JP2002110798A - Semiconductor device and method for layout thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の論理機能回
路ブロックを集積して構成する半導体装置に関し、特に
半導体装置が周囲に発する電磁妨害(Electro−
MagneticInterference:EMI)
ノイズの抑制技術として好適な半導体装置のレイアウト
方法に適用して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a plurality of logic function circuit blocks are integrated, and more particularly, to electromagnetic interference (Electro-magnetic interference) generated by the semiconductor device around the semiconductor device.
MagneticInterference: EMI)
The present invention relates to a technology effective when applied to a layout method of a semiconductor device suitable as a noise suppression technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術とし
て、従来の半導体装置においては、特開平10−135
336号公報に記載のように、半導体チップの外部から
電源電位が供給されるメイン電源線と、マクロセルを構
成する回路に接続されるローカル電源線と、一方の電極
をローカル電源線に接続し、他方の電極を接地電位が供
給される接地線に接続したコンデンサとを有する技術が
ある。そして、コンデンサの容量を、マクロセルが電流
を消費する周期の1回当たりに消費する電荷量を蓄積可
能な範囲とし、メイン電源線の電極パッドと、ローカル
電源線のコンデンサとの接続点との間に含まれる抵抗成
分の抵抗値を、この抵抗値とコンデンサの容量との時定
数が、コンデンサが放電した電荷量を前記周期の1回当
たりの期間中に充電回復可能な範囲とするものである。2. Description of the Related Art For example, as a technique studied by the present inventors, a conventional semiconductor device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-135.
As described in Japanese Patent Publication No. 336, a main power supply line to which a power supply potential is supplied from outside the semiconductor chip, a local power supply line connected to a circuit constituting a macro cell, and one electrode connected to the local power supply line; There is a technology having a capacitor having the other electrode connected to a ground line to which a ground potential is supplied. Then, the capacity of the capacitor is set to a range in which the amount of electric charge consumed in one cycle of consuming the current by the macrocell can be accumulated, and the capacitance between the electrode pad of the main power supply line and the connection point of the capacitor of the local power supply line is set. The time constant between the resistance value and the capacitance of the capacitor is set so that the amount of charge discharged from the capacitor can be recovered during one cycle of the cycle. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な特開平10−135336号公報の技術について、本
発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとな
った。たとえば、前記公報の技術では、マクロセルを構
成する回路に接続されるローカル電源線と、接地電位が
供給される接地線との間にコンデンサを接続した構成と
なっているために、マクロセル内の機能素子に着目した
場合、マクロセル単位でコンデンサを接続しても、マク
ロセル内の機能素子の位置によっては所望の抵抗値が実
現できない場合があることが考えられる。The inventors of the present invention have studied the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-135336, and as a result, the following has been found. For example, the technique disclosed in the above publication has a configuration in which a capacitor is connected between a local power supply line connected to a circuit forming a macro cell and a ground line to which a ground potential is supplied. When focusing on elements, it is conceivable that a desired resistance value may not be realized depending on the position of the functional element in the macro cell even if a capacitor is connected in macro cell units.
【0004】そこで、本発明の目的は、機能素子とコン
デンサの間を接続する電源電位の電源線と接地電位の接
地線の抵抗値を所望の値にすることができる半導体装置
を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which a resistance value of a power supply line connecting a functional element and a capacitor and a ground line of a ground potential can be set to desired values. is there.
【0005】また、前記のような半導体装置におけるレ
イアウト上のコンデンサ配置方法では、半導体装置内部
のマクロセルの配置結果によってコンデンサの配置箇所
を個別に検討する必要があることも考えられる。In the method of arranging capacitors in a semiconductor device as described above, it is conceivable that it is necessary to individually examine the arrangement of capacitors according to the result of arranging macrocells in the semiconductor device.
【0006】そこで、本発明の他の目的は、コンデンサ
の配置を半導体装置内部のマクロセルの配置によって個
別に検討する必要なしに実現することができる半導体装
置のレイアウト方法を提供するものである。Accordingly, another object of the present invention is to provide a layout method of a semiconductor device which can realize the arrangement of capacitors without individually considering the arrangement of macrocells inside the semiconductor device.
【0007】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。[0007] The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】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、
次のとおりである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【0009】本発明は、複数の論理機能素子からなる回
路ブロックを複数持つ半導体装置において、この半導体
装置のマクロセルを構成する機能セル毎に、1つまたは
複数の論理機能素子の電源電位および接地電位に論理機
能素子と隣り合わせとなるようにコンデンサを付加し
て、これを1つのコンデンサ付き論理機能素子とし、こ
れを用いて半導体装置を構成することで、コンデンサと
論理機能素子の電源電位および接地電位との間のインダ
クタンスを小さくし、かつ常に一定となるように構成し
たものである。According to the present invention, in a semiconductor device having a plurality of circuit blocks each including a plurality of logic function elements, a power supply potential and a ground potential of one or a plurality of logic function elements are provided for each function cell constituting a macro cell of the semiconductor device. The capacitor is added to the logic function element so as to be adjacent to the logic function element. This is used as one logic function element with a capacitor, and the semiconductor device is configured using the capacitor. And the inductance between them is made small and always constant.
【0010】すなわち、本発明による半導体装置は、複
数の論理機能素子からなる回路ブロックを複数有する半
導体装置に適用され、回路ブロックが、1つまたは複数
の論理機能素子と、この1つまたは複数の論理機能素子
の電源電位と接地電位との間に接続されたコンデンサと
からなるコンデンサ付き論理機能素子を有するものであ
る。That is, the semiconductor device according to the present invention is applied to a semiconductor device having a plurality of circuit blocks each including a plurality of logic function elements. The circuit block includes one or a plurality of logic function elements and one or a plurality of the logic function elements. It has a logic function element with a capacitor comprising a capacitor connected between the power supply potential and the ground potential of the logic function element.
【0011】この半導体装置において、コンデンサは、
コンデンサ付き論理機能素子の最小セル単位の機能セル
毎に有するようにしたものである。In this semiconductor device, the capacitor is
This is provided for each functional cell in the minimum cell unit of the logic functional element with a capacitor.
【0012】また、本発明による半導体装置のレイアウ
ト方法は、1つまたは複数の論理機能素子と、この1つ
または複数の論理機能素子の電源電位と接地電位との間
に接続されたコンデンサとからなるコンデンサ付き論理
機能素子の機能セルを作成し、コンデンサ付き論理機能
素子の機能セルを半導体基板上に配置するものである。In addition, a layout method of a semiconductor device according to the present invention includes a method of controlling one or more logic function elements and a capacitor connected between a power supply potential and a ground potential of the one or more logic function elements. A function cell of a logic function element with a capacitor is created, and the function cell of the logic function element with a capacitor is arranged on a semiconductor substrate.
【0013】この半導体装置のレイアウト方法におい
て、さらに1つまたは複数の論理機能素子からなるコン
デンサ無し論理機能素子の機能セルを作成し、コンデン
サ付き論理機能素子の機能セルと、コンデンサ無し論理
機能素子の機能セルとの電源電位と接地電位との間を同
じ幅に統一し、コンデンサ付き論理機能素子の機能セル
と、コンデンサ無し論理機能素子の機能セルとを混在し
て半導体基板上に配置するようにしたものである。In the method of laying out a semiconductor device, a function cell of a non-capacitor logic function element comprising one or more logic function elements is further created, and a function cell of a logic function element with a capacitor and a function cell of a logic function element without a capacitor are formed. The power supply potential and the ground potential of the function cell are unified to the same width, and the function cell of the logic function element with the capacitor and the function cell of the logic function element without the capacitor are mixed and arranged on the semiconductor substrate. It was done.
【0014】また、この半導体装置のレイアウト方法に
おいて、コンデンサ付き論理機能素子の機能セルを複数
有するマクロセルと、コンデンサ無し論理機能素子の機
能セルを複数有するマクロセルとを混在して半導体基板
上に配置するようにしたものである。Further, in this semiconductor device layout method, a macro cell having a plurality of function cells of a logic function element with a capacitor and a macro cell having a plurality of function cells of a logic function element without a capacitor are mixed and arranged on a semiconductor substrate. It is like that.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形
態の半導体装置において、コンデンサ付き機能素子の機
能セルを示す回路図、図2はコンデンサ付き機能素子の
機能セルを示すレイアウト図、図3はコンデンサ付き機
能素子の機能セルを含むマクロセルを示す概略レイアウ
ト図、図4はコンデンサ付き機能素子の機能セルを含む
マクロセルを配置した半導体装置を示す概略レイアウト
図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a functional cell of a functional element with a capacitor in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a layout diagram showing a functional cell of a functional element with a capacitor, and FIG. FIG. 4 is a schematic layout diagram illustrating a macro cell including a functional cell, and FIG. 4 is a schematic layout diagram illustrating a semiconductor device in which a macro cell including a functional cell of a functional element with a capacitor is arranged.
【0016】まず、図1により、本実施の形態の半導体
装置において、コンデンサ付き機能素子の機能セルの一
例の構成を説明する。本実施の形態のコンデンサ付き機
能素子の機能セルは、たとえば最小セル単位のドライバ
セルとされ、インバータからなる機能素子1と、クロッ
クドインバータからなる機能素子2と、コンデンサ3な
どからなり、最小セル単位である機能セル内で機能素子
1,2の電源電位と接地電位との間にコンデンサ3が付
加されて構成されている。First, referring to FIG. 1, the configuration of an example of a functional cell of a functional element with a capacitor in the semiconductor device of the present embodiment will be described. The functional cell of the functional element with a capacitor according to the present embodiment is, for example, a driver cell in a minimum cell unit, and includes a functional element 1 composed of an inverter, a functional element 2 composed of a clocked inverter, a capacitor 3, and the like. A capacitor 3 is added between the power supply potential and the ground potential of the functional elements 1 and 2 in the unit functional cell.
【0017】このコンデンサ付き機能素子の機能セルに
おいては、インバータ、クロックドインバータからなる
機能素子1,2の電源端子1a,2aが電源電位(VC
CL)のローカル電源線4に、接地端子1b,2bが接
地電位(VSSL)のローカル接地線5にそれぞれ接続
され、さらに機能素子1,2の電源端子1a,2aはコ
ンデンサ3の一方のコンデンサ板3aに、接地端子1
b,2bはコンデンサ3の他方のコンデンサ板3bにそ
れぞれ接続されている。また、機能素子1の入力端子に
は入力信号が入力され、この入力信号と出力端子からの
出力信号とが機能素子2の制御信号となる。また、機能
素子2の入力端子には入力信号が入力され、出力端子か
ら出力信号として出力される。In the functional cell of the functional element with a capacitor, the power supply terminals 1a and 2a of the functional elements 1 and 2 comprising an inverter and a clocked inverter are connected to a power supply potential (VC).
CL), the ground terminals 1b, 2b are connected to the local ground line 5 of the ground potential (VSSL), respectively, and the power terminals 1a, 2a of the functional elements 1, 2 are connected to one capacitor plate of the capacitor 3. 3a, ground terminal 1
b and 2b are connected to the other capacitor plate 3b of the capacitor 3, respectively. Further, an input signal is input to the input terminal of the functional element 1, and the input signal and the output signal from the output terminal serve as a control signal for the functional element 2. Further, an input signal is input to the input terminal of the functional element 2 and output as an output signal from the output terminal.
【0018】次に、図2により、コンデンサ付き機能素
子の機能セルのレイアウトの一例を説明する。コンデン
サ3は、機能セル内のインバータ、クロックドインバー
タからなる機能素子1,2の電源端子1a,2aと接続
している一方のコンデンサ板3aと、接地端子1b,2
bと接続している他方のコンデンサ板3bとから構成さ
れている。この例では、コンデンサ3をポリシリコンの
2層間容量で構成しているが、金属配線の2層間容量、
ゲート間容量で構成することも可能である。このような
回路構成およびレイアウト構造とすることで、機能素子
1,2の電源端子1a,2aおよび接地端子1b,2b
とコンデンサ3との間のインピーダンスが小さくなる。Next, with reference to FIG. 2, an example of a layout of a functional cell of a functional element with a capacitor will be described. The capacitor 3 includes one capacitor plate 3a connected to the power supply terminals 1a and 2a of the functional elements 1 and 2 including the inverter and the clocked inverter in the functional cell, and the ground terminals 1b and 2
b and the other capacitor plate 3b connected thereto. In this example, the capacitor 3 is constituted by the capacitance between the two layers of polysilicon.
It is also possible to use a capacitance between gates. With such a circuit configuration and a layout structure, the power terminals 1a and 2a and the ground terminals 1b and 2b of the functional elements 1 and 2 are formed.
The impedance between the capacitor and the capacitor 3 is reduced.
【0019】インバータからなる機能素子1は、インバ
ータを構成するPMOSトランジスタとNMOSトラン
ジスタのCMOS構造からなる。クロックドインバータ
からなる機能素子2は、クロックドインバータを構成す
る2つのPMOSトランジスタと2つのNMOSトラン
ジスタからなる。各トランジスタは、ソース、ドレイン
電極につながる拡散層と、ゲート電極につながるゲート
層から構成されている。電源電位(VCCL)のローカ
ル電源線4および接地電位(VSSL)のローカル接地
線5は導電層から構成され、所定の導電層と拡散層とゲ
ート層の間は層間接続のコンタクトを通じて電気的に接
続されている。The functional element 1 composed of an inverter has a CMOS structure of a PMOS transistor and an NMOS transistor constituting the inverter. The functional element 2 composed of a clocked inverter includes two PMOS transistors and two NMOS transistors forming the clocked inverter. Each transistor is composed of a diffusion layer connected to source and drain electrodes, and a gate layer connected to a gate electrode. Local power supply line 4 of power supply potential (VCCL) and local ground line 5 of ground potential (VSSL) are formed of conductive layers, and predetermined conductive layers, diffusion layers and gate layers are electrically connected through interlayer connection contacts. Have been.
【0020】次に、図3により、コンデンサ付き機能素
子の機能セルを含むマクロセルのレイアウトの一例を説
明する。マクロセルは、たとえば複数(ここでは4つの
例)の前述したコンデンサ付き機能素子の機能セル6
と、複数(ここでは5つの例)のコンデンサ無し機能素
子の機能セル7からなり、複数段に交互に配置された電
源電位(VCCL)のローカル電源線4と接地電位(V
SSL)のローカル接地線5との間にそれぞれ配置され
て構成されている。Next, an example of a layout of a macro cell including a functional cell of a functional element with a capacitor will be described with reference to FIG. The macro cell is, for example, a plurality of (here, four examples) functional cells 6 of the above-described functional element with a capacitor.
And a plurality of (here, five examples) functional cells 7 of capacitorless functional elements, and a local power supply line 4 of a power supply potential (VCCL) and a ground potential (V
SSL) and a local ground line 5.
【0021】たとえば、1段目のコンデンサ付き機能素
子の機能セル6とコンデンサ無し機能素子の機能セル7
は、上側がローカル電源線4に、下側がローカル接地線
5にそれぞれ接続されている。2段目のコンデンサ付き
機能素子の機能セル6とコンデンサ無し機能素子の機能
セル7は、逆に上側がローカル接地線5(1段目と共
有)に、下側がローカル電源線4(3段目と共有)にそ
れぞれ接続されている。以下、交互に、ローカル電源線
4とローカル接地線5との間に配置されている。このロ
ーカル電源線4とローカル接地線5との間は同じ幅に統
一されている。これにより、コンデンサ付き機能素子の
機能セル6とコンデンサ無し機能素子の機能セル7も同
じ幅に形成され、コンデンサ付き機能素子の機能セル6
とコンデンサ無し機能素子の機能セル7が混在できるよ
うになっている。For example, a functional cell 6 of a functional element with a capacitor and a functional cell 7 of a functional element without a capacitor in the first stage
The upper side is connected to the local power supply line 4 and the lower side is connected to the local ground line 5, respectively. Conversely, the functional cell 6 of the functional element with a capacitor in the second stage and the functional cell 7 of the functional element without a capacitor have a local ground line 5 (shared with the first stage) on the upper side and a local power supply line 4 (third stage on the lower side). And shared). Hereinafter, they are alternately arranged between the local power supply line 4 and the local ground line 5. The width between the local power supply line 4 and the local ground line 5 is unified to the same width. As a result, the functional cell 6 of the functional element with a capacitor and the functional cell 7 of the functional element without a capacitor are also formed in the same width, and the functional cell 6 of the functional element with a capacitor is formed.
And the function cell 7 of the capacitor-less function element can be mixed.
【0022】次に、図4により、コンデンサ付き機能素
子の機能セルを含むマクロセルを配置した半導体装置の
レイアウトの一例を説明する。半導体装置は、たとえば
前述したコンデンサ付き機能素子の機能セル6を含む1
つまたは複数(ここでは3つの例)のマクロセル8と、
コンデンサ付き機能素子の機能セルを含まない0または
1つまたは複数(ここでは1つの例)のマクロセル9か
らなり、これらのマクロセル8,9の周囲に電源電位
(VCCL)のローカル電源線4、接地電位(VSS
L)のローカル接地線5、電源電位(VCC)のメイン
電源線10、接地電位(VSS)のメイン接地線11の
周回配線が配置され、さらに外周部に外部接続用パッド
12が配置されて構成されている。このローカル電源線
4、ローカル接地線5の金属配線は、打ち換えにより異
なる金属配線層のメイン電源線10、メイン接地線11
に接続されている。Next, an example of a layout of a semiconductor device in which macro cells including functional cells of functional elements with capacitors are arranged will be described with reference to FIG. The semiconductor device includes, for example, a 1-cell including a functional cell 6 of a functional element with a capacitor as described above.
One or more (here three examples) macrocells 8;
It consists of zero or one or a plurality (here, one example) of macro cells 9 which do not include a function cell of a functional element with a capacitor, and a local power supply line 4 of a power supply potential (VCCL) and ground around these macro cells 8, 9 Potential (VSS
L), a peripheral wiring of a local ground line 5, a main power supply line 10 of a power supply potential (VCC), and a main ground line 11 of a ground potential (VSS) are arranged, and further, external connection pads 12 are arranged on the outer periphery. Have been. The metal wirings of the local power supply line 4 and the local grounding line 5 are replaced with main power supply lines 10 and main grounding lines 11 of different metal wiring layers.
It is connected to the.
【0023】この半導体装置のレイアウトにおいては、
まず1つまたは複数の機能素子1,2と、この1つまた
は複数の機能素子1,2の電源電位と接地電位との間に
接続されたコンデンサ3とからなるコンデンサ付き機能
素子の機能セル6を作成する。また、1つまたは複数の
機能素子1,2からなるコンデンサ無し機能素子の機能
セル7を作成する。この際に、コンデンサ付き機能素子
の機能セル6と、コンデンサ無し機能素子の機能セル7
との電源電位と接地電位との間を同じ幅に統一する。In the layout of this semiconductor device,
First, a functional cell 6 of a functional element with a capacitor comprising one or more functional elements 1 and 2 and a capacitor 3 connected between the power supply potential and the ground potential of the one or more functional elements 1 and 2 Create In addition, a function cell 7 of a capacitor-free function element including one or a plurality of function elements 1 and 2 is created. At this time, the functional cell 6 of the functional element with a capacitor and the functional cell 7 of the functional element without a capacitor are used.
And the same width between the power supply potential and the ground potential.
【0024】さらに、コンデンサ付き機能素子の機能セ
ル6を複数有するマクロセル8と、コンデンサ無し機能
素子の機能セル7を複数有するマクロセル9とを作成す
る。そして、コンデンサ付き機能素子の機能セル6を複
数有するマクロセル8と、コンデンサ無し機能素子の機
能セル7を複数有するマクロセル9とを混在して半導体
基板上に配置する。これにより、コンデンサ付き機能素
子の機能セル6を含むマクロセル8を配置した半導体装
置のレイアウト設計が完了する。Further, a macro cell 8 having a plurality of functional cells 6 of a functional element with a capacitor and a macro cell 9 having a plurality of functional cells 7 of a functional element without a capacitor are prepared. Then, a macro cell 8 having a plurality of functional cells 6 of a functional element with a capacitor and a macro cell 9 having a plurality of functional cells 7 of a functional element without a capacitor are arranged on a semiconductor substrate in a mixed manner. Thereby, the layout design of the semiconductor device in which the macro cells 8 including the functional cells 6 of the functional elements with capacitors are arranged is completed.
【0025】従って、本実施の形態の半導体装置によれ
ば、最小セル単位の機能セル毎に機能素子1,2の電源
電位と接地電位との間にコンデンサ3を付加すること
で、コンデンサ3の電荷の充放電により機能素子1,2
の電源電位、接地電位およびコンデンサ3で電流ループ
ができるので、半導体装置の電源端子、接地端子の過渡
的な電源電圧の変化が低減される。Therefore, according to the semiconductor device of the present embodiment, the capacitor 3 is added between the power supply potential and the ground potential of the functional elements 1 and 2 for each of the functional cells in the smallest cell unit. Functional elements 1 and 2 by charging and discharging of electric charge
Since a current loop is formed by the power supply potential, the ground potential, and the capacitor 3, transient changes in the power supply voltage at the power supply terminal and the ground terminal of the semiconductor device are reduced.
【0026】このとき、コンデンサ3を機能素子1,2
の隣に付加することで、コンデンサ3、機能素子1,2
間の電源線および接地線に寄生的に存在する抵抗成分お
よびインダクタンスの影響が常に一定となる。このた
め、電源電位、接地電位およびコンデンサ3の電流ルー
プが小さくなり、半導体装置の電源端子、接地端子の過
渡的な電源電圧変化の低減効果が向上するので、EMI
ノイズを低減することができる。At this time, the capacitor 3 is connected to the functional elements 1 and 2
, The capacitor 3, the functional elements 1, 2
The effects of the resistance component and the inductance parasitically present on the power supply line and the ground line between them are always constant. Therefore, the power supply potential, the ground potential, and the current loop of the capacitor 3 are reduced, and the effect of reducing the transient power supply voltage change of the power supply terminal and the ground terminal of the semiconductor device is improved.
Noise can be reduced.
【0027】すなわち、機能素子1,2と電源電位およ
び接地電位間の寄生抵抗成分は常に小さく、かつ一定と
なることにより、付加したコンデンサ3によるバイパス
コンデンサの効果が大きく、かつ均一となるので、EM
Iノイズを輻射することがない。That is, since the parasitic resistance component between the functional elements 1 and 2 and the power supply potential and the ground potential is always small and constant, the effect of the bypass capacitor by the added capacitor 3 is large and uniform. EM
Does not emit I noise.
【0028】また、コンデンサ3は、常に最小セル単位
の機能セル毎に機能素子1,2と隣接するので、機能セ
ル、マクロセルの配置において、個別にコンデンサの配
置位置を検討する必要がない。Further, since the capacitor 3 is always adjacent to the functional elements 1 and 2 for each functional cell in the minimum cell unit, it is not necessary to individually consider the positions of the capacitors when arranging the functional cells and the macro cells.
【0029】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で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 inventor has been specifically described based on the embodiment, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. It goes without saying that it is possible.
【0030】たとえば、前記実施の形態においては、イ
ンバータ、クロックドインバータの機能素子とコンデン
サからなるコンデンサ付き機能素子の機能セルを例に説
明したが、単にインバータの機能素子とコンデンサから
なるコンデンサ付き機能素子など、1つまたは複数の機
能素子にコンデンサを付加したコンデンサ付き機能素子
の最小セル単位の機能セル全般に広く適用することがで
きる。For example, in the above-described embodiment, the functional cell of the functional element with the capacitor including the functional element of the inverter and the clocked inverter and the capacitor has been described as an example. The present invention can be widely applied to all functional cells in a minimum cell unit of a functional element with a capacitor in which a capacitor is added to one or a plurality of functional elements such as an element.
【0031】さらに、コンデンサは、コンデンサ付き機
能素子の機能セル毎に1つずつ有する例を示したが、機
能セル毎に2つなど、最小セル単位に複数のコンデンサ
を有する場合についても適用可能である。特に、このコ
ンデンサ付き機能素子の機能セルは、ドライバセルなど
のようにノイズ発生の大きい機能セルに対して有効であ
る。Further, the example in which one capacitor is provided for each functional cell of the functional element with a capacitor has been described. However, the present invention is also applicable to a case where a plurality of capacitors are provided for each minimum cell, such as two for each functional cell. is there. In particular, the functional cell of the functional element with a capacitor is effective for a functional cell that generates a large amount of noise, such as a driver cell.
【0032】また、コンデンサ付き機能素子の機能セル
を含むマクロセルを配置した半導体装置のレイアウト設
計について説明したが、単にコンデンサ付き機能素子の
機能セルを半導体基板上に配置するような場合などにも
適用可能であることはいうまでもない。Although the layout design of the semiconductor device in which the macro cell including the functional cell of the functional element with the capacitor is arranged has been described, the present invention is also applied to the case where the functional cell of the functional element with the capacitor is simply arranged on the semiconductor substrate. It goes without saying that it is possible.
【0033】[0033]
【発明の効果】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、
以下のとおりである。Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.
【0034】(1)論理機能素子の電源電位と接地電位
との間にコンデンサが接続されたコンデンサ付き論理機
能素子を有することで、コンデンサ、論理機能素子間の
電源線および接地線に寄生的に存在する抵抗成分および
インダクタンスの影響が常に一定となるので、半導体装
置の電源端子、接地端子の過渡的な電源電圧変化の低減
効果が向上することによってEMIノイズを低減するこ
とが可能となる。(1) By having a logic function element with a capacitor in which a capacitor is connected between the power supply potential and the ground potential of the logic function element, the power supply line between the capacitor and the logic function element and the ground line are parasitically connected. Since the effects of the existing resistance component and inductance are always constant, EMI noise can be reduced by improving the effect of reducing transient power supply voltage changes at the power supply terminal and the ground terminal of the semiconductor device.
【0035】(2)コンデンサを論理機能素子の隣に付
加して最小セル単位の機能セルを構成することで、コン
デンサは常に論理機能素子と隣接するので、レイアウト
設計において、個別に配置位置を検討する必要なしにコ
ンデンサを配置することが可能となる。(2) Since a capacitor is always adjacent to a logic function element by adding a capacitor next to the logic function element to form a functional cell in a minimum cell unit, the layout position is individually considered in the layout design. It is possible to arrange the capacitors without having to do so.
【図1】本発明の一実施の形態の半導体装置において、
コンデンサ付き機能素子の機能セルを示す回路図であ
る。FIG. 1 shows a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a functional cell of a functional element with a capacitor.
【図2】本発明の一実施の形態の半導体装置において、
コンデンサ付き機能素子の機能セルを示すレイアウト図
である。FIG. 2 shows a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a layout diagram showing a functional cell of a functional element with a capacitor.
【図3】本発明の一実施の形態の半導体装置において、
コンデンサ付き機能素子の機能セルを含むマクロセルを
示す概略レイアウト図である。FIG. 3 illustrates a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic layout diagram showing a macro cell including a functional cell of a functional element with a capacitor.
【図4】本発明の一実施の形態の半導体装置において、
コンデンサ付き機能素子の機能セルを含むマクロセルを
配置した半導体装置を示す概略レイアウト図である。FIG. 4 illustrates a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic layout diagram showing a semiconductor device in which macro cells including functional cells of functional elements with capacitors are arranged.
1 機能素子(インバータ) 2 機能素子(クロックドインバータ) 1a,2a 電源端子 1b,2b 接地端子 3 コンデンサ 3a,3b コンデンサ板 4 ローカル電源線 5 ローカル接地線 6 機能セル(コンデンサ付き機能素子) 7 機能セル(コンデンサ無し機能素子) 8 マクロセル(コンデンサ付き機能素子の機能セルを
含む) 9 マクロセル(コンデンサ付き機能素子の機能セルを
含まない) 10 メイン電源線 11 メイン接地線 12 外部接続用パッドReference Signs List 1 functional element (inverter) 2 functional element (clocked inverter) 1a, 2a power supply terminal 1b, 2b ground terminal 3 capacitor 3a, 3b capacitor plate 4 local power supply line 5 local ground line 6 function cell (functional element with capacitor) 7 function Cell (functional element without capacitor) 8 Macro cell (including functional cell of functional element with capacitor) 9 Macro cell (not including functional cell of functional element with capacitor) 10 Main power supply line 11 Main ground line 12 Pad for external connection
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/04 H (72)発明者 岩渕 勝 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5B046 AA08 BA05 5F038 AC04 AC05 AC17 BH02 BH03 BH13 CA02 CA03 CA07 CA17 CD02 CD12 CD13 DF14 EZ09 EZ20 5F064 AA04 CC12 CC23 DD02 DD03 DD05 DD07 DD13 DD14 EE44 EE52 HH06 HH12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/04 H (72) Inventor Masaru Iwabuchi 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Stock 5B046 AA08 BA05 5F038 AC04 AC05 AC17 BH02 BH03 BH13 CA02 CA03 CA07 CA17 CD02 CD12 CD13 DF14 EZ09 EZ20 5F064 AA04 CC12 CC23 DD02 DD03 DD05 DD07 DD13 DD14 EE44 EE52 HHH
Claims (5)
クを複数有する半導体装置であって、 前記回路ブロックは、1つまたは複数の論理機能素子
と、この1つまたは複数の論理機能素子の電源電位と接
地電位との間に接続されたコンデンサとからなるコンデ
ンサ付き論理機能素子を有することを特徴とする半導体
装置。1. A semiconductor device having a plurality of circuit blocks each including a plurality of logic function elements, wherein the circuit block includes one or a plurality of logic function elements and a power supply potential of the one or a plurality of logic function elements. A logic function element with a capacitor comprising a capacitor connected between the capacitor and a ground potential.
最小セル単位の機能セル毎に有することを特徴とする半
導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the capacitor is provided for each functional cell of a minimum cell unit of the logic function element with a capacitor.
1つまたは複数の論理機能素子の電源電位と接地電位と
の間に接続されたコンデンサとからなるコンデンサ付き
論理機能素子の機能セルを作成し、 前記コンデンサ付き論理機能素子の機能セルを半導体基
板上に配置することを特徴とする半導体装置のレイアウ
ト方法。3. A function cell of a logic function element with a capacitor comprising one or more logic function elements and a capacitor connected between a power supply potential and a ground potential of the one or more logic function elements. And arranging a functional cell of the logic function element with a capacitor on a semiconductor substrate.
方法であって、 1つまたは複数の論理機能素子からなるコンデンサ無し
論理機能素子の機能セルを作成し、 前記コンデンサ付き論理機能素子の機能セルと、前記コ
ンデンサ無し論理機能素子の機能セルとの電源電位と接
地電位との間を同じ幅に統一し、 前記コンデンサ付き論理機能素子の機能セルと、前記コ
ンデンサ無し論理機能素子の機能セルとを混在して半導
体基板上に配置することを特徴とする半導体装置のレイ
アウト方法。4. The method for laying out a semiconductor device according to claim 3, wherein a function cell of a logic function element without a capacitor comprising one or a plurality of logic function elements is created, and the function cell of the logic function element with a capacitor is formed. And the same width between the power supply potential and the ground potential of the function cell of the logic function element without a capacitor, and the function cell of the logic function element with a capacitor and the function cell of the logic function element without a capacitor. A layout method of a semiconductor device, wherein the semiconductor device is arranged on a semiconductor substrate in a mixed manner.
方法であって、 前記コンデンサ付き論理機能素子の機能セルを複数有す
るマクロセルと、前記コンデンサ無し論理機能素子の機
能セルを複数有するマクロセルとを混在して半導体基板
上に配置することを特徴とする半導体装置のレイアウト
方法。5. The layout method for a semiconductor device according to claim 4, wherein a macro cell having a plurality of function cells of the logic function element with a capacitor and a macro cell having a plurality of function cells of the logic function element without a capacitor are mixed. And arranging it on a semiconductor substrate.
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- 2000-09-27 JP JP2000293609A patent/JP2002110798A/en active Pending
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