JPH1187513A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH1187513A
JPH1187513A JP24000597A JP24000597A JPH1187513A JP H1187513 A JPH1187513 A JP H1187513A JP 24000597 A JP24000597 A JP 24000597A JP 24000597 A JP24000597 A JP 24000597A JP H1187513 A JPH1187513 A JP H1187513A
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JP
Japan
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wiring
signal
integrated circuit
semiconductor integrated
layer
Prior art date
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Application number
JP24000597A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Oshima
洋一 大嶋
Hiroki Muroga
啓希 室賀
Hirofumi Yashiro
廣文 矢代
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Toshiba Corp
Toshiba Information Systems Japan Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Information Systems Japan Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Information Systems Japan Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH1187513A publication Critical patent/JPH1187513A/en
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit where a multilayer wiring technique is used and which is improved in circuit operation and reliability by a method wherein the uppermost wiring layer is made to serve as a signal wiring layer which restrains a signal delay. SOLUTION: Multilayer wirings 1AL, 2AL, and 3AL on a semiconductor integrated circuit are metal wiring layers which are isolated from each other by an insulator. When the metal wirings 1AL, 2AL, and 3AL or semiconductor substrates are made to confront each other being isolated from each other with an insulating film, a parasitic electric capacitance is generated between them. A capacitance generated between them is directly proportional to the opposed areas but inversely proportional to the thickness of the insulating film. A parasitic capacitance is generated between all the wirings, a wiring as the uppermost wiring layer 3AL is smaller in parasitic capacitance than other wirings as the wiring layers 1AL and 2AL. By this setup, the semiconductor integrated circuit can be improved in circuit performance by suppressing signal delays.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線技術を用
いた半導体集積回路に関する。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit using a multilayer wiring technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在の半導体集積回路は、シリコン基板
上に構成されたトランジスタを、絶縁体で隔離された複
数の金属配線層中に形成された配線を用いて相互に接続
を行い、複雑な回路(システム)を構成している。素子
を接続する配線をいずれの配線層の配線を用いるかは、
おおむね同方向に延びる配線群を一つの配線層で、また
それと直行する方向の配線群は他の配線層の配線で構成
し、各層毎に隣接する配線層と直行する方向の配線を割
り振っている。このような配線方法は、半導体集積回路
の設計に欠かせない自動配置配線ツールで取り扱うのに
適しており、自動配置配線ツールを利用することにより
半導体集積回路の設計期間の短縮に貢献している。
2. Description of the Related Art At present, a semiconductor integrated circuit has a complicated structure in which transistors formed on a silicon substrate are interconnected by using wirings formed in a plurality of metal wiring layers separated by an insulator. It constitutes a circuit (system). Which wiring layer wiring to use for connecting the elements is determined by
A group of wirings extending in the same general direction is composed of one wiring layer, and a group of wirings in a direction perpendicular to the wiring layer is composed of wirings of another wiring layer, and the wiring in a direction perpendicular to the adjacent wiring layer is allocated to each layer. . Such a wiring method is suitable for handling by an automatic placement and routing tool which is indispensable for the design of a semiconductor integrated circuit, and contributes to shortening the design period of the semiconductor integrated circuit by using the automatic placement and routing tool. .

【0003】一方、半導体集積回路の中で各素子、各回
路を接続する配線は、全てが同じ重みを持つものではな
い。言い換えれば、それぞれの配線毎に要求される特性
は異なる。また、配線は金属配線体の持つ電気的な抵抗
と付加容量を有し、これにより配線をする信号の伝搬遅
延を生じさせる。配線の付加容量とは、配線と基板間距
離、基板との対向面積、あるいは隣接する配線との距
離、対向面積によって定まる電気的容量である。したが
って、ある種の配線は伝搬遅延を極力抑えるような配置
配線が必要なものもある。またある配線は、その配線を
伝わる信号のハイレベル、ロウレベルが高速に変化する
ため、その影響で隣接する配線を伝わる信号にノイズを
発生させるおそれがあるものもある。ゆえに、自動配置
配線ツールを使用した一律の配置配線では、上述したよ
うな信号線の配置に対する考慮が少なく、半導体集積回
路動作の信頼性を損なうおそれがあった。
On the other hand, in the semiconductor integrated circuit, the wiring connecting each element and each circuit does not all have the same weight. In other words, the characteristics required for each wiring are different. Further, the wiring has an electrical resistance and an additional capacitance of the metal wiring body, thereby causing a propagation delay of a signal transmitted through the wiring. The additional capacitance of the wiring is an electric capacitance determined by the distance between the wiring and the substrate, the area facing the substrate, or the distance between the adjacent wiring and the facing area. Therefore, some types of wiring require placement and wiring to minimize propagation delay. In some wirings, the high level and the low level of a signal transmitted through the wiring change at high speed, so that there is a possibility that a signal transmitted through an adjacent wiring may generate noise due to the effect. Therefore, in the uniform placement and routing using the automatic placement and routing tool, there is little consideration for the arrangement of the signal lines as described above, and the reliability of the operation of the semiconductor integrated circuit may be impaired.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
多層配線構造の従来の半導体装置にあっては、CAD等
の自動配置配線ツールで取り扱いやすいような配置配線
手法を採用していたので、配線や配線を伝搬する信号の
性質に応じた配線層の最適な選択を実施していなかっ
た。このため、動作速度の遅延を招いたり、回路動作の
信頼性の低下を招いていた。
As described above,
In the conventional semiconductor device having a multilayer wiring structure, a placement and routing method that is easy to handle with an automatic placement and routing tool such as CAD has been adopted. We did not make the best choice. For this reason, the operation speed is delayed and the reliability of the circuit operation is reduced.

【0005】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、配線や配線を
伝搬する信号の性質に応じた最適な配線層を選択し、回
路動作の向上ならびに信頼性の向上を図った半導体集積
回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to select an optimum wiring layer in accordance with the characteristics of wiring and a signal propagated through the wiring to improve the circuit operation. Another object is to provide a semiconductor integrated circuit with improved reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、多層配線技術を用いた半導
体集積回路において、信号遅延を抑制すべき信号配線を
最上層の配線層としたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit using a multi-layer wiring technique, wherein a signal wiring for suppressing a signal delay is provided in an uppermost wiring layer. It is characterized by having.

【0007】請求項2記載の発明は、多層配線技術を用
いた半導体集積回路において、不良解析時に外部との間
で接続が必要となる信号配線を最上層の配線層としたこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in a semiconductor integrated circuit using a multi-layer wiring technique, a signal wiring which needs to be connected to the outside at the time of failure analysis is a top wiring layer. .

【0008】請求項3記載の発明は、多層配線技術を用
いた半導体集積回路において、第1の電源配線ならびに
第1の信号配線群を最上層の配線層とし、第2の電源配
線を次層の配線層としたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in a semiconductor integrated circuit using a multilayer wiring technique, the first power supply wiring and the first signal wiring group are the uppermost wiring layer, and the second power supply wiring is the next layer. The wiring layer is characterized in that:

【0009】請求項4記載の発明は、請求項1又は3記
載の半導体集積回路において、前記信号遅延を抑制すべ
き信号配線、又は前記第1の信号配線群は、クロック信
号配線又はアドレス信号配線あるいはデータ信号配線で
あることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the first or third aspect, the signal wiring for suppressing the signal delay or the first signal wiring group is a clock signal wiring or an address signal wiring. Alternatively, it is a data signal wiring.

【0010】請求項5記載の発明は、請求項3記載の半
導体集積回路において、前記第1の信号配線群は、不良
解析時に外部との間で接続が必要となる信号配線である
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the third aspect, the first signal wiring group is a signal wiring that needs to be connected to the outside during failure analysis. And

【0011】請求項6記載の発明は、請求項3記載の半
導体集積回路において、前記第1の信号配線群は、この
第1の信号配線群より下層の領域からのノイズを抑制す
べき信号配線であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the third aspect, the first signal line group is a signal line for suppressing noise from a region lower than the first signal line group. It is characterized by being.

【0012】請求項7記載の発明は、請求項6記載の半
導体集積回路において、前記第1の信号配線群より下層
の領域からのノイズを抑制すべき信号配線は、アナログ
系信号配線であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the sixth aspect, the signal wiring for suppressing noise from a region below the first signal wiring group is an analog signal wiring. It is characterized by.

【0013】請求項8記載の発明は、多層配線技術を用
いた半導体集積回路において、最上層の配線層の全てを
第1の電源配線とし、次層の配線層の全てを第2の電源
配線としたことを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit using the multi-layer wiring technique, all of the uppermost wiring layers are first power supply wirings, and all of the next wiring layers are second power supply wirings. It is characterized by having.

【0014】請求項9記載の発明は、多層配線技術を用
いた半導体集積回路において、長距離並行して配置され
る同一種の信号配線を複数の配線層に分割して配置し、
かつそれぞれの配線層の同一種の信号配線を最小配線間
隔よりも広い配線間隔で配線したことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in a semiconductor integrated circuit using a multi-layer wiring technique, the same kind of signal wiring arranged in parallel over a long distance is divided into a plurality of wiring layers and arranged.
In addition, the same kind of signal wiring of each wiring layer is wired at a wiring interval wider than the minimum wiring interval.

【0015】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
半導体集積回路において、前記同一種の信号配線は、ア
ドレスバス又データバスであることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit of the ninth aspect, the same kind of signal wiring is an address bus or a data bus.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は請求項1記載の発明の一実施形態に
係る半導体装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0018】図1に示す実施形態を説明する前に、多層
配線の構造ならびにそれぞれの配線層の付加容量につい
て図2及び図3を参照して説明する。
Before describing the embodiment shown in FIG. 1, the structure of the multilayer wiring and the additional capacitance of each wiring layer will be described with reference to FIGS.

【0019】図2は半導体集積回路上での例えば3層の
多層配線の様子を示したものであり、1AL,2AL,
3ALは、それぞれ酸化膜などの絶縁体(図中には明示
せず)で隔離された金属配線の層を模式的に示したもの
であり、便宜的に下層からの番号に相当する符号を付け
ている。また、各配線層1AL,2AL,3AL上に示
した線は、トランジスタ素子、回路などを相互に接続す
る実際の金属配線を模式的に示したものである。図2で
は3層の配線構造を示しているが、本実施形態ならびに
以下に説明する実施形態では3層に限定するものではな
く、それ以上の層数の多層配線構造にも適用できること
は言うまでもない。
FIG. 2 shows the state of, for example, three-layer wiring on a semiconductor integrated circuit.
3AL schematically shows metal wiring layers separated by an insulator (not shown in the figure) such as an oxide film. For convenience, reference numerals corresponding to numbers from the lower layer are given. ing. The lines shown on each of the wiring layers 1AL, 2AL, and 3AL schematically show actual metal wirings interconnecting transistor elements, circuits, and the like. Although FIG. 2 shows a three-layer wiring structure, the present embodiment and the embodiments described below are not limited to three layers, and it is needless to say that the present invention can be applied to a multilayer wiring structure having more layers. .

【0020】図3は3層の多層配線構造における各層の
金属配線間、金属配線と半導体基板1間に寄生する容量
を模式的に図示したものである。図3において、金属配
線1AL,2AL,3AL、あるいは半導体基板1が絶
縁膜2で隔離されて対向していると、その間には寄生的
な電気容量が発生する。この容量値は、対向している面
積に比例し絶縁膜厚に反比例する。このため、距離の遠
い配線あるいは半導体基板1間との容量値は小さくなる
ため、近似的には隣接する配線層間の容量値に注目すれ
ばよい。
FIG. 3 schematically shows the parasitic capacitance between the metal wirings of each layer and between the metal wiring and the semiconductor substrate 1 in the three-layered multilayer wiring structure. In FIG. 3, when the metal wirings 1AL, 2AL, 3AL or the semiconductor substrate 1 is opposed by being separated by the insulating film 2, a parasitic capacitance occurs between them. This capacitance value is proportional to the facing area and inversely proportional to the insulating film thickness. For this reason, the capacitance value between the wirings located far from each other or between the semiconductor substrates 1 becomes small. Therefore, it is only necessary to pay attention to the capacitance value between the adjacent wiring layers approximately.

【0021】すべての配線には、それを取り巻く他の配
線間に寄生容量が発生するが、最上層の配線層3ALを
用いた配線は、それ以外の層1AL,2ALに構成され
た配線と比較して寄生する容量値が少なくなり、それぞ
れの配線層1AL,2AL,3ALの容量の関係は配線
層1ALの容量値>配線層2ALの容量値>配線層3A
Lの容量値となる。これは、最上層の配線層3ALと隣
接するそれよりも“上の配線層”が存在しないためその
分この最上層3ALの配線に発生する容量が小さくな
る。配線につく容量値は、その配線で伝搬される信号の
遅延に大きく影響する。
In all the wirings, a parasitic capacitance is generated between other wirings surrounding the wirings. The wiring using the uppermost wiring layer 3AL is compared with the wirings formed in the other layers 1AL and 2AL. As a result, the parasitic capacitance value decreases, and the relationship between the capacitances of the wiring layers 1AL, 2AL, and 3AL is as follows: the capacitance value of the wiring layer 1AL> the capacitance value of the wiring layer 2AL> the wiring layer 3A.
L is the capacitance value. This is because there is no “wiring layer above” the wiring layer 3AL adjacent to the uppermost wiring layer 3AL, and accordingly the capacitance generated in the wiring of the uppermost wiring layer 3AL becomes smaller. The capacitance value on a wiring greatly affects the delay of a signal propagated on the wiring.

【0022】そこで、この実施形態では、図1に示すよ
うに半導体集積回路全体の動作を制御するシステムクロ
ックの信号配線3のように、チップ全体に同時に伝達す
べき信号配線を最上層の配線層3ALを用いて配置配線
することを特徴としている。なお、システムクロック以
外でも、伝搬遅延を最小に抑えたい重要な信号を最上層
の配線層3ALを用いて配置配線することは有効であ
る。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, a signal wiring to be simultaneously transmitted to the entire chip, such as a signal wiring 3 of a system clock for controlling the operation of the whole semiconductor integrated circuit, is formed in the uppermost wiring layer. It is characterized in that it is arranged and wired using 3AL. In addition to the system clock, it is effective to place and route important signals whose propagation delay is to be minimized using the uppermost wiring layer 3AL.

【0023】図4は請求項2記載の発明の一実施形態に
係る半導体装置の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0024】図4に示す実施形態の特徴とするところ
は、半導体集積回路上での回路不具合などの解析のため
に信号配線4を伝わる信号の観測、あるいはその信号配
線4に外部から強制的に信号を印加して不良個所の解析
などを行う際に、その信号線を予め最上層の配線層3A
Lを用いるようにしたことにある。
A feature of the embodiment shown in FIG. 4 is that the signal transmitted through the signal wiring 4 is observed for analysis of a circuit failure or the like on the semiconductor integrated circuit, or the signal wiring 4 is forcibly externally applied to the signal wiring 4. When a signal is applied to analyze a defective portion or the like, the signal line is previously placed in the uppermost wiring layer 3A.
L is used.

【0025】図5は不良解析に用いられる上記信号線を
含むシステムの実施形態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a system including the signal lines used for failure analysis.

【0026】図5において、半導体集積回路で構成され
るシステム5には、同一チップ上に構成されるPOR
(Power ON Reset)回路6を併用することがある。一般
的に半導体集積回路で構成されているシステム5内のレ
ジスタ、ラッチなどのデータ保持回路は、システム5に
電源が投入された時に予測されないデータを保持してし
まうおそれがある。このような状態でシステム5の動作
が開始されると、システム5全体の誤動作を引き起こす
ことがある。これを回避するためには、POR回路6を
用いてシステム5に電源が投入された直後にレジスタ、
ラッチ等を完全にクリアする必要がある。
In FIG. 5, a system 5 composed of a semiconductor integrated circuit has a POR composed on the same chip.
(Power ON Reset) circuit 6 may be used together. Generally, a data holding circuit such as a register and a latch in the system 5 which is configured by a semiconductor integrated circuit may hold unexpected data when the system 5 is powered on. When the operation of the system 5 is started in such a state, a malfunction of the entire system 5 may be caused. In order to avoid this, immediately after the system 5 is powered on using the POR circuit 6, the register,
It is necessary to completely clear latches and the like.

【0027】そこで、POR回路6に要求される仕様と
して、システム5に電源が投入されたのを感知してシス
テム5に対してリセット信号を入力し、図6(a)に示
すようにその電源電圧がシステムが動作する最低電圧
(図中VccMIN)以上になったのを感知し、リセット信号
を解除する必要がある。図6では、リセット信号がロウ
レベルの時にレジスタ、ラッチ等がクリアされるものと
している。しかし、POR回路6はアナログ回路のた
め、デジタル系の回路と比較し設計が困難であり、シス
テム開発の初期段階では誤動作を起こすことが多い。例
えば図6(b)に示すように、電源電圧がシステム5が
動作する最低電圧以下の状態でリセット信号を解除し、
システム5内のレジスタ、ラッチをクリアしきれずシス
テム5全体の誤動作を引き起こす。
Therefore, as a specification required for the POR circuit 6, a reset signal is inputted to the system 5 upon detecting that the power is supplied to the system 5, and as shown in FIG. It is necessary to detect that the voltage has become equal to or higher than the minimum voltage at which the system operates (VccMIN in the figure) and release the reset signal. In FIG. 6, it is assumed that the register, the latch, and the like are cleared when the reset signal is at the low level. However, since the POR circuit 6 is an analog circuit, it is difficult to design the POR circuit 6 as compared with a digital circuit, and a malfunction often occurs in an early stage of system development. For example, as shown in FIG. 6B, the reset signal is released when the power supply voltage is equal to or lower than the minimum voltage at which the system 5 operates,
Registers and latches in the system 5 cannot be completely cleared, causing a malfunction of the entire system 5.

【0028】このようなPOR回路6において、POR
回路6からシステム5に至る信号線を最上層の配線層3
ALを用いるようにすれば、POR回路6に不具合が発
生してこれらの信号配線を外部から観測したり、これら
の信号配線に外部から強制的に信号を印加するような場
合に、イオンビーム加工装置等を用いて絶縁膜を除去し
て最上層の配線を露出させ、信号線上の信号を外部から
制御できるような加工を容易に行うことができる。これ
により、電源投入直後のPOR回路6の動作の検証、あ
るいはその他システムの動作確認を容易に行うことが可
能となり、不良解析を十分かつ容易に行うことができ
る。
In such a POR circuit 6, POR
The signal line from the circuit 6 to the system 5 is connected to the uppermost wiring layer 3
If the AL is used, the ion beam processing is performed when a failure occurs in the POR circuit 6 and these signal wirings are externally observed or signals are forcibly applied to these signal wirings from the outside. By using an apparatus or the like, the insulating film is removed to expose the uppermost wiring, so that processing for controlling signals on the signal lines from the outside can be easily performed. As a result, it is possible to easily verify the operation of the POR circuit 6 immediately after the power is turned on or to confirm the operation of the other system, and it is possible to sufficiently and easily perform the failure analysis.

【0029】図7は請求項3,4,5,6又は7記載の
発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0030】図7に示す実施形態の特徴とするところ
は、5層の多層配線構造において最上層の配線層5AL
に電源配線7例えば高位電源配線(VDD)と信号配線
群8を、その下の次層4ALに他の電源配線9例えば低
位電源配線(VSS)を配置配線したことを特徴とす
る。なお、図7では5層の配線層1AL,2AL,3A
L,4AL,5ALを用いた例を示しているが、層数を
5層に限定するものではなく、他の層数でもかまわな
い。
The feature of the embodiment shown in FIG. 7 is that the uppermost wiring layer 5AL in the five-layer multilayer wiring structure is used.
And a power supply wiring 7 such as a high-level power supply wiring (VDD) and a signal wiring group 8, and another power supply wiring 9 such as a low-level power supply wiring (VSS) is disposed and wired below the next layer 4AL. In FIG. 7, five wiring layers 1AL, 2AL, 3A
Although an example using L, 4AL, and 5AL is shown, the number of layers is not limited to five, and another number of layers may be used.

【0031】半導体集積回路で構成されるシステムにお
いて、システムクロックのような高速で常時信号が変化
しているような信号線は、周囲にノイズを放出してい
る。一方、これとは逆に外からのノイズの影響を最小に
抑えるような信号線も存在する。アナログ信号とデジタ
ル信号が混在するシステム等では、アナログ系の信号線
にデジタル系信号のノイズが乗ることを極力抑えたい。
このようなノイズの発生源、あるいは逆にノイズの影響
を避けたい信号線を最上層の配線層5ALで構成し、そ
の下の次層4ALに電源配線を一様に敷き詰めることに
より、この電源配線が、ノイズに対してシールド効果を
持つためノイズの影響を抑えることができる。なお、図
7に示す実施形態の最上層に配線される信号配線は、ア
ドレス信号配線、データ信号配線あるいは不良解析時に
外部との間で接続が必要となる信号配線であってもよ
い。
In a system composed of semiconductor integrated circuits, a signal line such as a system clock whose signal constantly changes at high speed emits noise to the surroundings. On the other hand, on the other hand, there are signal lines that minimize the influence of external noise. In a system or the like in which analog signals and digital signals are mixed, it is desirable to minimize noise of digital signals on analog signal lines.
The source of such a noise or, on the contrary, a signal line to avoid the influence of the noise is constituted by the uppermost wiring layer 5AL, and the power wiring is uniformly spread over the next layer 4AL thereunder to thereby provide the power wiring. However, since it has a shielding effect against noise, the influence of noise can be suppressed. Note that the signal wiring wired in the uppermost layer of the embodiment shown in FIG. 7 may be an address signal wiring, a data signal wiring, or a signal wiring that needs to be connected to the outside during failure analysis.

【0032】図8は請求項8記載の発明の一実施形態に
係る半導体装置の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0033】図8に示す実施形態の特徴とするところ
は、5層(1AL,2AL,3AL,4AL,5AL)
の多層配線構造において、最上層の配線層5ALの全て
を第1の電源配線10例えば高位電源配線(VDD)と
し、次層の配線層4ALの全てを第2の電源配線11例
えば低位電源配線(VSS)としたことにある。このよ
うな実施形態では、最上層5ALとその下層4ALの電
源配線で広い対向面積が確保できるため、大きな寄生容
量値を確保できる。これにより、システムの電源に乗る
ノイズの影響を低減することができる。なお、このよう
な効果は、図7に示す実施においても得ることができ
る。
The feature of the embodiment shown in FIG. 8 is that five layers (1AL, 2AL, 3AL, 4AL, 5AL) are provided.
In the multi-layer wiring structure of (1), all of the uppermost wiring layer 5AL is a first power supply wiring 10 such as a high power supply wiring (VDD), and all of the next wiring layer 4AL is a second power supply wiring 11 such as a low power supply wiring ( VSS). In such an embodiment, a large opposing area can be secured by the power supply wiring of the uppermost layer 5AL and the lower layer 4AL, so that a large parasitic capacitance value can be secured. As a result, the effect of noise on the power supply of the system can be reduced. Such an effect can also be obtained in the embodiment shown in FIG.

【0034】図9は請求項9又は10記載の発明の一実
施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0035】図9に示す実施形態の特徴とするところ
は、長距離並行して配置される同一種の信号配線を複数
の配線層に分割して配置し、かつそれぞれの配線層の同
一種の信号配線を最小配線間隔よりも広い配線間隔で配
置配線したことにある。
A feature of the embodiment shown in FIG. 9 is that the same kind of signal wiring arranged in parallel for a long distance is divided into a plurality of wiring layers and arranged, and the same kind of signal wiring of each wiring layer is arranged. That is, the signal wiring is arranged and wired at a wiring interval wider than the minimum wiring interval.

【0036】半導体集積回路で構成されるシステムで
は、8〜64本とCPUで処理されるビット幅を持った
アドレスバスやデータバスのバス配線群12が多用され
ている。これらの配線は長距離にわたって並行して配置
されていることが多い。この場合に、隣接する配線同士
が寄生容量で接続され、1つの信号線を伝わる信号の変
化が隣接する配線にノイズとして影響するクロストーク
という現象が発生する。この影響を避けるために、半導
体集積回路の製造プロセス上可能な最小の配線間隔より
も広い間隔で配線することが好ましい。しかしながら、
このように配線間隔を広げると全体の配線領域が増大し
てしまう。このため、バス配線群12を複数の配線層、
例えば図9に示すように2層目の配線層2ALと4層目
の配線層4ALに分割して配置配線し、かつ配線間隔を
最小配線間隔よりも広くとることによって、バス配線1
2間のクロストークを抑制するとともに、配線領域の増
大を抑えることが可能となる。
In a system constituted by a semiconductor integrated circuit, a bus line group 12 of an address bus or a data bus having a bit width of 8 to 64 lines and processed by a CPU is frequently used. These wirings are often arranged in parallel over a long distance. In this case, adjacent wirings are connected by a parasitic capacitance, and a phenomenon called crosstalk occurs in which a change in a signal transmitted on one signal line affects adjacent wirings as noise. In order to avoid this effect, it is preferable that wiring is performed at intervals wider than the minimum possible wiring interval in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit. However,
If the wiring interval is widened in this way, the entire wiring area increases. For this reason, the bus wiring group 12 is divided into a plurality of wiring layers,
For example, as shown in FIG. 9, by dividing and arranging the wiring into the second wiring layer 2AL and the fourth wiring layer 4AL and making the wiring interval wider than the minimum wiring interval, the bus wiring 1 is formed.
In addition to suppressing crosstalk between the two, it is possible to suppress an increase in the wiring area.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、信号遅延を抑制する信号配線を配線容量の
最も少ない最上層の配線層としたので、信号遅延が抑制
されて回路性能を向上させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the signal wiring for suppressing the signal delay is the uppermost wiring layer having the least wiring capacitance, the signal delay is suppressed and the circuit is suppressed. Performance can be improved.

【0038】請求項2記載の発明によれば、不良解析時
に外部との間で接続が必要となる信号配線を最上層の配
線層としたので、信号配線と外部とを接続する操作が容
易となり、不良解析を容易に行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, since the signal wiring which needs to be connected to the outside at the time of failure analysis is the uppermost wiring layer, the operation of connecting the signal wiring to the outside becomes easy. In addition, failure analysis can be easily performed.

【0039】請求項3〜7記載の発明によれば、第1の
電源配線ならびに第1の信号配線群を最上層の配線層と
し、第2の電源配線を次層の配線層とたので、第1の信
号配線群が電源配線によりシールドされて、第1の信号
配線群から放出される又は第1の電源配線群に与えられ
るノイズを抑制することができる。
According to the third to seventh aspects of the present invention, the first power supply wiring and the first signal wiring group are the uppermost wiring layer, and the second power supply wiring is the next wiring layer. The first signal wiring group is shielded by the power supply wiring, so that noise emitted from the first signal wiring group or given to the first power supply wiring group can be suppressed.

【0040】請求項8記載の発明によれば、最上層の配
線層の全てを第1の電源配線とし、次層の配線層の全て
を第2の電源配線としたので、電源配線に乗るノイズを
低減することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, all of the uppermost wiring layer is used as the first power supply wiring, and all of the next wiring layer is used as the second power supply wiring. Can be reduced.

【0041】請求項9記載の発明によれば、長距離並行
して配置される信号配線を複数の配線層に分割して配置
し、かつそれぞれの配線層の信号配線を最小配線間隔よ
りも広い配線間隔で配線したので、分割配置された配線
間のクロストークを抑制するとともに、配線領域の増大
を抑えることが可能となる。
According to the ninth aspect of the present invention, the signal wirings arranged in parallel for a long distance are divided into a plurality of wiring layers and arranged, and the signal wirings of each wiring layer are wider than the minimum wiring interval. Since wiring is performed at the wiring interval, crosstalk between the divided wirings can be suppressed, and an increase in the wiring area can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1記載の発明の一実施形態に係る半導体
装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】半導体集積回路上での3層の多層配線の様子を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state of three-layer wiring on a semiconductor integrated circuit;

【図3】3層の多層配線構造における各層の容量を模式
的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the capacitance of each layer in a three-layer multilayer wiring structure.

【図4】請求項2記載の発明の一実施形態に係る半導体
装置の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to one embodiment of the invention described in claim 2;

【図5】不良解析に用いられる信号線を含むシステムの
実施形態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a system including a signal line used for failure analysis.

【図6】POR回路の電源電圧の時間変化を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a change over time of a power supply voltage of a POR circuit.

【図7】請求項3,4,5,6又は7記載の発明の一実
施形態に係る半導体装置の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the invention as set forth in claim 3, 4, 5, 6, or 7;

【図8】請求項8記載の発明の一実施形態に係る半導体
装置の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to one embodiment of the invention described in claim 8;

【図9】請求項9又は10記載の発明の一実施形態に係
る半導体装置の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 絶縁体 3,4 信号配線 5 システム 6 POR回路 7,10 高位電源配線 8 信号配線群 9,11 低位電源配線 12 バス配線群 1AL,2AL,3AL,4AL,5AL 配線層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Insulator 3,4 Signal wiring 5 System 6 POR circuit 7,10 High power supply wiring 8 Signal wiring group 9,11 Low power supply wiring 12 Bus wiring group 1AL, 2AL, 3AL, 4AL, 5AL Wiring layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢代 廣文 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hirofumi Yashiro 580-1, Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Toshiba Semiconductor System Technology Center Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多層配線技術を用いた半導体集積回路に
おいて、 信号遅延を抑制すべき信号配線を最上層の配線層とした
ことを特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit using a multi-layer wiring technique, wherein a signal wiring for suppressing signal delay is an uppermost wiring layer.
【請求項2】 多層配線技術を用いた半導体集積回路に
おいて、 不良解析時に外部との間で接続が必要となる信号配線を
最上層の配線層としたことを特徴とする半導体集積回
路。
2. A semiconductor integrated circuit using a multilayer wiring technique, wherein a signal wiring which needs to be connected to the outside at the time of failure analysis is a top wiring layer.
【請求項3】 多層配線技術を用いた半導体集積回路に
おいて、 第1の電源配線ならびに第1の信号配線群を最上層の配
線層とし、第2の電源配線を次層の配線層としたことを
特徴とする半導体集積回路。
3. A semiconductor integrated circuit using a multi-layer wiring technique, wherein the first power supply wiring and the first signal wiring group are the uppermost wiring layer, and the second power supply wiring is the next wiring layer. A semiconductor integrated circuit characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 前記信号遅延を抑制すべき信号配線、又
は前記第1の信号配線群は、クロック信号配線又はアド
レス信号配線あるいはデータ信号配線であることを特徴
とする請求項1又は3記載の半導体集積回路。
4. The signal line according to claim 1, wherein the signal line for suppressing the signal delay or the first signal line group is a clock signal line, an address signal line, or a data signal line. Semiconductor integrated circuit.
【請求項5】 前記第1の信号配線群は、不良解析時に
外部との間で接続が必要となる信号配線であることを特
徴とする請求項3記載の半導体集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the first signal wiring group is a signal wiring that needs to be connected to the outside during failure analysis.
【請求項6】 前記第1の信号配線群は、この第1の信
号配線群より下層の領域からのノイズを抑制すべき信号
配線であることを特徴とする請求項3記載の半導体集積
回路。
6. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the first signal line group is a signal line for suppressing noise from a region below the first signal line group.
【請求項7】 前記第1の信号配線群より下層の領域か
らのノイズを抑制すべき信号配線は、アナログ系信号配
線であることを特徴とする請求項6記載の半導体集積回
路。
7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein the signal wiring for suppressing noise from a region lower than the first signal wiring group is an analog signal wiring.
【請求項8】 多層配線技術を用いた半導体集積回路に
おいて、 最上層の配線層の全てを第1の電源配線とし、次層の配
線層の全てを第2の電源配線としたことを特徴とする半
導体集積回路。
8. A semiconductor integrated circuit using a multilayer wiring technique, wherein all of the uppermost wiring layers are used as first power supply wirings, and all of the next wiring layers are used as second power supply wirings. Semiconductor integrated circuit.
【請求項9】 多層配線技術を用いた半導体集積回路に
おいて、 長距離並行して配置される同一種の信号配線を複数の配
線層に分割して配置し、かつそれぞれの配線層の同一種
の信号配線を最小配線間隔よりも広い配線間隔で配線し
たことを特徴とする半導体集積回路。
9. A semiconductor integrated circuit using a multi-layer wiring technique, wherein the same kind of signal wiring arranged in parallel over long distances is divided into a plurality of wiring layers, and the same kind of signal wiring of each wiring layer is arranged. A semiconductor integrated circuit, wherein signal wirings are arranged at wiring intervals wider than the minimum wiring interval.
【請求項10】 前記同一種の信号配線は、アドレスバ
ス又データバスであることを特徴とする請求項9記載の
半導体集積回路。
10. The semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein said same kind of signal wiring is an address bus or a data bus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4638902B2 (en) * 2007-09-27 2011-02-23 Okiセミコンダクタ株式会社 Semiconductor device and layout method thereof

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