一种可修改连接关系的接口器件及方法与流程

专利2026-09-24  4


本发明涉及集成电路,具体涉及一种可修改连接关系的接口器件及方法。


背景技术:

1、在现代电子技术的迅猛发展和集成电路芯片复杂度日益提升的背景下,芯片级版图的数字部分所占比例显著增大。作为模拟信号与数字信号之间不可或缺的桥梁,端口在集成度提升的过程中,与模拟部分的交互愈发紧密,进而导致了出错率的上升。

2、针对此问题,传统上我们倾向于采用较低层金属直接在数模边界进行连接。然而,这种方法面临着数模连线规则差异的挑战:数字连线仅需满足基本的drc(设计规则检查)规则,而模拟连线则往往需满足n倍(n≥1)的规则,加之数字布线的无规则特性,当多层同金属在数模边界汇聚时,极易引发短路问题。此外,由于连线宽度的非一致性,还可能导致drc规则中的间距要求无法满足,从而增加了前期验证迭代的次数,降低了设计效率。

3、更为严重的是,单一金属层次的连接方式在版图后期改版时显得尤为局限。一旦需要调整端口的连接关系,由于仅依赖原有单层金属,往往不得不增加额外的mask层次以进行改动,这无疑加大了改版的成本和复杂度。

4、综上所述,集成电路版图设计中采用单一金属层次进行连接的做法,因存在短路风险、间距问题及后期改版困难等弊端,已难以满足当前高效、低成本的设计需求。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明公开了一种可修改连接关系的接口器件及方法,用于解决上述问题。

2、本发明通过以下技术方案予以实现:

3、第一方面,本发明提供了一种可修改连接关系的接口器件,包括与数字输出使用层次一致的多边形金属方块,所述金属方块连接有带衬底方块的ntap接触,所述ntap接触一侧与digital端口同位置叠加或错位连接,所述ntap接触另一侧与analog端口错位连接,且所述ntap接触连接芯片主体后,与所述芯片主体衬底plus形成反接二极管,作为端口处的天线单元。

4、更进一步的,所提及的金属方块呈现为漏斗形或梯形结构,层次使用metaldig与数字输出使用层次一致即可。

5、更进一步的,在所述金属方块的设计中,其连接部分的金属宽度被精确设定为与相应端口的金属宽度相匹配,以确保连接的稳固性和准确性。同时,值得注意的是,模拟端口的连线宽度被设计为大于数字端口的连线宽度,这一设计差异旨在满足不同端口类型的连接需求与性能要求。

6、更进一步的,所述ntap接触自最底层金属metal1起,逐层向上连接至metal2、metal3,直至最顶层的metaln,随后将信号输出至另一侧的analog端口。在此表述中,n代表所采用工艺中的最高层金属编号。

7、更进一步的,在所述情形中,etal1至metaln的连接布局以及其间的通孔设计,展现出一种非完全重叠且呈序列性错位连接的特征。这种布局方式确保了各层金属线路之间的有效隔离与连接,同时优化了电路的整体布局与性能。

8、更进一步的,所述etal1至metaln的连接及通孔之间,存在错位连接的错位距离,该距离需严格遵守设计规则检查(drc)中所规定的最小金属间距,以确保设计的合规性与可靠性。

9、更进一步的,所述ntap接触的analog端口输出金属层次选择至少为metaln-2至metaln中任意一层,其中n为采用工艺最高层金属。

10、更进一步的,在不同区域及不同方向上,所述analog端口被设计为从etal1至metaln中的不同金属层次进行接出,并特别配置了冗余金属层以确保系统的稳健性与可靠性。

11、第二方面,本发明提供了一种可修改连接关系的方法,所述方法使用第一方面所述的可修改连接关系的接口器件,所述方法包括以下步骤:

12、提供与数字输出使用层次一致的多边形金属方块,并连接带衬底方块的ntap接触;

13、将ntap接触一侧与digital端口同位置叠加或错位连接,ntap接触另一侧与analog端口错位连接;

14、ntap接触连接芯片主体;

15、与芯片主体衬底plus形成反接二极管,作为端口处的天线单元。

16、更进一步的,在所描述的方法中,ntap接触自最底层的金属层metal1起始,逐层向上连接至metal2、metal3,直至顶层的金属层metaln,并最终输出至另一侧的analog端口。metal1至metaln各层金属之间的连接以及通孔的设置并非完全重叠,而是采用依次错位的方式进行连接。这种错位连接的设计确保了满足drc规则中规定的最小金属间距要求。

17、当芯片面临测试或设计改版的需求时,可以灵活地对金属层次进行切断并重新连接,或者通过借用通孔进行连接,以适应设计更改的需要。这一设计策略为芯片的测试与迭代提供了极大的便利性和灵活性。

18、本发明的有益效果为:

19、本发明旨在采用一种灵活且高效的连接方式,对芯片级版图的连接关系进行深度优化。此优化旨在确保数模间端口能够精确无误地一一对应匹配,有效避免短路及间距问题,从而显著提升整体效率。此外,在后续改版过程中,该方法能显著减少改动mask层次的需求,同时连接关系具备多样化的修改方式,增强了设计的灵活性与适应性。

20、在资源利用方面,本发明创新性地提出在已用金属资源上增设一衬底接触,以此构建天线单元。这一设计在端口处直接解决了天线问题,无需依赖后续的连线高层跳线或在器件周边增设天线单元,从而进一步简化了设计流程,减少了验证迭代的次数,提升了整体效率。

21、相较于传统的单一金属连接端口设计,本发明通过引入一种可灵活修改连接关系的接口器件,实现了资源利用的最大化。该设计能够一次性解决端口连线间的短路、间距以及ant(天线效应)问题,显著减少了验证迭代的次数,为用户节约了宝贵的时间,并大幅提升了设计效率。同时,该方案还便于后期芯片fib测试或改版设计时直接应用现有层次版本,进一步减少了改动mask层次的需求,从而降低了成本,提升了整体的经济效益。



技术特征:

1.一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,包括与数字输出使用层次一致的多边形金属方块,所述金属方块连接有带衬底方块的ntap接触,所述ntap接触一侧与digital端口同位置叠加或错位连接,所述ntap接触另一侧与analog端口错位连接,且所述ntap接触连接芯片主体后,与所述芯片主体衬底plus形成反接二极管,作为端口处的天线单元。

2.根据权利要求1所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述金属方块为漏斗型或梯形金属方块。

3.根据权利要求2所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述金属方块中,用于连接的金属宽度与对应端口金属宽度一致,模拟端连线宽度大于数字端口连线宽度。

4.根据权利要求1所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述ntap接触由最底层金属metal1开始往上依次连接metal2、metal3……至顶层金属metaln,并输出至另一侧为analog端口,其中n为采用工艺最高层金属。

5.根据权利要求4所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述etal1至metaln连接及通孔之间不完全重叠且依次错位连接。

6.根据权利要求5所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述etal1至metaln连接及通孔之间错位连接的错位距离为保证drc规则中的最小金属间距。

7.根据权利要求4所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述ntap接触的analog端口输出金属层次选择至少为metaln-2至metaln中任意一层,其中n为采用工艺最高层金属。

8.根据权利要求1所述的一种可修改连接关系的接口器件,其特征在于,在不同区域,不同方向,所述analog端口选择从etal1至metaln中不同金属层次接出,且设置有冗余金属层。

9.一种可修改连接关系的方法,所述方法使用如权利要求1-8任一项所述的可修改连接关系的接口器件,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

10.如权利要求9所述的一种可修改连接关系的方法,其特征在于,所述方法中,ntap接触由最底层金属metal1开始往上依次连接metal2、metal3……至顶层金属metaln,并输出至另一侧为analog端口,etal1至metaln连接及通孔之间不完全重叠且依次错位连接,其错位距离为保证drc规则中的最小金属间距,在芯片测试或改版时,可切断并重新连接金属层次,或借用通孔连接,以满足设计更改需求。


技术总结
本发明涉及集成电路技术领域,具体涉及一种可修改连接关系的接口器件及方法,包括与数字输出使用层次一致的多边形金属方块,所述金属方块连接有带衬底方块的NTAP接触,所述NTAP接触一侧与Digital端口同位置叠加或错位连接,所述NTAP接触另一侧与Analog端口错位连接,且所述NTAP接触连接芯片主体后,与所述芯片主体衬底PLUS形成反接二极管,作为端口处的天线单元。本发明利用可调整接口的器件,优化了资源使用,解决了端口连线问题,减少了验证次数,节省了时间和提高了效率。它还简化了芯片测试和设计修改过程,降低了成本。

技术研发人员:周婕,黄嵩人,何龙,丁艳
受保护的技术使用者:湖南进芯电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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