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一种版图布线结构及应用其的集成电路

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


一种版图布线结构及应用其的集成电路

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域,具体涉及一种版图布线结构及应用其的集成电路。

背景技术

集成电路(integrated circuit)是采用特定的加工工艺,按照一定的电路互连,把一个电路中所需的晶体管、电容、电阻等有源无源器件,集成在一小块半导体晶片上并装在一个管壳内,成为能执行特定电路或系统功能的微型结构。集成电路使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

其中,所有元件在电路结构上通过布线组成一个整体,随着集成电路集成度的提高,集成电路的金属互连线也从简单向复杂、从单层向多层发展。为进一步满足集成电路的小型化,在满足最小线间距等要求的前提下提升布线通道的效率十分关键。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种版图布线结构及应用其的集成电路,通过改变导电互连线的排布方式提升布线效率。

第一方面,本发明施例提供了一种版图布线结构,所述版图布线结构包括:

第一导电图案层,包括多条沿第一方向延伸的第一导电互连线;

第二导电图案层,包括至少一条沿第一方向延伸的第二导电互连线;

第三导电图案层,所述第二导电图案层设置在所述第一导电图案层和所述第三导电图案层之间,所述第三导电图案层包括至少一条沿第二方向延伸的第三导电互连线,所述第三导电互连线与部分所述第一导电互连线或所述第二导电互连线连接;

其中,所述第一方向与所述第二方向相垂直。

进一步地,所述第一导电互连线和所述第二导电互连线的线宽相等。

进一步地,两个相邻的所述第一导电互连线之间设置有第一间隔区,所述第一间隔区的宽度等于所述第一导电互连线的线宽。

进一步地,所述第二导电互连线在叠层方向上的投影与所述第一间隔区重合,每间隔一个所述第一间隔区设置一个所述第二导电互连线,即每两个所述第一间隔区设置一个所述第二导电互连线。

进一步地,所述第二导电图案层还包括设置在所述第一导电互连线和所述第三导电互连线之间的导电互连体,所述导电互连体用来建立所述第一导电互连线和所述第三导电互连线之间的电连接,所述导电互连体在层叠方向上的投影与所述第一导电互连线和所述第三导电互连线重合。

进一步地,所述导电互连体与所述第二导电互连线之间的间隔大于等于预设间隔。

进一步地,所述预设间隔大于或等于所述第一导电互连线的线宽。

进一步地,与所述导电互连体距离最近设置的一个所述第二导电互连线包括沿所述第一方向延伸的第一枝节和第二枝节,所述第二导电互连线还包括相对于所述第一方向倾斜的第三枝节,所述第三枝节连接所述第一枝节和所述第二枝节。

进一步地,所述第一枝节沿层叠方向的投影与其中一个所述第一间隔区重合,所述第二枝节在层叠方向上的投影与所述第一导电互连线重合。

进一步地,所述第二导电互连线包括偶数个第三枝节,所述第三枝节两两一组分别连接在所述第二枝节两端,所述第三枝节另一端与所述第一枝节连接,连接在所述第二枝节两侧的两个所述第三枝节沿不同方向相对于所述第一方向倾斜。

进一步地,所述第一导电互连线、所述第二导电互连线和所述第三导电互连线均为金属材质。

进一步地,所述版图布线结构设置在衬底之上,所述衬底设置在所述第三导电图案层远离所述第二导电图案层一侧,所述第一导电图案层、所述第二导电图案层和所述第三导电图案层由上至下依次设置在所述衬底上。

进一步地,所述第一导电互连线的线宽、所述第二导电互连线的线宽和所述第三导电互连线的线宽均相等。

进一步地,所述版图布线结构设置在衬底之上,所述衬底设置在所述第一导电图案层远离所述第二导电图案层一侧,所述第三导电图案层、所述第二导电图案层和所述第一导电图案层由上至下依次设置在所述衬底上。

进一步地,所述第一导电互连线的线宽和所述第二导电互连线的线宽相等,所述第三导电互连线的线宽大于所述第一导电互连线和所述第二导电互连线的线宽。

进一步地,所述第一导电互连线、所述第二导电互连线均为金属材质,所述第三导电互连线为多晶硅材质。

进一步地,所述版图布线结构设置在衬底之上,所述衬底设置在所述第三导电图案层远离所述第二导电图案层一侧,所述第一导电图案层、所述第二导电图案层和所述第三导电图案层由上至下依次设置在所述衬底上。

进一步地,所述第一导电互连线的线宽和所述第二导电互连线的线宽相等,所述第三导电互连线的线宽大于或等于所述第一导电互连线和所述第二导电互连线的线宽。

进一步地,所述版图布线结构包括两层第一导电图案层、两层第二导电图案层和两层第三导电图案层;

其中,一层所述第三导电图案层、一层所述第二导电图案层、两层所述第一导电图案层、一层所述第二导电图案层和一层所述第三导电图案层依次顺序叠置。

进一步地,两层所述第一导电图案层相邻设置。

进一步地,两层所述第一导电图案层之间设置有至少一层常规导电图案层,每层所述常规导电图案层包括至少一条常规导电互连线;当设置有多层所述常规导电图案层时,位于相邻两层常规导电图案层上的常规导电互连线相垂直设置。

第二方面,本发明施例还提供了一种集成电路,所述集成电路包括多个模块和如第一方面所述的版图布线结构,所述版图布线结构用于实现多个模块之间的电连接,其中多个模块设置在第一导电互连线和第二导电互连线的同一侧或不同侧。

进一步地,各个模块中与所述版图布线结构中的第三导电图案层处于同一导电图案层上的导电互连线的走向、线宽、材质和间隔与第三导电互连线设置相同。

本发明实施例提供了一种版图布线结构及应用其的集成电路,该版图布线结构包括依次叠置的第一导电图案层、第二导电图案层和第三导电图案层。其中,第一导电图案层和第二导电图案层分别包含作为布线导线的沿第一方向沿伸的第一导电互连线和第二导互连线,第三导电图案层包含作为跳线的沿第二方向沿伸的第三导电互连线。第三导电互连线垂直于第一导电互连线和第二导互连线设置并分别与第一导电互连线和第二导互连线相连。本发明实施例通过上述设置,形成布线导线沿相同方向相邻设置,跳线设置在所有布线导线一侧的结构,确保布线导线的布线效率;在衬底具有干扰的情况下也能使用跳线作为最靠近衬底的导电图案,从而降低布线导线受干扰程度,提升整体结构的性能。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:

图1是本发明对比例提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图2是本发明对比例提供的版图布线结构的俯视图;

图3是本发明实施例一提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图4是本发明实施例一提供的版图布线结构的局部俯视图;

图5是本发明实施例二提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图6是本发明实施例四提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图7是本发明实施例五提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图8是本发明实施例六提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图9是本发明实施例七提供的版图布线结构的立体结构示意图;

图10是本发明基于实施例一提供的集成电路的俯视图。

附图标记说明:

100-第一导电图案层;101、110、110’-第一导电互连线;120-第一间隔区;

200-第二导电图案层;201、210、210’-第二导电互连线;211-第一枝节;212-第二枝节;213-第三枝节;220-导电互连体;

300-第三导电图案层;301、310、310’-第三导电互连线;320-模块;

400-连接结构;

500-衬底;

600a、600b、600c-常规导电互连线;

710-层间介质层;720-图案介质层。

具体实施方式

以下基于实施例对本申请进行描述,但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。

同时,应当理解,在以下的描述中,“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时,它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件,元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反,当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时,意味着两者不存在中间元件。

除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为易于说明,诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是,空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如,如果图中的设备被翻转,则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而,示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位),并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

除非上下文明确要求,否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

随着集成电路集成度的提高,集成电路中的金属互连线也从简单向复杂、从单层向多层发展。图1是本发明对比例提供的版图布线结构的立体结构示意图,对比例提供的版图布线结构包括至少三层导电互连线。具体地,对比例设置了第一导电互连线101、第二导电互连线201和第三导电互连线301。第一导电互连线101、第二导电互连线201和第三导电互连线301沿层叠方向(图中z轴方向)由下至上依次设置在衬底上,相邻的导电互连线相互垂直设置。

图2是本发明对比例提供的版图布线结构的俯视图。在对比例中,第一导电互连线101和第三导电互连线301作为布线导线连接不同模块,第二导电互连线201作为跳线连接上述导电互连线。也即,不同层的布线导线均沿第一方向(图中x轴方向)沿伸,跳线设置在两层布线导线层之间并沿第二方向(图中y轴方向)沿伸。版图布线结构在z轴方向上为布线导线层和跳线层交替设置,布线导线和跳线通过连接结构400连接。需要说明的是,布线导线不直接和集成电路中的模块连接,而是直接与跳线连接。跳线的一端直接与模块连接,跳线的另一端与布线导线连接,或者跳线的两端连接不同的布线导线。其中,当第三导电互连线301作为顶层金属时,需要承受较大的负载,因而此时第三导电互连线301的线宽和厚度大于第一导电互连线101和第二导电互连线201的线宽和厚度。由于线宽较大,第三导电互连线301的最小宽度和最小间距均相对较大,从而第三导电互连线301作为布线导线时布线效率较低。

表1导电互连线的厚度与布线效率

表1为集成电路中导电互连线的厚度、最小宽度、最小间隔距离与布线效率。其中K为

在一些对比例中,不使用第三导电互连线301作为版图布线结构的内部布线导线层,从而减少了通道中金属层的数量,但同时增大了走线通道的面积进而增加了整体结构的成本。

有鉴于此,本发明实施例提供一种版图布线结构,能够保留具有较大厚度和线宽的第三导电互连线301的同时提升版图布线结构中作为布线导线的布线效率。

图3是本发明实施例一提供的版图布线结构的立体结构示意图,本发明实施例提供的版图布线结构包括依次设置的第一导电图案层100、第二导电图案层200和第三导电图案层300。第一导电图案层100包括多条沿第一方向(图中x轴方向)延伸的第一导电互连线110;第二导电图案层200包括至少一条沿x轴方向延伸的第二导电互连线210;第三导电图案层300包括至少一条沿第二方向(图中y轴方向)延伸的第三导电互连线310。其中,x轴方向与y轴方向相垂直。每一导电图案层的导电互连线之间设置有图案介质层720,相邻导电图案层之间设置层间介质层710。需要说明的是,在实际应用中层间介质层710和图案介质层720的厚度相差不大,本发明实施例的附图主要为了说明各个导电图案层上的导电互连线,因此在附图中将相邻导电图案层之间设置层间介质层710的厚度设置的比较小。

在本实施例中,第二导电图案层200设置在第一导电图案层100和第三导电图案层300之间,第三导电互连线310与至少部分第一导电互连线110或第二导电互连线210连接。第一导电互连线110和第二导电互连线210作为布线导线直接与作为跳线的第三导电互连线310连接,第三导电互连线310作为跳线一端连接布线导线,另一端连接模块;或者第三导电互连线310作为跳线两端连接不同的布线导线。也即,两层布线导线相邻设置并延伸方向相同,跳线设置在两层导电互连线一侧并分别与两层导电互连线延伸方向垂直。本实施例提供的版图布线结构在层叠方向(图中z轴方向)上为两层布线导线层相邻设置,跳线层在叠层方向上设置在两层布线导线层的一侧,布线导线和跳线通过连接结构400连接。

在本实施例中,当第三导电互连线310位于集成电路版图布线结构顶层,第三导电互连线310作为顶层金属时,需要承受较大的负载,因而第三导电互连线310的线宽和厚度大于第一导电互连线110和第二导电互连线210。但由于作为跳线的第三导电互连线310的需求数量低于作为布线导线的第一导电互连线110和第二导电互连线210,顶层金属相对较低的布线效率导致的跳线数量减少并不会影响整体版图布线结构的性能。

本发明实施例提供的版图布线结构不仅可以将第三导电互连线310作为顶层金属,也可以将第三导电互连线310临近衬底进行设置。当衬底的干扰较大,距离衬底较近的导电图案层中的导电互连线受到衬底的干扰也会较大,当将作为跳线的第三导电互连线310靠近衬底设置时,由于作为跳线的第三导电互连线310的长度通常短于作为布线导线的第一导电互连线110和第二导电互连线210,此时第三导电互连线310受到的干扰相对较小,作为布线导线的第一导电互连线110和第二导电互连线210远离衬底,二者受到来自衬底的干扰也较小。第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310可以均为金属材质,此时第三导电互连线310的线宽大于或等于第一导电互连线110和第二导电互连线210的线宽;也可以是第一导电互连线110、第二导电互连线210为金属材质,第三导电互连线310为多晶硅材质,此时第三导电互连线310的线宽大于或等于第一导电互连线110和第二导电互连线210的线宽。此时作为跳线的第三导电互连线310的需求数量低于作为布线导线的第一导电互连线110和第二导电互连线210,第三导电互连线310相对较低的布线效率导致的跳线数量减少并不会影响整体版图布线结构的性能,且此时将多晶硅层利用起来作为跳线导线层,有助于减少导电图案层的数量,减小集成电路整体结构的尺寸。

图4是本发明实施例一提供的版图布线结构的局部俯视图。相邻的第一导电互连线110之间设置有第一间隔区120。也即,除最外侧的第一导电互连线110,每个第一导电互连线110两侧均设置一个第一间隔区120。第二导电互连线210在叠层方向上的投影与第一间隔区120重合,每间隔一个第一间隔区120设置一个第二导电互连线210。也即,每两个第一间隔区120上设置一个第二导电互连线210。除最外侧的第一导电互连线110,每个第一导电互连线110只有一侧第一间隔区120在z轴方向的投影与第二导电互连线210重合。

结合表1可知,当第一导电互连线110使用4K厚度时,可选第一间隔区120的宽度等于第一导电互连线110的线宽等于0.2μm。在本实施例中,为保证布线导线的布线效率,第二导电互连线210也使用4K厚度,从而第一导电互连线110和第二导电互连线210的线宽相等。由于第二导电互连线210每间隔一个第一间隔区120设置在对应的第一间隔区120上,第二导电互连线210的数量为第一导电互连线110的一半,从而第二导电图案层200的布线效率为第一导电图案层100的50%。

如图3所示,第二导电图案层200还包括设置在第一导电互连线110和第三导电互连线310之间的导电互连体220。导电互连体220用来辅助第一导电互连线110和第三导电互连线310之间的电连接。连接结构400沿z轴方向延伸,其两端分别连接第一导电互连线110和第三导电互连线310。导电互连体220提升连接结构400结构上的强度,从而提升其可靠性。导电互连体220在层叠方向的投影与第一导电互连线110和第三导电互连线310重合。为了确保连接的可靠性,沿导电互连线的延伸方向设置两个连接结构400同时连通待连接的导电互连线。作为另外的示例,也可以设置一个或更多的连接结构400,连接结构400的数量在此并不进行限定。

在本实施例中,导电互连体220与第二导电互连线210之间的间隔大于等于预设间隔。其中,预设间隔大于或等于第一导电互连线110的线宽。当第一导电互连线110的线宽等于第二导电互连线210的线宽,导电互连体220与第二导电互连线210之间的间隔大于或等于第二导电互连线210的线宽。此种间隔的设置确保了第二导电互连线210和导电互连体220之间能够满足特定的工艺条件。另外,需要说明的是,如图3所示只示意出了第三导电互连线310和第一导电互连线110之间的互连,在实际应用中,第三导电互连线310和第二导电互连线210之间也可以存在互连,连接方式也可以采用类似连接结构400,在此并不进行限定。

如图4所示,为了保证第二导电互连线210和导电互连体220之间满足足够的间距,距离导电互连体220较近的其中一个第二导电互连线210设置第一枝节211和第二枝节212和第三枝节213。具体的,第一枝节211和第二枝节212沿第一方向延伸,第三枝节213相对于第一方向倾斜。第三枝节213连接第一枝节211和第二枝节212。

进一步地,第一枝节211沿z轴方向的投影与其中一个第一间隔区120重合,第二枝节212沿z轴方向的投影与第一导电互连线110重合。第三枝节213两端分别连接第一枝节211和第二枝节212。

在本实施例中,第二导电互连线210具有两个沿相反方向相对于第一方向倾斜的第三枝节213。两个第三枝节213的长度相同。两个第三枝节213的两端在z轴方向上的投影分别与同一个第一间隔区120的不同位置和同一个第一导电互连线110的不同位置重合。从而两个第三枝节213的其中一端分别连接在第二枝节212两端,两个第三枝节213的另一端分别连接不同的两个第一枝节211。第二枝节212在x轴方向上的长度大于等于周侧的导电互连体220在x轴方向的长度,从而使第二导电互连线210与导电互连体220在y轴方向上的间隔等于预设间隔,两个第三枝节213与导电互连体220间隔大于或等于预设间隔。

在一些实施例中,当同一个第一导电互连线110在z轴方向上具有n个(n为正整数)导电互连体220时,在该第一导电互连线110相邻设置的第一间隔区120沿z轴方向上设置有2n个(n为正整数)第三枝节213、n个(n为正整数)第二枝节212和n+1个(n为正整数)第一枝节211。第三枝节213两两一组分别连接在第二枝节212两端,每个第三枝节213另一端与不同的第一枝节211连接。连接在第二枝节212两侧的两个第三枝节213沿不同方向相对于第一方向倾斜,从而使得第二枝节212和导电互连体220之间的间隔大于等于预设间隔,使第二导电互连线210与导电互连体220在y轴方向上保持足够的间距。

本发明实施例提供的版图布线结构还可以包括衬底500和常规导电图案层。第一至第七实施例分别展示了本发明实施例提供的版图布线结构中第一导电图案层100、第二导电图案层200、第三导电图案层300、衬底500和常规导电图案层的设置位置及效果。

第一实施例:

参考图3和图4,在本发明提供的实施例一中,第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310均为金属材质。具体的,第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310为相同或不同的金属构成,金属可以为铝、铜等。金属材质的第三导电图案层300、第二导电图案层200和第一导电图案层100由上至下沿z轴方向依次设置在衬底500上。衬底500设置在第一导电图案层100远离第二导电图案层200一侧。

第三导电互连线310作为顶层金属,承受负载较大,因而第一导电互连线110的线宽和第二导电互连线210的线宽相等,第三导电互连线310的线宽大于第一导电互连线110和第二导电互连线210的线宽。但是由于第三导电互连线310作为跳线使用,较大的线宽和较小的布线效率对整体结构和性能影响较小。

第二实施例:

图5是本发明实施例二提供的版图布线结构的立体结构示意图。第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310均为金属材质。在本实施例中,衬底500的干扰较大,距离衬底500较近的导电图案层中的导电互连线会受到衬底500的干扰。因此,第一导电图案层100、第二导电图案层200和第三导电图案层300由上至下沿z轴依次设置在衬底500上。在叠层方向上,衬底500设置在第三导电图案层300远离第二导电图案层200的一侧。也即,将作为跳线的第三导电互连线310靠近衬底500设置,使得作为布线导线的第一导电互连线110和第二导电互连线210远离衬底500,减小二者受到来自衬底500的干扰。由于作为跳线的第三导电互连线310的长度通常短于第一导电互连线110和第二导电互连线210,第三导电互连线310受到的干扰相对较小。第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310均为金属材质。具体的,第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310为相同或不同的金属构成,金属可以为铝、铜等。

在实施例二中,第一导电互连线110远离第二导电互连线210一侧设置有其他的导电图案层(图中未示出),从而第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310均不作为顶层金属。由此第一导电互连线110的线宽、第二导电互连线210的线宽和第三导电互连线310的线宽均相等。

第三实施例:

在本发明提供的实施例三中,可以参考图5中实施例二提供的版图布线结构的立体结构示意图;为了进一步减小版图布线结构的体积从而减小芯片的面积,与实施例二不同的是,本实施例中使用多晶硅材质形成第三导电互连线310。第一导电互连线110、第二导电互连线210均为金属材质。具体的,第一导电互连线110和第二导电互连线210为相同或不同的金属构成,金属可以包括但不限于铝、铜等。第一导电图案层100、第二导电图案层200和第三导电图案层300由上至下沿z轴依次设置在衬底500上。衬底500设置在第三导电图案层100远离第二导电图案层200一侧。也即,第三实施例的导电互连线排列顺序与第二实施例的结构相同,但第三导电互连线310的材质不同。

此时,在叠层方向上,在第一导电互连线110远离第二导电互连线210一侧设置有其他的导电图案层,第一导电互连线110的线宽和第二导电互连线210的线宽相等,第三导电互连线310的线宽大于或等于第一导电互连线110和第二导电互连线210的线宽。但是由于第三导电互连线310作为跳线使用,较大的线宽和较小的布线效率对整体结构和性能影响较小,并且由于第三导电互连线310为多晶硅材质,可以有效减小整体结构的尺寸。

第四实施例:

图6是本发明实施例四提供的版图布线结构的立体结构示意图。在本发明提供的实施例四中,第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310的材质和结构同本发明实施例一。该版图布线结构还包括至少两层常规导电图案层,每层常规导电图案层中包括至少一条常规导电互连线。相邻的常规导电图案层的常规导电互连线如本发明对比例中相互垂直设置。即,相邻层的常规导电互连线600a和常规导电互连线600b延伸方向相互垂直,常规导电互连线600a沿y轴方向延伸,常规导电互连线600b沿x轴方向延伸。在z轴方向上,作为布线导线的常规导电互连线600a与作为跳线的常规导电互连线600b交替设置。或者,在z轴方向上,作为跳线的常规导电互连线600a与作为布线导线的常规导电互连线600b交替设置。

常规导电图案层设置在第一导电图案层100和衬底500之间。此时,第一导电互连线110还可以和与之相邻设置的常规导电互连线600a进行电连接,第三导电互连线310作为顶层金属,承受负载较大。因而第一导电互连线110的线宽、第二导电互连线210的线宽、常规导电互连线600a和常规导电互连线600b的线宽均相等,第三导电互连线310的线宽大于第一导电互连线110、第二导电互连线210、常规导电互连线600a和常规导电互连线600b。但是由于第三导电互连线310作为跳线使用,较大的线宽和较小的布线效率对整体结构影响较小。

需要说明的是,在其他示例中,常规导电图案层的数量可以大于等于1,每层常规导电图案层中包括至少一条常规导电互连线;当仅包括一层常规导电图案层时,常规导电图案层中的常规导电互连线可以与邻近的第一导电互连线110相垂直设置,且可以与邻近的第一导电互连线110进行电连接。当包括两层及以上的常规导电图案层时,相邻两层的常规导电图案层上的常规导电互连线如本发明对比例中相互垂直设置。

第五实施例:

图7是本发明实施例五提供的版图布线结构的立体结构示意图。在本发明提供的实施例五中,衬底500的干扰较大,第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310的材质和结构同本发明实施例二。该版图布线结构还包括至少一层常规导电图案层,所述常规导电图案层设置在第一导电图案层100远离第二导电图案层200一侧,即第一导电图案层100远离衬底500一侧。每层常规导电图案层中包括至少一条常规导电互连线。当仅包括一层常规导电图案层时,常规导电图案层中的常规导电互连线与邻近的第一导电互连线110连接。当包括两层及以上的常规导电图案层时,相邻层的常规导电互连线如本发明对比例中相垂直设置。

如图7所示,包括了三层常规导电互连线,其中常规导电互连线600a和常规导电互连线600c延伸方向相同,常规导电互连线600b的延伸方向与常规导电互连线600a和常规导电互连线600c的延伸方向相互垂直。常规导电互连线600a和常规导电互连线600c沿y轴方向延伸,常规导电互连线600b沿x轴方向延伸。在z轴方向上,作为布线导线的常规导电互连线600a、作为跳线的常规导电互连线600b和作为布线导线的常规导电互连线600c交替设置。或者,在z轴方向上,作为跳线的常规导电互连线600a、作为布线导线的常规导电互连线600b和作为跳线的常规导电互连线600c交替设置。

此时,第一导电互连线110还可以和与之相邻设置的常规导电互连线600c进行电连接。所有常规导电图案层中距离衬底500最远的一层的其他导电图案包含的常规导电互连线600a直接与外部电路连接,承受负载较大,因而该层的常规导电互连线600a的线宽大于版图布线结构其他层中所有导电互连线的线宽。其他层中导电互连线的线宽均相等。

作为其他示例,图7所示版图布线结构的立体结构示意图中,第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310的材质和结构同本发明实施例三,即第三导电互连线310的材质也可以是多晶硅材质,此时第三导电互连线310的线宽大于或等于第一导电互连线110、第二导电互连线210的线宽。

第六实施例:

图8是本发明实施例六提供的版图布线结构的立体结构示意图。在本发明提供的实施例六中,衬底500的干扰较大,版图布线结构中包括两组布线结构:第一组布线结构和第二组布线结构。每一组布线结构均包括依次相邻设置的第一导电图案层100、第二导电图案层200和第三导电图案层300。同一组布线结构中的第一导电图案层100只能与同一组布线结构中的第二导电图案层200和第三导电图案层300实现电连接。而其中一组布线结构中的第一导电图案层100不能与另一组布线结构中的第二导电图案层200和第三导电图案层300直接实现电连接。第一组布线结构包括依次设置的第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310,第一组布线结构中的第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310的材质和结构同本发明实施例二。使用作为跳线的第三导电互连线310的靠近衬底500以确保第一导电互连线110和第二导电互连线210受到衬底的干扰较小。第三导电互连线310通过设置较短的长度减少其受到的干扰。第二组布线结构中的第一导电互连线110’、第二导电互连线210’和第三导电互连线310’设置在远离衬底500一侧。第一导电互连线110’、第二导电互连线210’和第三导电互连线310’在z轴方向上依次远离衬底500。也即,第一导电互连线110和第一导电互连线110’相邻。第二导电互连线210设置在第一导电互连线110远离第一导电互连线110’一侧,第二导电互连线210’设置在第一导电互连线110’远离第一导电互连线110一侧。第三导电互连线310设置在第二导电互连线210远离第一导电互连线110一侧,第三导电互连线310’设置在第二导电互连线210’远离第一导电互连线110’一侧。其中,第三导电互连线310靠近衬底500,第三导电互连线310’设置在距离衬底500最远处。

靠近衬底500一侧的第一组布线结构中的第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310均不作为直接与外部电路相连接的导电互连线,三者承受的负载相近,因而靠近衬底500一侧第一导电互连线110的线宽、第二导电互连线210的线宽和第三导电互连线310的线宽均相等。且第一导电互连线110的间隔、第二导电互连线210的间隔和第三导电互连线310的间隔相等且等于三者的线宽。距离衬底500最远一侧的第二组布线结构中的第三导电图案层300中的第三导电互连线310’作为跳线,靠近该第三导电图案层300的第一导电图案层100和第二导电图案层200中的第一导电互连线110’和第二导电互连线210’作为布线导线。第三导电互连线310’作为顶层金属,承受负载较大,因而第一导电互连线110’的线宽和第二导电互连线210’的线宽相等,第三导电互连线310’的线宽大于等于第一导电互连线110’和第二导电互连线210’的线宽。但是由于第三导电互连线310’作为跳线使用,较大的线宽和较小的布线效率对整体结构影响较小。此时,该版图布线结构不但具有较高的布线导线布线效率,还受衬底500干扰较小。也即,在第六实施例中,远离衬底500设置的第三导电互连线310’的线宽大于本结构中其他所有的导电互连线的线宽,其他所有导电互连线的线宽均相等。

作为其他一种示例,如图8所示的版图布线结构的立体结构示意图中,相邻的设置的第一导电互连线110和第一导电互连线110’可以合并为一层(或省去一层),此时合并为一层第一导电图案层100既可以与靠近衬底的第三导电互连线310连接,也可以与作为顶层金属第三导电互连线310’进行连接。在其他示例中,相邻设置的第一导电互连线110和第一导电互连线110’也可以在z轴方向上相互错开进行设置。

作为其他另一种示例,图8所示版图布线结构的立体结构示意图中,靠近衬底500设置的第一组布线结构中的第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310的材质和结构可以同本发明第三实施例,即第三导电互连线310的材质也可以是多晶硅材质,此时第三导电互连线310的线宽大于或等于第一导电互连线110、第二导电互连线210的线宽。

第七实施例:

图9是本发明实施例七提供的版图布线结构的立体结构示意图。在本发明提供的实施例七中,衬底500的干扰较大,版图布线结构包括两组布线结构:第一组布线结构和第二组布线结构。两组布线结构中的第一导电互连线110、第二导电互连线210、第三导电互连线310、第一导电互连线110’、第二导电互连线210’和第三导电互连线310’的设置同第六实施例。

与第六实施例不同之处为该版图布线结构还包括设置在两组布线结构之间的至少一层常规导电图案层。每层常规导电图案层中包括至少一条常规导电互连线。当仅包括一层常规导电图案层时,常规导电图案层中的常规导电互连线与邻近的第一导电互连线110连接。当包括两层及以上的常规导电图案层时,相邻两层的常规导电互连线如本发明对比例中相互垂直设置。即,常规导电互连线600a和常规导电互连线600c延伸方向相互相同,常规导电互连线600b的延伸方向与常规导电互连线600a和常规导电互连线600c延伸方向垂直。常规导电互连线600a和常规导电互连线600c均沿y轴方向延伸,常规导电互连线600b沿x轴方向延伸。在z轴方向上,作为布线导线的常规导电互连线600a、作为跳线的常规导电互连线600b、作为布线导线的常规导电互连线600c依次交替设置。或者,在z轴方向上,作为跳线的常规导电互连线600a、作为布线导线的常规导电互连线600b、作为跳线的常规导电互连线600c依次交替设置。

所有的常规导电图案层设置在两个第一导电图案层100之间。此时,远离衬底500的第三导电互连线310’作为顶层金属,承受负载较大。因而第三导电互连线310’的线宽大于其他所有导电互连线的线宽,其他所有导电互连线的线宽均相等。并且,由于第三导电互连线310’作为跳线使用,较大的线宽和较小的布线效率对整体结构影响较小。

作为其他示例,图9所示版图布线结构的立体结构示意图中,靠近衬底设置的第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310的材质和结构同本发明的第三实施例,即靠近衬底设置的第三导电互连线310的材质也可以是多晶硅材质,此时第三导电互连线310的线宽大于或等于第一导电互连线110、第二导电互连线210的线宽。

本发明实施例还提供一种集成电路,所述集成电路包括多个模块和上述的版图布线结构,本发明实施例提供的版图布线结构可以用于实现多个模块之间的电连接;多个模块320设置在版图布线结构中第一导电图案层100和第二导电图案层200两侧或同一侧。上述第一至第七实施例均可以用于实现多个模块320之间的电连接。

图10是本发明基于实施例一提供的集成电路的俯视图。集成电路还包括沿y轴设置在第一导电图案层100和第二导电图案层200两侧的多个模块320。作为跳线的第三导电互连线310连接部分模块320和部分第一导电互连线110,作为跳线的第三导电互连线310还连接部分模块320和第二导电互连线210。本发明实施例中第三导电互连线310一端连接模块320,另一端向远离模块320方向沿y轴沿伸并连接第一导电互连线110或第二导电互连线210。沿y轴相对设置的两个模块320可以同时沿同一直线向y轴正方向和y轴反方向沿伸两个相对的第三导电互连线310。也即,本发明实施例沿同一直线可以设置两个相对较短的跳线分别连接两个模块320和对应的导电连接线,提升了跳线的利用率。需要说明的是,每个模块320内部已经有后段工艺,即模块320内部已经包含导电图案层及对应的导电互连线,且各个模块320中与本实施例提供的版图布线结构中的作为跳线的第三导电互连线310处于同一导电图案层的导电互连线的走向、材质、线宽和间隔设置相同,而对各个模块320内部其他导电图案层对应的导电互连线不做限制;作为一种示例,各个模块320内部的其他导电图案层对应的导电互连线可以采用对比例的设置,即相邻导电图案层的导电互连线可以相互垂直设置。从而位于模块320区域内的且与该实施例的版图布线结构中的第三导电互连线310位于同一导电图案层的导电互连线可以相互连通设置,不仅可以用于实现模块320内部的连接,也可以用于实现模块320与本实施例提供的版图布线结构中的第一导电互连线110和第二导电互连线210进行连接。第三导电互连线310具有非常广的区域布线,不会由于较大的线宽和线间距影响布线效率,有效确保不同的模块320之间通过第一导电互连线110、第二导电互连线210和第三导电互连线310实现电连接。

此外,本实施例提供的版图布线结构可以实现位于第三导电互连线310同一端的不同模块320之间的互连,即多个模块320也可以设置在第一导电图案层100和第二导电图案层200的同一侧,提升了模块320设置的灵活性。作为其他示例,本实施例提供的版图布线结构也可以用于实现同一模块内部的电连接。

在一些实施例中,还可以将具有干扰的第三导电互连线310与其他第三导电互连线310分隔一段距离设置。例如将具有干扰的第一导电互连线110、第二导电互连线210和比较敏感的第一导电互连线110、第二导电互连线210分别沿y轴方向设置在两侧。

需要说明的是,在本发明的上述描述中只提到了第三导电互连线310的线宽与第一导电互连线110和所述第二导电互连线210的线宽的关系,没有具体提到或限定第三导电互连线310的厚度/间隔与第一导电互连线110和第二导电互连线210的厚度/间隔的关系;根据表1可以理解的是,当第三导电互连线310线宽大于第一导电互连线110和所述第二导电互连线210的线宽时,第三导电互连线310厚度/间隔也会相应大于第一导电互连线110和第二导电互连线210的厚度/间隔。

本发明实施例提供一种版图布线结构及应用其的集成电路,该版图布线结构可以应用于遥控器、计算机、便携式设备以及人工智能等领域,特别地,该版图布线结构对于电源设计等对面积要求高的芯片版图设计领域有着非常大的优势。

该版图布线结构包括依次叠置的第一导电图案层、第二导电图案层和第三导电图案层。其中,第一导电图案层和第二导电图案层分别包含作为布线导线的沿第一方向沿伸的第一导电互连线和第二导互连线,第三导电图案层包含作为跳线的沿第二方向沿伸的第三导电互连线。第三导电互连线垂直于第一导电互连线和第二导互连线设置并分别与第一导电互连线和第二导互连线相连。本发明实施例通过上述设置,形成布线导线沿相同方向相邻设置,跳线作为顶层金属设置在所有布线导线一侧的结构,确保布线导线的布线效率。在衬底具有干扰的情况下也能使用跳线作为最靠近衬底的导电图案,从而降低布线导线受干扰程度,提升整体结构的性能。

以上所述仅为本申请的优选实施例,并不用于限制本申请,对于本领域技术人员而言,本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

相关技术
  • 一种集成电路版图中遵循布线格点的交互式布线方法
  • 一种集成电路版图布线中满足最小面积约束的布线方法
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06120116488338