JPH03218052A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH03218052A
JPH03218052A JP1331890A JP1331890A JPH03218052A JP H03218052 A JPH03218052 A JP H03218052A JP 1331890 A JP1331890 A JP 1331890A JP 1331890 A JP1331890 A JP 1331890A JP H03218052 A JPH03218052 A JP H03218052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
wiring
supply wiring
integrated circuit
semiconductor integrated
Prior art date
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Pending
Application number
JP1331890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Kozono
小園 一彦
Yoshio Shintani
新谷 義夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03218052A publication Critical patent/JPH03218052A/en
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マスクスライス方式により作成される半導体
集積回路装置に関し、特にその電源配線のレイアウトに
適用して有効な技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device manufactured by a mask slicing method, and particularly to a technique effective when applied to the layout of power supply wiring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マスクスライス方式とは、カスタムLSIを短納期にて
製造するために用いられるものであり、あらかし約半導
体基板上に多数の基本セルを規則的に配置しておき、ユ
ーザの希望にあわせて上記基本セル間を信号配線で結線
することによって、所望の論理回路を備えたLSIを形
成するものである。
The mask slicing method is used to manufacture custom LSIs in a short lead time, and consists of regularly arranging a large number of basic cells on a semiconductor substrate and arranging them according to the user's wishes. By connecting the basic cells with signal wiring, an LSI having a desired logic circuit is formed.

上記マスクスライス方式により作成される半導体集積回
路装置のように、多層配線構造を有する半導体集積回路
装置において、外部より供給される電源は、一対の電源
配線を通じて上記半導体集積回路装置の内部に送られる
。上記一対の電源配線のうち、一方はレベルの高い電圧
(以下、単に電a電圧VCCとも称する〉が供給される
外部電源端子に接続され、もう一方はレベルの低い電圧
(以下、単に接地電圧V 5 5とも称する)が供給さ
れる外部電源端子に接続される。
In a semiconductor integrated circuit device having a multilayer wiring structure, such as the semiconductor integrated circuit device manufactured by the above mask slicing method, power supplied from the outside is sent inside the semiconductor integrated circuit device through a pair of power supply wirings. . Of the above pair of power supply wirings, one is connected to an external power supply terminal to which a high level voltage (hereinafter also simply referred to as the electric voltage VCC) is supplied, and the other is connected to a low level voltage (hereinafter simply referred to as the ground voltage VCC). 5 (also referred to as 5) is connected to an external power supply terminal supplied with the power.

上記半導体集積回路装置の外周部には、外部との電気的
接続を採るたtのボンディングパッドおよび選択的に人
出力バッファ回路、出力バソファ回路、大カバッファ回
路とされるT/○セルが連続的に配置される。上記I/
Oセルの上層の、例えば第2層目の配線層には、上記I
/Oセルに電源を供給するための一対の電源配線が形成
される。
On the outer periphery of the semiconductor integrated circuit device, T bonding pads for electrical connection with the outside, and T/○ cells, which are selectively used as output buffer circuits, output bath sofa circuits, and large buffer circuits, are continuously arranged. will be placed in Above I/
The above-mentioned I
A pair of power supply wirings for supplying power to the /O cell is formed.

上記一対の電源配線は、上記I/Oセルの配置に沿って
上記半導体集積回路装置の外周部に配置される。本願に
おいては、上記外周部に形成される電源配線を以下単に
電源ラインとも称する。
The pair of power supply wirings are arranged on the outer periphery of the semiconductor integrated circuit device along the arrangement of the I/O cells. In the present application, the power supply wiring formed in the outer peripheral portion is also simply referred to as a power supply line hereinafter.

上記I/Oセルによって周囲を囲まれた内部領域(セル
領域)には、複数個の基本セルが規則的に形成され、上
記基本セル上の第1層目の配線層には、上記基本セルの
配置に沿って各基本セルに電源を供給するための電源配
線が形成される。本願においては、上記各基本セルに電
源を供給する電源配線を以下単にセル電源配線とも称す
る。
A plurality of basic cells are regularly formed in an internal region (cell region) surrounded by the above-mentioned I/O cells, and a first wiring layer above the above-mentioned basic cells has a plurality of basic cells. Power supply wiring for supplying power to each basic cell is formed along the arrangement. In the present application, the power supply wiring for supplying power to each of the basic cells is hereinafter also simply referred to as cell power supply wiring.

上記外周部の電源配線(電源ライン)と同一の配線層に
は、上記セル電源配線と上記電源ラインとの電気的接続
を採るための電源配線が形成される。本願においては、
上記セル電源配線と上記電源ラインとを接続する電源配
線を以下単に補助電源幹線とも称する。上記補助電源幹
線は、一対の74源配線を同一の配線層上に並行して配
置してなり、上記セル領域内に梯子状または格子状に形
成される。
A power supply wiring for electrically connecting the cell power supply wiring and the power supply line is formed in the same wiring layer as the power supply wiring (power supply line) in the outer peripheral portion. In this application,
The power supply wiring that connects the cell power supply wiring and the power supply line is hereinafter also simply referred to as an auxiliary power main line. The auxiliary power main line is formed by arranging a pair of 74 source wirings in parallel on the same wiring layer, and is formed in a ladder shape or a lattice shape within the cell region.

なお、マスクスライス方式の半導体集積回路装置につい
て記載された文献の例としては、特開昭61−2345
号公報、特開昭6 3−4 4 7 4 2号公報、特
願昭62−174796号などがある。
An example of a document describing a mask slicing semiconductor integrated circuit device is Japanese Patent Laid-Open No. 61-2345.
JP-A No. 6-3-4-4-7-4-2, Japanese Patent Application No. 174796-1980, etc.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

半導体基板上に形成される集積回路の配線材料には、電
気抵抗が低い、ンリコン酸化膜との密着怯が良い、加工
が容易であるなどの理由から主にAβが使用されてきた
が、集積回路の高密度化に伴う配線の微細化により、エ
レクトロマイグレーション(EM)に起因するアルミニ
ウム配線の断線不良が深刻な問題となってきた。上記エ
レクトロマイグレーシミンとは、配線材料がキャリャと
運動量を交換して動きだす現象であり、配線中の電流密
度が高いほど顕著になる。従って、半導体集積回路装置
における配線のエレクトロマイグレーション耐性を向上
させることは、信頼性向上の見地から重要な課題である
。本願においては、上記エレクトロマイグレーションに
よる断線を以下単にEMDとも称する。
Aβ has been mainly used as a wiring material for integrated circuits formed on semiconductor substrates due to its low electrical resistance, good adhesion to silicon oxide films, and ease of processing. BACKGROUND ART As wiring becomes finer due to higher circuit densities, disconnection of aluminum wiring due to electromigration (EM) has become a serious problem. The above-mentioned electromigration shimin is a phenomenon in which the wiring material begins to move by exchanging momentum with carriers, and it becomes more pronounced as the current density in the wiring becomes higher. Therefore, improving the electromigration resistance of wiring in semiconductor integrated circuit devices is an important issue from the standpoint of improving reliability. In the present application, the disconnection due to electromigration is hereinafter also simply referred to as EMD.

上記マスクスライス方式による半導体集積回路装置にお
いては、外部から供給された電源が半導体基板の外周部
に形成された電源ラインを通じてセル領域に供給される
ため、上記外周部に形成された電源ライン中の電流密度
が特に高くなることから、電源ラインのEMD対策が必
須の課題となる。上記電源ラインのEMD耐性を向上さ
せるだめの方法としては、上記電源ラインの幅を広くし
て電流密度を低減させる方法が考えられる。しかし同一
の配線層に並行して形成される上記電源ラインの幅を広
くすると、その占有面積が増加する。
In the semiconductor integrated circuit device using the mask slicing method, power supplied from the outside is supplied to the cell area through the power line formed on the outer periphery of the semiconductor substrate. Since the current density becomes particularly high, EMD countermeasures for the power supply line become an essential issue. A possible alternative method for improving the EMD resistance of the power supply line is to increase the width of the power supply line to reduce the current density. However, if the width of the power supply lines formed in parallel on the same wiring layer is increased, the area occupied by the power supply lines increases.

そのため上記半導体集積回路装置の集積度向上の見地か
ら上記電源ラインの幅を一定以上に拡げることができず
、EMD耐性の向上が困難であるという問題がある。
Therefore, from the viewpoint of improving the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device, the width of the power supply line cannot be increased beyond a certain level, and there is a problem that it is difficult to improve the EMD resistance.

一方、上記マスクスライス方式による半導体集積回路装
置のI/Oセルは、例えば駆動能力の大きい相補形MI
SFET (CMOS)回路にて形成され、上記I/O
セルには上記電源ラインから電源が供給される。ところ
で上記I/Oセルがスイッチング動作を行い、セル領域
の素子に電源電圧V。Cに呼応するようなハイレベルの
信号を供給しようとすると、上記素子や信号配線に形成
された容量性負荷を駆動すべき電流が電源電圧V。。供
給用の電源ラインから上記I/○セルに供給される。そ
して多数の上記■/○セルが同時に上記スイッチング動
作を行う場合には、上記電源ラインには非常に大きな電
流が流れようとするが、その電流供給能力との関係で上
記電源ラインの電位が不所望に一時的に低下する。また
上記■/○セルがスイノチング動作を行い、セル領域の
素子に接地電圧V 5 5に対応するようなローレベル
の信号を供給する場合には、上記容量性負荷に蓄積され
た電荷が上記I/○セルを通って接地電圧VSS用の電
源ラインへと流れる。そしてこのような電流弓き抜き動
作を多数の上記I/○セルが同時に行う場合には、上記
電源ラインには大きな電流が流れようとするが、その電
流引き抜き能力には限界があるため、上記電源ラインの
電位が不所望に一時的に上昇する。さらに上記スイッチ
ング動作時に、上記相補形MISFET回路を構成する
nチャネル形MISFETとpチャネル形MISFET
とが同時にオン状態となってしまう瞬間がある。この時
には電源電圧V。0が供給される電源ラインから接地電
圧VSSが供給される電源ラインへと貫通電流が流れる
。そして多数の上記I/Oセルが同時にスイッチング動
作を行った場合には、瞬間的に大きな貫通電流が流れ、
この場合も電源電圧V。Cや接地電圧VSSが不所望に
変化する。
On the other hand, the I/O cells of the semiconductor integrated circuit device using the mask slicing method are, for example, complementary MI
Formed with SFET (CMOS) circuit, the above I/O
Power is supplied to the cell from the power supply line. By the way, the above I/O cell performs a switching operation, and the power supply voltage V is applied to the elements in the cell area. When trying to supply a high-level signal corresponding to C, the current that should drive the capacitive load formed in the elements and signal wiring is the power supply voltage V. . The power is supplied to the I/○ cells from the supply power line. When a large number of the above ■/○ cells perform the above switching operation at the same time, a very large current tries to flow through the above power supply line, but the potential of the above power supply line is unstable in relation to its current supply capacity. Desired temporary drop. Further, when the ■/○ cell performs a switching operation and supplies a low level signal corresponding to the ground voltage V 5 to the elements in the cell area, the charge accumulated in the capacitive load is transferred to the I Flows through the /○ cell to the power supply line for ground voltage VSS. When a large number of I/○ cells perform this current drawing operation at the same time, a large current tries to flow through the power supply line, but there is a limit to its current drawing ability. The potential of the power supply line increases temporarily and undesirably. Furthermore, during the switching operation, the n-channel MISFET and the p-channel MISFET constituting the complementary MISFET circuit
There is a moment when both are turned on at the same time. At this time, the power supply voltage is V. A through current flows from the power supply line to which 0 is supplied to the power supply line to which ground voltage VSS is supplied. When a large number of the above I/O cells perform switching operations simultaneously, a large through current flows instantaneously.
In this case as well, the power supply voltage is V. C or the ground voltage VSS change undesirably.

このような電源ラインの一時的な電位変化、すなわち電
源ノイズは、論理回路を構成するトランジスタに誤動作
を生じさせる虞れがある。例えば接地電圧V 5 5が
印加されている電源ラインの電位が不所望に上昇した場
合には、nチャネル形MISFETのソース電位が上昇
し、その結果上記nチャネル形MISFETのゲート電
極−ソース電極間の電位差が相対的に低下するため、本
来は上記nチャネル形M I S F E Tをオン状
態とすべき時に一時的にオフ状暫になったり、その相互
コンダクタンスが小さくなったりすることがあり得る。
Such temporary potential changes in the power supply line, ie, power supply noise, may cause malfunctions in transistors forming the logic circuit. For example, if the potential of the power supply line to which the ground voltage V 5 5 is applied increases undesirably, the source potential of the n-channel MISFET increases, and as a result, the gap between the gate electrode and the source electrode of the n-channel MISFET increases. Because the potential difference between the n-channel MISFET and the N-channel MISFET is relatively reduced, the n-channel MISFET may temporarily turn off when it should be on, or its mutual conductance may become small. obtain.

このような誤動作は、また電源電圧V。0が印加される
際のpチャネル形MISFETにおいても生ずる。
Such malfunctions also occur when the power supply voltage V. This also occurs in a p-channel MISFET when 0 is applied.

また上記マスクスライス方式による半導体集積回路装冒
の補助電源幹線は、同一の配線層上に並行して形成され
るが、上記補助電源幹線が格子状に形成される場合には
、上記格子の交点における短絡を防止するために補助電
源幹線は2つの配線層を使って立体的に形成する必要が
ある。また同様に、上記外周部に形成された電源ライン
と上記補助電源幹線とを接続する部分も、短絡を避ける
ため立体的に形成する必要があるため、設計が複雑にな
るという問題点のあることが本発明者によって見出され
た。
Further, the auxiliary power supply main lines of semiconductor integrated circuit equipment using the above-mentioned mask slicing method are formed in parallel on the same wiring layer, but when the above-mentioned auxiliary power supply main lines are formed in a lattice shape, the intersections of the lattice In order to prevent short circuits, the auxiliary power main line must be formed three-dimensionally using two wiring layers. Similarly, the part connecting the power line formed on the outer periphery and the auxiliary power main line needs to be formed three-dimensionally to avoid short circuits, which poses the problem of complicating the design. was discovered by the present inventor.

本発明の目的は、EMD耐性を向上させた電源配線を備
えた半導体集積回路装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device having power supply wiring with improved EMD resistance.

また本発明の他の目的は、電源ノイズによる誤動作の虞
れがなく、安定した動作が期待できる半導体集積回路装
置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that is free from malfunction due to power supply noise and can be expected to operate stably.

本発明のさらに他の目的は、補助電源幹線の設計が容易
な半導体集積回路装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device whose auxiliary power main line is easy to design.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち多層配線構造を備えた半導体集積回路装置にお
いて、第1の電源電圧が供給される第1の電源配線と、
第2の電源電圧が供給される第2の電源配線とを別層に
配置するものである。
That is, in a semiconductor integrated circuit device having a multilayer wiring structure, a first power supply wiring to which a first power supply voltage is supplied;
The second power supply wiring to which the second power supply voltage is supplied is arranged in a separate layer.

また上記第1の電源配線と第2の電源配線とを上下に隣
接した別層に重なるように並行して配置するものである
Further, the first power supply wiring and the second power supply wiring are arranged in parallel so as to overlap with each other in vertically adjacent different layers.

さらに上下に隣接した別層に重なるように並行して配置
された上記第1の電源配線と第2の電源配線のそれぞれ
と同一の配線層に、上記第1の電源配線と第2の電源配
線に並行するように第3の電源配線と第4の電源配線を
配置し、上言己第3の電源配線と第4の電源配線も上下
に重なるように並行して配置し、上記第1の電源配線と
第4の電源配線に同一の第1の電源電圧を供給し、上記
第2の電源配線と第3の電源配線に同一の第2の電源電
圧を供給するものである。
Furthermore, the first power supply wiring and the second power supply wiring are arranged in the same wiring layer as the first power supply wiring and the second power supply wiring, which are arranged in parallel so as to overlap with different layers adjacent to each other vertically. The third power supply wiring and the fourth power supply wiring are arranged parallel to each other, and the third power supply wiring and the fourth power supply wiring are also arranged in parallel so as to overlap vertically, and The same first power supply voltage is supplied to the power supply wiring and the fourth power supply wiring, and the same second power supply voltage is supplied to the second power supply wiring and the third power supply wiring.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、第1の電源配線と第2の電源配
線を別層に配置することにより、それら一対の電源配線
の一部または全部が所定の絶縁距離をもって相互に重ね
られ、その結果上記それぞれの電源配線の幅を従来より
も広く形成することが可能になるため、上記電源配線中
の電流密度が低減されてEMD耐性が向上する。また上
下に所定の絶縁距離を保って第1の電源配線と第2の電
源配線を別層に配置することにより、従来のように上記
電源配線の交点部において上記電源配線を立体的に交差
させる必要がなくなるので、上記電源配線の設計が容易
となる。
According to the above-mentioned means, by arranging the first power supply wiring and the second power supply wiring in different layers, part or all of the pair of power supply wirings are overlapped with each other with a predetermined insulation distance, and as a result, Since the width of each power supply wiring can be made wider than before, the current density in the power supply wiring is reduced and EMD resistance is improved. In addition, by arranging the first power supply wiring and the second power supply wiring in separate layers while maintaining a predetermined insulation distance vertically, the power supply wiring can be intersected three-dimensionally at the intersection of the power supply wiring as in the conventional method. Since this is no longer necessary, the design of the power supply wiring described above becomes easier.

また第1の電源配線と第2の電源配線を上下に隣接する
別層に重なるように配冒することにより、上記一対の電
源配線の間には従来に比べて格段に大きなカップリング
容量が形成される。そしてかかる大きなカップリング容
量は、電源ノイズによる上記N源配線の電位の変動を緩
和、吸収するように働くため、電源ノイズによる誤動作
が防止される。
In addition, by distributing the first power supply wiring and the second power supply wiring so that they overlap in vertically adjacent separate layers, a much larger coupling capacitance is formed between the pair of power supply wirings than in the past. be done. Since such a large coupling capacitance acts to alleviate and absorb fluctuations in the potential of the N source wiring due to power supply noise, malfunctions due to power supply noise are prevented.

さらに上記した手段によれば、同一電源配線層には、第
1の電#i電圧と第2の電源電圧とが個別的に供給され
る相互に異なる電源配線が含まれているため、電源配線
の直下または直上に形成された素子への給電が容易にな
り、また上下に重ねられた電源配線層の側端に位置する
電源配線の電源電圧も相互に異なるようになっているた
め、上記電源配線の側方に形成された回路素子への給電
も容易となる。
Furthermore, according to the above-mentioned means, since the same power supply wiring layer includes mutually different power supply wirings to which the first voltage #i voltage and the second power supply voltage are individually supplied, the power supply wiring This makes it easier to supply power to elements formed directly below or above the power supply, and the power supply voltages of the power supply wiring located at the side ends of the power supply wiring layers stacked one above the other are also different from each other. Power can also be easily supplied to circuit elements formed on the sides of the wiring.

以下、実施例により本発明を詳述する。なお実施例を説
明するための全図において、同一機能を有するものは同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. In all the figures for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations thereof will be omitted.

〔実施例1〕 第1図には本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の構成図が示されている。なお本図においては、説明を
簡単にするために層間絶縁膜を省略してある。
[Embodiment 1] FIG. 1 shows a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention. Note that in this figure, the interlayer insulating film is omitted to simplify the explanation.

本図に示される半導体集積回路装置は、例えば3層配線
構造を有し、特に制限はされないが、半導体基板(ンリ
コン単結晶チップ)10表面の中央部にpチャネル形M
ISFETとnチャネル形M I S F E Tとを
2個づつ備えた相補形MISFET (CMOS)にて
形成されたゲートを規則的に配置したCMOSゲートア
レイである。上記ゲートは論理回路の基本となるもので
、基本セル11とも呼ばれ、上記基本セル11を列方向
に配置してセル列12が形成され、上記セル列12を行
方向に配置してセル領域20が構成される。
The semiconductor integrated circuit device shown in this figure has, for example, a three-layer wiring structure, and although it is not particularly limited, a p-channel type M
This is a CMOS gate array in which gates formed by complementary MISFETs (CMOS) each having two ISFETs and two n-channel MISFETs are regularly arranged. The gate is the basis of a logic circuit, and is also called a basic cell 11. The basic cells 11 are arranged in a column direction to form a cell column 12, and the cell column 12 is arranged in a row direction to form a cell area. 20 are configured.

本実施例1のCMOSゲートアレイは、上記セル領域2
0内に基本セル11が隙間なく配置されたいわゆる敷き
詰め方式(sea of gates)と呼ばれるもの
であり、いわゆる固定チャネル方式のようにセル列間に
配線チャネル領域が存在しない。そして上記基本セル1
1内および基本セル1l間を図示しない信号配線にて結
線することにより所望の論理回路が形成される。上記信
号配線はアルミニウム合金からなる、例えば第1層目の
配線にて形成される。上記信号配線の線幅は、例えば2
〜4μm程度である。また上記第1層目の配線層には、
基本セル11に電源を供給するためのアルミニウム合金
からなる一対のセル電源配線17.18がそれぞれのセ
ル列12に沿って形成される。
The CMOS gate array of Example 1 has the cell area 2
This is a so-called "sea of gates" method in which the basic cells 11 are arranged without gaps within the cell rows, and unlike the so-called fixed channel method, there is no wiring channel region between cell rows. And the above basic cell 1
A desired logic circuit is formed by connecting the internal cells 1 and between the basic cells 1l with signal wiring (not shown). The signal wiring is formed of, for example, a first layer wiring made of an aluminum alloy. The line width of the above signal wiring is, for example, 2
It is about 4 μm. In addition, in the first wiring layer,
A pair of cell power supply lines 17 and 18 made of aluminum alloy for supplying power to the basic cells 11 are formed along each cell row 12.

上記セル電源配線17.18の線幅は、例えば6〜10
μm程度である。
The line width of the cell power supply wiring 17 and 18 is, for example, 6 to 10
It is about μm.

上記セル領域20の周囲には、選択的に入カバッファ、
出力バッファ、または人出力バッファとされるI/Oセ
ル13が連続的に形成され、さらにその外側の基板10
外周部には、外部との電気的接続を採るためのボンディ
ングバッド14が配置される。上記I/Oセル13は相
補形MISFETからなり、例えば第1層目配線層の配
線にて結線することにより、入力バッファ、出力バッフ
ァまたは人出力バッファが構成される。また上記I/O
セル13により、静電破壊防止回路やクランブ回路が構
成される。上記多数のボンディングバッド14のうち、
幾つかは外部から電源の供給を受けるための外部電源端
子であり、上呂己外部電源端子には電源電圧Vcc(例
えば5V)あるいは接地電圧V,,(例えばOV)が供
給される。
An input buffer is selectively provided around the cell area 20.
An I/O cell 13 serving as an output buffer or a human output buffer is continuously formed, and a substrate 10 outside the I/O cell 13 is formed continuously.
A bonding pad 14 for electrical connection with the outside is arranged on the outer periphery. The I/O cell 13 is composed of a complementary MISFET, and is configured as an input buffer, an output buffer, or a human output buffer by connecting it with, for example, the wiring of the first wiring layer. Also, the above I/O
The cells 13 constitute an electrostatic damage prevention circuit and a clamp circuit. Among the many bonding pads 14 mentioned above,
Some of them are external power supply terminals for receiving power supply from the outside, and the power supply voltage Vcc (for example, 5V) or the ground voltage V, (for example, OV) is supplied to the external power supply terminal.

上記I/Oセル13の上層の、例えば第2層目の配線層
には、上記外部電源端子に供給された電源を上記セル領
域20内に伝達するための、アルミニウム合金からなる
電源ライン15.16が並行して形成される。一方の電
源ライン15は、上記セル領域20に面した側に形成さ
れ、上記外部電#i端子から接地電圧V 5 5が供給
される。もう一方の電源ライン16は、上記電源ライン
15の外側に形成され、上記外部電源端子から電源電圧
V。。が供給される。上記電源ライン15.16は、同
一の配線層に並行して形成されるため、上記■/○セル
13との電気的接続は従来と同様に容易に行うことがで
きる。
In the upper layer of the I/O cell 13, for example, a second wiring layer, there is a power supply line 15 made of aluminum alloy for transmitting the power supplied to the external power supply terminal into the cell region 20. 16 are formed in parallel. One power supply line 15 is formed on the side facing the cell region 20, and is supplied with a ground voltage V 5 5 from the external power #i terminal. The other power supply line 16 is formed outside the power supply line 15 and receives the power supply voltage V from the external power supply terminal. . is supplied. Since the power supply lines 15 and 16 are formed in parallel on the same wiring layer, electrical connection with the ■/○ cells 13 can be easily made as in the conventional case.

上記電源ライン15.16の上層の、例えば第3層目の
配線層には、アルミニウム合金からなる電源ライン5,
6が並行して形成される。上記電源ライン5.6の幅は
、下層の電源ライン15.16の幅と概ね同一である。
In the upper layer of the power supply line 15.16, for example, the third wiring layer, the power supply line 5 made of aluminum alloy,
6 are formed in parallel. The width of the power supply line 5.6 is approximately the same as the width of the power supply line 15.16 in the lower layer.

一方の電源ライン5は、上記電源ライン16の上層に重
なるように並行して形成され、もう一方の電源ライン6
は、上記電源ライン15の上層に重なるように並行して
形成される。また上記電源ライン5の数箇所は、斜め下
層に形成された上記電源ライン15の直上部にまで張り
出して形成され、図示しない絶縁膜の上記張り出し部直
下に開口されたコンタクトホール47を介して下層の電
源ライン15と電気的に接続される。すなわち上記電源
ライン5には、接地電圧VSSが供給される。上計張り
出し部においては、隣接する上記電源ライン6は上記電
源ライン5の張出し部を避けるように湾曲して形成され
る。また上記電源ライン16の数箇所は、斜め上層に形
成された上記電源ライン6の直下部にまで張り出して形
成され、図示しない絶縁膜に開口されたコンタクトホー
ル48を介して上層の電源ライン6と電気的に接続され
る。すなわち上記電源ライン6には、電源電圧VCCが
供給される。なお本図においては、上記それぞれの張り
出し部は代表的に1箇所ずつ示されている。また上記電
源ライン5.6,15.16は、基板10の外周部に沿
って連続的に形成されるが、上下に重なるように形成さ
れる様子を理解し易くするため、その一部を削除して図
示してある。さらに上記電源ライン5,6,15.16
は、封止工程におけるパッケージクラブクの発生を防止
するため、例えば45μm程度の幅の配線を複数本並列
に配置して形成されているが、本図においては便宜上1
本の配線として表現してある。上記電源ライン15を構
成する上記複数本の配線は、接地電圧VSSが供給され
る1個のI/Oセル13より給電され、電源ライン16
を構成する上記複数本の配線は、電源電圧V C Cが
供給される1個のI/Oセル13より給電される。
One power supply line 5 is formed in parallel so as to overlap with the upper layer of the power supply line 16, and the other power supply line 6
are formed in parallel so as to overlap the upper layer of the power supply line 15. In addition, several parts of the power supply line 5 are formed so as to extend directly above the power supply line 15 formed diagonally below, and are connected to the lower layer through contact holes 47 opened directly below the above-mentioned extension of an insulating film (not shown). It is electrically connected to the power supply line 15 of. That is, the power supply line 5 is supplied with the ground voltage VSS. At the upper projecting portion, the adjacent power lines 6 are formed to be curved so as to avoid the projecting portion of the power line 5. In addition, several parts of the power line 16 are formed so as to extend directly below the power line 6 formed diagonally above, and are connected to the power line 6 in the upper layer through contact holes 48 opened in an insulating film (not shown). electrically connected. That is, the power supply line 6 is supplied with the power supply voltage VCC. Note that in this figure, one representative portion of each of the above-mentioned overhang portions is shown. Furthermore, the power supply lines 5.6 and 15.16 are formed continuously along the outer periphery of the substrate 10, but some of them have been removed to make it easier to understand how they are formed so as to overlap vertically. It is illustrated as follows. Furthermore, the above power lines 5, 6, 15.16
is formed by arranging a plurality of wirings each having a width of, for example, 45 μm in parallel in order to prevent the occurrence of package cracks during the sealing process.
It is expressed as the wiring of a book. The plurality of wires constituting the power supply line 15 are supplied with power from one I/O cell 13 to which the ground voltage VSS is supplied, and the power supply line 16
The plurality of wirings constituting the circuit are supplied with power from one I/O cell 13 to which the power supply voltage VCC is supplied.

上記電源ライン5,6,15.16によって周囲を囲ま
れたセル領域20の上層には、前記セル電源配線17.
18と上記電源ライン15.16との電気的接続を採る
ためのアルミニウム合金からなる補助電源幹線45.4
6が形成される。
In the upper layer of the cell region 20 surrounded by the power supply lines 5, 6, 15.16, the cell power supply wiring 17.
Auxiliary power main line 45.4 made of aluminum alloy for electrical connection between 18 and the above power line 15.16
6 is formed.

方の補助電源幹線45は、上記電源ライン15と同一の
第2層目配線層に形成され、その端部は上記電源ライン
15と一体的に接続される。すなわち上記補助電源幹線
45には接地電圧V S Sが供給される。上記補助電
源幹線45の線幅は、例えば15〜25μm程度である
。もう一方の補助電源幹線46は、上記電源ライン6と
同一の第3層目配線層に形成され、その端部は上記電源
ライン6と一体的に接続される。すなわち上記補助電源
幹線46には電源電圧V。0が供給される。上記補助電
源幹線46の線幅は、例えば30〜50μm程度である
。上記補助電源幹線45.46は、いずれも複数本が格
子状に形成される。また上記補助電源幹線45.46は
、互いに並行して形成されるが、上下に重なるようには
形成されず、所定の間隔を置いて段違いに形成される。
The auxiliary power main line 45 is formed in the same second wiring layer as the power line 15, and its end portion is integrally connected to the power line 15. That is, the auxiliary power main line 45 is supplied with the ground voltage VSS. The line width of the auxiliary power main line 45 is, for example, about 15 to 25 μm. The other auxiliary power main line 46 is formed in the same third wiring layer as the power line 6, and its end is integrally connected to the power line 6. That is, the auxiliary power main line 46 is supplied with the power supply voltage V. 0 is supplied. The line width of the auxiliary power main line 46 is, for example, about 30 to 50 μm. A plurality of the auxiliary power main lines 45 and 46 are formed in a grid pattern. Further, the auxiliary power main lines 45 and 46 are formed parallel to each other, but are not formed so as to overlap one above the other, but are formed at different levels at a predetermined interval.

第2図には上記補助電源幹線45.46のより詳細な配
置が示されている。上記補助電源幹線45.46の配置
本数や配線サイズ(線幅、膜厚)は、後に詳述する自動
配置配線システムのベースデータに組み込まれた固定パ
ターン情報に基づいて自動的に設定されるため、そのレ
イアウトはゲートアレイの全品種に共通である。すなわ
ち上記補助電源幹線45.46の行方向の間隔Mおよび
本数、ならびに列方向の間隔Nおよび本数のそれぞれは
、使用される周波数および配線サイズを主要な要件とし
て、基本セル11の数に基づいて規定される。第3図に
は使用される周波数と基本セル数との関係の一例が示さ
れている。本図において、横軸は使用される周波数(M
HZ)を示し、縦軸は基本セル11の数(行方向に配列
される基本セル11の数〔m個〕と列方向に配列される
基本セル11の数〔n個〕との積)を示している。図中
の曲線ASB,Cのそれぞれは、補助電源幹線45の断
面積と補助電源幹線46の断面積とを加算した補助電源
幹線45.46の合計の断面積〔μm″〕を示している
。曲線Aは、例えば補助電源幹線45.46の合計の断
面積が22〜23μm′の場合である。曲線Bは、例え
ば補助電源幹線45.46の合計の断面噴が35〜36
μm″の場合である。曲線Cは、例えば補助電源幹線4
5.46の合計の断面積が61〜62μm′の場合であ
る。
FIG. 2 shows a more detailed arrangement of the auxiliary power mains 45, 46. The number of auxiliary power main lines 45 and 46 to be placed and the wiring size (line width, film thickness) are automatically set based on fixed pattern information incorporated in the base data of the automatic placement and wiring system, which will be detailed later. , the layout is common to all types of gate arrays. That is, the spacing M and the number of the auxiliary power main lines 45, 46 in the row direction, and the spacing N and the number of lines in the column direction are based on the number of basic cells 11, with the frequency and wiring size used as the main requirements. stipulated. FIG. 3 shows an example of the relationship between the frequency used and the number of basic cells. In this figure, the horizontal axis is the frequency used (M
HZ), and the vertical axis represents the number of basic cells 11 (the product of the number of basic cells 11 arranged in the row direction [m] and the number of basic cells 11 arranged in the column direction [n]). It shows. Each of the curves ASB and C in the figure indicates the total cross-sectional area [μm''] of the auxiliary power main line 45.46, which is the sum of the cross-sectional area of the auxiliary power main line 45 and the cross-sectional area of the auxiliary power main line 46. Curve A is, for example, when the total cross-sectional area of the auxiliary power supply main lines 45.46 is 22 to 23 μm'.Curve B is, for example, when the total cross-sectional area of the auxiliary power supply main lines 45.46 is 35 to 36 μm.
μm''.Curve C is, for example, the case of the auxiliary power main line 4
This is the case when the total cross-sectional area of 5.46 is 61 to 62 μm'.

これにより、1個の基本セル11に最適な電流密度を測
定することができるので、使用される周波数に応じて第
3図から基本セル11の数とこの数の基本セル11に必
要な補助電源幹線45.46の合計の断面積とを求める
ことができる。
As a result, the optimum current density for one basic cell 11 can be measured, so depending on the frequency used, the number of basic cells 11 and the auxiliary power supply required for this number of basic cells 11 can be determined from FIG. The total cross-sectional area of the main lines 45 and 46 can be calculated.

例えば使用される周波数が30M七、補助電源幹線45
.46の合計の断面積が22〜23μm”(曲線A)と
する場合、最適な電流密度となるための基本セル11の
数は約1000個である。上記基本セル11の数は、行
方向に配列される基本セル11の数〔m個〕と列方向に
配列される基本セル11の数〔n個〕との積であるため
、例えば行方向に配列される10個の基本セル1l毎に
補助電源幹線45.46を各1本ずつ用意し、列方向に
配列される100個の基本セル11毎に補助電源幹線4
5.46を各1本ずつ用意すればよいことになる。本実
施例では、例えば行方向に配列される約10〜20個の
基本セル11毎に補助電源幹線45.46を各1本ずつ
用意し、列方向に配列される約100〜200個の基本
セル11毎に補助電源幹線45.46を各1本ずつ用意
する。
For example, the frequency used is 30M7, auxiliary power main line 45
.. When the total cross-sectional area of 46 cells is 22 to 23 μm'' (curve A), the number of basic cells 11 for optimum current density is approximately 1000. Since it is the product of the number of basic cells 11 arranged [m] and the number of basic cells 11 arranged in the column direction [n], for example, for every 10 basic cells 1l arranged in the row direction, One auxiliary power main line 45 and one auxiliary power main line 46 are prepared, and one auxiliary power main line 4 is provided for every 100 basic cells 11 arranged in the column direction.
All you need to do is prepare one each of 5.46. In this embodiment, for example, one auxiliary power main line 45,46 is prepared for each of about 10 to 20 basic cells 11 arranged in the row direction, and one auxiliary power supply main line 45,46 is prepared for each of about 10 to 20 basic cells 11 arranged in the column direction. One auxiliary power main line 45,46 is prepared for each cell 11.

これにより、行方向に延在する補助電源幹線45.46
と列方向に延在する補助電源幹線45.46とで区画さ
れた領域内に配列される基本セル11の数は、他の区画
された領域内に配列される基本セル11の数と実質的に
等しくなる。また区画されたそれぞれの領域内の電流密
度も実質的に等しくなる。従って、補助電源幹線45.
46で区画されたそれぞれの領域は、基本セル11の数
に基づいて電流密度が最適に設定されるので、いかなる
論理回路を作成した場合でも電流密度の極端な集中は生
じない。なお上記区画された領域内の基本セル11の使
用率(論理回路の配置割合)は必ずしも100%である
必要はなく、通常は許容範囲を20%程度持たせている
ので、80%程度が平均である。
As a result, the auxiliary power main lines 45, 46 extending in the row direction
The number of basic cells 11 arranged in the area partitioned by and the auxiliary power main lines 45 and 46 extending in the column direction is substantially the same as the number of basic cells 11 arranged in other partitioned areas. is equal to Further, the current density in each divided region is also substantially equal. Therefore, the auxiliary power main line 45.
Since the current density in each region divided by 46 is optimally set based on the number of basic cells 11, extreme concentration of current density does not occur no matter what logic circuit is created. Note that the usage rate of the basic cells 11 (the placement ratio of logic circuits) in the above partitioned area does not necessarily have to be 100%, and usually there is a tolerance of about 20%, so the average is about 80%. It is.

このように、マスクスライス方式により作成される半導
体集積回路装置のセル領域20の上層に、列方向に延在
し、かつ行方向に実質的に等間隔Mで複数本配置された
補助電源幹線45.46と、行方向に延在し、かつ列方
向に実質的に等間隔Nで複数本配置された補助電源幹線
45.46とを格子状に配置することにより、上記補助
電源幹線45.46で区画された各領域内の電流密度を
等しくすることができるので、区画されたそれぞれの領
域内の電流密度に応じて補助電源幹線45,46の配線
本数や配線サイズを最適化し、無駄な補助電源幹線45
.46の占有面積を縮小し、論理回路の実装率を向上さ
せることができる。
In this way, a plurality of auxiliary power main lines 45 extending in the column direction and arranged at substantially equal intervals M in the row direction are provided in the upper layer of the cell region 20 of the semiconductor integrated circuit device manufactured by the mask slicing method. .46 and a plurality of auxiliary power supply main lines 45.46 extending in the row direction and arranged at substantially equal intervals N in the column direction in a grid pattern, the auxiliary power supply main lines 45.46 are Since it is possible to equalize the current density in each region divided by Power main line 45
.. The area occupied by 46 can be reduced and the implementation rate of logic circuits can be improved.

前記第1図に示すように、前記セル列12の上層に形成
された一対のセル電源配4117.18(7)うち、一
方のセル電源配線17は、上記セル列12を構成する基
本セル11内のpチャネル形MISFET上に形成され
、第2層目の配線層に形成されたパッド電極42および
図示しない層間絶縁膜に開口したコンタクトホール36
を介して上記補助電源幹線46に接続される。またもう
一方のセル電源配線18は、上記基本セル11内のnチ
ャネル形MISFET上に形成され、図示しない絶縁膜
に開口したコンタクトホール39を介して上記補助電源
幹線45に接続される。従って、上記電源配線17には
電源電圧V。,が、また上記電源配線18には接地電圧
VSSがそれぞれ供給される。このように、本実施例1
のCMOSゲートアレイは、前記I/Oセル13の上層
に形成された電源ライン5.6,15.16から補助電
源幹線45,46、さらにセル電源配線17.18を通
じてセル領域20に電源を供給する。
As shown in FIG. 1, one of the pair of cell power supply lines 4117.18 (7) formed in the upper layer of the cell column 12 is connected to the basic cell 11 constituting the cell column 12. A pad electrode 42 formed on the p-channel MISFET in the second wiring layer and a contact hole 36 opened in an interlayer insulating film (not shown)
It is connected to the auxiliary power supply main line 46 via. The other cell power supply line 18 is formed on the n-channel MISFET in the basic cell 11, and is connected to the auxiliary power supply main line 45 through a contact hole 39 opened in an insulating film (not shown). Therefore, the power supply voltage V is applied to the power supply wiring 17. , and the ground voltage VSS is supplied to the power supply wiring 18, respectively. In this way, this example 1
The CMOS gate array supplies power to the cell area 20 from the power supply lines 5.6, 15.16 formed in the upper layer of the I/O cell 13, to the auxiliary power supply main lines 45, 46, and further through the cell power supply wiring 17.18. do.

上記電源ライン5,6.15.16は、同一の配線層に
並行して形成された従来の電源ラインに比べて細く形成
されるが、それらの幅は少なくとも従来の電源ラインの
半分よりは広い。上記電源ライン5.6,15.16の
1本あたりの幅が従来よりも細くなったことにより、そ
の占有面積が従来に比べて縮小されるので、本実施例1
の半導体集積回路装置は、同一チップサイズを有する従
来の半導体集積回路装置に比べて集積度が向上する。ま
た上下に隣接する2層にまたがって形成された電源ライ
ン5と15、あるいは6と16は、それぞれ同一の電位
が供給され、それぞれの電源ラインの幅は従来の電源ラ
インの少なくとも半分よりは広いため、同一の電位を持
つ上記電源ラインの全体の幅は従来に比べて広く形成さ
れる。これにより、本実施例1の半導体集積回路装置は
、電源ラインを流れる電流の密度が従来に比べて低減さ
れるので、そのEMD耐性が向上する。
The power lines 5, 6, 15, and 16 are formed thinner than conventional power lines formed in parallel on the same wiring layer, but their width is at least half the width of the conventional power lines. . Since the width of each of the power supply lines 5.6 and 15.16 is narrower than before, the area occupied by the power supply lines 5.6 and 15.16 is reduced compared to the conventional case.
The semiconductor integrated circuit device has an improved degree of integration compared to conventional semiconductor integrated circuit devices having the same chip size. In addition, the power lines 5 and 15 or 6 and 16 formed across two vertically adjacent layers are supplied with the same potential, and the width of each power line is at least half wider than the conventional power line. Therefore, the overall width of the power supply lines having the same potential is formed wider than in the past. As a result, in the semiconductor integrated circuit device of the first embodiment, the density of the current flowing through the power supply line is reduced compared to the conventional device, so that its EMD resistance is improved.

さらに、従来同一の配線層に並行して形成された電源ラ
インにおけるカップリング容量は、2本の電源ラインの
側面間にのみ形成されていたが、本実施例1における電
源ラインのカップリング容量は、同一の配線層に並行し
て形成された電源ライン5と6、および15と16の側
面間に形成されるとともに、上下に重なるように形成さ
れた電源ライン5と16、および6と15の表面間にも
形成される。すなわち上記電源ライン5.6,15.1
6の側面間に形成されるカップリング容量は従来の2倍
に増加しており、これに上記電源ライン5,6,15.
16の表面間に形成されるカップリング容量が加わるた
め、上記電源ライン5.6,15.16に形成されるカ
ップリング容量は従来に比べて格段に大きくなる。
Furthermore, conventionally, coupling capacitance in power supply lines formed in parallel on the same wiring layer was formed only between the side surfaces of two power supply lines, but the coupling capacitance of the power supply line in this embodiment 1 is , power supply lines 5 and 6 and 15 and 16 formed in parallel on the same wiring layer, and power supply lines 5 and 16 and 6 and 15 formed between the side surfaces and overlapping vertically. It is also formed between surfaces. That is, the above power lines 5.6, 15.1
The coupling capacitance formed between the sides of the power lines 5, 6, 15, .
Since the coupling capacitance formed between the surfaces of the power supply lines 5.6 and 15.16 is added, the coupling capacitance formed in the power supply lines 5.6 and 15.16 becomes much larger than that in the conventional case.

ところで上記電源ライン5,6,15.16に接続され
た複数のI/Oセル13が同時にスイッチング動作を行
うと、上記電源ライン5,6,15.16には電源ノイ
ズが発生する。上記電源ノイズが発生した場合には上記
増大したカップリング容量が上記ノイズを緩和するよう
に働く。すなわち上記電源ノイズが発生すると、上記電
源ライン5,6,15.16の電位が不所望に上昇、あ
るいは低下しようとするが、上記電源ライン5,15の
接地電圧VSSが不所望に上昇しようとする場合には余
分な電荷は上記大きなカップリング容量の充電に費やさ
れ、また上記電源ライン6,16の電源電圧VCCが不
所望に降下しようとする場合には上記大きなカップリン
グ容量に充電されている電荷がその電圧降下を補償する
。このようにして、上記電源ライン5,6,15.16
の電位の不所望な変化が緩和されることにより、本実施
例1の半導体集積回路装置は、上記増大したカップリン
グ容量が電源ノイズを緩和、吸収し、内部に形成された
トランジスタの誤動作を防止するので、安定した回路動
作が確保される。さらに内側の上記電源ライン6.15
は、上下に別層に形成され、それぞれ電源電圧V。c1
あるいは接地電圧V S 5が供給されるため、上記内
部領域に給電するにあたっては上記補助電源幹線46.
45をそれぞれ上記電源ライン6.15と同一の配線層
上に形成すればよく、従来のように両者の接続部におけ
る短絡防止のための立体的な配線は不要となる結果、上
記補助電源幹線46.45の設計が容易となる。
By the way, when a plurality of I/O cells 13 connected to the power supply lines 5, 6, 15.16 perform switching operations at the same time, power supply noise is generated on the power supply lines 5, 6, 15.16. When the power supply noise occurs, the increased coupling capacitance acts to alleviate the noise. That is, when the power supply noise occurs, the potential of the power supply lines 5, 6, 15, 16 tends to rise or fall undesirably, but the ground voltage VSS of the power supply lines 5, 15 tends to rise undesirably. In this case, the excess charge is used to charge the large coupling capacitance, and if the power supply voltage VCC of the power supply lines 6 and 16 is about to drop undesirably, the large coupling capacitance is charged. The charge on the voltage compensates for that voltage drop. In this way, the power lines 5, 6, 15, 16
By alleviating undesirable changes in the potential of the semiconductor integrated circuit device of the first embodiment, the increased coupling capacitance alleviates and absorbs power supply noise, thereby preventing malfunctions of the transistors formed inside. Therefore, stable circuit operation is ensured. Further inside the above power line 6.15
are formed in separate upper and lower layers, and each has a power supply voltage V. c1
Alternatively, since the ground voltage V S 5 is supplied, the auxiliary power main line 46.
45 can be formed on the same wiring layer as the power supply lines 6 and 15, and as a result, there is no need for three-dimensional wiring to prevent short circuits at the connection between the two as in the past. .45 design becomes easy.

第4図には上記第1図にて示した基本セル11、セル電
源配線17.18および補助電源幹線45,46の詳細
図が示されている。上記基本セル11は、n形ウェル領
域40上に形成された2個のpチャネル形M I S 
F ET (P,, P.)と、p形ウエル領域4l上
に形成された2個のnチャネル形Mr SFET (N
l,N,)トを備エタ相?iflM I S FET 
(CMOSFET)にて構成される。上記pチャネル形
M I S F ET (P., P2)は、互いに並
行して形成された3個のp形半導体領域23.24.2
5からなり、一方のpチャネル形MISFET(PI)
は、上♂己p形半導体領域のうち、中央に位置するp形
半導体領域24および上記半導体領域のうち一方の端に
位置するp形半導体領域23にて構成され、もう一方の
pチャネル形MISFET(P2)は、上記pチャネル
形MISFET(P1)と共通のp形半導体領域24お
よび上記p形半導体領域のうち、もう一方の端に位置す
るp形半導体領域25にて構成される。また上記nチャ
ネル形M I S F E T ( N+, Nz>は
、並行して形成された3個のn形半導体領域26,27
.28からなり、一方のnチャネル形MISFET(N
1)は、上記n形半導体領域のうち中央に位置するp形
半導体領域27および上記n形半導体領域のうち、一方
の端に位置するn形半導体領域26にて構成され、もう
一方のnチャネル形MISFET (N2>は、上記n
チャネル形MISFET(N)と共通のn形半導体領域
27および上記n形半導体領域のうち、もう一方の端に
位置するn形半導体領域28にて構成される。上記M 
I S F E T(P,,N,)には共通のゲート電
極21が形成され、同じく上記M I S F ET 
(P2, N2)には共通のゲート電極22が形成され
る。
FIG. 4 shows a detailed diagram of the basic cell 11, cell power supply wiring 17, 18, and auxiliary power main lines 45, 46 shown in FIG. 1 above. The basic cell 11 includes two p-channel type MIS formed on the n-type well region 40.
FET (P,, P.) and two n-channel type Mr SFETs (N
Is it possible to have l, N, )? iflM I S FET
(CMOSFET). The p-channel MISFET (P., P2) has three p-type semiconductor regions 23.24.2 formed in parallel with each other.
5, one p-channel type MISFET (PI)
is composed of a p-type semiconductor region 24 located in the center of the upper p-type semiconductor region and a p-type semiconductor region 23 located at one end of the semiconductor region, and the other p-channel type MISFET (P2) is composed of a p-type semiconductor region 24 common to the p-channel type MISFET (P1) and a p-type semiconductor region 25 located at the other end of the p-type semiconductor regions. Further, the n-channel type MISFET (N+, Nz>) is formed by three n-type semiconductor regions 26 and 27 formed in parallel.
.. 28, one n-channel type MISFET (N
1) is composed of a p-type semiconductor region 27 located in the center of the n-type semiconductor region and an n-type semiconductor region 26 located at one end of the n-type semiconductor region, and the other n-channel MISFET (N2> is the above n
It is composed of an n-type semiconductor region 27 common to the channel type MISFET (N) and an n-type semiconductor region 28 located at the other end of the n-type semiconductor regions. Above M
A common gate electrode 21 is formed in the ISFET(P,,N,), and the same gate electrode 21 is formed in the ISFET(P,,N,).
A common gate electrode 22 is formed at (P2, N2).

前記複数個の基本セル11により構成されたセル列12
の上層には、上記セル列l2に沿って上記補助電源幹線
45.46に接続されるセル電源配1?tl7,18が
形成される。上記セル電源配線17,I’8は、第1層
目の配線層に並行して形成される。一方のセル電源配線
17は、パッド電極42および図示しない層間絶縁膜に
開口したコンタクトホール36を介して上記補助電源幹
線46に接続され、かつ図示しない層間絶縁膜に開孔さ
れたコンタクトホール29を介して上記p形半導体領域
23に接続される。またもう一方のセル電源配線18は
、図示しない層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホール
39を介して上記補助電源幹線45に接続され、かつ図
示しない層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホール30
を介して上記n形半導体領域26に接続される。
A cell row 12 constituted by the plurality of basic cells 11
In the upper layer, a cell power supply wiring 1? is connected to the auxiliary power main line 45, 46 along the cell row l2. tl7,18 is formed. The cell power supply wiring 17, I'8 is formed in parallel to the first wiring layer. One cell power supply wiring 17 is connected to the auxiliary power main line 46 via a pad electrode 42 and a contact hole 36 opened in an interlayer insulation film (not shown), and is connected to a contact hole 29 opened in an interlayer insulation film (not shown). It is connected to the p-type semiconductor region 23 through it. The other cell power supply wiring 18 is connected to the auxiliary power main line 45 via a contact hole 39 formed in an interlayer insulating film (not shown), and a contact hole 30 formed in the interlayer insulating film (not shown).
It is connected to the n-type semiconductor region 26 via.

本図に示す基本セル1工には、例えば信号配線31,3
4.37およびコンタクトホール29,30,32、3
3.38を追加することによって、2人力NAND回路
が形成される。上記セル電源配線17は、コンタクトホ
ール29を介してp型半導体領域23.25に接続され
、上記セル電源配線18は、コンタクトホール30を介
してn型半導体領域26に接続される。上記2人力NA
ND回路に信号を人力するために、コンタクトホール3
2を介して上記ゲート電極21に接続される信号配線3
1が形成され、またコンタクトホール38を介して上記
ゲート電極22に接続される信号配線37が形成される
。さらに上記2人力NAND回路から出力される信号を
他の回路に伝達するための信号配線34が形成され、コ
ンタクトホール33を介してp形半導体領域24および
n形半導体領域28に接続される。
For example, the basic cell construction shown in this figure includes signal wiring 31, 3
4.37 and contact holes 29, 30, 32, 3
By adding 3.38, a two-person NAND circuit is formed. The cell power supply wiring 17 is connected to the p-type semiconductor region 23.25 through a contact hole 29, and the cell power supply wiring 18 is connected to the n-type semiconductor region 26 through a contact hole 30. The above two-person NA
Contact hole 3 is used to input a signal to the ND circuit.
A signal wiring 3 connected to the gate electrode 21 via 2
1 is formed, and a signal wiring 37 connected to the gate electrode 22 through a contact hole 38 is formed. Furthermore, a signal wiring 34 is formed for transmitting the signal output from the two-way NAND circuit to other circuits, and is connected to the p-type semiconductor region 24 and the n-type semiconductor region 28 via the contact hole 33.

第5図には上記2人力NAND回路の等価回路が示され
ている。上記2人力NAND回路は、2個並列に接続さ
れたpチャネル形MISFET (P,,P2)と2個
直列に接続されたnチャネル形MI S F ET (
N,, N,)とを組み合わせて形成される。いま信号
配線31.37を同時にハイレベルにすると、pチャネ
ル形MISFET (P,.P.)はt7状態に、nチ
ャネル形MISFET (N,,N2)はオン状態とな
り、信号配線34はローレベルとなる。また信号配線3
1.37のいずれか一方をローレベルに、もう一方をハ
イレベルにすると、pチャネル形M I S F E 
T (Pl. P2)のいずれか一方がオン状態となり
、信号配線34はハイレベルとなる。さらに信号配線3
1.37の両方をローレベルにすると、pチャネル形M
ISFET(P,,P2)の両方がオン状態となり、信
号配線34はハイレベルとなる。このように、上記2人
力NAND回路は論理積の否定動作を行うものである。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the above two-manpower NAND circuit. The above two-man power NAND circuit consists of two p-channel MISFETs (P,, P2) connected in parallel and two n-channel MISFETs (P, P2) connected in series.
N,, N,). Now, if the signal wires 31 and 37 are set to high level at the same time, the p-channel type MISFET (P, .P.) will be in the t7 state, the n-channel type MISFET (N,, N2) will be in the on state, and the signal wire 34 will be in the low level. becomes. Also signal wiring 3
1.37 When one of them is set to low level and the other is set to high level, p-channel type M I S F E
Either one of T (Pl. P2) is turned on, and the signal wiring 34 becomes high level. Furthermore, signal wiring 3
1.37, when both are set to low level, p-channel type M
Both ISFETs (P, , P2) are turned on, and the signal wiring 34 is at a high level. In this manner, the two-manpower NAND circuit performs a logical AND NOT operation.

次に、本実施例1の半導体集積回路装置の製造工程を第
6図(プロセスフロ一図)を用いて簡単に説明する。
Next, the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device of Example 1 will be briefly explained using FIG. 6 (process flow diagram).

まず半導体基板10に搭載する論理を設計し、論理回路
図を作成するく50〉。次に上記論理回路図に基づき、
コンピュータを使用した自動配置配線システム(Des
+gn Automat+on;DA)にて論理回路の
配置および結線を自動的に行う〈51〉。上記自動配置
配線ンステムにおいては、まず最初に前記論理回路図に
基づき、自動配置配線システムで扱える結線情報(NE
T FILE)として上8己結線情報を自動配置配線ン
ステムに入力する<511>。
First, the logic to be mounted on the semiconductor substrate 10 is designed and a logic circuit diagram is created (50). Next, based on the above logic circuit diagram,
Automatic placement and routing system using a computer (Des
+gn Automat+on; DA) automatically places and connects the logic circuit <51>. In the automatic placement and routing system described above, first, based on the logic circuit diagram, connection information (NE) that can be handled by the automatic placement and routing system is
The upper 8 connection information is input to the automatic placement and routing system as T FILE) <511>.

次に上記自動配置配線ンステムのベースデータく517
〉に言己憶された仮想的に表現される半導体基板上に電
源配線を自動的に配置する<512>。
Next, the base data of the automatic placement and routing system 517
<512>.

上記ベースデータ<5 1 7>は、半導体基板上に基
本セルパターンを配列した情報である。上記電源配線は
補助電源幹線(45.46)であり、上記補助電源幹線
は、電源配線本数情報<5 1 6>に基づき配置され
る。すなわち前述のように、主に使用される周波数およ
び配線サイズに基づき、m個の基本セル毎に列方向に延
在する補助電源幹線(45.46>を配置し、n個の基
本セル毎に行方向に延在する補助電源幹線(4 5. 
 4 6)を配置する。上記補助電源幹線の自動配置は
、周波数および配線サイズに基づき、格子状の補助電源
幹線で区画された領域内の電流密度を最適に制御できる
ように、配線本数や配線サイズを自由に変化させること
ができる。上記補助電源幹線は、セル領域(20)内の
みに配置され、その他の領域は電源配線配置禁止領域で
あるので配置されない。
The base data <5 1 7> is information in which basic cell patterns are arranged on a semiconductor substrate. The power supply wiring is an auxiliary power supply main line (45,46), and the auxiliary power supply main line is arranged based on the power supply wiring number information <5 1 6>. That is, as mentioned above, based on the frequency and wiring size mainly used, an auxiliary power main line (45,46> extending in the column direction is arranged for every m basic cells, and a Auxiliary power main line (4 5.
4 Place 6). The above automatic placement of auxiliary power main lines allows the number of wires and wiring size to be freely changed based on the frequency and wiring size so that the current density within the area divided by the grid-like auxiliary power main lines can be optimally controlled. I can do it. The above-mentioned auxiliary power main line is arranged only in the cell area (20), and is not arranged in other areas because the arrangement of power supply wiring is prohibited.

なお電源配線のうち電源ライン(5,6,15.16)
およびセル電源配線(17.18)は、ベースデータ<
517>に固定パターンとして記憶されている。
In addition, among the power supply wiring, the power supply line (5, 6, 15.16)
and cell power supply wiring (17.18), base data <
517> as a fixed pattern.

次に自動配置配線システムに人力された結線情報に基づ
き、設計された論理回路の自動配置を行う<5 1 3
>。上記論理回路の自動配置は、自動配置配線システム
に記憶されたモジュール(論理機能パターン)<518
>を上記基本セルパターンに沿って自動的に配置するこ
とにより行う。
Next, the designed logic circuit is automatically placed based on the connection information manually entered into the automatic placement and wiring system.<5 1 3
>. The above automatic placement of the logic circuit is performed using a module (logic function pattern) stored in the automatic placement and routing system <518
> is automatically arranged along the basic cell pattern.

次に上記結線情報に基づき、自動的に配置された論理回
路(モジ二ール)間を自動的に信号配線にて結線し、論
理回路情報を完成させる〈514〉。次に自動配置配線
ンステムで完成された上記論理回路情報をデザインルー
ルに基づき、マスク作成用データに変換する<5 1 
5>。前記結線情報を入力する段階<511>から上記
マスク作成用データに変換する段階<5 1 5>まで
は、自動配置配線システムで自動的に処理される。
Next, based on the above wiring information, the automatically arranged logic circuits (modinals) are automatically connected with signal wiring to complete the logic circuit information <514>. Next, the above logic circuit information completed by the automatic placement and routing system is converted into mask creation data based on the design rules <5 1
5>. The steps from the step <511> of inputting the connection information to the step <5 1 5> of converting into the mask creation data are automatically processed by the automatic placement and routing system.

次に、上記マスク作成用データに基づき、電子線(EB
)描画装置にて結線用マスク(結線パターンを有する製
造マスク)を形成しく52〉、上記結線用マスクを用い
て半導体ウエハ上にデバイスプロセスを施すく52〉こ
とによって、所定の論理が搭載された半導体集積回路装
置が実質的に完成する。
Next, based on the above mask creation data, electron beam (EB)
) A wiring mask (manufacturing mask having a wiring pattern) is formed using a drawing device (52), and a device process is performed on the semiconductor wafer using the wiring mask (52), whereby a predetermined logic is mounted. The semiconductor integrated circuit device is substantially completed.

このように、自動配置配線システムで形成されるマスク
スライス方式の半導体集積回路装置の製造において、上
記自動配置配線システムの電源配線本数情報<5 1 
6>に基づき、所定数の基本セル(11)毎に補助電源
幹線(45.46)を自動的に配置する段階<5 1 
2>と、その後論理回路の結線パターンを自動的に配置
し<5 1 3>、論理回路間を自動的に信号配線で結
線する〈514〉ことによって、あらかじめ補助電源幹
線(45,46)を最適な電流密度となるように配置し
たので、自動配置配線システムのベースデータに固定パ
ターンとして補助電源幹線を配置し、論理回路間を自動
的に結線する段階の後に所定の領域の電流密度に応じて
補助電源幹線を再度配置しなおす段階がなくなり、この
段階に相当する分、自動配置配線システムの処理段階が
低減し、マスクスライス方式による半導体集積回路装置
の開発期間を短縮することができる。
In this way, in manufacturing a mask slicing semiconductor integrated circuit device formed using an automatic placement and routing system, the power supply wiring number information of the automatic placement and routing system <5 1
6>, automatically arranging auxiliary power main lines (45.46) for each predetermined number of basic cells (11) <5 1
2>, then automatically arrange the wiring patterns of the logic circuits <5 1 3>, and automatically connect the logic circuits with signal wiring <514>, thereby connecting the auxiliary power main lines (45, 46) in advance. Since the current density is optimized, the auxiliary power main line is placed as a fixed pattern in the base data of the automatic placement and routing system, and after the stage of automatically connecting logic circuits, it is placed according to the current density in a predetermined area. This eliminates the step of re-arranging the auxiliary power main line, and the number of processing steps of the automatic placement and wiring system is reduced by the amount corresponding to this step, and the development period of a semiconductor integrated circuit device using the mask slicing method can be shortened.

このように、本実施例1によれば、以下の作用効果を得
ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

(1).下層(第2層目)の配線層に電源電圧VCC用
電源ライン16と接地電圧v,,用電源ライン15とを
形成し、その上層(第3層目)に電源電圧VCC用電源
ライン6と接地電圧V 5 5用電源ライン5とを重な
るように配置するため、従来のように一つの配線層に全
ての電源電圧vCc用電源ラインと接地電圧VSS用電
源ラインとを形成した場合の総電源ライン幅と比較する
と、上記電源電圧V。C用電源ライン6,16の総線幅
、および上記接地電圧VSS用電源ライン5.15の総
線幅のそれぞれの総幅を最大限従来の電源ライン幅まで
拡げることが可能となり、上記電源ライン5.6,15
.16内の電流密度を従来よりも低減させ、そのEMD
耐性を向上させることができる。
(1). A power supply line 16 for power supply voltage VCC and a power supply line 15 for ground voltage v, , are formed in the wiring layer in the lower layer (second layer), and a power supply line 6 for power supply voltage VCC and Since the power supply line 5 for the ground voltage V55 is arranged so as to overlap, the total power supply when all the power supply lines for the power supply voltage vCc and the power supply line for the ground voltage VSS are formed in one wiring layer as in the conventional case. Compared to the line width, the above power supply voltage V. The total line width of the C power supply lines 6 and 16 and the total line width of the ground voltage VSS power supply line 5.15 can be expanded to the maximum of the conventional power supply line width, and the above power supply line 5.6,15
.. By reducing the current density within 16 compared to the conventional one, its EMD
Can improve resistance.

(2).上記(1)により、上記電源電圧V c c用
電源ライン6,16の総線幅、および接地電圧VSS用
電源ライン5.15の総線幅のそれぞれの線幅を従来の
総電源ライン幅まで拡げなくてもEMD耐性を従来より
も向上させることができる。すなわち2本づつに分割さ
れた電源電圧V。0用電源ライン6,16と接地電圧V
SS用電源ライン5.15のそれぞれの幅を従来の総電
源ラインの幅に比べて細く形成することができる。その
結果半導体集積回路装置における上記電源ライン5,6
.15.16の占有面積が従来よりも縮小され、これに
より上記半導体集積回路装置の集積度を向上させること
ができる。
(2). According to (1) above, the total line width of the power supply lines 6 and 16 for the power supply voltage Vcc and the total line width of the power supply line 5.15 for the ground voltage VSS are reduced to the conventional total line width. EMD resistance can be improved more than before without expanding. In other words, the power supply voltage V is divided into two parts. 0 power supply lines 6, 16 and ground voltage V
The width of each of the SS power lines 5.15 can be made narrower than the width of the conventional total power line. As a result, the power supply lines 5 and 6 in the semiconductor integrated circuit device
.. The area occupied by the semiconductor integrated circuit device 15 and 16 is smaller than that of the prior art, thereby improving the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device.

(3).電源ライン5.6および15.16を上下に重
なるように配置したことにより、上記2対の電源ライン
の間に大きなカップリング容量が形成される。上記大き
なカノブリング容量を持つ電源ラインは、I/Oセル1
3の直上に形成され、上記I/Oセル13に接続される
たと、多数の上記I/Oセル13がスイッチング動作を
行うことによって発生する電源ノイズを緩和、吸収する
ことができる。これにより上記半導体集積回路装置のノ
イズ耐性が高くなり、安定した動作を確保することがで
きる。
(3). By arranging the power supply lines 5.6 and 15.16 so as to overlap one another, a large coupling capacitance is formed between the two pairs of power supply lines. The power supply line with the above-mentioned large canobling capacity is the I/O cell 1.
3 and connected to the I/O cells 13, it is possible to alleviate and absorb power supply noise generated by the switching operations of a large number of the I/O cells 13. This increases the noise resistance of the semiconductor integrated circuit device and ensures stable operation.

(4),電源ライン6.15を上下に重なるように配置
したことにより、上記電源ライン6,15と同一の配線
層に形成される補助電源幹線46.45も上下別層に形
成される。従って、上8己補助電源幹線45.46を従
来のように互いに短絡防止のために立体的に交差させる
必要がなくなる。これらにより上記補助電源幹線45.
46の設計が容易になり、半導体集積回路装置の開発期
間を短縮することができる。
(4) By arranging the power supply lines 6.15 so as to overlap vertically, the auxiliary power supply trunk lines 46.45 formed in the same wiring layer as the power supply lines 6 and 15 are also formed in upper and lower layers. Therefore, it is no longer necessary to intersect the upper eight auxiliary power main lines 45 and 46 three-dimensionally to prevent short circuits, as in the conventional case. Due to these, the above-mentioned auxiliary power main line 45.
46 becomes easier, and the development period of the semiconductor integrated circuit device can be shortened.

(5).下層(第2層目)の配線層に電源電工VCC用
電源ライン16、および接地電圧VSS用電源ライン1
5を並行に配置したことにより、上記電源ライン15.
16の直下層に形成されたI/Oセル13への給電は、
従来と同様容易に行うことができる。
(5). A power supply line 16 for power supply electrician VCC and a power supply line 1 for ground voltage VSS are installed in the lower (second layer) wiring layer.
5 are arranged in parallel, the power supply lines 15.
The power supply to the I/O cell 13 formed directly below the I/O cell 16 is as follows.
This can be done easily as before.

〔実施例2〕 第7図には本発明の他の実施例が示されている。[Example 2] Another embodiment of the invention is shown in FIG.

本図に示される実施例2と、前記実施例1との相違点は
、補助電源幹線の部分である。なお本図においても絶縁
膜は省略してある。
The difference between the second embodiment shown in this figure and the first embodiment is the auxiliary power main line. Note that the insulating film is also omitted in this figure.

実施例1では補助電源幹線45.46をそれぞれ別層に
形成したが、本実施例2では同一の配線層に並行して形
成する。この場合には格子状に形成された上記補助電源
幹線のうち、縦横どちらか一方向に向かって形成される
補助電源幹線45,46は第2層目の配線層に、また上
記補助電源幹線45.46と直交する方向に向かって形
成される補助電源幹線45’,46’ は第3層目の配
線層にそれぞれ並行して形成される。上記補助N源幹線
45は、その両端部にて電源ライン15に接続されてい
るが、上記補助電源幹線45と同一の配線層に形成され
たもう一方の補助電源幹線46は、その両端部にてその
上層に形成された電源ライン6と接続される。上記補助
電源幹線46と電源ライン6とは、図示しない絶縁膜に
形成されたコンタクトホール50を介して接続され、上
記電源ライン6は上記コンタクトホール50の直上まで
張り出すように形成される。また上記補助電源幹線46
″は、その両端部にて電源ライン6に接続されるが、上
記補助電源幹線46゛ と同一の配線層に形成された上
記補助電源幹線45゜は、その両端部にてその下層に形
成された電源ライン15と接続される。上記補助電源幹
線45゜と電源ライン15とは、図示しない絶縁膜に形
成されたコンタクトホール50゜を介して接続され、上
記電源ライン15は上記コンタクトホール50゜の直下
に張り出すように形成される。上記補助電源幹線45.
46および45’,46’ は、上下に別層に形成され
るため、格子状に形成された交点での短絡は発生せず、
従来のように上記補助電源幹線を立体的に形成する必要
はない。これにより前記実施例1と同様に上記補助電源
幹線の設計が容易となる。なお上記電源ライン5,6,
15.16は、基板10の外周部に沿って連続して形成
されるが、本図においては上下に重なるよう形成されて
いる様子を理解し易いよう、一部を除去して表現してい
る。また上記電源ライン5.15の接続部および6.1
6の接続部は省略してある。
In the first embodiment, the auxiliary power supply main lines 45 and 46 were formed in separate layers, but in the second embodiment, they are formed in parallel in the same wiring layer. In this case, among the auxiliary power supply trunks formed in a grid, the auxiliary power supply trunks 45 and 46, which are formed in either the vertical or horizontal direction, are connected to the second wiring layer. Auxiliary power main lines 45' and 46', which are formed in a direction perpendicular to .46, are formed parallel to the third wiring layer. The auxiliary N source trunk line 45 is connected to the power supply line 15 at both ends, but the other auxiliary power supply trunk line 46 formed in the same wiring layer as the auxiliary power supply trunk line 45 is connected to the power supply line 15 at both ends thereof. and is connected to a power supply line 6 formed in the upper layer. The auxiliary power main line 46 and the power line 6 are connected through a contact hole 50 formed in an insulating film (not shown), and the power line 6 is formed so as to extend directly above the contact hole 50. In addition, the above auxiliary power main line 46
'' is connected to the power supply line 6 at both ends thereof, but the auxiliary power supply main line 45°, which is formed in the same wiring layer as the auxiliary power supply main line 46', is connected to the power supply line 6 at both ends thereof. The auxiliary power main line 45° and the power line 15 are connected through a contact hole 50° formed in an insulating film (not shown), and the power line 15 is connected to the power line 15 through the contact hole 50°. The auxiliary power main line 45.
46, 45', and 46' are formed in separate layers above and below, so short circuits do not occur at the intersections formed in a grid pattern.
It is not necessary to form the auxiliary power main line three-dimensionally as in the conventional case. This facilitates the design of the auxiliary power main line as in the first embodiment. Note that the above power lines 5, 6,
15 and 16 are formed continuously along the outer periphery of the substrate 10, but in this figure, a portion is removed to make it easier to understand how they are formed so as to overlap vertically. . Also, the connection part of the power line 5.15 and 6.1
The connection part 6 is omitted.

本実施例2によれば、前記実施例1の場合と同様に、電
源ライン5,6,15.16のEMD耐性およびノイズ
耐性を向上させ、また補助電源幹線45.46.45’
 ,46’ の設計が容易になるという効果がある。し
かし本実施例2の場合は、一対の補助電源幹線のうち片
方は、電源ラインと接続するときにコンタクトホールを
介する必要があるという不利益を考慮する必要がある。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the EMD resistance and noise resistance of the power supply lines 5, 6, 15.16 are improved, and the auxiliary power main line 45.46.45'
, 46' can be easily designed. However, in the case of the second embodiment, it is necessary to take into consideration the disadvantage that one of the pair of auxiliary power supply main lines needs to be connected to the power supply line through a contact hole.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づい
て具体的に説明したが、本発明は前記実施例1、2に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on Examples above, the present invention is not limited to Examples 1 and 2, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. It goes without saying that there is.

例えば前記実施例1、2では電源ラインを4本にて構成
し、電位の異なる電源ラインを2本づつ同一配線層に配
置したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例
えば電源ラインを2本のみとし、上下に隣接する別層に
1本ずつ、上下に重なるように形成しても良い。この場
合には下層に形成されたI/Oセルとの電気的接続に何
らかの工夫が必要となる。
For example, in Embodiments 1 and 2, the power supply lines are composed of four lines, and two power lines with different potentials are arranged on the same wiring layer. However, the present invention is not necessarily limited to this. It is also possible to form only books, one in each vertically adjacent separate layer, so as to overlap one above the other. In this case, some kind of contrivance is required for electrical connection with the I/O cells formed in the lower layer.

また前記実施例1、2における電源ラインの幅は、従来
同一の配線層に形成された電源ラインの幅よりも細く形
成するものとしたが、必ずしもこれに限定されるもので
はなく、従来の電源ラインと概ね同一幅の2対の電源ラ
インを上下に重ねるように形成してもよい。この場合に
はEMD耐性はさらに向上するが、半導体集積回路装置
の集積度に関しては従来と実質的に同一となる。
Further, the width of the power supply line in the first and second embodiments was formed to be narrower than the width of the power supply line conventionally formed on the same wiring layer, but it is not necessarily limited to this. Two pairs of power supply lines having approximately the same width as the line may be formed so as to be stacked one above the other. In this case, the EMD resistance is further improved, but the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device remains substantially the same as the conventional one.

また前記実施例1、2では電源配線をすべてアルミニウ
ム合金にて形成したが、必ずしもこれに限定されるもの
ではなく、タングステン、モリブデンなどの高融点金属
、あるいはそのシリサイドなどを適宜採用することもて
きる。
Further, in Examples 1 and 2, all the power supply wiring is made of aluminum alloy, but it is not necessarily limited to this, and high melting point metals such as tungsten and molybdenum, or their silicides may be used as appropriate. Ru.

また前記実施例1、2におけるゲートアレイは敷き詰め
方式となっているが、必ずしもこれに限定されるもので
はなく、固定チヤ不ル方式のものを採用することもでき
る。
Further, although the gate arrays in the first and second embodiments are of a spread type, the gate array is not necessarily limited to this, and a fixed channel type can also be adopted.

また前記実施例1、2では電源ラインに供給される電源
電圧を、接地電圧とそれに対する正電源としたが、必ず
しもこれに限定されるものではなく、一方を負電源とし
てもよく、また他方の電源電圧は接地電圧に限定されな
い。
Further, in the first and second embodiments, the power supply voltage supplied to the power supply line is the ground voltage and the positive power supply relative to the ground voltage, but it is not necessarily limited to this. One may be a negative power supply, and the other Power supply voltage is not limited to ground voltage.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
を、その背景となった利用分野であるゲートアレイ方式
の半導体集積回路装置に適用した場合について説明した
が、本発明はそれに限定されるものではなく、スタンダ
ードセル方式のLSIなど、その他の半導体集積回路装
置に広く利用することができる。すなわち本発明は、少
なくとも多層配線構造を持つ半導体集積回路装置に適用
することができる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to a gate array type semiconductor integrated circuit device, which is the background field of application, but the present invention is not limited thereto. , standard cell type LSI, and other semiconductor integrated circuit devices. That is, the present invention can be applied to at least a semiconductor integrated circuit device having a multilayer wiring structure.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである
Among the inventions disclosed in this application, the effects obtained by typical ones are as follows.

(1).第1の電源電圧が供給される第1の電源配線と
、第2の電源電圧が供給される第2の電源配線とを上下
に隣接した別層に配置することにより、上記電源配線の
幅を広く形成して電源配線中の電流密度を低減させるこ
とができ、当該電源配線のEMD耐性を向上させること
ができるという効果がある。
(1). By arranging the first power supply wiring to which the first power supply voltage is supplied and the second power supply wiring to which the second power supply voltage is supplied in vertically adjacent separate layers, the width of the power supply wiring can be reduced. The current density in the power supply wiring can be reduced by forming it widely, and the EMD resistance of the power supply wiring can be improved.

(2)  また上記電源配線の一部または全部を重ねる
ことによって上記電源配線の占有面積を縮小し、半導体
集積回路装置の集積度を向上させることができるという
効果がある。
(2) Furthermore, by overlapping some or all of the power supply wirings, the area occupied by the power supply wirings can be reduced and the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

(3).また上記電源配線の交点部において上記電源配
線を立体的に形成しなくとも短絡を防止することができ
、上記電源配線の設計が容易になるという効果がある。
(3). Furthermore, short circuits can be prevented without forming the power supply wiring three-dimensionally at the intersections of the power supply wiring, and the design of the power supply wiring becomes easy.

4 (4).また上記第1の電源配線と第2の電源配線を上
下に隣接する別層に重なるように並行して形成すること
により、上記電源配線の間に形成されたカップリング容
量が従来同一の配線層上に並行して形成した電源配線に
形成されたカップリング容量に較べ格段に増大し、上記
増大したカップリング容量が電源ノイズを緩和・吸収す
るため、上配電源ノイズによる上記半導体集積回路の誤
動作を防止することができるという効果がある。
4 (4). Furthermore, by forming the first power supply wiring and the second power supply wiring in parallel so as to overlap with each other in vertically adjacent different layers, the coupling capacitance formed between the power supply wiring can be reduced by forming the coupling capacitance between the power supply wirings in the same wiring layer. The coupling capacitance is significantly increased compared to the coupling capacitance formed in the power supply wiring formed in parallel above, and the increased coupling capacitance alleviates and absorbs power supply noise, thereby preventing malfunction of the semiconductor integrated circuit due to upper power supply noise. This has the effect of being able to prevent.

(5).また下層の配線層には、異なる電源電圧が個別
的に供給される第1の電源配線と第3の電源配線が形成
されるため、上記第1および第3の電源配線の下層に形
成された回路素子への給電が容易になるという効果があ
る。さらに、上下に重なるように形成された第3の電源
配線と第4の電源配線は互いに異なる電源電圧が供給さ
れるため、上配第3および第4の電源配線から離れた側
方位置への給電も容易になるという効果がある。
(5). In addition, in the lower wiring layer, a first power wiring and a third power wiring to which different power supply voltages are individually supplied are formed. This has the effect of facilitating power supply to circuit elements. Furthermore, since different power supply voltages are supplied to the third power supply wiring and the fourth power supply wiring, which are formed so as to overlap each other vertically, the third power supply wiring and the fourth power supply wiring, which are formed to overlap each other, are supplied with different power supply voltages. This has the effect of making power supply easier.

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

第1図は、本発明の一実施例である半導体集積回路装置
の概略構成図、 第2図は、この半導体集積回路装置の電源配線の配置を
示す半導体基板の概略平面図、第3図は、この半導体集
積回路装置の基本セル数、使用される周波数および電流
密度の関係を示す図、 第4図は、この半導体集積回路装置のセル領域に形成さ
れた回路構成を示す半導体基板の部分拡大平面図、 第5図は、第4図に示された基本セル部分の等価回路図
、 第6図は、この半導体集積回路装置の製造工程を示すプ
ロセスフロ一図、 第7図は、本発明に係る電源配線の他の実施例を示す概
略図である。 5,6,15.16・・・電源ライン、10・・・半導
体基板、11・・・基本セル、12・・・セル列、13
・・・I/Oセル、14・・・ボンディングパッド、1
7.18・・・セル電源配線、20・・・セル領域、2
1.22・・・ゲート電極、23,24.25・・・p
形半導体領域、26,27.28・・・n形半導体領域
、29,30,32,33,36.38,39,47.
48・・・コンタクトホール、31,34.37・・・
信号配線、40・・・n形ウェル領域、41・・・p形
ウェル領域、42・・・パッド電極、45,46.45
’ ,46’  ・・・補助電源幹線、50,50゜ 
・・・コンタクトホール。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor integrated circuit device that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of a semiconductor substrate showing the arrangement of power supply wiring of this semiconductor integrated circuit device, and FIG. , a diagram showing the relationship between the basic number of cells, the frequency used, and the current density of this semiconductor integrated circuit device, and FIG. 4 is a partial enlarged view of a semiconductor substrate showing the circuit configuration formed in the cell area of this semiconductor integrated circuit device. 5 is an equivalent circuit diagram of the basic cell portion shown in FIG. 4, FIG. 6 is a process flow diagram showing the manufacturing process of this semiconductor integrated circuit device, and FIG. 7 is a diagram of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of power supply wiring according to the invention. 5, 6, 15. 16... Power supply line, 10... Semiconductor substrate, 11... Basic cell, 12... Cell row, 13
...I/O cell, 14...Bonding pad, 1
7.18...Cell power supply wiring, 20...Cell area, 2
1.22...gate electrode, 23,24.25...p
type semiconductor region, 26, 27.28...n type semiconductor region, 29, 30, 32, 33, 36. 38, 39, 47.
48... Contact hole, 31, 34.37...
Signal wiring, 40... N-type well region, 41... P-type well region, 42... Pad electrode, 45, 46.45
',46'...Auxiliary power main line, 50,50°
...Contact hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、多層配線構造を備え、第1の電源電圧が供給される
第1の電源配線と第2の電源電圧が供給される第2の電
源配線とを別層に配置してなる半導体集積回路装置。 2、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とを、上
下に隣接する別層に重なるように並行して配置してなる
請求項1記載の半導体集積回路装置。 3、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線のそれぞ
れを複数本並列に配置してなる請求項1記載の半導体集
積回路装置。 4、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とを半導
体基板の外周部に沿って連続的に形成してなる請求項1
記載の半導体集積回路装置。 5、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とによっ
て周囲を囲まれたセル領域の上層に第1の補助電源幹線
と第2の補助電源幹線とを別層に配置し、前記第1の補
助電源幹線の端部を前記第1の電源配線と接続するとと
もに、前記第2の補助電源幹線の端部を前記第2の電源
配線と接続してなる請求項4記載の半導体集積回路装置
。 6、前記第1の補助電源幹線と前記第2の補助電源幹線
のそれぞれを格子状に配置してなる請求項5記載の半導
体集積回路装置。 7、前記第1の補助電源幹線と前記第2の補助電源幹線
とを並行して配置するとともに、前記第1の補助電源幹
線と前記第2の補助電源幹線とを所定の間隔を置いて段
違いに形成してなる請求項6記載の半導体集積回路装置
。 8、前記第1の電源配線と同一の配線層には、前記第2
の電源電圧が供給される第3の電源配線を前記第1の電
源配線と並行して配置し、前記第2の電源配線と同一の
配線層には、前記第1の電源電圧が供給される第4の電
源配線を前記第2の電源配線と並行して配置し、前記第
3の電源配線と前記第4の電源配線とは上下に重なるよ
うに並行して配置してなる請求項2記載の半導体集積回
路装置。
[Claims] 1. A multilayer wiring structure is provided, and a first power supply wiring to which a first power supply voltage is supplied and a second power supply wiring to which a second power supply voltage is supplied are arranged in different layers. A semiconductor integrated circuit device. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the first power supply wiring and the second power supply wiring are arranged in parallel so as to overlap vertically adjacent different layers. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a plurality of each of the first power supply wiring and the second power supply wiring are arranged in parallel. 4. Claim 1, wherein the first power supply wiring and the second power supply wiring are formed continuously along the outer periphery of the semiconductor substrate.
The semiconductor integrated circuit device described above. 5. A first auxiliary power main line and a second auxiliary power main line are arranged in separate layers in an upper layer of a cell area surrounded by the first power supply wiring and the second power supply wiring, and 5. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein an end of one auxiliary power supply main line is connected to the first power supply wiring, and an end of the second auxiliary power supply main line is connected to the second power supply wiring. Device. 6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein the first auxiliary power main line and the second auxiliary power main line are arranged in a grid pattern. 7. The first auxiliary power main line and the second auxiliary power main line are arranged in parallel, and the first auxiliary power main line and the second auxiliary power main line are arranged at different levels with a predetermined interval. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the semiconductor integrated circuit device is formed as follows. 8. In the same wiring layer as the first power supply wiring, the second
A third power supply wiring to which a power supply voltage of is supplied is arranged in parallel with the first power supply wiring, and the first power supply voltage is supplied to the same wiring layer as the second power supply wiring. 3. A fourth power supply wiring is arranged in parallel with said second power supply wiring, and said third power supply wiring and said fourth power supply wiring are arranged in parallel so as to vertically overlap. semiconductor integrated circuit devices.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6608612B2 (en) 1998-11-20 2003-08-19 Fujitsu Limited Selector and multilayer interconnection with reduced occupied area on substrate

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