(57)【要約】【課題】集積回路が高速化かつ大規模化されるにつれ、各回路ブロック間に発生する電圧差により誤動作が発生し、その対策に多大な作業量が必要となるが、各回路に与える電源を安価に均一にすること。【解決手段】両端に配線の最上層まで接続できるコンタクト１６を有する単位抵抗体１５を、任意の数、直列に配置して構成した抵抗器Ａを有し、該抵抗器１５から各回路ブロック１２，１３へ、適正な電圧を、上記最上層の配線１８を介して供給するようにし、各回路ブロック１２，１３に接続する最上層配線１８の抵抗器Ａにおけるコンタクト１６との接続点を変更することで、実効的な単位抵抗成分１５の接続個数を調整して、電圧降下による誤動作を抑制する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回路ブロックと、電源パッドに印加された電源を上記各回路ブロックへ供給するための電源供給配線を有する半導体集積回路において、
その両端に上記電源供給配線となる最上層配線層まで接続されたコンタクトを有する単位抵抗体を、任意の数、直列に配置して構成した抵抗器を有し、
該抵抗器を介して上記各回路ブロックへ所要の電圧が上記最上層配線層を介して供給される、
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体集積回路において、
シミュレーションにより電圧降下が発生すると判定された回路ブロックに、上記抵抗器を構成する単位抵抗体を所定個数介して、所要の電圧が上記最上層配線を介して供給される、
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項３】
請求項１記載の半導体集積回路において、
上記各ブロックの周りに設けられ、該各ブロックに電源を供給する電源幹線と、
該電源幹線上の所要位置の各電圧値を検出する電圧検出器と、
上記電圧検出器からの上記電圧値に応じて、上記各ブロック周りの電圧値が同一になるように制御する電圧制御器とを、備えた、
ことを特徴とする半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路に関し、特に高速化され大規模化されつつある半導体集積回路において、電圧降下を抑制し誤動作を防止する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路は高速化かつ大規模化されており、内部の各回路ブロックへ供給される電圧の電位差を削減し、誤動作を回避することが必須とされており、また、その対策期間についても短期間で行なうことが必須とされている。各回路ブロックに対し、リング状の電源幹線で包囲するように配置し、また、電源を供給する配線幅を可能な限り太くするなどの方法で電圧の降下を防ぐなどして、各ブロック間の電位差を排除し、回路の誤動作を防止しようとする方法は、特開平０４−０４９６６０号に示されている。
【０００３】
以下に、従来の電圧降下抑制回路について説明する。
図３は、従来の電圧降下抑制回路の概念図である。３１は電源パッド、３２は回路ブロック、３３は回路ブロック３２へ電源を供給する配線、３４は電源パッド３１から供給される電源を配線３３へ供給する配線、３５はチップ全体である。
【０００４】
以上のように構成された従来の電圧降下抑制回路においては、回路ブロック用電源供給配線３３から回路ブロック３２へ電源を供給する際に回路ブロック用電源供給配線３２をリング状にするなどの方法で、回路ブロック３２内部の電位差を可能な限り排除し、電源幹線の配線方法で回路の誤動作を防止しようとしている。また、電源パッド３１から回路ブロック用電源供給配線３３へ電源を供給する電源供給配線用配線３４の幅を太くすることで電圧の降下を抑制しようとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−４９６６０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体集積回路は、大規模化されつつあるためにプロセスの微細化により配線幅は小さくなり、電圧降下量を０にすることは困難である。また、各回路ブロックのレイアウト設計が終了した後に回路ブロックを構成する単位回路のパラメータが変わってしまった場合に、必要とする電圧が得られない事態が発生しうる。また、製造工程において発生する誤差による電位差により、同様の事態が発生する。特に、大規模かつ高速で動作する半導体集積回路において、その発生頻度は高くなる。また、製造工程自体が開発初期で、パラメータが安定しない状態で設計された場合も同様である。
【０００７】
本発明は上記のような従来の問題を解決し、各回路に与える電源を均一にすることのできる半導体集積回路を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明（請求項１）にかかる半導体集積回路は、複数の回路ブロックと、電源パッドに印加された電源を上記各回路ブロックへ供給するための電源供給配線を有する半導体集積回路において、その両端に上記電源供給配線となる最上層配線層まで接続されたコンタクトを有する単位抵抗体を、任意の数、直列に配置して構成した抵抗器を有し、該抵抗器を介して上記各回路ブロックへ所要の電圧が上記最上層配線層を介して供給されるものである。
【０００９】
また、本発明（請求項２）にかかる半導体集積回路は、請求項１に記載の半導体集積回路において、シミュレーションにより電圧降下が発生すると判定された回路ブロックに、上記抵抗器を構成する単位抵抗体を所定個数介して、所要の電圧が上記最上層配線を介して供給されるものである。
【００１０】
また、本発明（請求項３）にかかる半導体集積回路は、請求項１記載の半導体集積回路において、上記各ブロックの周りに設けられ、該各ブロックに電源を供給する電源幹線と、該電源幹線上の所要位置の各電圧値を検出する電圧検出器と、上記電圧検出器からの上記電圧値に応じて、上記各ブロック周りの電圧値が同一になるように制御する電圧制御器とを、備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電圧調整回路を有する半導体集積回路の構成を示すレイアウトの概略図である。
【００１２】
図１において、１００は半導体集積回路、１１は電源パッド、１２，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆは電圧降下が起きにくい回路ブロック（電圧降下非発生回路ブロック）、１３は電圧降下が起きやすい回路ブロック（電圧降下発生回路ブロック）、１４ａ，１４ｂは各回路ブロック１２，１３への電源幹線、１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは各回路ブロック１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆへの電源幹線、１５は単位抵抗成分を有する単位抵抗体、１６は、該単位抵抗体１５の両端に設けられた、最上層配線層まで接続できる最上層配線用コンタクト、１７は該コンタクト１６同士を接続する抵抗成分接続用最上層配線である。また、１８は、所望の電圧を上記最上層配線１７から上記回路ブロック１２，１３，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ用の電源幹線１４ａ〜１４ｆへ供給する電源供給用最上層配線である。
【００１３】
以上のように構成された半導体集積回路における電圧調整回路について、以下その動作を説明する。
電源パッド１１から先には、複数の単位抵抗体１５と、該単位抵抗体１５の各両端に設けられた複数のコンタクト１６と、さらに上記複数の単位抵抗体１５の同じ側の一端に設けられたコンタクト１６同士を接続する複数の抵抗成分接続最上層配線１７とからなる直列の抵抗回路Ａが存在する。初期状態では、シミュレーションなどにより決定した各回路ブロック１２、１３にそれぞれ必要な電圧を、この抵抗回路Ａの所要のコンタクト１６から、電源供給用最上層配線１８を介して供給する。各回路ブロック１２，１３へは、電源供給用最上層配線１８で接続されているため、設計中にパラメータの変更があり、回路ブロック１２、１３に必要な電圧に影響を及ぼした場合でも、抵抗成分接続最上層配線１７、および電源供給用最上層配線１８の接続関係を変更することで複数の単位抵抗成分１５の接続を変更し、電源１１から電源供給用最上層配線１８を介して各回路ブロック１２，１３に供給される電圧を調整することで、容易にパラメータの変更を行うことができる。また、集積回路の製造工程の誤差や、変更があったときにも、最上層まで接続できるコンタクト１６を用いることにより、再度修正回路を作成するときに修正するマスクは、最上層のみのマスクで可能であり、短期間で必要な電圧を確保することが容易になる。
【００１４】
以上のように、本実施の形態１による半導体集積回路によれば、両端に配線の最上層まで接続できるコンタクト１６を有する単位抵抗体１５を、任意の数、直列に配置して構成した抵抗器Ａを有し、該抵抗器１５から各回路ブロック１２，１３へ、適正な電圧を、上記最上層の配線１８を介して供給するようにしたので、設計中にパラメータの変更があり、各回路ブロック１２，１３に必要な電圧に影響を及ぼした場合でも、各回路ブロック１２，１３に接続する最上層配線１８の抵抗器Ａにおけるコンタクト１６との接続点を変更し、実効的な単位抵抗成分１５の接続個数を調整して、電源から最上層配線１８を介して各回路ブロック１２，１３に供給される電圧を調整することで、容易にパラメータの変更に対応することができる。また、集積回路の製造工程の誤差や、変更があったときにも、最上層まで接続できるコンタクト１６を用いて、再度の回路修正に必要なマスクは最上層配線１８を修正するためのマスクのみでよく、短期間で必要な電圧を確保できる効果が得られる。
【００１５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における電圧調整回路を有する半導体集積回路の構成を示すレイアウトの概略図である。
【００１６】
図２において、２００は半導体集積回路、２１は電源供給パッド、２２は電圧値出力パッド、２３，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆは電圧降下が起きにくい回路ブロック、２４は電圧降下が起きやすい回路ブロック、２５は各回路ブロック２３への電源幹線、２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆは各回路ブロック２３ｃ，２３ｄ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆへの電源幹線、２６は上記半導体集積回路２００外に設けられ、上記電圧値出力パッド２２に出力される電圧を検出する電圧検出器、２７は同じく上記半導体集積回路２００外に設けられ、上記電圧検出器２６の出力に応じて、上記電圧供給パッド２１への電圧を制御する電圧制御器である。
【００１７】
以上のように構成された電圧調整回路を有する半導体集積回路について、以下その動作を説明する。初期状態において電圧制御器２７は全ての電源供給パッド２１に同電圧を供給する。その後、回路ブロック２４に電圧を供給している電源幹線２５は電圧降下が起き、その低電圧値を、電圧値出力パッド２２へ出力する。また、回路ブロック２３，２３ｃ〜２３ｆにおいては電圧降下が起きにくいため、電圧値出力パッド２２へは、初期状態に印加した電圧と差異の少ない電圧値が出力されることになる。
【００１８】
各電圧値出力パッド２２から出力された電圧値は、半導体集積回路２００の外部に設けられた電圧検出器２６により検出され、その情報を電圧制御器２７へ伝達する。その後、電圧制御器２７は、電源幹線２５の各地点での電圧値が同一になるように供給電圧を制御し、該調整制御した電圧を再度上記電源供給パッド２１へそれぞれの電圧として供給する。
【００１９】
これら一連の動作を続行することで、電源降下が起きにくい回路ブロック２３と、電源降下が起きやすい回路ブロック２４との間に、電位差が生じにくくなり、誤動作を防止することが可能となる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態２による半導体集積回路によれば、電圧降下の発生を検出する電圧降下検出回路（２２，２６）を備え、上記各回路ブロックの中のシミュレーションにより算出された箇所へ所要の電圧が供給されるようにし、かつ、半導体内部の各回路ブロック２３，２４周りの電源幹線の電圧を半導体外部の電圧検出器２６で検出し、その電圧検出器２６からの信号に応じて半導体集積回路２００に設けられた外部の電圧制御器２７により、各回路ブロック２３，２４に均一な電圧を与えるようにしたので、電圧降下による誤動作を抑制することが可能であり、しかも、動作中に回路ブロックの動作状態によって特定の回路ブロックの消費電力が増大して供給電圧に偏りが生じても、そのことが上記電圧検出回路２６によって検出され、電圧制御器２７によってフィードバック制御が行われることで、動的な電圧降下に対応することが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１にかかる半導体集積回路によれば、複数の回路ブロックと、電源パッドに印加された電源を上記各回路ブロックへ供給するための電源供給配線を有する半導体集積回路によれば、両端に上記電源供給配線となる最上層配線まで接続されたるコンタクトを有する単位抵抗体を、任意の数、直列に配置して構成した抵抗器を有し、該抵抗器から各回路ブロックへ、適正な電圧を上記最上層配線で供給するようにしたので、電圧降下による誤動作を抑制することが可能であり、その供給電圧の変更も容易である。
【００２２】
また、本発明の請求項２にかかる半導体集積回路によれば、請求項１に記載の半導体集積回路において、シミュレーションにより電圧降下が発生すると判定された回路ブロックに、上記抵抗器を構成する単位抵抗体を所定個数介して、適正な電圧が上記最上層配線を介して供給されるようにしたので、電圧降下による誤動作を抑制することができる効果が得られる。
【００２３】
また、本発明の請求項３にかかる半導体集積回路によれば、請求項１記載の半導体集積回路において、上記各ブロックの周りに設けられ、該各ブロックに電源を供給する電源幹線と、該電源幹線上の所要位置の各電圧値が供給されてこれを検出する電圧検出器と、上記電圧検出器からの上記電圧値により各ブロック周りの電圧値が同一になるように電圧を制御する電圧制御器とを、備えたものとしたので、半導体内部の各回路ブロック周りの電源幹線の電圧を半導体外部の電圧検出器で検出し、その電圧検出器からの信号により制御された半導体外部の電圧制御器から各回路ブロックに均一な電圧を与えるようにしたので、電圧降下による誤動作を抑制することができるという効果がある。また、動作中の特定の回路ブロックの消費電力が増大して供給電圧に偏りが生じても、そのことが上記電圧検出器によって検出され、電圧制御器によってフィードバック制御が行われることで、動的な電圧降下に対応することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電圧調整回路を有する半導体集積回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係る電圧調整回路を有する半導体集積回路の構成を示すブロック図
【図３】従来の電圧調整回路の構成を示すブロック図
【符号の説明】
Ａ  抵抗回路
１１  電源パッド
１２，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ  電圧降下非発生回路ブロック
１３  電圧降下発生回路ブロック
１４，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ  電源幹線
１５  単位抵抗成分
１６  最上層配線用コンタクト
１７  抵抗成分接続用最上層配線
１８  電圧供給用最上層配線
２１  電源供給パッド
２２  電圧値出力パッド
２３，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ  電圧降下非発生回路ブロック
２４  電圧降下発生回路ブロック
２５，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ  回路ブロック用電源幹線
２６  電圧検出器
２７  電圧制御器
３１  電源パッド
３２  回路ブロック
３３  回路ブロック用電源供給配線
３４  電源供給配線用配線
３５  チップ全体
１００，２００  半導体集積回路
【図１】
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【図２】
2005011849.tif 000004
【図３】
2005011849.tif 000005