[发明专利]用于在芯片极减小单元面积并改进单元布局的金属零电源接地短截线布线

说明书

描述了一种用于布置标准单元的电网连接的系统和方法。在各种实施方案中，标准单元包括金属零中的电源接线柱和接地接线柱。所述金属零接线柱不包括到任何上金属层的通孔。所述标准单元的一些变型对金属零中的所述电源和接地接线柱进行布线以到达所述标准单元的边界边缘。更改布置规则，以允许这种类型的布线。通过邻接将金属零中的所述电源和接地接线柱连接到相邻单元的金属零中的电源和接地接线柱。布局和布线工具不需要在对所述单元进行布局之后执行另外的布线步骤。对于其他变型，未对所述电源和接地接线柱进行布线以到达所述边界边缘，并且所述布局和布线工具在所述标准单元与所述相邻单元之间对金属零中的电源和接地连接进行布线。

背景技术

相关技术的描述

随着半导体制造过程发展和片上几何尺寸减小，半导体芯片在消耗更少空间的同时提供更多的功能性和性能。虽然已取得许多进展，但在处理和集成电路设计的现代技术中仍然出现限制潜在益处的设计问题。例如，电容性耦合、电迁移、漏电流和处理良率是影响跨半导体芯片的整片的器件布局和信号布线的一些问题。因此，这些问题有可能延迟设计的完成并影响上市时间。

为了缩短半导体芯片的设计周期，在可能的情况下，用自动化来替换手动全定制设计。设计者提供了以高级描述语言(诸如Verilog、VHDL等)进行的功能单元或复合门的描述。合成工具接收逻辑描述，并提供逻辑网表。逻辑网表由一种布局和布线(PNR)工具用于提供物理布置。布局和布线工具使用单元布置库来提供物理布置。

单元布置库包括用于提供由半导体芯片使用的各种功能性的多个标准单元布置。在一些情况下，标准单元布置是手动创建的。因此，每个新的标准单元布置或被修改的每个原始标准单元布置是手动创建的。在其他情况下，布局和布线工具所使用的规则被调整来使单元创建自动化。然而，自动化过程有时无法满足涉及以下的规则中的每一者：性能、功率消耗、信号完整性、处理良率、包括内部交叉耦合的连接的本地和外部信号布线、匹配其他单元的高度和宽度单元尺寸、引脚接入、电源轨设计等等。因此，设计者手动创建这些单元以实现多个特性的更好的结果或对布局和布线工具的规则进行重写。

一般而言，标准单元布置使用用于电源电压连接的至少一个电源轨(也称为VDD电源轨)和用于接地连接的一个电源轨(也称为VSS电源轨)。在一些情况下，电源和接地轨使用相对长的导线，其除了对应的通孔之外利用多个金属层，诸如水平金属零、垂直金属一、水平金属二和垂直金属三。在其他情况下，固定位置接线柱在标准单元内用于形成电源和接地连接。

在创建电源和接地连接之前，需要扩大布置单元库中的一些布置单元，以创建用于连接的空间并满足多个设计规则检查(DRC)。扩大单元布置增大了由这些单元消耗的片上面积。当芯片设计的很大一部分使用这些单元时，整体芯片面积显著增加。

鉴于上述情况，需要用于布置标准单元的电网连接的高效的方法和系统。

附图说明

通过结合附图参考以下描述可更好地理解本文所描述的方法和机制的优点，在附图中：

图1是反相器的标准单元布置的顶视图的概括性示意图。

图2是与相邻复合逻辑门一起布局的反相器的标准单元布置的顶视图的概括性示意图。

图3是具有金属一和金属二中的电源和接地连接的反相器的标准单元布置的顶视图的概括性示意图。

图4是反相器的标准单元布置的顶视图的概括性示意图。

图5是用于形成标准单元布置的电网连接的方法的概括性示意图。

图6是用于形成标准单元布置的电网连接的方法的概括性示意图。