半导体装置、其设计方法及包括其的系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种半导体装置，包括第一布局图案，所述第一布局图案包括第一标准单元，所述第一标准单元包括：多条第一信号线，设置为相互平行并且每条第一信号线的中心位于相应的第一布线轨道上；以及两条第一电源线，平行地设置在所述多条第一信号线的相对两侧并且具有相同的宽度；以及其中，所述两条第一电源线的中心线限定为所述第一标准单元的边界。该半导体装置通过改变布线轨道，缩小标准单元，同时增加缩小的标准单元的电源线的宽度来解决布线问题和电迁移。本发明专利技术还提供了半导体装置的设计方法及包括半导体装置的系统。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置、其设计方法及包括其的系统
本专利技术一般地涉及半导体
，更具体地，半导体装置、其设计方法及包括其的系统。
技术介绍
当前使集成电路(IC)小型化的趋势已经产生了更小的器件，该更小的器件消耗更少的功率，甚至以更高速度提供更多功能。小型化工艺也已导致更严格的设计和制造规范以及可靠性挑战。各个电子设计自动化(EDA)工具生成、优化和验证用于集成电路的标准单元布局设计，同时确保满足标准单元布局设计和制造规范。在现有技术中，在16条布线轨道(routingtrack)1-16上设计的半导体装置的第二金属层的布局图案。将信号线与电源线VSS和VDD进行整体设计会存在以下布线和电迁移问题：当将信号线和VSS和VDD电源线的中心均放置在布线轨道1-16上时，如果该布局图案划分边界或者缩小标准单元，则一些边界位于电源线VSS的中心，但是存在一些边界位于VDD电源线之外，所以缩小标准单元的会存在布线和电迁移问题。当电源线VDD和VSS的宽度增加时，将电源线VSS的中心放置在布线轨道1和16上，但是电源线的中心无法放置在布线轨道上，也会存在布线问题。其中，电迁移是金属线在电流和温度作用下产生的金属迁移现象，它可能使金属线断裂，从而影响芯片的正常工作。例如，在现有技术中，第一金属层和第二金属层中的VSS为32nm，VDD为64nm。同一层中的电源线VSS与电源线VDD的宽度不同，例如电源线VDD与信号线之间的间隙非常大，信号线和电源线VSS中相邻导线之间的间隙较小，布线不均匀，当缩小标准单元时容易导致电迁移问题和布线问题。而且不均匀布线在半导体器件的制造过程中很难保证精度和器件性能。另外，当标准单元A和标准单元B的区别仅为布线VSS形状和引脚位置不同时，也需要在库中建立两个标准单元A和B，并且可以根据标准单元A和标准单元B设计第一金属层的布局图案，从而增加了设计周期。而且现有技术中，由于上下翻转的标准单元的引脚位置可能偏离布线轨道，因此也会导致布局图案的故障。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种半导体装置，包括第一布局图案，所述第一布局图案包括第一标准单元，所述第一标准单元包括：多条第一信号线，设置为相互平行并且每条第一信号线的中心位于相应的第一布线轨道上；以及两条第一电源线，平行地设置在所述多条第一信号线的相对两侧并且具有相同的宽度；以及其中，所述两条第一电源线的中心线限定为所述第一标准单元的边界。在实施例中，每条第一电源线与相邻的第一信号线之间的间隙为相同的第一距离；所述多条第一信号线中的相邻的两条第一信号线之间的间隙均为相同的第二距离，所述第一距离具有大于或等于所述第二距离。在实施例中，每条第一信号线的宽度小于所述第一电源线的宽度。在实施例中，半导体装置还包括第二布局图案，其中，所述第二布局图案包括变型的第一标准单元，通过将所述第一标准单元上下翻转形成所述变型的第一标准单元。在实施例中，所述第一布线轨道包括奇数条第一布线轨道，并且所述第一信号线的数量与所述第一布线轨道的数量相同。在实施例中，半导体装置还包括第三布局图案，所述第三布局图案包括第二标准单元，所述第二标准单元包括：偶数条第二信号线，设置为相互平行并且每条第二信号线的中心位于相应的第二布线轨道上；两条第二电源线，分别设置在所述偶数条第二信号线的相对两侧并具有相同的宽度，其中，所述第一电源线的宽度大于所述第二电源线的宽度并且所述两条第二电源线的中心线限定为第二标准单元的边界。在实施例中，每条第二电源线与相邻的第二信号线之间的间隙为相同的第三距离；所述偶数条第二信号线中的相邻的两条第二信号线之间的间隙均为相同的第四距离，其中，所述第三距离大于或等于所述第四距离。在实施例中，半导体装置还包括所述第四布局图案，其中，所述第四布局图案包括变型的第二标准单元，并且上下翻转的第二标准单元作为变型的第二标准单元。在实施例中，半导体装置还包括位于所述第一金属层中的第五布局图案，其中，所述第一布局图案位于所述第一金属层上方的第二金属层中；所述第五布局图案包括第三标准单元，所述第三标准单元包括：多个导电部件，设置在所述第一布线轨道上；两条第三电源线，与所述第一布线轨道平行地设置在所述多个导电部件的相对两侧，其中，所述第三电源线的宽度小于所述第一电源线的宽度并且所述第三电源线的中心与所述第一电源线的中心重叠。在实施例中，所述半导体装置还包括位于所述第一金属层中的第六布局图案，其中，所述第六布局图案包括变型的第三标准单元，将上下翻转的第三标准单元作为所述变型的第三标准单元。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于设计半导体装置的方法包括：提供相互平行的多条第一信号线并且将所述多条第一信号线的中心设置在相应第一布线轨道上；将两条第一电源线平行地设置在所述多条第一信号线的相对两侧；以及将所述两条第一电源线设置为具有相同的宽度以形成第一布局图案，其中，所述两条第一电源线的中心线限定为第一标准单元的边界。在实施例中，将所述第一标准单元进行变型并根据变型的第一标准单元设置第二布局图案。在实施例中，将所述第一标准单元进行变型进一步包括将所述第一标准单元上下翻转。在实施例中，每条第一电源线与相邻的第一信号线之间的间隙为相同的第一距离；所述多条第一信号线为奇数条第一信号线，并且所述基数条第一信号线中的相邻的两条第一信号线之间的间隙均为相同的第二距离，其中，所述第一距离大于或等于所述第二距离，并且所述第一布线轨道的数量与所述第一信号线的数量相同。在实施例中，用于设计半导体装置的方法还包括：提供相互平行的偶数条第二信号线并且将所述偶数条第二信号线的中心设置在第二布线轨道上；将两条第二电源线平行地设置在所述偶数条第二信号线的相对两侧，其中，所述第一电源线的宽度大于所述第二电源线的宽度，所述奇数条第一信号线的宽度与所述偶数条第二信号线的宽度相同，以及将所述两条第二电源线设置为具有相同的宽度以形成第三布局图案，其中，所述两条第二电源线的中心线限定为第二标准单元的边界。在实施例中，每条第二电源线与相邻的第二信号线之间的间隙设置为相同的第三距离；所述偶数条第二信号线中的相邻的两条第二信号线之间的间隙均设置为所述第四距离，其中，所述第三距离大于或等于所述第四距离。在实施例中，将所述第二标准单元进行上下翻转并根据上下翻转的第二标准单元设置第四布局图案。在实施例中，所述两条第一电源线包括第一VSS电源线和第一VDD电源线，将所述第一VSS电源线和所述第一VDD电源线宽度设置为大于所述多条第一信号线的宽度。在实施例中，变型的第一标准单元中的第一VDD线设置为第一标准单元中的第一VDD线重叠。根据本专利技术的又一方面，提供了一种包括半导体装置的系统，包括：衬底；半导体器件，设置在所述衬底上方；第一金属层，位于所述半导体器件上方并且包括第一布局图案，其中，所述第一布局图案包括第一标准单元，所述第一标准单元包括：多条第一信号线，设置为相互平行并且每条第一信号线的中心位于相应的布线轨道上；以及两条第一电源线，平行地设置在所述多条第一信号线的相对两侧并且具有相同的宽度，其中，所述两条第一电源线的中心线限定为所述第一标准单元的边界。在本专利技术的实施例中，改变标准单元的布线轨道，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括第一布局图案，所述第一布局图案包括第一标准单元，所述第一标准单元包括：多条第一信号线，设置为相互平行并且每条第一信号线的中心位于相应的第一布线轨道上；以及两条第一电源线，平行地设置在所述多条第一信号线的相对两侧并且具有相同的宽度；以及其中，所述两条第一电源线的中心线限定为所述第一标准单元的边界。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括第一布局图案，所述第一布局图案包括第一标准单元，所述第一标准单元包括：多条第一信号线，设置为相互平行并且每条第一信号线的中心位于相应的第一布线轨道上；以及两条第一电源线，平行地设置在所述多条第一信号线的相对两侧并且具有相同的宽度；以及其中，所述两条第一电源线的中心线限定为所述第一标准单元的边界。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，每条第一电源线与相邻的第一信号线之间的间隙为相同的第一距离；所述多条第一信号线中的相邻的两条第一信号线之间的间隙均为相同的第二距离，所述第一距离具有大于或等于所述第二距离。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，每条第一信号线的宽度小于所述第一电源线的宽度。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，还包括第二布局图案，其中，所述第二布局图案包括变型的第一标准单元，通过将所述第一标准单元上下翻转形成所述变型的第一标准单元。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一布线轨道包括奇数条第一布线轨道，并且所述第一信号线的数量与所述第一布线轨道的数量相同。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，还包括第三布局图案，所述第三布局图案包括第二标准单元，所述第二标准单元包括：偶数条第二信号线，设置为相互平行并且每条第二信号线的中心位于相应的第二布线轨道上；两条第二电源线，分别设置在所述偶数条第二信号线的相对两侧并具有相同的宽度，其中，所述第一电源线的宽度大于所述第二电源线的宽度并且所述两条第二电源线的中心线限定为第二标准单元的边界。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，每条第二电源线与相邻的第二信号线之间的间隙为相同的第三距离；所述偶数条第二信号线中的相邻的两条第二信号线之间的间隙均为相同的第四距离，其中，所述第三距离大于或等于所述第四距离。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，还包括所述第四布局图案，其中，所述第四布局图案包括变型的第二标准单元，并且上下翻转的第二标准单元作为变型的第二标准单元。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还包括位于所述第一金属层中的第五布局图案，其中，所述第一布局图案位于所述第一金属层上方的第二金属层中；所述第五布局图案包括第三标准单元，所述第三标准单元包括：多个导电部件，设置在所述第一布线轨道上；两条第三电源线，与所述第一布线轨道平行地设置在所述多个导电部件的相对两侧，其中，所述第三电源线的宽度小于所述第一电源线的宽度并且所述第三电源线的中心与所述第一电源线的中心重叠。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置还包括位于所述第一金属层中的第六布局图案，其中，所述第六布局图案包括变型的第三标准单元，将上下翻转的第三标准单元作为所述变型的第三标准单元。11.一种用于设计半导体装置的方法，其特征在于，包括：提供相互平行的多条第一信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丽钧，陈顺利，江庭玮，陈庭榆，王新泳，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71