JPH0251252A - 集積回路の配線構造 - 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〉 この発明は、り【」ツク信号が高速に伝搬されるクロッ
ク信号配線の配置段組を容易に行なうことがでさる集積
回路の配線構造に関する。

（従来の技術） 近年、半導体技術の飛躍的な発展にともなって、集積回
路の大規模化、高速化がめざましい勢いで進んｔいる。

このような背景の中で、回路の動作上非常に重要な信号
の一つであるクロック信号は、多くのゲートに供給され
るとともに、その周波数は速くなってきている。

クロック信号が供給されるゲートが多くなると、供給側
の負荷を駆動するためのバッファ・回路が多数必要とな
る。一方、クロック信号の周波数が短かくなると、クロ
ック信号の立上り時間、立下り時間の動作処理に対する
影響が無視できなくなる。

このため、立上り、立下りのシＩＩ−ブなクロック信号
が必要になってくる。

このようなクロック信号を伝搬させるクロック信号配線
は、第１４図に示すように他の信号の伝搬路となる信号
配線が形成されている配線領域内に配置形成され（いる
。

このようなクロック信号配線のレイアウトにあっては、
微細加工化の技術により配線間の距離は小さくなってい
る。このため、配線間の容量は、配線と基数との容量に
比べて無視できないものとなる。したがって、高速かつ
シャープな波形がクロック信号に要求される場合には、
配線間容量を考慮に入れて配線のレイアウト設計を行な
わなければならない。

しかしながら、配線間容量の信号伝搬への影響は、隣接
する配線の電圧に依存する。このため、クロック信号配
線を信号レベルが変化する信号が伝搬する他の信号配線
に隣接してレイアウトすると、クロック信号配線の配線
容量のクロック信号伝搬への影響を容易にシミュレーシ
ョンすることは難かしくなる。

また、配線間容量の大さな信号翰に対して、急峻な波形
の信号を印加すると、各機性のカップリングにより、信
号線の電位が一時的に変動する。

このため、急峻な波形のりＤツク信号が伝搬されるクロ
ック信号配線と他の信号配線とを、長い距離にわたって
並行して配置レイア・クトすることは困難となる。

一方、クロック信号配線が長くなり、クロック信号の高
速化が要求される場合には、クロックイ３号の出力側と
入力側との間でバッファするようにすればよい。このた
めに、クロック信ｑを入力とするバッフ７回路が必要と
なる。このバッファ回路【よ、当然ながら電源を必要と
する。したがって、電源配線とクロック信号配線とが離
れている場合には、クロック信号配線を電源配線の近傍
にまで引き込よな番プればならない。あるいは、クロッ
クイ３号配線と電源配線との距離が短い場所に、バッフ
７回路を配置レイアウトする必要がある。

（発明が解決しようとする課題） 」−記したように、他の信号配線と隣接してヲ、０い配
線間隔で配設されているクロック信号配線は、その配線
間容量のクロック信号伝搬への影響が隣接する信号配線
の電位に左右される。このため、クロック信号配線の配
線間容量の影響をシミュレーションすることは困難とな
る。また、配線間容量が大きくなると、クロック信号が
他の信号に影響を与えることになる。さらに、クロック
信号をバラフッ・するバッファ回路の配置場所に＄１１
約を受けることになる。

したがって、これらを考慮して、シャープな波形のクロ
ック信号を高速に伝搬させるクロック信号配線を、高密
度に配置レイアウトすることは、極めて困難な作業とな
っていた。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされてものであり
、その目的とするところは、周波数の高いシャープな波
形のクロック信号を伝搬させるクロック信号配線の設Ｊ
ルイアウトを、容易に行なうことが可能な集積回路の配
線構造を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、この発明は、電源を給電す
る電源配Ｐｉ１間に、クロック信号が伝搬されるクロッ
ク信号配線のみを配置成形する構成とした。

（作用） 上記構成において、この発明には、クロックイ３号配線
に隣接する配線の電位を固定とするようにしている。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図乃至第１３図はこの発明の第１の実施例乃至第１
３の実施例に係る集積回路の配線構造を示ずパターン平
面図である。これらの実施例では、クロック信号配線だ
けを、電源配線間に配置レイアウトするようにしている
。

第１図に示す第１の実施例では、クロック信号配線１の
みを、それぞれ異なる電位の電源を供給する電源配線１
と電源配線２との間に配置したものである。このような
配置レイアウトにあっては、クロック信号配線１とｖ４
接する配線が電源配線１゜２となる。また、電源配線１
．２の電位は、通常一定電位に保持されるように設＆１
されている。このため、クロック信号配ｍｌに隣接する
配線の電位は一定電位となり、電源配線１．２に対する
クロック信号配線１の配線間容けのクロック信号伝搬へ
の影響を容易にシミュレーションすることができるよう
になる。したがって、所望のクロック信号を伝搬させる
ためのクロック信号配線の配線幅や隣接する配線との間
隔及び配線経路を容易に決定することが可能となる。

また、配線間容量によるクロック信号配線１と電源配線
１，２とのクロストークはなくなり、クロック信号が電
源配線に与える影響はほとんどなくなる。

したがって、周波数の高いシャープな波形のクロック信
号を伝搬さぜるクロック信号配線の配置段８］を容易に
行なうことができるようになる。

第２図に示す第２の実施例は、クロック信号配線１みの
を、同一電位の電源を供給する２本の電源配線１の間に
配置レイアウトしたものである。

このよ”）＜Ｅ配置構造にあっても、第１の実施例と同
様の効果が得られる。

第３図に示す第３の実施例は、第１の実施例に対して、
クロック信号配線１を伝搬するクロック信号をバッファ
するバッフ１回路１１を設けたものである。このバッフ
７回路１１は、それぞれの電源配線１．２からコンタク
ト領域１３を介して給電され、入力端子１５からクロッ
ク信号を受け、バッファしたクロック信号を出力端子１
７を介してクロック信号配線１に出力する。

このように、クロック信号をバッファするバッファ回路
を配置するような場合には、電源配線１゜２とクロック
信号配線が隣接しているため、クロック信号配線を電源
配線のところまで引き込んで配線する必要はなくなる。

さらに、バッフ１回路における配置場所の制約が少なく
なる。したがって、この第３の実施例では、第１の実施
例と同様な効果が得られるとともに、上記した効果が得
られる。

なお、第３の実施例にあっては、バッファ回路１１の代
りにインバータ回路であってもかまわない。また、クロ
ック信号をバッファするバッファ回路費インバータ回路
は、所望のクロック信号が１ｑられるように、その配置
場所及び個数を決定すればよい。

第４図に丞ツ第４の実施例は、クロック信号とこのクロ
ック信号企反乾したあるいは位相のずれたクロック信号
を伝搬するクロック信号配線１゜２だけを、異なる゛電
位の電源配線１，２との間に配置レイアウトしたことを
特徴としている。

第５図に示す第５の実施例及び第６図に示す第６の実施
例は、第１の電源電位を２本の電源配線１により供給し
、第２の電源電位を１本の電源配線２により供給するも
のにおいて、クロック信号配線１のみを、電源配線１．
２間に配置レイアウトしたことを特徴としている。

第７図に示す第７の実施例は、第５及び第６の実施例と
同様な電源配線１．２の配置にあって、２種類のクロッ
ク信号をそれぞれ伝搬させるりＯツク信号配線１，２を
、それぞれのクロック信号配線１．２のみが電源配線１
，２間に配置されるようにしたことを特徴としている。

第８図に示１第８の実施例は、第７の実施例における一
方のクロック信号配線を、クロック信′ｒ〕とは別の他
の信号が伝搬される信号配線１としたものである。

第９図に示す第９の実施例は、それぞれ異なる３種類の
電源電位を供給する電源配線１，２．３の間に、クロッ
ク信号配線１のみを配置したことを特徴とする。

第１０図に示す第１０図の実施例は、第９の実施例に示
す一方のクロック信号配線１を、このクロック信号配線
１を伝搬するクロック信号とは別のクロック信号を伝搬
するクロック信号配ｌ！Ａ２としたことを特徴とする。

第１１図乃至第１２図に示す第１１の実施例乃至第１２
の実施例は、第１の実施例と同様な電源配線１．２とク
ロック信号配線１の配置レイアウトにあって、クロック
信号配線１及び電源配線１゜２とは異なる第２の配線層
を有する多層配線４ｇ造に適用したものである。

第１１図に示す第１１の実施例は、信号配線１゜２、及
び電源配線１．２間に配置されたクロック信号配線１と
直交するクロック信号配線１を、第２の配線層で形成し
たものである。

第１２図に示づ第１２の実施例は、前記した第３の実施
例と同様にバッファ回路２１を設けたものであり、それ
ぞれの電源配線１，２からコンタクト領１４２３を介し
て給電され、入力端子２５からクロック信号を受【ノる
バッファ回路２１のクロッ、り信号配線１と直交する出
力配線２７を、第２の配線層で形成したことを特徴とし
ている。

第１３図に示す第１３の実施例は、第１２の実施例に対
して、コンタクト領域２９を介してクロックへ号が与え
られる出力配線３１を、クロック信号と同様の第１の配
線層で形成したことを特徴としている。

なお、第１２及び第１３の実施例において、バッファ回
路２１はインバータ回路であってもかまわない。また、
この発明は、上記した実施例に限定されるものではなく
、電源配線の本数及び電源電位の数、クロックイ：１号
配線の本数にかがわらず、実論できることは勿論である
。

「発明の効果１ 以」：説明したように、この発明が適用されたクロック
イ８号配線の配置にあっては、隣接づる配線の電位が一
定となる。これにより、配線間容量のりＬ１ツク信号伝
搬への影響を容易にシミコレ−シコンすることがでさる
とともに、クロック信号の隣接配線への影響を防止する
ことができる。さらに、クロック信号をバッファする回
路の配置場所の制約が少なくなる。この結果、周波数の
高いシャープな波形のクロック信号を、周囲に影響を与
えることなく伝搬させるクロック信号配線の設計レイア
ウトを容易に行なうことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１３図はこの発明の第１の実施例７！Ｊ至
第１３の実施例に係る集積回路の配線構造を示すパター
ン平面図、第１４図は従来の集積回路の配線構造をポリ
パターン平面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源を給電する電源配線間に、クロック信号が伝
   搬されるクロック信号配線のみを配置形成したことを特
   徴とする集積回路の配線構造。
2. （２）クロック信号をバッファする回路を前記クロック
   信号配線に沿って分散して配置したことを特徴とする請
   求項１記載の集積回路の配線構造。
3. （３）前記クロック信号配線及び電源配線を多層配線に
   おけるいずれか１つの配線層により形成したことを特徴
   とする請求項１及び請求項２に記載の集積回路の配線構
   造。
4. （４）前記クロック信号配線及び電源配線を他の信号配
   線とは別の配線層で形成したことを特徴とする請求項１
   及び請求項２に記載の集積回路の配線構造。