されている。図7は、メモリセルと繋ぎセルの等価回路図である。
[Embodiment 3]
3 to 6 are layout diagrams showing in detail a design example of a connection cell. A memory cell 10 and three types of connecting cells 12, 13, 14 are shown. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of memory cells and connection cells.

図3には、不純物拡散層(L)、ゲート配線層(FG)、コンタクト層(CONT)、及び第1金属配線層(M1)を示し、図4にはコンタクト層(CONT)と第1金属配線層(M1)を、図5には第1ビア層(V1)と第2金属配線層(M2)、図6には第2ビア層(V2)と第3金属配線層(M3)を示す。   3 shows the impurity diffusion layer (L), the gate wiring layer (FG), the contact layer (CONT), and the first metal wiring layer (M1), and FIG. 4 shows the contact layer (CONT) and the first metal. FIG. 5 shows the first via layer (V1) and the second metal wiring layer (M2), and FIG. 6 shows the second via layer (V2) and the third metal wiring layer (M3). .

図3〜7は、メモリセル10を、6トランジスタのCMOS−SRAMのメモリセルとした場合の設計例である。メモリセル10の横にはワード線を断絶した繋ぎセル12が、メモリセル10の上側にはビット線を断絶した繋ぎセル13が、それぞれ隣接して配置されている。   3 to 7 are design examples when the memory cell 10 is a 6-transistor CMOS-SRAM memory cell. Next to the memory cell 10, a connection cell 12 having a disconnected word line is disposed adjacent to the memory cell 10, and a connection cell 13 having a bit line disconnected is disposed adjacent to the memory cell 10.

メモリセル10では、互いに相補の関係にあるビット線61が第2配線層M2で縦方向に配線され、それに挟まれる位置に電源(VDD)配線66が同じ第2配線層M2で縦方向に配線されている。これらはメモリセル10の上端から下端まで垂直に配線されており、同じメモリセルを上下に隣接して配置したときに、それぞれ互いに接続されて導通することにより、メモリマットの上端から下端までの配線を形成する。また、ワード線64が第3配線層M3で横方向に配線され、その両側に接地(VSS)配線67が同じ第3配線層M3で横方向に配線されている。これらはメモリセル10の左端から右端まで水平に配線されており、同じメモリセルを左右に隣接して配置したときに、それぞれ互いに接続されて導通することにより、メモリマットの左端から右端までの配線を形成する。一般のSRAMで多く採用されているように、上下に隣接して配置される2個のメモリセル10は、メモリ境界を軸として上下に反転するレイアウトパターンを備え、左右に隣接して配置される2個のメモリセル10は、メモリ境界を軸として左右に反転するレイアウトパターンを備える。ただし、隣接配置したときにワード線、ビット線、電源線、接地線の配線がずれることなく接続されることが重要であって、必ずしも上下左右に反転する必要はない。 In the memory cell 10, the bit lines 61 that are complementary to each other are wired in the vertical direction in the second wiring layer M 2, and the power supply (V DD ) wiring 66 is vertically arranged in the second wiring layer M 2 at a position sandwiched between them. Wired. These are wired vertically from the upper end to the lower end of the memory cell 10, and when the same memory cell is arranged adjacent to each other vertically, they are connected to each other and become conductive, thereby wiring from the upper end to the lower end of the memory mat. Form. Further, the word lines 64 are wired in the horizontal direction in the third wiring layer M3, and ground (V SS ) wirings 67 are wired in the horizontal direction in the same third wiring layer M3 on both sides thereof. These are wired horizontally from the left end to the right end of the memory cell 10, and when the same memory cell is arranged adjacent to the left and right, they are connected to each other and become conductive, thereby wiring from the left end to the right end of the memory mat. Form. As often adopted in general SRAM, the two memory cells 10 arranged adjacent to each other in the vertical direction have a layout pattern that is inverted up and down around the memory boundary, and are arranged adjacent to the left and right. The two memory cells 10 have a layout pattern that is reversed left and right around the memory boundary. However, it is important that the word lines, the bit lines, the power supply lines, and the ground lines are connected without deviation when they are arranged adjacent to each other, and it is not always necessary to invert them vertically and horizontally.

メモリセル10の横に隣接して配置される繋ぎセル12は、他方の端(図では右端)で他のメモリマットを構成するメモリセルと隣接している。他のメモリマットのメモリセルであっても、メモリセル10と同じレイアウトパターンを有する。繋ぎセル12は、下方向には同じ繋ぎセル12が隣接して配置される。   The connecting cell 12 arranged adjacent to the side of the memory cell 10 is adjacent to a memory cell constituting another memory mat at the other end (right end in the figure). Even memory cells of other memory mats have the same layout pattern as the memory cell 10. The connection cells 12 are arranged adjacent to each other in the downward direction.

隣接するメモリセル10のワード線64は、繋ぎセル12との境界線上の第2ビアV2、第2配線層M2、第1ビアV1及び第1配線層M1を介して、メモリセル10の右側のアクセストランジスタと、繋ぎセル12の左側のアクセストランジスタのゲートに接続されている。このワード線64は、繋ぎセル12では分断されている。このため、繋ぎセル12の他方、右側のアクセストランジスタのゲートは、このワード線64ではなく、右側に隣接配置される他のメモリマットに属するメモリセルのワード線に接続されている。ここで、繋ぎセル12を挟んでその両側に隣接配置される2個のメモリマットは、ワード線が分断されているので、独立したタイミングで独立したワードを選択する動作をさせることができる。   The word line 64 of the adjacent memory cell 10 is connected to the right side of the memory cell 10 via the second via V2, the second wiring layer M2, the first via V1, and the first wiring layer M1 on the boundary line with the connection cell 12. The access transistor is connected to the gate of the access transistor on the left side of the connection cell 12. The word line 64 is divided at the connection cell 12. Therefore, the gate of the right access transistor on the other side of the connection cell 12 is connected not to the word line 64 but to a word line of a memory cell belonging to another memory mat arranged adjacent to the right side. Here, since the two memory mats arranged adjacent to each other on both sides of the connecting cell 12 are separated from each other, the operation of selecting independent words at independent timing can be performed.

図7に示すように、繋ぎセル12は、基本的にはメモリセル10と同じ回路構成を備えるが、左右のアクセストランジスタは、それぞれ別のメモリマットのワード線に接続されているので、メモリとしては機能しない。誤動作や無用な電流を消費させないため、繋ぎセル12のダミーのビット線62と63は、メモリマットの下端もしくは接続される周辺回路内で、それぞれ電源(VDD)と接地(VSS)に固定され、内部のクロスカップルされたインバータによる記憶素子も、同様に両端をそれぞれ電源(VDD)と接地(VSS)に固定される。 As shown in FIG. 7, the connection cell 12 basically has the same circuit configuration as that of the memory cell 10, but the left and right access transistors are connected to the word lines of different memory mats. Does not work. In order not to cause malfunction or useless current consumption, the dummy bit lines 62 and 63 of the connection cell 12 are fixed to the power source (V DD ) and the ground (V SS ), respectively, at the lower end of the memory mat or in the connected peripheral circuit. Similarly, both ends of the storage element by the internal cross-coupled inverter are fixed to the power supply (V DD ) and the ground (V SS ), respectively.

繋ぎセル12は、ワード線64を分断する第3配線層M3と、上記の電位固定のための配線を形成する第1配線層M1で、メモリセル10とは異なるレイアウトパターンを持つが、他の配線層では、メモリセル10と同一または、セル境界で左右に反転した対称のレイアウトパターンを持つ。これにより、電気的に分離が必要な第3配線層M3と電位固定を形成する第1配線層M1以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   The connection cell 12 includes a third wiring layer M3 that divides the word line 64 and a first wiring layer M1 that forms wiring for fixing the above-described potential. The connection cell 12 has a layout pattern different from that of the memory cell 10. The wiring layer has the same layout pattern as the memory cell 10 or a symmetrical layout pattern reversed left and right at the cell boundary. Thereby, the continuity and periodicity of the pattern are maintained in all layout layers other than the third wiring layer M3 that needs to be electrically separated and the first wiring layer M1 that forms a fixed potential.

図7とは異なり、クロスカップルされたインバータによる記憶素子の記憶ノードを、内部では電位固定しない、繋ぎセルを使用することもできる。このとき、記憶素子に保持される値は、予測することはできないが、ハイレベルまたはローレベルに確定しているので、無駄な電力を消費することはない。ワード線64が選択され活性化されて、アクセストランジスタを介してダミーのビット線62と導通することにより、ダミーのビット線62が電源(VDD)に電位固定されているので、記憶ノードにはハイが書き込まれ、それ以後ハイレベルが保持される。逆側のワード線が選択され活性化されても、ダミーのビット線63は接地(VSS)に電位固定されているので、記憶素子の相補側(反転側)に書き込まれる値はローであるから、データが競合することはない。 Unlike FIG. 7, it is also possible to use a connection cell in which the potential of the storage node of the storage element by the cross-coupled inverter is not fixed internally. At this time, the value held in the storage element cannot be predicted, but since it is fixed at the high level or the low level, useless power is not consumed. The word line 64 is selected and activated, and is electrically connected to the dummy bit line 62 via the access transistor, so that the dummy bit line 62 is fixed to the power supply (V DD ). High is written, and the high level is held thereafter. Even if the reverse word line is selected and activated, the dummy bit line 63 is fixed at the ground (V SS ), so that the value written to the complementary side (inversion side) of the storage element is low. Therefore, there is no data conflict.

これにより、第1配線層M1もメモリセル10と同じレイアウトパターンを持たせることができ、電気的に分離が必要な第3配線層M3以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   Thereby, the first wiring layer M1 can also have the same layout pattern as the memory cell 10, and the continuity and periodicity of the pattern in all layout layers other than the third wiring layer M3 that needs to be electrically separated. Is maintained.

メモリセル10の上に隣接して配置される繋ぎセル13は、他方の端(図では上端)で他のメモリマットを構成するメモリセルと隣接している。他のメモリマットのメモリセルであっても、メモリセル10と同じレイアウトパターンを有する。繋ぎセル13は、左方向には同じ繋ぎセル13が隣接して配置される。   The connecting cell 13 arranged adjacently on the memory cell 10 is adjacent to a memory cell constituting another memory mat at the other end (upper end in the figure). Even memory cells of other memory mats have the same layout pattern as the memory cell 10. The connection cells 13 are arranged adjacent to each other in the left direction.

隣接するメモリセル10の相補ビット線61は、繋ぎセル13との境界線上の第1ビアV1及び第1配線層M1を介して、メモリセル10の左右のアクセストランジスタと、繋ぎセル13の左右のアクセストランジスタのゲートに接続されている。この相補ビット線61は、繋ぎセル13では分断されている。このため、繋ぎセル13の他方、上側のアクセストランジスタのゲートは、この相補ビット線61ではなく、上側に隣接配置される他のメモリマットに属するメモリセルの相補ビット線に接続されている。ここで、繋ぎセル13を挟んでその上下に隣接配置される2個のメモリマットは、ビット線が分断されているので、独立したタイミングで独立したデータの入出力動作をさせることができる。   The complementary bit lines 61 of the adjacent memory cells 10 are connected to the left and right access transistors of the memory cell 10 and the left and right access transistors 13 via the first via V1 and the first wiring layer M1 on the boundary line with the connection cell 13. Connected to the gate of the access transistor. The complementary bit line 61 is divided at the connection cell 13. For this reason, the gate of the access transistor on the other side of the connection cell 13 is connected not to the complementary bit line 61 but to the complementary bit line of a memory cell belonging to another memory mat arranged adjacent to the upper side. Here, since the two memory mats arranged adjacently above and below the connecting cell 13 have the bit lines separated, independent data input / output operations can be performed at independent timings.

図7に示すように、繋ぎセル13は、基本的にはメモリセル10と同じ回路構成を備えるが、ワード線が接地(VSS)電位に固定されているので、メモリとしては機能しない。 As shown in FIG. 7, the connection cell 13 basically has the same circuit configuration as that of the memory cell 10, but does not function as a memory because the word line is fixed to the ground (V SS ) potential.

繋ぎセル13は、ビット線61を分断する第2配線層M2と、上記の電位固定のための配線を形成する第1配線層M1で、メモリセル10とは異なるレイアウトパターンを持つが、他の配線層では、メモリセル10と同一またはセル境界で上下に反転した対称のレイアウトパターンを持つ。これにより、電気的に分離が必要な第2配線層M2と電位固定を形成する第1配線層M1以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。   The connection cell 13 includes a second wiring layer M2 that divides the bit line 61 and a first wiring layer M1 that forms a wiring for fixing the potential, and has a layout pattern different from that of the memory cell 10. The wiring layer has a symmetrical layout pattern that is the same as that of the memory cell 10 or is inverted up and down at the cell boundary. Thereby, the continuity and periodicity of the pattern are maintained in all the layout layers other than the second wiring layer M2 that needs to be electrically separated and the first wiring layer M1 that forms the fixed potential.

図7とは異なり、クロスカップルされたインバータによる記憶素子の記憶ノードを、内部では電位固定しない、繋ぎセルを使用することもできる。このとき、記憶素子に保持される値は、予測することはできないが、ハイレベルまたはローレベルに確定しているので、無駄な電力を消費することはない。ダミーのワード線65は接地(VSS)電位に固定されているので、活性化されることはない。これにより、第1配線層M1もメモリセル10と同じレイアウトパターンを持たせることができ、電気的に分離が必要な第2配線層M2以外の全てのレイアウト層において、パターンの連続性、周期性が維持される。 Unlike FIG. 7, it is also possible to use a connection cell in which the potential of the storage node of the storage element by the cross-coupled inverter is not fixed internally. At this time, the value held in the storage element cannot be predicted, but since it is fixed at the high level or the low level, useless power is not consumed. Since the dummy word line 65 is fixed to the ground (V SS ) potential, it is not activated. Thereby, the first wiring layer M1 can also have the same layout pattern as the memory cell 10, and the continuity and periodicity of the pattern in all layout layers other than the second wiring layer M2 that needs to be electrically separated. Is maintained.

〔実施形態4〕
図9は、本実施形態の設計装置の動作を表すフローチャートである。
[Embodiment 4]
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the design apparatus of this embodiment.

ビヘイビアレベル、RTL (Register Transfer Level) などで記述されたネットリストが入力される(ステップ41)と、論理合成、RAM compiler、RTL wrapperなどを使って、メモリマクロその他のマクロセルを含むゲートレベルのネットリストを生成する(ステップ51)。ビヘイビアレベル、RTLなどで記述されたネットリストのうちの論理回路部分は、論理合成によって、ライブラリ40を参照して標準セルを使って機能的に等価なゲートレベルのネットリストを合成し、メモリは、RAM compilerを使ってライブラリ40を参照して合成するメモリマクロに置き換える。   When a netlist described in behavioral level, RTL (Register Transfer Level), etc. is input (step 41), gate level nets including memory macros and other macrocells using logic synthesis, RAM compiler, RTL wrapper, etc. A list is generated (step 51). The logic circuit portion of the net list described in the behavior level, RTL, etc., synthesizes a functionally equivalent gate level net list using standard cells by referring to the library 40 by logic synthesis. The RAM macro is replaced with a memory macro that is synthesized by referring to the library 40.

次に、ワード数とビット数のそれぞれが等しいメモリマクロのグループを抽出し(ステップ52)、隣接して配置させるべきメモリマクロの組合せを選定する(ステップ53)。ここで、チップ面積に与える影響を評価して優先度を判断すれば、より好適である。例えば、実施形態1に示した2個ようにメモリマクロ2個を隣接配置するよりも、実施形態2に示したようにメモリマクロ4個を隣接配置する方が、チップ面積を小さく抑えることができる。隣接して配置させるべきメモリマクロの組合せごとに、隣接させる方向に応じて第1繋ぎセルか第2繋ぎセルかのいずれかを選んで(ステップ54)、レイアウトデータを合成し(ステップ55)、結合されたメモリマクロのレイアウトデータを生成する(ステップ43)。   Next, a group of memory macros having the same number of words and bits is extracted (step 52), and a combination of memory macros to be arranged adjacent to each other is selected (step 53). Here, it is more preferable to evaluate the influence on the chip area and determine the priority. For example, it is possible to reduce the chip area by arranging four memory macros adjacently as shown in the second embodiment rather than arranging two memory macros adjacently as shown in the first embodiment. . For each combination of memory macros to be placed adjacent to each other, either the first connected cell or the second connected cell is selected according to the adjacent direction (step 54), and the layout data is synthesized (step 55). The combined memory macro layout data is generated (step 43).

その後、結合されたメモリマクロのレイアウトデータを含め、チップ全体のレイアウトのフロアプラン(ステップ56)、標準セルの配置・配線を行ない(ステップ57)、レイアウトデータの検証(ステップ58)を経てチップ全体のレイアウトデータを出力する(ステップ44)。   Thereafter, the layout plan of the entire chip including layout data of the combined memory macro (step 56), the placement and wiring of standard cells are performed (step 57), and the layout data is verified (step 58). The layout data is output (step 44).

RTL wrapperは、ビヘイビアレベル、RTLなどで記述されたネットリストに含まれるメモリが大きく、RAM compilerで合成することができるサイズを超えているときに、RAM compilerで合成することができるサイズの複数のメモリマクロを含んで、当該メモリと論理的に等価の回路記述を構成する際に用いられるものである。図10は、RTL wrapperによるメモリの分割を説明する模式図である。ビヘイビアレベルで記述されたネットリストに含まれるメモリのサイズが、56ビット×30Kワードである一方、RAM compilerで合成することができるメモリマクロのサイズが、最大16ビット4Kワードである場合を例に採って説明する。56ビットは、16ビット×3+8ビットにビット分割され、30Kワードは、4Kワード×7+2Kワードにワード分割される。ビヘイビアレベルで56ビット×30Kワードに記述されたメモリは、16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)21個、8ビット4Kワードのメモリマクロ(72)7個、16ビット2Kワードのメモリマクロ(73)3個、及び、8ビット2Kワードのメモリマクロ(74)1個を使って表すことができる。RTL wrapperは、これら複数のメモリマクロを含み、クロック、アドレス、データ入力、データ出力、チップイネーブル、ライトイネーブルなどの信号の入出力端子を備えた、56ビット×30kワードメモリと論理的に等価な回路として記述される。このメモリの回路記述には、複数のメモリマクロを、全体として56ビット×30kワードメモリとして動作させるための制御回路とメモリマクロ間の結線が含まれる。制御回路は、ビヘイビアまたはRTLで記述されて、通常の論理合成を経てゲート論理回路を生成してもよい。   The RTL wrapper has a size that can be synthesized by the RAM compiler when the memory included in the netlist described in the behavior level, RTL, etc. is large and exceeds the size that can be synthesized by the RAM compiler. It is used when configuring a circuit description that is logically equivalent to the memory, including a memory macro. FIG. 10 is a schematic diagram for explaining memory division by the RTL wrapper. The case where the size of the memory included in the netlist described at the behavior level is 56 bits × 30K words, and the size of the memory macro that can be synthesized by the RAM compiler is a maximum of 16 bits 4K words. Take and explain. 56 bits are divided into 16 bits × 3 + 8 bits, and 30K words are divided into 4K words × 7 + 2K words. The memory described in 56 bits × 30K words at the behavioral level includes 21 16-bit 4K-word memory macros (71), 7 8-bit 4K-word memory macros (72), and 16-bit 2K-word memory macros (73 3) and one 8-bit 2K word memory macro (74). The RTL wrapper includes these multiple memory macros and is logically equivalent to a 56-bit × 30-k word memory with input / output terminals for signals such as clock, address, data input, data output, chip enable, and write enable. Described as a circuit. The circuit description of the memory includes a connection between a control circuit and a memory macro for operating a plurality of memory macros as a 56-bit × 30k word memory as a whole. The control circuit may be described in behavior or RTL and generate a gate logic circuit through normal logic synthesis.

ここで、RTL wrapperは、同一ビット数、同一ワード数のメモリマクロを多数含むメモリ記述となることが多く、上述の実施形態1または実施形態2を効率よく適用することができる。図10の例に戻れば、まず実施形態2のように4個のメモリマクロを組合せることを考える。構成Aの部分は、16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)が、ワード線方向に6個、ビット線方向に2個で構成されるので、実施形態2のような4個のメモリマクロの組合せを3個作ることができる。構成Bの部分は、16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)と8ビット4Kワードのメモリマクロ(72)がワード線方向に6行並んで構成されている。16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)2個と8ビット4Kワードのメモリマクロ(72)2個による実施形態2のような組合せを作ることができる。構成Cの部分は、16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)と16ビット2Kワードのメモリマクロ(73)がビット線方向に2列並んで構成されている。この4個のメモリマクロにより、実施形態2のような組合せを作ることができる。構成Cの部分は、16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)と8ビット4Kワードのメモリマクロ(72)と16ビット2Kワードのメモリマクロ(73)と8ビット2Kワードのメモリマクロ(74)とで構成されており、この4個のメモリマクロにより、実施形態2のような組合せを作ることができる。   Here, the RTL wrapper is often a memory description including a large number of memory macros having the same number of bits and the same number of words, and the first embodiment or the second embodiment described above can be applied efficiently. Returning to the example of FIG. 10, it is first considered to combine four memory macros as in the second embodiment. In the configuration A, the memory macro (71) of 16 bits and 4K words is composed of six in the word line direction and two in the bit line direction. Therefore, the combination of four memory macros as in the second embodiment 3 can be made. The portion of the configuration B is configured by six rows of 16-bit 4K-word memory macros (71) and 8-bit 4K-word memory macros (72) arranged in the word line direction. A combination as in the second embodiment can be made with two 16-bit 4K word memory macros (71) and two 8-bit 4K word memory macros (72). The portion of configuration C is configured by a 16-bit 4K word memory macro (71) and a 16-bit 2K word memory macro (73) arranged in two columns in the bit line direction. With these four memory macros, a combination as in the second embodiment can be made. The part of configuration C consists of a 16-bit 4K word memory macro (71), an 8-bit 4K word memory macro (72), a 16-bit 2K word memory macro (73), and an 8-bit 2K word memory macro (74). The four memory macros can make a combination as in the second embodiment.

この例では、全てを実施形態2のような4個のメモリマクロの組合せにすることができたが、実施形態1のような2個のメモリマクロの組合せを混在させてもよい。また、この説明で構成Bに含めた6個の16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)と構成Cに含めた2個の16ビット4Kワードのメモリマクロ(71)とを合計した8個について、構成Aに含め、実施形態2のような4個の組合せをさらに2組増やしてもよい。このとき、構成Bに残った8ビット4Kワードのメモリマクロ(72)6個は、そのうちの4個を実施形態2のように組合せ、残り2個を実施形態1のように組み合わせ、構成Bに残った16ビット2Kワードのメモリマクロ(73)2個は、を実施形態1のように組み合わせればよい。さらに、実施形態1または2のようなメモリマクロの組合せは、RTL wrapperでまとめられた一群のメモリマクロの範囲内にとどめて構成する必要はない。しかし、RTL wrapperでまとめられた一群のメモリマクロは、クロックやアドレスなどの信号線が共通である場合が多いので、この範囲を優先することで、制御回路の配置や制御信号の配線が複雑にならず、チップ面積の増加を招かない。   In this example, all the four memory macro combinations as in the second embodiment can be combined, but two memory macro combinations as in the first embodiment may be mixed. In addition, for the total of six 16-bit 4K word memory macros (71) included in configuration B and two 16-bit 4K word memory macros (71) included in configuration C in this description, Including the configuration A, the four combinations as in the second embodiment may be further increased by two. At this time, the six 8-bit 4K word memory macros (72) remaining in the configuration B are combined in the same manner as in the second embodiment, and the remaining two are combined in the configuration B as in the first embodiment. The remaining two 16-bit 2K word memory macros (73) may be combined as in the first embodiment. Furthermore, the combination of memory macros as in the first or second embodiment does not need to be configured within the range of a group of memory macros collected by the RTL wrapper. However, a group of memory macros compiled with RTL wrappers often have common signal lines such as clocks and addresses, so giving priority to this range complicates control circuit layout and control signal wiring. It does not increase the chip area.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、以上の実施形態では、周辺回路を左と下の2辺に備えるメモリマクロについて説明したが、メモリマット間を隣接させることができる辺があれば、その辺について一般に適用することができる。したがって、上下2辺に周辺回路を備えるメモリマクロであれば、左右方向に何個でも連結して隣接配置することができ、周辺回路を内側に備えて周囲全てがメモリマットであるようなメモリマクロであれば、4辺全ての方向に何個でも連結して隣接配置することができる。   For example, in the above embodiment, the memory macro provided with the peripheral circuits on the left and bottom two sides has been described. However, if there is a side where the memory mats can be adjacent to each other, it can be generally applied to that side. Therefore, if the memory macro has peripheral circuits on the upper and lower sides, any number of memory macros that are connected in the left-right direction can be arranged adjacent to each other, and the peripheral circuit is provided on the inner side and the entire periphery is a memory mat. If so, any number of the four sides can be connected and arranged adjacent to each other.

また、以上の実施形態では、主にSRAMを想定して説明したが、如何なる種類のメモリにも同様に適用することができる。マスクROMなどの不揮発性メモリであってもよく、相変化メモリ、強誘電体メモリなどの電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであっても良い。   In the above embodiments, the description has been mainly made on the assumption that the SRAM is used. However, the present invention can be similarly applied to any kind of memory. It may be a non-volatile memory such as a mask ROM, or an electrically rewritable non-volatile memory such as a phase change memory or a ferroelectric memory.

10 メモリセル
11 繋ぎセル
12 繋ぎセル(ワード線断絶)
13 繋ぎセル(ビット線断絶)
14 繋ぎセル(コーナー)
15 ダミーセル
16 ダミーセル(ワード線終端)
17 ダミーセル(ビット線終端)
18 ダミーセル(コーナー)
20 メモリマクロ
21 メモリマット
22 周辺回路
23 ワード線ドライバ
24 ビット線ドライバ+センスアンプ
25 アドレス線
26 データ線
30 LSI (Large Scale Integrated Circuit)
31 標準セル領域
39 スペーシング
40 セルライブラリ
41 ネットリスト(ビヘイビアレベルまたはRTLレベル)
42 ネットリスト(ゲートレベル+メモリマクロ+他)
43 結合メモリマクロのレイアウトデータ
44 チップ全体のレイアウトデータ
51 論理合成 (logic synthesis)、RTL wrapper、RAM compiler
52 ワード数またはビット数がそれぞれ同数のメモリマクロ群を抽出
53 隣接配置するメモリマクロの組合せを選定
54 隣接させる方向に応じて、第1繋ぎセルまたは第2繋ぎセルを選択
55 レイアウトデータの合成
56 チップのフロアプラン
57 配置・配線
58 検証
61 相補のビット線
62、63 ダミーのビット線
64 ワード線
65 ダミーのワード線
71〜74 メモリマクロ
10 memory cells 11 connecting cells 12 connecting cells (disconnection of word lines)
13 Connection cell (bit line disconnection)
14 Connecting cell (corner)
15 Dummy cell 16 Dummy cell (word line termination)
17 Dummy cell (bit line termination)
18 Dummy cell (corner)
20 Memory Macro 21 Memory Mat 22 Peripheral Circuit 23 Word Line Driver 24 Bit Line Driver + Sense Amplifier 25 Address Line 26 Data Line 30 LSI (Large Scale Integrated Circuit)
31 Standard cell area 39 Spacing 40 Cell library 41 Netlist (behavior level or RTL level)
42 Netlist (gate level + memory macro + others)
43 Combined memory macro layout data 44 Whole chip layout data 51 Logic synthesis, RTL wrapper, RAM compiler
52 Extract a group of memory macros having the same number of words or bits 53 Select a combination of memory macros to be placed adjacent to each other 54 Select first connected cell or second connected cell according to the adjacent direction 55 Composition of layout data 56 Chip Floor Plan 57 Placement / Wiring 58 Verification 61 Complementary Bit Line 62, 63 Dummy Bit Line 64 Word Line 65 Dummy Word Line 71-74 Memory Macro

Claims (10)

メモリセルがL行×M列(ただし、LとMは正の整数)に配列された第1メモリマットを含む第1メモリマクロと、前記第1メモリマクロとは別のアドレス線とデータ線とを有し、前記メモリセルと同一のレイアウトを有するメモリセルがN行(ただし、Nは正の整数)×前記M列に配列された第2メモリマットを含む第2メモリマクロとを備え、
前記第1メモリマットの前記M列の辺のうちの1辺と、前記第2メモリマットの前記M列の辺のうちの1辺とは、前記メモリセルと同一のレイアウトサイズを有する繋ぎセルの1行×前記M列を、前記第1メモリマットの前記1辺と前記第2メモリマットの前記1辺の双方に接して配置し、
前記繋ぎセルは、ウェル層と不純物拡散層とゲート配線層が前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える、半導体装置。
A first memory macro including a first memory mat in which memory cells are arranged in L rows × M columns (where L and M are positive integers); an address line and a data line different from the first memory macro; And a memory cell having the same layout as the memory cell includes N rows (where N is a positive integer) × second memory macro including a second memory mat arranged in the M columns,
One side of the M columns of the first memory mat and one side of the M columns of the second memory mat are connected cells having the same layout size as the memory cells. 1 row × M columns are arranged in contact with both the one side of the first memory mat and the one side of the second memory mat,
The connecting cell is a semiconductor device in which a well layer, an impurity diffusion layer, and a gate wiring layer have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout about a cell boundary line.
請求項1において、前記第1メモリマクロの前記列ごとに含まれる複数のメモリセルが第1ワード線と第1電源配線または第1接地線をそれぞれ共有し、前記第2メモリマクロの前記列ごとに含まれる複数のメモリセルが第2ワード線と前記第1メモリマクロに対応する第2電源配線または第2接地線をそれぞれ共有し、前記繋ぎセルは前記第1ワード線と前記第2ワード線を電気的に分離し、前記第1電源配線または前記第1接地線とそれに対応する前記第2電源配線または前記第2接地線を電気的に接続する、半導体装置。   2. The memory cell according to claim 1, wherein a plurality of memory cells included in each column of the first memory macro share a first word line and a first power supply line or a first ground line, respectively, and each column of the second memory macro. A plurality of memory cells included in each share a second power line or a second ground line corresponding to the second word line and the first memory macro, and the connection cell includes the first word line and the second word line. And electrically connecting the first power supply wiring or the first grounding line and the corresponding second power supply wiring or the second grounding line. 請求項2において、前記繋ぎセルは、前記第1ワード線または前記第2ワード線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える、半導体装置。   3. The connection cell according to claim 2, wherein all layout layers other than the wiring corresponding to the first word line or the second word line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with a cell boundary line as an axis. , Semiconductor devices. 請求項1において、前記第1メモリマクロが前記列ごとに第1ビット線と第1電源配線または第1接地線をそれぞれ共有し、前記第2メモリマクロが前記列ごとに第2ビット線と前記第1メモリマクロに対応する第2電源配線または第2接地線をそれぞれ共有し、前記繋ぎセルは前記第1ビット線と前記第2ビット線を電気的に分離し、前記第1電源配線または前記第1接地線とそれに対応する前記第2電源配線または前記第2接地線を電気的に接続する、半導体装置。   2. The first memory macro according to claim 1, wherein the first memory macro shares a first bit line and a first power supply wiring or a first ground line for each column, and the second memory macro and the second bit line for each column. A second power supply line or a second ground line corresponding to the first memory macro is respectively shared, and the connection cell electrically separates the first bit line and the second bit line, and the first power supply line or the A semiconductor device that electrically connects a first ground line and the second power supply wiring or the second ground line corresponding to the first ground line. 請求項4において、前記繋ぎセルは、前記第1ビット線または前記第2ビット線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える、半導体装置。   5. The connection cell according to claim 4, wherein all layout layers other than the wiring corresponding to the first bit line or the second bit line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with a cell boundary line as an axis. , Semiconductor devices. 請求項1において、前記メモリセルと同一のレイアウトを有するメモリセルが前記L行に配列された第3メモリマットを含む第3メモリマクロをさらに備え、前記繋ぎセルを第1繋ぎセルとし、
前記第1メモリマットの前記L行の辺のうちの1辺と、前記第3メモリマットの前記L行の辺のうちの1辺とは、前記メモリセルと同一のレイアウトサイズを有する第2繋ぎセルの前記L行×1列を、前記第1メモリマットの前記1辺と前記第3メモリマットの前記1辺の双方に接して配置し、
前記第2繋ぎセルは、ウェル層と不純物拡散層とゲート配線層が前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える、半導体装置。
The memory cell according to claim 1, further comprising a third memory macro including a third memory mat in which memory cells having the same layout as the memory cells are arranged in the L rows, wherein the connection cell is a first connection cell,
One side of the L row sides of the first memory mat and one side of the L row side of the third memory mat have a second connection having the same layout size as the memory cells. Placing the L rows × 1 column of cells in contact with both the one side of the first memory mat and the one side of the third memory mat;
The second connection cell is a semiconductor device in which a well layer, an impurity diffusion layer, and a gate wiring layer have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with a cell boundary line as an axis.
請求項6において、前記第1メモリマクロが前記列ごとに第1ワード線を共有し、前記第2メモリマクロが前記列ごとに第2ワード線を共有し、前記第1繋ぎセルは前記第1ワード線と前記第2ワード線が電気的に分離し、
前記第1メモリマクロが前記行ごとに第1ビット線を共有し、前記第3メモリマクロが前記行ごとに第3ビット線を共有し、前記第2繋ぎセルは前記第1ビット線と前記第3ビット線が電気的に分離する、半導体装置。
7. The first memory macro according to claim 6, wherein the first memory macro shares a first word line for each column, the second memory macro shares a second word line for each column, and the first connection cell is the first connection cell. A word line and the second word line are electrically separated;
The first memory macro shares a first bit line for each row, the third memory macro shares a third bit line for each row, and the second connection cell is connected to the first bit line and the first bit line. A semiconductor device in which three bit lines are electrically separated.
請求項7において、前記第1繋ぎセルは、前記第1ワード線または前記第2ワード線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備え、前記第2繋ぎセルは、前記第1ビット線または前記第3ビット線に対応する配線以外の全てのレイアウト層が、前記メモリセルと同一またはセル境界線を軸として対称のレイアウトを備える、半導体装置。   8. The layout according to claim 7, wherein all the layout layers other than the wiring corresponding to the first word line or the second word line are the same as the memory cell or symmetrical about the cell boundary line. In the second connection cell, all layout layers other than the wiring corresponding to the first bit line or the third bit line have the same layout as the memory cell or a symmetrical layout with the cell boundary line as an axis. , Semiconductor devices. 複数のセルを含むセルライブラリを備え、複数のメモリマクロを含むネットリストが入力され、前記セルライブラリから複数のセルを選んで配置及び配線を行うことによって、前記ネットリストに対応するレイアウト情報を出力する、設計装置であって、
前記セルライブラリは、メモリセルと、第1繋ぎセルと、第2繋ぎセルとを含み、
前記メモリセルは、2次元に隣接して配置されることにより、第1方向で隣接するメモリセルどうしのワード線を互いに接続し、前記第1方向と直交する第2方向で隣接するメモリセルどうしのビット線を互いに接続する、レイアウト情報を有し、
前記第1繋ぎセルは、前記第1方向で両側に隣接するメモリセル間のワード線を電気的に分離する、レイアウト情報を有し、
前記第2繋ぎセルは、前記第2方向で両側に隣接するメモリセル間のビット線を電気的に分離する、レイアウト情報を有し、
入力される前記ネットリストは、前記複数のメモリマクロのそれぞれのメモリマクロごとにワード数とビット数を規定する情報を含んでおり、
前記設計装置は、前記複数のメモリマクロからワード数が同数のメモリマクロ群及び/またはビット数が同数のメモリマクロ群を抽出し、
前記ワード数が同数の前記メモリマクロ群に含まれる2個のメモリマクロを、前記ワード数と同数の前記第1繋ぎセルを前記第2方向に互いに隣接して配列し、第1方向に隣接する両側に、前記ワード数が同数の前記2個のメモリマクロを隣接配置し、及び/または、前記ビット数が同数の前記メモリマクロ群に含まれる2個のメモリマクロを、前記ビット数と同数の前記第2繋ぎセルを前記第1方向に互いに隣接して配列し、第2方向に隣接する両側に、前記ビット数が同数の前記2個のメモリマクロを隣接配置する、設計装置。
A cell library including a plurality of cells is provided, and a netlist including a plurality of memory macros is input. By selecting and arranging a plurality of cells from the cell library, layout information corresponding to the netlist is output. A design device,
The cell library includes a memory cell, a first connection cell, and a second connection cell,
The memory cells are two-dimensionally arranged adjacent to each other so that the word lines of the memory cells adjacent in the first direction are connected to each other, and the memory cells adjacent in the second direction orthogonal to the first direction are connected to each other. Layout information for connecting the bit lines to each other,
The first connection cell has layout information for electrically separating word lines between adjacent memory cells on both sides in the first direction;
The second connection cell has layout information for electrically separating bit lines between adjacent memory cells on both sides in the second direction,
The input netlist includes information defining the number of words and the number of bits for each memory macro of the plurality of memory macros,
The design apparatus extracts a memory macro group having the same number of words and / or a memory macro group having the same number of bits from the plurality of memory macros;
Two memory macros included in the same number of memory macro groups having the same number of words are arranged adjacent to each other in the second direction by arranging the same number of the first connected cells in the second direction. The two memory macros having the same number of words are arranged adjacently on both sides, and / or two memory macros included in the memory macro group having the same number of bits are arranged in the same number as the number of bits. The design apparatus, wherein the second connection cells are arranged adjacent to each other in the first direction, and the two memory macros having the same number of bits are adjacently arranged on both sides adjacent to each other in the second direction.
請求項9において、前記第1繋ぎセルは、前記メモリセルのワード線に対応する配線を除く全てのレイアウト層が前記メモリセルと同一であり、前記第2繋ぎセルは、前記メモリセルのビット線に対応する配線を除く全てのレイアウト層が前記メモリセルと同一である、設計装置。   10. The first connection cell according to claim 9, wherein all layout layers except the wiring corresponding to the word line of the memory cell are the same as the memory cell, and the second connection cell is a bit line of the memory cell. A design apparatus in which all the layout layers except the wiring corresponding to are identical to the memory cell.
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