[發明專利]配電網絡

有效

• 申請號: 201180058963.1
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103283018A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 阿突·V·吉亞;克里斯多夫·P·懷蘭德;凱唐·索達;保羅·T·薩薩奇;唐江;保羅·Y·吳;羅米·梅德
• 申請（專利權）人: 吉林克斯公司
• 主分類號: H01L23/528
• 分類號: H01L23/528;H01L23/522
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

技術領域

一個或多個實施例大體上涉及用于集成電路（IC）的配電網絡。

背景技術

電氣系統常常包括電力要求極嚴格（例如，在寬頻率范圍內在發生高電流瞬變時提供穩定電壓）的半導體裝置。位于印刷電路板（PCB）上的電力調節電路通常會產生用以驅動IC各組件的電壓。該電力調節電路觀測所調節的輸出電壓并且調整所供應的電流量以保持電壓恒定。借助于配電網絡（PDN）將所產生的電壓從調節器遞送到各組件。PDN不僅包括電力調節電路的各輸出端口，而且還包括印刷電路板（PCB）上的配電線、安裝在PCB上的額外組件、半導體IC的封裝，以及IC的配電線。

PDN經配置以適應集成電路組件的電流需求并且盡可能快地對這些需求的瞬時改變作出響應。當裝置中的電流消耗（current?draw）改變時，電力調節電路可能無法即刻對所述改變作出響應。例如，大多數電壓調節器是以毫秒到微秒級來調整輸出電壓。對于在DC到幾百千赫（取決于調節器）的所有頻率下發生的事件，這類電壓調節器在維持輸出電壓方面是有效的。對于在超出此范圍的頻率下發生的所有瞬變事件，在電壓調節器可以對新級別的需求作出響應之前會經歷時間滯后。PDN應經配置以適應此滯后。電壓波動（本文中稱作紋波（ripple））可能會影響到電路的定時，因為受擾動的電源電壓會修改例如邏輯門或互連件等組件的延遲。如果不把被修改的延遲考慮在內，那么設計可能不會如預期那樣運行。

數字裝置所消耗的電力會隨時間改變，并且這可以在所有操作頻率下發生。低頻電流變化通常是裝置或大部分的裝置被啟用或停用所致的結果。類似地，高頻電流變化通常是由IC各組件的個別切換事件所致。這些切換事件是以時鐘頻率以及時鐘頻率的前幾次諧波為尺度來發生的。除了由組件切換所致的紋波之外，組件的非線性電特性也會造成額外電壓波動。在較舊的技術中，由于相對較低的芯片速度和相對較低的集成密度，通常會忽略這些效應。然而，隨著電路的速度和密度增加，由組件的寄生電特性造成的不良效應已經變得明顯。除了其他效應之外，PDN的各部分的電感（與PDN的電容結合）還可能會在被擾動時諧振。

用于可編程IC的PDN設計特別困難，因為瞬變電流可能會大幅變化，具體取決于用以配置可編程IC的設計。由于可編程IC可在未定頻率下并且在多個時鐘域中實施幾乎無限數目的應用，因此預測瞬變電流需求可能非常復雜。一個或多個實施例可以解決一個或多個以上問題。

發明內容

在一個實施例中，提出一種集成電路（IC）。所述IC可包括：第一組配電線；第二組配電線；形成于所述IC中的第一電容器；形成于所述IC中的第二電容器；第一多個通孔，所述第一多個通孔將所述第一和第二電容器的第一輸入端耦接到所述第一組配電線；以及第二多個通孔，所述第二多個通孔將所述第一和第二電容器的第二輸入端耦接到所述第二組配電線，其中與所述第二電容器以及與之耦接的所述第一多個通孔和所述第二多個通孔的等效串聯電阻相比，所述第一電容器以及與之耦接的所述第一多個通孔和所述第二多個通孔的等效串聯電阻要大。

在此實施例中，所述第一多個通孔可包括：第一通孔子集，所述第一通孔子集將所述第一組配電線耦接到所述第一電容器的第一末端；以及第二通孔子集，所述第二通孔子集將所述第一組配電線耦接到所述第二電容器的第一末端；所述第二多個通孔可包括：第三通孔子集，所述第三通孔子集將所述第一組配電線耦接到所述第一電容器的第二末端；以及第四通孔子集，所述第四通孔子集將所述第一組配電線耦接到所述第二電容器的第二末端；其中所述第一與第三通孔子集具有相等數目的通孔；并且所述第二與第四通孔子集具有相等數目的通孔。所述第一和第二電容器可以是金屬-絕緣體-金屬電容器。所述第一電容器可包括：第一金屬層，所述第一金屬層耦接到所述第一通孔子集；第二金屬層，所述第二金屬層耦接到所述第三通孔子集；以及第一電介質層，所述第一電介質層形成于所述第一與第二金屬層之間并且與這兩者鄰近。

在此實施例中，所述第一電容器可進一步包括：第三金屬層，所述第三金屬層耦接到所述第一通孔子集，所述第二金屬層位于所述第一與第三金屬層之間；以及第二電介質層，所述第二電介質層形成于所述第二與第三金屬層之間并且與這兩者鄰近。在寬頻率范圍內，所述第一和第二電容器以及與之耦接的通孔可在第一和第二配電線子集之間提供低阻抗路徑。所述第一多個通孔中的一個或多個通孔可經由熔絲耦接到所述第一配電線子集。所述等效串聯電阻可響應于一個或多個所述熔絲的燒斷來進行調整。所述第一和第二電容器可以是場效晶體管。