JPH02288355A - 半導体論理集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、予め配列形成された論理セルに配線を施すこ
とにより所望の回路動作を実現する半導体論理集積回路
装置に係り、特にその電源配線のレイアウトに関する。

（従来の技術） ゲートアレイ方式やスタンダードセル方式の半導体論理
集積回路において、回路規模の増大や動作周波数の増大
に伴って、回路に供給される電源電流の必要量も増大し
てくる。電流を供給する電源配線には、電流密度の点か
ら許容範囲が存在し、その範囲を越えて電流を流すと焼
損やエレクトロマイグレーションなどが発生する。この
ため電源配線の仕様にも十分な配慮が必要である。なお
ここで電源配線とは、通常圧の電源電位ｖｃｅに接続さ
れる狭義の電源線（以下、Ｖｃｅ線と呼ぶ）と、通常零
電位Ｖｓｓに接続される接地線（以下、ＶＳＳ線と呼ぶ
）の二種を含めている。以下の説明においても同様であ
る。

第４図は、従来の例えばゲートアレイでの電源配線の様
子を示している。すなわち一つの論理セル４１に着目す
ると、これに対してＶｃｃ線４線色２ＳＳ線４３は図示
のように論理セル４１内で同じ配線層を用いて平行に配
設することが一般に行われている。

ところが第４図のような電源配線レイアウトでは、電源
配線への供給電流を増加させるためにＶｃｅ線４２およ
びＶＳＳ線４３の配線幅を太くする場合、両線線間の分
離幅を確保する必要があり、また論理セル内の他の配線
との接触の回避を考慮しなければならず、非常に制限が
大きかった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように従来の電源配線方式では、供給電流を増大
させるために配線幅を太くすることが難しいという問題
があった。

本発明は、この様な問題を解決した電源配線方式を持つ
半導体論理集積回路装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、論理セルが配列形成され、これに対して電源
配線と信号配線が施されて所望の回路動作が実現される
半導体論理集積回路装置において、二種の電源配線がそ
の積層方向に異なる配線層によって、かつ互いに重なら
ない部分をもって配設されていることを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、二種の電源配線が異なる層で形成され
るから、分離幅を考慮する必要はなく幅を太くしてその
電流容量を増大させることが容易にできる。また二種の
電源配線は、互いに重ならない部分を必ず持つように配
設されるから、上部の電源配線をその重ならない領域で
コンタクト孔を介して論理セルの電源端子に直接接続す
ることができる。すなわち二種の電源配線を異なる層と
したことによって複雑な迂回配線などを同等必要としな
い。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明をゲートアレイに適用した実施例の電源
配線レイアウトを示している。半導体基板１上には、複
数の論理セルからなるセルアレイ２が複数本配列形成さ
れ、各セルアレイ２の間が配線領域３となっている。セ
ルアレイ２に対して、Ｖｃｃ線４とＶＳＳ線５は図示の
ように互いに平行に配設されている。Ｖｃｃ線４とＶｓ
ｓ線４は、積層方向に異なる配線層を用いており、例え
ばＶｃｃ線４が第１層金属配線であり、ＶＳＳ線５が第
３層金属配線である。従って両線線は層間絶縁膜で分離
されているから、それらを幅広として図示のように互い
に一部重なる状態とすることができ、これにより十分な
電流容量を持たせている。各論理セル間を接続する信号
配線については後述するが、例えば第２層配線と第３層
配線を用いて構成される。

第２図は、第１図のなかの一つのセル部分を拡大して、
電源配線の基板とのコンタクトの様子を示したものであ
る。第１層配線層によるＶｃｅ線４は、図示のようにコ
ンタクト孔２２を通して論理セル２１のＶｃｃ端子に接
続され、第３層配線によるＶｓｓ線５は、Ｖｃｃ線４と
重ならない部分に設けられたコンタクト孔２３を通して
論理セル２１のＶｓｓ端子に直接接続されている。

第３図は、信号配線を含めた配線レイアウトを示してい
る。信号配線は、各論理セルの入出力端子を配線領域３
に引き出すためのＸ方向に走る配線（支線）３１と、引
き出された支線３１間を接続するｙ方向に走る配線（幹
線）３２とから構成される。前述のようにｖｃｃ線４は
第１層金属配線により、ＶＳＳ線５は第３層金属配線に
よりそれぞれ形成される。従って信号配線は、例えば支
線３１を第２層配線層により形成し、幹線３２をＶＳＳ
線と同じ第３層配線層によって形成する。

この実施例によれば、ＶＣＣ線とＶｓｓ線を異なる配線
層を用いて構成することによって、集積回路を大規模化
した場合にもそれらの配線幅を太くして十分な電流容量
を持たせることができる。しがもＶｃｅ線とＶｓｓ線と
は、互いに重ならない領域を必ず持つようにレイアウト
することにより、これらの電源線と各論理セルとの接続
はコンタクト孔を介して行うことができ、格別複雑な迂
回配線などを必要としない。Ｖｃｅ線とＶｓｓ線の重な
らない領域は、上部のＶＳＳ線を論理セル端子に接続す
るに必要な分だけ確保すれば良く、残りの部分は、信号
配線の引き出しに支障のないかぎり幅を広くすることが
できる。

本発明は、上記実施例に限られるものではない。

例えば実施例では、Ｖｃｅ線を第１層、ＶＳＳ線を第３
層としたが、これらを逆にしてもよい。また信号配線と
の関係では、例えば電源配線の一方と幹線を第１層配線
とし、支線を第２層配線とすることもできる。或いはま
た、二種の電源配線を第１層配線と第２層配線により予
め形成しておき、信号配線を第３層および第４層配線を
用いて配設することも可能である。

さらに実施例では、ゲートアレイを説明したが、本発明
はスタンダードセル方式にも同様に適用することか可能
である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、二種の電源配線を積
層方向に異なる配線層を用いて構成することにより、電
源配線幅を太くして供給電流の増大を可能とした半導体
論理集積回路装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をゲートアレイに適用した実施例の電源
配線レイアウトを示す図、 第２図はその一部を拡大して示す図、 第３図は更に信号配線を含めた配線レイアウトを示す図
、 第４図は従来の電源配線レイアウトを示す図である。 １・・・半導体基板、２・・・セルアレイ、３・・・配
線領域、４・・・Ｖｃｅ線、５・・・ＶＳＳ線、２２．
２３・・・コンタクト孔、３１．３２・・・信号配線。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第２図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に論理セルが配列形成され、各論理
   セルに電流を供給するための二種の電源配線および各論
   理セル間を接続する信号配線を施して所望の回路動作が
   実現される半導体集積回路装置において、前記二種の電
   源配線は、積層方向に異なる配線層により、かつ互いに
   重ならない部分をもって配設されていることを特徴とす
   る半導体論理集積回路装置。
2. （２）二種の電源配線は一部重なる状態で互いに平行に
   配設され、上部の電源配線は下部の電源配線と重ならな
   い領域でコンタクト孔を介して直接論理セルの電源端子
   に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導
   体論理集積回路装置。