JPS63296240A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS63296240A
JPS63296240A JP63099777A JP9977788A JPS63296240A JP S63296240 A JPS63296240 A JP S63296240A JP 63099777 A JP63099777 A JP 63099777A JP 9977788 A JP9977788 A JP 9977788A JP S63296240 A JPS63296240 A JP S63296240A
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JP
Japan
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channel mos
transistors
integrated circuit
basic cell
mos transistor
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Pending
Application number
JP63099777A
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English (en)
Inventor
Takeo Tanaka
田中 健雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11803Masterslice integrated circuits using field effect technology
    • H01L27/11807CMOS gate arrays

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマスタースライス方式による半導体集積回路装
置に関し、特に回路構成に使用したトランジスタを他の
トランジスタから分離する構造に関するものでるる・ 半導体集積回路装置は多品種化の一途をたどりているが
、中には少量生産品も多い。少量生産品を多斂住産品と
同じように最初から生産していたのでは生産コストが高
くなり、製造期間も長くなるので、これらの欠点を解決
する方法としてマスタースライス(mast@r 51
1e・)方式による生産が行わnるようKなりた。
マスタースライス方式とは、一枚の午導体ウェーー中に
トランジスタや抵抗から成り基本回路を構成できる基本
セルを予め多量に形成しておき、生産する品種に応じて
配線マスクを作成し、トランジスタや抵抗t−接続して
所望O苧導体集積回路を完成ばせるものでるる。このよ
うなマスタースライス方式に対してはいくつかの提案が
なさnて匹る。
第1図は従来のマスタ・スライス用基本セルの一例の等
価回路図でめシ、3対OPチヤンネル型およびNチャン
ネルffiMI!i)ランゾスタでなる基本セルと2対
OPチヤンネル型およびNチャンネルIIMIs)ラン
ジスメでなる基本セルとの2櫨類が用いられている。
こnは、金属配置″fスクだけt−ニーデーが薔いて所
望の集81回路を得ることを目的として、米国インタデ
ディン社(Iz+t@rdes1gn社)から提案され
ているcMOsテッノの基本セルO等価回路図でるる。
図において、1 、2、−・・、5はPチャンネルm。
MIS トランジスタを示し、6,7.・・・10はN
チャンネル型のMxSトヲンゾスタ七示す。そして同一
チャンネル同志のトランジスタは1と2,2と3.4と
5,6と7,7と8.9とlOとそれぞれのソースまた
はげレインの一方t−共有している。
また第1の電源111ilVDおよび第2の電源線V、
が拡散層で接続されている。0印は拡散層とAtのコン
タクトるるいはAL?−トのコンタクトを示す。
第2因Fi第1図に示した2a類の基本セルを半導体基
板に夾現するときの不純物導入領域パターンとr−)電
極/4ターンのレイアウト図でるる。
第2図において、1人、2人、・・・5人および18.
2B、3B、3C,4B、5B、5CFiそれぞれ第1
図のPチャンネルMI8 トランジスタ1 、2、−・
・50ダート電極およびソース(またはドレイン)t−
示す、6人、7A・・・IOAおよび6B、7B、8B
、8C,9B、IOB、l0C4同様にNチャンネルM
H1)ランジスメロ、7゜・・・l0c)ゲートを極お
よびソース(tたはドレイン)t−示す、VDはaEl
c)を原線、vlは第20電源ia1:表わし、共に拡
散層で作られる。また、0印は拡散層とΩ配線とO:I
ンタクトを表わす、3対CIMIS)ランジスメで形成
ぢれゐ基本セルと、2対の[8)?ンジスメで形成盲n
る基本セルは分離Si域15で分離して配置冨れている
次に、第2図に示す基本セルを用いて鍮埋否定和回路(
NOR回路)を構成する例を説明する。
第3図(a)は3人力NOR回路C1路図、第3図(b
)は2人力NOR回路の回路図である。
第39(畠) 、 (b) ICおいてム1 # A2
 e人、およびB、。
B が入力1子、YおよびY2が出力端子である。
x4図は第2図に示す基本セルを用いて酵成しfcNC
R回路のレイアウト図である。
第3図(a) 、 (b)と第4図とは対応する所を同
じ番号にとりて6る。太い笑籾はニーデーが配線マスク
tM6て配線する!!所を示す。
このように%第2図に示す2種類O基本セルを配置した
マスタースライスを用いてNOR回路を作ることが可能
でめる。もし、2つの基本セルが丁ぺて3ペアでできて
いると一様で6る0で一つのファンクシ璽ンブロックを
作るのに−りO配線/4ターンを用意しておけば良く、
また、コンビ為−タによる自動配lIIが中り易い。し
かし第81図および第2rIAK示す基本セルはPチャ
ンネル形のMOS トランジスタとNチャンネル形0M
08トランジスタが3ペアと2ペアの2種類用いておシ
、合計lO個Oトツンジスタからなル、一様でないので
コンピュータによる自動配aがやシにくい欠点がるる、
更に、この基本セルを用りて、ダイナミックシフトレジ
スメを作ろうとすると、配縁が交差してしまりて実際に
はできないという欠点がるる、また、2つO分離した基
本セルを用いているので分離領域が余分な領域として必
要となル、集′!Rr!!1度を低下してしまう。
マスタースライスの別の方式として特開昭54−933
75r雫導体果覆回路装置」が知られている。
こ0万式では配線の自由度が大きい利点を有するtのの
%ニーデーはマスクを3枚作らなけnばいけないと−う
欠点がる夕、3!Kま危、専用化するためOa造工程が
畏(なる欠点がるる。
本発明は上記欠点f、除き、IiQ接する相補型MIS
トランジスタのゲート1!極のうちの一部を電源を位に
接続してその両側を電気的に分離することKより、従来
のマスタースライス方式では実現できなかったより果状
密度の高いマスタースライス方式の中導体呆積回絡装蓋
を提供するものでるる。
本発明の半導体集積回路は、そnぞれPチャンネルhi
O5トランジスタとNチャンネルMOSトランジスタと
からなるα数11の対を6対の間に分離領域を設けるこ
となく互いに′A接する上記対について上記Pチャンネ
ルMOS )ランゾスタおよび上記NチャンネルMOS
トランジスタがそれぞn相隣りて並ぶように配設し、上
記複数個の対のうちの所要個数の対を用いて論理機能を
有する機能素子を構成し、かつ上記機能票子に4接する
上記対の上記PチャンネルMOSトランジスタおよび上
記NチャンネルMO8)ランゾスメのr−)電極をそれ
ぞn正′IjL源電位および負11i源電位に保持して
当6pチャンネルMOSトランジスタおよびNチャンネ
ルMO8)ランジス/七し中IfrさせることKよりて
上記機能素子を残余の部分から電気的に分離するように
している。
次に、本発明を爽施例により説明する。
第5図は本発明の半導体集積回路を構成する基本セルの
等価回路図である。
基本セルはソースまたはドレインを共有して連結する3
個のPチャンネルMISトランジスタTRI 、 TR
2。
TR3と、ソースまたはドレインを共有して連結する3
イ固のNチャンネルMIS トランジスタTR4、TR
5、TR6と、PチャンネルMis トランジスタの一
つのゲートとNチャンネルMISトランジスタの一つの
ダートとを共通接続するr−)配線207と、埋込み配
線208と、第1の電源線VDと第2のt原線V−とを
有す、残りの2対のトランジスタ(第5図ではTRIと
TR4およびTR2とTR5)のダートは独立しており
必要があれば接続する。埋込み配線208は第1の電源
線VDおよび11g2の電源線V、と交差する信号線を
配線するときに使用する。交差する信号線を配線しなけ
ればならないとき、この埋込み線208を用いると交差
する信号−を絶縁分離する必要がなく、製造が極めて容
易となる利点がある。
第6図は第6図の基本セルの不純物導入領域パターンと
r−)電極パターンのレイアウト図である。第6図では
第5図と同じ番号を付して対応させている。
N型半導体基板に間隔を吐いて4個のP型領域21〜2
4を設け、このP型領域をソースあるいはドレイン領域
として共有して連結する3個のPチャンネルMIJ ト
ランジスタTRI 、 TR2、TR3を設ける。4個
のP型領域21〜24の下を該PW領領域接触せずに通
るP型のg】の電源i1 VDを通す・ 3個厘列のPチャンネルMIS トランジスタの隣シに
P型島状領域(Pウェル)を設け、その中に間隔を!い
て4個のN型領域25〜28を般け。
このN型領域をソースあるいはドレイン領域として共有
して連結する3個のNチャンネルMIS トランジスタ
TR4、TR5、TR6を設ける。P型島状領域と接触
せずにその下を通るP型のg2のt深緑v1を設ける。
&状領域と第2の電源線とをPH領領域短絡しておく。
3対のPチャンネルおよびNチャンネルのMIS=トラ
ンジスタのうちの1対、例えばTR3とTR6とのダー
トを共通ダート線207でfi!続し残りのトランジス
タのr−)は独立にする。またこれらのトランジスタの
横KJI込み配!120gを設ける。
r−)[極、城込み配線はポリシリ;ンで形成すると絶
縁膜を被覆するのが容易で6る利点がある。
マスタースライスとして使用するときの配縁の容易性を
もたせるために、P型領域21〜24、N型領域25〜
28並びにr−)を極に図のようKHンpクト用窓20
1A 〜201D、202A 〜2020゜・・・20
6A〜206E、208A、208Bを設ける。
このようくして構成されるものを単位セルとしこの単位
セルを半尋体基板内に少くとも−り含むようにする。か
かる半導体集積回路をマスタースライスとして便用する
と極めて容易に配線できるようになシ、かつ従来のマス
タースライスでFi実現できなかつ九か、あるいは笑埃
できるとしても極めて襠雑な工程を要した電子回路が極
めて容易にかつ高集積密度で実現できる。こt′Lt−
次に伐倒しよう。
第7図は従来のダイナミック・シフトレジスタの回路図
である。
データ入力信号りを配縁300からクロック入力信号Φ
が11の時トランスファーr−)を介してff1H30
7に胱込み、クロック入力信号Φが一″O’になると配
線307に付く寄生容量に読込んだ↑イ報が蓄えられる
。配線314には配線307の電圧がインバーターで反
転され九情報が伝搬し、クロック入力信号Φ(クロック
入力信号Φの反転信号)が@1’ Kなると、すなわち
クロック入力信号Φが@01になると端子314の情報
は配縁321へ伝搬する。配線321の反転された情報
が配線328に伝搬する。データ入力信号りが2回反転
されて元と同じ極性の情報が配線328に現われる。こ
の回路を第2図の基本セルを用いて構成することはAL
パターンが交差して実親するのは不可能でろる。たとえ
できたとしても、トランスファーダートとインバーター
は別々の基本セル#C形成されるので、多くの基本セル
を必張としていた。しかしながら、第6図に示した基本
セルを用いて、基本セル内でb数の61城に℃気的に分
離すると容易にしかも高集積密度で実現できる。
以下、?:な 第8図は第7図く示したダイナミック・シフトレジスタ
を第6図に示した基本セルを用いて実現したときのレイ
アウト図で、第8図に示した番号は第7図に示した番号
と対応させである。、また、太い実線はニーデーがAA
配線を行って接続する箇所を示す、埋込み配9208は
この場合使用していない。
ソース(ドレイン)領域301と304 、303と3
05,315と318および316と319とをそれぞ
れ接続し、ダート電極306と317をクロック配線Φ
に接続し、デート電極302と320をクロック配線Φ
に接続して2つのトランスファーゲートを形成している
。ソース(ドレイン)領域308,322を電源配−v
0に接続し、ソース(ドレイン)領域309と311を
出力配線314で接続し、ソース(ドレイン)領域32
3と325を出力量@328で接続し、ソース(ドレイ
ン)領域312と326を接地配d GNDに接続して
、2つのインバーターを形成している。これらトランス
ファーr−トを構成するトランジスタとインバーターを
構成するトランジスタとは、P型のソース(ドレイン)
a域303と308との間のダート電極331とP型の
ソース(ドレイン)領域316と322との間のr−)
電極333とを電源配4v□に接続するとともに、N型
のソース(ドレイン)領域305と312との間のダー
ト1を極332とN型のソース(ドレイン)@域319
と326との間のr−)’lt極334とを接地配線G
NDに接続することによって分離されて層ル、スナわち
、r−)を極331と333riPチャンネル型MO8
)う・ンジスタ用のゲート電ヅであり、電源電圧VD、
を与えることにより遮断状暢となり、この両側のトラン
ジスタが分離される。同様にr−)電極332と334
はNチャンネル型MOSトランジスタ用のr−ト電極で
あり、接地電圧GNDを与えることにより遮断状態とな
り、この両側のトランジスタが分離される。このように
、同じ基本セル内の隣接するトランジスタであっても′
這気的に分離でき、同一セル内に複数の回路を形成でき
る。
このように、従来の基本セルでは実現不可能であったダ
イナミック・シフトレジスタの製造が本発明の基本セル
を用いれば6対のトランジスタで54現町牝となる。
本発明の基本セルは従来の基本セルで5)!埃可能であ
った回路を半熱実現できる。
本賛明の基太セルt13対のトランジスタで構成される
のでコ/ピ為−夕による自動自己線が極めて容易Vこな
る。
以上詳繍に説明したように、本発明によれば、従来の基
本セルでは実現できなかった回路の構成も可能となり、
容易に集積密度のS妬いマスタースライス方式の半導体
集積回路装!りが得られるのでその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
m1図は従来のマスタースライス用基本セルの一例の等
価回路図、第2図は第1図に示した基本セルを半導体基
板に実現するときの不純物導入領域パターンとr−ト電
極ノ々ターンのレイアウト図、第3図talFi3人力
NOR回路の回路図、第3図(b)は2人力NOR回路
の回路図、第4図はN<2図に示す基本セルを用いて4
4ffしたNORIP!回路のレイアウト図、第5図は
本発明の半導体集積回路を構成する基本セルの等価回路
図、第6図Fi45図の基本セルの不純物尋人領域パタ
ーンとダート電極/ダターンのレイアウト図、第7図は
従来のダイナミック・シフトレジスタの回路図、第8図
は第7図に示したダイナミック・シフトレジスタを第6
図に示した基本セルを用いて1tjlしたときのレイア
ウト図である。 1.2,3,4.5・・・PチャンネルMIS トラン
ジスタ、6.7.i9.10−Nチャ/ネA/ MIS
 ) ランジスタ、IA、2A、3A、4人、5A・・
・Pチャンネル型トランジスタのダート1liE極、I
B、2B、3B。 4B、5B・・・PチャンネルMIS トランジスタの
ソースまたはドレイン、6A、フA、8A、9A、10
A・・・NチャンネルMIS トランジスタのr−ト”
I!極、6B、7B、8B、98.10B・・・Nチャ
ンネルMISトランジスタのr−)電極、21〜24・
・・P型領域、25〜28・−N型領域、207・・・
ダート配”線、20゛8・・・埋込み配線、 TR4〜
τR6・・・PチャンネルMISトランジスタ、TR4
〜τR6・・・NチャンネルMI8 トランジスタ、V
D・・・第1の電aff!、v−・・・第2の電源線・ ; 代理人 弁理士  内 原   晋 第1図 1!; 第2図 第3図 第4図 第5図 j86  囚 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)それぞれPチャンネルMOSトランジスタとNチャ
    ンネルMOSトランジスタとからなる複数個の対を各対
    の間に分離領域を設けることなく互いに隣接する上記対
    について上記PチャンネルMOSトランジスタおよび上
    記NチャンネルMOSトランジスタがそれぞれ相隣って
    並ぶように配設し、上記複数個の対のうちの所要個数の
    対を用いて論理機能を有する機能素子を構成し、かつ上
    記機能素子に隣接する上記対の上記PチャンネルMOS
    トランジスタおよび上記NチャンネルMOSトランジス
    タのゲート電極をそれぞれ正電源電位および負電源電位
    に保持して当該PチャンネルMOSトランジスタおよび
    NチャンネルMOSトランジスタをしゃ断させることに
    よって上記機能素子を残余の部分から電気的に分離する
    ようにしたことを特徴とする半導体集積回路装置。 2)前記機能素子は所定の回路を構成するPチャンネル
    MOSトランジスタおよびNチャンネルMOSトランジ
    スタであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体集積回路装置。 3)前記PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネ
    ルMOSトランジスタとからなる複数個の対は基本セル
    内に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の半導体集積回路装置。
JP63099777A 1988-04-22 1988-04-22 半導体集積回路装置 Pending JPS63296240A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016208047A (ja) * 2008-03-13 2016-12-08 テラ イノヴェイションズ インコーポレイテッド 制限付きゲートレベルレイアウトアーキテクチャにおける交差結合トランジスタレイアウト

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5582449A (en) * 1978-12-15 1980-06-21 Nec Corp Cell of master slice semiconductor integrated circuit

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