JPH0572744B2 - - Google Patents

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JPH0572744B2
JPH0572744B2 JP59004927A JP492784A JPH0572744B2 JP H0572744 B2 JPH0572744 B2 JP H0572744B2 JP 59004927 A JP59004927 A JP 59004927A JP 492784 A JP492784 A JP 492784A JP H0572744 B2 JPH0572744 B2 JP H0572744B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は集積回路要素にタインミングパルスを
供給するための少くとも1個のクロツク分配線を
含む集積回路チツプに係る。
超大規模集積(VLSI)半導体チツプの要素の
大きさが減少し、動作周波数が増すにつれ、当業
者は“クロツクスユー”として知られる問題が、
より議論されるようになつた。クロツクスキユー
はタインミングパルスが、設計された到着時刻か
ら集積回路要素に到着する時間のずれである。
この問題は、約1ミクロンの要素の大きさおよ
び25メガヘルツ(MHz)の動作において、許容さ
れなくなる。
クロツクスキユーを減すためのほとんどの努力
は、等距離または非常に短距離のクロツク分配線
を作成することに向けられてきた。この目的のた
めに、多くの集積回路チツプは集積部分としてク
ロツク源を有する。遅延補償要素がしばしば導入
された。しかし、ある種の予期されない伝搬遅延
が起こり、より高い周波数でこれらの効果はより
有害になることがわかつた。
これらの問題は、本発明に従う集積回路チツプ
により解決される。本発明に従う集積回路は、ク
ロツク分配線の相対する側に固定されたd−c電
位に保つのに適した第1および第2の線を含み、
第1および第2の線は密接に隣接し、クロツク分
配線に平行であることを特徴とする。
第1図は周知のフオトリソグラフイ技術によ
り、半導体チツプ10中に規定した典型的な集積
回路マイクロプロセツサを示す。マイクロプロセ
ツサは制御部11、論理部12およびデータパス
部13から成る。制御および論理部はワイヤリン
グパターン15により相互接続されている。
第2図は第1図のワイヤリングパターン15の
拡大された一部を示す。パターンは3個の表示線
21,22および23を示す、インバータ24,
25,26および27にある種の論理回路を表わ
す線の単部に接続され、その具体的な性質は本発
明を理解する上で重要ではない。別の接地バス2
8も示されている。設置バス28は通常リード2
9により、チツプキヤリヤ(図示されていない)
上の外部端子に接続されている。バス28とワイ
ヤリングパターンの任意の線の間には、電気的接
続がないことに注意されたい。
第3図は第2図に示されたマイクロプロセツサ
の、図中の破線1−1″に沿つてとつた一部分の
断面を示す。線21,22および23はチツプの
一部であるシリコン基板層31上の酸化物表面層
30の上に規定された金属から成る。金属パター
ンは通常のように、窒化物層32で被覆されてい
る。誘電率εは窒化物に対し7,5、酸化物にし
3,7と仮定する。また、線21,22および2
3のそれぞれの断面は正方形で、線間の間隔は酸
化物層の厚さと正方形の一辺にほぼ等しい。寄生
容量は容量35,36および37で表わされる。
線22が経験する最悪の場合の容量C22Wは、 C22W=C37+4C36 (1) である。ここで、C37およびC36はそれそれ容量3
7および36の容量である。最悪の場合は、中央
線22および線21,23が同時に対応する極性
にスイツチしたときに起る。一方、最善の場合の
容量は、 C22B=C37 (2) で表わされる。最善の場合は3個の容量すべてが
同時に同じ極性にスイツチしたときに起る。それ
は次のように示される。
C22W/C22B=5 (3) C35=C36と仮定した。容量のそのような大きな
不確定さが生じる可能性は小さいが、50パーセン
ト程度の不確定さは起り、回路動作に大きな影響
をおよぼす。線22がクロツク分配線である場
合、クロツクパルスに予期できないずれが起る。
1ミクロン技術のVLFIチツプの場合、クロツク
スキユーは通常不確定なクロツク分配線の容量で
全体が決まるであろう。
第4図はそれぞれ第2図の線21,22および
23に対応する3本の線41,42および43を
含む第1図のワイヤ部分15の一部を示す。図ま
たは、線42のいずれかの側に配置された2つの
追加された導電体線44および45を示し、それ
らの基本的な機能は本発明の原理に従い、線41
または43のいずれかから、線42を静電的に遮
蔽することである。図または、第2図の接地バス
28に対応し、ワイヤ49により外部電極にワイ
ヤボンドするのに適した接地バス48を示す。線
44および45は本質的に接地に保たれるよう
に、図示されているごとく、接地バス48に直接
接続されている。
第5図は本発明の別の実施例を示し、3本の線
51,52および53は第2図の線21,22お
よび23に対応する。この場合の設置バス54は
線51および52の間に配置され、それらの間の
遮蔽として適切に働く。第4図の線45に対応す
る遮蔽線55は、線53から線52を遮蔽するた
めに使用され、接地バスに接続され、さらにリー
ドワイヤ56より、外部端子57に接続されてい
る。この実施例から、接地バスそれ自身は追加さ
れた接地線(第4図の線44と同様)として用い
るよりは、クロツク分配線52を遮蔽する補助と
して用いてもよい。
第6図は第4図の線44および45のような追
加された接地線の必要性を除くために、クロツク
分配線を遮蔽するため接地およびパワーバスが用
いられる実施例を示す。クロツク分配線62はパ
ワーバス63および接地バス64により遮蔽され
ている。線65は第4図の線41に対応し、バス
63および64はそれぞれ第4図の線44および
45に対応する。パワーおよび接地バス63およ
び64はそれぞれリード線66および67を通し
て、端子に接続されている。第6図の実施例か
ら、適切な遮蔽は接地線を加えることなく、クロ
クウ分配線およびパワーバスまたは接地バスの一
方または両方の配置を変えることにより得られる
ことが明らかである。
所望の静電遮蔽はいずれかいの導電体により保
護すべき線を封じることにより実現でき、対のそ
れぞれは固定されたd−c電位に保たれ、それは
接地バス、パワーバスまたは任意のd−c電圧に
保たれた単純な導電体である。
このような方式でどの程度のクロツク分配線を
遮蔽する必要があるかは、典型的な場合多くの要
因の関数である。本発明はそのような線のかなり
の部分を遮蔽する必要があるとき、特に関心がも
たれる。
第4図、第5図または第6図の実施例のいずれ
か一つのクロツク分配線の容量負荷は比較的低
い。特に−ミクロン技術の場合、3pfの容量負荷
が得られ、ゼロに近いクロツクスキーが実現され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、マイクロプロセツサの構成の略図で
あり、第2図は、第1図示のマイクロプロセツサ
の一部の拡大平面図であり、第3図は、第2図示
の部分の断面図であり、第4図、第5図及び第6
図は、本発明の教示に従つたマイクロプロセツサ
の同様の部分に対する交互の書き込みパターンの
拡大平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、クロツク分配線…
…42、第1の線……44、第2の線……45、
第2のパルスキヤリ線……41、第3のパルスキ
ヤリ線……43、接地バス……64、パワーバス
……63。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 パルスを伝搬させるために作られたパルス導
    体線(例えば、62)を有し、かつそれぞれが第
    1および第2の固定されたD−C電位に維持され
    るように作られた第1および第2の導体線(例え
    ば、63,64)を有する集積回路において、 少なくとも1つの別の導体線(例えば、65)
    を含み、第1および第2の導体線(例えば63,
    64)が該パルス導体線(例えば62)の相対す
    る側に位置づけられ、これにより別の導体線(例
    えば、65)がパルス導体線(例えば、62)か
    らシールドされることを特徴とする集積回路。 2 特許請求の範囲第1項に記載の回路におい
    て、 第1の導体線(例えば、63)は接地バスであ
    ることを特徴とする集積回路。 3 特許請求の範囲第2項に記載の回路におい
    て、 第2の導体線(例えば、64)はパワーバスで
    あることを特徴とする集積回路。 4 特許請求の範囲第1項に記載の回路におい
    て、 パルス導体線(例えば、62)の幅が、該線
    (例えば、62)と該第1および第2導体線(例
    えば63,64)との間の間隔に少なくとも近似
    的に等しいことをさらに特徴とする集積回路。 5 特許請求の範囲第1項に記載の回路におい
    て、 別の導体線(例えば、65)が信号を伝搬させ
    るように作られていることをさらに特徴とする集
    積回路。
JP59004927A 1983-01-18 1984-01-17 集積回路チツプ Granted JPS59136948A (ja)

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US06/458,769 US4514749A (en) 1983-01-18 1983-01-18 VLSI Chip with ground shielding
US458769 1999-12-10

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JPS59136948A JPS59136948A (ja) 1984-08-06
JPH0572744B2 true JPH0572744B2 (ja) 1993-10-12

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JP (1) JPS59136948A (ja)
DE (1) DE3401181C2 (ja)
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GB (1) GB2134708B (ja)
NL (1) NL191912C (ja)

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