JPH10229129A - 半導体集積回路のチップレイアウト及びその検証方法 - Google Patents

半導体集積回路のチップレイアウト及びその検証方法

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JPH10229129A
JPH10229129A JP9033858A JP3385897A JPH10229129A JP H10229129 A JPH10229129 A JP H10229129A JP 9033858 A JP9033858 A JP 9033858A JP 3385897 A JP3385897 A JP 3385897A JP H10229129 A JPH10229129 A JP H10229129A
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Masahisa Tashiro
雅久 田代
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズの影響を受けて不正動作し易い半導体
集積回路の信号図形をメタル配線層で分離した多系統電
源レイアウト構造とすることにより、ノイズ抑制のため
の半導体集積回路のチップレイアウト及びその検証方法
を提供する。 【解決手段】 ノイズを抑制するために同一な電圧レベ
ルでありながら、メタル層での図形分割を行いたい多系
統電源回路領域1を設定して、信号図形をメタル配線層
レベルで分割した多系統電源レイアウト構造により、信
号ノイズを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノイズ抑制のため
の半導体集積回路のチップレイアウト及びその検証方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電源のように多くの回路と接続する信号
は、他回路の動作により、その電圧レベルが上下する場
合がある。このため、差動型回路のように微妙な電圧レ
ベルを判定して動作する回路は、このノイズの影響を受
けて不正動作し易い。このノイズを抑制するために、電
源を分割した多電源構造や、容量図形を挿入してノイズ
が起こり難くなるようにマスクパターンを実現してい
る。さらに、このレイアウト検証では、4端子Trモデ
ルを用いて全ノードの論理接続チェックを行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
多電源構造を実現するには、半導体基板図形とメタル層
図形を、その電源単位で分割しなければならない。ま
た、ノイズ低減のためには容量図形を挿入する等しなけ
ればならない。このため、LSIチップ上にその図形が
必要となり、結果としてチップ面積増大につながるとい
う欠点があった。
【0004】さらに、ゲートアレイのように、予め下地
マスクパターンを作成しているLSIチップに適用する
ことができなかった。また、マスクパターンの作成で
は、ある部分の回路が特別な電源を持っていることを考
慮した接続情報の生成や、人手による処理作業を行う必
要があった。さらに、作成されたマスクパターンが正し
いことを確認する論理接続チェックでは、電源が供給さ
れていない独立した半導体基板に対して、1つの信号が
接続される場合の問題を検出することができなかっただ
けでなく、2つ以上の信号がショートしている時のショ
ート位置把握に時間を要していた。
【0005】本発明は、上記問題点を除去し、ノイズの
影響を受けて不正動作し易い半導体集積回路の信号図形
を、メタル配線層で分離した多系統電源レイアウト構造
とすることにより、ノイズ抑制のための半導体集積回路
のレイアウト及びその検証方法を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕半導体集積回路のチップレイアウト方法におい
て、信号図形をメタル配線層レベルで分割した多系統電
源レイアウト構造により、信号ノイズを抑制するように
したものである。
【0007】〔2〕上記〔1〕記載の半導体集積回路の
チップレイアウト方法において、前記多系統電源レイア
ウトを自動で実現するようにしたものである。 〔3〕半導体集積回路のチップレイアウト検証方法にお
いて、信号図形をメタル配線層レベルで分割した多系統
電源レイアウト構造となし、この多系統電源レイアウト
を疑似エラーなしで検証するようにしたものである。
【0008】〔4〕上記〔3〕記載の半導体集積回路の
チップレイアウト検証方法において、動作する回路が存
在しない分離された基板に対して、1つだけの信号が接
続する、論理的に問題ないが容量図形が接続する状態を
検証可能にしたものである。 〔5〕上記〔3〕記載の半導体集積回路のチップレイア
ウト検証方法において、2つ以上のノードが基板に対し
て接続する状態の位置を検証可能にしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の
実施例を示す半導体集積回路のレイアウトを示す図、図
2及び図3は図1のA−B間の断面図、図4及び図5は
図1のC−D間の断面図である。
【0010】これらの図において、1はノイズを抑制す
るために同一な電圧レベルでありながら、メタル層での
図形分割を行いたい多系統電源回路領域を示すものであ
る。2〜5はVDD用ボンディングパッド、6〜9はG
ND用ボンディングパッド、10〜11はそれぞれのV
DD用配線、12〜13はそれぞれのGND用配線を示
している。
【0011】多系統電源回路領域1に配置されるセル数
が多い時には、VDD用配線11、GND用配線13を
補助するVDD/GND配線を、多系統電源回路領域1
とVDD用配線10、GND用配線12の間にリング状
に配線することもできる。さらに、14〜15は本来の
半導体基板上に形成したその半導体基板とは逆の半導体
基板(N- )、16は本来の半導体基板(P- )をそれ
ぞれ示している。
【0012】また、17a〜17dは半導体基板
(N- )14との接続拡散領域(N+ )、18a〜18
dは半導体基板との接続を仲介するN型拡散領域17と
接続するコンタクト、19a〜19dは半導体基板(P
- )16と接続する拡散領域(P+)、20a〜20d
は半導体基板との接続を仲介するP型拡散領域19と接
続するコンタクトを示し、それぞれのa〜dの間には抵
抗が存在することをそれぞれ示している。
【0013】この実施例のように、同一電圧レベルであ
りながら、部分回路において、その信号を伝えるメタル
層の配線図形を完全に分割することにより、従来の技術
で生じていたノイズの影響を受けるなどして、半導体集
積回路の特性を向上させることができなかった諸原因を
解決することができ、良好な特性を得ることができる。
【0014】さらに、本来の半導体基板上に形成したそ
の半導体基板とは逆の半導体基板を占有する回路領域で
1系統の電源を供給した場合には、完全に電源系統を分
割した多系統のLSIチップを容易に実現することがで
きる。この実施例の特徴は、電源供給用配線10,12
が複数の電源を供給する領域を完全に分離しており、か
つ、特別電源領域にそれを認識するための情報(多系統
電源回路領域)1が存在するため、特殊処理をすること
なしに半導体集積回路の自動マスクレイアウト設計にお
いても、高精度の特性を達成するレイアウトを自動で行
うことが可能になる。
【0015】なお、ここで説明した本来の半導体基板
(P- )は例であり、半導体基板の特性を限定するもの
ではない。図6は本発明の実施例を実現する半導体設計
支援装置の構成図、図7はそれを用いた半導体設計フロ
ーチャートである。ここでは、ネットリストに電源系統
の接続情報を持たないゲートアレイのCADシステムを
例に示している。ネットリストに予め電源系統の接続情
報が含まれる場合は、ピンリストの入力を省略すること
ができる。
【0016】図6において、100はネットリスト10
0aとピンリスト100bを読み込み、レイアウト用の
ネットリスト情報を生成するネット読込み部である。2
00はネット読込み部100で生成したネットリスト1
00aの電源ネットのレイアウトを行う多系統電源レイ
アウト部である。300はコアセルの自動配置と一般信
号の自動配線を行うレイアウト部である。400はレイ
アウト結果の論理接続チェックを行うレイアウト検証部
である。
【0017】次に、多系統電源レイアウト部200での
処理フローを図7を参照しながら説明する。まず、本発
明の半導体設計支援装置に入力する情報である、回路を
構成するセルとその接続情報を記述したネットリスト1
00aと、電源セル情報を含むIOセルの並びを記述し
たピンリスト100bを作成し(ステップS1)、ネッ
ト読み込みを行う(ステップS2)。ここで、ピンリス
ト100bは、電源情報を記述するグループ情報入力フ
ィールドを持ち、特別な電源を指定する場合に、それを
グループ情報として記述し、多系統電源として認識させ
る。
【0018】さらに、このフィールドに情報が指定され
ていたときは、同じ情報が指定された電源以外のIOセ
ルを見つけ、その接続情報から多系統電源の供給が必要
なマクロセルと電源セルの接続情報を生成する。グルー
プ情報入力フィールドに宣言がなかった時は、通常電源
として処理する。マクロセルとIOセルの接続が特定で
きない時や、コアセル数が多いために多系統電源を供給
するべきコアセルを特定できないときは、多系統電源レ
イアウト部200上で、その領域と情報を付加する。フ
ロアプランの段階で、特別な電源の領域と情報を与え、
多系統電源レイアウト部200に渡すことも可能であ
る。
【0019】次に、多系統電源レイアウト部200での
処理(ステップS3)について説明する。はじめは、多
系統電源領域を考慮しないでIOとセル配置領域の間に
電源配線をリング状に生成する。次に、特別な電源のセ
ルがマクロセルだけの場合は、その配置位置をフロアプ
ラン情報から受け取るか、多系統電源レイアウトで配置
位置を決定する。特別な電源のセルがコアセル群から構
成される場合も同様に、その情報をフロアプランから受
け取るか、多系統電源レイアウト部200で決定する。
マクロセル外形あるいは領域情報を読み込んだ後、その
領域を囲むように通常電源配線を行う。同時に多系統電
源配線領域1を取り囲むように通常電源配線の内側に行
うことも可能である。
【0020】これ以降のレイアウトは、従来の装置と同
様の処理を行うことにより、多系統電源からなるLSI
チップのマスクデータを生成することができる。本発明
のLSIチップのレイアウト検証を行うためのネットリ
スト生成は、前述した処理の情報がデータベースに反映
されているため、通常の処理により容易に生成すること
ができる。つまり、レイアウト部300の処理(ステッ
プS4)が完了する。
【0021】次いで、作成したマスクデータのレイアウ
ト検証部400の処理(ステップS5)について説明す
る。マスクデータの論理接続チェックでは、それぞれの
配線がショート/オープンしていないことを検証する
が、前記のように本発明の半導体設計支援装置で作成し
たマスクデータは半導体基板を介して、多系統電源が半
導体基板を介して接続することがある。このため、レイ
アウト検証は2つのステップで行う。
【0022】はじめの論理接続チェックは、トランジス
タのゲート/ソース/ドレインの3端子トランジスタモ
デルを用いて通常の接続検証を行う。これは、各素子を
構成するトランジスタと、その接続を構成するメタル層
以上の接続正当性の確認を行うことを意味する。次に、
半導体基板層の論理接続チェックのために、半導体基板
への接続を構成するマスクパターンとその位置を見つ
け、それと接続するメタル層配線の信号情報から論理接
続検証を行う。具体的には、図2〜図5を用いて説明し
たマスクパターン構造を論理演算から特定する。
【0023】さらに、前記の検証方法は電源以外の配線
が半導体基板に接続している時の検証を行うことができ
る。これは、前述した方法で抽出したメタル層のノード
情報がVDD/GND以外の時であり、電源が供給され
ない独立した半導体基板に対して1つの一般配線が接続
している状態を検証することができる。また、通常のレ
イアウトでは半導体基板を介して電源の供給を行うこと
を防止するために、メタル層から下位層へのノード情報
伝搬だけにして、下位層からメタル層へのノード情報伝
搬を行わないことがあるが、このような疑似的にノード
情報が供給されない半導体基板に2つ以上の信号が接続
している状態と位置を容易に把握するとことができる。
【0024】上記の検証の結果、NGであれば、ステッ
プS1、ステップS3へと戻り、検証の結果、OKであ
れば、処理を終了する(ステップS6)。なお、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨
に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の
範囲から排除するものではない。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ノイズの影響を受けて不正動作し易い半導体集
積回路の信号図形を、メタル配線層で分離した多系統電
源レイアウト構造により、他回路の動作の影響を受け難
いLSIチップレイアウトを、基板の分離用図形や容量
図形を挿入することなく、実現することができる。
【0026】また、ゲートアレイのような下地図形が固
定なLSIチップにも適用することができ、製造時間の
短縮を図ることができる。さらに、論理接続チェックで
は、動作する回路が存在しない分離された基板に対し
て、1つの信号だけが接続する信号ノードの検出を行う
ことができ、2つ以上のノードがショートしている場合
のショート位置把握も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す半導体集積回路のレイア
ウトを示す図である。
【図2】図1のA−B間の断面図(その1)である。
【図3】図1のA−B間の断面図(その2)である。
【図4】図1のC−D間の断面図(その1)である。
【図5】図1のC−D間の断面図(その2)である。
【図6】本発明の実施例を実現する半導体設計支援装置
の構成図である。
【図7】本発明の実施例を実現する半導体設計支援装置
を用いた半導体設計フローチャートである。
【符号の説明】
1 多系統電源回路領域 2〜5 VDD用ボンディングパッド 6〜9 GND用ボンディングパッド 10〜11 VDD用配線 12〜13 GND用配線 14〜15 半導体基板(N- ) 16 半導体基板(P- ) 17 N型拡散領域 17a〜17d 接続拡散領域(N+ ) 18a〜18d,20a〜20d コンタクト 19 P型拡散領域 19a〜19d 拡散領域(P+ ) 100 ネット読込み部 100a ネットリスト 100b ピンリスト 200 多系統電源レイアウト部 300 レイアウト部 400 レイアウト検証部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路のチップレイアウト方法
    において、 信号図形をメタル配線層レベルで分割した多系統電源レ
    イアウト構造により、信号ノイズを抑制するようにした
    ことを特徴とする半導体集積回路のチップレイアウト方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路のチップ
    レイアウト方法において、前記多系統電源レイアウトを
    自動で実現するようにしたことを特徴とする半導体集積
    回路のチップレイアウト方法。
  3. 【請求項3】 半導体集積回路のチップレイアウト検証
    方法において、 信号図形をメタル配線層レベルで分割した多系統電源レ
    イアウト構造となし、該多系統電源レイアウトを疑似エ
    ラーなしで検証するようにしたことを特徴とする半導体
    集積回路のチップレイアウト検証方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の半導体集積回路のチップ
    レイアウト検証方法において、動作する回路が存在しな
    い分離された基板に対して、1つだけの信号が接続す
    る、論理的に問題ないが容量図形が接続する状態を検証
    可能にすることを特徴とする半導体集積回路のチップレ
    イアウト検証方法。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の半導体集積回路のチップ
    レイアウト検証方法において、2つ以上のノードが基板
    に対して接続する状態の位置を検証可能にすることを特
    徴とする半導体集積回路のチップレイアウト検証方法。
JP9033858A 1997-02-18 1997-02-18 半導体集積回路のチップレイアウト及びその検証方法 Withdrawn JPH10229129A (ja)

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