标准单元金属层的版图结构及其设计方法技术

本发明专利技术涉及一种标准单元金属层的版图结构及其设计方法

【技术实现步骤摘要】
标准单元金属层的版图结构及其设计方法


[0001]本专利技术涉及集成电路版图
，特别是涉及一种标准单元金属层的版图结构及其设计方法
。

技术介绍

[0002]随着集成电路工艺的不断发展，特征尺寸的不断减小，传统
MOSFET
器件的短沟道效应引起了不可忽略的泄漏电流缺陷，以此对器件的静态功耗和性能造成严重影响
。
为解决泄露电流增大的问题，科研工作者在传统
MOSFET
器件的基础上，研发出了立体结构的
FinFET(Fin
‑
Field
‑
effect
‑
transistor
，鳍式场效应晶体管
)
器件
。
此器件通过立体栅极取代传统平面栅大幅提升了对沟道的可控面积，从而增强了对沟道的控制能力，明显削弱了栅极泄漏电流缺陷
。
因此
FINFET
器件被广泛应用于
7 nm
的先进工艺制程中，
7nm
工艺相较于之前的
16nm、28nm
工艺而言，采用了全新的设计流程，复杂的工艺偏差模型和严格的设计规则约束，同时提升了对芯片可制造设计
、
电源完整性分析和信号完整性分析的要求
。
因此
7nm FinFET
先进工艺大幅提升了芯片的集成度
、
降低了器件的静态功耗，并最终提升了芯片的响应速度
。
>[0003]基于更小工艺制程下器件的版图设计与制造工艺将更为复杂，版图设计的质量将直接影响着器件的功耗
、
性能和响应速度等
。
因此，随着工艺制程越来越小，版图设计的质量也越来越重要，如何提高版图结构的设计质量也成为越来越重要的问题
。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种标准单元金属层的版图结构及其设计方法，可以提高版图结构的设计质量
。
[0005]本申请提供了一种标准单元金属层的版图结构设计方法，所述标准单元金属层的版图结构用于制备与功能层相连接的金属线，所述方法包括：获取所述功能层的电流信号强度；根据工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述标准单元的版图范围内，分别确定所述金属层中多个金属线的线宽
、
数量和布线间距
。
[0006]上述标准单元金属层的版图结构设计方法，通过获取所述功能层的电流信号强度，并根据工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述标准单元的版图范围内，分别确定所述金属层中多个金属线的线宽
、
数量和布线间距
。
基于工艺设计规则和所述电流信号强度共同确定出所述金属层中多个金属线的线宽
、
数量和布线间距能够更加符合功能层的走线需求，能够保证各器件的正常工作，进而可以验证标准单元金属层的版图结构的设计质量是得到提高的
。
[0007]在其中一个实施例中，根据工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述标准单元的版图范围内，分别确定所述金属层中多个金属线的线宽
、
数量和布线间距，包括：根据版图布局需求，确定所述标准单元的版图范围；
根据所述功能层的电流信号强度，在所述版图范围内，确定所述金属线的数量
、
线宽和所述金属线间的布线间距
。
[0008]在其中一个实施例中，所述功能层的电流信号强度与所述金属线的线宽呈正相关，其中，所述根据所述功能层的电流信号强度，在所述版图范围内，确定所述金属线的数量
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：根据所述功能层的电流信号强度确定所述金属线的目标数量；所述金属线的目标数量可以包括
12
条
、7
条和
10
条中的一种；根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，其中，所述线型包括电源线
、
地线和信号线中的一种
。
[0009]在其中一个实施例中，根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：在所述目标数量为
12
条的情况下，将所述版图结构分为沿所述标准单元的高度方向间隔排布的第一区域与第二区域，所述第一区域与所述第二区域共用一条交界线；在远离所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第一线宽的5条第一金属线，并在远离所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有所述第一线宽的5条第二金属线；在靠近所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第二线宽的1条第三金属线，并在靠近所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有所述第二线宽的1条所述第三金属线，以及根据所述标准单元的版图范围确定各所述金属线间的布线间距；其中，所述第一线宽大于所述第二线宽，所述5条第一金属线中的3条作为所述电源线，剩余2条第一金属线作为所述信号线，所述5条第二金属线中的3条作为所述地线，剩余2条第二金属线作为所述信号线，所述2条第三金属线作为所述信号线
。
[0010]在其中一个实施例中，所述5条第一金属线中的3条所述电源线均为第一类型金属线，2条所述信号线均为第二类型金属线；所述5条第二金属线中的3条所述地线均为所述第二类型金属线，2条所述信号线均为所述第一类型金属线；所述2条第三金属线中的1条所述信号线为所述第一类型金属线，另1条所述信号线为所述第二类型金属线；其中，各条所述第一类型金属线与各条所述第二类型金属线均沿着所述标准单元的高度方向交替排布；线宽相同且线长相同时，所述第一类型金属线的电阻小于所述第二类型金属线的电阻
。
[0011]在其中一个实施例中，根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：在所述目标数量为7条的情况下，将所述版图结构分为沿所述标准单元的高度方向间隔排布的第一区域与第二区域，所述第一区域与所述第二区域共用一条交界线；在远离所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第一线宽的1条第一金属线，并在远离所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有所述第一线宽的1条第二金属线；在靠近所述交界线一侧的所述第一区域布局2条第三金属线，在靠近所述交界线另一侧的所述第二区域布局2条所述第三金属线，并布局1条中线与所述交界线相重合的所述第三金属线，所述第三金属线具有所述第一线宽，以及根据所述标准单元的版图范围确定各所述金属线间的布线间距；其中，所述1条第一金属线作为所述电源线，所述1条第二金属线作为所述地线，所述5条第三金属线作为所述信号线
。
[0012]在其中一个实施例中，所述1条第一金属线为第二类型金属线；所述1条第二金属
线为所述第二类型金属线；所述5条第三金属线中的3条为第一类型金属线，2条为所述第二类型金属线；其中，各条所述第一类型金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，所述标准单元金属层的版图结构用于制备与功能层相连接的金属线，所述方法包括：获取所述功能层的电流信号强度；根据工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述标准单元的版图范围内，分别确定所述金属层中多个金属线的线宽
、
数量和布线间距
。2.
根据权利要求1所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，根据工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述标准单元的版图范围内，分别确定所述金属层中多个金属线的线宽
、
数量和布线间距，包括：根据版图布局需求，确定所述标准单元的版图范围；根据所述工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述版图范围内，确定所述金属线的数量
、
线宽和所述金属线间的布线间距
。3.
根据权利要求2所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，所述功能层的电流信号强度与所述金属线的线宽呈正相关，其中，所述根据所述工艺设计规则和所述电流信号强度，在所述版图范围内，确定所述金属线的数量
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：根据所述功能层的电流信号强度确定所述金属线的目标数量；所述金属线的目标数量包括
12
条
、7
条和
10
条中的一种；根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，其中，所述线型包括电源线
、
地线和信号线中的一种
。4.
根据权利要求3所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：在所述目标数量为
12
条的情况下，将所述版图结构分为沿所述标准单元的高度方向间隔排布的第一区域与第二区域，所述第一区域与所述第二区域共用一条交界线；在远离所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第一线宽的5条第一金属线，并在远离所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有所述第一线宽的5条第二金属线；在靠近所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第二线宽的1条第三金属线，并在靠近所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有所述第二线宽的1条所述第三金属线，以及根据所述标准单元的版图范围确定各所述金属线间的布线间距；其中，所述第一线宽大于所述第二线宽，所述5条第一金属线中的3条作为所述电源线，剩余2条第一金属线作为所述信号线，所述5条第二金属线中的3条作为所述地线，剩余2条第二金属线作为所述信号线，所述2条第三金属线作为所述信号线
。5.
根据权利要求4所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，所述5条第一金属线中的3条所述电源线均为第一类型金属线，2条所述信号线均为第二类型金属线；所述5条第二金属线中的3条所述地线均为所述第二类型金属线，2条所述信号线均为所述第一类型金属线；所述2条第三金属线中的1条所述信号线为所述第一类型金属线，另1条所述信号线为所述第二类型金属线；其中，各条所述第一类型金属线与各条所述第二类型金属线均沿着所述标准单元的高度方向交替排布；线宽相同且线长相同时，所述第一类型金属线的电阻小于所述第二类型金属线的电阻
。
6.
根据权利要求3所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：在所述目标数量为7条的情况下，将所述版图结构分为沿所述标准单元的高度方向间隔排布的第一区域与第二区域，所述第一区域与所述第二区域共用一条交界线；在远离所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第一线宽的1条第一金属线，并在远离所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有所述第一线宽的1条第二金属线；在靠近所述交界线一侧的所述第一区域布局2条第三金属线，在靠近所述交界线另一侧的所述第二区域布局2条所述第三金属线，并布局1条中线与所述交界线相重合的所述第三金属线，所述第三金属线具有所述第一线宽，以及根据所述标准单元的版图范围确定各所述金属线间的布线间距；其中，所述1条第一金属线作为所述电源线，所述1条第二金属线作为所述地线，所述5条第三金属线作为所述信号线
。7.
根据权利要求6所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，所述1条第一金属线为第二类型金属线；所述1条第二金属线为所述第二类型金属线；所述5条第三金属线中的3条为第一类型金属线，2条为所述第二类型金属线；其中，各条所述第一类型金属线与各条所述第二类型金属线均沿着所述标准单元的高度方向交替排布；线宽相同且线长相等时，所述第一类型金属线的电阻小于所述第二类型金属线的电阻
。8.
根据权利要求3所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，根据所述目标数量在所述版图范围内确定各所述金属线的线型
、
线宽和所述金属线间的布线间距，包括：在所述目标数量为
10
条的情况下，将所述版图结构分为沿所述标准单元的高度方向间隔排布的第一区域与第二区域，所述第一区域与所述第二区域共用一条交界线；在远离所述交界线一侧的第一区域布局具有第一线宽的1条第一金属线，并在远离所述交界线另一侧的第二区域布局具有所述第一线宽的1条第二金属线；在靠近所述交界线一侧的所述第一区域布局具有第二线宽的4条第三金属线，并在靠近所述交界线另一侧的所述第二区域布局具有第三线宽的1条第四金属线以及具有所述第二线宽的3条所述第三金属线，以及根据所述标准单元的版图范围确定各所述金属线间的布线间距；其中，所述1条第一金属线作为所述电源线，所述1条第二金属线作为所述地线，所述8条第三金属线作为所述信号线
。9.
根据权利要求8所述的标准单元金属层的版图结构设计方法，其特征在于，所述1条第一金属线为第一类型金属线；所述1条第二金属线为第二类型金属线；所述8条第三金属线中的4条为第一类型金属线，4条为所述第二类型金属线；其中，各条所述第一类型金属线与各条所述第二类型金属线均沿着所述标准单元的高度方向交替排布；线宽相同且线长相同时，所述第一类型金属线的电阻小于所述第二类型金...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡冬冬，甘赟雲，李杨，刘洋，景画，马亚奇，
申请(专利权)人：合芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：