實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置。該裝置包括N個芯片和具有N層金屬環(huán)的一電源環(huán)，第一層和第N層分別為單一金屬環(huán)，第二層至N-1層分別包括第一、第二和第三金屬子環(huán)；電源環(huán)的第N層接地，第一層、第N層和第二層至N-1層中的第一金屬子環(huán)和第三金屬子環(huán)通過通孔連接起來接地；第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)與接地層金屬環(huán)隔開，作為信號線或者電源線；部分層的第三金屬子環(huán)適當(dāng)位置斷開，信號線或者電源線通過斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相接。通過本實用新型可使芯片的長度和寬度各減少30um以上。有效地降低成本，提高模擬模塊的精度。
【專利說明】實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及半導(dǎo)體版圖設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干 擾供電的布圖裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 系統(tǒng)級芯片內(nèi)部有多個模擬模塊，一般的電源規(guī)劃方案采取點對點的方式，芯片 電源會分布到芯片內(nèi)部各個位置，浪費芯片資源，增加成本，增加芯片的金屬層數(shù)。芯片中 通用的模擬電源布線方法，一般采用從電源焊盤開始，用一條獨立電源線從芯片的邊上開 始盡量遠離噪聲大的模塊，走到模擬模塊的位置，接到模擬模塊電源上。電源線從芯片內(nèi)部 走，要穿過各種數(shù)字模塊，會和數(shù)字模塊的信號噪聲耦合在一起，即使加上噪聲屏蔽線，還 是不可避免的會有小的噪聲耦合信號耦合進去。另外電源線和襯底的噪聲耦合也是非常大 的，襯底的噪聲會通過電源線耦合到精心設(shè)計的模擬電路中。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，從而提供一種實現(xiàn)芯片內(nèi)部模 擬模塊無干擾供電的布圖裝置。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝 置。該裝置包括芯片和電源環(huán)，所述芯片四周接口以外的空間設(shè)有電源環(huán)，所述芯片包括 N個，所述電源環(huán)包括N層金屬環(huán)，第一層和第N層分別為單一金屬環(huán)，第二層至N-1層分 別包括三個金屬子環(huán)，分別為第一、第二和第三金屬子環(huán)；所述電源環(huán)的第N層接地，第一 層、第N層和第二層至N-1層中的第一金屬子環(huán)和第三金屬子環(huán)通過通孔連接起；第二層 至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)與接地層金屬環(huán)隔開，作為信號線或者電源線；所述部分 層的第三金屬子環(huán)適當(dāng)位置斷開，將信號線或者電源線通過斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相 接。
[0005] 本實用新型通過在芯片四周的接口以外的空間設(shè)一電源環(huán)，電源環(huán)既可以給芯片 內(nèi)部模擬模塊供電，也可以作為芯片的保護圈，來保護芯片。另外，電源線從芯片外部走，可 避免與數(shù)字模塊的信號噪聲耦合在一起；避免電源線和襯底的噪聲耦合。再者，通過本實用 新型可以使芯片的長度和寬度各減少30UM以上，有效地降低成本，提高模擬模塊的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的平面示意圖；
[0007] 圖2是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的一實施例的部分立體示 意圖；
[0008] 圖3是圖2的剖面示意圖；
[0009] 圖4是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的第二實施例的部分剖面 示意圖；
[0010] 圖5是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的第三實施例的部分剖面 示意圖；
[0011] 圖6是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置部分立體示意圖；
[0012] 圖7是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0013] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好的理解本實用新型實施例中的技術(shù)方案，并使本實 用新型實施例的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過附圖和實施例，對本 實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范 圍。
[0014] 圖1是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的平面示意圖。
[0015] 如圖1所示，本發(fā)明裝置包括電源環(huán)1和芯片2,芯片2包括N個，電源環(huán)1包括N 層金屬環(huán)。電源環(huán)1設(shè)置在芯片2四周接口以外的空間，將芯片2包圍起來。芯片2上有 多個模擬模塊，各芯片2上的模擬模塊根據(jù)就近原則與電源環(huán)1相接，這樣電源環(huán)1既可以 給芯片2上的模擬模塊供電，也可以作為芯片2的保護圈，保護芯片2。可使芯片2的長度 和寬度各減少30um以上，降低成本，提高模擬模塊的精度。
[0016] 圖2是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的一實施例的部立體示意 圖。
[0017] 如圖2所示，本實施例中電源環(huán)包括九層金屬環(huán)，金屬環(huán)層數(shù)根據(jù)工藝要求確定， 材質(zhì)為銅或鋁。第一層12和第九層11分別為單一金屬環(huán)，第二層至八層分別包括三個金 屬子環(huán)，分別為第一金屬子環(huán)14、第二金屬子環(huán)13和第三金屬子環(huán)15。電源環(huán)的第九層11 接地，第一層12、第九層11和第二層至八層中的第一金屬子環(huán)14和第三金屬子15環(huán)通過 通孔16連接起來接地。第二層至八層中的第二金屬子環(huán)13與接地層金屬環(huán)隔開，并通過 通孔16連接起來形成一條信號線或者電源線。
[0018] 圖3是圖2中剖面示意圖。
[0019] 如圖3所示，本實施例中電源環(huán)包括九層金屬環(huán)。第一層12和第九層11分別為 單一金屬環(huán)，第二層至八層分別包括三個金屬子環(huán)，分別為第一金屬子環(huán)14、第二金屬子環(huán) 13和第三金屬子環(huán)15。電源環(huán)的第九層11接地，第一層12、第九層11和第二層至八層中 的第一金屬子環(huán)14和第三金屬子15環(huán)通過通孔16連接起來接地。第二層至八層中的第二 金屬子環(huán)13與接地層金屬環(huán)隔開，并通過通孔16連接起來形成一條信號線或者電源線。 第一層12和第九層11作為屏蔽線來保護信號線或者電源線。
[0020] 若將信號線或者電源線引出，可通過將第二層至八層中任意一層中的第三金屬子 環(huán)15斷開，如本實施例中將第五層17的第三金屬子環(huán)15斷開，將信號線或者電源線通過 斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相接。
[0021] 圖4是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的第二實施例的部分剖面 示意圖。
[0022] 如圖4所示，當(dāng)電源環(huán)的金屬層數(shù)N為奇數(shù)時，第二層至N-1部分層中的第二金屬 子環(huán)13最多可以形成（N-l)/2信號線或者電源線。
[0023] 如N = 9時，最多形成4條信號線或者電源線。具體地：第一層12和第九層11分 別為單一金屬環(huán)，第二層至八層分別包括三個金屬子環(huán)，分別為第一金屬子環(huán)14、第二金屬 子環(huán)13和第三金屬子環(huán)15。電源環(huán)的第九層11接地，第一層12、第九層11和第二層至八 層中的第一金屬子環(huán)14和第三金屬子環(huán)15通過通孔16連接起來接地。第二層、第四層、 第六層和第八層的第二金屬子環(huán)13與接地層金屬環(huán)隔開，用作信號線或電源線。第三層、 第五層和第七層中的第二金屬子環(huán)13分別與其左邊的第一金屬子環(huán)14和右邊的第三金屬 子環(huán)15相接接地，作為屏蔽線以保護第二層、第四層、第六層和第八層中的用作信號線或 者電源線的第二金屬子環(huán)，形成4條信號線或者電源線。
[0024] 若將信號線或者電源線引出，可通過將信號線或者電源線所在層數(shù)中的第三金屬 子環(huán)15斷開，將信號線或者電源線通過斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相接。如本實施例中通 過將第四層中的第三金屬子環(huán)15斷開，將第四層的信號線或者電源線通過斷開處引出與 芯片內(nèi)部模擬模塊相接。
[0025] 需要說明的是，每條信號線或者電源線的上下層須為屏蔽線層，屏蔽層數(shù)可以是 一層或者多層。
[0026] 圖5是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置的第三實施例的部分剖面 示意圖。
[0027] 如圖5所示，當(dāng)電源環(huán)的金屬層數(shù)N為偶數(shù)時，第二層至N-1部分層中的第二金屬 子環(huán)最多可以形成（N-2)/2信號線或者電源線。
[0028] 如當(dāng)N = 8時，可形成3條信號線或者電源線。具體地：第一層12和第八層18分 別為單一金屬環(huán)，第二層至七層分別包括三個金屬子環(huán)，分別為第一金屬子環(huán)14、第二金屬 子環(huán)13和第三金屬子環(huán)15。電源環(huán)的第八層18接地，第一層12、第八層18和第二層至七 層中的第一金屬子環(huán)14和第三金屬子環(huán)15通過通孔16連接起來接地。第三層、第五層和 第七層的第二金屬子環(huán)13與接地層金屬環(huán)隔開，用作信號線或電源線。第二層、第四層和 第六層中的第二金屬子環(huán)13分別與其左邊的第一金屬子環(huán)14和右邊的第三金屬子環(huán)15 相接接地，作為屏蔽線以保護第三層、第五層和第七層中的用作信號線或者電源線的第二 金屬子環(huán)13,形成3條信號線或者電源線。
[0029] 若將信號線或者電源線引出，可通過將信號線或者電源線所在層數(shù)中的第三金屬 子環(huán)15斷開，將信號線或者電源線通過斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相接。如本實施例中通 過將第三層中的第三金屬子環(huán)15斷開，將第三層的信號線或者電源線通過斷開處引出與 芯片內(nèi)部模擬模塊相接。
[0030] 需要說明的是，每條信號線或者電源線的上下層須為屏蔽線層。屏蔽層數(shù)可以是 一層或者多層，當(dāng)電源環(huán)的金屬層數(shù)N為偶數(shù)、且需要形成最多條信號線或者電源線時，某 一條信號線或者電源線的上屏蔽線層或者下屏蔽線層需要為兩層。如本實施例中，將第二 層與第一層相接接地，作為兩條下屏蔽層保護第三層中用作信號線或者電源線的第二金屬 子環(huán)。
[0031] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，信號線或者電源線不限定與其對應(yīng)層的芯片內(nèi)部模擬 模塊相接，也可以跳著與其它層的芯片內(nèi)部內(nèi)部模擬模塊相接。另外，在上述幾個實施例中 的第三金屬子環(huán)適當(dāng)位置斷開是為了將信號線或者電源線引出，斷開的第三金屬環(huán)依然是 個環(huán)形，見圖6。
[0032] 圖6所示為一個3層金屬環(huán)的電源環(huán)示意圖，中間層的第二金屬子環(huán)為電源線， 上下層為屏蔽線層。上、下層分別和左、右邊的第一金屬子環(huán)和第三金屬子環(huán)接一起，左邊 3層的第一金屬子環(huán)接在一起、右邊3層的第三金屬子環(huán)也接一起，這樣就形成了一個全封 閉的空間，中間層的第二金屬子環(huán)被上下左右的金屬環(huán)包圍起來，用作信號線向右走接入 芯片內(nèi)部。
[0033] 圖7是實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖的方法流程圖。
[0034] 在步驟701中，在芯片四周接口以外的空間做一電源環(huán)，芯片包括N個，電源環(huán)包 括N層金屬環(huán)，第一層和第N層分別為單一的金屬環(huán)，第二層至N-1層分別包括三個金屬子 環(huán)，分別為第一、第二和第三金屬子環(huán)。
[0035] 在步驟702中，將步驟701中電源環(huán)的第N層接地，第一層、第N層和第二層至N-1 層中的第一金屬子環(huán)和第三金屬子環(huán)通過通孔連接起來接地。
[0036] 在步驟703中，將步驟702中電源環(huán)的第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)與 接地層金屬環(huán)隔開，作為信號線或者電源線。
[0037] 第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)可以形成一條信號線或電源線，其中，部 分層為第二層至N-1層。具體地：將第二層至N-1層中的第二金屬子環(huán)與接地層金屬環(huán)隔 開；將第二層至N-1層中的第二金屬子環(huán)通過通孔連接起來，形成一條信號線或電源線。
[0038] 第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)可以形成多條信號線或電源線，具體地： 將第二層至第N-1-部分層中的第二金屬子環(huán)與接地層金屬環(huán)隔開，作為信號線或者電源 線；將第二層至第N-1另一部分層中的第二金屬子環(huán)與其同層的第一金屬子環(huán)和第三金屬 子環(huán)相接接地，作為屏蔽線以保護信號線或者電源線。
[0039] 在步驟704中，將步驟703中部分層的第三金屬子環(huán)適當(dāng)位置斷開，將信號線或者 電源線通過斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相接。
[0040] 以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于 限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置，包括芯片和電源環(huán)，其特征在 于，所述芯片四周接口以外的空間設(shè)有電源環(huán)，所述芯片包括N個，所述電源環(huán)包括N層金 屬環(huán)，第一層和第N層分別為單一金屬環(huán)，第二層至N-1層分別包括三個金屬子環(huán)，分別為 第一、第二和第三金屬子環(huán)；所述電源環(huán)的第N層接地，第一層、第N層和第二層至N-1層中 的第一金屬子環(huán)和第三金屬子環(huán)通過通孔連接起；第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán) 與接地層金屬環(huán)隔開，作為信號線或者電源線；所述部分層中的第三金屬子環(huán)適當(dāng)位置斷 開，將信號線或者電源線通過斷開處與芯片內(nèi)部模擬模塊相接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置，其特征在 于，所述電源環(huán)的材質(zhì)為銅或鋁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置，其特征在 于，所述第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)可以形成一條信號線或電源線，其中，部分 層為第二層至N-1層，具體如下： 第二層至N-1層中的第二金屬子環(huán)與接地層金屬環(huán)隔開； 第二層至N-1層中的第二金屬子環(huán)通過通孔連接起來，形成一條信號線或電源線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置，其特征在 于，所述第二層至N-1部分層中的第二金屬子環(huán)可以形成多條信號線或電源線，具體如下： 第二層至第N-1 -部分層中的第二金屬子環(huán)與接地層金屬環(huán)隔開，作為信號線或者電 源線； 第二層至第N-1另一部分層中的第二金屬子環(huán)與其同層的第一金屬子環(huán)和第三金屬 子環(huán)相接接地，作為屏蔽線以保護信號線或者電源線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置，其特征在 于，所述每條信號線或者電源線的上下層須為屏蔽線層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的實現(xiàn)芯片內(nèi)部模擬模塊無干擾供電的布圖裝置，其特征在 于，所述屏蔽線層數(shù)包括一層或者多層。
【文檔編號】G06F17/50GK203870612SQ201420031094
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】劉成利, 陳子賢, 劉明 申請人:京微雅格（北京）科技有限公司