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JP2503283B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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JP2503283B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP2503283B2
JP2503283B2 JP33043689A JP33043689A JP2503283B2 JP 2503283 B2 JP2503283 B2 JP 2503283B2 JP 33043689 A JP33043689 A JP 33043689A JP 33043689 A JP33043689 A JP 33043689A JP 2503283 B2 JP2503283 B2 JP 2503283B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【概要】【Overview】

配線層が3層以上設けられた半導体集積回路に関し、 第2配線層の電源供給線の本数を増加させることな
く、比較的大きな電流が流れるマクロセルからのノイズ
の影響を受け難くすることを目的とし、 トランジスタを含む基本セルが複数列配置されている
半導体基板上に、該半導体基板側から第1配線層、第2
配線層及び第3配線層が絶縁層を介して積層され、該半
導体基板に形成された該基本セル列の長手方向に沿って
電源供給線が該第1配線層及び第3配線層に配設され、
該基本セル列の長手方向に直角な方向へ電源供給線が該
第2配線層に数基本セルの間隔をおいて配設された半導
体集積回路において、該基本セル間を配線で接続して形
成したある機能を有するマクロセルの構成要素として、
層間コンタクトと、該層間コンタクトを介し第1配線層
の電源供給線と該第3配線層の電源供給線とを接続する
配線と、を備えて構成する。
A semiconductor integrated circuit having three or more wiring layers is provided for the purpose of making it less susceptible to noise from a macro cell through which a relatively large current flows without increasing the number of power supply lines in the second wiring layer. A first wiring layer, a second wiring layer and a second wiring layer on the semiconductor substrate on which a plurality of basic cells including transistors are arranged.
A wiring layer and a third wiring layer are laminated via an insulating layer, and power supply lines are arranged in the first wiring layer and the third wiring layer along the longitudinal direction of the basic cell row formed on the semiconductor substrate. Is
In a semiconductor integrated circuit in which power supply lines are arranged in the second wiring layer at intervals of several basic cells in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the basic cell row, the basic cells are connected by wiring. As a component of a macro cell having a certain function,
An interlayer contact and a wiring connecting the power supply line of the first wiring layer and the power supply line of the third wiring layer via the interlayer contact are provided.

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、配線層が3層以上設けられた半導体集積回
路に関する。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having three or more wiring layers.

【従来の技術】[Prior art]

半導体集積回路では、トランジスタを含む基本セルが
複数列配置されている半導体基板上に、配線層を設けて
所望の回路を構成したものがある。例えばゲートアレイ
では、4〜8個のトランジスタからなる基本セルをマト
リックス状に配設したマスタチップを、半導体メーカが
予め多数製造して用意しておき、ユーザの要求仕様に基
づいて配線することにより所望の論理LSIを形成したも
のであり、論理LSIを低価格かつ短納期で提供すること
ができ、少量多品種生産に適している。 ゲートアレイの配線は、次の順に決定される。 (1)チップ内の入出力周辺回路と電源供給線とを決定
する。 (2)隣合う層の電源供給線を接続するコンタクトを決
定する。 (3)マクロセル等の論理回路の配置を決定する。 (4)マクロセル等の論理回路間の配線を決定する。 上記配線のうち、電源供給線とその層間コンタクトに
ついては、マスタチップの種類に応じて、半導体メーカ
側で予め決められており、論理回路形成後に論理回路に
応じて電源供給線を配置することはできない。 第4図はゲートアレイにおける電源供給線の配置及び
接続を示す。このゲートアレイは、同一構成の基本セル
BCからなる基本セル列11、12、13が一定間隔を置いて平
行に配設され、これらの周囲には入出力インタフェース
セル20が多数配設されている。基本セル列間は配線チャ
ンネル領域として用いられ、また、入出力インタフェー
スセル20の外周には不図示のボンディングワイヤ用パッ
ドが多数配設される。 半導体基板上方には、絶縁層を介した配線層が3層あ
る。このうち、半導体基板に最も近い第1配線層には、
基本セル列11、12、13の長手方向に沿ってそれぞれ1対
の電源供給線VD11及びVS11(グランド線)、電源供給線
VD12及びVS12(グランド線)、電源供給線VD13及びVS13
(グランド線)が配置される。これら電源供給線上に示
した●印は、半導体基板部と第1配線層の配線とを接続
するためのコンタクトAである。第1配線層の上方の第
2配線層には、基本セル列11、12、13の長手方向に直角
な方向に、数基本セルの間隔をおいて電源供給線VS21
(グランド線)、VD21、VS22(グランド線)、VD22が配
置される。これら電源供給線VS21、VD21、VS22、VD22と
電源供給線VD11、VS11、VD12、VS12、VD13、VS13とは、
交差部において、○印で示す層間コンタクトBにより相
互接続される。第2配線層の上方の第3配線層には、第
1配線層の電源供給線と同様に、それぞれ1対の電源供
給線VD31及びVS31(グランド線)、電源供給線VD32及び
VS32(グランド線)、電源供給線VD33及びVS33(グラン
ド線)が配置される。これら電源供給線VD31、VS31、VD
32、VS32、VD33、VS33は、第1層の電源供給線VD11、VS
11、VD12、VS12、VD13、VS13の真上又はその近くに配置
される。これら電源供給線VD31、VS31、VD32、VS32と電
源供給線VD21、VS21、VD22、VS22、VD23、VS23とは、交
差部において、◎印で示す層間コンタクトCにより相互
接続される。 第6図は、専用LSIを形成するためのマクロセル間の
接続状態を示す。図中、斜線で示すMS1〜MS10は、基本
セルBC間を配線で接続して形成したある機能を有するマ
クロセルである。 第5図は、同一構成の基本セルBC1〜BC4間を配線で接
続して形成した、あるバァッファマクロセルを示す。基
本セルBC1〜BC4は、それぞれ2個のPMOSFETと2個のNMO
SFETとからなる。図中、点線で示すD、Sはそれぞれド
レイン領域、ソース領域であり、点線で示すGはゲート
電極である。このバァッファマクロセルは、基本セルBC
1でCMOSインバータが形成され、このインバータの出力
に、基本セルBC2〜BC4で形成された6個の並列接続CMOS
インバータの入力が接続されている。第2層信号線31
(IN)を低レベルにすると、第1層信号線33が高レベル
になり、並列接続された複数の被駆動論理回路(不図
示)から第2層信号線37、38、第1層信号線36、35、基
本セルBCi(i=2〜4)のNMOSFETのD−S間、コンタ
クトAi3、Ai4を介し電源供給線VS1へ比較的大きな電流
が流れ込む。また、第2層信号線31を高レベルにする
と、第1層信号線33が低レベルになり、電源供給線VD1
からコンタクトAi1、Ai2(i=2〜4)、基本セルBCi
のPMOSFETのS−D間、第1層信号線34、36、第2層信
号線37、38を介し前記被駆動論理回路へ比較的大きな電
流が流れ込む。
In some semiconductor integrated circuits, a wiring layer is provided on a semiconductor substrate on which a plurality of basic cells including transistors are arranged to form a desired circuit. For example, in a gate array, a semiconductor maker pre-manufactures and prepares a large number of master chips in which basic cells composed of 4 to 8 transistors are arranged in a matrix, and wiring is performed based on user-specified specifications. A desired logic LSI is formed, and the logic LSI can be provided at a low price and in a short delivery time, which is suitable for small-quantity, high-mix production. The wiring of the gate array is determined in the following order. (1) Determine input / output peripheral circuits and power supply lines in the chip. (2) Determine the contacts that connect the power supply lines of the adjacent layers. (3) Determine the layout of logic circuits such as macro cells. (4) Determine wiring between logic circuits such as macro cells. Among the above wirings, the power supply line and its interlayer contact are predetermined by the semiconductor manufacturer side according to the type of the master chip, and it is not possible to arrange the power supply line according to the logic circuit after the logic circuit is formed. Can not. FIG. 4 shows the arrangement and connection of power supply lines in the gate array. This gate array is a basic cell with the same configuration.
Basic cell rows 11, 12, and 13 made of BC are arranged in parallel at regular intervals, and a large number of input / output interface cells 20 are arranged around them. A plurality of bonding wire pads (not shown) are arranged on the outer periphery of the input / output interface cell 20 between the basic cell rows as a wiring channel region. Above the semiconductor substrate, there are three wiring layers with an insulating layer in between. Of these, the first wiring layer closest to the semiconductor substrate is
A pair of power supply lines VD11 and VS11 (ground lines) and power supply lines along the longitudinal direction of the basic cell rows 11, 12, and 13, respectively.
VD12 and VS12 (ground line), power supply lines VD13 and VS13
(Ground line) is arranged. The mark ● shown on these power supply lines is a contact A for connecting the semiconductor substrate portion and the wiring of the first wiring layer. In the second wiring layer above the first wiring layer, a power supply line VS21 is provided at intervals of several basic cells in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the basic cell rows 11, 12, 13.
(Ground line), VD21, VS22 (ground line), VD22 are arranged. These power supply lines VS21, VD21, VS22, VD22 and power supply lines VD11, VS11, VD12, VS12, VD13, VS13 are
At the intersecting portion, the layers are interconnected by an interlayer contact B indicated by a circle. In the third wiring layer above the second wiring layer, similarly to the power supply line of the first wiring layer, a pair of power supply lines VD31 and VS31 (ground line), power supply line VD32 and
VS32 (ground line), power supply lines VD33 and VS33 (ground line) are arranged. These power supply lines VD31, VS31, VD
32, VS32, VD33, VS33 are the first-layer power supply lines VD11, VS
11, VD12, VS12, VD13, and VS13 are arranged immediately above or in the vicinity thereof. The power supply lines VD31, VS31, VD32, VS32 and the power supply lines VD21, VS21, VD22, VS22, VD23, VS23 are interconnected at an intersection by an interlayer contact C indicated by a double circle. FIG. 6 shows a connection state between macro cells for forming a dedicated LSI. In the figure, shaded MS1 to MS10 are macrocells having a certain function, which are formed by connecting the basic cells BC by wiring. FIG. 5 shows a buffer macro cell formed by connecting the basic cells BC1 to BC4 having the same structure by wiring. Each of the basic cells BC1 to BC4 has two PMOSFETs and two NMOs.
It consists of SFET. In the figure, D and S indicated by dotted lines are a drain region and a source region, respectively, and G indicated by a dotted line is a gate electrode. This buffer macro cell is a basic cell BC
A CMOS inverter is formed by 1, and at the output of this inverter are 6 parallel-connected CMOS formed by basic cells BC2 to BC4.
The input of the inverter is connected. Second layer signal line 31
When (IN) is set to the low level, the first layer signal line 33 is set to the high level, and the plurality of driven logic circuits (not shown) connected in parallel to the second layer signal lines 37 and 38 and the first layer signal line are connected. A relatively large current flows into the power supply line VS1 through the contacts Ai3 and Ai4 between D and S of the NMOSFETs of the basic cells BCi (i = 2 to 4) 36 and 35. Further, when the second layer signal line 31 is set to the high level, the first layer signal line 33 is set to the low level and the power supply line VD1
To contacts Ai1, Ai2 (i = 2-4), basic cell BCi
A relatively large current flows into the driven logic circuit through the first-layer signal lines 34 and 36 and the second-layer signal lines 37 and 38 between S and D of the PMOSFET.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

このバァッファマクロセル上には第2配線層の電源供
給線が通っておらず、電源供給線VS1、VS3間の接続点
(交差点)及び電源供給線VD1、VD3間の接続点からバァ
ッファマクロセルが離れている。このため、バッファマ
クロセルを駆動した際には、第1配線層の電源供給線が
ノイズの影響を受け易い。これを避けるために、第2配
線層に電源供給線を多数配置すると、第2配線層の信号
チャンネルが少なくなり、基本セルBCの利用率が悪くな
って高集積化が妨げられる。 本発明の目的は、このような問題点に鑑み、第2配線
層の電源供給線の本数を増加させることなく、比較的大
きな電流が流れるマクロセルからのノイズの影響を受け
難くすることにある。
The power supply line of the second wiring layer does not pass on this buffer macro cell, and the buffer macro cell is connected from the connection point (intersection) between the power supply lines VS1 and VS3 and the connection point between the power supply lines VD1 and VD3. is seperated. Therefore, when the buffer macro cell is driven, the power supply line of the first wiring layer is easily affected by noise. To avoid this, if a large number of power supply lines are arranged in the second wiring layer, the number of signal channels in the second wiring layer is reduced, the utilization rate of the basic cells BC is deteriorated, and high integration is hindered. In view of such a problem, an object of the present invention is to make it less susceptible to noise from a macro cell in which a relatively large current flows without increasing the number of power supply lines in the second wiring layer.

【課題を解決するための手段】 第1図は本発明の原理構成を示す。 トランジスタを含む基本セルが複数列配置されている
半導体基板上には、この半導体基板側から第1配線層、
第2配線層及び第3配線層が絶縁層を介して積層されて
いる。第1配線層及び第3配線層には、バルクに形成さ
れた基本セル列の長手方向に沿って、電源供給線VD1、V
S1及びVD3、VS3が配設されている。また、第2配線層に
は、基本セル列の長手方向に直角な方向へ電源供給線VD
2、VS2が数基本セルの間隔をおいて配設されている。こ
れら電源供給線の配置及び隣合う層の電源供給線を接続
する層間コンタクトは予め決められており、ユーザはこ
れを変更することができない。 基本セル間を配線で接続して形成したある機能を有す
るマクロセルMSは、その構成要素として、層間コンタク
トB1、C1(B2、C2)と、層間コンタクトB1、C1(B2、C
2)を介し第1配線層の電源供給線VD1(VS1)と第3配
線層の電源供給線VD3(VS3)とを接続する配線11、21
(12、22)とを有している。
FIG. 1 shows the principle configuration of the present invention. On a semiconductor substrate on which a plurality of columns of basic cells including transistors are arranged, from the semiconductor substrate side, a first wiring layer,
The second wiring layer and the third wiring layer are laminated via an insulating layer. In the first wiring layer and the third wiring layer, power supply lines VD1 and VD1, VD1 are provided along the longitudinal direction of the basic cell row formed in the bulk.
S1 and VD3, VS3 are arranged. In addition, in the second wiring layer, the power supply line VD is provided in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the basic cell row.
2, VS2 are arranged at intervals of several basic cells. The arrangement of these power supply lines and the interlayer contacts connecting the power supply lines of the adjacent layers are predetermined, and the user cannot change them. The macro cell MS having a certain function, which is formed by connecting the basic cells with a wiring, includes the interlayer contacts B1 and C1 (B2, C2) and the interlayer contacts B1 and C1 (B2, C) as its constituent elements.
Wirings 11, 21 for connecting the power supply line VD1 (VS1) of the first wiring layer and the power supply line VD3 (VS3) of the third wiring layer via 2)
(12, 22) and.

【作用】[Action]

第2配線層の電源供給線は通常、数基本セル毎に配置
されるので、第2配線層はマクロセルMS上に必ずしも存
在しない。したがって、比較的大きな電流が流れるバッ
ファマクロセル、フリップフロップ、加算器等であって
も、電源供給線VD1、VD3間及び電源供給線VS1、VS3間が
マクロセルMS上で相互接続されていないものもある。 しかし、本発明では、マクロセルMSは、その構成要素
として、第1、3配線層の電源供給線間を接続する配線
及び層間コンタクトを持っているので、第1配線層の電
源供給線を流れる電流の密度が従来よりも相当小さくな
り、電源電圧が安定化される。このため、比較的大きな
電流が流れるマクロセルから発生するノイズの電源供給
線への影響を小さくすることができる。換言すれば、論
理回路の配置(従来の技術の欄の(3))に合わせた電
源供給が、電源供給線の配置決定後(同欄の(1)及び
(2)の後)においても可能となる。 一般に、第1配線層よりも凹凸の大きい第3配線層の
電源供給線VD3、VS3の幅は、第1配線層の電源供給線VD
1、VS1の幅よりも広いので、第1、3配線層の電源供給
線間を接続することによる前記効果は大きい。 また、第2配線層に多数の電源供給線を配置する必要
がなく、その分だけ信号チャンネルが増え、高集積化が
可能となる。
Since the power supply line of the second wiring layer is usually arranged every several basic cells, the second wiring layer does not always exist on the macro cell MS. Therefore, some buffer macrocells, flip-flops, adders, etc. through which a relatively large current flows are not interconnected on the macrocell MS between the power supply lines VD1 and VD3 and between the power supply lines VS1 and VS3. . However, in the present invention, since the macro cell MS has the wiring and the interlayer contact that connect between the power supply lines of the first and third wiring layers as its constituent elements, the current flowing through the power supply line of the first wiring layer is large. The density is significantly lower than in the past and the power supply voltage is stabilized. Therefore, it is possible to reduce the influence of noise generated from the macro cell in which a relatively large current flows on the power supply line. In other words, it is possible to supply power according to the layout of the logic circuit ((3) in the column of the related art) even after the layout of the power supply lines is determined (after (1) and (2) in the column). Becomes Generally, the widths of the power supply lines VD3 and VS3 of the third wiring layer, which have larger irregularities than the first wiring layer, are equal to the width of the power supply line VD of the first wiring layer.
Since the width is larger than the width of 1 and VS1, the above-mentioned effect by connecting the power supply lines of the first and third wiring layers is large. In addition, it is not necessary to dispose a large number of power supply lines in the second wiring layer, and the number of signal channels is increased accordingly, and high integration is possible.

【実施例】【Example】

以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。 ゲートアレイの共通構成である基本セルBC、入出力イ
ンタフェースセル20及び電源供給線の配置は、第4図と
同一になっている。また、第2図は、第1、3層の電源
供給線間の接続以外は第5図と同一構成のバァッファマ
クロセルを示す。 このバァッファマクロセルは、基本セルBC1〜BC4とそ
の上方の配線により構成されている。半導体基板上方に
は、基本セル列の長手方向に沿って、第1配線層及び第
3配線層にそれぞれ1対の電源供給線VD1、VS1及び電源
供給線VD3、VS3が配置されている。電源供給線VD1及びV
D3はPMOSFET上に在り、電源供給線VS1及びVS3はNMOSFET
上に在る。 電源供給線VD1は、基本セルBC1の一方のPMOSFETのソ
ース領域Sに、コンタクトA11を介して接続され、基本
セルBCi(i=2〜4、以下同様)の2つのPMOSFETのソ
ース領域Sに、それぞれコンタクトAi1、Ai2を介して接
続されている。同様に、電源供給線VS1は、基本セルBC1
の一方のNMOSFETのソース領域Sに、コンタクトA12を介
して接続され、基本セルBCiの2つのNMOSFETのソース領
域Sに、それぞれコンタクトAi3、Ai4を介して接続され
ている。 基本セルBC1の一方のゲート電極Gは、コンタクトA13
を介して第1層信号線30に接続され、この第1層信号線
30は、層間コンタクトB1を介して第2層信号線31に接続
されている。 基本セルBC1の一方のPMOSFET及びNMOSFETのドレイン
領域Dは、それぞれコンタクトA14、A15を介して第1層
信号線32に接続されている。基本セルBCiの2つのゲー
ト電極Gは、それぞれコンタクトAi5、Ai6を介して第1
層信号線33に接続されている。この第1層信号線33は、
第1層信号線32に接続されている。 また、基本セルBCiの2つのPMOSFETに共通なドレイン
領域Dは、コンタクトAi7を介して第1層信号線34に接
続されている。同様に、基本セルBCiの2つのNMOSFETに
共通なドレイン領域Dは、コンタクトAi8を介して第1
層信号線35に接続されている。 第1層信号線34、35の中間部は、これらに直交する第
1層信号線36に接続されている。第1層信号線36の一端
は、層間コンタクトB2を介して第2層信号線37に接続さ
れ、第1層信号線36の他端は、層間コンタクトB3を介し
て第2層信号線38に接続されている。 ここで、第2配線層の電源供給線は、基本セル列の長
手方向に直交する方向へ複数基本セルの間隔をおいて配
置されているが、このバァッファマクロセル上には存在
しないため、このバァッファマクロセル上では、第1、
3配線層の電源供給線と第2配線層の電源供給線との交
差部がない。また、ゲートアレイでは、電源供給線及び
隣合う配線層の電源供給線間を相互接続する層間コンタ
クトの配置は、半導体メーカ側で予め決められている。
したがって、従来では、このようなマクロセルについて
は、比較的大きな電流が流れるにも拘らず、電源供給線
VD1、VD3間及び電源供給線VS1、VS3間は相互接続されて
いなかった。 しかし本実施例では、基本セルBC2のPMOSFET上及びNM
OSFET上において、それぞれブリッジQ1及びQ2により、
電源供給線VD1、VD3間及び電源供給線VS1、VS3間を相互
接続している。このブリッジQ1は、一端がコンタクトA2
1に接続された第1層信号線40と、第1層信号線40の他
端が接続された層間コンタクトB4と、一端が層間コンタ
クトB4に接続された第2層信号線41と、第2層信号線41
の他端と電源供給線VD3間を接続する層間コンタクトC1
とからなる。同様に、ブリッジQ2は、一端がコンタクト
A23に接続された第1層信号線42と、第1層信号線42の
他端が接続された層間コンタクトB5と、一端が層間コン
タクトB5に接続された第2層信号線43と、第2層信号線
43の他端と電源供給線VS3間を接続する層間コンタクトC
2とからなる。 上記構成において、第2層信号線31(IN)を低レベル
にすると、基本セルBC1のPMOSFETがオンになり基本セル
BC1のNMOSFETがオフになって、第1層信号線32、33が高
レベルになる。これにより、並列接続された複数の被駆
動論理回路(不図示)から、第2層信号線37、38(OU
T)、第1層信号線36、35、基本セルBCi(i=2〜4)
のNMOSFETのD−S間、コンタクトAi3、コンタクトAi4
を介し電源供給線VS1へ比較的大きな電流が流れ込む
が、その一部はブリッジQ2を介し電源供給線VS3へも流
れる。また、第2層信号線31(IN)を高レベルにする
と、基本セルBC1のPMOSFETがオフになり基本セルBC1のN
MOSFETがオンになって、第1層信号線32、33が低レベル
になる。これにより、電源供給線VD1及びVD3からコンタ
クトAi1、Ai2(i=2〜4)、基本セルBCiのPMOSFETの
S−D間、第1層信号線34、36、第2層信号線37、38
(OUT)を介し前記複数の被駆動論理回路へ比較的大き
な電流が流れ込む。 従来では、バッファマクロセルが駆動することによっ
て、電源供給線VD1、VS1の電圧が不安定になっていた
が、本実施例のようにマクロセル自体の構成により電源
供給線VD1、VSIとVD3、VS3間を接続することによって、
各層の電源供給線に流れる電流の密度が従来よりも相当
均一化され、電源電圧が安定化し、ノイズの影響を受け
難くすることができる。 第3配線層は第1配線層よりも上層であり凹凸が大き
いので、断線を避けるために、電源供給線VD3、VS3の幅
は、電源供給線VD1、VS1の幅よりも広くしているので、
前記効果は大きい。 また、これらブリッジQ1、Q2はこのバッファマクロセ
ルの構成要素として持っているので、すなわち、比較的
大きな電流が流れるマクロセルのみにこのようなブリッ
ジQ1、Q2をマクロセルの構成要素として持っているの
で、第2配線層に多数の電源供給線を配置する必要がな
く、その分だけ信号チャンネルが増え、高集積化が可能
となる。 第3図は第6図と同一のマクロセルMS1〜MS10を備え
たゲートアレイを示す。第6図と異なる点は、マクロセ
ルMSk(k=3、4、6、8、9)が、その構成要素と
して、それぞれ電源供給線VD1j、VD3j(j=1〜3)間
及び電源供給線VS1j、VS3j間を接続するブリッジQk1、Q
k2を持っている点である。他の点は第6図と同一であ
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The layout of the basic cell BC, the input / output interface cell 20, and the power supply line, which are common configurations of the gate array, is the same as that shown in FIG. Further, FIG. 2 shows a buffer macro cell having the same configuration as that of FIG. 5 except for the connection between the power supply lines of the first and third layers. This buffer macro cell is composed of basic cells BC1 to BC4 and wirings above them. Above the semiconductor substrate, a pair of power supply lines VD1 and VS1 and power supply lines VD3 and VS3 are arranged in the first wiring layer and the third wiring layer, respectively, along the longitudinal direction of the basic cell row. Power supply lines VD1 and V
D3 is on PMOSFET, power supply lines VS1 and VS3 are NMOSFET
Above. The power supply line VD1 is connected to the source region S of one PMOSFET of the basic cell BC1 via a contact A11, and is connected to the source regions S of the two PMOSFETs of the basic cell BCi (i = 2 to 4, hereinafter the same). They are connected via contacts Ai1 and Ai2, respectively. Similarly, the power supply line VS1 is connected to the basic cell BC1.
The source region S of one of the NMOSFETs is connected via a contact A12, and the source regions S of the two NMOSFETs of the basic cell BCi are connected via contacts Ai3 and Ai4, respectively. One of the gate electrodes G of the basic cell BC1 has a contact A13.
Is connected to the first-layer signal line 30 via
30 is connected to the second-layer signal line 31 via the interlayer contact B1. The drain regions D of one PMOSFET and NMOSFET of the basic cell BC1 are connected to the first-layer signal line 32 via contacts A14 and A15, respectively. The two gate electrodes G of the basic cell BCi are respectively connected to the first gate electrode G via the contacts Ai5 and Ai6.
It is connected to the layer signal line 33. The first layer signal line 33 is
It is connected to the first-layer signal line 32. The drain region D common to the two PMOSFETs of the basic cell BCi is connected to the first-layer signal line 34 via the contact Ai7. Similarly, the drain region D common to the two NMOSFETs of the basic cell BCi is the first via the contact Ai8.
It is connected to the layer signal line 35. The middle portion of the first-layer signal lines 34 and 35 is connected to the first-layer signal line 36 orthogonal to these. One end of the first layer signal line 36 is connected to the second layer signal line 37 via the interlayer contact B2, and the other end of the first layer signal line 36 is connected to the second layer signal line 38 via the interlayer contact B3. It is connected. Here, the power supply lines of the second wiring layer are arranged at intervals of a plurality of basic cells in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the basic cell row, but since they do not exist on this buffer macro cell, On the buffer macro cell,
There is no intersection between the power supply line of the third wiring layer and the power supply line of the second wiring layer. Further, in the gate array, the layout of the interlayer contacts that interconnect the power supply lines and the power supply lines of the adjacent wiring layers is predetermined by the semiconductor manufacturer.
Therefore, conventionally, in such a macro cell, the power supply line is
The VD1 and VD3 and the power supply lines VS1 and VS3 were not interconnected. However, in this embodiment, on the PMOSFET of the basic cell BC2 and NM
On OSFET, by bridge Q1 and Q2,
The power supply lines VD1 and VD3 and the power supply lines VS1 and VS3 are interconnected. This bridge Q1 has a contact A2 at one end
A first layer signal line 40 connected to 1, an interlayer contact B4 connected to the other end of the first layer signal line 40, a second layer signal line 41 connected to the interlayer contact B4 at one end, and a second layer Layer signal line 41
Layer contact C1 connecting the other end of the power supply line VD3
Consists of Similarly, bridge Q2 is contacted at one end
A first layer signal line 42 connected to A23, an interlayer contact B5 connected to the other end of the first layer signal line 42, a second layer signal line 43 connected to one end to the interlayer contact B5, and a second layer Layer signal line
Interlayer contact C that connects the other end of 43 to the power supply line VS3
It consists of 2 and. In the above configuration, when the second layer signal line 31 (IN) is set to low level, the PMOSFET of the basic cell BC1 turns on and the basic cell
The NMOSFET of BC1 is turned off, and the first-layer signal lines 32 and 33 become high level. As a result, the plurality of driven logic circuits (not shown) connected in parallel are connected to the second layer signal lines 37, 38 (OU
T), first layer signal lines 36, 35, basic cell BCi (i = 2 to 4)
Between N and D of NMOSFET, contact Ai3, contact Ai4
A relatively large current flows into the power supply line VS1 through the bridge, but a part of the current also flows into the power supply line VS3 through the bridge Q2. When the second layer signal line 31 (IN) is set to high level, the PMOSFET of the basic cell BC1 is turned off and the N of the basic cell BC1 is turned off.
The MOSFET is turned on, and the first layer signal lines 32 and 33 become low level. As a result, from the power supply lines VD1 and VD3 to the contacts Ai1, Ai2 (i = 2 to 4), between the SD of the PMOSFET of the basic cell BCi, the first layer signal lines 34, 36, the second layer signal lines 37, 38.
A relatively large current flows into the plurality of driven logic circuits via (OUT). In the past, the voltage of the power supply lines VD1 and VS1 became unstable due to the driving of the buffer macrocell, but the power supply lines VD1, VSI and VD3, VS3 between the power supply lines VD1, VSI and VS3 are configured by the macrocell itself as in this embodiment. By connecting
The density of the current flowing in the power supply line of each layer is made more uniform than before, the power supply voltage is stabilized, and the influence of noise can be reduced. Since the third wiring layer is an upper layer than the first wiring layer and has large irregularities, the widths of the power supply lines VD3 and VS3 are made wider than the widths of the power supply lines VD1 and VS1 in order to avoid disconnection. ,
The effect is great. Since these bridges Q1 and Q2 have the constituent elements of this buffer macrocell, that is, since such bridges Q1 and Q2 have the constituent elements of the macrocell only in the macrocell through which a relatively large current flows, It is not necessary to dispose a large number of power supply lines in the two wiring layers, and the number of signal channels is increased accordingly, and high integration is possible. FIG. 3 shows a gate array having the same macrocells MS1 to MS10 as in FIG. The difference from FIG. 6 is that the macrocell MSk (k = 3, 4, 6, 8, 9) has, as its constituent elements, power supply lines VD1j and VD3j (j = 1 to 3) and a power supply line VS1j, respectively. , VS3j bridge Qk1, Q
It has a k2. The other points are the same as in FIG.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明した如く、本発明に係る半導体集積回路で
は、マクロセルの構成要素として、第1、3配線層の電
源供給線間を接続する配線及び層間コンタクトを持って
おり、一方、第3配線層の電源供給線の幅は通常、第1
配線層のそれよりも広くしているので、半導体基板側第
1配線層の電源供給線を流れる電流の密度が従来よりも
相当小さくなって、電源電圧が安定化し、比較的大きな
電流が流れるマクロセルからのノイズの影響を受け難く
することができ、換言すれば、論理回路の配置に合わせ
た電源供給が、電源供給線の配置決定後においても可能
となり、また、第2配線層に多数の電源供給線を配置す
る必要がなく、その分だけ信号チャンネルが増え、高集
積化が可能となるという優れた効果を奏する。
As described above, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, as the constituent elements of the macrocell, the wirings and the interlayer contacts that connect between the power supply lines of the first and third wiring layers are provided, while the wirings of the third wiring layer are provided. The width of the power supply line is usually the first
Since the width of the wiring layer is wider than that of the wiring layer, the density of the current flowing through the power supply line of the semiconductor substrate side first wiring layer is much smaller than before, the power supply voltage is stabilized, and a macro cell in which a relatively large current flows It is possible to reduce the influence of noise from the power supply. In other words, it is possible to supply power according to the layout of the logic circuit even after the layout of the power supply lines is determined, and a large number of power supplies are provided in the second wiring layer. It is not necessary to dispose a supply line, and the number of signal channels is increased by that much, and it is possible to achieve high integration, which is an excellent effect.

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

第1図は本発明に係る半導体集積回路の原理構成図であ
る。 第2図及び第3図は本発明の一実施例に係り、 第2図は基本セルBC1〜BC4と配線で形成されたバァッフ
ァマクロセルの平面パターン図、 第3図はゲートアレイのマクロセル間、マクロセルと電
源供給線間及び各配線層の電源供給線間の接続状態を示
す平面パターン図である。 第4図乃至第6図は従来例に係り、 第4図はゲートアレイの電源供給線の配置及び接続を示
す平面パターン図、 第5図は基本セルBC1〜BC4と配線で形成されたバァッフ
ァマクロセルの平面パターン図、 第6図はゲートアレイのマクロセル間、マクロセルと電
源供給線間及び各配線層の電源供給線間の接続状態を示
す平面パターン図である。 図中、 VD1、VS1は第1層の電源供給線 VD2、VS2は第2層の電源供給線 VD3、VS3は第3層の電源供給線 Q1、Q2はブリッジ ●はバルク(半導体基板)、第1配線層間のコンタクト
○は第1、2配線層間のコンタクト、◎は第2、3配線
層間のコンタクト
FIG. 1 is a principle block diagram of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. 2 and 3 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan pattern diagram of a buffer macrocell formed by basic cells BC1 to BC4 and wiring, and FIG. 3 is between macrocells of a gate array. It is a plane pattern view showing a connection state between a macro cell and a power supply line and between power supply lines of each wiring layer. 4 to 6 relate to a conventional example, FIG. 4 is a plan pattern diagram showing arrangement and connection of power supply lines of a gate array, and FIG. 5 is a buffer formed by basic cells BC1 to BC4 and wiring. FIG. 6 is a plan pattern diagram showing macro cells, and FIG. 6 is a plan pattern diagram showing connection states between macro cells of a gate array, between macro cells and power supply lines, and between power supply lines of each wiring layer. In the figure, VD1 and VS1 are the first layer power supply lines VD2 and VS2 are the second layer power supply lines VD3 and VS3 are the third layer power supply lines Q1 and Q2 are bridges ● are bulk (semiconductor substrate), Contact between 1 wiring layers ○: contact between 1st and 2nd wiring layers, ◎ contact between 2nd and 3rd wiring layers

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】トランジスタを含む基本セルが複数列配置
されている半導体基板上に、該半導体基板側から第1配
線層、第2配線層及び第3配線層が絶縁層を介して積層
され、該半導体基板に形成された該基本セル列の長手方
向に沿って電源供給線(VD1、VS1、VD3、VS3)が該第1
配線層及び第3配線層に配設され、該基本セル列の長手
方向に直角な方向へ電源供給線(VD2、VS2)が該第2配
線層に数基本セルの間隔をおいて配設された半導体集積
回路において、 該基本セル間を配線で接続して形成したある機能を有す
るマクロセル(MS)の構成要素として、層間コンタクト
(B1、C1、B2、C2)と、該層間コンタクトを介し該第1
配線層の電源供給線と該第3配線層の電源供給線とを接
続する配線(11、12)と、を備えたことを特徴とする半
導体集積回路。
1. A first wiring layer, a second wiring layer, and a third wiring layer are laminated from the semiconductor substrate side through an insulating layer on a semiconductor substrate in which a plurality of basic cells including transistors are arranged in a plurality of rows. The power supply lines (VD1, VS1, VD3, VS3) are arranged along the longitudinal direction of the basic cell row formed on the semiconductor substrate, and
Power supply lines (VD2, VS2) are arranged in the wiring layer and the third wiring layer, and the power supply lines (VD2, VS2) are arranged in the second wiring layer at intervals of several basic cells in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the basic cell row. In the semiconductor integrated circuit, as a constituent element of a macro cell (MS) having a certain function, which is formed by connecting the basic cells with wiring, interlayer contacts (B1, C1, B2, C2) and First
A semiconductor integrated circuit comprising wiring (11, 12) connecting a power supply line of a wiring layer and a power supply line of the third wiring layer.
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