JPH04350954A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH04350954A
JPH04350954A JP3152350A JP15235091A JPH04350954A JP H04350954 A JPH04350954 A JP H04350954A JP 3152350 A JP3152350 A JP 3152350A JP 15235091 A JP15235091 A JP 15235091A JP H04350954 A JPH04350954 A JP H04350954A
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JP
Japan
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output
gate
layer
mosfets
parallel
Prior art date
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Pending
Application number
JP3152350A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Ikegaya
池ケ谷 克己
Toshiro Takahashi
敏郎 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enhance system flexibility such as of a gate array integrated circuit loaded with a plurality of output buffers and to optimize the system configuration of a digital apparatus including such a gate array integrated circuit. CONSTITUTION:A pair of output MOSFETs constituting an output buffer are divided into four output MOSFETs Q1, Q3, Q5, and Q7 and Q2, Q4, Q6, and Q8, respectively, which are provided with gate connection regions PFG1-PFGG to form contacts of these output MOSFETs with metal wiring layers corresponding to both ends of gate layer FG1-FG8. This design enables a plurality of split output MOSFETs to be connected in series, parallel, or series-parallel via gate connection regions provided at both ends of each gate layer; therefore, the gate resistors of substantial output MOSFETs are selectively switched on the basis of common master chips, and action characteristics of output buffers can be controlled easily and precisely.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は半導体装置に関し、例
えば、複数の出力バッファを搭載するゲートアレイ集積
回路に利用して特に有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and relates to a technique particularly effective for use in, for example, a gate array integrated circuit equipped with a plurality of output buffers.

【0002】0002

【従来の技術】回路の電源電圧と出力端子との間に設け
られ出力信号がハイレベルとされるとき選択的にオン状
態とされる第1の出力MOSFET(金属酸化物半導体
型電界効果トランジスタ。この明細書では、MOSFE
Tをして絶縁ゲート型電界効果トランジスタの総称とす
る)と、出力端子と回路の接地電位との間に設けられ出
力信号がロウレベルとされるとき選択的にオン状態とさ
れる第2の出力MOSFETとを含む出力バッファがあ
る。また、このような出力バッファを標準セルとして搭
載するCMOS(相補型MOS)ゲートアレイ集積回路
がある。
2. Description of the Related Art A first output MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor) is provided between a power supply voltage and an output terminal of a circuit and is selectively turned on when an output signal is set to a high level. In this specification, MOSFE
A second output is provided between the output terminal and the ground potential of the circuit and is selectively turned on when the output signal is set to a low level. There is an output buffer including a MOSFET. Furthermore, there is a CMOS (complementary MOS) gate array integrated circuit that mounts such an output buffer as a standard cell.

【0003】相補的にオン状態とされる一対の出力MO
SFETを含む出力バッファについて、例えば、特開昭
55−146965号公報等に記載されている。
A pair of output MOs that are turned on in a complementary manner
An output buffer including an SFET is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 146965/1983.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】図10には、この発明
に先立って本願発明者等が開発したゲートアレイ集積回
路に搭載される出力バッファの一実施例の基本配置図が
示され、図11には、その等価回路図が示されている。 ゲートアレイ集積回路は複数の出力バッファを搭載し、
各出力バッファは、図11に例示されるように、回路の
電源電圧VDDと出力端子Doutとの間に並列形態に
設けられるNチャンネル型の2個の出力MOSFETQ
9及びQBと、出力端子Doutと回路の接地電位VS
Sとの間に設けられるNチャンネル型のもう2個の出力
MOSFETQA及びQCとをそれぞれ含む。これらの
出力MOSFETは、図10に例示されるように、N型
拡散層ND3をそのドレイン領域D9〜DCならびにソ
ース領域S9〜SCとし、P型拡散層の上層に所定の絶
縁膜をはさんで形成されるポリシリコン層をそのゲート
層FG9〜FGCとして構成される。
[Problems to be Solved by the Invention] FIG. 10 shows a basic layout diagram of an embodiment of an output buffer mounted on a gate array integrated circuit developed by the inventors of the present invention prior to the present invention. shows its equivalent circuit diagram. Gate array integrated circuits have multiple output buffers,
As illustrated in FIG. 11, each output buffer includes two N-channel type output MOSFETs Q provided in parallel between the power supply voltage VDD of the circuit and the output terminal Dout.
9 and QB, output terminal Dout and circuit ground potential VS
Two other N-channel type output MOSFETs QA and QC are provided between the output MOSFETs QA and QC, respectively. As illustrated in FIG. 10, these output MOSFETs have an N-type diffusion layer ND3 as its drain regions D9-DC and source regions S9-SC, and a predetermined insulating film sandwiched above the P-type diffusion layer. The formed polysilicon layer is configured as the gate layers FG9 to FGC.

【0005】出力MOSFETQ9及びQBのドレイン
領域D9及びDBは、複数のコンタクトからなるコンタ
クト列CONGDを介して、回路の電源電圧VDDを供
給するための図示されないアルミニウム配線層に結合さ
れ、出力MOSFETQA及びQCのソース領域SA及
びSCは、コンタクト列CONGB又はCONGFを介
して、回路の接地電位VSSを供給するための図示され
ない他のアルミニウム配線層にそれぞれ結合される。ま
た、出力MOSFETQ9のソース領域S9ならびに出
力MOSFETQAのドレイン領域DAは、コンタクト
列CONGCを介してアルミニウム配線層AL13に結
合された後、出力端子Doutとなるボンディングパッ
ドPADに結合され、出力MOSFETQBのソース領
域SBならびに出力MOSFETQCのドレイン領域D
Cは、コンタクト列CONGEを介してアルミニウム配
線層AL14に結合された後、上記ボンディングパッド
PADに結合される。そして、出力MOSFETQ9の
ゲート層FG9は、そのゲート接続領域PFGIにおい
てアルミニウム配線層AL1Iに結合された後、図示さ
れない前段回路の非反転出力ノードDOに結合され、出
力MOSFETQAのゲート層FGAは、そのゲート接
続領域PFGHにおいてアルミニウム配線層AL1Hに
結合された後、上記前段回路の反転出力ノードDOBに
結合される。出力MOSFETQB及びQCのゲート層
FGB及びFGCは、マスターチップにおいてそのゲー
ト接続領域PFGJ及びPFGKが開放状態とされ、オ
プショナルな配線経路を形成するために供される。
The drain regions D9 and DB of the output MOSFETs Q9 and QB are coupled to an aluminum wiring layer (not shown) for supplying the circuit power supply voltage VDD via a contact row CONGD consisting of a plurality of contacts, and the drain regions D9 and DB of the output MOSFETs Q9 and QB are connected to an aluminum wiring layer (not shown) for supplying the power supply voltage VDD of the circuit. Source regions SA and SC are respectively coupled to other aluminum wiring layers (not shown) for supplying a circuit ground potential VSS via contact rows CONGB or CONGF. Further, the source region S9 of the output MOSFET Q9 and the drain region DA of the output MOSFET QA are coupled to the aluminum wiring layer AL13 via the contact row CONGC, and then to the bonding pad PAD which becomes the output terminal Dout, and the source region S9 of the output MOSFET QB is coupled to the bonding pad PAD which becomes the output terminal Dout. Drain region D of SB and output MOSFET QC
C is coupled to the aluminum wiring layer AL14 via the contact row CONGE, and then to the bonding pad PAD. Then, the gate layer FG9 of the output MOSFET Q9 is coupled to the aluminum wiring layer AL1I in its gate connection region PFGI, and then to the non-inverting output node DO of a pre-stage circuit (not shown), and the gate layer FGA of the output MOSFET QA is After being coupled to the aluminum wiring layer AL1H in the connection region PFGH, it is coupled to the inverted output node DOB of the preceding stage circuit. The gate layers FGB and FGC of the output MOSFETs QB and QC have their gate connection regions PFGJ and PFGK open in the master chip, and are used to form an optional wiring path.

【0006】ところが、上記のような出力バッファには
次のような問題点があることが、本願発明者等によって
明らかとなった。すなわち、ゲートアレイ集積回路等で
は、その高集積化及び大規模化が進むにしたがって、複
数の出力バッファが一斉に動作状態とされることにとも
なう電源ノイズの影響が大きくなりつつあり、これに対
処する一つの手段として、出力バッファの特性を制御し
て出力信号の立ち上がり又は立ち下がり変化を抑制する
方法が採られる。一方、システムを構成する立場から見
た場合、出力バッファの特性は、その用途や負荷容量の
大きさに応じてきめ細かく制御できることが望ましい。 しかし、上記出力バッファでは、前述のように、せいぜ
い出力MOSFETQ9又はQAと並列形態に出力MO
SFETQB又はQCを選択的に接続できる程度であり
、その動作特性をきめ細かく制御できるまでには至らな
い。このため、ゲートアレイ集積回路のシステム柔軟性
が損なわれるとともに、システムとして最適化が困難と
なる。
However, the inventors of the present invention have discovered that the output buffer as described above has the following problems. In other words, as gate array integrated circuits, etc. become more highly integrated and larger in scale, the influence of power supply noise due to multiple output buffers being activated at the same time is becoming greater. One way to do this is to control the characteristics of the output buffer to suppress changes in the rise or fall of the output signal. On the other hand, from the standpoint of configuring the system, it is desirable that the characteristics of the output buffer can be finely controlled depending on its purpose and the size of the load capacity. However, in the above output buffer, as mentioned above, at most the output MOSFET Q9 or QA is connected in parallel with the output MOSFET Q9 or QA.
It is only possible to selectively connect SFETQB or QC, but it is not possible to finely control its operating characteristics. This impairs the system flexibility of the gate array integrated circuit and makes it difficult to optimize the system.

【0007】この発明の目的は、共通のマスターチップ
をもとにその動作特性を容易にかつきめ細かく制御しう
る出力バッファを提供することにある。この発明の他の
目的は、複数の出力バッファを搭載するゲートアレイ集
積回路等のシステム柔軟性を高め、このようなゲートア
レイ集積回路からなるディジタル装置のシステム構成を
最適化することにある。
An object of the present invention is to provide an output buffer whose operating characteristics can be easily and precisely controlled based on a common master chip. Another object of the present invention is to increase the flexibility of a system such as a gate array integrated circuit equipped with a plurality of output buffers, and to optimize the system configuration of a digital device including such a gate array integrated circuit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、出力バッファを構成する一対
の出力MOSFETをそれぞれ複数分割し、これらの出
力MOSFETのゲート層の両端に対応する金属配線層
とのコンタクトを形成するためのゲート接続領域を設け
る。
[Means for Solving the Problems] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows. That is, each of the pair of output MOSFETs constituting the output buffer is divided into a plurality of parts, and gate connection regions are provided at both ends of the gate layers of these output MOSFETs for forming contacts with the corresponding metal wiring layers.

【0009】[0009]

【作用】上記手段によれば、分割された複数の出力MO
SFETを、各ゲート層の両端に設けられたゲート接続
領域を介して直列又は並列あるいは直並列に選択的に接
続できるため、共通のマスターチップをもとに、実質的
な出力MOSFETのゲート抵抗を選択的に切り換え、
出力バッファの動作特性を容易にかつきめ細かく制御す
ることができる。その結果、複数の出力バッファを搭載
するゲートアレイ集積回路等のシステム柔軟性を高め、
このようなゲートアレイ集積回路からなるディジタル装
置のシステム構成を最適化することができる。
[Operation] According to the above means, a plurality of divided output MOs
SFETs can be selectively connected in series, parallel, or series-parallel via the gate connection regions provided at both ends of each gate layer, so the gate resistance of the output MOSFET can be effectively reduced based on a common master chip. selectively switch,
The operating characteristics of the output buffer can be easily and precisely controlled. As a result, system flexibility such as gate array integrated circuits equipped with multiple output buffers is increased,
The system configuration of a digital device including such a gate array integrated circuit can be optimized.

【0010】0010

【実施例】図1には、この発明が適用された出力バッフ
ァのマスターチップにおける一実施例の部分的な基本配
置図が示されている。また、図2〜図4には、図1のマ
スターチップにオプショナルな配線経路を加えた出力バ
ッファの第1ないし第3の実施例の部分的な配置図がそ
れぞれ示され、図5〜図8には、図1〜図4の出力バッ
ファの等価回路図がそれぞれ示されている。さらに、図
9には、図2〜図4の出力バッファの動作特性図が示さ
れている。これらの図をもとに、この実施例の出力バッ
ファの構成とレイアウトの概要ならびにその特徴につい
て説明する。なお、この実施例の出力バッファは、特に
制限されないが、CMOSゲートアレイ集積回路に搭載
される。ゲートアレイ集積回路は、複数の出力バッファ
を搭載し、コンピュータ等のディジタル装置を構成する
。図1〜図8の回路素子は、ゲートアレイ集積回路に搭
載される他の回路素子とともに、P型単結晶シリコンの
ような1個の半導体基板上に形成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a partial basic layout of an embodiment of an output buffer master chip to which the present invention is applied. Further, FIGS. 2 to 4 respectively show partial layout diagrams of first to third embodiments of the output buffer, which are the master chip of FIG. 1 plus optional wiring paths, and FIGS. shows equivalent circuit diagrams of the output buffers of FIGS. 1 to 4, respectively. Further, FIG. 9 shows an operational characteristic diagram of the output buffer of FIGS. 2 to 4. Based on these figures, an outline of the configuration and layout of the output buffer of this embodiment and its characteristics will be explained. Note that the output buffer of this embodiment is mounted on a CMOS gate array integrated circuit, although this is not particularly limited. A gate array integrated circuit is equipped with a plurality of output buffers and constitutes a digital device such as a computer. The circuit elements of FIGS. 1-8 are formed on a single semiconductor substrate, such as P-type single crystal silicon, along with other circuit elements mounted on a gate array integrated circuit.

【0011】この実施例の出力バッファは、特に制限さ
れないが、図5に示されるように、回路の電源電圧VD
D(第1の電源電圧)と回路の出力端子Doutとの間
に並列形態に設けられる4個の出力MOSFETQ1,
Q3,Q5及びQ7(第1の出力MOSFET)と、出
力端子Doutと回路の接地電位VSS(第2の電源電
圧)との間に並列形態に設けられるもう4個の出力MO
SFETQ2,Q4,Q6及びQ8(第2の出力MOS
FET)とを含む。このうち、出力MOSFETQ1〜
Q4は、図1に示されるように、N型拡散層ND1をそ
のドレイン領域D1〜D4ならびにソース領域S1〜S
4とし、P型拡散層の上層に所定の絶縁膜をはさんで形
成されるポリシリコン層をそのゲート層FG1〜FG4
として構成される。また、出力MOSFETQ5〜Q8
は、N型拡散層ND2をそのドレイン領域D5〜D8な
らびにソース領域S5〜S8とし、P型拡散層の上層に
所定の絶縁膜をはさんで形成されるポリシリコン層をそ
のゲート層FG5〜FG8として構成される。つまり、
この実施例の出力バッファでは、図10に示される従来
の出力バッファのN型拡散層ND3が実質的にその長手
方向に二分割され、さらに各N型拡散層をもとに4個ず
つ、合計8個の出力MOSFETが形成されるものであ
る。なお、電源電圧VDDは、特に制限されないが、+
5Vのような正の電源電圧とされる。
Although not particularly limited, the output buffer of this embodiment has a power supply voltage VD of the circuit as shown in FIG.
Four output MOSFETs Q1 are provided in parallel between D (first power supply voltage) and the output terminal Dout of the circuit.
Q3, Q5, and Q7 (first output MOSFETs) and four more output MOSFETs provided in parallel between the output terminal Dout and the circuit ground potential VSS (second power supply voltage).
SFETQ2, Q4, Q6 and Q8 (second output MOS
FET). Among these, output MOSFETQ1~
As shown in FIG. 1, Q4 connects the N-type diffusion layer ND1 to its drain regions D1 to D4 and source regions S1 to S.
4, and a polysilicon layer formed by sandwiching a predetermined insulating film over the P-type diffusion layer is used as its gate layer FG1 to FG4.
Constructed as. In addition, the output MOSFETs Q5 to Q8
In this example, the N type diffusion layer ND2 is used as its drain region D5 to D8 and the source region S5 to S8, and the polysilicon layer formed on the P type diffusion layer with a predetermined insulating film sandwiched therebetween is used as its gate layer FG5 to FG8. Constructed as. In other words,
In the output buffer of this embodiment, the N-type diffusion layer ND3 of the conventional output buffer shown in FIG. Eight output MOSFETs are formed. Note that the power supply voltage VDD is not particularly limited, but +
It is assumed to be a positive power supply voltage such as 5V.

【0012】出力MOSFETQ1及びQ3のドレイン
領域D1及びD3は、特に制限されないが、複数のコン
タクトからなるコンタクト列CONG3を介して、電源
電圧VDDを供給するための図示されないアルミニウム
配線層に結合され、出力MOSFETQ2及びQ4のソ
ース領域S2及びS4は、コンタクト列CONG1又は
CONG5を介して、接地電位VSSを供給するための
他の図示されない2本のアルミニウム配線層にそれぞれ
結合される。また、出力MOSFETQ1のソース領域
S1ならびに出力MOSFETQ2のドレイン領域D2
は、コンタクト列CONG2を介してアルミニウム配線
層AL13に結合された後、出力端子Doutとなるボ
ンディングパッドPADに結合され、出力MOSFET
Q3のソース領域S3ならびに出力MOSFETQ4の
ドレイン領域D4は、コンタクト列CONG4を介して
アルミニウム配線層AL14に結合された後、上記ボン
ディングパッドPADに結合される。
The drain regions D1 and D3 of the output MOSFETs Q1 and Q3 are coupled to an aluminum wiring layer (not shown) for supplying the power supply voltage VDD through a contact row CONG3 consisting of a plurality of contacts, although not particularly limited thereto. Source regions S2 and S4 of MOSFETs Q2 and Q4 are respectively coupled to two other aluminum wiring layers (not shown) for supplying ground potential VSS via contact row CONG1 or CONG5. In addition, the source region S1 of the output MOSFET Q1 and the drain region D2 of the output MOSFET Q2
is coupled to the aluminum wiring layer AL13 via the contact row CONG2, and then to the bonding pad PAD which becomes the output terminal Dout, and the output MOSFET
The source region S3 of Q3 and the drain region D4 of output MOSFET Q4 are coupled to the aluminum wiring layer AL14 via the contact row CONG4, and then to the bonding pad PAD.

【0013】同様に、出力MOSFETQ5及びQ7の
ドレイン領域D5及びD7は、コンタクト列CONG8
を介して電源電圧VDDを供給するためのアルミニウム
配線層に結合され、出力MOSFETQ6及びQ8のソ
ース領域S6及びS8は、コンタクト列CONG6又は
CONGAを介して接地電位VSSを供給するための他
の2本のアルミニウム配線層にそれぞれ結合される。ま
た、出力MOSFETQ5のソース領域S5ならびに出
力MOSFETQ6のドレイン領域D6は、コンタクト
列CONG7を介してアルミニウム配線層AL13及び
ボンディングパッドPADに結合され、出力MOSFE
TQ7のソース領域S7ならびに出力MOSFETQ8
のドレイン領域D8は、コンタクト列CONG9を介し
て上記アルミニウム配線層AL14及びボンディングパ
ッドPADに結合される。
Similarly, the drain regions D5 and D7 of the output MOSFETs Q5 and Q7 are connected to the contact column CONG8.
The source regions S6 and S8 of the output MOSFETs Q6 and Q8 are coupled to the aluminum wiring layer for supplying the power supply voltage VDD via the contact column CONG6 or CONGA, and the other two for supplying the ground potential VSS via the contact column CONG6 or CONGA. are respectively bonded to aluminum wiring layers. Further, the source region S5 of the output MOSFET Q5 and the drain region D6 of the output MOSFET Q6 are coupled to the aluminum wiring layer AL13 and the bonding pad PAD via the contact row CONG7, and the output MOSFET
Source region S7 of TQ7 and output MOSFETQ8
Drain region D8 is coupled to the aluminum wiring layer AL14 and bonding pad PAD via contact row CONG9.

【0014】この実施例において、出力MOSFETQ
1〜Q8のゲート層FG1〜FG8の両端には、各ゲー
ト層と同一の材料すなわちポリシリコン層からなり対応
するアルミニウム配線層(金属配線層)とのコンタクト
を形成するための一対のゲート接続領域PFG1〜PF
GFがそれぞれ設けられる。このうち、ゲート接続領域
PFG2は、対応するコンタクトを介してアルミニウム
配線層AL11に結合され、さらに図示されない前段回
路の非反転出力端子DOに結合される。また、ゲート接
続領域PFG1は、対応するコンタクトを介してアルミ
ニウム配線層AL12に結合され、さらに上記前段回路
の反転出力端子DOBに結合される。ここで、上記前段
回路の非反転出力信号DOは、ゲートアレイ集積回路の
対応する出力信号が論理“1”とされるとき所定のタイ
ミングでハイレベルとされ、論理“0”とされるときロ
ウレベルとされる。また、その反転出力信号DOBは、
ゲートアレイ集積回路の対応する出力信号が論理“1”
とされるときロウレベルとされ、論理“0”とされると
きハイレベルとされる。
In this embodiment, the output MOSFETQ
At both ends of the gate layers FG1 to FG8 of 1 to Q8, there is a pair of gate connection regions made of the same material as each gate layer, that is, a polysilicon layer, and for forming contact with the corresponding aluminum wiring layer (metal wiring layer). PFG1~PF
A GF is provided for each. Of these, gate connection region PFG2 is coupled to aluminum wiring layer AL11 via a corresponding contact, and further coupled to a non-inverting output terminal DO of a pre-stage circuit (not shown). Furthermore, the gate connection region PFG1 is coupled to the aluminum wiring layer AL12 via a corresponding contact, and further coupled to the inverting output terminal DOB of the preceding stage circuit. Here, the non-inverted output signal DO of the preceding stage circuit is set to high level at a predetermined timing when the corresponding output signal of the gate array integrated circuit is set to logic "1", and is set to low level when set to logic "0". It is said that Moreover, the inverted output signal DOB is
The corresponding output signal of the gate array integrated circuit is logic “1”
When it is set to logic "0", it is set to low level, and when it is set to logic "0", it is set to high level.

【0015】これらのことから、ゲートアレイのマスタ
ーチップにおいて、出力バッファを構成する出力MOS
FETQ1及びQ2のゲートは、図5に示されるように
、前段回路の非反転出力端子DO又は反転出力端子DO
Bにそれぞれ結合されるが、出力MOSFETQ3〜Q
8のゲートは、開放状態のままとされる。なお、各出力
MOSFETのゲート層FG1〜FG8は、図1から明
らかなように、いわゆるゲート長方向に短く、ゲート幅
方向に長い形状とされる。このため、ゲート層FG1〜
FG8は、その幅方向に対して所定のゲート抵抗RG1
〜RG8を持つものとなる。言うまでもなく、これらの
ゲート抵抗RG1〜RG8の抵抗値は、図10及び図1
1に示される従来の出力バッファの出力MOSFETQ
9〜QCのゲート抵抗RG9〜RGCに比較してほぼ半
分となる。
[0015] For these reasons, in the master chip of the gate array, the output MOS constituting the output buffer is
As shown in FIG. 5, the gates of FETs Q1 and Q2 are connected to the non-inverting output terminal DO or the inverting output terminal DO of the previous stage circuit.
are coupled to output MOSFETs Q3 to Q, respectively.
Gate No. 8 is left open. Note that, as is clear from FIG. 1, the gate layers FG1 to FG8 of each output MOSFET are short in the so-called gate length direction and long in the gate width direction. For this reason, gate layers FG1 to
FG8 has a predetermined gate resistance RG1 in its width direction.
~ It will have RG8. Needless to say, the resistance values of these gate resistors RG1 to RG8 are as shown in FIGS.
The output MOSFET Q of the conventional output buffer shown in 1
The gate resistance of 9-QC is approximately half that of RG9-RGC.

【0016】さらに、この実施例の出力バッファは、ゲ
ート接続領域PFG5〜PFG8ならびにPFGD〜P
FGGにそれぞれ近接して設けられ各ゲート層と同一の
材料すなわちポリシリコン層によって形成される配線用
ゲート層CFG1及びCFG2を備える。前述のように
、出力バッファの上層及び周辺には、ボンディングパッ
ドPADとの配線経路となる第1層のアルミニウム配線
層AL13及びAL14や電源電圧VDD又は接地電位
VSSを供給するための第2層又は第3層のアルミニウ
ム配線層が複雑に交差してレイアウトされる。各出力M
OSFETのゲート層FG1〜FG8は、後述するよう
に、対応するゲート接続領域PFG1〜PFGGならび
にアルミニウム配線層を介して選択的に直列又は並列あ
るいは直並列に結合されるが、場所によっては結合のた
めのアルミニウム配線層を形成できない場合が生じる。 このとき、上記配線用ゲート層CFG1及びCFG2が
所定の組み合わせで用いられ、これによってゲートアレ
イ集積回路のレイアウト設計が効率化される。
Furthermore, the output buffer of this embodiment has gate connection regions PFG5 to PFG8 and PFGD to PFG.
Wiring gate layers CFG1 and CFG2 are provided close to FGG and made of the same material as each gate layer, that is, a polysilicon layer. As mentioned above, the upper layer and the periphery of the output buffer include the first layer aluminum wiring layers AL13 and AL14 that serve as the wiring route to the bonding pad PAD, and the second layer or The third aluminum wiring layer is laid out in a complicated manner. Each output M
As described later, the gate layers FG1 to FG8 of the OSFETs are selectively coupled in series, in parallel, or in series-parallel via the corresponding gate connection regions PFG1 to PFGG and the aluminum wiring layer. In some cases, it may not be possible to form an aluminum wiring layer. At this time, the wiring gate layers CFG1 and CFG2 are used in a predetermined combination, thereby making the layout design of the gate array integrated circuit more efficient.

【0017】オプショナルな配線経路を加えた出力バッ
ファの説明に入ろう。まず、図2において、前段回路の
非反転出力端子DOに結合されるアルミニウム配線層A
L11は、出力MOSFETQ1のゲート接続領域PF
G2に結合されるとともに、第2層のアルミニウム配線
層AL23(ここで、アルミニウム配線層の名称の第3
文字は、各アルミニウム配線層が第何層であるかを表す
ものとされる。以下同様)を介して出力MOSFETQ
3のゲート接続領域PFG3に結合され、さらにアルミ
ニウム配線層AL21を介してアルミニウム配線層AL
15に結合される。アルミニウム配線層AL15は、ア
ルミニウム配線層AL27を介して配線用ゲート層CF
G1に結合され、アルミニウム配線層AL2Eを介して
配線用ゲート層CFG2に結合される。また、配線用ゲ
ート層CFG1は、アルミニウム配線層AL19ならび
にAL25及びAL29を介して出力MOSFETQ1
,Q3,Q5及びQ7のゲート接続領域PFG6,PF
G7,PFGA及びPFGBに結合され、配線用ゲート
層CFG2は、アルミニウム配線層AL1A及びAL2
Cを介して出力MOSFETQ5及びQ7のゲート接続
領域PFGE及びPFGFに結合される。これらの結果
、出力MOSFETQ1,Q3,Q5及びQ7のゲート
抵抗RG1,RG3,RG5及びRG7は、図6に示さ
れるように、並列結合され、これらの出力MOSFET
全体として見たゲート抵抗の値は、各ゲート層の抵抗値
の4分の1の大きさとなる。
Let us now turn to a description of the output buffer along with optional wiring paths. First, in FIG. 2, an aluminum wiring layer A coupled to the non-inverting output terminal DO of the previous stage circuit
L11 is the gate connection region PF of the output MOSFET Q1
G2, and the second layer aluminum wiring layer AL23 (here, the third layer in the name of the aluminum wiring layer)
The letters represent the number of layers of each aluminum wiring layer. (same below) through output MOSFETQ
3 to the gate connection region PFG3, and further connected to the aluminum wiring layer AL via the aluminum wiring layer AL21.
15. The aluminum wiring layer AL15 is connected to the wiring gate layer CF via the aluminum wiring layer AL27.
G1, and to wiring gate layer CFG2 via aluminum wiring layer AL2E. Further, the wiring gate layer CFG1 connects the output MOSFET Q1 via the aluminum wiring layer AL19 and AL25 and AL29.
, Q3, Q5 and Q7 gate connection regions PFG6, PF
G7, PFGA and PFGB, and the wiring gate layer CFG2 is connected to the aluminum wiring layers AL1A and AL2.
It is coupled to gate connection regions PFGE and PFGF of output MOSFETs Q5 and Q7 via C. As a result, the gate resistances RG1, RG3, RG5 and RG7 of the output MOSFETs Q1, Q3, Q5 and Q7 are coupled in parallel as shown in FIG.
The value of the gate resistance as a whole is one quarter of the resistance value of each gate layer.

【0018】同様に、上記前段回路の反転出力端子DO
Bに結合されるアルミニウム配線層AL12は、出力M
OSFETQ2のゲート接続領域PFG1に結合される
とともに、アルミニウム配線層AL22及びAL17を
介して出力MOSFETQ4のゲート接続領域PFG4
に結合され、さらに上記アルミニウム配線層AL22を
介してアルミニウム配線層AL16及びAL18に結合
される。アルミニウム配線層AL16は、アルミニウム
配線層AL24を介して出力MOSFETQ2のゲート
接続領域PFG5に結合され、アルミニウム配線層AL
28及びAL2Bを介して出力MOSFETQ6のゲー
ト接続領域PFG9及びPFGDにそれぞれ結合される
。また、アルミニウム配線層AL18は、アルミニウム
配線層AL26を介して出力MOSFETQ4のゲート
接続領域PFG8に結合され、アルミニウム配線層AL
2A及びAL2Dを介して出力MOSFETQ8のゲー
ト接続領域PFGB及びPFGGにそれぞれ結合される
。これにより、出力MOSFETQ2,Q4,Q6及び
Q8のゲート抵抗RG2,RG4,RG6及びRG8は
、図6に示されるように、並列結合され、出力MOSF
ET全体として見たゲート抵抗の値は、各ゲート層の抵
抗値の4分の1の大きさとなる。なお、以上のようなオ
プショナルな配線経路は、アルミニウム配線層を形成す
るためのフォトマスクを部分的に変更することにより選
択的に実現される。
Similarly, the inverting output terminal DO of the preceding stage circuit
The aluminum wiring layer AL12 coupled to the output M
It is coupled to the gate connection region PFG1 of the OSFETQ2, and is connected to the gate connection region PFG4 of the output MOSFETQ4 via the aluminum wiring layers AL22 and AL17.
It is further coupled to the aluminum wiring layers AL16 and AL18 via the aluminum wiring layer AL22. The aluminum wiring layer AL16 is coupled to the gate connection region PFG5 of the output MOSFET Q2 via the aluminum wiring layer AL24, and the aluminum wiring layer AL
28 and AL2B to gate connection regions PFG9 and PFGD of output MOSFET Q6, respectively. Further, the aluminum wiring layer AL18 is coupled to the gate connection region PFG8 of the output MOSFET Q4 via the aluminum wiring layer AL26, and the aluminum wiring layer AL
2A and AL2D to the gate connection regions PFGB and PFGG of the output MOSFET Q8, respectively. As a result, the gate resistances RG2, RG4, RG6 and RG8 of the output MOSFETs Q2, Q4, Q6 and Q8 are coupled in parallel as shown in FIG.
The gate resistance value of the ET as a whole is one quarter of the resistance value of each gate layer. Note that the above-mentioned optional wiring route is selectively realized by partially changing the photomask for forming the aluminum wiring layer.

【0019】前述のように、出力MOSFETQ1〜Q
8のゲート抵抗RG1〜RG8は、図10及び図11に
示される従来の出力バッファを構成する出力MOSFE
TQ9〜QCのゲート抵抗RG9〜RGCの2分の1と
される。したがって、この実施例の出力バッファの出力
MOSFET全体として見たゲート抵抗の値は、上記従
来の出力バッファの16分の1となり、相応してその動
作が高速化される。このため、出力信号Doutの信号
波形は、図9に太い実線で示されるように、比較的急峻
な立ち上がり及び立ち下がりを示すものとなる。このよ
うな動作特性を呈する出力バッファは、システムのマシ
ンサイクルを決定するような高速信号の伝達あるいは同
時に出力されるビット数の少ない信号の伝達に用いるこ
とで、電源ノイズの抑制とシステムの高速化を図ること
ができる。
As mentioned above, the output MOSFETs Q1 to Q
8 gate resistors RG1 to RG8 are the output MOSFEs that constitute the conventional output buffer shown in FIGS. 10 and 11.
It is set to be one half of the gate resistance RG9 to RGC of TQ9 to QC. Therefore, the value of the gate resistance of the output MOSFET of the output buffer of this embodiment as a whole is 1/16 of that of the conventional output buffer, and its operation is correspondingly accelerated. Therefore, the signal waveform of the output signal Dout exhibits relatively steep rises and falls, as shown by the thick solid line in FIG. Output buffers with these operating characteristics can be used to transmit high-speed signals that determine the system's machine cycle, or to transmit signals with a small number of bits that are simultaneously output, thereby suppressing power supply noise and increasing system speed. can be achieved.

【0020】次に、図3において、前段回路の非反転出
力端子DOに結合されるアルミニウム配線層AL11は
、出力MOSFETQ1のゲート接続領域PFG2に結
合されるとともに、アルミニウム配線層AL23を介し
て出力MOSFETQ3のゲート接続領域PFG3に結
合される。ゲート層FG1の他方のゲート接続領域PF
G6は、アルミニウム配線層AL1Cを介して出力MO
SFETQ5のゲート接続領域PFGAに結合され、ゲ
ート層FG3の他方のゲート接続領域PFG7は、アル
ミニウム配線層AL1Dを介して出力MOSFETQ7
のゲート接続領域PFGBに結合される。これにより、
出力MOSFETQ1及びQ5ならびにQ3及びQ7の
ゲート抵抗RG1及びRG5ならびにRG3及びRG7
は、図7に示されるように、それぞれ直列形態とされた
後並列接続され、いわゆる直並列接続されるものとなる
。その結果、出力MOSFET全体としてみたゲート抵
抗の値は、各ゲート層の抵抗値そのものとなり、前記図
2の場合に比較して4倍の大きさとなる。
Next, in FIG. 3, the aluminum wiring layer AL11 coupled to the non-inverting output terminal DO of the previous stage circuit is coupled to the gate connection region PFG2 of the output MOSFET Q1, and is connected to the output MOSFET Q3 via the aluminum wiring layer AL23. is coupled to the gate connection region PFG3. The other gate connection region PF of the gate layer FG1
G6 connects the output MO via the aluminum wiring layer AL1C.
The other gate connection region PFG7 of the gate layer FG3 is coupled to the gate connection region PFGA of SFETQ5 and connected to the output MOSFETQ7 via the aluminum wiring layer AL1D.
is coupled to the gate connection region PFGB of. This results in
Gate resistances RG1 and RG5 and RG3 and RG7 of output MOSFETs Q1 and Q5 and Q3 and Q7
As shown in FIG. 7, they are each connected in series and then connected in parallel, resulting in a so-called series-parallel connection. As a result, the gate resistance value of the output MOSFET as a whole becomes the same as the resistance value of each gate layer, and is four times as large as that in the case of FIG. 2.

【0021】同様に、上記前段回路の反転出力端子DO
Bに結合されるアルミニウム配線層AL12は、出力M
OSFETQ2のゲート接続領域PFG1に結合される
とともに、アルミニウム配線層AL2F及びAL17を
介して出力MOSFETQ4のゲート接続領域PFG4
に結合される。ゲート層FG2の他方のゲート接続領域
PFG5は、アルミニウム配線層AL1Bを介して出力
MOSFETQ6のゲート接続領域PFG9に結合され
、ゲート層FG4の他方のゲート接続領域PFG8は、
アルミニウム配線層AL1Eを介して出力MOSFET
Q8のゲート接続領域PFGCに結合される。これによ
り、出力MOSFETQ2及びQ6ならびにQ4及びQ
8のゲート抵抗RG2及びRG6ならびにRG4及びR
G8は、図7に示されるように、直並列接続されるもの
となる。その結果、出力MOSFET全体としてみたゲ
ート抵抗の値は、各ゲート層の抵抗値そのものとなり、
前記図2の場合に比較して4倍の大きさとなる。
Similarly, the inverting output terminal DO of the preceding stage circuit
The aluminum wiring layer AL12 coupled to the output M
It is coupled to the gate connection region PFG1 of the OSFETQ2, and is connected to the gate connection region PFG4 of the output MOSFETQ4 via the aluminum wiring layers AL2F and AL17.
is combined with The other gate connection region PFG5 of the gate layer FG2 is coupled to the gate connection region PFG9 of the output MOSFET Q6 via the aluminum wiring layer AL1B, and the other gate connection region PFG8 of the gate layer FG4 is
Output MOSFET via aluminum wiring layer AL1E
It is coupled to the gate connection region PFGC of Q8. This allows output MOSFETs Q2 and Q6 and Q4 and Q
8 gate resistances RG2 and RG6 and RG4 and R
G8 is connected in series and parallel as shown in FIG. As a result, the gate resistance value of the output MOSFET as a whole becomes the resistance value of each gate layer itself,
The size is four times that of the case shown in FIG.

【0022】これらのことから、この実施例の出力バッ
ファは、前記図2の出力バッファに比較して動作速度が
遅くされ、その出力信号Doutの信号波形は、図9に
細い実線で示されるように、立ち上がり及び立ち下がり
がやや緩やかなものとなる。このような動作特性を持つ
出力バッファは、中間的な伝達速度を必要とする信号あ
るいは同時に出力されるビット数が中間的である信号の
伝達に用いることで、電源ノイズの抑制とシステムの最
適化を図ることができる。
For these reasons, the output buffer of this embodiment has a slower operating speed than the output buffer of FIG. 2, and the signal waveform of its output signal Dout is as shown by the thin solid line in FIG. In addition, the rise and fall are somewhat gradual. Output buffers with such operating characteristics can be used to transmit signals that require an intermediate transmission speed or an intermediate number of bits to be output simultaneously, thereby suppressing power supply noise and optimizing the system. can be achieved.

【0023】一方、図4において、前段回路の非反転出
力端子DOに結合されるアルミニウム配線層AL11は
、出力MOSFETQ1のゲート接続領域PFG2に結
合され、このゲート層FG1の他方のゲート接続領域P
FG6は、アルミニウム配線層AL1Cを介して出力M
OSFETQ5のゲート接続領域PFGAに結合される
。ゲート層FG5の他方のゲート接続領域PFGEは、
アルミニウム配線層AL2Cを介して出力MOSFET
Q7のゲート接続領域PFGFに結合され、ゲート層F
G7の他方のゲート接続領域PFGBは、さらにアルミ
ニウム配線層AL1Dを介して出力MOSFETQ3の
ゲート接続領域PFG7に結合される。これにより、出
力MOSFETQ1,Q3,Q5及びQ7のゲート抵抗
RG1,RG3,RG5及びRG7は、図8に示される
ように、直列形態とされる。その結果、出力MOSFE
T全体としてみたゲート抵抗の値は、各ゲート層の抵抗
値の4倍の大きさとなり、前記図3に比較しても4倍と
なる。
On the other hand, in FIG. 4, the aluminum wiring layer AL11 coupled to the non-inverting output terminal DO of the previous stage circuit is coupled to the gate connection region PFG2 of the output MOSFET Q1, and the other gate connection region P of this gate layer FG1 is connected to the gate connection region PFG2 of the output MOSFET Q1.
FG6 outputs M via the aluminum wiring layer AL1C.
It is coupled to the gate connection region PFGA of OSFETQ5. The other gate connection region PFGE of the gate layer FG5 is
Output MOSFET via aluminum wiring layer AL2C
Q7 is coupled to the gate connection region PFGF, and the gate layer F
The other gate connection region PFGB of G7 is further coupled to the gate connection region PFG7 of the output MOSFET Q3 via the aluminum wiring layer AL1D. Thereby, the gate resistances RG1, RG3, RG5, and RG7 of the output MOSFETs Q1, Q3, Q5, and Q7 are connected in series, as shown in FIG. As a result, the output MOSFE
The value of the gate resistance as a whole is four times as large as the resistance value of each gate layer, and is also four times as large as that in FIG. 3.

【0024】同様に、前段回路の反転出力端子DOBに
結合されるアルミニウム配線層AL12は、出力MOS
FETQ2のゲート接続領域PFG1に結合され、この
ゲート層FG2の他方のゲート接続領域PFG5は、ア
ルミニウム配線層AL1Bを介して出力MOSFETQ
6のゲート接続領域PFG9に結合される。ゲート層F
G6の他方のゲート接続領域PFGDは、アルミニウム
配線層AL1Fを介して配線用ゲート層CFG2に結合
され、さらにアルミニウム配線層AL1Gを介して出力
MOSFETQ8のゲート接続領域PFGGに結合され
る。ゲート層FG8の他方のゲート接続領域PFGCは
、さらにアルミニウム配線層AL1Eを介して出力MO
SFETQ4のゲート接続領域PFG8に結合される。 これにより、出力MOSFETQ2,Q4,Q6及びQ
8のゲート抵抗RG2,RG4,RG6及びRG8は、
図8に示されるように、直列形態とされる。その結果、
出力MOSFET全体としてみたゲート抵抗の値は、各
ゲート層の抵抗値の4倍の大きさとなり、前記図3の場
合に比較しても4倍となる。
Similarly, the aluminum wiring layer AL12 coupled to the inverting output terminal DOB of the previous stage circuit is connected to the output MOS
The other gate connection region PFG5 of this gate layer FG2 is coupled to the gate connection region PFG1 of the FETQ2, and the other gate connection region PFG5 of the gate layer FG2 is connected to the output MOSFETQ via the aluminum wiring layer AL1B.
It is coupled to the gate connection region PFG9 of No. 6. Gate layer F
The other gate connection region PFGD of G6 is coupled to the wiring gate layer CFG2 via the aluminum interconnection layer AL1F, and further coupled to the gate connection region PFGG of the output MOSFET Q8 via the aluminum interconnection layer AL1G. The other gate connection region PFGC of the gate layer FG8 is further connected to the output MO via the aluminum wiring layer AL1E.
It is coupled to the gate connection region PFG8 of SFETQ4. This allows the output MOSFETs Q2, Q4, Q6 and Q
The gate resistances RG2, RG4, RG6 and RG8 of 8 are:
As shown in FIG. 8, they are arranged in series. the result,
The gate resistance value of the output MOSFET as a whole is four times as large as the resistance value of each gate layer, and is also four times as large as that in the case of FIG. 3.

【0025】これらのことから、この実施例の出力バッ
ファは、前記図3の出力バッファに比較してさらに動作
速度が遅くされ、その出力信号Doutの信号波形は、
図9に点線で示されるように、立ち上がり及び立ち下が
りが非常に緩やかなものとなる。このような動作特性を
持つ出力バッファは、高速の伝達速度を必要としない信
号あるいは同時に出力されるビット数が多い信号の伝達
に用いることで、電源ノイズの抑制とシステムの最適化
を図ることができる。
For these reasons, the output buffer of this embodiment has a slower operating speed than the output buffer of FIG. 3, and the signal waveform of its output signal Dout is as follows:
As shown by the dotted line in FIG. 9, the rise and fall are very gradual. Output buffers with these operating characteristics can be used to transmit signals that do not require high transmission speeds or signals that have a large number of bits that are output simultaneously, thereby suppressing power supply noise and optimizing the system. can.

【0026】以上の本実施例に示されるように、この発
明を複数の出力バッファを搭載するゲートアレイ集積回
路等の半導体装置に適用することで、次のような作用効
果が得られる。すなわち、 (1)出力バッファを構成する一対の出力MOSFET
をそれぞれ複数分割し、これらの出力MOSFETのゲ
ート層の両端に対応する金属配線層とのコンタクトを形
成するためのゲート接続領域を設けることで、分割され
た複数の出力MOSFETを、各ゲート層の両端に設け
られたゲート接続領域を介して直列又は並列あるいは直
並列に選択的に接続できるという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、共通のマスターチップをも
とに、実質的な出力MOSFETのゲート抵抗を選択的
に切り換え、その動作特性を容易にかつきめ細かく制御
しうる出力バッファを実現できるという効果が得られる
。 (3)上記(1)項及び(2)項により、複数の出力バ
ッファを搭載するゲートアレイ集積回路等のシステム柔
軟性を高め、ゲートアレイ集積回路を含むディジタル装
置のシステム構成を最適化できるという効果が得られる
。 (4)上記(1)項〜(3)項において、複数の出力M
OSFETのゲート接続領域に近接して、ゲート層と同
一材料からなる配線用ゲート層を設けることで、アルミ
ニウム配線層が混雑した領域でのゲート層間の接続を容
易に実現できるという効果が得られる。
As shown in the above embodiment, by applying the present invention to a semiconductor device such as a gate array integrated circuit equipped with a plurality of output buffers, the following effects can be obtained. That is, (1) a pair of output MOSFETs forming an output buffer
By dividing each of the output MOSFETs into a plurality of parts and providing gate connection regions for forming contacts with the corresponding metal wiring layers at both ends of the gate layers of these output MOSFETs, the divided output MOSFETs can be connected to each gate layer. The effect of selectively connecting in series, in parallel, or in series-parallel can be obtained through the gate connection regions provided at both ends. (2) According to item (1) above, it is possible to realize an output buffer that can selectively switch the gate resistance of the actual output MOSFET and easily and finely control its operating characteristics based on a common master chip. Effects can be obtained. (3) Items (1) and (2) above make it possible to increase the system flexibility of gate array integrated circuits equipped with multiple output buffers and to optimize the system configuration of digital devices including gate array integrated circuits. Effects can be obtained. (4) In terms (1) to (3) above, multiple outputs M
By providing a wiring gate layer made of the same material as the gate layer in close proximity to the gate connection region of the OSFET, it is possible to easily realize connection between gate layers in a region where aluminum wiring layers are crowded.

【0027】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1において、N型拡散層の分割数は3個以上であ
ってもよいし、一つのN型拡散層に設けられる出力MO
SFETの数も任意である。また、各N型拡散層に形成
される出力MOSFETのドレイン又はソースと回路の
出力端子Doutとの接続は、共通のアルミニウム配線
層を介することなく、言い換えるならば各N型拡散層に
形成される出力MOSFETの接続形態をも直列又は並
列形態に切り換えられるようにしてもよい。配線用ゲー
ト層CFG1及びCFG2は、そのいずれか一方を削除
してもよいし、あるいはゲート接続領域PFG1〜PF
G4に近接して第3の配線用ゲート層を追加してもよい
。N型拡散層に形成される出力MOSFETのドレイン
又はソースと電源電圧VDD及び接地電位VSSを供給
するためのアルミニウム配線層との接続は、互いに入れ
換えることが可能であるし、さらにこれらのアルミニウ
ム配線層とボンディングパッドPADに結合するための
アルミニウム配線層AL13及びAL14との関係も入
れ換えることが可能である。各出力MOSFETは、N
チャンネルMOSFETに代えてPチャンネルMOSF
ETを用いることができる。さらに、図2ないし図4に
示される出力バッファの具体的な接続方法やN型拡散層
,ゲート層,ゲート接続領域及び配線用ゲート層等の形
状及び材料ならびに電源電圧の極性及びMOSFETの
導電型等、種々の実施形態を採りうる。
[0027] Above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on examples, but this invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. It goes without saying that there is. For example, in FIG. 1, the number of divisions of the N-type diffusion layer may be three or more, and the output MO provided in one N-type diffusion layer may be
The number of SFETs is also arbitrary. Furthermore, the connection between the drain or source of the output MOSFET formed in each N-type diffusion layer and the output terminal Dout of the circuit is formed in each N-type diffusion layer without going through a common aluminum wiring layer. The connection form of the output MOSFETs may also be switched between series and parallel form. Either one of the wiring gate layers CFG1 and CFG2 may be deleted, or the gate connection regions PFG1 to PF may be removed.
A third wiring gate layer may be added close to G4. The connection between the drain or source of the output MOSFET formed in the N-type diffusion layer and the aluminum wiring layer for supplying the power supply voltage VDD and the ground potential VSS can be exchanged with each other. The relationship between aluminum wiring layers AL13 and AL14 for coupling to bonding pad PAD can also be interchanged. Each output MOSFET is N
P-channel MOSF instead of channel MOSFET
ET can be used. Furthermore, the specific connection method of the output buffer shown in FIGS. 2 to 4, the shape and material of the N-type diffusion layer, gate layer, gate connection region, wiring gate layer, etc., the polarity of the power supply voltage, and the conductivity type of the MOSFET are explained. etc., various embodiments can be adopted.

【0028】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である出力
バッファを搭載するゲートアレイ集積回路に適用した場
合について説明したが、それに限定されるものではなく
、例えば、出力バッファとして単体で形成されるものや
出力バッファを含む専用論理集積回路装置ならびにダイ
ナミック型RAM及びスタティック型RAM等の半導体
記憶装置にも適用できる。この発明は、少なくとも一対
の出力MOSFETを含む出力バッファならびにこのよ
うな出力バッファを含む半導体装置に広く適用できる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to the field of application, which is the field of application, which is the gate array integrated circuit equipped with an output buffer, but the invention is not limited thereto. For example, the present invention can also be applied to a dedicated logic integrated circuit device formed as a single output buffer, a dedicated logic integrated circuit device including an output buffer, and a semiconductor memory device such as a dynamic RAM and a static RAM. The present invention is widely applicable to output buffers including at least one pair of output MOSFETs and semiconductor devices including such output buffers.

【0029】[0029]

【発明の効果】出力バッファを構成する一対の出力MO
SFETをそれぞれ複数分割し、これらの出力MOSF
ETのゲート層の両端に対応する金属配線層とのコンタ
クトを形成するためのゲート接続領域を設けることで、
分割された複数の出力MOSFETを、各ゲート層の両
端に設けられたゲート接続領域を介して直列又は並列あ
るいは直並列に選択的に接続できるため、共通のマスタ
ーチップをもとに、出力MOSFETのゲート抵抗を選
択的に切り換え、出力バッファの動作特性を容易にかつ
きめ細かく制御できる。その結果、複数の出力バッファ
を搭載するゲートアレイ集積回路等のシステム柔軟性を
高め、このようなゲートアレイ集積回路からなるディジ
タル装置のシステム構成を最適化することができる。
[Effect of the invention] A pair of output MOs forming an output buffer
Each SFET is divided into multiple parts, and these output MOSFs are
By providing gate connection regions for forming contacts with the corresponding metal wiring layers at both ends of the gate layer of the ET,
Since a plurality of divided output MOSFETs can be selectively connected in series, parallel, or series-parallel via the gate connection regions provided at both ends of each gate layer, the output MOSFETs can be connected based on a common master chip. By selectively switching the gate resistance, the operating characteristics of the output buffer can be easily and precisely controlled. As a result, system flexibility of a gate array integrated circuit or the like equipped with a plurality of output buffers can be increased, and the system configuration of a digital device including such a gate array integrated circuit can be optimized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明が適用された出力バッファのマスター
チップにおける一実施例を示す部分的な基本配置図であ
る。
FIG. 1 is a partial basic layout diagram showing an embodiment of an output buffer master chip to which the present invention is applied.

【図2】図1のマスターチップにオプショナルな配線経
路を加えた出力バッファの第1の実施例を示す部分的な
配置図である。
FIG. 2 is a partial layout diagram showing a first embodiment of an output buffer in which the master chip of FIG. 1 is added with an optional wiring route;

【図3】図1のマスターチップにオプショナルな配線経
路を加えた出力バッファの第2の実施例を示す部分的な
配置図である。
FIG. 3 is a partial layout diagram showing a second embodiment of an output buffer in which the master chip of FIG. 1 is added with an optional wiring route.

【図4】図1のマスターチップにオプショナルな配線経
路を加えた出力バッファの第3の実施例を示す部分的な
配置図である。
4 is a partial layout diagram showing a third embodiment of an output buffer in which an optional wiring path is added to the master chip of FIG. 1; FIG.

【図5】図1の出力バッファの等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the output buffer of FIG. 1;

【図6】図2の出力バッファの等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the output buffer of FIG. 2;

【図7】図3の出力バッファの等価回路図である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the output buffer of FIG. 3;

【図8】図4の出力バッファの等価回路図である。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the output buffer of FIG. 4;

【図9】図2ないし図4の出力バッファの動作特性図で
ある。
FIG. 9 is an operational characteristic diagram of the output buffer of FIGS. 2 to 4;

【図10】従来の出力バッファの一例を示す基本配置図
である。
FIG. 10 is a basic layout diagram showing an example of a conventional output buffer.

【図11】図10の出力バッファの等価回路図である。11 is an equivalent circuit diagram of the output buffer of FIG. 10. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ND1〜ND3・・・N型拡散層、FG1〜FGC・・
・ゲート層、PFG1〜PFGK・・・ゲート接続領域
、CFG1〜CFG2・・・配線用ゲート層、D1〜D
C・・・ドレイン領域、S1〜SC・・・ソース領域、
PAD・・・ボンディングパッド、AL11〜AL1I
,AL21〜AL2F・・・アルミニウム配線層、CO
NG1〜CONGF・・・コンタクト列。Q1〜QC・
・・Nチャンネル型出力MOSFET、RG1〜RGC
・・・ゲート抵抗。
ND1 to ND3...N-type diffusion layer, FG1 to FGC...
・Gate layer, PFG1 to PFGK... Gate connection region, CFG1 to CFG2... Wiring gate layer, D1 to D
C... drain region, S1 to SC... source region,
PAD...Bonding pad, AL11~AL1I
, AL21~AL2F...aluminum wiring layer, CO
NG1~CONGF...Contact row. Q1~QC・
・・N-channel type output MOSFET, RG1~RGC
...Gate resistance.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  第1の電源電圧と回路の出力端子との
間に並列形態に設けられる複数の第1の出力MOSFE
Tと、回路の出力端子と第2の電源電圧との間に並列形
態に設けられる複数の第2の出力MOSFETとを具備
し、上記各出力MOSFETのゲート層の両端に対応す
る金属配線層とのコンタクトを形成するための接続領域
が設けられることを特徴とする半導体装置。
Claim 1: A plurality of first output MOSFEs provided in parallel between a first power supply voltage and an output terminal of the circuit.
T, and a plurality of second output MOSFETs provided in parallel between an output terminal of the circuit and a second power supply voltage, and a metal wiring layer corresponding to both ends of the gate layer of each of the output MOSFETs. A semiconductor device characterized in that a connection region for forming a contact is provided.
【請求項2】  第1の電源電圧と回路の出力端子との
間に並列形態に設けられる複数の第1の出力MOSFE
Tと、回路の出力端子と第2の電源電圧との間に並列形
態に設けられる複数の第2の出力MOSFETとを具備
し、上記複数の第1又は第2の出力MOSFETのゲー
ト層をそれぞれ直列又は並列あるいは直並列形態に選択
的に接続しうることを特徴とする半導体装置。
2. A plurality of first output MOSFEs provided in parallel between the first power supply voltage and the output terminal of the circuit.
T, and a plurality of second output MOSFETs provided in parallel between an output terminal of the circuit and a second power supply voltage, and a gate layer of the plurality of first or second output MOSFETs, respectively. A semiconductor device characterized in that it can be selectively connected in series, parallel, or series-parallel configuration.
【請求項3】  上記複数の第1又は第2の出力MOS
FETのゲート層の接続形態は、金属配線層を形成する
ためのフォトマスクの一部が部分的に変更されることで
選択的に切り換えられるものであって、上記各ゲート層
の両端には、対応する金属配線層とのコンタクトを形成
するための接続領域が設けられるものであることを特徴
とする請求項2の半導体装置。
Claim 3: The plurality of first or second output MOSs.
The connection form of the gate layer of the FET is selectively switched by partially changing a part of a photomask for forming a metal wiring layer, and at both ends of each gate layer, 3. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a connection region for forming contact with a corresponding metal wiring layer.
【請求項4】  上記半導体装置は、上記ゲート層と同
一の材料を用いて上記複数の第1又は第2の出力MOS
FETに近接する位置に形成されこれらの出力MOSF
ETのゲート層を直列又は並列形態に接続するための配
線経路の一部となりうる配線用ゲート層を具備するもの
であることを特徴とする請求項2又は請求項3の半導体
装置。
4. The semiconductor device includes the plurality of first or second output MOSs using the same material as the gate layer.
These output MOSFs are formed near the FETs.
4. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a wiring gate layer that can be a part of a wiring path for connecting gate layers of ETs in series or in parallel.
【請求項5】  上記半導体装置は、ゲートアレイ集積
回路であって、上記出力MOSFETは、出力バッファ
を構成するものであることを特徴とする請求項1,請求
項2,請求項3又は請求項4の半導体装置。
5. The semiconductor device is a gate array integrated circuit, and the output MOSFET constitutes an output buffer. 4 semiconductor device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012124510A (en) * 2007-08-02 2012-06-28 Tela Innovations Inc Integrated circuit device

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