JPH0555533A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0555533A
JPH0555533A JP21897591A JP21897591A JPH0555533A JP H0555533 A JPH0555533 A JP H0555533A JP 21897591 A JP21897591 A JP 21897591A JP 21897591 A JP21897591 A JP 21897591A JP H0555533 A JPH0555533 A JP H0555533A
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JP
Japan
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wiring
layer
basic cell
power supply
channel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21897591A
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English (en)
Inventor
Shuji Ogawa
修治 小川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】多層配線各層の絶縁膜を平坦化して配線効率の
向上を図る。また、重要な信号線の雑音耐性を改善す
る。 【構成】基板上に複数の基本セル列を形成するととも
に、該基本セル列間に配線チャネルを設け、該配線チャ
ネルを1層目とし、かつ複数の配線層を持つ半導体集積
回路において、前記配線チャネルに形成する配線をチャ
ネルあたり1本とし、かつ該配線を電源配線として使用
する。配線チャネルに形成する配線をチャネルあたり3
本とし、かつその中の基本セル列に面する2本を電源配
線、2本の電源配線に挟まれた1本を信号配線として使
用する。また、前記半導体集積回路は、基板全面に複数
の基本セル列を敷き詰める、いわゆるSOGタイプのゲ
ートアレイであってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路、特に
大規模ゲートアレイに関する。近年、高集積化、低消費
電力化の可能なMOS系デバイスを使用した数万〜数十
万ゲート規模の大規模ゲートアレイが開発されている。
特に低消費電力、高速化をねらいとしてCMOSが注目
されている。CMOSデバイスは、NMOSよりも集積
密度はやや劣るが消費電力が小さく、電源電圧の変動に
対するマージンが大きいなどの利点があり、汎用ゲート
アレイとして総合的に評価するとCMOSの方が優位に
立つ。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のゲートアレイの断面図であ
り、大規模化に適した構造を持つものである。図におい
て、10は基板、11、12、13は基本セル列であ
り、これらの基本セル列11〜13の間を配線チャネル
14、15として使用する。この例では、配線チャネル
14、15に、それぞれ2本の信号配線14a、14b
(15a、15b)と1本の電源配線14c(15c)
を敷設している。
【0003】ここで、集積密度の向上に伴って所要配線
数がますます増大する傾向にあり、このため、配線チャ
ネルを含む層を第1配線層16とした多層配線が行われ
る。この例では、基本セル列11〜13と配線14a、
14b、14c(15a、15b、15c)の上層に、
第2配線層17及び第3配線層18を順次積層してい
る。19、20、21は各層の絶縁膜であり、第1絶縁
膜19は基本セル列11〜13と配線14a、14b、
14c(15a、15b、15c)を覆い、第2絶縁層
20は2層目の交差配線(図示略)を覆い、さらに第3
絶縁層21は3層目の配線21a、21b、〜、21i
を覆っている。
【0004】多層化によって配線数を増やすことがで
き、ゲートアレイの大規模化を進めることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の半導体集積回路にあっては、最下層の配線チャネ
ル内に複数の配線を形成するものであったため、上層に
なるにつれて絶縁膜の凹凸が激しくなり、段差のきつい
箇所での配線カバレッジが悪化して、配線効率を上げる
ことができないという問題点がある。
【0006】また、高密度化に伴って、第2配線層17
や第3配線層18の配線ピッチが狭くなる傾向にあり、
例えばクロック信号やクリア信号等に隣接信号線からの
雑音が混入し易くなるという問題点がある。そこで、本
発明は、多層配線各層の絶縁膜を平坦化して配線効率の
向上を図ることを第1の目的とし、また、重要な信号線
の雑音耐性を改善することを第2の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
第1の目的を達成するために、基板上に複数の基本セル
列を形成するとともに、該基本セル列間に配線チャネル
を設け、該配線チャネルを1層目とし、かつ複数の配線
層を持つ半導体集積回路において、前記配線チャネルに
形成する配線をチャネルあたり1本とし、かつ該配線を
電源配線として使用することを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、上記第2の目的を達成
するために、基板上に複数の基本セル列を形成するとと
もに、該基本セル列間に配線チャネルを設け、該配線チ
ャネルを1層目とする複数の配線層を持つ半導体集積回
路において、前記配線チャネルに形成する配線をチャネ
ルあたり3本とし、かつその中の基本セル列に面する2
本を電源配線として使用するとともに、これら2本の電
源配線に挟まれた1本を信号配線として使用することを
特徴とする。
【0009】また、前記半導体集積回路は、基板全面に
複数の基本セル列を敷き詰める、いわゆるSOGタイプ
のゲートアレイであってもよい。
【0010】
【作用】請求項1の発明では、1層目の配線チャネル
に、幅広でかつ1本の電源配線が敷設される。したがっ
て、1層目の絶縁膜の凹凸箇所が少なくなり、2層目以
上の段差が抑えられる。その結果、配線カバレッジが改
善され、配線効率の向上が図られる。
【0011】請求項2の発明では、1層目の配線チャネ
ルに、両側を電源配線に挟まれた1本の信号配線が敷設
され、この信号線に対する雑音耐性が改善される。これ
は、上記1本の信号配線と2層目の信号配線とが交差す
るからで、交差する2つの信号線間では漏れ電界の影響
が小さいからである。また、上記1本の信号線の両側に
電源配線が敷設されているからで、基本セル等からの電
界の影響が電源配線によって遮蔽されるからである。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1、図2は本発明の請求項1に係る半導体集積
回路の一実施例を示す図である。図1において、30は
半導体基板(以下、基板)であり、基板30上には、多
数の基本セルを並べた基本セル列31、32が予め形成
されている。設計要求に応じて1つ若しくはいくつかの
基本セルを組み合わせ、金属配線を施して所望の論理セ
ル33、34、35、36、37、38を構成する。基
本セル列31、32の間は配線チャネル39、40とし
て使用され、この例では基本セル列31、32と同じ列
幅が配線チャネル39、40に与えられている。
【0013】図2は図1のA−A断面図であり、3層配
線の例である。最下層の第1配線層41は、論理セル
(例えば33、34)の金属配線領域33a、34a及
び配線チャネル39、40等を含み、その上層に第2配
線層42及び第3配線層43が積層される。第2配線層
42には、配線チャネル39、40に交差する方向の配
線(図示略)が敷設され、第3配線層43には、配線チ
ャネル39、40に並行する方向の配線43a〜43i
が敷設されている。44は第1配線層41の絶縁膜、4
5は第2配線層42の絶縁膜、46は第3配線層43の
絶縁膜である。
【0014】ここで、第1配線層41の配線チャネル3
9、40には、1本の幅広な配線47、48が敷設され
ており、これらの配線47、48は、例えば配線47が
高電位側の電源配線、また、配線48が低電位側の電源
配線として使用される。このような構成にすると、図2
の断面構造からも理解されるように、最下層に位置する
第1配線層41の凹凸箇所が減少する。これは、各々の
配線チャネル39、40に、幅広かつ1本の配線47、
48を敷設したからである。これにより、絶縁膜44、
45、46の平坦化を達成でき、2層目以上の配線層に
おける段差を小さくすることができる。したがって、多
層配線の配線カバレッジを改善して配線効率を向上する
ことができ、ゲートアレイの大規模化、高密度化に好適
な技術を提供できる。
【0015】図3、図4は本発明の請求項2に係る半導
体集積回路の一実施例を示す図である。図3において、
50は半導体基板(以下、基板)、51、52は基本セ
ル列、53、54は基本セル列51、52の間の配線チ
ャネルである。ここで、各配線チャネル53、54に
は、それぞれ3本づつの配線53a、53b、53c
(54a、54b、54c)が敷設されており、基本セ
ル列51、52に面した2本53a、53c(54a、
54c)が電源配線(一方が高電位側電源、他方が低電
位側電源)、残りの1本53b(54b)が例えばクロ
ック信号やクリア信号用の配線として使用される。な
お、55〜59は1つ若しくはいくつかの基本セルで構
成された論理セルである。
【0016】図4は図3のB−B断面図であり、第1配
線層60、第2配線層61及び第3配線層62からなる
3層配線構造の例である。第1配線層60と第3配線層
62の配線方向を揃え、中間の第2配線層61の配線方
向をこれらに直交させる。なお、63、64、65は絶
縁膜、62a〜62iは配線である。このような構成に
よれば、クロック信号やクリア信号に対する雑音耐性を
改善できる。これは、配線53b(54b)の両側に電
源配線53a、53c(54b、54c)を配置したか
らで、基本セル列51、52からの電界の影響を遮蔽で
きるからである。また、配線53b(54b)と第2配
線層61の配線方向とが交差するからで、一般に2つの
交差配線間では電界の影響が小さいからである。
【0017】したがって、ゲートアレイの高密度化に伴
って、信号配線ピッチが狭くなった場合でも、クロック
信号やクリア信号等の重要な信号を周囲の信号雑音から
保護することができ、ゲートアレイの動作を確実なもの
とすることができる。なお、本発明は複合型ゲートアレ
イにも適用できる。複合型ゲートアレイは、ゲートアレ
イ領域の他に、例えばメモリやCPU等の専用領域(マ
クロセル)を基板上に混載するものである。図5は複合
型ゲートアレイの1例の平面図であり、基板の周囲にI
/O領域70を形成し、そのI/O領域70の内側にゲ
ートアレイ領域71、および専用領域72を形成してい
る。専用領域72の対向2辺(図では短辺a、b)を配
線チャネル73、74に並行させ、これらの配線チャネ
ル73、74に各1本ずつの幅広な配線75、76を敷
設して、これらを専用領域用の電源配線とする。なお、
77、78は第2層目の電源配線であり、スルーホール
79〜83によって上記電源配線75、76に接続す
る。幅広の電源配線75、76によって、専用領域72
の電力需要を低損失で賄うことができる。
【0018】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、1層目の配線
チャネルに形成する配線をチャネルあたり1本とし、か
つ該配線を電源配線として使用するようにしたので、1
層目の凹凸箇所を少なくでき、多層配線各層の絶縁膜を
平坦化して配線効率の向上を図ることができる。
【0019】請求項2の発明によれば、1層目の配線チ
ャネルに形成する配線を3本とし、かつその中の基本セ
ル列に面する2本を電源配線として使用するとともに、
これら2本の電源配線に挟まれた1本を信号配線として
使用するようにしたので、例えばクロック信号やクリア
信号等の重要な信号線の雑音耐性を改善することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明に係る一実施例の要部平面図で
ある。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】請求項2の発明に係る一実施例の要部平面図で
ある。
【図4】図3のB−B断面図である。
【図5】本発明を適用した複合型ゲートアレイの平面図
である。
【図6】従来例の断面図である。
【符号の説明】
30:基板 31、32:基本セル列 39、40:配線チャネル 41:第1配線層(配線層) 42:第2配線層(配線層) 43:第3配線層(配線層) 47、48:電源配線 50:基板 51、52:基本セル列 53、54:配線チャネル 53a、53c:電源配線 54a、54c:電源配線 53b:信号配線 54b:信号配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7353−4M H01L 21/88 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に複数の基本セル列を形成するとと
    もに、該基本セル列間に配線チャネルを設け、該配線チ
    ャネルを1層目とし、かつ複数の配線層を持つ半導体集
    積回路において、前記配線チャネルに形成する配線をチ
    ャネルあたり1本とし、かつ該配線を電源配線として使
    用することを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】基板上に複数の基本セル列を形成するとと
    もに、該基本セル列間に配線チャネルを設け、該配線チ
    ャネルを1層目とする複数の配線層を持つ半導体集積回
    路において、前記配線チャネルに形成する配線をチャネ
    ルあたり3本とし、かつその中の基本セル列に面する2
    本を電源配線として使用するとともに、これら2本の電
    源配線に挟まれた1本を信号配線として使用することを
    特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】基板全面に複数の基本セル列を敷き詰める
    半導体集積回路において、論理セルを配置しない基本セ
    ル列を配線チャネルに置き換え、かつ該配線チャネルに
    基本セル列の幅を越えない1本の配線を形成するととも
    に、該配線を電源配線として使用することを特徴とする
    半導体集積回路。
  4. 【請求項4】基板全面に複数の基本セル列を敷き詰める
    半導体集積回路において、論理セルを配置しない基本セ
    ル列を配線チャネルに置き換え、該配線チャネルに形成
    する配線をチャネルあたり3本とし、かつその中の基本
    セル列に面する2本を電源配線として使用するととも
    に、これら2本の電源配線に挟まれた1本を信号配線と
    して使用することを特徴とする半導体記憶装置。
JP21897591A 1991-08-29 1991-08-29 半導体集積回路 Withdrawn JPH0555533A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7183189B2 (en) 1996-12-04 2007-02-27 Seiko Epson Corporation Semiconductor device, circuit board, and electronic instrument
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Effective date: 19981112