JPH0494556A

JPH0494556A - 集積回路のセルレイアウト方法

Info

Publication number: JPH0494556A
Application number: JP2213157A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Koike; 小池　三博
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JP2675659B2; US5229629A

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、例えば集積回路の機能ブロックのレイアウ
トに係わり、特に、レイアウトの基本単位であるセルと
それらの配置、配線に関する。

（従来の技術）近時、ＣＡ　Ｄ　（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ　ｄ
ｅｓｉｇｎ　）を使用して、インバータ回路やＡＮＤ回
路、ＯＲ回路等の基本となるセルを組合わせて機能ブロ
ックを構成スるポリセルレイアウト方式が開発されてい
る。

第７図はポリセルレイアウト方式を示すものである。こ
の方式では、基板１１上に複数のセル１２ａ、１２ｂ・
・・が、Ｘ方向に配列されてセル列１３ａが構成される
。各セル１２ａ、１２ｂ−９，には、電源線１２□と、
接地線１２□および信号端子１２．が予め設けられてお
り、セル１２ａ１１２ｂを配列すると、これら電源線１
２．と、接地線１２□が図面上で、自動的に接続される
ようになっている。同様にして、基板１１上には、セル
列１３ａにＸ方向に所定間隔離間して、セル列１３ｂ、
１３ｃが配置されている。基板１１のセル列１３ａと１
３ｂの相互間は、第１の配線領域１４ａとされ、セル列
１３ｂと１３ｃの相互間は第２の配線領域１４ｂとされ
ている。

第８図は、各セル１２の相互接続、およびセル列１３ａ
、１３ｂ、１３ｃの相互接続を示すものである。これら
の接続は、前記第１、第２の配線領域１４ａ、１４ｂを
介して行われる。すなわち、第１、第２の配線領域１４
ａ、１４ｂには、点線で示す第１の金属配線層１５が設
けられ、これら第１の金属配線層１５は、スルーホール
１６を介して実線で示す第２の金属配線層１７に接続さ
れる。これら第２の金属配線層１７は、各セル１２に設
けられた信号端子１２３に接続されている。

また、セル列１３ａ、１３ｂ、１３ｃの各電源線１２１
と接地線１２２は、基板１１の周辺領域で接続されるよ
うになっている。

第９図は、上記方式に使用されるセル１２の構成例を示
すものであり、第７図、第８図と同一部分には同一符号
を付す。

このセル１２は、電源線１２１と接地線１２□の位置が
定められているため、信号端子１２．は、電源線１２□
と接地線１２２に沿って配設されている。同図において
、９１は拡散層、９２はポリシリコン、９３は埋込みコ
ンタクト、９４はデプレッションタイプトランジスタ用
のイオン注入箇所を示している。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のように幅の広いセルと狭いセルを混合
して配設した場合、セル列間の配線領域に無駄なスペー
スが生るものである。

また、各セルに予め電源線、接地線が設けられ、これら
電源線、接地線を接続する必要があるため、セルの配置
方向が制約され、セル相互を最短距離によって配線する
ことが困難なものであった。

さらに、電源線、接地線の幅は、本来は、そのセルの消
費電流分の幅でよい。すなわち、第７図、第８図に示す
セル列１３ａの場合、セル１２ａ側から電流を供給する
場合、セル１２ｅの電源線、接地線の幅は、セル１２ａ
に比べて細くても良い。

しかし、従来の方式では、各セルの電源線および接地線
は１セル列全体の電流を供給できるだけの幅とされてい
る。このため、電源線および接地線の占める面積が大き
くなるものであった。

この発明は、上記従来の集積回路のセルレイアウト方式
が有する課題を解決するものであり、その目的とすると
ころは、セル内あるいはセル相互間の無駄なスペースを
減少することができ、さらに、電源線の幅を必要な幅に
設定することが可［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、上記課題を解決するため、所定の回路機能
を有する基本セルを複数個配設して機能ブロックを構成
するセルレイアウト方式において、信号端子および電源
端子を有する基本セルを任意の方向に回転し、前記信号
端子および電源端子を接続すべき他の基本セルの信号端
子および電源端子と最短の距離となるように配設し、こ
の後、前記信号端子相互間および電源端子相互間を複数
の配線層によって接続している。

また、前記各基本セル同志は接して配設されている。

さらに、前記電源端子相互間を接続する配線は、て電流
量に応じて細くされている。

また、所定の機能を有する集積回路によって構成され、
これら集積回路を複数配設して所要の機能ブロックを構
成するための基本のセル構造において、前記集積回路に
は、信号を人出力するための信号端子が設けられ、電源
は、電源を供給するための電源端子のみを有している。

（作　用）すなわち、この発明は、信号端子および電源端子を有す
る基本セルを任意の方向に回転して、信号端子および電
源端子を接続すべき他の基本セルの信号端子および電源
端子と最短の距離となるように配設している。したがっ
て、従来のように電源線の位置を揃えて各基本セルを配
設する必要がないため、形状の異なる基本セルを所要の
方向に配置でき、無駄なスペースを削減することができ
るものである。

しかも、各基本セル同志を接して配設することにより、
−層無駄なスペースを削減することができる。

さらに、各基本セル上に配設される複数の配線層によっ
て、信号端子相互間および電源端子相互間を接続してい
るため、従来の配線領域が不要であり、無駄なスペース
を削減することができる。

また、基本セルを配設した後、電源端子相互間を配線層
によって接続しているため、この配線層を電流量に応じ
て細くすることかできる。

さらに、基本セルが設けられた集積回路には、基本セル
に対して信号を入出力するための信号端子と、電源を供
給するための電源端子のみを有し、電源配線を具備しな
いため、基本セル自体を縮小することができるものであ
る。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は、この発明のセル配列を示すものである。この
セル配列は、第７図、第８図に示すセルと同様の形状の
セルを配列したものであり、同一形状のセルには、同一
符号を付す。

第１図において、第７図、第８図に示すセル列１３ａに
ついては、各セルの位置および配列方向が同一である。

これに対して、セル列１３ｂを構成するセル１２ｆ〜１
２ｊは、セル列１３ａを構成するセル１２’ａ〜１２ｅ
にそれぞれ接して配設されている。しかも、セル１２ｇ
はセル１２ａ１セル１２ｂ１セル１２ｃの相互間に配設
され、セル１２ｉはセル１２ｃ１セル１２ｄ１セル１２
ｅの相互間に配設されている。さらに、セル１２ｆ１セ
ル１２ｈは、第７図、第８図に示す場合に対して、時計
方向に９０″回転された状態で配設されている。

同様にセル列１３ｃは、セル列１３ｂに接して配設され
ている。し″かも、セル１２１１はセル１２ｆ、１２ｇ
、セル１２ｍの相互間に配設され、さらに、セル１２ｍ
は時計方向に９０″回転されている。また、セル１２ｏ
は反時計方向に９０゜回転された状態でセル１２ｉ、１
２ｊに接して配設されている。

第２図は、第１図に示すセルアレイに配線を施した状態
を示すものである。各セル１２ａ〜１２ｏの上には、図
示せぬ絶縁層を介在して、点線で示す第１の金属配線層
２１が設けられる。この第１の金属配線層２１は、セル
１２ａ〜１２゜に設けられた目印で示す信号端子１２３
、あるいはＸ印で示す接地端子１２４、または目印とＸ
印を組合わせた記号で示す電源端子１２５に適宜接続さ
れる。さらに、この第１の金属配線層２１は、Ｏ印で示
すスルーホール２２を介して、実線で示す第２の金属配
線層２３に接続される。これら第２の金属配線層２３は
、各セル１２に設けられた信号端子１２３等に接続され
ている。すなわち、信号端子１２３、接地端子１２４、
および電源端子１２５は、それぞれ第１の金属配線層２
１と第２の金属配線層２３を接続可能としている。

第３図は、上記実施例に使用したセルの一例を示すもの
である。このセルは、第９図に示したセルから電源線１
２１と、接地線１２□を除去し、一部を変更したもので
あり、電源線用コンタクトホール３１、接地線用コンタ
クトホール３２が設けられている。信号端子１２．や電
源線用コンタクトホール３１、接地線用コンタクトポー
ル３２の位置等は、適宜変えることが可能である。

上記実施例によれば、セル列１３ａ、１３ｂ。

１３ｃをそれぞれ接して配設している。したがって、従
来に比べて配線領域を減少することが可能である。しか
も、従来のように、セルの配列が電源線および接地線に
よって規定されることがなく、任意の方向にセルを回転
して配設することが可能である。したがって、機能ブロ
ックの面積を削減することができる。

機能ブロックの構成にもよるが、第１図、第２図に示す
構成の場合、第７図、第８図に示す構成に比べて、面積
を約３０％縮小することができた。

したがって、ウェーハから３０％多く、機能ブロックを
取出すことができ、歩留まりが向上するとともに、実質
的には３０％以上のコストダウンを図ることができる。

また、セル列１３　ａ、　１３　ｂ、　１３　ｃをそれ
ぞれ接して配設したり、セルを回転して配設することに
より、配線長を最短距離とすることができる。

トランジスタの動作速度は、配線の容量によって規定さ
れるため、配線長を短縮することにより、トランジスタ
の動作速度を高速化することができる。

上記実施例の場合、配線長を従来に比べて約２０％短縮
することができる。したがって、動作速度を約２０％高
速化することが可能である。

また、各セルは電源線および接地線を必要としないため
、セル自体の面積を縮小することができる。第３図にお
いては、第９図に示す構成から基本的には電源線および
接地線を除去しただけの構成としたが、セル自体をこの
発明に基づいて設計することにより、個々のセルの面積
を一層縮小することが可能である。

さらに、この実施例の場合、セルに予め電源線および接
地線が配設されておらず、電源線および接地線は、最短
距離を前提として、任意に配線することが可能とされて
いる。しかも、近時、ＣＡＤの性能が向上し、配線の幅
を電流量に応じて変えることが可能とされている。した
がって、機能ブロックにおいて、電源線および接地線の
占める面積を従来に比べて大幅に減少することが可能で
ある。

次に、この発明の第２の実施例について説明する。第４
図は、第２の実施例を示すものであり、第１図、第２図
と同一部分には、同一符号を付す。

上記実施例においては、第１、第２の金属配線層を使用
したが、この実施例では、さらに、−点破線で示す第３
の金属配線層４１を使用している。

このように第３の金属配線層４１を使用することにより
、配線を全てセル列の上方で行うことができる。したが
って、−層面積を縮小することができる。

尚、上記両実施例においては、セルの形状を矩形とした
が、これに限定されるものではなく、第５図に示すごと
く、セル１２ｐ、１２ｑの形状を略し字状や凸状とし、
これらのセル１２ｐ１１２Ｑを第６図に示すごとく配設
するようにしても、上記実施例と同様の効果を得ること
ができる。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］以上、詳述したようにこの発明によれば、セル内あるい
はセル相互間の無駄なスペースを減少することができ、
さらに、電源線の幅を必要な幅に

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す構成図、第２図
は第１図に配線を施した状態を示す構成図、第３図はこ
の発明に適用される基本セルの構成を示す回路図、第４
図はこの発明の第２の実施例を示す構成図、第５図はセ
ル形状の変形例を示す図、第６図は第５図に示すセルを
配列して機能ブロックを構成した状態を示す図、第７図
は従来のセルレイアウト方式を示す構成図、第８図は第
７図に配線を施した状態を示す構成図、第９図は従来の
基本セルの構成を示す回路図である。１１・・・基板、１２ａ〜１２ｑ・・・基本セル、１２
３・・・信号端子、１２４・・・接地端子、１２、・・
・電源端子、２１・・・第１の配線層、２・・・コンタ
クトホール、２３・・・第２の配線層、１・・・第３の配線層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定の回路機能を有する基本セルを複数個配設し
て機能ブロックを構成するセルレイアウト方式において
、信号端子および電源端子を有する基本セルを任意の方向
に回転して、前記信号端子および電源端子を接続すべき
他の基本セルの信号端子および電源端子と最短の距離と
なるように配設し、この後、各基本セルの上方に配設さ
れる複数の配線層によって、前記信号端子相互間および
電源端子相互間を接続することを特徴とする集積回路の
セルレイアウト方式。
（２）前記各基本セル同志は接して配設されていること
を特徴とする請求項１記載の集積回路のセルレイアウト
方式。
（３）前記電源端子相互間を接続する配線は、電流量に
応じて細くされていることを特徴とする請求項１記載の
集積回路のセルレイアウト方式。
（４）所定の機能を有する集積回路によって構成され、
これら集積回路を複数配設して所要の機能ブロックを構
成するための基本のセル構造において、前記集積回路には、信号を入出力するための信号端子が
設けられ、電源は、電源を供給するための電源端子のみ
を有することを特徴とするセル構造。