專利名稱：集成電路電力和地線路的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及集成電路，更具體地說是涉及集成電路中為其中的電路提供電力和信號(hào)的導(dǎo)體線路。
2.現(xiàn)有技術(shù)描述集成電路(“IC”)包括典型地以分層的“單元”和單元“塊”形式組織起來的電路。每個(gè)單元可能包括許多電路元件如晶體管、電阻器和電容器以執(zhí)行一種特定的基本功能。然后多個(gè)單元組成電路“塊”，IC可能有許多電路塊。IC使用各個(gè)電路塊之間和各個(gè)電路塊中的各個(gè)單元之間的多層導(dǎo)體，將電力和信號(hào)從IC外分配給IC內(nèi)的電路塊。
通過對(duì)一層導(dǎo)電材料進(jìn)行先刻圖形化來形成導(dǎo)體，從而如從IC襯底上方看形成導(dǎo)線。其中形成的帶有導(dǎo)線的導(dǎo)體層被絕緣層隔離，從而一層中與另一層交叉(從上看)的導(dǎo)線相互間不物理接觸或電接觸。當(dāng)希望將一層中形成的導(dǎo)體與另一層中形成的導(dǎo)體電連接時(shí)，在兩個(gè)導(dǎo)體間形成一個(gè)穿越絕緣層的導(dǎo)電路線。此導(dǎo)電路線在集成電路技術(shù)中被稱為“通路”。導(dǎo)體層典型地為金屬，最常用的為鋁，但是也包括鎢、銅和鈦以及它們的各種合金。其他材料也是知道的，如金屬硅化物、金屬氮化物和摻雜的多晶硅。絕緣層通常是諸如二氧化硅之類的介電材料。
各層典型地具有不同的電阻率，最低層(層1)具有最高的電阻率，最高層具有最低的電阻率。這是由于技術(shù)處理限制，例如越低層越薄。不同的電阻率影響線路，具有較高的電阻率的較低的層一般被用來做相對(duì)近的連接(如單元內(nèi)或塊內(nèi))，較高層的較低電阻率層被用來做較長(zhǎng)的連接，如在不同塊中的點(diǎn)之間。
導(dǎo)體的布局已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)高程度并且許多軟件工具可以用來在布局工程師的輸入和引導(dǎo)下自動(dòng)進(jìn)行布局處理。使布局復(fù)雜化和影響布局的因素包括相對(duì)于許多單元和塊之間的信號(hào)計(jì)時(shí)選擇的線路信號(hào)傳輸?shù)挠绊?、線路對(duì)電路密度的影響、和沿著長(zhǎng)導(dǎo)體走線的不期望的電壓下降。導(dǎo)體層的數(shù)目也影響信號(hào)路由。隨著IC的幾何結(jié)構(gòu)減小了，可以使用的層數(shù)從3增加到5，并且通常使用的層數(shù)被期望進(jìn)一步增加。


圖1-3說明在一個(gè)依照一種普通方法使用五個(gè)導(dǎo)體層的集成電路中導(dǎo)線的布局。為了簡(jiǎn)化，并且因?yàn)閷?dǎo)體不需要限于金屬，在其中形成導(dǎo)線的導(dǎo)體層在此被稱為“層1”、“層2”、“層3”、“層4”和“層5”。層1最接近襯底，層1、2和3被稱為“低層次”層，層4和5被稱為“高層次層”。各個(gè)導(dǎo)線，或簡(jiǎn)稱“導(dǎo)體”，將具有“XYY”形式的參考號(hào)，數(shù)字X相應(yīng)于導(dǎo)線所在的層次。即導(dǎo)線301在層3中，導(dǎo)線501在層5中。另外，通路將用圖注“XZYY”稱呼，數(shù)字X和Z分別表示與通路連接的較高和較低導(dǎo)體層。
圖1是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元12的俯視圖。單元12中有許多電路元件，如上所述。沿著單元的相對(duì)邊緣12a、12b的是導(dǎo)線101，103，它們由層1光刻形成。這些水平延伸的導(dǎo)線，在本技術(shù)領(lǐng)域中稱為“軌”，被用來將單元12與電壓源vdd！(軌101)連接并通過軌103與一個(gè)較低的電壓源例如地“gnd！”連接。各個(gè)電路元件之間的連接以及電路元件和各個(gè)軌101或103之間的連接也可在層1中。
圖2展示一單元“塊”的一部分。塊20包括單元10、11、12、13。實(shí)際上，單元塊典型地包括更多單元(如1000個(gè)單元)。一般地說，每一單元塊是“完備的”，因?yàn)樗哂袑?dǎo)電焊點(diǎn)(管腳)形式的輸入/輸出接觸，它們與IC上的其它塊連接，以將它們電連接在一起。此外，通常塊的所有側(cè)面互相鄰接以使密度最大。這里較低行的單元10、11被另一條軌105連接起來，這種情況下軌105是電力軌。被展示的還有，垂直于軌101、103、105延伸的導(dǎo)線202，204，206，208，它們從層2形成，層2位于與形成軌101-105的層1平行并在其上方的平面中。導(dǎo)線202、204、206、208在本領(lǐng)域中稱為“條”，關(guān)于連接到電源(vdd！)和地(gnd！)，它們以類似于軌的形式交替。地條204、208通過各自的通路2101和2102與地軌103連接。電力條202、206通過各自的通路2103、2104、2105、2106與電力軌101、103連接。
典型地，在一個(gè)五層系統(tǒng)中，用作信號(hào)線路的塊之間的互連被制作在層5中。另外，橫過IC將電力從一個(gè)芯片外電壓源分配到各個(gè)單元塊的電力線和地線也在層5中。向塊供電、向和從塊提供信號(hào)、和在塊之間提供信號(hào)，被稱為“頂級(jí)”設(shè)計(jì)。單元級(jí)的電力和地線位于層1，而塊級(jí)的電力和地連接位于層2、3，如圖2中說明的。塊中的信號(hào)路由被制作在層3、4中(未示出)。
IC的布局設(shè)計(jì)典型地以分等級(jí)的形式來完成，從單元級(jí)開始，到塊級(jí)，然后到頂級(jí)。塊傳統(tǒng)地被許多設(shè)計(jì)者使用相同的軟件布局工具并行地進(jìn)行設(shè)計(jì)。塊布局完成后，然后設(shè)計(jì)頂級(jí)布局。
使用這種層2中的導(dǎo)線在塊級(jí)進(jìn)行電力和地傳輸?shù)牟季址椒ǖ囊粋€(gè)問題是，這只允許從層1訪問各個(gè)單元的觸腳。由于層1的電阻率高，使用它作為信號(hào)路由，除了很短的距離外，難以實(shí)現(xiàn)正確的信號(hào)計(jì)時(shí)。單元不能被放置在圖2中的層2的條202、204、206、208的下面，因?yàn)檫@樣作將要求使用金屬1作為信號(hào)路由。圖3是條202、204附近的塊20區(qū)域的一個(gè)視圖。不是象圖2那樣只顯示四個(gè)單元，圖3說明更多的排列在行R1-RN中的單元。在條202、204的下方，有重要的芯片區(qū)在這些條的下面，它不包含單元，這是非常明顯的。這浪費(fèi)了空間，使IC的電路密度減小，并增加了其成本。
傳統(tǒng)地，通路只在層間垂直延伸，即垂直于條和軌。當(dāng)試圖將頂級(jí)電力線或地線與層2中的電力/地線連接時(shí)，這就引起一個(gè)問題，因?yàn)樗笫褂谩皩盈B的”通路?！皩盈B的”通路是連接多個(gè)層的通路。將層5連接到層2要求三個(gè)通路的層疊，即，從層5中的導(dǎo)線到其下面的層4中導(dǎo)線的第一個(gè)通路，從層4中的導(dǎo)線到其下面的層3中導(dǎo)線的第二個(gè)通路，和從層3中導(dǎo)線到層2中導(dǎo)線的第三個(gè)通路，三個(gè)通路被對(duì)準(zhǔn)。然而，由于塊級(jí)信號(hào)路由位于層3、4中，故層疊的通路不能布置在層3、4中有干涉信號(hào)導(dǎo)線的地方。這樣做有問題的一個(gè)原因是由于自底向上的分級(jí)設(shè)計(jì)方法，在頂級(jí)設(shè)計(jì)者開始進(jìn)行頂級(jí)電力和地線布線之前，層3、4中的信號(hào)路由已經(jīng)在應(yīng)有的位置上。另一個(gè)原因是層3、4中的大量信號(hào)路由導(dǎo)線沒有為連接層5到層2需要的層疊的通路留下太多使用面積。因此，層3、4中的大量信號(hào)導(dǎo)線在層5、2間的這兩層形成一個(gè)預(yù)先存在的、緊密擠在一起的信號(hào)導(dǎo)線迷宮，這使得制作從頂級(jí)的電力或地線到塊級(jí)的層2中的電力或地線的后來的連接不可行。
該問題過去的一個(gè)解決辦法是使用在塊周邊附近形成的各個(gè)“環(huán)”。圖4顯示一部分集成電路的俯視圖，該俯視圖展示許多塊20、21、22、23，各個(gè)塊具有各自的電力環(huán)40、41、42、43。環(huán)40包括層2中的導(dǎo)線210、212和層3中的導(dǎo)線311、313。塊21的環(huán)41包括導(dǎo)線214、216、導(dǎo)線313和導(dǎo)線315。電力軌501、503在所示四個(gè)塊的上邊和下邊連接塊。層4的條402、404、406在電力軌501、503之間延伸。通路連接軌501、503到條402、404、406。這些層4條被通路連接到軌311、313、315，那些層3軌也被通路連接到導(dǎo)線210、212。如此，塊20的電力環(huán)40被導(dǎo)線210、212和導(dǎo)線210、212之間的部分導(dǎo)線311、313形成，此環(huán)被軌501、503和導(dǎo)線402、404連接到vdd！。其他環(huán)41、42、43以類似的方式被連接到電壓源vdd！。電力將從環(huán)40，例如，通過從導(dǎo)線210、212到如圖1所示的沿著單元邊緣的層1的軌的下落通路，被分配到各個(gè)單元。在圖4中，只展示了電力環(huán)。相應(yīng)的地線環(huán)將鄰近各個(gè)電力環(huán)41-43，例如在這些電力環(huán)的里邊或外邊。
使用環(huán)的一個(gè)問題是由于各單元與環(huán)不是等間隔，電力一般不是均勻地分配到塊中的各個(gè)單元。塊中間附近的單元比塊周邊附近的單元遠(yuǎn)。通過加更多層2的條，可以獲得更均勻的分配，但是如已經(jīng)討論過的那樣，由于單元不能被放在層2電力或地線之下，這些附加的層2導(dǎo)線將僅僅加重塊中單元的損失和甚至進(jìn)一步減小電路密度。
發(fā)明概述依照本發(fā)明，在一種集成電路中，現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)被克服，這種集成電路有多個(gè)定義單元層的電路元件單元、被布置在鄰近單元層的多個(gè)層中的導(dǎo)線、和連接層中的導(dǎo)線與另一層中導(dǎo)線的通路。導(dǎo)線的層數(shù)為N，N等于4或更大，第一層與單元級(jí)相鄰，第N層遠(yuǎn)離單元級(jí)。各個(gè)單元有單元邊界并被連接到最鄰近單元邊界的第一層中的各個(gè)電力和地導(dǎo)線。電力和地導(dǎo)線延伸穿過N和N-1層中的至少一層的單元，層疊的通路將N和N-1層中的至少一層的電力和地導(dǎo)線連接到第一層的各個(gè)電力和地導(dǎo)線。
塊級(jí)電力和地導(dǎo)線在頂上的兩層導(dǎo)體中，而不是在較低層的層中的布置，被發(fā)現(xiàn)明顯地增加了電路的密度。這主要是因?yàn)閷卧胖迷诟邔哟蔚膶与娏偷貙?dǎo)線下的能力，避免了如現(xiàn)有技術(shù)中那樣層2電力和地導(dǎo)線下單元損失問題。此外，在低層次層中的電力和地環(huán)和伴隨它們的缺點(diǎn)被避免了。
本發(fā)明的另一方面涉及一種IC導(dǎo)線的布局方法，以便將塊級(jí)電力和地導(dǎo)線放置在高層次的導(dǎo)體層中。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種布置IC導(dǎo)線的布局方法，它借助于根據(jù)前面的將塊和頂級(jí)的電力和地導(dǎo)線放置在頂層的指定，將信號(hào)路由、電力或地導(dǎo)線放在較低層次的層中。有利的是，網(wǎng)格狀的電力和地導(dǎo)線被放置在頂層，它確定IC上單元塊的尺寸和放置。并且，放置通路后，信號(hào)路由導(dǎo)線可以被放置，通路將頂級(jí)電力和地導(dǎo)線連接到第一級(jí)電力和地導(dǎo)線。一般地說，這種方法是從上到下的方法，與常用的從下向上的方法相反，使布置電源導(dǎo)線相對(duì)布置信號(hào)路由導(dǎo)線具有優(yōu)先權(quán)。除了增加的電路密度，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)該方法還減少設(shè)計(jì)周期，因?yàn)槿菀讓K級(jí)電力和地導(dǎo)線連接到頂級(jí)電力和地導(dǎo)線。不需要在現(xiàn)有的方法中消耗大量的時(shí)間的從頂級(jí)塊的四個(gè)邊作連接。
根據(jù)下面的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。
附圖簡(jiǎn)述圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種集成電路的電路元件單元的示意俯視圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的單元塊一部分的示意俯視圖；圖3是一個(gè)俯視圖，說明一種塊的更加實(shí)際的視圖，塊中有更多的單元，并且層2中有妨礙單元在其下放置的條；圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一部分集成電路的示意俯視圖，展示了層2、3中具有電源環(huán)的許多單元塊；圖5是一部分單元塊的示意俯視圖，說明根據(jù)本發(fā)明的電力和地導(dǎo)線路由；以及圖6是示意俯視圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的許多單元塊和導(dǎo)線互連。
優(yōu)選實(shí)施方案描述圖5和6說明根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的電力和地導(dǎo)線路由。盡管本發(fā)明可以用于具有多于5層的IC，但本發(fā)明是用具有5個(gè)導(dǎo)體層的集成電路進(jìn)行說明的。完全相同地對(duì)應(yīng)于前圖的元件具有相同的參考號(hào)。在單元級(jí)，交替的電力和地軌101、103、105保持前面圖1中說明的樣子。
在圖5中，塊級(jí)路由在層4中有電力和地導(dǎo)線，而不是象圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中是在層2。電力條412、416通過層疊的通路4101、4102、4103和4104，被連接到電力軌101、105。每個(gè)層疊的通路包括層4和層3間的第一通路、層3和層2間的第2通路，以及層2與層1間的第三通路。地條414、418被通路4105、4106類似地連接到地軌103。為了評(píng)估比例，只是以舉例的方式，相鄰的條412、416可以相互間隔約為400微米的距離，而相鄰的電力條412和地條414之間的間隔可以約為7-8微米。
圖6展示各種塊31、32、33、34的“頂級(jí)”互連，各個(gè)塊是根據(jù)圖5建造的。在所有塊(31-34)的周邊，由導(dǎo)線505、506、507、508在層5中形成地環(huán)。還在所有塊的周邊由導(dǎo)線405、406、407、408在層4中形成電力環(huán)。延伸穿越塊33和34的是地導(dǎo)線506、508之間的軌509、513，以及電力導(dǎo)線406、408之間的軌511、515。在塊33中，由于將這些條與電力軌511、515連接的通路5401、5402、和5403、5404，電力被饋送到條414和418。在塊34中，電力被通路5405、5406、5407、5408從軌511、515饋送到條422、426。類似地，在塊33、34中，條412、416、420和424被各自的通路5409-5416連接到地軌509、513。到塊31和32的電力和地連接是使用與塊33和34相同的方式構(gòu)成的，因此不再進(jìn)一步描述了。注意盡管本實(shí)施方案使用了電力和地環(huán)，但這些環(huán)是在頂級(jí)，不是在塊級(jí)，塊級(jí)的環(huán)不再是必要的。
注意，電力條和地條都在同一層中，電力軌和地軌也在同一層中，但是條和軌在不同的層中。盡管電力環(huán)和條被顯示在層4中，地環(huán)和軌被顯示在層5中，但它們能容易地被顛倒過來。
使用較高層次的電力和地條和/或軌層的優(yōu)點(diǎn)是單元可以被放在層4和5中的導(dǎo)線的下邊。在現(xiàn)有技術(shù)中，較低層次的層2和3被使用，單元不能被放在層2中導(dǎo)線的下邊。在圖5和圖6的集成電路中，各個(gè)單元的連接管腳能容易地從任意一個(gè)低層次的層(層1、2、3)被訪問。這樣，布局設(shè)計(jì)者能將單元放置在條(如412、414、416、418)下，這導(dǎo)致高的行利用率。換句話說，可與圖3中所示的在層2條下單元的損失相比較的是，在任一給定的塊中沒有連續(xù)的延伸區(qū)不能放置單元。
在頂級(jí)，即塊在集成電路上的連接，塊能容易地使用一個(gè)高層次層被連接起來，如用5層系統(tǒng)中的層4或?qū)?。在低層次金屬的塊內(nèi)不需要環(huán)或軌。這和現(xiàn)有技術(shù)相反，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于被插入層3和4中的信號(hào)導(dǎo)線物理阻礙，使用層疊的通路在層5和層2間實(shí)現(xiàn)連接是不可行的，要求使用環(huán)。
比起這里討論的現(xiàn)有技術(shù)，使用本發(fā)明，更多的層疊通路出現(xiàn)在電力和地條上。有層疊通路的地方，不能放置單元。然而，使用根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)可以明顯地節(jié)省面積，即使考慮到被附加的層疊通路損失掉的面積也是如此。下面是對(duì)一個(gè)有水平條的塊計(jì)算被層疊的通路消耗的面積。例如，考慮一個(gè)塊寬為1200微米并具有100行(1200微米塊高)的塊，在根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)中，被層疊通路消耗的面積計(jì)算如下消耗的面積[平方微米]＝條數(shù)×[((行數(shù)－2)×2.8)＋(1.4×2))×條寬]假設(shè)在1200微米寬的塊中用于電力的垂直條數(shù)為4，用于地的垂直條數(shù)為4，每個(gè)條的條寬為6微米，則層疊的通路消耗的面積為消耗的面積＝8×[((100－2)×2.8)＋(1.4×2))]×6＝48×[(98×2.8)＋(2.8)]＝48×2.8×99＝13305.6平方微米如果在這同樣的塊中使用現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)方法，則寬度為6微米的4個(gè)水平條每個(gè)消耗的面積為消耗的面積[平方微米]＝塊寬×條寬×條數(shù)＝1200×6×4＝28800平方微米節(jié)省的面積[平方微米]＝(28800－13305)/28800＝0.52這一計(jì)算表明使用本發(fā)明的技術(shù)，比之現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)，節(jié)省的面積約為50％。隨著增加塊的寬度以包括更多的單元，現(xiàn)有技術(shù)中附加的軌消耗的面積比本發(fā)明要求層疊通路消耗的面積增加得更快。當(dāng)少量增加塊的寬度時(shí)，在本發(fā)明的技術(shù)中不需要提供額外的垂直條，但是使用現(xiàn)有技術(shù)的環(huán)的方法需要放置額外的水平軌。因此，對(duì)于更大的塊尺寸，本發(fā)明節(jié)省的面積甚至能大于50％。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，比之現(xiàn)有技術(shù)，在每一個(gè)塊中電力能夠被更加均勻地提供，現(xiàn)有技術(shù)在塊的周邊附近使用一個(gè)環(huán)。如從圖4和圖5中顯見，條412、414、416和418可以被更均勻地隔開而穿過一個(gè)塊中的單元，但是，電力是使用已知的環(huán)從電力環(huán)的4個(gè)角提供的，并且不是均勻分布的。注意，盡管這看上去和圖2中現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)類似，但因?yàn)闂l202、204、206、208關(guān)于單元的丟失的局限性，它有很大的差別，而圖4中的塊級(jí)條不阻礙單元布置。還要注意，因?yàn)闆]有層2導(dǎo)線用于電力和地連接，電力和地連接會(huì)干擾層2中的信號(hào)路由，現(xiàn)在層2就可以完全用于信號(hào)路由。
除了面積節(jié)省和均勻電力分布外，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)還為布局任務(wù)本身提供了效率。如前面提到的，集成電路典型地被用一個(gè)從下向上的方法來設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)更有益的技術(shù)是首先進(jìn)行關(guān)于到塊的電力和地導(dǎo)線的頂級(jí)設(shè)計(jì)。這樣設(shè)計(jì)小組可以在頂級(jí)布置一個(gè)有效的線路網(wǎng)，使電力和地導(dǎo)線在層4，5內(nèi)，如圖6顯示的那樣。然后，層4條被轉(zhuǎn)換到塊級(jí)，并確定塊的尺寸和位置。在確定了塊的位置后，將最頂級(jí)電力和地導(dǎo)線與層1電力和地軌相連接的層疊通路的位置被確定。放置了層疊通路之后，層2、層3的信號(hào)路由被確定，使信號(hào)導(dǎo)線能夠在層疊通路周圍通過。這樣，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法和已知技術(shù)在很多方面是相反的，并且為在頂級(jí)做到塊的連接和塊之間的連接提供了較大的靈活性，使易于獲得更大的電路密度和更低的芯片成本。
設(shè)計(jì)工具改進(jìn)舉例正象前面提到的，IC的設(shè)計(jì)是用設(shè)計(jì)工具完成的。這里給出的例子是使用Cadence公司的Silicon Ensemble布局工具設(shè)計(jì)的。實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法，要求在關(guān)于通路放置的Silicon Ensemble工具中設(shè)計(jì)安放嵌入的指令。要安置從層5到層1的層疊通路，標(biāo)準(zhǔn)單元的vdd！和gnd！管腳上必須有“ABUTMENT”特性，并且為在SiliconEnsemble內(nèi)得到這些層疊通路要設(shè)如下的變量SET VARIABLE WIRE.SPINS.CONNECTALLGEOMETRIES TRUE；set var SROUTE.STACKVIASATCROSSOVER true；set var WIRE.STACKVIASATCROSSOVER true；這三行可以被放在envars.mac文件中。
a)使用sedsm－m＝500&命令，打開Silicon Ensemble。
b)讀設(shè)計(jì)中所有需要的LEF和DEF文件。
c)使用如下.qpconfig文件運(yùn)行QplacecongMode2 falseLLC.prewirekeepOut falseLLC.Ignore.Layer.1 trueLLC.Ignore.Layer.2 trueLLC.Ignore.Layer.3 trueLLC.Ignore.Layer.4 falseLLC.Ignore.Layer.5 true#LLC.Ignore.Layer.6 trueclockBufferSite 0.2freeTrackpct.1 10freeTrackpct.2 100freeTrackpct.3 100freeTrackpct.4 100freeTrackpct.5 0#freeTrackpct.6 0d.根據(jù)要使用的制作工藝，決定電力/地條寬度。
e.使用如下命令添加電力條add wire net vdd！Layer meta14 width<stripe width in sedsmdatabase unit><pt><pt>
在行的左邊和右邊添加電力和地條。否則工具在每行給出“OpenInfo”錯(cuò)誤。
f.運(yùn)行CTGEN并讀取由CTGEN產(chǎn)生的在sedsm下的mapped.def文件。
g.添加GATE_DECAP和填充單元。
h.如下運(yùn)行Followpins命令sroute followpins net vdd！layer metall width 140 area<pt><pt>
sroute followpins net gnd！layer metall width 140 area<pt><pt>
這里選擇區(qū)域很重要，因?yàn)镾ilicon Ensemble不在電力和地條上停止。它使引線延伸直到區(qū)域選擇點(diǎn)。如果區(qū)域比做到條的連接需要的大，結(jié)果將是浪費(fèi)本來可以對(duì)metall信號(hào)路由有用的路由線。同樣，檢驗(yàn)幾何關(guān)系給出了天線Info.標(biāo)志。為避免天線標(biāo)志，分別為電力和地運(yùn)行sroute命令。
i.運(yùn)行Wroute并完成其它信號(hào)的路由。
j.形成布局。
以上僅僅是關(guān)于如何使用普通的設(shè)計(jì)工具來實(shí)現(xiàn)根據(jù)發(fā)明的方法的一個(gè)例子。根據(jù)這里關(guān)于IC和設(shè)計(jì)方法的一般描述，本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將能夠使用其它設(shè)計(jì)工具。
注意，因?yàn)殡娏Νh(huán)和地環(huán)在分開的層中，它們可以被逐個(gè)對(duì)準(zhǔn)，而不是象圖5中那樣偏置。例如，將電力導(dǎo)線放在層5中，將地導(dǎo)線放在層4中(但在電力導(dǎo)線之上)，取決于IC的尺寸和電力導(dǎo)線與地面導(dǎo)線的寬度，額外的10-20％的面積節(jié)約能被實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明不限于具有5層的IC，還適用于4層或更多層的IC。不論層數(shù)，當(dāng)塊級(jí)電力導(dǎo)線和地導(dǎo)線位于最高兩層時(shí)，本發(fā)明的好處將得以實(shí)現(xiàn)。因而，如果一個(gè)集成電路具有第N層，則塊級(jí)電力和地導(dǎo)線應(yīng)在N和N-1層，其中第N層為最高層。
盡管已經(jīng)展示并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員將懂得，在不偏離本發(fā)明的原理和構(gòu)思的基礎(chǔ)上，可以對(duì)這些實(shí)施方案進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求中被確定。
從詳細(xì)說明書中，本發(fā)明的很多特性和優(yōu)點(diǎn)是明顯的，并且所附權(quán)利要求認(rèn)為覆蓋了本發(fā)明的真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些特性和優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)閷?duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來說，很多改進(jìn)和改變很容易發(fā)生，故不希望將本發(fā)明限制在示例和描述的嚴(yán)格結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)(方式)中，從而，所有適合的修改和等價(jià)物都應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，它有定義一個(gè)單元層的多個(gè)電路元件單元(C12，C13……)，布置在鄰接單元層的多個(gè)層(100，200，300)中的導(dǎo)線，以及連接一層中的導(dǎo)線和其它層中的導(dǎo)線的通路(2103，2101)，其特征在于導(dǎo)體的層數(shù)為N，N為4或更大，第一層鄰接單元層，第N層遠(yuǎn)離單元層；每一個(gè)單元具有一個(gè)單元邊界，并且被連接到鄰接單元邊界的第一層中的各自的電力和地導(dǎo)線；電力和地導(dǎo)線(511，515；412，414)在N和N-1層的至少一層中延伸穿過所述的單元；以及將N和N-1層的至少一層中的電力和地導(dǎo)線連接到第一層中的各自的電力和地導(dǎo)線的層疊通路(54049，5414)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，其中所述單元排列在平行的行(R1，R2，R3，R4，…)中，每一行具有多個(gè)單元，單元的邊界包括定義每個(gè)行的相對(duì)邊的相對(duì)的邊，并且沿著它延伸著所述的第一層導(dǎo)體的所述電力和地導(dǎo)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的集成電路，其中所述單元被組成多個(gè)塊(31，32，33，34)，至少N和N-1層的至少一個(gè)電力(416，418)和地(511，513)導(dǎo)線延伸穿過每一個(gè)塊，并且分別定義塊級(jí)的電力和地導(dǎo)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的集成電路，其中所述塊級(jí)電力和地導(dǎo)線各包括N和N-1層的導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的集成電路，還包括N和N-1層之一中的電力環(huán)(405，406，407，408)，在N和N-1層的另一層中的地環(huán)(505，506，507，508)，塊級(jí)的電力導(dǎo)線被連接到電力環(huán)，塊級(jí)的地導(dǎo)線被連接到地環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的集成電路，其中地環(huán)在層N中，電力環(huán)在層N-1中；塊級(jí)電力導(dǎo)線包括(i)層N中的電力軌，它通過通路和電力環(huán)連接，并且平行于單元行延伸；和(ii)層N-1中的電力條，它垂直于電力軌延伸，并且通過通路和電力軌連接；以及塊級(jí)地導(dǎo)線包括(i)層N中的地軌，它和地環(huán)連接，并且平行于單元行延伸；和(ii)層N-1中的地條，它垂直于地條延伸，并且通過通路和地軌連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的集成電路，其中N等于5。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的集成電路，其中每一個(gè)電力和地環(huán)都圍住多于一個(gè)的塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，還包括在N和N-1層之一中的電力環(huán)、在N和N-1層中的另一層中的地環(huán)，電力環(huán)和地環(huán)各圍住多個(gè)單元，電力導(dǎo)線被連接到電力環(huán)，地導(dǎo)線被連接到地環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的集成電路，其中地環(huán)在層N中，電力環(huán)在層N-1中；電力導(dǎo)線包括層N中的電力軌，電力軌通過通路和電力環(huán)連接，并且平行于單元行延伸，而層N-1中的電力條垂直于電力軌延伸，并且通過通路和電力軌相連；以及地導(dǎo)線包括層N中的地軌，它與地環(huán)連接，并且并行于單元行延伸，而層N-1中的地條垂直于地條延伸，并通過通路和地軌相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的集成電路，其中N等于5。
12.為集成電路設(shè)計(jì)導(dǎo)線布局的一種方法，所述方法包括選擇要和集成電路的單元相鄰接的導(dǎo)體層的層數(shù)N，N為4或更大，第一層鄰接單元層，第N層遠(yuǎn)離單元層；將電力和地導(dǎo)線放置在鄰接集成電路單元的邊界的第一層中；在N和N-1層的至少一層中，放置延伸穿過所述單元的電力和地導(dǎo)線；以及放置將N和N-1層中的至少一層的電力和地導(dǎo)線連接到第一層中的電力和地導(dǎo)線的層疊通路。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括將所述的單元排列成平行的行，每一行具有多個(gè)單元，單元邊界包括定義每行的相對(duì)邊的相對(duì)的邊緣，并且將所述的第一導(dǎo)體層的所述電力和地導(dǎo)線沿著每行的相對(duì)邊緣放置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，還包括將所述的單元組成多個(gè)塊，并且放置至少第N和第N-1層的至少一條電力和地導(dǎo)線，使之延伸穿過每個(gè)塊，從而分別定義塊級(jí)電力和地導(dǎo)線。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，還包括將每個(gè)所述的塊級(jí)電力和地導(dǎo)線放置在每個(gè)N和N-1層中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括在N和N-1層之一中放置電力環(huán)，在N和N-1層的另一層中放置地環(huán)，并將塊級(jí)電力導(dǎo)線和電力環(huán)相連，將塊級(jí)地導(dǎo)線和地環(huán)相連。
17.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中電力環(huán)和地環(huán)各圍繞不止一個(gè)塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括依賴于N和N-1層中的電力和地導(dǎo)線的放置，將(i)信號(hào)路由導(dǎo)線、(ii)電力路由導(dǎo)線和(iii)地路由導(dǎo)線中的至少一個(gè)放置在第1～第N-2層中的任何一層中。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中在比N和N-1層更靠近襯底的層中放置電力和地導(dǎo)線之前，放置N和N-1層的電力和地導(dǎo)線。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中將電力導(dǎo)線和地導(dǎo)線連接到單元層電力導(dǎo)線和地導(dǎo)線的通路，在放置信號(hào)路由導(dǎo)線之前被放置。
全文摘要
一種集成電路,它包括多個(gè)單元塊以及帶有用于信號(hào)和電力路由的導(dǎo)線的多個(gè)層。獨(dú)立單元的電力和地連接,由單元級(jí)第一導(dǎo)線層中的電力和地導(dǎo)線提供。塊級(jí)的電力和地導(dǎo)線由最高級(jí)的層中的電力和地導(dǎo)線提供,通過層疊的通路和第一層的電力和地導(dǎo)線相連。導(dǎo)體的中間層可被用于信號(hào)路由。這個(gè)路由技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比,提高了電路密度,現(xiàn)有技術(shù)中的塊級(jí)電力和地導(dǎo)線在第二層,即導(dǎo)體的較低層,而不是在最高層。還公開了一種布局方法,其中依賴于塊級(jí)電力導(dǎo)線和地導(dǎo)線的布置,來確定信號(hào)路由的導(dǎo)線。
文檔編號(hào)H01L27/04GK1327616SQ00802176
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2000年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月10日
發(fā)明者L·阿加瓦爾, L·A·巴恩哈特 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司