(57)【要約】【課題】電源補強を実現できる集積回路装置及びそのレイアウト方法の提供。【解決手段】集積回路装置は、複数の回路セルがＤ１方向に沿って配置される各セルアレイが、Ｄ１方向に直交するＤ２方向に沿って配置される複数のセルアレイを含む。複数のセルアレイは、Ｄ２方向に沿って複数のセルアレイにまたがって形成され、１つの論理回路を構成する多段構成セルＣＣ１４を含む。多段構成セルＣＣ１４には、高電位電源（或いは低電位電源）が供給される第１の電源線ＶＤＤ１１と、低電位電源（或いは高電位電源）が供給される少なくとも１本の第２の電源線ＶＳＳ１２と、高電位電源（或いは低電位電源）が供給される第３の電源線ＶＤＤ１３と、第１、第３の電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３間を第２の電源線ＶＳＳ１２をまたがって接続する電源補強線１０、１４が配線される。【選択図】図４
2007208120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回路セルが第１の方向に沿って配置される各セルアレイが、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配置される複数のセルアレイを含み、
前記複数のセルアレイは、
その各々が前記第２の方向に沿って前記複数のセルアレイにまたがって形成され、その各々が１つの論理回路を構成する複数の多段構成セルを含み、
前記多段構成セルの各々には、
高電位電源及び低電位電源のいずれか一方の電源が供給される第１の電源線と、
前記一方とは異なる他方の電源が供給される少なくとも１本の第２の電源線と、
前記一方の電源が供給される第３の電源線と、
前記第１、第３の電源線間を、前記第２の電源線をまたがって接続する電源補強線とが、配線されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の多段構成セルの各々には、
前記第１、第２、第３の電源線が前記第１の方向に沿って配線され、前記電源補強線が前記第２の方向に沿って配線されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１、第２、第３の電源線と前記電源補強線とは異なる配線層で形成されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記複数の多段構成セルの各々は、
前記第１、第２の電源線の間に前記第２の方向に沿って並んで配置される第２導電型トランジスタ領域、第１導電型トランジスタ領域と、
前記第２、第３の電源線の間に前記第２の方向に沿って並んで配置される第１導電型トランジスタ領域、第２導電型トランジスタ領域とを含むことを特徴とする集積回路装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記多段構成セルの各々が複数の前記第２の電源線を含む場合に、前記複数の第２の電源線間を接続する第２の電源補強線が配線されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記複数の多段構成セルのうちの第１、第２の多段構成セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、前記第１の多段構成セルの第３の電源線と、前記第２の多段構成セルの第１の電源線とを接続する第３の電源補強線が配線されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記多段構成セルにより構成される論理回路は、フリップフロップであることを特徴とする集積回路装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記複数のセルアレイは、ゲートアレイであることを特徴とする集積回路装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記複数のセルアレイは、スタンダードセルアレイであることを特徴とする集積回路装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記スタンダードセルアレイは、チャネルレス型のスタンダードセルアレイであることを特徴とする集積回路装置。
【請求項１１】
複数の回路セルが第１の方向に沿って配置される各セルアレイが、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配置される複数のセルアレイを含む集積回路装置のレイアウト方法であって、
その各々が前記第２の方向に沿って前記複数のセルアレイにまたがって形成され、その各々が１つの論理回路を構成する複数の多段構成セルを配置し、
前記多段構成セルの各々が、高電位電源及び低電位電源のいずれか一方の電源が供給される第１の電源線と、前記一方とは異なる他方の電源が供給される少なくとも１本の第２の電源線と、前記一方の電源が供給される第３の電源線とを含む場合に、
前記第１、第３の電源線間を、前記第２の電源線をまたがって接続する電源補強線を、前記多段構成セルに配線することを特徴とする集積回路装置のレイアウト方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記多段構成セルの各々が複数の前記第２の電源線を含む場合に、前記複数の第２の電源線間を接続する第２の電源補強線を、前記多段構成セルに配線することを特徴とする集積回路装置のレイアウト方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２において、
前記複数の多段構成セルのうちの第１、第２の多段構成セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、前記第１の多段構成セルの第３の電源線と前記第２の多段構成セルの第１の電源線とを接続する第３の電源補強線を配線することを特徴とする集積回路装置のレイアウト方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれかにおいて、
前記多段構成セルにより構成される論理回路は、フリップフロップであることを特徴とする集積回路装置のレイアウト方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路装置及び集積回路装置のレイアウト方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路装置の設計＆レイアウト手法として、スタンダードセル方式やゲートアレイ方式などがある。集積回路装置では、その回路規模の増加等により、各回路セルに十分な電源電流を供給することが難しくなっている。そして回路セルの数が増え、その消費電力が増加すると、電源電圧のドロップ等が生じ、ノイズ耐性が劣化して回路動作が不安定になったり、回路が誤動作するなどの問題が生じる。また電源線がエレクトロ・マイグレーションにより切断されるなどの問題も生じる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えばセルアレイが並ぶ方向（横方向、第１の方向）に直交する方向（縦方向、第２の方向）に沿って、線幅の太い電源線を一定間隔毎に配線する手法がある。
【０００４】
しかしながら、このような線幅の太い電源線を配線すると、その場所には回路セルを配置できなくなり、回路の集積化の妨げとなる。またこのような線幅の太い電源線は、自動配線ツールによる配線の自由度を低下させる。
【特許文献１】特開２００５−３４７５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電源補強を実現できる集積回路装置及び集積回路装置のレイアウト方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複数の回路セルが第１の方向に沿って配置される各セルアレイが、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配置される複数のセルアレイを含み、前記複数のセルアレイは、その各々が前記第２の方向に沿って前記複数のセルアレイにまたがって形成され、その各々が１つの論理回路を構成する複数の多段構成セルを含み、前記多段構成セルの各々には、高電位電源及び低電位電源のいずれか一方の電源が供給される第１の電源線と、前記一方とは異なる他方の電源が供給される少なくとも１本の第２の電源線と、前記一方の電源が供給される第３の電源線と、前記第１、第３の電源線間を、前記第２の電源線をまたがって接続する電源補強線とが、配線される集積回路装置に関係する。
【０００７】
本発明では、多段構成セルに対して、第１、第２、第３の電源線が配線されると共に、第１、第３の電源線間を、第２の電源線をまたがって接続する電源補強線が配線される。従って、多段構成セルに配線される電源補強線により第１、第３の電源線が接続されるようになるため、回路規模の増加を抑えながら電源補強を実現できる。
【０００８】
また本発明では、前記複数の多段構成セルの各々には、前記第１、第２、第３の電源線が前記第１の方向に沿って配線され、前記電源補強線が前記第２の方向に沿って配線されるようにしてもよい。
【０００９】
このようにすれば、第１の方向に沿って配線された第１、第３の電源線が、第２の方向に沿った電源補強線により接続されて補強されるようになる。従って、電源線が格子状に配線された状態と等価になり、好適な電源補強を実現できる。
【００１０】
また本発明では、前記第１、第２、第３の電源線と前記電源補強線とは異なる配線層で形成されるようにしてもよい。
【００１１】
このようにすれば、第１、第２、第３の電源線と電源補強線を交差して配線できるようになり、レイアウト効率を向上できる。
【００１２】
また本発明では、前記複数の多段構成セルの各々は、前記第１、第２の電源線の間に前記第２の方向に沿って並んで配置される第２導電型トランジスタ領域、第１導電型トランジスタ領域と、前記第２、第３の電源線の間に前記第２の方向に沿って並んで配置される第１導電型トランジスタ領域、第２導電型トランジスタ領域とを含んでいてもよい。
【００１３】
このような多段構成セルによれば、第２の方向に沿って第２導電型トランジスタ、第１導電型トランジスタ、第１導電型トランジスタ、第２導電型トランジスタが配置されるようになり、複雑な構成の論理回路を形成することが容易になる。
【００１４】
また本発明では、前記多段構成セルの各々が複数の前記第２の電源線を含む場合に、前記複数の第２の電源線間を接続する第２の電源補強線が配線されるようにしてもよい。
【００１５】
このようにすれば、第１、第３の電源線間のみならず、複数の第２の電源線間も第２の電源補強線により接続されるようになり、高電位電源、低電位電源の両方の電源補強を図れる。
【００１６】
また本発明では、前記複数の多段構成セルのうちの第１、第２の多段構成セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、前記第１の多段構成セルの第３の電源線と、前記第２の多段構成セルの第１の電源線とを接続する第３の電源補強線が配線されるようにしてもよい。
【００１７】
このようにすれば多段構成セル内の第１、第３の電源線間のみならず、第１の多段構成セルの第３の電源線と第２の多段構成セルの第１の電源線の間も、第３の電源補強線により接続されるようになり、更に好適な電源補強を実現できる。
【００１８】
また本発明では、前記多段構成セルにより構成される論理回路は、フリップフロップであってもよい。
【００１９】
集積回路装置のデジタル回路においては、一般的に、多数のフリップフロップが配置され、各フリップフロップの回路面積も大きい。従って、このようなフリップフロップの多段構成セルに電源補強線を配線することで、効果的な電源補強を実現できる。
【００２０】
また本発明では、前記複数のセルアレイは、ゲートアレイであってもよい。
【００２１】
また本発明では、前記複数のセルアレイは、スタンダードセルアレイであってもよい。
【００２２】
また本発明では、前記スタンダードセルアレイは、チャネルレス型のスタンダードセルアレイであってもよい。
【００２３】
また本発明は、複数の回路セルが第１の方向に沿って配置される各セルアレイが、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配置される複数のセルアレイを含む集積回路装置のレイアウト方法であって、その各々が前記第２の方向に沿って前記複数のセルアレイにまたがって形成され、その各々が１つの論理回路を構成する複数の多段構成セルを配置し、前記多段構成セルの各々が、高電位電源及び低電位電源のいずれか一方の電源が供給される第１の電源線と、前記一方とは異なる他方の電源が供給される少なくとも１本の第２の電源線と、前記一方の電源が供給される第３の電源線とを含む場合に、前記第１、第３の電源線間を、前記第２の電源線をまたがって接続する電源補強線を、前記多段構成セルに配線する集積回路装置のレイアウト方法に関係する。
【００２４】
本発明によれば、多段構成セルの第１、第３の電源線間を、第２の電源線をまたがって接続する電源補強線が配線される。従って、多段構成セルに配線される電源補強線により第１、第３の電源線が接続されるようになり、回路規模の増加を抑えながら電源補強を実現できる。
【００２５】
また本発明では、前記多段構成セルの各々が、複数の前記第２の電源線を含む場合に、前記複数の第２の電源線間を接続する第２の電源補強線を、前記多段構成セルに配線するようにしてもよい。
【００２６】
このようにすれば、第１、第３の電源線間のみならず、複数の第２の電源線間も第２の電源補強線により接続されるようになり、高電位電源、低電位電源の両方の電源補強を図れる。
【００２７】
また本発明では、前記複数の多段構成セルのうちの第１、第２の多段構成セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、前記第１の多段構成セルの第３の電源線と前記第２の多段構成セルの第１の電源線とを接続する第３の電源補強線を配線するようにしてもよい。
【００２８】
このようにすれば多段構成セル内の第１、第３の電源線間のみならず、第１の多段構成セルの第３の電源線と第２の多段構成セルの第１の電源線も、第３の電源補強線により接続されるようになり、更に好適な電源補強を実現できる。
【００２９】
また本発明では、前記多段構成セルにより構成される論理回路は、フリップフロップであってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３１】
１．集積回路装置
図１に本実施形態の集積回路装置の構成例を示す。なお本実施形態では、横方向（水平方向、行方向）を、Ｄ１方向（第１の方向）とし、Ｄ１方向に直交する縦方向（垂直方向、列方向）をＤ２方向（第２の方向）としている。
【００３２】
集積回路装置は、複数のセルアレイＡＲ１〜ＡＲＮ（マトリクスアレイ）を含む。そしてＡＲ１〜ＡＲＮの各セルアレイには、複数の回路セル（スタンダードセル、ベースセル等）がＤ１方向に沿って配置される。例えばセルアレイＡＲ１には、回路セルＣＣ１１、ＣＣ１２、・・・ＣＣ１Ｍが配置され、セルアレイＡＲ２には回路セルＣＣ２１、ＣＣ２２、・・・ＣＣ２Ｍが配置され、セルアレイＡＲＮには回路セルＣＣＮ１、ＣＣＮ２、・・・ＣＣＮＭが配置される。これらの回路セルは、インバータ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、フリップフロップなどの基本論理回路を構成するものであり、基本論理機能を得るのに必要な回路パターンが形成されている。
【００３３】
そして図１では、複数のセルアレイＡＲ１〜ＡＲＮが、Ｄ１方向に直交するＤ２方向に沿って配置される。具体的にはＡＲ１〜ＡＲＮがＤ２方向に並んで配置される。
【００３４】
ここで、これらのセルアレイＡＲ１〜ＡＲＮの例としては、ゲートアレイやスタンダードセルアレイがある。ゲートアレイ方式では、拡散工程を終えたマスタウェハが用意される。マスタウェハには、基本セル（論理ゲート）が格子状に配列されている。そしてユーザのロジック設計にしたがった配線を行い、マスタウェハ上の基本セルを組み合わせることで、ユーザの所望するデジタル回路を実現する。
【００３５】
スタンダードセルの方式では、予め設計＆レイアウトされ、回路動作が検証された複数種類のスタンダードセルを用意し、これらをセルをライブラリに登録しておく。そしてＣＡＤツール上で、これらのライブラリから所望の論理機能を得るのに必要なスタンダードセルを選択して配置し、スタンダードセル間を、ＣＡＤツールによるＰ＆Ｒ（Place and Route）で自動配線することで、集積回路装置が完成する。
【００３６】
スタンダードセルアレイにはチャネルレス型のスタンダードセルアレイがある。チャネルレス型のスタンダードセルアレイでは、図２に示すようにセルアレイ間に配線領域（配線チャネル）が設けられていない。そしてセルアレイ間で電源線ＶＤＤ、ＶＳＳが共用される。そして回路セル内の電源線、信号線が第１、第２の配線層で形成される場合には、回路セル間を接続する信号線は、上層の第３、第４の配線層で形成される。例えばＤ１方向に配線される信号線は、第３の配線層で形成され、Ｄ２方向に配線される信号線は第４の配線層で形成される。
【００３７】
近年は５層を越えるような多層配線が可能になっており、このような多層配線が可能な集積回路装置では、図２のようなチャネルレス型のスタンダードセルの利用が可能になる。なお、チャネルレス型のスタンダードセルにおいて、複数段のセルアレイ毎に配線領域に設けるようなレイアウトにしてもよい。
【００３８】
本実施形態の集積回路装置では、その各々がＤ２方向に沿って複数のセルアレイにまたがって形成され、その各々が１つの論理回路を構成する複数の多段構成セルが配置される。例えば図３（Ａ）では、多段構成セルであるＣＣ１４，ＣＣ１７は複数のセルアレイＡＲ１、ＡＲ２にまたがって形成される。インバータ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ等の論理回路を構成するための通常の回路セルＣＣ１３、ＣＣ１５、ＣＣ１６、ＣＣ２３、ＣＣ２５、ＣＣ２６は、セルアレイの１段分の高さしか有していないが、多段構成セルＣＣ１４、ＣＣ１７は、セルアレイの２段分の高さを有している。この多段構成セルＣＣ１４，ＣＣ１７により構成される論理回路としては、Ｄ型フリップフロップ、リセット付きフリップフロップ、セット付きフリップフロップ、リセット＆セット付きフリップフロップ、ＲＳフリップフロップなどのフリップフロップがある。なおフリップフロップ以外の論理回路を多段構成セルにより構成してもよい。
【００３９】
図３（Ｂ）に示すように、多段構成セルＣＣ１４には、高電位電源（広義には高電位電源及び低電位電源のいずれか一方の電源）が供給される第１の電源線ＶＤＤ１１と、低電位電源（広義は一方とは異なる他方の電源）が供給される少なくとも１本の第２の電源線ＶＳＳ１２（接地電源線）と、高電位電源（広義には一方の電源）が供給される第３の電源線ＶＤＤ１３が配線される。また多段構成セルＣＣ１４は、第１の電源線ＶＤＤ１１と第２の電源線ＶＳＳ１２の間にＤ２方向に沿って並んで配置されるＰ型トランジスタ領域（広義には第２導電型トランジスタ領域）、Ｎ型トランジスタ領域（第１導電型トランジスタ領域）と、第２の電源線ＶＳＳ１２と第３の電源線ＶＤＤ１３の間にＤ２方向に沿って並んで配置されるＮ型トランジスタ領域、Ｐ型トランジスタ領域を含む。即ち多段構成セルＣＣ１４内では、Ｄ２方向に沿ってＰ型トランジスタ領域（Ｎ型ウェル）、Ｎ型トランジスタ領域（Ｐ型ウェル）、Ｎ型トランジスタ領域、Ｐ型トランジスタ領域が並んで配置される。
【００４０】
なお図３（Ｃ）のように多段構成セルは、Ｄ２方向に沿ってＮ型トランジスタ領域、Ｐ型トランジスタ領域、Ｐ型トランジスタ領域、Ｎ型トランジスタ領域が並んで配置されるようなセルであってもよい。図３（Ｃ）の多段構成セルでは、低電位電源が供給されるＶＳＳ１１、高電位電源が供給されるＶＤＤ１２、低電位電源が供給されるＶＳＳ１３が、各々、第１、第２、第３の電源線になる。
【００４１】
また図３（Ｂ）（Ｃ）では、１本の第２の電源線ＶＳＳ１２、ＶＤＤ１２が配線されているが、複数の第２の電源線を配線するようにしてもよい。
【００４２】
また図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の多段構成セルは２つのセルアレイにまたがって形成されているが、本実施形態の多段構成セルは３つ以上のセルアレイにまたがって形成されるようなセルであってもよい。
【００４３】
２．電源補強線
図４に本実施形態の多段構成セルのレイアウト例を示す。多段構成セルＣＣ１４は、Ｄ２方向に沿って複数のセルアレイＡＲ１、ＡＲ２にまたがって形成され、例えばフリップフロップなどの論理回路を構成する。また多段構成セルＣＣ１４には、高電位電源（或いは低電位電源）が供給される第１の電源線ＶＤＤ１１と、低電位電源（或いは高電位電源）が供給される少なくとも１本の第２の電源線ＶＳＳ１２（ＧＮＤ）と、高電位電源（或いは低電位電源）が供給される第３の電源線ＶＤＤ１３が配線される。
【００４４】
そして本実施形態では、これらの第１、第３の電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３間を、第２の電源線ＶＳＳ１２をまたがって接続する電源補強線１０、１４が配線される。
【００４５】
具体的には多段構成セルＣＣ１４では、電源線ＶＤＤ１１、ＶＳＳ１２、ＶＤＤ１３はＤ１方向に沿って配線される一方で、電源補強線１０、１４は、Ｄ１方向に直交するＤ２方向に沿って配線される。また電源線ＶＤＤ１１、ＶＳＳ１２、ＶＤＤ１３と電源補強線１０、１４とは異なる配線層で形成される。即ち電源線ＶＤＤ１１、ＶＳＳ１２、ＶＤＤ１３は、Ｄ１方向に配線される第１のアルミ配線層（広義には第１の配線層、第１の金属配線層）で形成され、電源補強線１０、１４は、Ｄ２方向に配線される第２のアルミ配線層（広義には第２の配線層、第２の金属配線層）で形成される。この場合に第２のアルミ配線層は第１のアルミ配線層の例えば上層の配線層になる。
【００４６】
図４に示すように多段構成セルＣＣ１４には、第２のアルミ配線層で形成される信号線３０、３２、３４、３６が配線される。この信号線３０、３２、３４、３６は、セル内に形成されるトランジスタのゲート、ドレイン等に接続される。また多段構成セルＣＣ１４には第１のアルミ配線層で形成される信号線も配線され、この第１のアルミ配線層の信号線もトランジスタのゲート、ドレイン等に接続される。そしてこれらの第１、第２のアルミ配線層の信号線によりセル内の複数のトランジスタのゲート、ドレイン間を接続することで、フリップフロップなどの論理回路が構成される。
【００４７】
そして図４では、電源補強線１０、１４と信号線３０、３２、３４、３６は共に第２のアルミ配線層で形成される。このため電源補強線１０、１４は、信号線３０、３２、３４、３６の空き領域に配線される。即ち電源補強線１０は、信号線３２、３４間の空き領域に配線され、電源補強線１４は、信号線３４、３６間の空き領域に配線される。なお本実施形態の手法をスタンダードセルに適用する場合には、例えば、スタンダードセルである多段構成セル内の空き領域に電源補強線１０、１４を予め配線しておき、ライブラリに登録すればよい。一方、ゲートアレイに適用する場合には、例えば、マスタウェハの基本セルについての信号線の配線が完了した後に、多段構成セル内の空き領域を探索し、探索された空き領域に電源補強線１０、１４を配線すればよい。
【００４８】
図４の電源補強線１０、１４は高電位電源（ＶＤＤ）用の電源補強線である。そして電源補強線１０は、ビア（ＶＩＡ）１１を介して高電位の電源線ＶＤＤ１１に接続されると共にビア１２を介して高電位電源線ＶＤＤ１３に接続される。同様に電源補強線１４は、ビア（コンタクト、スルーホール）１５を介して高電位電源線ＶＤＤ１１に接続されると共にビア１６を介して高電位電源線ＶＤＤ１３に接続される。また電源補強線１０、１４は、低電位電源線ＶＳＳ１２を形成する第１のアルミ配線層の上層の第２のアルミ配線層で形成される。従って図４の電源補強線１０、１４は、電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３間を、電源線ＶＳＳ１２をまたがって接続する補強線になる。
【００４９】
このような電源補強線１０、１４を配線することで、電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３がセル内で接続されることになる。従ってＤ１方向に配線された電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３が、電源補強線１０、１４によりＤ２方向でも接続されることになり、電源線が格子状（マトリクスアレイ状）に配線された状態と等価になる。これにより、回路セルに供給される電源電流の密度が均等化され、電源電圧のドロップを低減できる。この結果、ノイズ耐性が劣化して回路動作が不安定になったり、回路が誤動作したり、電源線がエレクトロ・マイグレーションにより切断されるなどの事態を防止できる。
【００５０】
例えば電源補強を実現する比較例の手法として、Ｄ１方向に配線された電源線に直交するＤ２方向に、線幅の太い専用の電源補強線を配線する手法が考えられる。
【００５１】
しかしながら、このような線幅の太い専用の電源補強線を配線すると、その場所には回路セルを配置できなくなり、回路の集積化の妨げとなる。即ち電源補強線の配線領域の分だけ、集積回路装置の面積が大規模化してしまう。またこのような太い電源補強線は、自動配線ツールによる配線の自由度も低下させる。
【００５２】
これに対して本実施形態では、多段構成セル内の電源補強線１０、１４により、電源線のＤ２方向での電源補強が行われるようになる。これにより、回路セルへの電源電流の供給能力が増加し、ノイズ耐性を向上できる。また電源補強線がシールドとなって、ノイズ伝達を低減できる。また太い専用の電源補強線を配線しなくても済むため、集積回路装置の回路規模の増大化を防止しながら、ノイズ耐性を向上できる。
【００５３】
また、これまでの多段構成セルでは、図４の信号線３２、３４間の空き領域や信号線３４、３６間の空き領域は有効活用されておらず、無駄な領域となっていた。
【００５４】
本実施形態では、これらの信号線３２、３４間の空き領域や信号線３４、３６間の空き領域を有効利用して、電源補強線１０、１４を配線している。従って、電源補強線１０、１４を配線しても、多段構成セルＣＣ１４の面積は増加しないため、集積回路装置の回路規模の増大化を防止しながら電源補強を実現できる。
【００５５】
なお本実施形態の手法は、図２に示すようなチャネルレス型のスタンダードセルに特に有効である。即ちチャネルレス型のスタンダードセルでは、回路セルがＤ２方向に敷き詰めて配置される。そして図５から明らかなように、このように回路セルがＤ２方向に敷き詰めて配置されると、電源補強線１０−１、１０−２、１４−１、１４−２が、Ｄ２方向に沿って長く配線されるようになる。これにより、電源線が格子状に配線された状態と等価になり、回路セルに供給される電源電流の密度が均等化され、より効果的な電源補強を実現できる。またチャネルレス型のスタンダードセルでは、回路セル間は、第１、第２のアルミ配線層よりも上層のアルミ配線層で接続される。従って、図５のように第２のアルミ配線層で電源補強線１０−１、１０−２、１４−１、１４−２を形成しても、これらの電源補強線が、ＣＡＤツールのＰ＆Ｒ（Place and Route）による自動配線の妨げになってしまう事態を防止できる。従って配線効率を向上できる。
【００５６】
３．変形例
多段構成セルのレイアウトは図４に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、図６では、電源補強線１０、１４は低電位電源（ＶＳＳ）用の電源補強線となっている。そして電源補強線１０は、ビア（ＶＩＡ）１１を介して低電位電源線ＶＳＳ１１に接続されると共にビア１２を介して低電位電源線ＶＳＳ１３に接続される。同様に電源補強線１４は、ビア１５を介して低電位電源線ＶＳＳ１１に接続されると共にビア１６を介して低電位電源線ＶＳＳ１３に接続される。従って図６の電源補強線１０、１４は、電源線ＶＳＳ１１、ＶＳＳ１３間を、電源線ＶＤＤ１２をまたがって接続する補強線になる。
【００５７】
また図７に示すように、第２の電源線として２本の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４が配線されていてもよい。この図７は、ゲートアレイなどに本実施形態の手法を適用した場合のレイアウト例である。
【００５８】
図７では、多段構成セルＣ１４内に、Ｎ型（Ｎ＋）の拡散領域６０、Ｐ型（Ｐ＋）の拡散領域６２、Ｎ型（Ｎ＋）の拡散領域６４が形成されている。Ｎ型の拡散領域６０、６４は、Ｎ型ウェル（或いはＮ型基板）の電位安定化用の拡散領域である。即ちＮ型の拡散領域６０、６４には、電源線ＶＤＤ１、ＶＤＤ１３からの電源がコンタクトを介して供給され、これによりＮ型ウェル（Ｎ型基板）の電位が安定化される。またＰ型の拡散領域６２は、Ｐ型ウェルの電位安定化用の拡散領域である。即ちＰ型の拡散領域６２には、拡散領域６２の上下に配線される電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４からの電源がコンタクトを介して供給され、これによりＰ型ウェルの電位が安定化される。
【００５９】
図７においても、電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３間を、２本の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４をまたがって接続する電源補強線１０、１４が多段構成セルＣ１４に配線され、電源補強が実現される。
【００６０】
なお図７のように多段構成セルが複数の第２の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４を含む場合には、図８に示すように、これらの複数の第２の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４間を接続する第２の電源補強線２０を配線してもよい。
【００６１】
即ち図８では、電源補強線２０は、ビア２１を介して低電位電源線ＶＳＳ１２に接続されると共にビア２２を介して低電位電源線ＶＳＳ１４に接続される。従って電源補強線２０を配線することで、電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４が電源補強線２０を介して接続されるようになり、ＶＤＤのみならずＶＳＳの電源補強も実現できる。なお図８では電源補強線２０は第２のアルミ配線層で形成されているが、第１のアルミ配線層で形成される電源補強線で電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４を接続するようにしてもよい。
【００６２】
図９では、多段構成セルＣＣ１４（第１の多段構成セル）と多段構成セルＣＣ３４（第２の多段構成セル）が、Ｄ２方向に沿って並んで配置される。この場合に図９では、多段構成セルＣＣ１４の第３の電源線ＶＤＤ１３と、多段構成セルＣＣ３４の第１の電源線ＶＤＤ２１を接続する第３の電源補強線２４、２６が配線される。このようにすれば、電源補強線１０−１、２４、１０−２や、電源補強線１４−１、２６、１４−２が、Ｄ２方向に沿って長く配線されるようになる。これにより、電源線が格子状に配線された状態と等価になり、回路セルに供給される電源電流の密度が均等化され、より効果的な電源補強を実現できる。
【００６３】
なお電源補強線２４、２６の配線レイアウトは図９のレイアウトには限定されず、図９とは異なる場所に電源補強線２４、２６を配線してもよい。また図９では、電源線ＶＤＤ１３、ＶＤＤ２１を接続する２本の電源補強線２４、２６を配線しているが、３本以上の電源補強線を配線してもよい。
【００６４】
図１０に多段構成セルＣＣ１４の詳細なレイアウト例を示す。この多段構成セルＣＣ１４により構成される論理回路は、フリップフロップ（Ｄ型フリップフロップ）である。図１０に示すように、この多段構成セルＣＣ１４はセルアレイＡＲ１、ＡＲ２にまたがって形成される。そして多段構成セルＣＣ１４内の複数のトランジスタは、第１のアルミ配線層で形成される信号線や第２のアルミ配線層で形成される信号線により、トランジスタ同士のゲート、ドレイン等が接続される。このような接続をすることで、これらの複数のトランジスタによりフリップフロップ回路の論理回路が形成されるようになる。
【００６５】
そして本実施形態では図１０に示すように、このような多段構成セルＣＣ１４に対して、第１、第３の電源線ＶＤＤ１１、ＶＤＤ１３間を、第２の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４をまたがって接続する電源補強線１０、１４が配線される。これによりＶＤＤの電源補強が実現される。
【００６６】
また図１０では、多段構成セルＣＣ１４が、複数の第２の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４を含んでおり、これらの第２の電源線ＶＳＳ１２、ＶＳＳ１４間を接続する第２の電源補強線２０が配線される。これによりＶＤＤのみならずＶＳＳの電源補強も実現できるようになる。
【００６７】
特に集積回路装置のデジタル回路には、多数のフリップフロップが配置される。また多段構成セルであるフリップフロップの回路面積は、インバータ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ等に比べて大きい。従って、集積回路装置のセルアレイにおいて、フリップフロップが占める面積の割合は大きく、例えば４０〜６０パーセントになる場合が多い。
【００６８】
そして本実施形態では、このように、占有面積が大きいフリップフロップの多段構成セルにおいて、図１０に示すような電源補強線１０、１４、２０が配線されて、電源補強が行われる。従って、結局、セルアレイの至る所で電源補強線が配線されるようになり、効率的な電源補強を実現できる。
【００６９】
４．レイアウト方法
図１１に本実施形態の集積回路装置を用いたレイアウト方法のフローチャートを示す。図１１の処理は、例えばＣＡＤツールのＰ＆Ｒを実現するプログラム等により実現できる。なお図１１の処理の一部を手作業によるレイアウトにより実現することも可能である。
【００７０】
まず回路セルの配置・配線を行う（ステップＳ１）。例えばゲートアレイの場合には、マスタウェハ上の基本セルについての信号線の配線等を行う。
【００７１】
次に、多段構成セルを検索する（ステップＳ２）。具体的には、セルアレイに配置された回路セルの中からフリップフロップを検索する。
【００７２】
次に、検索された多段構成セルの第１、第３の電源線間を、第２の電源線をまたがって接続（交差して接続）する電源補強線を配線する（ステップＳ３）。即ち図４、図７に示すような電源補強線１０、１４の配線を行う。
【００７３】
次に、多段構成セル内の複数の第２の電源線間を接続する第２の電源補強線を配線する（ステップＳ４）。即ち図８に示すような電源補強線２０の配線を行う。
【００７４】
次に、多段構成セルの第３の電源線と他の多段構成セルの第１の電源線を接続する第３の電源補強線を配線する（ステップＳ５）。即ち図９に示すような電源補強線２４、２６の配線を行う。
【００７５】
そして、全ての多段構成セルについての電源補強線の配線が完了したか否かを判断し（ステップＳ６）、完了していない場合にはステップＳ２に戻り、完了した場合には処理を終了する。
【００７６】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（配線層、第１導電型、第２導電型等）と共に記載された用語（アルミ配線層、Ｎ型、Ｐ型等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また集積回路装置の構成・レイアウト、回路セルや電源補強セルの構成・レイアウトも、本実施形態で説明したものに限定に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば電源補強線を本実施形態とは異なるレイアウトにするなどの変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施形態の集積回路装置の構成例。
【図２】チャネルレス型のスタンダードセルの説明図。
【図３】図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は多段構成セルの説明図。
【図４】本実施形態の多段構成セルのレイアウト例。
【図５】多段構成セルの配置例。
【図６】多段構成セルのレイアウトの変形例。
【図７】多段構成セルのレイアウトの変形例。
【図８】多段構成セルのレイアウトの変形例。
【図９】変形例の多段構成セルの配置例。
【図１０】多段構成セルの詳細なレイアウト例。
【図１１】集積回路装置のレイアウト方法のフローチャート。
【符号の説明】
【００７８】
ＡＲ１〜ＡＲＮ  セルアレイ、ＣＣ１１〜ＣＣＮＭ  回路セル、
ＣＣ１４、ＣＣ１７  多段構成セル、
１０、１４  電源補強線、１１、１２、１５、１６  ビア、
２０  第２の電源補強線、２１、２２  ビア、２４、２６  第３の電源補強線、
３０、３２、３４、３６  信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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