[发明专利]采用电耦合到金属分流器的电压轨以减少或避免电压降的增加的标准单元电路

说明书

公开了采用电耦合到金属分流器的电压轨以减少或避免电压降的增加的标准单元电路。在一个方面，提供了一种标准单元电路，该标准单元电路采用包括以栅极间距设置的相应栅极的有源器件。具有线宽的第一电压轨和第二电压轨设置在第一金属层中。与传统标准单元电路相比，采用具有基本上相同线宽的第一电压轨和第二电压轨降低了标准单元电路的高度。金属线设置在第二金属层中，其中金属间距小于栅极间距，使得金属线的数目超过栅极的数目。将第一电压轨和第二电压轨电耦合到金属分流器增加了每个电压轨的导电面积，这减小了每个电压轨两端的电压降。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月21日提交的题为“STANDARD CELL CIRCUITS EMPLOYINGVOLTAGE RAILS ELECTRICALLY COUPLED TO METAL SHUNTS FOR REDUCING OR AVOIDINGINCREASES IN VOLTAGE DROP”的美国专利申请序列号15/386,501的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的技术总体上涉及标准单元电路，并且具体地涉及避免或减少标准单元电路中的电压降的增加。

背景技术

基于处理器的计算机系统可以包括大量集成电路(IC)。每个IC具有由多个IC器件组成的复杂布局设计。通常采用标准单元电路来帮助使IC的设计不那么复杂且易于管理。特别地，标准单元电路为设计者提供与符合所选择的技术的特定设计规则的常用IC器件相对应的预先设计的单元。作为非限制性示例，标准单元电路可以包括栅极、反相器、多路复用器和加法器。使用标准单元电路使得设计人员能够创建具有一致布局设计的IC，从而与定制设计每个电路相比，在多个IC上创建更均匀且更简单的布局设计。

传统标准单元电路使用形成具有预定义技术节点尺寸的器件元件的工艺技术来制造。例如，可以采用工艺技术来制造具有十四(14)纳米(nm)或十(10)nm宽的器件元件的传统标准单元电路。制造工艺和相关技术的改进使得能够减小技术节点尺寸，这允许将更多数目的器件元件(诸如晶体管)设置在电路内的较小区域中。随着技术节点尺寸缩小，传统标准单元电路内的栅极线和金属线也缩小以减小传统标准单元电路的面积。例如，栅极长度可以缩小以减小传统标准单元电路的宽度，并且金属线宽度可以缩小以减小高度。

然而，当技术节点尺寸缩小到例如十(10)nm及以下时，传统标准单元电路的宽度由于栅极间距限制而不能继续缩小。特别地，即使技术节点尺寸减小，针对传统标准单元电路内的器件的最小栅极长度要求限制栅极间距能有多小并且因此限制传统标准单元电路的宽度可以减小的程度。另外，由于电压要求，降低传统标准单元电路的高度可能面临限制。例如，在传统标准单元电路中采用的并且被配置为接收电压(诸如电源电压)的电压轨可以缩小以减小传统标准单元电路的高度。然而，缩小电压轨会增加轨电阻，从而增加电压轨两端的电压降(即，电流电阻(IR)降)。增加的电压降降低了用于传统标准单元电路中的器件的电压轨的可用电压，这可能导致器件的错误操作。因此，缩小标准单元电路的面积同时减少或避免相应电压降的增加将是有利的。

发明内容