JPH04355950A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH04355950A
JPH04355950A JP3193387A JP19338791A JPH04355950A JP H04355950 A JPH04355950 A JP H04355950A JP 3193387 A JP3193387 A JP 3193387A JP 19338791 A JP19338791 A JP 19338791A JP H04355950 A JPH04355950 A JP H04355950A
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wiring
small signal
signal wiring
layer
wirings
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Koichiro Okumura
奥村 孝一郎
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Abstract

PURPOSE:To protect a small signal amplitude circuit against malfunction by a method wherein small signal wirings are collectively arranged taking advantage of the upper wiring layer of a semiconductor integrated circuit. CONSTITUTION:Small signal wirings 11 are arranged on a second large signal wiring 12b through the intermediary of an insulating film film 14d. The small signal wirings 11 are made to serve as an inter-macro wiring. A first large signal wiring 12a, the second large signal wiring 12b, and the small signal wirings are formed on a first wiring layer, a second layer, and an uppermost third wirings layer taking advantage of three wiring layers. By this setup, in a semiconductor integrated circuit provided with a large number of inter- macro wirings at an EDL signal level, not only a capacitance coupling between adjacent wirings is not required to be taken into consideration but also a shielding electrode is not required to be additionally provided, so that a semiconductor integrated circuit of this design can be made simple in design, easily designed, and enhanced in degree of integration.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はCMOS(Comple
mentary  Metal  OxideSemi
conductor)回路、及びECL(Emitte
r  Coupled  Logic)回路の双方の回
路を備えた半導体集積回路のように、信号振幅が相互に
異なる複数の信号により動作する半導体集積回路に関す
る。
[Industrial Application Field] The present invention applies to CMOS (Complete
Mentary Metal Oxide Semi
conductor) circuit, and ECL (Emitte
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit that operates using a plurality of signals having mutually different signal amplitudes, such as a semiconductor integrated circuit that includes both circuits of a (Coupled Logic) circuit.

【0002】0002

【従来の技術】信号振幅の小さい小信号配線が信号振幅
の大きい大信号配線と同一半導体集積回路上に集積化さ
れる例としてメモリー集積回路のセンスアンプなどがあ
る。このような小信号配線と大信号配線が混在する半導
体集積回路においては両配線間の容量結合により大信号
配線側の信号変化時に小信号配線側に雑音が発生し誤動
作を生じることがある。この対策として小信号配線と隣
接する大信号配線との間隔を広げることが通常用いられ
ており、また小信号配線の下方、上方及び両側に遮蔽電
極を設けた半導体集積回路が提案されている(特開平2
−82531号公報)。
2. Description of the Related Art An example of a semiconductor integrated circuit in which a small signal wiring with a small signal amplitude is integrated on the same semiconductor integrated circuit as a large signal wiring with a large signal amplitude is a sense amplifier of a memory integrated circuit. In such a semiconductor integrated circuit in which small signal wiring and large signal wiring coexist, noise may occur on the small signal wiring side when a signal changes on the large signal wiring side due to capacitive coupling between the two wirings, resulting in malfunction. As a countermeasure to this problem, widening the distance between the small signal wiring and the adjacent large signal wiring is usually used, and semiconductor integrated circuits have been proposed in which shielding electrodes are provided below, above, and on both sides of the small signal wiring ( JP-A-2
-82531 publication).

【0003】図10は、上述した従来の半導体集積回路
を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the conventional semiconductor integrated circuit described above.

【0004】半導体基板103上には、絶縁膜104a
,104b,104cを介して小信号配線101が配置
されている。この小信号配線101の下方には絶縁膜1
04cを介して遮蔽電極106aが、上方には絶縁膜1
04dを介して遮蔽電極106cが、両側には絶縁膜1
04dを介して遮蔽電極106bが小信号配線101を
囲むように配設されている。遮蔽電極106a,106
b,106cは電源等に接続され固定電位とされている
An insulating film 104a is formed on the semiconductor substrate 103.
, 104b, and 104c, the small signal wiring 101 is arranged. An insulating film 1 is provided below this small signal wiring 101.
04c, and an insulating film 1 above.
04d, and an insulating film 1 on both sides.
A shielding electrode 106b is disposed to surround the small signal wiring 101 via 04d. Shield electrodes 106a, 106
b and 106c are connected to a power source or the like and have a fixed potential.

【0005】このように構成された半導体集積回路にお
いては大信号配線102a,102b,102cに流れ
る信号の変化により発生する雑音は遮蔽電極106a,
106b,106cにより遮蔽されるため、小信号配線
101に流れる信号のレベルが変化してセンスアンプ等
の小信号振幅回路が誤動作してしまうことを回避できる
In the semiconductor integrated circuit configured in this manner, noise generated due to changes in signals flowing through the large signal wirings 102a, 102b, and 102c is absorbed by the shielding electrodes 106a, 102b, and 102c.
Since it is shielded by 106b and 106c, it is possible to prevent a small signal amplitude circuit such as a sense amplifier from malfunctioning due to a change in the level of the signal flowing through the small signal wiring 101.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体集積回路においては、各々の小信号配線
101に対して個別に遮蔽電極106a,106c或は
106a,106b,106cを配置するため、メモリ
ーのセンスアンプ回路のように小信号配線の個数が少な
い場合は有効な手段しなるが、小信号配線の個数が多く
、しかもそれぞれの配線の長さが非常に長い場合には大
面積を占める遮蔽電極を半導体集積回路上に頻繁に配置
しなければならず、配線のレイアウトにおいて遮蔽電極
が配線路の障害となってレイアウト設計が極めて複雑と
なり、また配線密度も低下してしまうという欠点があっ
た。
However, in the conventional semiconductor integrated circuit described above, since the shield electrodes 106a, 106c or 106a, 106b, 106c are arranged individually for each small signal wiring 101, the memory This is an effective method when the number of small signal wires is small, such as in the sense amplifier circuit of Electrodes must be frequently placed on the semiconductor integrated circuit, and the shielding electrode becomes an obstacle to the wiring path, making the layout design extremely complicated, and the wiring density also decreases. .

【0007】さらに、上述した手法を以下に述べるよう
な集積回路に適用することは実質不可能である。
Furthermore, it is virtually impossible to apply the above-described method to an integrated circuit as described below.

【0008】すなわち、集積度の向上に伴って一個の半
導体集積回路チップ全体を一括して設計することが困難
となったため、これを機能毎に分割して複数にマクロセ
ル化してそれぞれを回路設計、レイアウト設計した後、
マクロセルを配置しマクロセル間を配線して一個の半導
体集積回路チップの設計を完了する所謂階層設計法が広
く用いられている。図11は階層設計法を用いて設計し
た半導体集積回路チップの概念図を示し、複数個のマク
ロセル111−1乃至111−7が配置されて半導体集
積回路チップ110を構成し、それぞれのマクロセル1
11間は図示しないマクロ間配線で配線されている。さ
らに、マクロセル111−1と111−4とはマクロセ
ル111−3上を通過する複数本のマクロ間配線112
−1により相互接続され、マクロセル111−1は11
1−6にもマクロセル111−3及び111−5上を通
過する複数本のマクロ間配線112−2により相互接続
されている。それぞれのマクロセルは主としてCMOS
回路を構成するに必要な多数の素子を含み、素子間は複
数層の配線層により特定された機能を実現するべくマク
ロ内配線がなされている。図11の階層設計法を用いて
設計される半導体集積回路においてはマクロセル間を結
ぶマクロ間配線112の配線長さが非常に長くなり配線
の容量が大きくなるためマクロセル間の信号伝搬に遅延
が生じるが、これを低減するために従来はBiCMOS
(Bipolar  CMOS)回路をマクロセル11
1内に設けてこれによりマクロ間配線112を駆動して
いた。
In other words, as the degree of integration has increased, it has become difficult to design an entire semiconductor integrated circuit chip at once. Therefore, it is divided into multiple macrocells by function, and circuit design is performed for each. After designing the layout,
A so-called hierarchical design method is widely used in which the design of one semiconductor integrated circuit chip is completed by arranging macro cells and wiring between the macro cells. FIG. 11 shows a conceptual diagram of a semiconductor integrated circuit chip designed using the hierarchical design method.
11 is wired by inter-macro wiring (not shown). Furthermore, the macro cells 111-1 and 111-4 are connected to a plurality of inter-macro wiring lines 111 passing over the macro cell 111-3.
-1, and macrocell 111-1 is interconnected by 11
1-6 are also interconnected by a plurality of inter-macro wirings 112-2 passing over macro cells 111-3 and 111-5. Each macrocell is mainly CMOS
It includes a large number of elements necessary to construct a circuit, and macro wiring is performed between the elements to realize a specified function using multiple wiring layers. In a semiconductor integrated circuit designed using the hierarchical design method shown in FIG. 11, the length of the inter-macro wiring 112 connecting macro cells becomes extremely long, and the capacitance of the wiring increases, causing a delay in signal propagation between macro cells. However, in order to reduce this, conventional BiCMOS
(Bipolar CMOS) circuit into macrocell 11
1 and thereby drive the inter-macro wiring 112.

【0009】しかしながら素子の微細化による大規模集
積化、多機能搭載化が今後も継続されるため、一個の半
導体集積回路に搭載されるマクロセルの個数が増大しマ
クロ間配線の経路が複雑化して配線長は増大すると予想
され、また一方では半導体集積回路へのさらなる高速動
作要求もあり、マクロ間配線における信号伝搬遅延をよ
り低減するために従来のBiCMOS回路に代えて更に
負荷容量駆動能力の高いECL回路を用いことが検討さ
れはじめている。図12はマクロ間配線の信号レベルを
ECLレベル(通常0.5ボルト振幅)とした場合のマ
クロセル構成図である。図12においてマクロ間配線1
12にはECLレベルの信号が流れており、マクロセル
111はECL・CMOSレベル変換回路121と主と
してCMOSからなるCMOS論理回路122とCMO
S・ECLレベル変換回路123から成り、ECL・C
MOSレベル変換回路121でECLレベルからCMO
Sレベル(通常5ボルト振幅)へのレベル変換を行い、
CMOS論理回路122でマクロセル111に特定され
た機能の論理演算を行い、CMOS・ECLレベル変換
回路123で再びECLレベルとして内蔵したECL回
路を介して信号をマクロ間配線112へ送り出す。
However, as large-scale integration and multifunctional integration due to miniaturization of elements will continue, the number of macro cells mounted on a single semiconductor integrated circuit will increase, and the wiring paths between macros will become more complex. Wire lengths are expected to increase, and on the other hand, there is also a demand for higher-speed operation of semiconductor integrated circuits, so in order to further reduce signal propagation delays in interconnects between macros, we are replacing conventional BiCMOS circuits with even higher load capacitance driving capabilities. Consideration has begun to be given to the use of ECL circuits. FIG. 12 is a macro cell configuration diagram when the signal level of the inter-macro wiring is set to the ECL level (normally 0.5 volt amplitude). In Figure 12, inter-macro wiring 1
12, an ECL level signal flows through the macro cell 111, an ECL/CMOS level conversion circuit 121, a CMOS logic circuit 122 mainly composed of CMOS, and a CMOS
Consists of S/ECL level conversion circuit 123, ECL/C
MOS level conversion circuit 121 converts ECL level to CMO
Perform level conversion to S level (usually 5 volt amplitude),
The CMOS logic circuit 122 performs a logical operation of the function specified in the macro cell 111, and the CMOS/ECL level conversion circuit 123 sends the signal as an ECL level again to the inter-macro wiring 112 via the built-in ECL circuit.

【0010】図12に示した構成をとることにより、今
後大規模集積化が進展した場合にも遅延を低減すること
ができるが、一方ではマクロセル個数の増大に伴って、
マクロセル間配線の個数は飛躍的に増大し、また配線長
も増大することになり、図10に示した従来の半導体集
積回路では設計が著しく複雑となり設計できなくなる。
By adopting the configuration shown in FIG. 12, it is possible to reduce delays even when large-scale integration progresses in the future, but on the other hand, as the number of macro cells increases,
The number of interconnects between macro cells increases dramatically, and the length of the interconnects also increases, making the design of the conventional semiconductor integrated circuit shown in FIG. 10 extremely complicated and impossible.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、大信号振幅回路及び小信号振幅回路を備え
た半導体回路において、小信号振幅回路の誤動作を回避
できると共に小信号配線の個数が多い場合も設計が容易
で高集積化することができる半導体集積回路を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and is capable of avoiding malfunctions of the small signal amplitude circuit and reducing the number of small signal wirings in a semiconductor circuit equipped with a large signal amplitude circuit and a small signal amplitude circuit. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that is easy to design and can be highly integrated even when there are a large number of semiconductor devices.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、振幅が大きい信号が流れる大信号配線と、振幅が小
さい信号が流れる小信号配線とを備えた半導体集積回路
において、前記小信号配線を複数個まとめて配置すると
共に、この小信号配線を前記半導体集積回路における上
層の配線層を用いて配置することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A semiconductor integrated circuit of the present invention includes a large signal wiring through which a signal with a large amplitude flows and a small signal wiring through which a signal with a small amplitude flows. The present invention is characterized in that a plurality of small signal wirings are arranged together, and the small signal wiring is arranged using an upper wiring layer in the semiconductor integrated circuit.

【0013】[0013]

【作用】本発明において、小信号配線を複数個まとめて
上層の配線層に配置する。これらの小信号配線に流れる
信号の振幅は小さいため、同一の配線層上に相互に近接
して配置しても他の小信号配線の変化に起因して発生す
る雑音は極めて小さく実質的に無視することができ、ま
た小信号配線は上層の配線層にまとめて配置することに
より下層の配線層に配置した大信号配線との間の容量結
合を小さくすることができ、大信号配線に流れる信号の
変化に起因して小信号配線に発生する雑音を抑制して、
小信号振幅回路の誤動作を回避することができる。マク
ロセル内の素子間の配線レイアウト設計を容易にするた
め通常X方向とこれと直交するY方向に各1層以上の計
2層以上の配線層を使用するので、例えば3層以上の配
線層数の半導体集積回路において最上位の配線層に小信
号配線をまとめて配置する、或は4層以上の配線層数の
半導体集積回路において最上位とその下層の配線層に小
信号配線をまとめて配置することが上述した構造を具現
するに有効である。さらに小信号配線が設けられた配線
層と下層の大信号配線が設けられた配線層との間に、例
えば半導体チップの大部分を覆う雑音遮蔽電極を配置す
ることにより、小信号配線と大信号配線との間の容量結
合を著しく低減することができ、小信号振幅回路の誤動
作をより一層確実に回避することができる。また、小信
号配線が設けられた配線層と下層の大信号配線が設けら
れた配線層との間に介在する層間絶縁膜を厚くしたり、
又は比誘電率が低い材質で形成することによっても、両
者の間の容量結合を低減することができる。さらに小信
号配線が平面視においてもまとめて配置された上層の配
線層に大信号配線の一部も設置する場合には、小信号配
線のまとまりと大信号配線の境界が小信号配線間の間隔
を越えて離隔しているため、同一配線層に平面視におい
ても配置された大信号配線に流れる信号の変化に起因す
る小信号配線の雑音をも抑制することができる。また小
信号配線の平面視におけるまとまりと大信号配線の境界
に、その電位が変化しない電源線を配置すると、この電
源線が遮蔽電極としても作用し、大信号配線に流れる信
号の変化に起因する小信号配線の雑音をより一層低減す
ることができる。さらに上層の配線層に小信号配線と電
源線のみを配置することにより小信号配線が配置される
上層の配線層には雑音発生源となる大信号配線が存在し
なくなるので、大信号配線に流れる信号の変化に起因す
る小信号配線の雑音を低減することができる。さらに平
面視で交差する部分の小信号配線と大信号配線とを2配
線階層以上離隔させることによっても、小信号配線と大
信号配線との容量結合を低減することができる。
[Operation] In the present invention, a plurality of small signal wirings are arranged together in an upper wiring layer. The amplitude of the signals flowing through these small signal wires is small, so even if they are placed close to each other on the same wiring layer, the noise generated due to changes in other small signal wires is extremely small and can be virtually ignored. In addition, by placing the small signal wirings together in the upper wiring layer, it is possible to reduce the capacitive coupling between the small signal wirings and the large signal wirings placed in the lower wiring layer. By suppressing noise generated in small signal wiring due to changes in
Malfunctions of the small signal amplitude circuit can be avoided. In order to facilitate the wiring layout design between elements in a macro cell, two or more wiring layers are usually used, one or more each in the X direction and the Y direction perpendicular to this, so for example, the number of wiring layers is three or more. In a semiconductor integrated circuit, small signal wirings are placed together on the topmost wiring layer, or in a semiconductor integrated circuit with four or more wiring layers, small signal wirings are placed together on the topmost wiring layer and the wiring layer below it. It is effective to implement the above structure. Furthermore, by arranging a noise shielding electrode that covers most of the semiconductor chip, for example, between the wiring layer where the small signal wiring is provided and the lower layer wiring layer where the large signal wiring is provided, the small signal wiring and the large signal wiring are Capacitive coupling with the wiring can be significantly reduced, and malfunctions of the small signal amplitude circuit can be more reliably avoided. In addition, the interlayer insulating film interposed between the wiring layer where the small signal wiring is provided and the lower wiring layer where the large signal wiring is provided may be thickened.
Alternatively, the capacitive coupling between the two can be reduced by forming them with a material having a low dielectric constant. Furthermore, if part of the large signal wiring is also installed in the upper wiring layer where the small signal wiring is arranged together in a plan view, the boundary between the group of small signal wiring and the large signal wiring is the interval between the small signal wiring. Since they are separated by more than , it is possible to suppress noise in small signal wirings caused by changes in signals flowing to large signal wirings arranged in the same wiring layer in plan view. In addition, if a power supply line whose potential does not change is placed at the boundary between a group of small signal wirings and a large signal wiring in a plan view, this power supply line also acts as a shielding electrode, causing changes in the signal flowing to the large signal wiring. Noise in small signal wiring can be further reduced. Furthermore, by arranging only the small signal wiring and power supply line in the upper wiring layer, there is no large signal wiring that can be a source of noise in the upper wiring layer where the small signal wiring is placed, so that the signal flows to the large signal wiring. Noise in small signal wiring caused by signal changes can be reduced. Furthermore, capacitive coupling between the small signal wiring and the large signal wiring can also be reduced by separating the small signal wiring and the large signal wiring at the portions where they intersect in plan view by two or more wiring levels.

【0014】[0014]

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1は本発明の第1の実施例を示す断面図
である。本実施例では、図11のマクロセル111−3
とその上を通過してマクロセル111−1と111−4
とを相互接続するマクロ間配線112−1との一部を示
している。半導体基板13上には絶縁膜14aを介して
複数本の第1の大信号配線12aが相互に平行に配置さ
れている。この第1の大信号配線12a上には絶縁膜1
4bを介して複数本の第2の大信号配線12bが相互に
平行に配置されていて、第1の大信号配線12aと第2
の大信号配線12bは必要に応じてスルーホール15に
より接続される。この第2の大信号配線12bは、平面
視で第1の大信号配線12aに略直交して形成されてお
り、第1の大信号配線12aと第2の大信号配線12b
でマクロセル内の素子間の配線がなされている。この第
2の大信号配線12b上には、絶縁膜14cを介して複
数本の小信号配線11が配置されていて小信号配線11
上には絶縁膜14dが形成されている。この小信号配線
11はマクロ間配線(112−1)に供される。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the macro cell 111-3 in FIG.
and macro cells 111-1 and 111-4 passing over it.
A part of the inter-macro wiring 112-1 that interconnects the two is shown. A plurality of first large signal wirings 12a are arranged in parallel to each other on the semiconductor substrate 13 with an insulating film 14a interposed therebetween. An insulating film 1 is formed on this first large signal wiring 12a.
4b, a plurality of second large signal wirings 12b are arranged parallel to each other, and the first large signal wiring 12a and the second large signal wiring 12b are arranged in parallel with each other.
The large signal wiring 12b is connected by a through hole 15 as necessary. The second large signal wiring 12b is formed substantially perpendicular to the first large signal wiring 12a in plan view, and is formed between the first large signal wiring 12a and the second large signal wiring 12b.
Wiring between elements within the macrocell is done. On this second large signal wiring 12b, a plurality of small signal wirings 11 are arranged with an insulating film 14c interposed therebetween.
An insulating film 14d is formed thereon. This small signal wiring 11 is provided as an inter-macro wiring (112-1).

【0016】本実施例においては、3層の配線層を用い
て第1の大信号配線12a及び第2の大信号配線12b
をそれぞれ第1層目及び第2層目に形成し、小信号配線
11を最上層の第3層目に形成している。これにより、
ECL信号レベルのマクロ間配線を多数有する半導体集
積回路においても近接配線との容量結合を考慮する必要
がないと共に特別に遮蔽電極を形成する必要もないため
、設計が単純且つ容易となり、また集積度も高い。
In this embodiment, three wiring layers are used to connect the first large signal wiring 12a and the second large signal wiring 12b.
are formed in the first layer and the second layer, respectively, and the small signal wiring 11 is formed in the third layer, which is the uppermost layer. This results in
Even in semiconductor integrated circuits that have a large number of interconnects between macros at the ECL signal level, there is no need to consider capacitive coupling with adjacent interconnects, and there is no need to form a special shielding electrode, making the design simple and easy, and the integration density can be reduced. It's also expensive.

【0017】図2は本発明の第2の実施例を示す断面図
である。本実施例もマクロ間配線(112−1,112
−2)の通過構造である。半導体基板23上には絶縁膜
24aを介して複数本の第1の大信号配線22aが相互
に平行に配置されている。この第1の大信号配線22a
上には絶縁膜24bを介して複数本の第2の大信号配線
22bが相互に平行に配置されていて、第1の大信号配
線22aと第2の大信号配線22bは必要に応じてスル
ーホール25aにより接続される。この第2の大信号配
線22bは、平面視で第1の大信号配線22aに略直交
して形成されており、第1の大信号配線22aと第2の
大信号配線22bでマクロセル内の素子間の配線がなさ
れている。この第2の大信号配線22b上には、絶縁膜
24cを介して複数本の小信号配線21aが相互に平行
に配置されている。この第1の小信号配線21aは、平
面視で第2の大信号配線22bに略直交して形成されて
おり、第1の大信号配線22aに略平行に配置されてい
る。第1の小信号配線21a上には絶縁膜24dを介し
て複数本の第2の小信号配線21bが相互に平行に配置
されている。この第2の小信号配線21bは、平面視で
第1の小信号配線21aに略直交して形成されており、
第2の大信号配線22bに略平行に配置されている。こ
の第2の小信号配線21b上には絶縁膜24eが形成さ
れている。第1の小信号配線21a及び第2の小信号配
線21bはマクロ間配線に供される。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. This embodiment also has interconnects between macros (112-1, 112
-2) passage structure. A plurality of first large signal wirings 22a are arranged in parallel to each other on the semiconductor substrate 23 with an insulating film 24a interposed therebetween. This first large signal wiring 22a
A plurality of second large signal wirings 22b are arranged above in parallel with each other with an insulating film 24b interposed therebetween, and the first large signal wiring 22a and the second large signal wiring 22b can be passed through as necessary. It is connected through the hole 25a. The second large signal wiring 22b is formed substantially perpendicular to the first large signal wiring 22a in plan view, and the elements in the macro cell are connected to the first large signal wiring 22a and the second large signal wiring 22b. Wiring has been done between them. On this second large signal wiring 22b, a plurality of small signal wirings 21a are arranged in parallel with each other with an insulating film 24c interposed therebetween. The first small signal wiring 21a is formed substantially perpendicular to the second large signal wiring 22b in plan view, and is arranged substantially parallel to the first large signal wiring 22a. A plurality of second small signal wirings 21b are arranged in parallel with each other on the first small signal wiring 21a with an insulating film 24d interposed therebetween. The second small signal wiring 21b is formed substantially perpendicular to the first small signal wiring 21a in plan view,
It is arranged substantially parallel to the second large signal wiring 22b. An insulating film 24e is formed on this second small signal wiring 21b. The first small signal wiring 21a and the second small signal wiring 21b are used as inter-macro wiring.

【0018】本実施例において、4層の配線層を用いて
第1の大信号配線22a及び第2の大信号配線22bを
それぞれ第1層目及び第2層目に形成し、第1の小信号
配線22a及び第2の小信号配線22bをそれぞれ最上
層のすぐ下の層の第3層目及び最上層の第4層目に形成
する。これにより、ECL信号レベルのマクロ間配線を
多数有する半導体集積回路においても近接配線との容量
結合を考慮する必要がないと共に特別に遮蔽電極を形成
する必要もなくなることは図1の第1の実施例と同様で
あるが、小信号配線が互いに直交する2配線層を用いて
配置されることにより小信号配線同志の交差が可能とな
るので図1の第1の実施例と比較しても更に設計が単純
且つ容易となり、また集積度も著しく改良される。
In this embodiment, four wiring layers are used to form the first large signal wiring 22a and the second large signal wiring 22b in the first and second layers, respectively. The signal wiring 22a and the second small signal wiring 22b are formed in the third layer immediately below the uppermost layer and the fourth layer immediately below the uppermost layer, respectively. As a result, even in a semiconductor integrated circuit having a large number of interconnects between macros at the ECL signal level, there is no need to consider capacitive coupling with adjacent interconnects, and there is no need to form a special shield electrode, as shown in the first implementation shown in FIG. Although it is similar to the example, since the small signal wirings are arranged using two wiring layers orthogonal to each other, it is possible for the small signal wirings to intersect with each other. The design is simpler and easier, and the degree of integration is also significantly improved.

【0019】図3(a)は本発明の第3の実施例を示す
平面図、図3(b)は(a)のIIIb−IIIb線に
よる断面図である。本実施例では、図11のマクロセル
111−1からマクロセル111−3上で通過して延在
されたマクロ間配線112−1がマクロセル111−4
に接続される構造を主に示している。半導体基板33上
には絶縁膜34aを介して複数本の第1の大信号配線3
2aが相互に平行に配置されている。この第1の大信号
配線32a上には絶縁膜34bを介して複数本の第2の
大信号配線32bが相互に平行に配置されていて、第1
の大信号配線32aと第2の大信号配線32bは必要に
応じてスルーホール35により接続される。この第2の
大信号配線32bは、平面視で第1の大信号配線32a
に略直交して形成されており、第1の大信号配線32a
と第2の大信号配線32bでマクロセル内の素子間の配
線がなされている。この第2の大信号配線32b上には
、絶縁膜34cを介して基板33の略全面を覆う遮蔽電
極36が設けられている。そして、小信号配線31は絶
縁膜34dを介してこの遮蔽電極36の上方に形成され
ている。この遮蔽電極36の所定領域には窓37が開口
されており、基板33の表面に形成された小信号振幅回
路の出力31aはスルーホール35aと極めて短い配線
31bに接続されてから、この窓37に選択的に形成さ
れたスルーホール35bを介して上層に配置された小信
号配線31に接続されている。このようにして、マクロ
間配線31は目的のマクロセルに接続される。また、マ
クロセルからのマクロ間配線の引出しも同様に行われる
FIG. 3(a) is a plan view showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 3(b) is a sectional view taken along line IIIb--IIIb in FIG. 3(a). In this embodiment, the inter-macro wiring 112-1 that extends from the macro cell 111-1 to the macro cell 111-3 in FIG.
Mainly shows the structure connected to. A plurality of first large signal wirings 3 are arranged on the semiconductor substrate 33 via an insulating film 34a.
2a are arranged parallel to each other. On this first large signal wiring 32a, a plurality of second large signal wirings 32b are arranged in parallel with each other with an insulating film 34b interposed therebetween.
The large signal wiring 32a and the second large signal wiring 32b are connected by a through hole 35 as necessary. This second large signal wiring 32b is similar to the first large signal wiring 32a in plan view.
The first large signal wiring 32a is formed substantially perpendicular to the first large signal wiring 32a.
and second large signal wiring 32b provide wiring between elements within the macrocell. A shielding electrode 36 covering substantially the entire surface of the substrate 33 is provided on the second large signal wiring 32b with an insulating film 34c interposed therebetween. The small signal wiring 31 is formed above the shield electrode 36 with an insulating film 34d interposed therebetween. A window 37 is opened in a predetermined area of the shielding electrode 36, and the output 31a of the small signal amplitude circuit formed on the surface of the substrate 33 is connected to a through hole 35a and an extremely short wiring 31b. It is connected to the small signal wiring 31 arranged in the upper layer via a through hole 35b selectively formed in the upper layer. In this way, the inter-macro wiring 31 is connected to the target macro cell. Further, inter-macro wiring is drawn out from the macro cell in the same manner.

【0020】本実施例においては上層の小信号配線31
と下層の第1の大信号配線32a及び第2の大信号配線
32bとの容量結合は略完全に遮断されている。したが
って、小信号振幅回路の誤動作を確実に回避することが
できる。なお、遮蔽電極36は、半導体基板33の略全
面を被覆しているため、この遮蔽電極36と半導体基板
33とにより大きな容量が形成される。したがって、遮
蔽電極42を接地電位等に電気的に固定しなくても遮断
効果を得ることができる。このため、本実施例の製造に
おいては、電位固定のための設計上及び製造上の付加工
程は不要である。これにより、ECL信号レベルのマク
ロ間配線を多数有する半導体集積回路においても近接配
線との容量結合を考慮する必要がないと共に下層の大信
号配線との容量結合を考慮する必要もないため、設計が
単純且つ容易となり、また集積度も高い。
In this embodiment, the upper layer small signal wiring 31
The capacitive coupling between the first large signal wiring 32a and the second large signal wiring 32b in the lower layer is almost completely blocked. Therefore, malfunction of the small signal amplitude circuit can be reliably avoided. Note that since the shield electrode 36 covers substantially the entire surface of the semiconductor substrate 33, a large capacitance is formed between the shield electrode 36 and the semiconductor substrate 33. Therefore, the shielding effect can be obtained without electrically fixing the shielding electrode 42 to a ground potential or the like. Therefore, in the manufacturing of this embodiment, additional steps for potential fixing in design and manufacturing are unnecessary. As a result, even in semiconductor integrated circuits that have a large number of interconnects between macros at the ECL signal level, there is no need to consider capacitive coupling with adjacent interconnects, and there is no need to consider capacitive coupling with large signal interconnects in the lower layer, making the design easier. It is simple and easy, and has a high degree of integration.

【0021】図4は本発明の第4の実施例を示す断面図
である。本実施例もマクロ間配線の通過構造であり、以
降の実施例も同様である。半導体基板43上には絶縁膜
44aを介して複数本の第1の大信号配線42aが相互
に平行に配置されている。この第1の大信号配線42a
上には絶縁膜44bを介して複数本の第2の大信号配線
42bが相互に平行に配置されていて、第1の大信号配
線42aと第2の大信号配線42bは必要に応じてスル
ーホール45により接続される。この第2の大信号配線
42bは、平面視で第1の大信号配線42aに略直交し
て形成されており、第1の大信号配線42aと第2の大
信号配線42bでマクロセル内の素子間の配線がなされ
ている。この第2の大信号配線42b上には、絶縁膜4
4cが厚く形成されている。そして、この絶縁膜44c
の上には複数本の小信号配線41が配置されていて小信
号配線41上には絶縁膜44dが形成されている。この
小信号配線41はマクロ間配線に供される。
FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention. This embodiment also has a structure in which inter-macro wiring passes through, and the following embodiments are also the same. A plurality of first large signal wirings 42a are arranged in parallel to each other on the semiconductor substrate 43 with an insulating film 44a interposed therebetween. This first large signal wiring 42a
A plurality of second large signal wirings 42b are arranged above in parallel with each other with an insulating film 44b interposed therebetween, and the first large signal wiring 42a and the second large signal wiring 42b can be passed through as necessary. It is connected through a hole 45. The second large signal wiring 42b is formed to be substantially orthogonal to the first large signal wiring 42a in plan view, and the first large signal wiring 42a and the second large signal wiring 42b connect elements within the macro cell. Wiring has been done between them. An insulating film 4 is formed on this second large signal wiring 42b.
4c is formed thickly. This insulating film 44c
A plurality of small signal wirings 41 are arranged on the small signal wirings 41, and an insulating film 44d is formed on the small signal wirings 41. This small signal wiring 41 is provided for inter-macro wiring.

【0022】本実施例においては、大信号配線42a,
42bと小信号配線41との間に絶縁膜44cが介在し
ており、この絶縁膜44cの膜厚が厚いため、小信号配
線41と大信号配線42a,42bとの結合容量が小さ
い。これにより、大信号配線42a,42bに流れる信
号の変化による小信号振幅回路の誤動作を抑制すること
ができる。本実施例は、従来に比して集積回路の製造工
程を増加させることなく上述の効果を得ることができる
という利点がある。これにより、ECL信号レベルのマ
クロ間配線を多数有する半導体集積回路においても近接
配線との容量結合を考慮する必要がないと共に下層の大
信号配線との容量結合を考慮する必要もないため、設計
が単純且つ容易となり、また集積度も高い。
In this embodiment, the large signal wiring 42a,
An insulating film 44c is interposed between the small signal wiring 42b and the small signal wiring 41, and since the insulation film 44c is thick, the coupling capacitance between the small signal wiring 41 and the large signal wiring 42a, 42b is small. This makes it possible to suppress malfunctions of the small signal amplitude circuit due to changes in the signals flowing through the large signal wirings 42a and 42b. This embodiment has the advantage that the above-mentioned effects can be obtained without increasing the number of integrated circuit manufacturing steps compared to the conventional method. As a result, even in semiconductor integrated circuits that have a large number of interconnects between macros at the ECL signal level, there is no need to consider capacitive coupling with adjacent interconnects, and there is no need to consider capacitive coupling with large signal interconnects in the lower layer, making the design easier. It is simple and easy, and has a high degree of integration.

【0023】図5は本発明の第5の実施例を示す断面図
である。半導体基板53上には二酸化珪素(SiO2 
)からなる絶縁膜54aを介して複数本の第1の大信号
配線52aが相互に平行に配置されている。この第1の
大信号配線52a上には二酸化珪素からなる絶縁膜54
bを介して複数本の第2の大信号配線52bが相互に平
行に形成されていて、第1の大信号配線52aと第2の
大信号配線52bは必要に応じてスルーホール55によ
り接続される。この第2の大信号配線52bは、平面視
で第1の大信号配線52aに略直交して形成されており
、第1の大信号配線52aと第2の大信号配線52bで
マクロセル内の素子間の配線がなされている。この第2
の大信号配線52b上には、ポリイミドからなる絶縁膜
54cが形成されている。そして、この絶縁膜54cの
上には複数本の小信号配線51が配置されていて小信号
配線51上には絶縁膜54dが形成されている。この小
信号配線51はマクロ間配線に供される。
FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention. Silicon dioxide (SiO2
) A plurality of first large signal wirings 52a are arranged in parallel with each other with an insulating film 54a interposed therebetween. An insulating film 54 made of silicon dioxide is provided on the first large signal wiring 52a.
A plurality of second large signal wirings 52b are formed in parallel to each other via b, and the first large signal wiring 52a and the second large signal wiring 52b are connected by a through hole 55 as necessary. Ru. The second large signal wiring 52b is formed to be substantially orthogonal to the first large signal wiring 52a in plan view, and the first large signal wiring 52a and the second large signal wiring 52b connect elements within the macro cell. Wiring has been done between them. This second
An insulating film 54c made of polyimide is formed on the large signal wiring 52b. A plurality of small signal wires 51 are arranged on the insulating film 54c, and an insulating film 54d is formed on the small signal wires 51. This small signal wiring 51 is provided for inter-macro wiring.

【0024】本実施例においては、小信号配線51と大
信号配線52bとの間に介在する絶縁膜54cが、例え
ばシロキサン変成ポリイミド等のポリイミド系の樹脂に
より形成されている。一般的に配線層間に設けられる二
酸化珪素からなる絶縁膜の比誘電率は約3.8乃至4で
あるのに対し、シロキサン変成ポリイミドの比誘電率は
約3乃至3.5と低い。したがって、本実施例において
は、第4の実施例と同様に、上層の小信号配線51と下
層の52a,52bとの容量結合が小さく、小信号振幅
回路の誤動作を抑制することができる。これにより、E
CL信号レベルのマクロ間配線を多数有する半導体集積
回路においても近接配線との容量結合を考慮する必要が
ないと共に下層の大信号配線との容量結合を考慮する必
要もないため、設計が単純且つ容易となり、また集積度
も高い。
In this embodiment, the insulating film 54c interposed between the small signal wiring 51 and the large signal wiring 52b is formed of a polyimide resin such as siloxane-modified polyimide. In general, the dielectric constant of an insulating film made of silicon dioxide provided between wiring layers is about 3.8 to 4, whereas the dielectric constant of siloxane-modified polyimide is as low as about 3 to 3.5. Therefore, in this embodiment, as in the fourth embodiment, the capacitive coupling between the upper layer small signal wiring 51 and the lower layers 52a and 52b is small, and malfunctions of the small signal amplitude circuit can be suppressed. As a result, E
Even in semiconductor integrated circuits that have a large number of interconnects between macros at the CL signal level, there is no need to consider capacitive coupling with adjacent interconnects, and there is no need to consider capacitive coupling with large signal interconnects in the lower layer, making the design simple and easy. It also has a high degree of integration.

【0025】図6は本発明の第6の実施例を示す平面図
である。図が煩雑となるため図6には図示していないが
、本実施例においても第1から第5の実施例と同様に第
1配線層の第1の大信号配線と第2配線層の第2の大信
号配線は絶縁膜を介して略直交して配置されており、こ
の2層目の第2の大信号配線の上に絶縁膜を介して図6
に図示した第1の小信号配線61a及び第3の大信号配
線62aが第3配線層として第2の大信号配線と略直交
して配置され、更に絶縁膜を介して最上層の第4配線層
として、第3配線層である小信号配線61a,大信号配
線62aと直交方向に第2の小信号配線61b及び第4
の大信号配線62bが配置されていて、第1の小信号配
線61a及び第2の小信号配線61bからなる小信号配
線はまとめて配置され、この小信号配線の最外側の配線
と第3の大信号配線62a及び第4の大信号配線62b
からなる大信号配線との間隔を第1の小信号配線61a
及び第2の小信号配線61bの配線間隔より大きくして
設置されている。第1の小信号配線61aと第2の小信
号配線61bの交差部、及び第3の大信号配線62aと
第4の大信号配線62bの交差部には必要に応じてスル
ーホール65が選択的に設けられている。
FIG. 6 is a plan view showing a sixth embodiment of the present invention. Although not shown in FIG. 6 to avoid complication, in this embodiment, as in the first to fifth embodiments, the first large signal wiring in the first wiring layer and the large signal wiring in the second wiring layer The large signal wirings No. 2 are arranged approximately perpendicularly with each other with an insulating film interposed therebetween.
The first small signal wiring 61a and the third large signal wiring 62a shown in FIG. As a layer, a second small signal wiring 61b and a fourth
A large signal wiring 62b is arranged, and the small signal wiring consisting of the first small signal wiring 61a and the second small signal wiring 61b is arranged together, and the outermost wiring of this small signal wiring and the third Large signal wiring 62a and fourth large signal wiring 62b
The distance between the first small signal wiring 61a and the large signal wiring consisting of
and the second small signal wiring 61b. Through holes 65 are selectively provided at the intersections of the first small signal wiring 61a and the second small signal wiring 61b and the intersections of the third large signal wiring 62a and the fourth large signal wiring 62b as necessary. It is set in.

【0026】本実施例においては、小信号配線61a,
61bを上層配線層に配置するとともに、一部の大信号
配線62a,62bも上層配線層に配置しているが、複
数本まとめて配置した小信号配線61a,61bと離隔
して大信号配線62a,62bを配置するため、相互間
の結合容量を小さくすることができるので小信号振幅回
路の誤動作を防止することができる。したがって、EC
Lレベルのマクロ間配線の個数があまり多くない集積回
路チップにおいては、マクロ間配線である小信号配線6
1a,61bのみを上層配線層に配置する場合に生じる
配線路の余分即ち未使用の配線路に、本実施例を適用し
てマクロセル内の素子間配線である大信号配線62a,
62bを配置することによって集積度を一層向上させる
ことができる。
In this embodiment, the small signal wiring 61a,
61b is placed in the upper wiring layer, and some large signal wirings 62a and 62b are also placed in the upper wiring layer, but the large signal wiring 62a is separated from the small signal wirings 61a and 61b arranged together , 62b, the coupling capacitance between them can be reduced, and malfunctions of the small signal amplitude circuit can be prevented. Therefore, E.C.
In integrated circuit chips where the number of L-level inter-macro interconnects is not very large, small signal interconnects 6, which are inter-macro interconnects,
This embodiment is applied to the extra or unused wiring paths that occur when only 1a and 61b are arranged in the upper wiring layer, and large signal wirings 62a and 62a, which are inter-element wirings in a macro cell, are
By arranging 62b, the degree of integration can be further improved.

【0027】図7は本発明の第7の実施例を示す平面図
である。図が煩雑となるため図7には図示していないが
、本実施例においても第1から第5の実施例と同様に第
1配線層の第1の大信号配線と第2配線層の第2の大信
号配線は絶縁膜を介して略直交して配置されており、こ
の第2層目の第2の大信号配線の上に絶縁膜を介して図
7に図示した第1の小信号配線71a、電源線76a及
び第3の大信号配線72aが第3配線層に第2の大信号
配線と略直交して配置され、更に絶縁膜を介して最上層
の第4配線層に小信号配線71a、大信号配線72aと
直交方向に第2の小信号配線71b、電源線76b及び
第4の大信号配線72bが配置されていて、第1の小信
号配線71a及び第2の小信号配線71bからなる小信
号配線はまとめて配置され、この小信号配線の最外側の
配線と第3の大信号配線72a及び第4の大信号配線7
2bからなる大信号配線との間に76a及び76bから
なる電源線が配置されている。第1の小信号配線61a
と第2の小信号配線61bの交差部、及び第3の大信号
配線62aと第4の大信号配線62bの交差部には必要
に応じてスルーホール65が選択的に設けられ、また電
源線76aと76bはスルーホール65により接続され
ている。
FIG. 7 is a plan view showing a seventh embodiment of the present invention. Although not shown in FIG. 7 to avoid complication, in this embodiment, as in the first to fifth embodiments, the first large signal wiring in the first wiring layer and the first large signal wiring in the second wiring layer The second large signal wirings are arranged substantially perpendicularly with each other through an insulating film, and the first small signal wiring shown in FIG. The wiring 71a, the power supply line 76a, and the third large signal wiring 72a are arranged in the third wiring layer substantially perpendicular to the second large signal wiring, and the small signal wiring is further placed in the uppermost fourth wiring layer via an insulating film. A second small signal wiring 71b, a power supply line 76b, and a fourth large signal wiring 72b are arranged in a direction orthogonal to the wiring 71a and the large signal wiring 72a, and the first small signal wiring 71a and the second small signal wiring The small signal wirings 71b are arranged together, and the outermost wiring of the small signal wirings, the third large signal wiring 72a, and the fourth large signal wiring 7
A power supply line made up of 76a and 76b is arranged between the large signal line made up of 2b. First small signal wiring 61a
Through holes 65 are selectively provided as necessary at the intersections of the and second small signal wirings 61b, and at the intersections of the third large signal wirings 62a and the fourth large signal wirings 62b. 76a and 76b are connected by a through hole 65.

【0028】本実施例においても図6の第6の実施例と
同様に、小信号配線71a,71bを上層配線層に配置
するとともに、一部の大信号配線72a,72bも上層
配線層に配置しているが、複数本まとめて配置した小信
号配線71a,71bと大信号配線72a,72bの間
に電位が固定されて遮蔽電極として作用する電源線76
a,76bを設置するため、小信号配線71a,71b
と大信号配線72a,72b相互間の結合容量を極めて
小さくすることができるので小信号振幅回路の誤動作を
一層確実に防止することができる。したがって、ECL
レベルのマクロ間配線の個数があまり多くない集積回路
チップにおいては、小信号配線71a,71bのみを上
層配線層に配置する場合に生じる配線路の余分即ち未使
用の配線路に、本実施例を適用して大信号配線72a,
72bを配置することによって集積度を一層向上させる
ことができる。
In this embodiment as well, similar to the sixth embodiment shown in FIG. 6, small signal wirings 71a and 71b are arranged in the upper wiring layer, and some large signal wirings 72a and 72b are also arranged in the upper wiring layer. However, the potential is fixed between the small signal wirings 71a, 71b and the large signal wirings 72a, 72b arranged together, and the power supply line 76 acts as a shielding electrode.
a, 76b, small signal wiring 71a, 71b
Since the coupling capacitance between the large signal wirings 72a and 72b can be made extremely small, malfunctions of the small signal amplitude circuit can be more reliably prevented. Therefore, E.C.L.
In an integrated circuit chip in which the number of inter-level macro wirings is not so large, this embodiment can be applied to excess or unused wiring paths that occur when only the small signal wirings 71a and 71b are placed in the upper wiring layer. Applying large signal wiring 72a,
By arranging 72b, the degree of integration can be further improved.

【0029】図8(a)は本発明の第8の実施例を示す
平面図、図8(b)は(a)のVIIIb−VIIIb
線による断面図である。半導体基板83上には絶縁膜8
4aを介して複数本の第1の大信号配線82aが相互に
平行に配置されている。この第1の大信号配線82a上
には絶縁膜84bを介して複数本の第2の大信号配線8
2bが相互に平行に配置されている。この第2の大信号
配線82bは、平面視で第1の大信号配線82aに略直
交して形成されており、第1の大信号配線82aと第2
の大信号配線82bでマクロセル内の素子間の配線がな
されている。この第2の大信号配線82b上に絶縁膜8
4cを介して、複数本の第1の小信号配線81aと5ボ
ルトの電圧を供給する第1の電源配線86aと0ボルト
の電圧を供給する電源配線である第1の接地配線87a
のみが平行に配置されている。この第1の小信号配線8
1a、第1の電源配線86a及び第1の接地配線87a
は平面視で第2の大信号配線82bに略直交して形成さ
れている。この第1の小信号配線81a、第1の電源配
線86a及び第1の接地配線87a上に絶縁膜84dを
介して、複数本の第2の小信号配線81bと5ボルトの
電圧を供給する第2の電源配線86bと0ボルトの電圧
を供給する第2の接地配線87bのみが平行に配置され
ている。この第2の小信号配線81b、第1の電源配線
86b及び第1の接地配線87bは平面視で第1の小信
号配線81a、第1の電源配線86a及び第1の接地配
線87aに直交して形成されており上面には絶縁膜84
eが形成されている。第1の大信号配線82aと第2の
大信号配線82bとは(図示していないが)必要に応じ
て絶縁膜84bを貫通するスルーホールを介して接続さ
れており、同様に第1の小信号配線81aと第2の小信
号配線81b、第1の電源配線86aと第2の電源配線
86b及び第1の接地配線87aと第2の接地配線87
bは必要に応じて絶縁膜84dを貫通するスルーホール
85を介して接続されている。
FIG. 8(a) is a plan view showing the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 8(b) is a plan view showing the eighth embodiment of the present invention.
FIG. An insulating film 8 is formed on the semiconductor substrate 83.
A plurality of first large signal wirings 82a are arranged in parallel with each other via 4a. A plurality of second large signal wirings 8 are disposed on the first large signal wiring 82a via an insulating film 84b.
2b are arranged parallel to each other. The second large signal wiring 82b is formed to be substantially perpendicular to the first large signal wiring 82a in plan view, and is connected to the first large signal wiring 82a and the second large signal wiring 82b.
The large signal wiring 82b provides wiring between elements within the macro cell. An insulating film 8 is formed on this second large signal wiring 82b.
4c, a plurality of first small signal wirings 81a, a first power supply wiring 86a that supplies a voltage of 5 volts, and a first ground wiring 87a that is a power supply wiring that supplies a voltage of 0 volts.
are arranged in parallel. This first small signal wiring 8
1a, first power supply wiring 86a and first ground wiring 87a
is formed substantially perpendicular to the second large signal wiring 82b in plan view. A voltage of 5 volts is supplied to a plurality of second small signal wirings 81b over the first small signal wiring 81a, the first power supply wiring 86a, and the first ground wiring 87a via an insulating film 84d. Only the second power supply wiring 86b and the second ground wiring 87b that supply a voltage of 0 volts are arranged in parallel. The second small signal wiring 81b, first power wiring 86b, and first ground wiring 87b are orthogonal to the first small signal wiring 81a, first power wiring 86a, and first ground wiring 87a in plan view. The insulating film 84 is formed on the upper surface.
e is formed. The first large signal wiring 82a and the second large signal wiring 82b are connected via a through hole penetrating the insulating film 84b as necessary (though not shown). The signal wiring 81a and the second small signal wiring 81b, the first power wiring 86a and the second power wiring 86b, and the first ground wiring 87a and the second ground wiring 87
b are connected via a through hole 85 penetrating the insulating film 84d as necessary.

【0030】本発明においては、上層に位置する第3配
線層及び第4配線層が小信号配線81a,81b、5ボ
ルトの電圧を供給する電源配線86a,86b、及び0
ボルトの電圧を供給する電源配線である接地配線87a
,87bのみで構成され、雑音発生源となる大信号配線
は第3配線層及び第4配線層に存在しないため、近接配
線との結合容量に起因する誤動作の危険性を考慮せずに
設計でき、またECLレベルのマクロ間配線の個数があ
まり多くない集積回路チップにおいては、小信号配線8
1a,81bのみを上層配線層に配置する場合に生じる
配線路の余分即ち未使用の配線路に、本実施例を適用し
て電源配線86a,86b,87a,87bを設置する
ことにより下層配線層である第1配線層、第2配線層の
電源配線本数を削減して一層の高密度化を図ることが可
能となり、また電源配線を多数本並列に設けることによ
り電源配線の抵抗値を低減できるので、大きな電源電流
に対しても集積回路チップ上の全域において電源配線の
電位をより安定に固定することが可能となる。
In the present invention, the third wiring layer and the fourth wiring layer located in the upper layer are small signal wirings 81a and 81b, power supply wirings 86a and 86b that supply a voltage of 5 volts, and
Ground wiring 87a, which is a power wiring that supplies voltage of volts.
, 87b, and there are no large signal wirings that can cause noise in the third and fourth wiring layers, so it is not possible to design without considering the risk of malfunction due to coupling capacitance with adjacent wirings. , In addition, in integrated circuit chips where the number of ECL-level inter-macro interconnects is not very large, small signal interconnects 8
By applying this embodiment and installing power supply wirings 86a, 86b, 87a, and 87b in the surplus or unused wiring paths that occur when only 1a and 81b are placed in the upper wiring layer, the lower wiring layer It is possible to further increase the density by reducing the number of power supply wirings in the first wiring layer and the second wiring layer, and by providing a large number of power supply wirings in parallel, the resistance value of the power supply wiring can be reduced. Therefore, even with a large power supply current, it is possible to more stably fix the potential of the power supply wiring over the entire area on the integrated circuit chip.

【0031】図9(a)は本発明の第9の実施例を示す
平面図、図9(b)は(a)のIXb−IXb線による
断面図、図9(c)は(a)のIXc−IXc線による
断面図である。
FIG. 9(a) is a plan view showing a ninth embodiment of the present invention, FIG. 9(b) is a sectional view taken along the line IXb--IXb of FIG. 9(a), and FIG. 9(c) is a cross-sectional view of FIG. It is a sectional view taken along the line IXc-IXc.

【0032】半導体基板93上には絶縁膜94aを介し
て第1の配線層が第1の配線パターンで形成されており
、この第1の配線層には複数本(図では2本)の大信号
配線92aが設けられている。また、この第1の配線層
上には絶縁膜94bを介して第2の配線層が第2の配線
パターンで形成されており、この第2の配線層には複数
本(図では2本)の大信号配線92bが設けられている
。この大信号配線92bは平面視で大信号配線92aに
直交するように配置されている。また、大信号配線92
bは絶縁膜94bに選択的に設けられたスルーホール9
5aを介して大信号配線92aに電気的に接続されてい
る。
A first wiring layer is formed with a first wiring pattern on the semiconductor substrate 93 via an insulating film 94a, and this first wiring layer has a plurality of large wires (two wires in the figure). A signal wiring 92a is provided. Further, a second wiring layer is formed with a second wiring pattern on this first wiring layer via an insulating film 94b, and a plurality of wires (two wires in the figure) are formed in this second wiring layer. A large signal wiring 92b is provided. This large signal wiring 92b is arranged so as to be orthogonal to the large signal wiring 92a in plan view. In addition, the large signal wiring 92
b is a through hole 9 selectively provided in the insulating film 94b.
It is electrically connected to the large signal wiring 92a via 5a.

【0033】この第2の配線層の上には絶縁膜94cを
介して第3の配線層が第3の配線パターンで形成されて
おり、この第3の配線層には複数本(図では2本)の小
信号配線91aが設けられている。但し、この小信号配
線91aは平面視で大信号配線92bの配設位置を避け
て、且つ大信号配線92bに平行に配置されている。
On this second wiring layer, a third wiring layer is formed with a third wiring pattern via an insulating film 94c, and this third wiring layer has a plurality of wires (two wires in the figure). A small signal wiring 91a is provided. However, this small signal wiring 91a is arranged parallel to the large signal wiring 92b, avoiding the arrangement position of the large signal wiring 92b in plan view.

【0034】この第3の配線層の上には絶縁膜94dを
介して第4の配線層が第4の配線パターンで形成されて
おり、この第4の配線層には複数本(図では2本)の小
信号配線91bが設けられている。この小信号配線91
bは絶縁膜94dに選択的に設けられたスルーホール9
5bを介して大信号配線92aに電気的に接続されてい
る。
On this third wiring layer, a fourth wiring layer is formed with a fourth wiring pattern via an insulating film 94d, and this fourth wiring layer has a plurality of wires (two wires in the figure). A small signal wiring 91b is provided. This small signal wiring 91
b is a through hole 9 selectively provided in the insulating film 94d.
It is electrically connected to the large signal wiring 92a via 5b.

【0035】本実施例においては、第3の配線層の小信
号配線91aと第1の配線層の大信号配線92aとは2
配線階層だけ異なっているため、両者の間には極めて厚
い絶縁膜が介在している。したがって、この小信号配線
91aと大信号配線92aとの結合容量は小さい。これ
と同様に、第4の配線層の小信号配線91bと第2の配
線層の大信号配線92bとは2配線階層だけ異なってい
るため、両者の間には極めて厚い絶縁膜が介在しており
、両者の結合容量も小さい。これにより、大信号配線9
2a,92bに流れる信号の変化に起因する小信号振幅
回路の誤動作を回避することができる。
In this embodiment, the small signal wiring 91a of the third wiring layer and the large signal wiring 92a of the first wiring layer are two
Since only the wiring hierarchy is different, an extremely thick insulating film is interposed between the two. Therefore, the coupling capacitance between the small signal wiring 91a and the large signal wiring 92a is small. Similarly, since the small signal wiring 91b in the fourth wiring layer and the large signal wiring 92b in the second wiring layer differ by two wiring levels, an extremely thick insulating film is interposed between them. Therefore, the coupling capacity between the two is also small. As a result, the large signal wiring 9
Malfunctions of the small signal amplitude circuit due to changes in the signals flowing through 2a and 92b can be avoided.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
信号配線を上層の配線層としてまとめて配線するから、
従来のように個別の小信号配線毎にその上方、下方及び
側方に専用の遮蔽電極を格別に形成しなくても、大信号
配線に流れる信号の変化に起因して小信号配線に雑音が
発生することを抑制できる。したがって、本発明に係わ
る半導体集積回路は、従来に比して設計が容易となり、
また高集積化することができる。特にマクロセル間の接
続配線に流れる信号振幅レベルにECLレベルを用いた
半導体集積回路のように小信号配線の個数が多く、且つ
その平均の配線長さも長い場合において、本発明による
設計の容易化と高集積化の効果が顕著である。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since small signal wirings are routed together as an upper wiring layer,
Noise can be generated in the small signal wiring due to changes in the signal flowing to the large signal wiring, without having to specially form dedicated shielding electrodes above, below, and on the sides of each individual small signal wiring as in the past. This can be prevented from occurring. Therefore, the semiconductor integrated circuit according to the present invention is easier to design than in the past.
Also, it can be highly integrated. In particular, in semiconductor integrated circuits in which the ECL level is used as the amplitude level of the signal flowing in the connection wiring between macro cells, the number of small signal wirings is large and the average wiring length is long. The effect of high integration is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the invention.

【図3】本発明の第3の実施例を示す平面図と断面図で
ある。
FIG. 3 is a plan view and a sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第8の実施例を示す平面図と断面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view and a sectional view showing an eighth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第9の実施例を示す平面図と断面図で
ある。
FIG. 9 is a plan view and a sectional view showing a ninth embodiment of the present invention.

【図10】従来の半導体集積回路を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor integrated circuit.

【図11】階層設計を用いて設計した半導体集積回路の
概念図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of a semiconductor integrated circuit designed using hierarchical design.

【図12】マクロ間配線の信号レベルをECLレベルと
した場合のマクロセル構成図である。
FIG. 12 is a macro cell configuration diagram when the signal level of inter-macro wiring is set to ECL level.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  振幅が大きい信号が流れる大信号配線
と、振幅が小さい信号が流れる小信号配線とを備えた半
導体集積回路において、前記小信号配線を複数個まとめ
て配置すると共に、この小信号配線を前記半導体集積回
路における上層の配線層を用いて配置することを特徴と
する半導体集積回路。
1. In a semiconductor integrated circuit comprising a large signal wiring through which a signal with a large amplitude flows and a small signal wiring through which a signal with a small amplitude flows, a plurality of the small signal wirings are arranged together, and the small signal wiring A semiconductor integrated circuit characterized in that wiring is arranged using an upper wiring layer in the semiconductor integrated circuit.
【請求項2】  配線層数が3以上で、前記小信号配線
を最上層に複数個まとめて配置したことを特徴とする請
求項1に記載の半導体回路。
2. The semiconductor circuit according to claim 1, wherein the number of wiring layers is three or more, and a plurality of the small signal wirings are arranged together in the uppermost layer.
【請求項3】  配線層数が4以上で、前記小信号配線
を最上層と上位から2番目の配線層に複数個まとめて配
置することを特徴とする請求項1に記載の半導体回路。
3. The semiconductor circuit according to claim 1, wherein the number of wiring layers is four or more, and a plurality of the small signal wirings are arranged in a top layer and a second wiring layer from the top.
【請求項4】  前記小信号配線が配置された上層の配
線層と前記大信号配線が配置された下層の配線層との間
に雑音遮蔽電極からなる雑音遮蔽電極層を配置したこと
を特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
4. A noise shielding electrode layer made of a noise shielding electrode is arranged between an upper wiring layer in which the small signal wiring is arranged and a lower wiring layer in which the large signal wiring is arranged. The semiconductor integrated circuit according to claim 1.
【請求項5】  前記小信号配線が配置された上層の配
線層と前記大信号配線が配置された下層の配線層との間
に介在する層間絶縁膜の膜厚を他の配線層間に介在する
層間絶縁膜の膜厚よりも厚くしたことを特徴とする請求
項1に記載の半導体集積回路。
5. The thickness of the interlayer insulating film interposed between the upper wiring layer in which the small signal wiring is arranged and the lower wiring layer in which the large signal wiring is arranged is equal to the thickness of the interlayer insulating film interposed between the other wiring layers. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is made thicker than the interlayer insulating film.
【請求項6】  前記小信号配線が配置された上層の配
線層と前記大信号配線が配置された下層の配線層との間
に介在する層間絶縁膜の誘電率を他の配線層間に介在す
る層間絶縁膜の誘電率よりも低くしたことを特徴とする
請求項1に記載の半導体集積回路。
6. The dielectric constant of the interlayer insulating film interposed between the upper wiring layer in which the small signal wiring is disposed and the lower wiring layer in which the large signal wiring is disposed is determined by adjusting the dielectric constant of the interlayer insulating film interposed between the other wiring layers. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the dielectric constant is lower than that of the interlayer insulating film.
【請求項7】  上層に複数個まとめて配置され、かつ
平面視においてもまとめて配置された前記小信号配線の
最外側の小信号配線とこれと同一層に配置された前記大
信号配線との間隔を前記小信号配線間の間隔よりも大き
く設定したことを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路。
7. A plurality of small signal wirings are arranged together in an upper layer, and the outermost small signal wirings are arranged together in a plan view, and the large signal wirings are arranged in the same layer. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein an interval is set larger than an interval between the small signal wirings.
【請求項8】  上層に複数個まとめて配置され、且つ
平面視においてもまとめて配置された前記小信号配線の
最外側の小信号配線とこれと同一層に配置された前記大
信号配線との間に電源線を配置したことを特徴とする請
求項1に記載の半導体集積回路。
8. A plurality of small signal wirings are arranged together in an upper layer, and the outermost small signal wirings are arranged together in a plan view, and the large signal wirings are arranged in the same layer. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a power supply line arranged between them.
【請求項9】  前記小信号配線と電源線で上層配線が
構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導
体集積回路。
9. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the small signal wiring and the power supply line constitute an upper layer wiring.
【請求項10】  平面視で相互に交差する部分の前記
小信号配線と前記大信号配線とを少なくとも2配線階層
以上隔離させて配置したことを特徴とする請求項1に記
載の半導体集積回路。
10. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the small signal wiring and the large signal wiring in portions that intersect with each other in a plan view are separated by at least two wiring levels.
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