TWI260757B - Very fine-grain voltage island integrated circuit - Google Patents

Description

1260757 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本舍明概括上係有關於供應電 微細粒電壓供應電路(very fine-grain 壓至積體電路之方法，_是有關於極 voltage supply schemes)。 【先前技術】 7動應之電子健的#及率上升已導致频電 之需未。-個半導體積體電路可同時包括需要高操作電壓之電路 ^低操作電叙魏。舉赚說，—核心電路可祕需要iQv 然:一 I/O電路可能需要3.3V之操作籠。典型上，使用高操作電壓之電 路曰耗費b的功率。然而，較早幾代的積體電路對如—設計區塊之大範 單—電壓源的能力。部分電路必須與其餘僅需使用低電源 的電路共[㊄操作籠，故而較多的功率被消耗掉。 ，美國專利申請書案號·68,606已討論一些習知技術，並引用參照以 併入應用方面相關之說明。根據可提供電壓之能力而定，這些習知技術之 範圍從粗糖粒(__η)，其巾每一設計方塊共用一電壓，㈣至微細粒 (fine-gram) ’其中每一列具有一高電壓__/或—低電氧蘭^，再延 伸至極細棒ejy fme_gfain)，射—财之每—單元可財—v趣與/或一 VddL。VddH與VddL分別係相對上高與低於彼此之高電壓與低電壓，並且 電壓位準依設計上之特定需求而定。 【發明内容】 本發明之難實闕餘現電駐顏電路之方法。^賴，即 -高電壓WdH以及-低電壓VddL,可被供應至—注入單元(趾rcdi)並可 被導引至其他單元。電壓VddH與VddLt中之每—電壓係利用該第一電壓 供應線與該第二電壓供鱗當巾之-以傳達。觀_vdtag_ting 0503-A30941TWF 5 1260757 wires)係將所需電壓導引至該注入單元。 依據本發赌提供之-特徵，-積體電_包括—具有n井㈣别之 注入單元。—f —電壓供應線以及_第二龍供絲分別於—金屬層内形 成，其中該金屬層係由金屬層2與金屬層3組成之群組中選定。該第一與 第二電壓供應線大體上互相平行，而轉此之間距大體上等卜電壓選路 ㈣ing)線之線寬。如果該第一電壓供應線傳達之電壓為雜入單元所需， 通孔(侧)會形成’並且較佳上每一通孔的二分之一係與該電麼選路線連 接’另二分之-則與該第—電M供應線連接。同樣地，如果該第二電壓供 籲絲傳達之電壓為該注入單元所需’通孔將形成，並且較佳上每一通孔的 二分之-雜《壓選路線連接’另二分之—顺該第二電壓供麟連接。 . 依據本個提供之另—雜’鄉-電驗絲係於金屬層丨内形成 、並位於該注人單元範圍之外，而該第二電壓供麟係於金屬層2内形成並 '位於該注入單元範圍之内。如果該第一電壓供應線傳達之電壓為該注入單 讀需，則該賴選路線無第―電壓供絲短路。*如果該第二電壓供 應線傳達之電壓為該注入單元所需，將該電壓選路線連接至該第二電壓供 應線之通孔會被形成。 ^ 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文 _ 轉若干雛實施例，舰合所關示，作詳細說明如下。 【實施方式】 本發明較佳實施例之製造與利用方式將於以下詳加討論。然而，需要 理解的是，本發明提供許多可供應用的創造性觀念能夠利用種種不同之特 定文字表示以使其具體化。在此討論之特定實施例僅用以說明本發明特定 之製造或使用方式，並不用以限制本發明之範轉。 在整份說明書中，如參考號碼之數字是用以命名本發明内不同觀看角 • 度與不同說明用途之實施例内之元件。當欲將一金屬線描述為位於—單元

0503-A30941TWF 6 1260757 之範圍内餅時，俯視圖是較常被使㈣。實際上，金屬線係位於接雜井 (doped Well)與井内裝置上方的金屬層内。 第1圖係顯示一審定中之專利申請書代號10/868,606所提出之電壓供 應電路圖。注入單兀之形成係用以接收所需電壓以及導引該等電壓至鄰近 單兀。-雙賴源經由兩龍供麟而供應至雜人單元，其中該兩電壓 供應線分別傳達兩電壓其中之—。該第_電壓供應線設置於金屬層咖） 内亚位於献單元之範料(亦即位於單元祕之外）。該第二電壓供應線設 置於金屬層3(M3)内並位於該注入單元之範圍内。一電壓選路線設置於驢 • Θ並將該所需電壓導引至該注入單元内之裝置與N井。以下將描述第i圖 之細即。一庄入單元248具有兩N井區域25〇與252。一電壓供應線幻〇， -用以提供一電壓Vfkst至該注入單元248，係設置於該金屬層ι(Μ1)之内以及 •位於注入單元248之範圍外。較佳的情況是該電壓供應線23()從由左至右 延伸，用以提供電壓至與該注入單元248平行的複數個注入單元。一電壓 供應線25:，用以提供一電源電壓v_d，係設置於金屬層3_之内錄 於獻入單7C 248之範圍内，並同樣由左至右延伸。Vfct與v_d典型上係 不同電壓位準，比方說其中之一是vddH而另一個是vddL。電壓供靡54 係、位於注入單元之上方，並且較佳的情況是位於N井250和252二方。 通孔256將電壓供應線254連接至金屬層2刚，然後再連接至驗電壓選 路線232。因此，N井252以及形成於N #况内之裝置可獲得一由電壓 選路線232提供之電壓源。同樣地，N井25〇可以獲得一由纽冑壓選路線 231”提供之電壓源，其中該電壓選路線231於N井25〇之上方形成並與碰 電壓供應線230短路。因此，可以根據每一注入單元之需要而提供別犯 與/或V ddL。 電壓選路線232可以連接至注入單元248左侧單元内的另一電麼選路 線’而電壓選路線231亦可連接注入單元施右側單元内的另一電壓選路 •線。因此’注入單元248可供作一電壓選路單元。注入單元248亦可僅僅

0503-A30941TWF 7 1260757 已括N井’比方是mo或252 ’因此僅接受來自撕電遷供應線或 M3電壓供應線254當中之一的電壓。 第2圖係顯示本發明較佳實施例之1面^假定有兩電壓，即一較 $電屋VddL以及/或—較高輕臟，為_注人單元16所需。再假定較 门電疋VddHTC由-電塵供應線6傳達’而較低電麼·l是由一電屡供應 線8傳達。電壓供應線6和8兩者係位於金屬層聊)以及金屬層和)〜 當中之-内。-電壓選路線4係位於金屬層i之内，並將來自電壓供應線6 或8之所需電壓導引至位於注人單元16内之裳置與n井2。在此較佳實施 例内’電壓供應線6和8具有-水平間㈣，該水平間距D係等於電壓選 路線4之線寬W。電壓選路線4之邊緣7和9分別與電壓供應線6之邊緣 3和電壓選路線8之邊緣5校準。在其他實施例内，電壓供應線6和8的邊 緣與電壓選鱗4之邊緣有些許鮮誤差。此校準誤絲好小於積體電路 内相同金屬層内之兩電壓供應線(M2或祀)之大約最小間距。較佳上，該 校準誤差掃約70%之龍線4之線寬w。更佳上，該校準誤差小^ 約50%之電壓選路線4之線寬w。同樣地，該間距D較佳上小於約观之 線寬W。 ° 在第2_，電壓選路線4經由通孔1Q連接至電壓供麟6,並經由 通孔12連接至-N井2。雖然僅有—個通孔1G以及—個通孔12於圖中顯 示，熟諳此技術者應能了解複數個通孔可被使用。由M2電壓供應線6所傳 達之電壓繼而供應至位於N井2内之電路。電壓供應線g之其巾_個邊緣 大體上與電壓供應線6之其中一個邊緣校準，並且通孔1〇當中之每一、甬孔 皆有一部分，較佳上是二分之一，與電壓供應線6重疊，而另二分之一與 電壓選路線4重疊。雖然通孔1〇因為與電壓供應線6和8之接觸面積縮'咸 而僅能傳達較小電流，喪失的電流傳達能力可利用將通孔1〇之數目加捭而 補償回來。同樣地，如果VddL為位於料2内之裝置所需，則將電^7 路線4連接至電壓供應線8而非連接至電壓供應線6之通孔會被形成

0503-A30941TWF 8 1260757 第3圖顯示上述較佳實施例之—變化型式。該等電壓供庫線 比方是金屬線6，於金屬層M2内形成，然而另—電 - ， M3内形成。當電壓供應線8傳達之電壓為N井2及n井^内之=金屬層 用以連接電壓供應線8與電壓選路線4之通孔1G會被形成内之裝置所需， 上述較佳實施例之另-變化型式係電壓供應線6與8兩者 M3内形成。電壓供應線6與8是否於金M ㈣曰 用之空間、麵制細蚊。 3㈣祕根據可利

第4圖顯示上述較佳實施例之一俯視圖。在該實施例内，電壓 與8經由電壓選路線4而彼此連接，但實際上兩者位於不同金屬層内^ 第5圖顯示本發明所提供之此實施例之另一變化型式之俯視^立 兩電壓被供應至-注入單元16内。兩N井2ι與&於該注入單元Μ之内 成。電壓選路線4經由-缺口 (gap)區分為兩部分，即Μ、電壓選路線 +經由通孔雜至輕供絲“麟電㈣·。如有需要亦可將電 壓V·傳達至N井2l。另一方面，電壓選路線經由通孔1〇2而連接至 電壓供麟8，㈣麟職VddL。而如有t要亦可將賴傳達至 N井22。電壓供應線6與8較佳上可延伸至注人單元16外之複數個彼此平 行的單元之上’賤賴VddH以及VddL可直接供應至該料元。注入單 7G 16可選雜地供應電壓VddH與VddL。電壓選路線41將電壓V蝴導 ^至位於左側之單兀’而電壓選路線42縣糕導引至位於右側之 單元。.

/第6至8圖係顯示本發明之另一實施例。在該實施例内，電麼乂細 係、’工由位於；主入單元範圍外之M1電屡供應線所供應；而電屢·^係由 - M2電屡供應線所供應，並且該M2電屢供應線較佳的情況下係大體上位 於該注入單元之範圍内。於第〗圖内所顯示的單元要求一電壓供應線必須 設置於對應底層供應線上方之兩(金屬)層其中之一内。在此本發明之較佳實 施例内’此項要求被移除。藉由謹慎地為其餘通往外在物。啦導線進行 0503-A30941TWF 9 1260757 佈局，可於M2内獲得電壓供應線之佈局空間。為簡明起見，安排金屬層 Ml内之電壓供應線為傳達電壓ν_之用，而安排金屬層證π之電壓供 應線為傳達M VddL纷鱗本賴之觸者輸術_ 與

VddL之排定方式係一設計上之決定。

弟6圖係顯示-注入單元16，該注入單元16接收一姐電壓供應線^ 所傳達之糕·L。M1賴供躲2G與單元16間之轉為了。一⑷ 電壓選路線24經由通孔26連接至一 M2電壓供應線22。M2電壓供應線 D以請電塵選路線24之排列於顯示上略有誤差，用以使兩者於圖中能 輕易地辨識。實線區域代表位概高的金屬層而缝部份職示位於較低 的金屬層。於實際的設射，該兩者之排·佳上必須完全校準，抑或部 份校準並具有疊區取_孔_重雜域_成。電壓選路線 24所傳達之電壓VddL可經由通孔28而供應至n井2與n井2内之裝置。 現假定-注人單元16需要—電壓職之情況，第7圖顯示其佈局。 電壓選路線24與M1電壓供應線2〇短路。如果有需要，n井2可經由 通孔28以接收電壓VddH。M1電壓供應線％可導引電壓猶^至位於左 側或右側之鄰近單元。 第8圖係顯示-電壓侧與供應至一注入單元16之實施例。 ϋ壓選路線24决-第—N井2ι之上方形成，—第：電壓選路線沐 於-弟一 N井4之上方形成。一 M2電壓供應線22由該注入單元Μ之左 側延伸至右側，並且大體上與電壓選路線％與％校準。電壓選路線％ 用以收通孔26傳達之電塵VddL，而且電麼戰可經由通孔砵傳達至n 井2丨。電壓選路線24藉由與金屬層M1内之電壓供應線2〇短路 壓V。類似地，N井&如有需要亦可經由通孔取而接收電壓v趣。 電壓VddL可經由該電壓選路線％而導引至位於注人單心左側之單元。 電壓麵可經㈣壓選鱗％而導引錄於私單元Μ右側之單元。 因此，注入單元16可以供作一電壓選路單元。

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*;、、':本u已以較佳實施例揭露如上，然其並非肋限定本發明 、=習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範_，當可作些狀更動與 /王 本發明之保護範圍當視後附之中請專鄕_界定者為準。 0503-A30941TWF 11 1260757 【圖式簡單說明】 第1圖顯示一注人i分，分 第2與3圖顯干本發明二二早元具有—極細粒之電壓供應電路 —I如本發明―1 德實施例之剖面圖； 示第2與3圖所呈現較佳實施例之-俯視圖； 魏峰庙^不本發明練佳實施例之一俯視圖，其中兩電壓_盥 VddL皆供應至一注入單元； 一 …第6圖顯示本發明另一實施例，其中一注入單元藉由將一電壓選路線 經由通孔連接至一 M2電壓供應線而接收電壓VddH ; 第7圖顯示一注入單元藉由將一電壓供應線短路至一位於該注入單元 外之Ml電壓供應線而接收電壓vddL ; 第8圖顯示一實施例，該實施例内電壓源VddH與VddL皆供應至該注 crt? 一 入早兀。 【主要元件符號說明】 230〜電壓供應線； 248〜注入單元； 254〜電壓供應線； 2、2!、2〕〜N 井； 4、屮、42〜電壓選路線； 6〜電壓供應線； 8〜電壓供應線； 10、10!、102、12〜通孔； 20、22〜電壓供應線； 26〜通孔； 231、232〜電壓選路線； 250、252〜N 井； 256〜通孔； 3〜電壓供應線6之一邊緣； 5〜電壓選路線8之一邊緣； 7〜電壓選路線4之一邊緣； 9〜電壓選路線4之另一邊緣； 16〜注入單元； 24、、242〜電壓選路線； 28、28i、282〜通孔。

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Claims (1)

1260757 申請專利範圍： N井； •一種積體電路結構，包括： -注入單元，該注入單元包括， 元之選路線，該電壓選路線設置於―第—金屬㈣並位於該注入單 、本、且包括—第一電壓供應線以傳達一第一電壓與一第二電壓供 ^以傳達m其中該第—與第；壓供絲各自於—金屬層内、 y 1該金f層係選自—第二金屬層與—第三金屬層所組成之群組；

士麟二 1°轉—與第二電壓供應線大體上互相平行並具有—間距，該間距 大體上專於該電壓選路線之線寬； 其中該第一與第二電壓 體上與該電壓選路線之一邊 供應線當中之每一電壓供應線皆具有一邊緣大 緣彼此校準；以及 収將錢壓選路線連接至該導線㈣之該與第二電壓 供應線當中之一。 \2•如中請軸_1顿述之積體電路結構，其中該通孔之大體上 二t與該電壓選路線重疊，並且該通孔之大體上另二分之—與該第一 /、弟—電壓供應線當中之_電壓供應線重疊。 3·如申請專利範圍第i項所述之積體電路結構，更包括： 一附加N井設置於該注入單元内； …其中該電壓選路線經由該通孔連接至該第—電壓供應線 ’並且該附加 電£&路線經由-附加通孔連接至該第二電壓供應線。 4。如申明專利摩巳圍第！項所述之積體電路結構，更包括一底層通孔 組，用以將該電壓選路線連接至該N井。 5· -種提供魏輕至_積體電路之方法，該方法包括： 0503-A30941TWF 13 1260757 提供一包括一 N井之注入單元； 提供一位於一第一金屬層内之電壓供應線； —血Ϊ::广組’該導線群組包括一第—與-第二_應線，該第 _一:一 線各自於一金屬層内形成，該金屬層係選自-第二金屬 層與一弟二金屬層所組成之群組； 其中該第一與第二電壓供應線大體上 ^上互相千仃亚具有一間距，該間距 大m上荨於该電壓選路線之線寬； 線皆具有一邊緣大體上與 内之該第一與第二電壓供

其中該第一與第二電壓供應線當中每一供應 δ玄電壓選路線之一邊緣彼此校準；以及 利用一通孔將該電壓選路線連接至該導線組 應線當中之一。 6. 如申請專利範圍第5項所述之提供電源電壓至—積體電路之方法， 其中該通孔之大體上二分之—與該電壓選路線重疊，並且該通孔之大體上 另二分之-與該第—與第二霞供應線當中之—電壓供應線重疊。 7. 如申晴專利範圍第5項所述之提供電源電壓至一積體電路之方法， 更包括利用一底層通孔將該電壓選路線連接至該Ν井。 8·如申請專利範圍第5項所述之提供電源電壓至—積體電路之方法， 更包括： 提供一附加Ν井； 提供一附加電壓選路線於該Ν井之上方；以及 利用雜孔將该電壓選路線連接至該第一電壓供應線；以及利用一附 加通孔將邊附加電壓選路線連接至該第二電壓供應線。 9. 一積體電路結構，包括： 一注入單元，該注入單元包括一 Ν井； 一 Ml電壓供應線，該M1電壓供應線位於一第一金屬層内與該注入單 元之範圍外’用以傳達一第一電壓； 0503-A30941TWF 14 1260757 一 M2電壓供應線，該M2電壓供應線位於-第二金屬層内與該注入單 兀之範圍内，用以傳達一第二電壓；以及 電壓選路線於該第一金屬層内； 其中該Ml電壓供應線與該奶電壓供應線大體上互相平行·， —其中該電壓選路_合至該M1電壓供應線與該⑽電壓供應線其中之 積體電路結構，其中該電壓選路線藉 10·如申請專利範圍第9項所述之 由短路而耦合至該Ml電壓供應線。

11.如申請專利範圍第9項所述之積體電路結構，其中該電壓選路線婉 由一通孔而耦合至該M2電壓供應線。 二 12·如申請專利範圍第9項所述之積體電路結構，更包括： 一附加電壓供應線於一附加N井上方； 其中該電壓供應線藉由短路而連接至該M1電壓供應線，並且該額外之 Ml電壓供應線經由一附加通孔而連接至該M2電壓供應線。 I3·如申請專利範圍第9項所述之積體電路結構，更包括一底層通孔群 組’用以連接該電壓選路線至該N井。 H· —種提供電源電壓至一積體電路之方法，該方法包括： 提供一包括一N井之注入單元； 提供一 Ml電壓供應線於第一金屬層内，用以傳達一第一電壓，該％】 電壓供應線位於該注入單元之邊界外； 提供一 M2電壓供應線於一第二金屬層之内，用以傳達一第二電壓，該 M2電壓供應線位於大體上;組人單元之邊界内，其巾該·電壓供應線與 该M2電壓供應線大體上互相平行； 提供一電壓選路線於該第一金屬層内，該電壓選路線大體上位於該注 入單元之邊界内；以及 將5亥電壓選路線耦合至该Ml電壓供應線與該m2電壓供應線其中之 0503-A30941TWF 15 1260757 15·如申請專利範圍第14項所述之提供電源電壓至一積體電路之方 法，其中該電壓選路線藉由短路而耦合至該M1電壓供應線。 16·如申請專利範圍第14項所述之提供電源電壓至一積體電路之方 法，其中該電壓選路線經由一通孔而耦合至該M2電壓供應線。 I?·如申睛專利範圍第14項所述之提供電源電壓至一積體電路之方 法，更包括： 提供一附加N井； 提供一附加電壓供應線於該附加N井上方，其中該附加電壓選 與該電壓選路線以一間距分離； 、β ” 將该電壓選路線短路至該Ml電壓供應線；以及 利用通孔將該附加電壓選路線連接至該M2電壓供應線。 18·如申凊專利範圍帛M項所述之提供電源電壓至一積體電路之方 法’更包括-底層通孔’用以連接該電壓選路線至該N井。 0503-A30941TWF 16