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JP2008311570A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2008311570A
JP2008311570A JP2007160151A JP2007160151A JP2008311570A JP 2008311570 A JP2008311570 A JP 2008311570A JP 2007160151 A JP2007160151 A JP 2007160151A JP 2007160151 A JP2007160151 A JP 2007160151A JP 2008311570 A JP2008311570 A JP 2008311570A
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wiring
power supply
semiconductor device
supply wiring
layer
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Withdrawn
Application number
JP2007160151A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Takeda
寿 武田
Tetsuya Abe
哲也 阿部
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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Abstract

【課題】電源電圧の電圧降下を抑え、半導体装置の安定動作を維持しつつ、信号配線のための配線リソースを多く確保できるようにする。
【解決手段】半導体チップの上層に設けられた第1の電源配線11と、第1の電源配線11よりも基板側に設けられ、第1の電源配線11に直交する方向に設けられた第2の電源配線12とを備え、第1の電源配線11と第2の電源配線12との間には少なくとも1層以上の配線層を有しており、それを接続する第1のコンタクト群21を設けることで電源配線11,12の間に設けられた配線層の配線リソースを多く確保でき、電源電圧の電圧降下を抑え、半導体装置の安定動作を維持できる。
【選択図】図1
A wiring resource for signal wiring can be secured while suppressing a voltage drop of a power supply voltage and maintaining a stable operation of a semiconductor device.
A first power supply wiring 11 provided on an upper layer of a semiconductor chip, and a second power supply 11 provided on a substrate side of the first power supply wiring 11 and provided in a direction orthogonal to the first power supply wiring 11. Power supply wiring 12, and at least one wiring layer is provided between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12, and a first contact group 21 connecting the first power supply wiring 12 is provided. By providing, it is possible to secure a large number of wiring resources in the wiring layer provided between the power supply wirings 11 and 12, suppress a voltage drop of the power supply voltage, and maintain a stable operation of the semiconductor device.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、複数の配線層を有する半導体装置にかかわり、詳しくは半導体装置の電源配線構造の改良に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having a plurality of wiring layers, and more particularly to improvement of a power supply wiring structure of a semiconductor device.

半導体装置では、回路素子が動作したときに消費される電源電流が電源配線に流れることよって電源電圧降下および接地電位上昇が発生するが、電源および接地の電位変動による回路動作の誤動作を引き起こさないように、電源配線の配線抵抗を十分に小さくしておく必要がある。   In a semiconductor device, a power supply current consumed when a circuit element is operated flows to a power supply wiring, and thus a power supply voltage drop and a ground potential rise occur. However, a malfunction of a circuit operation due to a power supply and ground potential fluctuation is not caused. In addition, it is necessary to sufficiently reduce the wiring resistance of the power supply wiring.

特に、近年の半導体装置の高集積化、大規模化により配線層の多層化が進み、安定した電源電圧を供給し、かつ省面積化のために配線リソース(信号配線を配置するために必要な配線領域)を多く確保した電源配線設計が重要になってきている。   In particular, due to the recent high integration and large scale of semiconductor devices, the wiring layers have become multi-layered, supplying a stable power supply voltage and reducing wiring area (necessary for arranging signal wiring). Power supply wiring design that secures a large wiring area) has become important.

安定した電源電圧を供給し、かつ配線リソースを多く確保するための電源配線構造を有する半導体装置としては、半導体装置上のメッシュ電源配線より回路素子に電源供給するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。   As a semiconductor device having a power supply wiring structure for supplying a stable power supply voltage and securing a large amount of wiring resources, there is one in which power is supplied to a circuit element from a mesh power supply wiring on the semiconductor device (for example, a patent). Reference 1).

図4は、従来の半導体装置の電源配線構造の各構成要素の位置関係を立体的に表した図である。図示のように、半導体装置Bは、第1の電源配線11、第2の電源配線12より構成されたメッシュ電源配線、第1と第2の電源を接続する第1のコンタクト21、第1および第2の電源配線よりも下層に構成された回路素子用電源配線13、回路素子用電源配線とメッシュ電源配線を接続するための第2のコンタクト22を備え、回路素子30に電源供給を行う構成となっている。   FIG. 4 is a three-dimensional representation of the positional relationship between the components of the power supply wiring structure of the conventional semiconductor device. As shown in the figure, the semiconductor device B includes a first power supply line 11, a mesh power supply line composed of a second power supply line 12, a first contact 21 connecting the first and second power supplies, a first and a second power supply line. A circuit element power supply line 13 formed below the second power supply line, a second contact 22 for connecting the circuit element power supply line and the mesh power supply line, and a power supply to the circuit element 30 It has become.

このように構成された半導体装置では、電源配線がメッシュ状に構成されているため、電源電圧の電圧降下が抑制され、半導体装置の安定動作を維持することができる。
特開平5−335484号公報(第2−3頁、第1図)
In the semiconductor device configured as described above, since the power supply wiring is configured in a mesh shape, the voltage drop of the power supply voltage is suppressed, and the stable operation of the semiconductor device can be maintained.
JP-A-5-335484 (page 2-3, FIG. 1)

しかし、上記の従来の半導体装置は、以下のような問題点を有している。   However, the conventional semiconductor device described above has the following problems.

メッシュ電源配線は半導体装置の上層に設けられる場合が多く、回路素子用電源配線とメッシュ電源配線との間には多くの配線層が存在する。したがって、メッシュ電源配線と回路素子用電源配線とが交差する箇所が第2のコンタクト22で接続されると、メッシュ電源配線と回路素子用電源配線との間の複数の配線層において、これら複数の配線層を貫くコンタクトが大量に配置され、非常に多くの配線リソース(信号配線を配置するために必要な領域)を費やし、信号配線リソースが不足してしまう。その結果、この配線リソース不足を補うために、半導体装置の面積を増加させなければならなくなる。   The mesh power supply wiring is often provided in the upper layer of the semiconductor device, and there are many wiring layers between the circuit element power supply wiring and the mesh power supply wiring. Therefore, when the intersection of the mesh power supply wiring and the circuit element power supply wiring is connected by the second contact 22, the plurality of wiring layers between the mesh power supply wiring and the circuit element power supply wiring A large number of contacts penetrating the wiring layer are disposed, and a very large amount of wiring resources (area necessary for arranging signal wirings) are consumed, resulting in a shortage of signal wiring resources. As a result, the area of the semiconductor device must be increased in order to make up for this shortage of wiring resources.

本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、電源電圧の電圧降下を抑えて半導体装置の安定動作を維持しつつ、信号配線のための配線リソースをより多く確保した電源配線構造を有する半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and has a power supply wiring structure that secures more wiring resources for signal wiring while maintaining a stable operation of the semiconductor device by suppressing a voltage drop of the power supply voltage. It is an object to provide a semiconductor device having the following.

本発明による半導体装置は、複数の配線層を有する半導体装置であって、第1の配線層に設けられた互いに平行な複数の第1の電源配線と、前記第1の配線層より基板側の第2の配線層に設けられた第1の電源配線と直交する複数の第2の電源配線と、前記第2の配線層より基板側の第3の配線層に設けられた第1の電源配線と平行な複数の第3の電源配線を備え、前記第1の配線層と前記第2の配線層の間および前記第2の配線層と前記第3の配線層の間に少なくとも1層以上の配線層を有し、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とを互いに接続する1層以上の配線層と1つ以上のコンタクトからなる第1のコンタクト群と、前記第2の電源配線と前記第3の電源配線とを互いに接続する1層以上の配線層と1つ以上のコンタクトからなる第2のコンタクト群を備えたものである。   A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a plurality of wiring layers, and a plurality of first power supply wirings provided in the first wiring layer and parallel to each other, and closer to the substrate side than the first wiring layer. A plurality of second power supply wirings orthogonal to the first power supply wiring provided in the second wiring layer, and a first power supply wiring provided in a third wiring layer on the substrate side from the second wiring layer A plurality of third power supply wirings parallel to each other, and at least one layer between the first wiring layer and the second wiring layer and between the second wiring layer and the third wiring layer. A first contact group including one or more wiring layers and one or more contacts each having a wiring layer and connecting the first power supply wiring and the second power supply wiring; and the second power supply One or more wiring layers and one or more contacts connecting the wiring and the third power supply wiring to each other Those having a second contact group comprising.

この構成によれば、第1の電源配線と第2の電源配線との間に配線層のリソースが確保され、かつ安定した電源供給が可能となる。   According to this configuration, the resources of the wiring layer are ensured between the first power supply wiring and the second power supply wiring, and stable power supply is possible.

上記構成の半導体装置において、前記第1の電源配線を有する前記第1の配線層と前記第2の電源配線を有する前記第2の配線層との間の配線層の数が奇数であり、前記第1の電源配線の配線方向と前記第2の電源配線の配線方向が互いに直交しているという態様がある。このように構成すれば、配線層数やその優先配線方向によらず、第1の電源配線と第2の電源配線とは互いに直交する状態に構成され、第1の電源配線と第2の電源配線を接続する第1のコンタクト群の配置箇所の自由度が増し、安定した電源供給が可能となる。   In the semiconductor device having the above structure, the number of wiring layers between the first wiring layer having the first power supply wiring and the second wiring layer having the second power supply wiring is an odd number, There is a mode in which the wiring direction of the first power supply wiring and the wiring direction of the second power supply wiring are orthogonal to each other. According to this configuration, the first power supply wiring and the second power supply wiring are configured to be orthogonal to each other regardless of the number of wiring layers and the priority wiring direction. The degree of freedom of the arrangement position of the first contact group for connecting the wiring is increased, and stable power supply is possible.

また上記構成の半導体装置において、前記第1の電源配線を有する前記第1の配線層の厚さが前記第2の電源配線を有する前記第2の配線層の厚さよりも大きいという態様がある。   Further, in the semiconductor device having the above structure, there is a mode in which the thickness of the first wiring layer having the first power supply wiring is larger than the thickness of the second wiring layer having the second power supply wiring.

また上記構成の半導体装置において、前記第1の電源配線の配線幅が前記第2の電源配線の配線幅よりも大きいという態様がある。   In the semiconductor device having the above-described structure, there is a mode in which a wiring width of the first power supply wiring is larger than a wiring width of the second power supply wiring.

また上記構成の半導体装置において、前記第1の電源配線の配線間隔が前記第2の電源配線の配線間隔よりも小さいという態様がある。   Further, in the semiconductor device having the above structure, there is an aspect in which a wiring interval of the first power supply wiring is smaller than a wiring interval of the second power supply wiring.

これらにより、単位長さ当たりの配線抵抗の小さい上層配線に電源配線を使用することで、安定した電源供給が可能となる。   Accordingly, stable power supply can be achieved by using the power supply wiring for the upper wiring having a small wiring resistance per unit length.

また上記構成の半導体装置において、前記第1のコンタクト群を構成するコンタクト数は、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とが互いに交差する箇所に配置可能な最大コンタクト数よりも少ないという態様がある。   In the semiconductor device having the above-described configuration, the number of contacts constituting the first contact group is smaller than the maximum number of contacts that can be arranged at a location where the first power supply wiring and the second power supply wiring intersect each other. There is a mode.

また上記構成の半導体装置において、前記第1の配線層は、前記第1の電源配線のみを備えているという態様がある。   In the semiconductor device having the above structure, the first wiring layer includes only the first power supply wiring.

これらにより、更なる配線リソース確保が可能となる。   As a result, further wiring resources can be secured.

また上記構成の半導体装置において、前記第1の配線層よりも基板側の配線層のみに信号配線が設けられているという態様がある。この構成によれば、基板側の配線層に比べ単位長さ当たりの配線抵抗の小さい上層配線を電源配線として使用することで、安定した電源供給が可能となる。また、配線幅の上限値が小さい基板側の配線層を信号配線にのみ使用することで配線リソースを効率的に活用することが可能となる。   Further, in the semiconductor device having the above structure, there is a mode in which the signal wiring is provided only in the wiring layer on the substrate side with respect to the first wiring layer. According to this configuration, it is possible to supply power stably by using the upper layer wiring having a smaller wiring resistance per unit length as the power source wiring than the wiring layer on the substrate side. Further, by using the wiring layer on the substrate side having a small upper limit of the wiring width only for the signal wiring, it is possible to efficiently use the wiring resources.

本発明によれば、電源電圧の電圧降下を抑えて半導体装置の安定動作を維持しつつ、信号配線のための配線リソースを多く確保することができる。   According to the present invention, it is possible to secure a large amount of wiring resources for signal wiring while suppressing the voltage drop of the power supply voltage and maintaining the stable operation of the semiconductor device.

以下、本発明にかかわる半導体装置の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。   Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における半導体装置A1の構成を示す斜視図である。半導体装置A1は、複数の配線層を有し、第1の電源配線11、第2の電源配線12、第3の電源配線13、第1のコンタクト群21、第2のコンタクト群22および回路素子30を備えて構成されており、第1の電源配線11と第2の電源配線12との間に1層の配線層を有している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a semiconductor device A1 according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor device A1 has a plurality of wiring layers, and includes a first power supply wiring 11, a second power supply wiring 12, a third power supply wiring 13, a first contact group 21, a second contact group 22, and circuit elements. 30, and one wiring layer is provided between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12.

第1の電源配線11は、半導体装置の上層に構成され、所定の間隔で互いに平行な位置関係の複数の電源配線である。   The first power supply wiring 11 is formed on the upper layer of the semiconductor device, and is a plurality of power supply wirings in a positional relationship parallel to each other at a predetermined interval.

第2の電源配線12は、第1の電源配線11が設けられた配線層よりも下の配線層に、最上層側から見た第1の電源配線11と第2の電源配線12の投影形状が互いに直交する方向に設けられた複数の電源配線であり、それぞれ第2の電源配線12は、所定の間隔で互いに平行に配置されている。   The second power supply wiring 12 is a projection shape of the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 as viewed from the uppermost layer side on the wiring layer below the wiring layer provided with the first power supply wiring 11. Are a plurality of power supply wires provided in directions orthogonal to each other, and the second power supply wires 12 are arranged in parallel to each other at a predetermined interval.

第3の電源配線13は、第2の電源配線12よりも基板に近い配線層に形成された、回路素子30(例えばスタンダードセル)の配置に応じて複数設けられた電源配線であり、各回路素子30に電源電圧(またはグランド電圧)を供給している。   The third power supply wiring 13 is a plurality of power supply wirings formed according to the arrangement of circuit elements 30 (for example, standard cells) formed in a wiring layer closer to the substrate than the second power supply wiring 12. A power supply voltage (or ground voltage) is supplied to the element 30.

第1のコンタクト群21は、第1の電源配線11と第2の電源配線12とが交差する位置でこれらを接続するようになっている。   The first contact group 21 connects the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 at a position where they intersect.

第1の電源配線11と第2の電源配線12の接続には、ストラップ電源等の配線は使用せず、第1のコンタクト群21のみを使用し接続するようになっている。ストラップ電源配線とは、最上位の配線層でも最下位の配線層でもVDDの電源配線とVSSの電源配線とを平行配置し、両配線層のVDD・VSSの電源配線が互いに直交している構造である。   For the connection between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12, wiring such as a strap power supply is not used, and only the first contact group 21 is used for connection. The strap power supply wiring is a structure in which the VDD power supply wiring and the VSS power supply wiring are arranged in parallel in both the uppermost wiring layer and the lowermost wiring layer, and the VDD / VSS power supply wirings of both wiring layers are orthogonal to each other. It is.

第2のコンタクト群22は、第2の電源配線12と第3の電源配線13とが交差する位置でこれらを接続するようになっている。   The second contact group 22 connects the second power supply wiring 12 and the third power supply wiring 13 at a position where they intersect.

これらの電源配線は、回路素子30に高電位側の電源電圧を供給するVDD配線として使用してもよいし、低電位側の電源電圧を供給するVSS配線として使用してもよい。   These power supply wirings may be used as VDD wiring for supplying the power supply voltage on the high potential side to the circuit element 30, or may be used as VSS wiring for supplying the power supply voltage on the low potential side.

また、上記の第1の電源配線11および第2の電源配線12の配線幅と配線間隔は、電源電圧が供給されるスタンダードセルなどの回路素子30の消費電力に応じて決定される。   Further, the wiring width and wiring interval of the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are determined according to the power consumption of the circuit element 30 such as a standard cell to which the power supply voltage is supplied.

上記のように構成された半導体装置A1において、第1の電源配線11と第2の電源配線12との接続には、ストラップ電源等を使用せず、コンタクト群21,22でのみ接続を行うことで、第1の電源配線11と第2の電源配線12との間の配線層の配線リソースを信号配線に使用することができる。   In the semiconductor device A1 configured as described above, the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are connected only by the contact groups 21 and 22 without using a strap power supply or the like. Thus, the wiring resource of the wiring layer between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 can be used for the signal wiring.

また、配線の容易性を考慮して、ある配線層の配線方向に対して、その直下あるいは直上の配線層の配線方向は直角とする構成も考えられる。ただし、本実施の形態では、第1の電源配線11と第2の電源配線12との間の配線層数にかかわらず、第1の電源配線11と第2の電源配線12とを直角方向に構成していることにより、コンタクト群21,22は、第1の電源配線11と第2の電源配線12の交差する箇所に配置することができる。第1の電源配線11と第2の電源配線12が平行に構成されている場合は、第1の電源配線11と第2の電源配線12の幅や間隔をコンタクト群21,22の配置を考慮して設定する必要がある。よって、電源設計の自由度が増し且つ電源設計が容易になる。交差しておれば、必ず、第1の電源配線11の幅と第2の電源配線12の幅を2辺とする方形の交差面積を確保することが可能になる。これが、交差に代えて平行であると、必ずしもその大きさの交差面積は確保できない。   In view of the ease of wiring, a configuration in which the wiring direction of the wiring layer immediately below or directly above the wiring direction of a certain wiring layer is considered to be perpendicular. However, in this embodiment, regardless of the number of wiring layers between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12, the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are arranged in a perpendicular direction. Due to the configuration, the contact groups 21 and 22 can be arranged at the intersections of the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12. When the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are configured in parallel, the width and interval of the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are considered in consideration of the arrangement of the contact groups 21 and 22. Need to be set. Therefore, the degree of freedom in power supply design is increased and power supply design is facilitated. If they cross each other, it is always possible to secure a rectangular crossing area in which the width of the first power supply wiring 11 and the width of the second power supply wiring 12 are two sides. If this is parallel instead of crossing, the crossing area of that size cannot always be secured.

なお、図示していないが、第1の電源配線11、第2の電源配線12、第3の電源配線13等が設けられている配線層には、信号配線等の電源配線以外の配線を使用してもよい。一方、第1の電源配線11を構成する配線層は、単位長さ当たりの配線抵抗が小さいという特長を活かし、電源配線にのみ使用するという構成でもよい。   Although not shown, wiring other than the power supply wiring such as signal wiring is used for the wiring layer in which the first power supply wiring 11, the second power supply wiring 12, the third power supply wiring 13, and the like are provided. May be. On the other hand, the wiring layer constituting the first power supply wiring 11 may be configured to be used only for the power supply wiring, taking advantage of the fact that the wiring resistance per unit length is small.

(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2における半導体装置A2の構成を示す斜視図である。なお、実施の形態1と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the semiconductor device A2 according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the component which has the function similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

半導体装置A2は、電源供給をより安定させるために、第1の電源配線11の配線層膜厚が第2の電源配線12よりも厚い構成となっている。また、第1の電源配線11の配線幅が第2の電源配線12よりも太い構成となっている。また、第1の電源配線11の配線間隔が第2の電源配線12よりも小さい構成となっている。配線抵抗は、配線断面積すなわち厚さおよび太さに比例する。   The semiconductor device A <b> 2 has a configuration in which the thickness of the wiring layer of the first power supply wiring 11 is thicker than that of the second power supply wiring 12 in order to further stabilize the power supply. In addition, the first power supply wiring 11 has a wider wiring width than the second power supply wiring 12. Further, the first power supply wiring 11 has a smaller wiring interval than the second power supply wiring 12. The wiring resistance is proportional to the wiring cross-sectional area, that is, the thickness and thickness.

本実施の形態においても、第1の電源配線11と第2の電源配線12の投影形状が互いに直角となる方向に設け、第1の電源配線11と第2の電源配線12との接続にはストラップ電源等を使用せず、コンタクト群21,22でのみ接続を行うことで第1の電源配線11と第2の電源配線12との間の配線層の配線リソースが確保され、安定した電源供給が可能となり、さらに、第1の電源配線11のみを強化したことにより、第1の電源配線11以外の配線層の配線リソースを犠牲にすることなく、電源供給をより安定させることができる。   Also in the present embodiment, the projected shapes of the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are provided in a direction perpendicular to each other, and the connection between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 is performed. By using only the contact groups 21 and 22 without using a strap power supply, wiring resources in the wiring layer between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 are secured, and stable power supply is possible. In addition, since only the first power supply wiring 11 is strengthened, the power supply can be made more stable without sacrificing the wiring resources of the wiring layers other than the first power supply wiring 11.

さらに、信号配線のリソースをより多く確保するため、第2の電源配線12は、回路素子30が消費する電力を供給するために必要な最小限の配線層膜厚や配線幅や配線間隔に最適化する構成にすれば、第2の電源配線リソースが少なくなったことで、第1のコンタクト群のサイズが小さくなり、第1の電源配線と第2の電源配線の間の配線層のリソース、および第2の電源配線を構成する配線層の配線リソースがより多く確保される。   Furthermore, in order to secure more signal wiring resources, the second power supply wiring 12 is optimal for the minimum wiring layer thickness, wiring width, and wiring interval necessary for supplying the power consumed by the circuit element 30. In this configuration, since the second power supply wiring resource is reduced, the size of the first contact group is reduced, and the wiring layer resource between the first power supply wiring and the second power supply wiring is reduced. Further, more wiring resources of the wiring layer constituting the second power supply wiring are secured.

(実施の形態3)
図3(a)は本発明の実施の形態3における半導体装置A3の構成を示す平面図であり、実施の形態1との違いを実施の形態1の場合の平面図である図3(b)で表す。
(Embodiment 3)
FIG. 3A is a plan view showing the configuration of the semiconductor device A3 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 3B is a plan view showing the difference from the first embodiment in the case of the first embodiment. Represented by

半導体装置においてすべての回路素子に均等な電源を供給することは非常に困難であり、回路素子の配置場所に応じ電源供給量は異なる。例えば、電源パッドなどの電源ソースポイントに近い回路素子では、電源配線の配線長が短くなることで配線抵抗が小さくなり、電圧降下は小さく、回路動作を十分に満足する電源が回路素子に供給される。このように回路動作を十分に満足する電源供給がされている場所においては、電源配線の削減が可能である。   In a semiconductor device, it is very difficult to supply uniform power to all circuit elements, and the amount of power supply varies depending on the location of circuit elements. For example, in a circuit element close to the power source point such as a power supply pad, the wiring resistance is reduced by reducing the wiring length of the power supply wiring, the voltage drop is small, and power that sufficiently satisfies the circuit operation is supplied to the circuit element. The In such a place where the power supply sufficiently satisfying the circuit operation is provided, the power supply wiring can be reduced.

半導体装置A3において、回路動作を満足する電源が供給されている箇所の第1の電源配線11と第2の電源配線12とを接続するコンタクト群21を形成するコンタクト数を、交差する箇所に配置可能な最大コンタクト数よりも少なくしている。これにより、第1の電源配線11と第2の電源配線12の間の配線層の配線リソースを増加することが可能となる。   In the semiconductor device A3, the number of contacts forming the contact group 21 that connects the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12 at the location where the power that satisfies the circuit operation is supplied is arranged at the intersecting location. Less than the maximum number of contacts possible. Thereby, it is possible to increase the wiring resources of the wiring layer between the first power supply wiring 11 and the second power supply wiring 12.

なお、図3(b)の第1のコンタクト群21は、サイズ変更前のコンタクト群を示し、図3(a)の第1のコンタクト群21はサイズを小さくしたサイズ変更後のコンタクト群を示す。また、図3(d)はサイズ変更前の第1のコンタクト群21を構成するコンタクトの数を図示したものであり、図3(c)はサイズ変更後の第1のコンタクト群21を構成するコンタクト数を図示したものである。   Note that the first contact group 21 in FIG. 3B shows a contact group before the size change, and the first contact group 21 in FIG. 3A shows a contact group after the size change with a reduced size. . FIG. 3D shows the number of contacts constituting the first contact group 21 before the size change, and FIG. 3C shows the first contact group 21 after the size change. The number of contacts is illustrated.

(実施の形態4)
図1に記載の半導体装置において、第1の電源配線11を構成する配線層には、電源配線以外の配線(例えば信号配線)を使用することも可能ではあるが、一般的にチップの上層に構成される配線層は、最小配線幅、最小配線間隔などのプロセス製造上の制約が厳しく、電源配線以外の配線に使用することは好ましくない。例えば、上層に構成された配線層と基板側に構成された配線層の同一面積当たりの信号配線リソースを比較すると、上層に構成された配線層は、前述のように最小配線幅、最小配線間隔が基板側に構成された配線層に比べ大きいため、単位面積当たりの信号配線リソースは少なくなる。このようにチップの上層に構成された配線層では、単位長さ当たりの配線抵抗が小さいという特長を活かし、電源配線のみを構成し安定した電源供給を行うことで、基板側に構成された配線層で構成される電源配線を極力少なくすることができ、信号配線リソースが確保できる。
(Embodiment 4)
In the semiconductor device shown in FIG. 1, it is possible to use wirings other than the power supply wiring (for example, signal wirings) for the wiring layer constituting the first power supply wiring 11, but generally in the upper layer of the chip. The wiring layer to be configured has severe restrictions on process manufacturing such as a minimum wiring width and a minimum wiring interval, and it is not preferable to use it for wirings other than power supply wiring. For example, when comparing the signal wiring resources per area of the wiring layer configured on the upper layer and the wiring layer configured on the substrate side, the wiring layer configured on the upper layer has the minimum wiring width and the minimum wiring interval as described above. Is larger than the wiring layer formed on the substrate side, so that the signal wiring resources per unit area are reduced. In this way, the wiring layer configured on the upper layer of the chip makes use of the feature that the wiring resistance per unit length is small, and only the power supply wiring is configured to provide stable power supply, so that the wiring configured on the substrate side The power supply wiring composed of layers can be reduced as much as possible, and signal wiring resources can be secured.

本発明の半導体装置は、電源電圧の電圧降下を抑えて半導体装置の安定動作を維持しつつ、信号配線のための配線リソースをより多く確保できるという効果を有し、複数の配線層を有する半導体装置等として有用である。   The semiconductor device of the present invention has an effect of securing more wiring resources for signal wiring while suppressing the voltage drop of the power supply voltage and maintaining the stable operation of the semiconductor device, and has a plurality of wiring layers. It is useful as a device.

本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における半導体装置の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における半導体装置の構成を実施の形態1との比較において示す平面図および実施の形態3における半導体装置のコンタクト群の構成を実施の形態1との比較において示す平面図The top view which shows the structure of the semiconductor device in Embodiment 3 of this invention in comparison with Embodiment 1, and the top view which shows the structure of the contact group of the semiconductor device in Embodiment 3 in comparison with Embodiment 1. 従来の半導体装置の構成を示す斜視図A perspective view showing a configuration of a conventional semiconductor device

符号の説明Explanation of symbols

A1,A2,A3 半導体装置
11 第1の電源配線
12 第2の電源配線
13 第3の電源配線
21 第1のコンタクト群
22 第2のコンタクト群
30 回路素子
A1, A2, A3 Semiconductor device 11 First power supply wiring 12 Second power supply wiring 13 Third power supply wiring 21 First contact group 22 Second contact group 30 Circuit element

Claims (8)

複数の配線層を有する半導体装置であって、第1の配線層に設けられた互いに平行な複数の第1の電源配線と、前記第1の配線層より基板側の第2の配線層に設けられた第1の電源配線と直交する複数の第2の電源配線と、前記第2の配線層より基板側の第3の配線層に設けられた第1の電源配線と平行な複数の第3の電源配線を備え、前記第1の配線層と前記第2の配線層の間および前記第2の配線層と前記第3の配線層の間に少なくとも1層以上の配線層を有し、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とを互いに接続する1層以上の配線層と1つ以上のコンタクトからなる第1のコンタクト群と、前記第2の電源配線と前記第3の電源配線とを互いに接続する1層以上の配線層と1つ以上のコンタクトからなる第2のコンタクト群を備えた半導体装置。   A semiconductor device having a plurality of wiring layers, which is provided in a plurality of first power supply wirings provided in parallel to each other provided in the first wiring layer and in a second wiring layer on the substrate side from the first wiring layer. A plurality of second power supply wirings orthogonal to the first power supply wiring provided, and a plurality of third power supply lines parallel to the first power supply wiring provided in the third wiring layer on the substrate side from the second wiring layer. Power wiring, and having at least one wiring layer between the first wiring layer and the second wiring layer and between the second wiring layer and the third wiring layer, A first contact group composed of one or more wiring layers and one or more contacts connecting the first power supply wiring and the second power supply wiring to each other; the second power supply wiring; and the third power supply A second contact group consisting of one or more wiring layers and one or more contacts connecting the wirings to each other; Example was a semiconductor device. 前記第1の電源配線を有する前記第1の配線層と前記第2の電源配線を有する前記第2の配線層との間の配線層の数が奇数であり、前記第1の電源配線の配線方向と前記第2の電源配線の配線方向が互いに直交している請求項1に記載の半導体装置。   The number of wiring layers between the first wiring layer having the first power wiring and the second wiring layer having the second power wiring is an odd number, and the wiring of the first power wiring The semiconductor device according to claim 1, wherein a direction and a wiring direction of the second power supply wiring are orthogonal to each other. 前記第1の電源配線を有する前記第1の配線層の厚さが前記第2の電源配線を有する前記第2の配線層の厚さよりも大きい請求項1または請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a thickness of the first wiring layer having the first power supply wiring is larger than a thickness of the second wiring layer having the second power supply wiring. 前記第1の電源配線の配線幅が前記第2の電源配線の配線幅よりも大きい請求項1から請求項3までのいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a wiring width of the first power supply wiring is larger than a wiring width of the second power supply wiring. 前記第1の電源配線の配線間隔が前記第2の電源配線の配線間隔よりも小さい請求項1から請求項4までのいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a wiring interval of the first power supply wiring is smaller than a wiring interval of the second power supply wiring. 前記第1のコンタクト群を構成するコンタクト数は、前記第1の電源配線と前記第2の電源配線とが互いに交差する箇所に配置可能な最大コンタクト数よりも少ない請求項1から請求項5までのいずれかに記載の半導体装置。   6. The number of contacts constituting the first contact group is smaller than the maximum number of contacts that can be arranged at a location where the first power supply wiring and the second power supply wiring intersect each other. The semiconductor device according to any one of the above. 前記第1の配線層は、前記第1の電源配線のみを備えている請求項1から請求項6までのいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the first wiring layer includes only the first power supply wiring. 前記第1の配線層よりも基板側の配線層のみに信号配線が設けられている請求項1から請求項7までのいずれかに記載の半導体装置。   8. The semiconductor device according to claim 1, wherein a signal wiring is provided only in a wiring layer closer to the substrate than the first wiring layer. 9.
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