用于集成電路的靈活、省空間的i/o電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于集成電路的I/O電路。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)雜集成電路通常是I/O受限的，這意味著為容納所需數(shù)目個1/0，裸片大小被增加到超出原本將需要的裸片大小。一般來說對于集成電路且尤其是I/o受限的集成電路，集成電路的I/o部分的設(shè)計通常是費力且耗時的。同時，短的產(chǎn)品設(shè)計循環(huán)需要短的集成電路設(shè)計循環(huán)。減少用于集成電路(包含復(fù)雜的I/o受限集成電路)的設(shè)計時間及勞動量需要新的方法。
[0003]圖1展示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實例性IC裸片的I/O電路的一部分300的布局的俯視圖。I/O電路300可沿著IC裸片的外圍的任何邊緣伸展。I/O電路300使用兩個同心接合墊行，即，內(nèi)墊行I及外墊行2。沿著外圍邊緣的墊放置在兩個行之間偏移。在線接合過程期間，沿著外行2的所有墊通常是在內(nèi)行I上的任何接合墊被線接合之前進行線接合的(或反之亦然)。在不超過線接合設(shè)備的能力(最小墊間距)的情況下，此布置使I/O墊能夠被較密集地堆積。
[0004]圖1中的接合墊包含信號接合墊(SIG)201及電力/接地接合墊。電力/接地接合墊又包含用于集成電路的核心邏輯部分的電力接合墊(VCC CORE) 204、用于集成電路的核心邏輯部分的接地接合墊(VSS CORE) 205、用于集成電路的I/O部分的電力接合墊(VCC10) 202及用于集成電路的1部分的接地接合墊(VSS 10) 203。前述墊中的每一者均耦合到I/O單元130中的對應(yīng)一者，I/O單元130包含已分化的信號I/O單元(SIG 10) 211、核心邏輯電力I/O單元(VCC CORE) 214、核心邏輯接地單元(VSS CORE) 215、I/O電力單元(VCC10) 212及I/O接地單元(VSS 10)213。四個電力/接地單元130的主要功能是為相關(guān)聯(lián)電力/接地墊提供靜電放電(ESD)保護，并給I/O單元(SIG 10)群組211供應(yīng)電力及接地。
[0005]單元130中的每一者占據(jù)一 I/O狹槽，所述I/O狹槽根據(jù)指定間距而間隔開。對于復(fù)雜集成電路，大致30 %的I/O墊將通常為電力/接地墊，且對應(yīng)比例的單元130將為電力/接地單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]用于集成電路的靈活、省空間的I/O架構(gòu)簡化電路設(shè)計且縮短設(shè)計時間。在一個方面中，部分地通過將用于電力供應(yīng)墊的ESD保護電路定位于所述墊本身下方來消除用于這些墊的單元，從而僅留下信號I/O緩沖器?？筛鶕?jù)定制電路將耦合到所述信號I/O緩沖器的墊界定為信號I/O墊或電力供應(yīng)墊。定制電路還提供靈活排架構(gòu)，其中一排內(nèi)的信號I/O緩沖器分擔(dān)可與另一排的信號I/O緩沖器的電力供應(yīng)要求不同的電力供應(yīng)要求。靈活地界定排的數(shù)目及屬于每一排的信號I/O緩沖器的數(shù)目。定制電路還提供靈活墊選項，借此IC墊可經(jīng)配置以(舉例來說)用于線接合、用于倒裝芯片接合或用于其它類型的接合。
【附圖說明】
[0007]結(jié)合附圖，根據(jù)以下詳細描述，可進一步理解本發(fā)明。圖式中:
[0008]圖1是集成電路的已知I/O電路的一部分的圖。
[0009]圖2是集成電路的靈活、省空間的I/O電路的一部分的圖。
[0010]圖3是圖2的I/O電路的單個外圍單元的布局的俯視圖。
[0011]圖4A是在掩模編程之后圖2的I/O電路的外圍單元的實例的布局的俯視圖。
[0012]圖4B是圖4A的外圍單元的剖面圖。
[0013]圖4C是圖4A的外圍單元的剖面圖。
[0014]圖4D是在掩模編程之后圖2的I/O電路的外圍單元的另一實例的布局的俯視圖。
[0015]圖4E是圖4D的外圍單元的剖面圖。
[0016]圖4F是圖4D的外圍單元的另一剖面圖。
[0017]圖5A是外圍單元群組的圖，其圖解說明根據(jù)一個經(jīng)掩模編程配置的墊指派。
[0018]圖5B是外圍單元群組的圖，其圖解說明根據(jù)另一經(jīng)掩模編程配置的墊指派。
[0019]圖5C是外圍單元群組的圖，其圖解說明根據(jù)又一經(jīng)掩模編程配置的墊指派。
[0020]圖6A是IC的平面圖，其圖解說明一個經(jīng)掩模編程I/O排布置。
[0021]圖6B是IC的平面圖，其圖解說明另一經(jīng)掩模編程I/O排布置。
[0022]圖7是根據(jù)倒裝芯片掩模編程選項配置的I/O電路的圖。
[0023]圖8A是具有根據(jù)線接合掩模編程選項配置的I/O墊的IC的圖。
[0024]圖SB是具有根據(jù)倒裝芯片接合掩模編程選項配置的I/O墊的IC的圖。
【具體實施方式】
[0025]靈活、省空間的布局
[0026]本發(fā)明的靈活、省空間的I/O電路的一個方面涉及消除圖1的電力/接地單元。
[0027]參考圖2，其展示IC的I/O電路的一部分400的布局的俯視圖的圖。I/O電路400包含三個電力/接地墊的外行410 (即，行3)。I/O電路400還包含三個未經(jīng)委定墊的中間行420A(即，行2)及三個未經(jīng)委定墊的內(nèi)行420B(即，行I)。許多未經(jīng)委定墊420將經(jīng)掩模編程(即，經(jīng)編程、經(jīng)委定、經(jīng)配置或經(jīng)個性化)以便處置I/O信號。一些未經(jīng)委定墊可能未被使用，且一些未經(jīng)委定墊可能用于電力/接地線，I/O電路400還包含三個靜電放電(ESD)保護電路(例如，ESD保護電路460C)，其中的一者與三個電力/接地墊410中的每一者電連接。
[0028]I/O電路400還包含六個信號(SIG) I/O單元或I/O緩沖器。這些單元或緩沖器包含電連接到行I上的三個未經(jīng)委定墊420B的三個行ISIG I/O單元450A、450B及450C。SIG I/O單元還包含電連接到行2上的三個未經(jīng)委定墊420A的三個行2SIG I/O單元440A、440B及440C。因此，每一未經(jīng)委定墊420與單元440或單元450電連接。I/O電路400以交錯的三行方案來定位接合墊。在內(nèi)行I與外行3之間，墊位置沿著裸片的外圍邊緣對準(zhǔn)。在中間行2與行I及行3兩者的墊之間，墊位置是交錯(即，偏移)的。
[0029]三個電力/接地墊410中的每一者與ESD保護電路460中的對應(yīng)實例電連接。每一 ESD保護電路460實質(zhì)上定位于未經(jīng)委定墊420中的一或多者下方。以此方式，I/O電路400有利地消除對任何電力/接地外圍單元的需要。因此，I/O電路400有利地減少墊受限IC的所需I/O裸片面積。
[0030]可借助于掩模編程來確定六個SIG I/O單元440或450中的每一者的功能。每一單元的功能可獨立于任何其它SIG I/O單元的功能而確定。在可掩模編程IC的情況中，經(jīng)由稱為下部掩模的一組掩模來控制晶片制作過程的初始部分。借助于稱為后期掩模的一組掩模來控制晶片制作過程的稍后部分。舉例來說，現(xiàn)代IC可在其晶片制作過程中的不同步驟處使用30或40個不同掩模，而對每一特定IC設(shè)計進行定制可僅需要介于一個與(例如)四個之間的掩模。
[0031]在晶片制作過程的后期部分期間，掩模編程確定SIG I/O單元440或450的每一實例的功能性。在一個實例中，那些單元中的每一者的可通過掩模編程獨立選擇的功能可選自以下功能集合:i)從對應(yīng)于SIG I/O墊的所述特定實例的特定未經(jīng)委定墊420接收輸入信號；ii)將輸出信號提供到墊420 ;iii)既接收輸入信號又將輸出信號提供到墊420 ;或iv)將墊420連接到IC內(nèi)的電力/接地線中的一者。在本發(fā)明的各種實施例中，如所描述的SIG I/O單元的單元可具有在其功能集合中較大范圍或較小范圍的掩?？删幊绦?。
[0032]可借助于僅改變后期掩模來對I/O電路400內(nèi)的未經(jīng)委定墊420進行掩模編程。此種掩?？删幊绦蕴卣饔欣貫槎喾N多樣的IC設(shè)計提供高度靈活支持。
[0033]靈活墊指派
[0034]在所圖解說明的實施例中，I/O電路400被實施為外圍單元的三個實例500A、500B及500C，其中的每一實例除其掩模編程外均相同。外圍單元500的實例可為在裸片的外圍邊緣上出現(xiàn)的僅有單元。參考圖3，其展示根據(jù)一個實施例的單個外圍單元500的布局的俯視圖。在所圖解說明的實施例中，外圍單元500包含:定位于行2上的一個未經(jīng)委定墊420A ;定位于行I上的一個未經(jīng)委定墊420B ;—個未經(jīng)委定電力/接地墊410 ;—個ESD保護電路460可與未經(jīng)委定電力/接地墊電連接；一個SIG I/O單元440可電連接到未經(jīng)委定墊420A ;且一個SIG I/O單元450可電連接到未經(jīng)委定墊420B。外圍單元500還包含平行于裸片的外圍邊緣伸展的若干個電力/接地線。在圖3中所展示的實施例中，這些電力/ 接地線為:VSS1 520, VSS 530, VCC1 540, VCCPD 550, VREF 560 及 VCC 570。這些電力/接地線中的每一者可電連接到未經(jīng)委定電力/接地墊410。當(dāng)然，由外圍單元支持的電力/接地線的數(shù)目可變化。類似地，那些電力/接地線的功能性質(zhì)及命名可變化。
[0035]外圍單元500的每一特定實例的電力/接地線中的每一者為可掩模編程的，使得所述線可延伸跨越可變數(shù)目的多個外圍單元并由所述外圍單元共享，或可僅在單個外圍單元的界限內(nèi)延伸。以此方式，可借助于僅改變后期掩模來對每一電力/接地線的單元間連接性進行掩模編程(即，編程、委定或個性化)。此種掩?？删幊绦杂欣貫槎喾N多樣的IC設(shè)計提供高度靈活支持。
[0036]參考圖4A，其展示根據(jù)一個實施例的單個外圍單元的布局的俯視圖。圖4B是圖4A的同一外圍單元的剖面?zhèn)纫晥D，其中切割是在切割線4B上做出的。類似地，圖4C是此同一外圍單元的剖面?zhèn)纫晥D，其中切割是在切割線4C上做出的。
[0037]圖4A及4B展示電力/接地墊410如何經(jīng)掩模編程以與所展示的外圍單元內(nèi)的VCC1電力線電連接。此連接向下穿過通孔層VIA5上的通孔610A。此連