(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。複数のセルアレイには、複数の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３が配置される。電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２には、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に沿って並んで配置された場合に、一方の電源補強セルＰＣ１内に配線される電源線ＶＤＤ１と他方の電源補強セルＰＣ２内に配線される電源線ＶＤＤ２とを接続するための電源補強線７０−１、７０−２が配線される。【選択図】図７
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【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には、複数の電源補強セルが配置され、
前記複数の電源補強セルの第１、第２の電源補強セルの各々には、
前記第１、第２の電源補強セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内に配線される電源線と他方の電源補強セル内に配線される電源線とを接続するための電源補強線が、配線されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１、第２の電源補強セルの各々には、
前記電源線が前記第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、
前記第１、第２の電源補強セルの各々には、
前記第１、第２の電源補強セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内に配線される高電位電源線と他方の電源補強セル内に配線される高電位電源線とを接続するための高電位電源補強線と、一方の電源補強セル内に配線される低電位電源線と他方の電源補強セル内に配線される低電位電源線とを接続するための低電位電源補強線の少なくとも一方が、配線される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、
前記複数の電源補強セルの各々は、
ウェル領域と、前記電源補強線を形成するための配線層を有することを特徴とする集積回路装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数のセルアレイは、回路セル間の隙間領域に配置される複数の予備回路セルを含み、
前記複数の予備回路セルの各々は、
ウェル領域と、予備の論理回路を形成するための配線層を有し、
前記電源補強セルと前記予備回路セルとは、
配線層のレイアウトが異なるセルであ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、
前記複数の回路セル、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿って仮想的な配線グリッドが設定され、
前記複数の電源補強セルの各々には、
その間に少なくとも１つの前記配線グリッドが挿入されるように、複数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８】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記複数の回路セル、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿って仮想的な配線グリッドが設定され、
前記複数の電源補強セルの各々には、
前記第２の方向に沿った全ての前記配線グリッド上に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９】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記複数のセルアレイには、電源補強線のレイアウトが異なる複数種類の電源補強セルが配置され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、
前記複数の回路セル、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿って仮想的な配線グリッドが設定され、
前記第１、第２の電源補強セルが前記第１の方向に沿って配線グリッド間隔Ｎ（Ｎは自然数）だけずれて配置される場合には、前記第１の電源補強セルとして、第Ｋの種類（Ｋは自然数）の電源補強セルが配置され、前記第２の電源補強セルとして、前記第Ｋの種類の電源補強セルに対して配線グリッド間隔Ｎだけずれた場合に対応して用意された第Ｌの種類（ＬはＫとは異なる自然数）の電源補強セルが配置されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０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１２】
請求項１１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１３】
請求項１０に記載の集積回路装置のレイアウト方法であって、
前記第１、第２の電源補強セルの配置予定位置の前記第１の方向でのずれである配線グリッド間隔Ｎを求め、
求められた配線グリッド間隔Ｎに基づいて、前記複数種類の電源補強セルの中から、前記第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルを選択し、
選択された前記第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルを、前記第１、第２の電源補強セルとして配置す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がある。スタンダードセル方式では、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（広義には回路セル）を用意し、これらのセルをライブラリに登録しておく。これらのスタンダードセルには、インバータ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、フリップフロップ等の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。そしてＣＡＤ（Computer Aided Design）ツール上で、これらのライブラリから所望の論理機能を満足す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互いに配線することで、集積回路装置が完成する。
【０００３】
このような集積回路装置では、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。
【０００４】
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。
【０００５】
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】
【０００６】
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】
【０００７】
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には、複数の電源補強セルが配置され、前記複数の電源補強セルの第１、第２の電源補強セルの各々には、前記第１、第２の電源補強セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内に配線される電源線と他方の電源補強セル内に配線される電源線とを接続するための電源補強線が、配線される集積回路装置に関係する。
【０００８】
本発明では、複数の電源補強セルが配置される。そして第１、第２の電源補強セルが第２の方向に沿って並んで配置されると、一方の電源補強セル内に配線される電源線と他方の電源補強セル内に配線される電源線とが、電源補強線により接続されるようになる。従って、電源補強セルの配置だけで電源補強を図れ、回路規模の増加を抑えながら電源補強を実現できる。
【０００９】
また本発明では、前記第１、第２の電源補強セルの各々には、前記電源線が前記第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。
【００１０】
このようにすれば、第１の方向に沿って配線された電源線が、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。
【００１１】
また本発明では、前記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。
【００１２】
このようにすれば、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。
【００１３】
また本発明では、前記第１、第２の電源補強セルの各々には、前記第１、第２の電源補強セルが前記第２の方向に沿って並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内に配線される高電位電源線と他方の電源補強セル内に配線される高電位電源線とを接続するための高電位電源補強線と、一方の電源補強セル内に配線される低電位電源線と他方の電源補強セル内に配線される低電位電源線とを接続するための低電位電源補強線の少なくとも一方が、配線されるようにしてもよい。
【００１４】
このようにすれば、高電位電源線のみの電源補強を図ったり、低電位電源線のみの電源補強を図ったり、高電位電源線及び低電位電源線の両方の電源補強を図ったりすることが可能になる。
【００１５】
また本発明では、前記複数の電源補強セルの各々は、ウェル領域と、前記電源補強線を形成するための配線層を有するようにしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、配線層のマスク変更等を行うだけで、他のセルを電源補強セルとして用いたり、電源補強セルを他のセルとして用いたりすることが可能になる。
【００１７】
また本発明では、前記複数のセルアレイは、回路セル間の隙間領域に配置される複数の予備回路セルを含み、前記複数の予備回路セルの各々は、ウェル領域と、予備の論理回路を形成するための配線層を有し、前記電源補強セルと前記予備回路セルとは、配線層のレイアウトが異なるセルであってもよい。
【００１８】
このようにすれば、配線層のマスク変更等を行うだけで、予備回路セルを電源補強セルとして用いたり、電源補強セルを予備回路セルとして用いたりすることが可能になる。
【００１９】
また本発明では、前記複数の回路セル、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿って仮想的な配線グリッドが設定され、前記複数の電源補強セルの各々には、その間に少なくとも１つの前記配線グリッドが挿入されるように、複数の電源補強線が配線されるようにしてもよい。
【００２０】
このようにすれば、電源補強線の間の空き配線グリッドに、他の信号線等を配線することが可能になり、配線効率を向上できる。
【００２１】
また本発明では、前記複数の回路セル、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿って仮想的な配線グリッドが設定され、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿った全ての前記配線グリッド上に電源補強線が配線されるようにしてもよい。
【００２２】
このようにすれば、第１、第２の電源補強セルの第１の方向での配線グリッド間隔がずれている場合にも、第１、第２の電源補強セルの電源補強線を接続できるようになる。
【００２３】
また本発明では、前記複数のセルアレイには、電源補強線のレイアウトが異なる複数種類の電源補強セルが配置されるようにしてもよい。
【００２４】
このようすれば、配線グリッド間隔のずれ等に柔軟に対応できる。
【００２５】
また本発明では、前記複数の回路セル、前記複数の電源補強セルの各々には、前記第２の方向に沿って仮想的な配線グリッドが設定され、前記第１、第２の電源補強セルが前記第１の方向に沿って配線グリッド間隔Ｎ（Ｎは自然数）だけずれて配置される場合には、前記第１の電源補強セルとして、第Ｋの種類（Ｋは自然数）の電源補強セルが配置され、前記第２の電源補強セルとして、前記第Ｋの種類の電源補強セルに対して配線グリッド間隔Ｎだけずれた場合に対応して用意された第Ｌの種類（ＬはＫとは異なる自然数）の電源補強セルが配置されるようにしてもよい。
【００２６】
このようにすれば、第１、第２の電源補強セルの第１の方向での配線グリッド間隔がずれている場合にも、第１、第２の電源補強セルの電源補強線を接続できるようになる。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また本発明は、上記に記載の集積回路装置のレイアウト方法であって、前記第１、第２の電源補強セルの配置予定位置の前記第１の方向でのずれである配線グリッド間隔Ｎを求め、求められた配線グリッド間隔Ｎに基づいて、前記複数種類の電源補強セルの中から、前記第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルを選択し、選択された前記第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルを、前記第１、第２の電源補強セルとして配置する集積回路装置のレイアウト方法に関係する。
【００３０】
本発明によれば、配線グリッド間隔Ｎに応じた最適な第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルが選択されて、配置されるようになる。従って、第１、第２の電源補強セルの第１の方向での配線グリッド間隔がずれている場合にも、第１、第２の電源補強セルの電源補強線が接続されるように電源補強セルを配置でき、好適な電源補強を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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・・・が配置され、セルアレイＡＲ２には回路セルＣＣ２１、ＣＣ２１・・・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。
【００３４】
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。ここで、これらのセルアレイＡＲ１〜ＡＲＮの例としては、スタンダードセルのアレイがある。この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。
【００３５】
図１のセルアレイＡＲ１〜ＡＲＮは、セルアレイ間に配線領域（配線チャネル）が設けられるチャネル型のスタンダードセルアレイになっている。具体的には回路セル（スタンダードセル）内では、電源線や信号線が例えば第１、第２の配線層（アルミ配線層、金属配線層）で形成される。例えばＤ１方向に配線される電源線、信号線は、第１の配線層（例えば下層）で形成され、Ｄ２方向に配線される電源線、信号線は、第２の配線層（例えば上層）で形成される。そしてセルアレイ間の配線領域においても、回路セル間を接続する信号線が第１、第２の配線層で形成される。例えば配線領域においてＤ１方向に配線される信号線は第１の配線層で形成され、Ｄ２方向に配線される信号線は第２の配線層で形成される。
【００３６】
一方、図２（Ａ）のセルアレイＡＲ１〜ＡＲＮは、チャネルレス型のスタンダードセルアレイになっている。即ち図２（Ａ）では、図２（Ｂ）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】
近年は例えば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（Ａ）（Ｂ）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、このような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】
図１、図２（Ａ）に示すように本実施形態では、セルアレイＡＲ１〜ＡＲＮに、複数の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３や予備回路セルＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３が配置される。ここで電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３は、セルアレイの回路セルの電源供給を補強するためのセルである。また予備回路セルは、回路セル間の隙間領域に配置される予備（スペア）の回路セルである。
【００３９】
具体的には、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の各々には、ＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に沿って並んで配置された場合（隣接して配置された場合）に、一方の電源補強セル（例えばＰＣ１）内の電源線（ＶＤＤ、ＶＳＳ）と他方の電源補強セル（例えばＰＣ２）内の電源線（ＶＤＤ、ＶＳＳ）とを接続するための電源補強線が配線される。ここで電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２では、電源線（ＶＤＤ、ＶＳＳ）がＤ１方向に沿って配線され、電源補強線がＤ２方向に沿って配線される。またこの場合の電源線と電源補強線とは異なる配線層で形成される。具体的には電源線は、Ｄ１方向に配線される第１の配線層（アルミ配線層、金属配線層）で形成され、電源補強線は、Ｄ２方向に配線される第２の配線層（アルミ配線層、金属配線層）で形成される。
【００４０】
更に具体的には電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の各々には、ＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に沿って並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内の高電位電源線ＶＤＤと他方の電源補強セル内の高電位電源線ＶＤＤとを接続するための高電位電源補強線と、一方の電源補強セル内の低電位電源線ＶＳＳ（ＧＮＤ）と他方の電源補強セル内の低電位電源線ＶＳＳとを接続するための低電位電源補強線の少なくとも一方が、配線される。
【００４１】
２．回路セル、電源補強セル
図３に、回路セル（２入力ベースセル）のウェル領域や、拡散領域や、配線層（ポリシリコン、アルミ）等の基本的なレイアウト例を示す。１０はＮ型（広義には第１導電型）のウェル領域、１２はＰ型（広義には第２導電型）のウェル領域、２０、２２はＰ型の拡散領域、３０、３２はＮ型の拡散領域である。なお２０、３０はトランジスタのアクティブ領域（ドレイン、ソース、チャネル領域）を形成するための拡散領域であり、２２、３２は基板安定化用の拡散領域である。また４０、４２は、ポリシリコン配線層（広義には配線層）で形成される信号線であり、トランジスタのゲートとなる配線である。５０、５２は、第１のアルミ配線層（広義には配線層）で形成される電源線ＶＤＤ、ＶＳＳである。
【００４２】
図４は、インバータの回路セルのレイアウト例である。具体的には図４では、図３のレイアウトに対して、第１のアルミ配線層（下層のアルミ配線層）で形成される信号線６０、６２や、拡散領域２０、２２、３０、３２に電源を供給するためのコンタクトなどが形成され、これによりインバータの論理回路が形成されている。ここで信号線６０は、トランジスタのゲートに接続される入力信号線であり、インバータの入力ノードになる。また信号線６２は、トランジスタのドレインに接続される出力信号線であり、インバータの出力ノードになる。
【００４３】
図５はＮＡＮＤの回路セルのレイアウト例である。図５では、図３のレイアウトに対して、第１のアルミ配線層で形成される信号線６４、６６、６８や、拡散領域２０、２２、３０、３２に電源を供給するためのコンタクトなどが形成され、これによりＮＡＮＤの論理回路が形成されている。ここで信号線６４、６６は、トランジスタのゲートに接続される入力信号線であり、ＮＡＮＤの２つの入力ノードになる。信号線６８は、トランジスタのドレインに接続される出力信号線であり、ＮＡＮＤの出力ノードになる。
【００４４】
図６は本実施形態の電源補強セルのレイアウト例である。図６では、図３のレイアウトに対して、第２のアルミ配線層（上層）で形成される電源補強線７０、７２が配線されている。
【００４５】
ここで、電源線ＶＤＤ、ＶＳＳはＤ１方向に沿って配線される一方で、電源補強線７０、７２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ＶＤＤ、ＶＳＳと電源補強線７０、７２とは異なる配線層で形成される。具体的には電源線ＶＤＤ、ＶＳＳは例えば下層の第１のアルミ配線層で形成される一方で、電源補強線７０、７２は例えば上層の第２のアルミ配線層で形成される。
【００４６】
また電源補強線７０は、ＶＤＤ用の高電位電源補強線であり、ビア（ＶＩＡ）７１を介して高電位電源線ＶＤＤに接続される。また電源補強線７２は、ＶＳＳ（接地電位）用の低電位電源補強線であり、ビア７３を介して低電位電源線ＶＳＳに接続される。即ち電源補強線７０用のビア（スルーホール、コンタクト）７１は、電源補強セルの上側であるＶＤＤ側に形成される一方で、電源補強線７２用のビア７３は、電源補強セルの下側であるＶＳＳ側に形成される。
【００４７】
また図６の電源補強セルは、電源補強線７０、７２を形成するアルミ配線層（配線層）のみならず、ウェル領域１０、１２を有する。更に拡散領域２０、２２、３０、３２や、ポリシリコン配線層である信号線４０、４２を有する。
【００４８】
一方、図４、図５の回路セル（予備回路セル）も、ウェル領域１０、１２や、論理回路（予備の論理回路）を形成するための配線層である信号線６０、６２、６４、６６、６８を有する。更に拡散領域２０、２２、３０、３２や、ポリシリコン配線層である信号線４０、４２を有する。
【００４９】
そして図６の電源補強セルと、図４、図５の回路セル（予備回路セル）とは、配線層のレイアウトが異なるセルとなっている。即ち図６の配線層（アルミ配線層）である電源補強線７０、７２と、図４、図５の配線層（アルミ配線層）である信号線６０、６２、６４、６６、６８は、その配線形状が異なり、異なるレイアウトとなっている。
【００５０】
なお電源補強線７０、７２のレイアウトは図６に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば、高電位電源補強線７０、低電位電源補強線７２のいずれか一方のみを、電源補強セルに配線するようにしてもよい。また電源補強線７０、７２の配線形状を図６と異なる形状にしてもよい。例えば電源補強線７０、７２の線幅を図６よりも太くしたり、電源補強線７０、７２の一部がＤ１方向に屈曲するようなレイアウトにしてもよい。また電源補強セルに、ウェル領域や拡散領域等を形成しないようにする変形実施も可能である。
【００５１】
図７に、セルアレイへの電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の配置例を示す。図７において、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の隣（両隣）には他の回路セルが配置されている。そして回路セル間の隙間領域に電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２が配置されている。
【００５２】
図７に示すように、第１、第２の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の各々には、ＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内の電源線と他方の電源補強セル内の電源線とを接続するための電源補強線が配線されている。
【００５３】
具体的には、電源補強セルＰＣ１の電源補強線７０−１は、ＰＣ１内に配線される電源線ＶＤＤ１にビア（コンタクト）７１−１を介して接続される。また電源補強セルＰＣ２の電源補強線７０−２は、ＰＣ２内に配線される電源線ＶＤＤ２にビア７１−２を介して接続される。そして電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に並んで配置されると、ＰＣ１の高電位電源補強線７０−１とＰＣ２の高電位電源補強線７０−２が接続される。換言すれば、ＰＣ１、ＰＣ２が並んで配置された時に電源補強線７０−１、７０−２が接続されるように、電源補強線７０−１、７０−２の配線がレイアウトされている。従って、このような電源補強線７０−１、７０−２の接続により、ＰＣ１内に配線される電源線ＶＤＤ１とＰＣ２内に配線される電源線ＶＤＤ２が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ＶＤＤ１、ＶＤＤ２が、電源補強線により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。
【００５４】
図８は、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２のみならず電源補強セルＰＣ３もＤ２方向に並んで配置された場合のレイアウト例である。
【００５５】
図８では、電源補強セルＰＣ２の電源補強線７２−２は、ＰＣ２内に配線される電源線ＶＳＳ１にビア７３−２を介して接続される。また電源補強セルＰＣ３の電源補強線７２−３は、ＰＣ３内に配線される電源線ＶＳＳ２にビア７３−３を介して接続される。そして電源補強セルＰＣ２、ＰＣ３がＤ２方向に並んで配置されると、ＰＣ２の低電位電源補強線７２−２とＰＣ３の低電位電源補強線７２−３が接続される。従って、このような電源補強線７２−２、７２−３の接続により、ＰＣ２内に配線される電源線ＶＳＳ１とＰＣ３内に配線される電源線ＶＳＳ２が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ＶＳＳ１、ＶＳＳ２が、電源補強線により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、回路の動作不安定・誤動作や電源線の切断等を防止できる。
【００５６】
例えばスタンダードセルにおける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ＶＤＤ、ＶＳＳ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。
【００５７】
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。
【００５８】
これに対して本実施形態では、電源補強セルを配置するだけで、電源線のＤ２方向での電源補強が自動的に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。また電源補強セルの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。
【００５９】
また例えばスタンダードセルでは、図１、図２（Ａ）に示すように、回路セルの隙間領域にスペアの予備回路セルＢＣ１、ＢＣ２、ＢＣ３を配置しておく場合が多い。このような予備回路セルを配置しておけば、集積回路装置の回路設計が誤っていた場合に、配線層のマスク変更だけで、予備回路セルを用いて回路設計の誤りを修正できる。例えば、図４、図５に示すようなインバータ、ＮＡＮＤなどの論理機能を有する複数の予備回路セルをセルアレイに配置しておく。そして集積回路装置の論理設計に誤りがあった場合には、配線層のマスクを変更し、これらの予備回路セル間を配線することで新たな回路を形成し、この新たな回路を用いて回路設計の誤りを修正する。
【００６０】
この点、本実施形態では、図４及び図５と図６を比較すれば明らかなように、図４、図５のように配線パターンが形成される予備回路セルと、図６の電源補強セルとは、ウェル領域、拡散領域等のレイアウトが同じであり、配線層のレイアウトが異なっている。従って、配線層等のマスク変更だけで、１つのセルを、予備回路セルとして用いたり、電源補強セルとして用いたりすることができ、設計の自由度を向上できる。例えば回路セル間の隙間領域には電源補強セルだけを配置しておく。そして回路設計の誤りが判明した場合には、配線層のマスク変更により電源補強セルの配線パターンを変更し、電源補強セルを予備回路セルとして利用するなどの方策が可能になり、設計の自由度を向上できる。
【００６１】
また本実施形態の手法は、図２（Ａ）（Ｂ）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。即ちこのような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ため、図８のように複数の電源補強セルがＤ２方向に並んで配置される確率が高くなる。従って、Ｄ１方向に配線された電源線を、電源補強セルの電源補強線によりＤ２方向に接続できる確率も高まり、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８のように第２のアルミ配線層で電源補強線を形成しても、この電源補強線が、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。
【００６２】
３．電源補強セルの第１の変形例
図９に本実施形態の電源補強セルの第１の変形例を示す。図９では、電源補強セル（回路セル、セルアレイ）に対して、Ｄ２方向に沿って仮想的な配線グリッド（仮想グリッド列）Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５が設定されている。なお図９ではＤ１方向に沿った仮想的な配線グリッドも設定されている。
【００６３】
例えば、前述の図６の電源補強セルでは、その間に少なくとも１つのＤ２方向に沿った配線グリッド（配線グリッド列）が挿入されるように、複数の電源補強線７０、７２が配線されている。即ち図６では、電源補強線７０は図９の配線グリッドＧ２に沿って配線され、電源補強線７２は配線グリッドＧ４に沿って配線される。そして図６の電源補強セルでは、その間にＤ２方向に沿った配線グリッドＧ３が挿入されるように、電源補強線７０、７２が配線されている。なお、電源補強線７０、７２間の挿入配線グリッド数を２以上に設定してもよい。
【００６４】
一方、図９の第１の変形例では、Ｄ２方向に沿った全ての配線グリッド上に電源補強線が配線されている。即ち図９では、電源補強線８０、８２、８４、８６、８８は、配線グリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５に沿って配線されており、電源補強セル内の全ての配線グリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５に対して電源補強線が配線されている。
【００６５】
なお電源補強線８２、８６は、ＶＤＤ用の高電位電源補強線であり、各々、ビア８３、８７を介して高電位電源線ＶＤＤに接続される。一方、電源補強線８０、８４、８８は、ＶＳＳ（接地電位）用の低電位電源補強線であり、各々、ビア８１、８５、８９を介して低電位電源線ＶＳＳに接続される。即ち電源補強線８２、８６用のビア８３、８７は、電源補強セルの上側であるＶＤＤ側に形成される一方で、電源補強線８０、８４、８８用のビア８１、８５、８９は、電源補強セルの下側であるＶＳＳ側に形成される。また電源線ＶＤＤ、ＶＳＳと電源補強線８０、８２、８４、８６、８８は異なる配線層で形成される。
【００６６】
図１０に、第１の変形例の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の配置例を示す。図１０において、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の隣（両隣）には他の回路セルが配置されている。そして回路セル間の隙間領域に電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２が配置されている。
【００６７】
図１０に示すように、第１の変形例の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の各々には、ＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内の電源線と他方の電源補強セル内の電源線とを接続するための電源補強線が配線されている。
【００６８】
具体的には図１０では、電源補強セルＰＣ１とＰＣ２は、Ｄ１方向に沿って配線グリッド間隔（配置グリッド間隔）がＮ＝１だけずれて配置されている。このように電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２がずれて配置された場合にも、図１０では、ＰＣ１の電源補強線８０−１、８２−１、８４−１、８６−１と、ＰＣ２の電源補強線８２−２、８４−２、８６−２、８８−２が接続されるようになる。そして電源補強セルＰＣ１の電源補強線８２−１、８６−１は、ビアを介して電源線ＶＤＤ１に接続され、電源補強セルＰＣ２の電源補強線８４−２、８８−２は、ビアを介して電源線ＶＤＤ２に接続される。従って図１０のようにＰＣ１の電源補強線８２−１、８６−１とＰＣ２の電源補強線８４−２、８８−２が接続されることで、Ｄ１方向に配線された電源線ＶＤＤ１、ＶＤＤ２が、電源補強線によりＤ２方向でも接続されることになる。従って、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り、回路の動作不安定・誤動作や電源線の切断などの事態を防止できる。
【００６９】
また図１０では、図８と同様に、電源補強セルＰＣ２のＤ２方向側に他の電源補強セルＰＣ３が配置されることで、電源線ＶＳＳ１、ＶＳＳ２についてもＤ２方向の電源補強線で接続されるようになり、好適な電源補強を実現できる。
【００７０】
例えば図７では、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２のＤ１方向での配置位置がずれてしまうと、ＰＣ１の電源補強線とＰＣ２の電源補強線とが接続されなくなり、電源補強が不十分になる。これに対して図９、図１０の変形例では、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２のＤ１方向での配置位置がずれた場合にも、ＰＣ１の電源補強線とＰＣ２の電源補強線とが接続される確率が高い。従って、電源補強が実現される確率を図７に比べて高くすることができ、好適な電源補強を実現できる。
【００７１】
特に図２（Ａ）（Ｂ）のチャネルレス型のスタンダードセルでは、回路セル間の配線は第１、第２のアルミ配線層よりも上層のアルミ配線層で行われる。従って、図９、図１０のように、第２のアルミ配線層で形成される電源補強線の配線密度が高くなった場合にも、ＣＡＤツールによるＰ＆Ｒに対して及ぼす悪影響は少ない。従ってチャネルレス型のスタンダードセルの電源補強に好適な電源補強セルを提供できる。
【００７２】
４．電源補強セルの第２の変形例
図１１〜図１４に本実施形態の電源補強セルの第２の変形例を示す。図１１〜図１４でも、電源補強セル（回路セル、セルアレイ）に対して、Ｄ２方向に沿って仮想的な配線グリッド（配線グリッド列）Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５が設定されている。
【００７３】
この第２の変形例では、図６や図１１〜図１６に示すような電源補強線のレイアウト（配置）が異なる複数種類の電源補強セルが用意されて、集積回路装置のセルアレイに配置される。
【００７４】
例えば図１１の電源補強セル（第Ｌの種類の電源補強セル）は、図６の電源補強セル（第Ｋの電源補強セル）に対して配線グリッド間隔がＮ＝１だけずれた場合に対応して用意された電源補強セルである。具体的には、図６の電源補強セルの電源線ＶＳＳと図１１の電源補強セルの電源線ＶＳＳを共通にして、図１１の電源補強セルを、その電源線ＶＳＳを回転軸として紙面から手前側に１８０度回転させて配置する。この時に、図６の電源補強セルに対して図１１の電源補強セルを、Ｄ１方向に配線グリッド間隔をＮ＝１だけずらして配置する。こうすると、図６の電源補強線７０、７２の各々と図１１の電源補強線９０、９４の各々が接続され、図６の電源線ＶＤＤと図１１の電源線ＶＤＤがＤ２方向の電源補強線で接続されるようになり、電源補強が実現される。
【００７５】
また図１２の電源補強セルは、図１１の電源補強セルに対して配線グリッド間隔がＮ＝１だけずれた場合に対応して用意された電源補強セルである。具体的には、図１１の電源補強セルの電源線ＶＳＳと図１２の電源補強セルの電源線ＶＳＳを共通にして、図１２の電源補強セルを、その電源線ＶＳＳを回転軸として紙面から手前側に１８０度回転させて配置する。この時に、図１１の電源補強セルに対して図１２の電源補強セルを、Ｄ１方向に配線グリッド間隔をＮ＝１だけずらして配置する。こうすると、図１１の電源補強線９４と図１２の電源補強線９２が接続されるようになる。
【００７６】
同様に、図１３の電源補強セルは、図１２の電源補強セルに対して配線グリッド間隔がＮ＝１だけずれた場合に対応して用意された電源補強セルであり、図１４の電源補強セルは、図１３の電源補強セルに対して配線グリッド間隔がＮ＝１だけずれた場合に対応して用意された電源補強セルである。
【００７７】
図１５に、第２の変形例の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の配置例を示す。図１５において、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の隣（両隣）には他の回路セルが配置されている。そして回路セル間の隙間領域に電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２が配置されている。
【００７８】
図１５に示すように、第２の変形例の電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２の各々には、ＰＣ１、ＰＣ２がＤ２方向に並んで配置された場合に、一方の電源補強セル内の電源線と他方の電源補強セル内の電源線とを接続するための電源補強線が配線されている。
【００７９】
具体的には図１５では、電源補強セルＰＣ１とＰＣ２は、Ｄ１方向に沿って配線グリッド間隔がＮ＝１だけずれて配置されている。
【００８０】
この場合に第２の変形例では、電源補強セルＰＣ１として、図１４に示す種類の電源補強セル（第Ｋの種類の電源補強セル）が配置される。また電源補強セルＰＣ２として、図１４の電源補強セルに対して配線グリッド間隔がＮ＝１だけずれた場合に対応して用意された図６に示す種類の電源補強セル（第Ｌの種類の電源補強セル）が配置される。
【００８１】
このようにすれば、電源補強セルＰＣ１、ＰＣ２がずれて配置された場合にも、ＰＣ１の電源補強線９４−１とＰＣ２の電源補強線９２−２が接続されるようになる。そしてＰＣ１の電源補強線９４−１はビアを介して電源線ＶＤＤ１に接続され、ＰＣ２の電源補強線９２−２は、ビアを介して電源線ＶＤＤ２に接続される。従って、Ｄ１方向に配線された電源線ＶＤＤ１、ＶＤＤ２が、電源補強線によりＤ２方向でも接続されるようになり、好適な電源補強を実現できる。
【００８２】
図１６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１６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１６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。
【００８３】
まず回路セルを配置する（ステップＳ１）。即ち集積回路装置の論理回路機能を実現するための複数の回路セル（スタンダードセル）を、ＣＡＤツールを使ってセルアレイに配置する。
【００８４】
次に、回路セル間の隙間領域を検索する（ステップＳ２）。即ち予備回路セルや電源補強セルを配置するための隙間領域を検索する。この検索は、例えばステップＳ１で配置された回路セルの配置座標などに基づいて実現できる。
【００８５】
次に、検索された隙間領域に配置する電源補強セルの配置予定位置のＤ１方向でのずれである配線グリッド間隔Ｎを求める（ステップＳ３）。例えば図１５の場合には、配線グリッド間隔がＮ＝１として求められる。
【００８６】
次に、求められた配線グリッド間隔Ｎに基づいて、図６、図１１〜図１４に示す複数種類の電源補強セルの中から、Ｎに対応した第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルを選択する（ステップＳ４）。例えば図１６では、図１４、図６に示す種類の電源補強セルが選択される。
【００８７】
次に選択された第Ｋ、第Ｌの種類の電源補強セルを、ステップＳ３の配置予定位置に配置する（ステップＳ５）。このようにして、回路セル、電源補強セル等の配置が終了した後に、Ｐ＆Ｒによるセル間の信号線の自動配線を行い、集積回路装置のレイアウトを完了する。
【００８８】
なお電源補強セルのＤ１方向での配線グリッド数をＭとした場合に、回路セル間の隙間領域のＤ１方向での配線グリッド数がＭに満たない場合がある。例えばＭ＝５とした場合に、隙間領域の配線グリッド数が１〜４の場合がある。このような場合には、隙間領域の両側（或いは一方側）の回路セルの配置位置をずらし、配線グリッド数がＭの隙間領域を作り出し、作り出された隙間領域に電源補強セルを配置すればよい。
【００８９】
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、回路セル等）と共に記載された用語（アルミ配線層、Ｎ型、Ｐ型、スタンダードセル等）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。例えばスタンダードセル以外の方式を採用したり、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】
【００９０】
【図１】本実施形態の集積回路装置の構成例。
【図２】図２（Ａ）（Ｂ）はチャネルレス型スタンダードセルの説明図。
【図３】ウェル領域、拡散領域等のレイアウト例。
【図４】回路セル（予備回路セル）のレイアウト例。
【図５】回路セル（予備回路セル）のレイアウト例。
【図６】本実施形態の電源補強セルのレイアウト例。
【図７】電源補強セルの配置例。
【図８】電源補強セルの配置例。
【図９】第１の変形例の電源補強セルのレイアウト例。
【図１０】第１の変形例の電源補強セルの配置例。
【図１１】第２の変形例の電源補強セルのレイアウト例。
【図１２】第２の変形例の電源補強セルのレイアウト例。
【図１３】第２の変形例の電源補強セルのレイアウト例。
【図１４】第２の変形例の電源補強セルのレイアウト例。
【図１５】第２の変形例の電源補強セルの配置例。
【図１６】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】
【００９１】
ＡＲ１〜ＡＲＮ  セルアレイ、ＣＣ１１〜ＣＣＮＭ  回路セル、
ＰＣ１〜ＰＣ３  電源補強セル、ＢＣ１〜ＢＣ３  予備回路セル、
１０  Ｎ型ウェル、１２  Ｐ型ウェル、２０、２２  Ｐ型拡散領域、
３０、３２  Ｎ型拡散領域、４０、４２  信号線（ポリシリコン配線層）、
５０、５２  電源線、６０、６２、６４、６６、６８  信号線（アルミ配線層）、
７０、７２、７４、７６、７８  電源補強線、
８０、８２、８４、８６、８８  電源補強線、
９０、９２、９４、９６、９８  電源補強線、
７１、７３、７５、７７、７９  ビア（コンタクト）、
８１、８３、８５、８７、８９  ビア（コンタクト）、
９１、９３、９５、９７、９９  ビア（コンタクト）、
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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