DE3807816A1 - Hochintegriertes master-slice-ic mit speicherbereich und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Hochintegriertes master-slice-ic mit speicherbereich und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein hochintegriertes Master-
Slice-IC mit Speicherbereich sowie ein Verfahren zu des
sen Herstellung.
Bei hochintegrierten Master-Slice-IC's (LSI) werden eine
logische Schaltung und ein Speicher oft auf einem einzi
gen Gatterfeld-Chip ausgebildet. Um die Universität
des Gatterfeld-Chip's beizubehalten, wird der Speicher
vorzugsweise durch ein Feld von Makrozellen, nicht also
durch einen den Speicher zugewiesenen Bereich (einem Be
reich, der lediglich einem Speicher zugewiesen ist) ge
bildet. Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel eines Gatter
feld-Chips, der mit einem Speicher und einer Logik-
Schaltung versehen sein kann, die durch Makrozellen ge
bildet sein können.
In Fig. 1 wird ein Gatterfeld-Chip 16 a auf diesem ausge
bildet mit einem parallelen Feld von streifenförmigen
aktiven Zonen 18. Streifenförmige Verdrahtungszonen mit
einer Breite D 1 sind zwischen dem jeweilig benachbarten
Paaren aktiver Zonen 18 angeordnet. Eine Vielzahl von
Eingangs/Ausgangs-Schnittstellenpufferzonen 17 sind aus
gebildet, um die parallelen Felder der aktiven Zonen 18
einzuschließen.
Fig. 2 ist eine Darstellung eines Teiles von Fig. 1 in
vergrößerter Darstellung. Jedes der aktiven Felder 18
wird durch ein eindimensionales Feld von grundlegenden
Transistorzellen 20 gebildet. Makrozellen für die logi
sche Schaltung und den Speicher können durch Verbinden
solcher grundlegender Transistorzellen 20 gebildet wer
den. Fig. 3 zeigt, daß beispielsweise 10 bis 40 laterale
Verbindungen 21 ausgebildet sein können in jeder Ver
drahtungszone 19. Die Breite D 1 jeder Verdrahtungszone
19 ist so gestimmt, daß sie 10 oder mehr laterale Ver
bindungen 19 aufnehmen kann.
Das parallele Feld der aktiven Zonen 18 (Fig. 1) ist
teilweise als ein Speicherbereich MR eingesetzt, der
Rest wird für die Logik-Schaltung verwendet. Da eine
große Anzahl der lateralen Verbindungen 21 erforderlich
sind zur Bildung der Logik-Schaltung, ist die Breite D 1
des Verdrahtungsbereiches 19 vorzugsweise bis zu einem
gewissen Ausmaß groß, um die Logik-Schaltung zu bilden.
Andererseits erfordert der Speicherbereich MR keine gro
ße Anzahl von lateralen Verbindungen, vielmehr sind die
meisten Teile der Verbindungen durch vertikale Verbin
dungen 22, nämlich Wortleitungen, gebildet. Die Breite
D 1 der Verdrahtungszone 19 ist vorzugsweise klein, um
die vertikalen Verbindungen 22 zu bilden. Wenn die Brei
te D 1 groß ist, haben die vertikalen Verbindung 22 eine
entsprechend größere Länge, was das Ausmaß der Integra
tion und die Arbeitsgeschwindigkeit des Speicherberei
ches MR einschränkt.
Die Breite D 1, die für die Logik-Schaltung erforderlich
ist, ist somit im Gegensatz zu der, die für den Spei
cherbereich MR erforderlich ist. Wenn das Erfordernis
für die Logik-Schaltung erfüllt wird, wird das Ausmaß
der Integration und die Arbeitsgeschwindigkeit des Spei
cherregisters MR in unerwünschter Weise reduziert. Bei
der üblichen Ausbildung liegt die Breite D 1 in einem Be
reich von 40 bis 80 µm.
Fig. 4 zeigt ein anderes übliches Gatterfeld-Chip 16 b,
das entwickelt worden ist, um das Ausmaß der Integration
eines Master-Slice zu verbessern. Kontinuierlich an
geordnete streifenförmige aktive Zonen 18 sind auf dem
Gatterfeld 16 b vorgesehen. Verdrahtungszonen 19 sind le
diglich um das Feld der aktiven Zonen 18 vorgesehen,
nicht aber zwischen benachbarten der aktiven Zonen 18.
Eine solche Situation ergibt sich auch aus Fig. 5, die
einen Ausschnitt aus Fig. 4 in der Größe der Darstellung
wiedergibt. Wenn laterale Verdrahtungen erforderlich
sind zwischen jeden der benachbarten Paare von aktiven
Zonen 18, werden eine oder mehrere aktive Zonen 1 als
Verdrahtungszonen verwendet. Fig. 6 zeigt beispielhaft
eine aktive Zone 18 b, die vorgesehen ist zwischen den
aktiven 18 a und 18 c und als Verdrahtungszone 19 a verwen
det wird, die mit lateralen Verdrahtungen 21 versehen
ist. Die maximale Anzahl solcher lateraler Verdrahtungen
21, die in der Verdrahtungszone 19 a vorgesehen sein
kann, wird durch die Breite (in Fig. 6 die vertikale
Breite) der aktiven Zone 18 b bestimmt. Es wird daher ei
ne Vielzahl von kontinuierlichen aktiven Zonen einge
setzt als Verdrahtungszonen, wenn eine große Anzahl von
lateralen Verdrahtungen 21 erforderlich ist.
In einem Master-Slice-LSI, das durch einen solchen Gat
terfeld-Chip 16 b gebildet wird, können die zwischen be
nachbarten Paaren von aktiven Zonen vorgesehenen Ver
drahtungszonen, die für Makrozellen verwendet werden, in
ihrer Größe dem jeweiligen Erfordernis entsprechend ge
ändert werden. Die Größe solcher Verdrahtungszonen muß
jedoch ein ganzzahliges Vielfaches der Breite der akti
ven Zonen 18 sein. Wenn, beispielsweise, jede der akti
ven Zonen 18 neun laterale Verdrahtungen 21 aufnehmen
kann, während dreizehn laterale Drähte 21 erforderlich
sind, werden zwei aktive Zonen 18 als aktive Zonen ver
wendet. In diesem Fall wird ein Raum für (9 × 2 - 13) =
5 Drähte nicht verwendet und verschwendet. Das Ausmaß
der Integration wird also bei dem Gatterfeld-Chip 16 b
nach Fig. 4 nicht erhöht.
Das Ausmaß der Integration wird weiter durch die räumli
che Beziehung zwischen einem Bereich einer Logik-
Schaltung und einem Speicherbereich des Gatterfeld-Chips
16 b reduziert. Wenn ein Bereic einer Logik-Schaltung LR
und ein Speicherbereich NR benachbart zueinander längs
entlang der aktiven Zonen 18 angeordnet sind, wie dies
in Fig. 7 gezeigt ist, wird die vertikale Breite der
Verschaltungszone 19 a bestimmt durch die Anzahl der la
teralen Drähte 21, die erforderlich sind für den Bereich
LR der Logik-Schaltung. Die zum Verbinden der logischen
Makrozellen 23 erforderliche Anzahl der lateralen Ver
drahtungen 21, die schraffiert dargestellt sind, bestim
men mit anderen Worten die Größe der Verdrahtungszone
19 a. Der vertikale Abstand der Speicher-Makrozellen 4,
die von den aktiven Zonen 18 gebildet werden, ist so un
erwünscht erhöht, wodurch die Länge der vertikalen Dräh
te 22, etwa Wort-Leitungen erhöht wird. Da die vertikale
Breite der Verdrahtungszone 19 a auf ein ganzzahliges
Vielfaches der vertikalen Breite der aktiven Zonen 18
beschränkt ist, belegen die Verdrahtungszone 19 a übermä
ßig Raum, der im wesentlichen erforderlich wird für die
jeweiligen Bereiche LR der Logikschaltungen und der
Speicherbereiche MR.
Eine Erhöhung in der Länge der vertikalen Drähte 22
führt zu einer unerwünschten Belastung bei dem Betrieb
des Ganzes auf dem Gatterfeld-Chip ausgebildeten Schalt
kreis, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit der Schaltung
gemindert wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein
hochintegriertes Master-Slice-IC mit einer Logikschal
tung und einem Speicherbereich, die durch Makrozellen
gebildet sind, zu schaffen, wobei eine höhere Integrati
on und eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erreicht wer
den.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch a) ein
Halbleiter-Trägermaterial, b) eine Speicher-Schaltung,
die in einem Speicherbereich (MR) ausgebildet ist, die
auf dem Halbleiter-Trägermaterial definiert wird und
aufweist: (b-1) ein Feld von Speicher-Makrozellen, die
unter Verwendung eines ersten Teiles eines Feldes von
streifenförmigen, aus dem Halbleiter-Trägermaterial aus
gebildeten aktiven Zonen ausgebildet sind, wobei die ak
tiven Zonen entlang einer ersten Richtung senkrecht zu
einer zweiten Richtung, die eine Longitudinalrichtung
der aktiven Zone ist, angeordnet sind, wobei der Ver
drahtung zugewiesene Zonen vorgesehen sind, zwischen je
weils benachbarten Paaren von aktiven Zonen, wobei jede
der der Verdrahtung zugewiesenen Zonen eine vorgegebene
Verdrahtungskappe gewählt hat bezüglich der Verdrahtung
in der zweiten Richtung, und wobei die Verdrahtungskapa
zität bestimmt wird entsprechend dem Erfordernis für die
Verdrahtung mit den Speicher-Makrozellen in der zweiten
Richtung, (b-2) Decoder-Makrozellen, die durch Verwen
dung eines zweiten Teiles des Feldes der aktiven Zonen
gebildet sind zum Decodieren eines Adressensignals (AD),
das auf die Speicher-Schaltung aufgegeben ist, und (b-3)
erste Verdrahtungen, die vorgesehen sind in den der Ver
drahtung zugewiesenen Zonen und mit den Speicher-
Makrozellen und/oder mit Decoder-Makrozellen verbunden
sind; und c) eine Logikschaltung, die in einem Logik-
Schaltbereich (LR) ausgebildet ist gesondert von dem
Speicherbereich (MR) in der ersten Richtung auf dem
Halbleiter-Trägermaterial und mit: (c-1) Logik-Makro
zellen, die ausgebildet sind durch springende Verwendung
eines dritten Teiles des Feldes von aktiven Zonen, und
(c-2) zweiten Drähten, die gebildet sind auf den der
Verdrahtung zugewiesenen Zonen und Teilen der aktiven
Zonen, die vorhanden sind zwischen den Logik-Makro
zellen, wobei die zweiten Verdrahtungen mit den Logik-
Makrozellen verbunden sind. Die aktiven Zonen, die auf
diesem mit dem zweiten Verdrahtungen versehen sind, wer
den nicht als Makrozellen verwendet.
Durch die Erfindung wird weiter ein Verfahren zur Her
stellung eines solchen Master-Slice-ICs vorgeschlagen,
das gekennzeichnet ist durch einen ersten Schritt der
Herstellung des Halbleiter-Trägermaterials; einen zwei
ten Schritt der Bildung des Feldes von streifenförmigen
aktiven Zonen auf dem Halbleiter-Substrat zur Gewinnung
eines Gatterfeld-Chips, wobei jede der aktiven Zonen ei
ne Mehrzahl von aktive Elementen hat, und wobei die ak
tiven Zonen angeordnet sind entlang einer ersten Rich
tung senkrecht zu einer zweiten Richtung, die eine
Längsrichtung der aktiven Zonen ist, wobei der Verdrah
tung zugewiesene Zonen jeweils eine Verdrahtungskapazi
tät hat, die gewählt ist aus den Ziffern 2, 3 und 4 be
züglich der Verdrahtung in der zweiten Richtung vorgese
hen zwischen jeweils benachbarten Paaren der aktiven Zo
nen; eine dritte Stufe der Bestimmung eines Layouts der
Logikschaltung und der Speicherschaltung auf dem Gatter
feld-Chip; und einen vierten Schritt der Durchführung
der Verdrahtung auf dem Gatterfeld-Chip in Übereinstim
mung mit dem Layout, wobei die aktiven Zonen teilweise
als Verdrahtungszonen verwendet werden.
Die aktiven Zonen werden dabei teilweise als Verdrah
tungszonen verwendet.
Durch die Erfindung wird ein Gatterfeld-Chip zur Her
stellung als Master-Slice-IC mit einer Logikschaltung
und einer Speicherschaltung vorgeschlagen, das gekenn
zeichnet ist durch ein Halbleiter-Trägermaterial, und
ein Feld von streifenförmigen aktiven Zonen, die auf dem
Halbleiter-Trägermaterial angeordnet sind, wobei die ak
tiven Zonen in einer ersten Richtung senkrecht zu einer
zweiten, zu der Längsrichtung der aktiven Zone senkrech
ten ersten Richtung angeordnet sind, die der Verdrahtung
zugewiesenen Zonen jeweils eine Verdrahtungskapazität
hat von zwei, drei oder vier in bezug auf die Verdrah
tung in der zweiten Richtung zwischen jeweils benachbar
ten Paaren der jeweiligen aktiven Zonen, und die aktiven
Zonen als Verdrahtungszonen verwendbar sind.
Die Ansprüche 2 bis 5 geben vorteilhafte Ausbildungen
des Master-Slice-IC an, die Unteransprüche 7 bis 13 be
vorzugte Ausbildungsformen zu dessen Herstellung und An
spruch 15 eine bevorzugte Ausbildung eines so herge
stellten Gatterfeld-Chips an.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung, in
der ein Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläu
tert wird. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gat
terfeld-Chips für ein bekanntes Master-
Slice LSI;
Fig. 2 eine Teildarstellung im vergrößerten Maß
stab des in Fig. 1 gezeigten Gatterfeld-
Chips;
Fig. 3 die bei einem Gatterfeld-Chip nach Fig. 1
vorzusehenden Verdrahtungen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Gat
terfeld-Chips bei einem anderen üblichen
Master-Slice LSI;
Fig. 5 eine Teilansicht des in Fig. 4 gezeigten
Gatterfeld-Chips in vergrößerter Darstel
lung;
Fig. 6 die bei dem in Fig. 4 gezeigten Gatter
feld-Chips vorzusehende Verschaltung;
Fig. 7 eine erläuternde Darstellung der Verschal
tungen in einem Logik-Schaltbereich und
einem Speicherbereich;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Gatter
feld-Chips nach einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine teilweise vergrößerte Darstellung des
in Fig. 8 gezeigten Gatterfeld-Chips;
Fig. 10A und 10B erläuternde Darstellungen der Verschaltun
gen in dem in Fig. 1 gezeigten Gatterfeld-
Chip;
Fig. 11 ein Schaltbild eines Schreib/Lese-
Speichers (RAM), das auf einem Gatterfeld-
Chip ausgebildet ist;
Fig. 12 ein Schaltbild eines Speicherblocks;
Fig. 13 ein Schaltbild eines anderen Speicher
blocks;
Fig. 14 die örtliche Beziehung zwischen einem Lo
gikschaltungsbereich und einem Speicherbe
reich auf dem Gatterfeld-Chip;
Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Ausfüh
rungsbeispiels in seinen Einzelheiten;
Fig. 16 eine Darstellung der Verschaltungen in dem
Speicherbereich;
Fig. 17A bis 17C erläuternde Darstellungen, die die Regel
zum Bestimmen der Breite der Verschal
tungszonen verdeutlicht; und
Fig. 18 eine erläuternde Darstellung der Positio
nen für die Anordnung der Speicherblöcke,
die in ihre Größe voneinander unterschied
lich sind.
Fig. 8 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Gat
terfeld-Chip 33 für ein Master-Slice LSI nach einem Aus
führungsbeispiel der Erfindung. Das Gatterfeld-Chip (der
Gatterfeld-Chipkörper) 33 hat ein paralleles Feld 41 von
streifenförmigen aktiven Zonen 18, die auf einer Haupt
fläche des Halbleiter-Trägermaterials 40 ausgebildet
sind. Die Richtung des parallelen Feldes 41 ist senk
recht zu der Längsrichtung der aktiven Zonen 18. Ein
gangs/Ausgangs-Schnittstellen Pufferzonen 17 sind vorge
sehen, um das parallele Feld 41 von aktiven Zonen 18
einzuschließen. Fig. 9 zeigt in einer vergrößerten Dar
stellung, daß jede der aktiven Zonen 18 durch ein ein
dimensionales Feld von grundlegenden Transistorzellen 20
gebildet wird, von denen jedes beispielsweise durch eine
Kombination aus einem MOSFET vom P-Typ und einem MOSFET
vom N-Typ gebildet ist. Die Breite W jeder aktiven Zone
hat den erforderlichen Wert von, beispielsweise, 50 bis
60 µm zur Bildung der grundlegenden Transistorzellen 20.
Die Länge d jeder aktiven Zone wird bestimmt entspre
chend der Anzahl der grundlegenden Transistorzellen 20,
die in dieser ausgebildet sind.
Nicht-aktive Zonen 34 von der Breite D sind zwischen den
jeweilig benachbarten Paaren der aktiven Zonen 18 vorge
sehen, um als der Verdrahtung zugeordnete Zonen zu die
nen. Insbesondere wird das Parallelfeld 41 durch alterna
tive Anordnung der aktiven Zonen 18, von der Breite W
und den nicht-aktiven Zonen (den Verdrahtungszonen) 34
in einer parallelen Weise gebildet. Die Breite D beträgt
beispielsweise 12 bis 20 µm. Laterale Verschaltungen
und/oder vertikale Verschaltungen werden auf den Ver
drahtungszonen 34 gebildet. Die lateralen Verdrahtungen
erstrecken sich in Längsrichtung der aktiven Zonen 18,
die vertikalen Verdrahtungen erstrecken sich entlang der
Querrichtung der aktiven Zonen 18. Die Breite D 1 jeder
der in Fig. 10A gezeigten lateralen Verdrahtungen 21 be
trägt beispielsweise 2 µm, der Abstand D 2 zur Anordnung
solcher lateraler Verdrahtungen ist beispielsweise 4 µm.
Jede der der Verdrahtung zugewiesenen Zonen 34 kann mit
2 bis 4 lateralen Verdrahtungen 21 versehen sein. Bei
dem in Fig. 10A gezeigten Ausführungsbeispiel können
drei laterale Verdrahtungen 21 vorgesehen sein in jeder
der Verdrahtung zugewiesenen Zone 34. Jede der Verdrah
tungszonen 34, hat, mit anderen Worten, eine Verdrah
tungskapazität (Spurkapazität) für drei Verdrahtungen.
Zwischen dem Parallelfeld 41 und den Eingangs/Ausgangs-
Schnittstellen-Pufferzonen 17 sind nicht-aktive Zonen 35
vorhanden. Die Größe der nicht-aktiven Zonen 35 ist
willkürlich bestimmt, während die Verdrahtungen zwischen
dem Parallelfeld 41 und den Eingangs/Ausgangs-
Schnittstellen-Pufferzonen 17 usw. auf den nicht-aktiven
Zonen 35 vorgesehen sind.
Das Gatterfeld-Chip 33 selbst hat keine lateralen oder
vertikalen Verschaltungen. Wie dies auf dem Gebiet der
Gatterfeld-Technik bekannt ist, wird die Verschaltung
des Gatterfeld-Chips den Anforderungen des Verwenders
entsprechend durchgeführt, wodurch ein gewünschtes Ma
ster-Slice LSI erstellt werden kann. Wenn drei oder we
niger laterale Verdrahtungen 21 erforderlich sind zwi
schen benachbarten Paaren von Makrozellenreihen 42 a und
42 b, die schraffiert dargestellt sind, werden benachbar
te Paare von aktiven Zellen 18 a und 18 b (Fig. 10A) ver
wendet zur Bildung der Makrozellenreihen 42 a bzw. 42 b,
während die lateralen Drähte 21 tatsächlich vorgesehen
sind in jedem der Verdrahtung zugewiesenen Zonen 34, die
zwischen den aktiven Zonen 18 a und 18 b vorgesehen sind.
Wenn 4 oder mehr laterale Verdrahtungen 21 erforderlich
sind zwischen dem benachbarten Paar von Makrozellenrei
hen 42 a und 42 b, werden eine oder mehrere aktive Zonen
18 als Verdrahtungszonen verwendet. Die Anzahl solcher
als Verdrahtungszonen verwendeten aktiver Zonen hängt
von der Breite W der aktiven Zone 18 ab. Wenn, bei
spielsweise, elf laterale Verdrahtungen in jeder aktiven
Zone 18 aufgenommen werden kann, können siebzehn latera
le Verdrahtungen 21 vorgesehen sein zwischen benachbar
ten Zonen 18 a und 18 c durch Verwendung einer aktiven Zo
ne 18 b als Verdrahtungszone 43, wie dies in Fig. 10B ge
zeigt ist. In diesem Fall werden Makrozellenreihen 42 a
und 42 b, die einander benachbart sind, durch die aktiven
Zellen 18 a bzw. 18 c gebildet.
Wenn achtzehn oder mehr laterale Verdrahtungen 21 erfor
derlich sind, wird auch die aktive Zone 18 c als Verdrah
tungszone verwendet, jedesmal, wenn eine aktive Zone 18
als Verdrahtungszone verwendet wird, wird die Kapazität
der Verdrahtungszone 44 zwischen benachbarten Paaren von
Makrozellenreihen 42 a und 42 b um vierzehn erhöht.
Bei dem in Fig. 8 gezeigten Gatterfeld-Chip 33 werden
also eine oder mehrere aktive Zonen 18 als Verdrahtungs
zonen verwendet, abhängig von der Anzahl der lateralen
Drähte 21 der durch diese zu bildenden Schaltung. In ei
nem Teil, der eine kleine Anzahl von lateralen Drähten
21 erfordert, kann die Verdrahtung durchgeführt werden
lediglich durch die der Verdrahtung zugewiesene Zone 34.
Die Breite D einer solchen Verdrahtungszone 34 wird be
stimmt entsprechend der Anzahl der lateralen Drähte 21,
die erforderlich sind in einem Speicherblock der auszu
bilden ist in einem Teil des Gatterfeld-Chips 33. Wenn
drei laterale Verdrahtungen 21 erforderlich sind zwi
schen jedem Paar von Makrozellen, die vertikal benach
bart sind zu einander in dem Speicherblock, wird die
Breite D so bestimmt, daß drei laterale Verdrahtungen 21
vorgesehen sein können in jeder der Verdrahtung zugewie
senen Zone 34. Es kann so ein Speicherkreis gebildet
werden in dem Speicherblock ohne Einsatz der aktiven Zo
nen 18 als Verdrahtungszonen 43. Da eine Logik-Schaltung
eine relativ große Anzahl von lateralen Verdrahtungen 21
erforderlich macht, werden aktive Zonen 18 verwendet als
Verdrahtungszonen 43 in einem Teil, der mit einer Logik-
Schaltung zu versehen ist.
Fig. 11 zeigt ein Schaltbild eines RAMs 100, das auf dem
Gatterfeld-Chip 33 in diesem Ausführungsbeispiel zu bil
den ist. Das RAM 100 hat acht RAM-Blöcke 25 mit jeweils
sechszehn Worten mal vier Bits. Fig. 12 zeigt den Innen
aufbau jedes der RAM-Blöcke 25. Jedes von einem Adres
siereingang 30 a bis 30 d (Fig. 11) eingegebene Vier-Bit-
Adressiersignal AD wird den Eingangsanschlüssen 2 a bis
2 d jeder Decodermakrozelle 1 (Fig. 12) zugeführt. Die
Decoder-Makrozelle 1 wird ausgebildet unter der Verwen
dung der aktiven Zonen 18 des Gatterfeld-Chips 33.
Der Decoder 1 decodiert die eingegebenen Adressensignale
AD zur Erzeugung eines wortselektierenden Signals, das
wiederum zu den vier RAM-Makrozellen 4 über die Wortlei
tungen 5 geführt wird. Die RAM-Makrozellen 4 sind weiter
durch Verwendung der aktiven Zonen 18 ausgebildet.
Ein Schreibsteuereingang WC wird gespeist von einem An
schluß 29, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, um in ein OR
über einen Anschluß 9 eingegeben zu werden. Der Ausgang
von dem OR-Gate 8 wird zu den Schreibsteuereingangsan
schlüssen 4 s der RAM-Makrozellen 4 gespeist. Anderer
seits wird ein Datenausgangssteuersignal (ein RAM-
Selektionssignal) RC von einem Eingangsanschluß 30 e ein
gegeben, um an die vier RAM-Blöcke 25 durch einen Inver
ter 31 zugeführt zu werden. Ein Ausgang von dem Inverter
31 wird weiter zu den verbleibenden RAM-Blöcken 25 durch
einen weiteren Inverter 32 geführt. In jedem RAM-Block
25 wird das Datenausgang-Steuersignal RC, das über den
Anschluß 10 eingegeben wurde, den Datenausgangs-Steuer
anschlüssen 4 t der RAM-Mikrozellen 4 eingegeben. Die In
verter 31 und 32 bilden einen Teil eines (nicht gezeig
ten) Host-Decoders, der durch die Verwendung der aktiven
Zonen 18 des Gatterfeld-Chips 33 als ein Teil des Logik-
Schaltkreises gebildet.
Wenn das in Fig. 12 gezeigte Datenausgang-Steuersignal
RC einen niedrigen Pegel annimmt, ist die Datenausgabe
der RAM-Makrozelle 4 gesperrt. Wenn auch das Datenein
gangs-Steuersignal WC einen niedrigen Pegel annimmt,
werden niedrige Pegel auf die Dateneingangs-Steuer
anschlüsse 4 s der RAM-Makrozelle 4 aufgegeben. Entspre
chend erreichen die RAM-Makrozellen 4 einen Schreibsta
tus, woraufhin von den Dateneingangs-Anschlüssen 26 a bis
26 d eingegebene Daten in die RAM-Makrozelle 4 einge
schrieben werden durch die Dateneingangsanschlüsse 6 a
bis 6 d des RAM-Blocks 26. Entsprechend werden die ande
ren Eingangsdaten von den verbleibenden Eingangsan
schlüssen 26 a bis 25 d in die entsprechenden RAM-Blöcke
25 eingegeben.
Wenn das Datenausgangs-Steuersignal RC einen hohen Pegel
annimmt, werden die in den RAM-Makrozellen 4 gespeicher
ten Daten durch die Ausgangsanschlüsse 7 a bis 7 d ausge
lesen, um von dem RAM 100 als Ausgangsdaten 27 a bis 27 p
ausgegeben zu werden.
Wenn jeder RAM-Block 25 als ein Speicher von zweiundrei
ßit Worten mal 6 Bits ausgebildet ist, werden sechs RAM-
Makrozellen 14 verwendet, wie dies in Fig. 13 gezeigt
ist. Jede der RAM-Makrozellen 14 hat 32 Speicherstellen.
Die Decoder-Makrozelle 11 nimmt ein 5-Bit Adressensignal
auf, das von den Adresseneingangsanschlüssen 3 a-3 e
über die Anschlüsse 2 a bis 2 e gespeist worden sind und
decodiert diese, um ein Wortselektionssignal durch die
Wortleitung 5 auszugeben. Eingangsdaten werden eingege
ben von den Eingangsanschlüssen 6 a bis 6 f und Ausgangs
daten werden ausgegeben über die Ausgangsanschlüsse 7 a
bis 7 f. Der verbleibende Aufbau und die Betriebsweise
entsprechen derjenige des RAM-Blocks 25, wie er in Fig.
12 gezeigt ist.
Es ist zu beachten, daß eine Vielzahl von Wortleitungen
5 mit jeder RAM-Makrozelle 4 in dem RAM-Block 25 verbun
den sind. Da die Fig. 12 und 13 Schaltbilder darstel
len, sind die Wortleitungen 5 mit den jeweiligen RAM-
Makrozellen über Shunts verbunden. Um die RAM-Blöcke 25
auf dem Gatterfeld-Chip 33 auszubilden, sind die Wort
leitungen 25 jedoch als vertikale Verdrahtungen ausge
bildet, wie dies durch die gebrochenen Linien 5 a in Fig.
12 dargestellt ist. Die Verbindung zwischen den RAM-
Makrozellen 4 wird somit durch eine große Anzahl von
vertikalen Drähten und eine kleinere Anzahl lateralen
Drähten verwirklicht.
Da keine große Anzahl von lateralen Drähten in den RAM-
Blöcken 25 erforderlich ist, können die RAM-Blöcke 25
auf dem Gatterfeld-Chip 33 ohne Verwendung von aktiven
Zonen 18 als Verdrahtungszonen 43 ausgebildet werden.
Wie schematisch in Fig. 14 gezeigt, wird eine als Logik-
Schaltungsbereich LR verwendeter Bereich und der Spei
cherbereich MR, die voneinander getrennt sind, auf dem
Gatterfeld-Chip in dem Master-Slice LSI 200 definiert.
Unter der Annahme, daß das Symbol X die Längsrichtung
der aktiven Zonen 18 und das Symbol Y die Richtung des
Feldes der aktiven Zonen 18 angibt, sind die Bereiche LR
und MR voneinander durch die virtuelle Grenzlinie 51 von
einander getrennt, die parallel zu der Richtung X ver
läuft. Eine oder mehrere aktiven Zonen 18 werden als
Verdrahtungszonen in dem Logik-Schaltbereich LR verwen
det, während alle aktiven Zonen 18 als Decoder-
Makrozellen 1 oder RAM-Makrozellen 4 in den RAM-Blöcken
25 verwendet werden.
Fig. 15 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung der
Region 50, in der acht RAM-Blöcke 25 als RAM-Blöcke 25 a 1
bis 25 a 4 und 25 b 1 bis 25 b 4 gezeigt sind. Diese sind in
ihrer Größe übereinstimmend. Unter diesen entsprechen
vier RAM-Blöcke 25 a 1 bis 25 a 4 den linken vier RAM-
Blöcken 25 von Fig. 11 und die verbleibenden vier RAM-
Blöcke 25 b 1 bis 25 b 4 entsprechend den rechten vier RAM-
Blöcken 25 von Fig. 11. Weiter zeigt Fig. 15 aktive Zo
nen 18, die in ihrer Anzahl größer sind als die aktiven
Zonen 18, die in Fig. 8 gezeigt sind, und die auf dem
Gatterfeld-Chip 33 vorhanden sind. Fünf RAM-Blöcke 25 a 1
bis 25 a 4 und 25 b 1 werden durch die Verwendung von fünf
aktiven Zonen 18 j gebildet, die an dem einen Endab
schnitt des Feldes 41 vorhanden sind, die entlang einer
virtuellen gestreckten Linie L 1 angeordnet sind, die
parallel zu der Richtung X verläuft. Wenn eine vorgege
bene Breite d des Speicherbereichs MR (die Länge der ak
tiven Zonen 18) nicht sehr lang ist, ist es nicht mög
lich, alle acht RAM-Blöcke 25 a 1 bis 25 a 4 und 25 b 1 bis
25 b 4 in einer Reihe anzuordnen. Die verbleibenden drei
RAM-Blöcke 25 b 2 bis 25 b 4, die nicht unter Verwendung von
aktiven Zonen 18 j gebildet werden können, werden eine
neben der anderen entlang der virtuellen gestreckten Li
nie L 2 angeordnet, die parallel zu der Richtung X ist.
Die RAM-Blöcke 25 b 2 bis 25 b 4 werden durch die Verwendung
von aktiven Zonen 18 h gebildet.
Eine erste Blockreihe 52 wird gebildet, durch die RAM-
Blöcke 25 a 1 und 25 a 4 und 25 b 1, während eine zweite
Blockreihe 53 gebildet wird durch die RAM-Blöcke 25 b 2
bis 25 b 4. Eine aktive Zone 18 i, die als Verdrahtungszone
verwendet wird, ist zwischen der ersten Blockreihe 52
und der zweiten Blockreihe 53 vorhanden. Paare von RAM-
Blöcken (25 a 3, 25 b 3), (25 a 4, 25 b 3) und (25 b 1, 25 b 4) bil
den jeweils Reihen in der Richtung Y. Die RAM-Blöcke
25 a 1 bis 25 a 4 und 25 b 1 bis 25 b 4 werden in der Form einer
Teilmatrix in oder vergittert nah an einer Seitenkante
54 des Speicherbereichs MR angeordnet. Wenn sechszehn
RAM-Blöcke vorhanden sind, bildet ein solcher RAM-Block
eine komplette Matrix von vier mal vier. Die für den
Speicherbereich MR erforderliche Größe wird durch Ver
wendung einer solchen Anordnungsregel minimiert.
In dem Logik-Schaltungsbereich LR sind beispielsweise
aktive Zonen 18 d und 18 g als Logik-Makrozellen 23
(schraffiert dargestellt) verwendet. Aktive Zonen 18 e
und 18 f, die zwischen den Logik-Makrozellen 23 angeord
net sind, werden als Verdrahtungszonen verwendet. Die
aktiven Zonen 18 e und 18 f werden nicht als Makrozellen
verwendet. Die Logik-Makrozellen 23 werden durch sprin
gende Verwendung der aktiven Zonen 18 gebildet. Eine
große Anzahl von lateralen Verdrahtungen 21 und vertika
len Verdrahtungen 22 sind zwischen den aktiven Zonen 18 d
und 18 g vorgesehen.
Fig. 16 zeigt das Innere jedes RAM-Blocks 25. Aktive Zo
nen 18 werden als Decodermakrozelle 1 und RAM-Makro
zellen 4 verwendet. Wortleitungen 5 werden durch verti
kale Verdrahtungen 21 gebildet. Laterale Drähte 22 er
strecken sich von den Anschlüssen 4 t und 4 g. Aus Fig. 12
ergibt sich unmittelbar, daß jede RAM-Makrozelle 4 mit
vier Verdrahtungen 61 bis 64 verbunden sein muß, die
sich von den Anschlüssen 4 q, 4 r, 4 s bzw. 4 t erstrecken,
zusätzlich zu den Wortleitungen 5. Die vier Verdrahtun
gen 61 bis 64 werden durch laterale Drähte 22 gebildet,
die auf den der Verdrahtung zugewiesenen Zonen 34 ausge
bildet sind. Fig. 16 zeigt lediglich die Verdrahtungen
61 und 63. Aktive Zonen werden als Verdrahtungszonen in
dem Inneren des RAM-Blocks nicht verwendet, vielmehr
werden alle aktiven Zonen 18 für die Makrozellen einge
setzt.
Wenn alle Verdrahtungen 61 bis 64 sich in eine Richtung
(beispielsweise in Fig. 16 nach links) erstrecken, müs
sen vier laterale Verdrahtungen 21 vorgesehen sein zwi
schen einem benachbarten Paar von aktiven Zonen 18 a und
18 b, wie dies in Fig. 17A gezeigt ist. In diesem Fall
ist der Abstand D so groß, daß die vier lateralen Drähte
zwischen den benachbarten aktiven Zonen 18 a, 18 b vorge
sehen sein können. Wenn drei Verdrahtungen 61 bis 63 sich
in einer Richtung erstrecken und die verbleibende Ver
drahtung 64 sich in eine andere Zeit erstreckt, kann der
Abstand D eine Verdrahtungskapazität für drei Drähte ha
ben. Wenn zwei Verdrahtungen 61 und 62 sich in eine
Richtung erstrecken und die verbleibenden beiden Ver
drahtungen 63 und 64 sich in eine andere Richtung er
strecken, kann der Raum D eine Verdrahtungskapazität für
zwei Drähte haben.
Das Ausführungsbeispiel kann die beiden Verdrahtungsar
ten, die in den Fig. 17B und 17C gezeigt werden, da der
Raum D eine Verdrahtungskapazität für drei Verdrahtungen
hat. Die Technik der Anordnung der aktiven Zonen 18,
derart, daß der Raum D eine Verdrahtungskapazität für
zwei oder vier Verdrahtungen hat, liegt innerhalb des
erfinderischen Gedankens. Wenn, im allgemeinen, die An
zahl der mit den RAM-Makrozellen 4 in den RAM-Blöcken 25
zu verbindenden lateralen Verdrahtungen 21 gleich N ist
(N: ganzzahlig), wird die Breite D jeder Verdrahtungszo
ne 34 so bestimmt, daß die Verdrahtungskapazität inner
halb eines Bereiches von N /2 bis N ist. Mit anderen Wor
ten wird die Verdrahtungskapazität der Verdrahtungszone
34 bestimmt entsprechend dem Erfordernis für die latera
le Verdrahtung zu der Speicher-Makrozelle 4.
Die RAM-Blöcke 25 müssen nicht in ihrer Größe vollstän
dig übereinstimmen. In Fig. 18 sind die RAM-Blöcke 25 c,
25 d und 25 e in ihrer Größe unterschiedlich zueinander.
Unter der Annahme, daß das Symbol M die Anzahl der akti
ven Zonen 18, die in jedem der RAM-Blöcke verwendet
wird, ist M = 5 in den RAM-Blöcken 25 c und 25 d. Jeder
der RAM-Blöcke 25 e ist durch drei aktive Zonen 18 (M =
3) gebildet. Um die Fläche zu minimieren, die für den
Speicherbereich MR erforderlich ist, sind RAM-Blöcke mit
demselben M-Wert in derselben Blockreihe angeordnet, so
weit dies möglich ist. In Fig. 18 sind die RAM-Blöcke
25 c und 25 d, die den Wert M = 5 haben, in einer
Blockreihe 55 angeordnet. Die RAM-Blöcke 25 e mit einem
Wert M = 3, sind in einer Blockreihe 57 angeordnet. Die
RAM-Blöcke 25 e mit einem Wert M = 3 und der RAM-Block
25 d mit einem Wert M = 5 sind in einer Blockreihe 56 an
geordnet. Die Blockreihen 55, 56 und 57 sind so angeord
net, daß ihre Kanten 91, die parallel zu der X-Richtung
sind, entlang gedachter gestreckter Linien L 1, L 2 bzw.
L 3 liegen, die zu der X-Richtung parallel liegen.
In Fig. 18 ist die gestreckte Linie L 3, die die untere
Kante der Blockreihe 57 definiert, in einer höheren Po
sition als eine gestreckte Linie L 4, die die höhere Kan
te der Blockreihe 56 definiert. Wenn die gestreckte Linie
L 3 in ihrer Position abgesenkt wird gegenüber der ge
streckten Linie L 4, wie dies durch einen Pfeil A darge
stellt ist, gehören die aktiven Zonen 18 k sowohl zu der
Blockreihe 56 als auch zu der Blockreihe 57. In der
Blockreihe 56 müssen die aktiven Zonen 18 k eingesetzt
werden als Decoder-Makrozellen oder RAM-Makrozellen für
den RAM-Block 25 d. Andererseits müssen die aktiven Zonen
18 c verwendet werden als Verdrahtungszonen zum Verbinden
der Blockreihen 56 und 57. Diese beiden Erfordernisse
stehen gegeneinander, eine effektive Anordnung der RAM-
Blöcke kann nicht erreicht werden. Die gestreckte Linie
L 3 wird daher in eine höhere Position gebracht als die
gestreckte Linie L 4 auf einer Ebene, die durch die Ober
fläche des Gatterfeld-Chips 33 bestimmt wird. Die Posi
tionen der Blockreihen 55, 56 und 57 sind, mit anderen
Worten, so bestimmt, daß diese einander nicht überlap
pen.
Um den Bereich zu minimieren, der für die Speicherregion
MR erforderlich ist, wird folgendes Verfahren ausge
führt: Zunächst werden die jeweiligen RAM-Blöcke 25 c,
25 d und 25 e in Übereinstimmung mit deren M-Werten klas
sifiziert. Beispielsweise werden die RAM-Blöcke 25 c und
25 d mit einem M-Wert von fünf in eine erste Gruppe und
die RAM-Blöcke 25 e mit einem Wert von M = 3 in eine
zweite Gruppe klassifiziert. Die RAM-Blöcke 25 c und 25 e,
die zu einer ersten Gruppe gehören, werden imaginär an
geordnet in einer Reihe entlang einer Seitenkante 54 des
Speicherbereiches MR. Da die Breite d des Speicherbe
reichs MR vorangehend bestimmt ist, kann es unmöglich
sein, alle RAM-Blöcke 25 c und 25 e in der ersten
Blockreihe 55 anzuordnen. In einem solchen Fall wird ein
RAM-Block, der nicht in der ersten Blockreihe 55, also
einer der RAM-Blöcke 25 d, in der zweiten Blockreihe 56
angeordnet.
In der zweiten Blockreihe 56 werden drei RAM-Blöcke 25 e
folgend auf den RAM-Block 25 d angeordnet. Wenn die RAM-
Blöcke 25 c und 25 d, die in der ersten Blockreihe 55 in
Fig. 18 von links aufeinander folgend angeordnet sind,
werden die RAM-Blöcke 25 d und 25 e in der zweiten
Blockreihe 56 aufeinander folgend von rechts angeordnet.
Die verbleibenden drei RAM-Blöcke 57, die in nicht in
der zweiten Blockreihe 56 angeordnet werden können, wer
den in der dritten Blockreihe 57 aufeinander folgend von
links in Fig. 18 angeordnet. Der Schritt der Anordnung
der RAM-Blöcke 25 c, 25 d und 25 e auf dem Gatterverhält
nis-Chip 33 schließt ein Verfahren der aufeinander fol
genden Anordnung der RAM-Blöcke 25 c, 25 d und 25 e in
wechselnden Richtungen entlang einer imaginären schwan
kenden Spurlinie B ein.
Infolgedessen werden die RAM-Blöcke 25 c, 25 d und 25 e
imaginär angeordnet nah gegen die Seitenkante 54. Die
Blockreihen 55, 56 und 57 werden in der Richtung Y an
geordnet von einer Ursprungslinie, die durch eine End
kante 54 definiert wird. In den Blockreihen 55, 56 und
57 schließen wenigstens die Blockreihen 55 und 56, also
andere als die Blockreihe 57, die maximale Anzahl von
RAM-Blöcken ein, die vorgesehen sein können in dem Be
reich der Breite d. Eine solche Situation wird generell
angenommen in dem Fall eines Speichers mit ersten K-
Blockreihen unter der Annahme, daß K eine ganze Zahl an
gibt. Die RAM-Blöcke 25 c und 25 d, die zu derselben Grup
pe gehören, sind entlang einer imaginären schwankenden
Spurlinie B kontinuierlich aufeinander folgend angeord
net.
Nach Abschluß eines versuchsweisen Layouts werden die
Längen d 1, d 2 und d 3 der jeweiligen Blockreihen 55, 56
und 57 berechnet. Weiter werden die Weiten der jeweili
gen Blockreihen 55, 56 und 57, d. h. die Maximalwerte M 1,
M 2 und M 3 (nicht gezeigt) innerhalb der Werte von M ent
sprechend der RAM-Blöcke in den jeweiligen Block-Reihen
55, 56 und 57 berechnet. Die Längen d 1, d 2 und d 3 werden
durch die Maximalwerte M 1, M 2 und M 3 multipliziert und
die Werte der drei so gewonnenen Produkte werden aufad
diert. Unter der Annahme, daß D 1 = 10, d 2 = 8 und d 3 = 7
ist in einer willkürlichen Einheit, ergibt sich die er
rechnete Summe wie folgt:
S = d 1 × M 1 + d 2 × M 2 + d 3 × M 3
= 10 × 5 + 8 × 5 + 7 × 3
= 111
= 10 × 5 + 8 × 5 + 7 × 3
= 111
Sodann wird ein weiteres Versuchs-Layout gefunden, in
dem die RAM-Blöcke 25 d, 25 d und 25 e imaginär angeordnet
sind in einer willkürlichen Abfolge die sich unterschei
det von derjenigen von Fig. 18 unter Beibehaltung der
Regel der kontinuierlichen Anordnung der RAM-Blöcke mit
denselben M-Werten. Nachdem ein solches Layout von RAM-
Blöcken imaginär durchgeführt worden ist in der neuen
Abfolge, wird die Summe S in der neuen Abfolge berech
net. Dieses Verfahren wird wiederholt durchgeführt, bis
alle möglichen Versuchs-Layouts berücksichtigt worden
sind. Alle Werte der so gewonnenen Summen S werden mit
einander verglichen. Ein Layout mit einem Minimalwert
der Summe S wird gefunden und als tatsächliches Layout
für das Gatterfeld-Chip 33 verwendet. Im Ergebnis ist
die Fläche des Speicherbereichs MR minimiert.
Um das Master-Slice LSI 200 in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung herzustellen, wird zunächst das
Halbleiter-Trägermaterial (Fig. 8) vorbereitet. Sodann
werden die streifenförmigen aktiven Zonen 18 und die der
Verdrahtung zugewiesenen Zonen 34, die jeweils eine Ver
drahtungskapazität von wenigen Drähten (d. h. zwei, drei
oder vier Drähten) haben, alternierend ausgebildet in
einer Anordnung auf dem Trägermaterial 40. Die Ein
gangs/Ausgangs-Schnittstellen-Pufferzonen 17 werden wei
ter auf dem Halbleiterträgermaterial 40 ausgebildet.
Nachdem das Gatterfeld-Chip 33 so gebildet worden ist,
werden der Bereich 50 (Fig. 14), der für den Logik-
Schaltbereich LR verwendet wird und der Speicherbereich
MR auf der Oberfläche des Gatterfeld-Chips 33 spezifi
ziert. Sodann wird eine Seitenkante 54 des Bereiches 50,
die parallel zu der X-Richtung der aktiven Zonen 18 ist,
spezifiziert und die RAM-Blöcke 25 entsprechend der vor
erwähnten Layout-Regel angeordnet in Abfolge von der
Seite benachbart zu der Seitenkante 54. Eine Anordnung
der Logik-Schaltung wird auch ausgeführt in dem Logik-
Schaltungsbereich LR.
Die aktiven Zonen 18, die als Verdrahtungszonen 43 (Fig.
10B) verwendet werden, werden in diesem Layout bestimmt.
Keine aktiven Zonen 18 sind erforderlich, um als Ver
drahtungszone 43 in den Blockreihen 52 und 53 (55, 56
und 57) verwendet zu werden. Die aktiven Zonen 18, die
nicht als Verdrahtungszonen 43 verwendet werden, dienen
als Makrozellen.
Bei diesem Layout werden die lateralen Verdrahtungen 21
und die vertikalen Verdrahtungen 22 auf dem Gatterfeld-
Chip 33 ausgebildet. Nicht gezeigte interne Verdrahtun
gen der Einheits-Transistorzellen 20, die zu denselben
aktiven Zonen 18 gehören, werden weiter auf den aktiven
Zonen 18 ausgebildet, die nicht als Verdrahtungszonen 43
verwendet werden. Bekannte Verfahren zum Bonden und zum
Verpacken werden durchgeführt auf dem Gattefeld-Chip 33,
wodurch der Herstellungsvorgang zur Gewinnung des ge
wünschten Master-Slice LSI abgeschlossen ist.
Die RAM-Blöcke 25 weisen die Decoder-Makrozellen 1 und
die RAM-Makrozellen 4 auf. Die RAM-Makrozellen 4 sind
hauptsächlich verbunden durch kurze vertikale Verdrah
tungen 22, wodurch das Ausmaß der Integration und der
Operationsgeschwindigkeit verbessert wird. Die erforder
liche Anzahl von lateralen Verdrahtungen 21 und vertika
len Verdrahtungen 22 sind in dem Logik-Schaltbereich RL
vorgesehen. Der auf dem Gatterfeld-Chip 33 ausgebildete
Speicher kann durch ein ROM gebildet werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung
sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfin
dung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kom
binationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren
verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
- Bezugszeichenliste
1 Decoder-Makrozelle
2 Anschluß
3 Anschluß
4 Anschluß
5 Wort-Leitung
6 Anschluß
7 Anschluß
10 Anschluß
14 RAM-Makrozelle
16 Gatterfeld-Chip
17 Pufferzone
18 aktive Zone
19 Verdrahtungsone
20 Transistorzelle
21 laterale Verdrahtung
22 vertikale Verdrahtung
23 Makrozelle
25 RAM-Block
26 Anschluß
27 Anschluß
29 Anschluß
30 Adresseneingang
31 Inverter
32 Inverter
33 Gatterfeld-Chip
34 Zone
40 Trägermaterial
41 Feld
42 Makrozellenreihe
43 nicht-aktive Zone
52 Blockreihe
53 Blockreihe
55 Blockreihe
56 Blockreihe
57 Blockreihe
61 Verdrahtung
62 Verdrahtung
64 Verdrahtung
91 Kante
100 RAM
200 LSI
AD Adressensignal
RC Selektionssignal
WR Schreibsteuersignal
LR Logikbereich
MR Speicherbereich
Claims (15)
1. Master-Slice-IC, gekennzeichnet durch
- a) ein Halbleiter-Trägermaterial (40),
- b) eine Speicher-Schaltung, die in einem Speicherbe
reich (MR) ausgebildet ist, die auf dem Halbleiter-Trä
germaterial (40) definiert wird und aufweist:
- (b-1) ein Feld von Speicher-Makrozellen (4), die unter Verwendung eines ersten Teiles eines Feldes von strei fenförmigen, aus dem Halbleiter-Trägermaterial (40) aus gebildeten aktiven Zonen (18) ausgebildet sind, wobei die aktiven Zonen (18) entlang einer ersten Richtung senkrecht zu einer zweiten Richtung, die eine Longitudi nalrichtung der aktiven Zone (18) ist, angeordnet sind, wobei der Verdrahtung zugewiesene Zonen vorgesehen sind, zwischen jeweils benachbarten Paaren von aktiven Zonen (18), wobei jede der der Verdrahtung zugewiesenen Zonen eine vorgegebene Verdrahtungskappe gewählt hat bezüglich der Verdrahtung in der zweiten Richtung, und wobei die Verdrahtungskapazität bestimmt wird entsprechend dem Er fordernis für die Verdrahtung mit den Speicher-Makro zellen (4) in der zweiten Richtung,
- (b-2) Decoder-Makrozellen (1), die durch Verwendung ei nes zweiten Teiles des Feldes der aktiven Zonen (18) ge bildet sind zum Decodieren eines Adressensignals (AD), das auf die Speicher-Schaltung aufgegeben ist, und
- (b-2) Decoder-Makrozellen (1), die durch Verwendung ei nes zweiten Teiles des Feldes der aktiven Zonen (18) ge bildet sind zum Decodieren eines Adressensignals (AD), das auf die Speicher-Schaltung aufgegeben ist, und
- (b-3) erste Verdrahtungen, die vorgesehen sind in den der Verdrahtung zugewiesenen Zonen und mit den Speicher- Makrozellen (4) und/oder mit Decoder-Makrozellen (1) verbunden sind; und
- (c) eine Logikschaltung, die in einem Logik-Schalt
bereich (LR) ausgebildet ist gesondert von dem Speicher
bereich (MR) in der ersten Richtung auf dem Halbleiter-
Trägermaterial und mit:
- (c-1) Logik-Makrozellen, die ausgebildet sind durch springende Verwendung eines dritten Teiles des Feldes von aktiven Zonen (18), und
- (c-2) zweiten Drähten, die gebildet sind auf den der Verdrahtung zugewiesenen Zonen und Teilen der aktiven Zonen (18), die vorhanden sind zwischen den Logik- Makrozellen, wobei die zweiten Verdrahtungen mit den Lo gik-Makrozellen verbunden sind.
2. Master-Slice-IC nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verdrahtungskapazität gewählt wird aus
einem Bereich zwischen 2 und 4.
3. Master-Slice-IC nach Anspruch 1 und Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß
- - die Speicher-Schaltung eine Mehrzahl von Speicher blockreihen, die in einer ersten Richtung angeordnet sind, von denen jede eine vorgegebene Anzahl von Spei cherblöcken hat und sich entlang der zweiten Richtung erstreckt, und
- - Teile der aktiven Zellen, die zwischen den jeweilig benachbarten Paaren der Blockreihen angeordnet sind, als Verdrahtungszonen für die ersten Verdrahtungen verwendet werden.
4. Master-Slice-IC nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- - die Speicherblockreihen angeordnet sind entlang der ersten Richtung von einer Seitenkante (91) des Speicher bereichs (MR) und
- - wenigstens jede der Speicherblockreihen außer einer der Speicherblockreihen die Speicherblöcke aufweist in einer maximalen Anzahl, die vorgesehen sein kann inner halb des Bereiches der Breite des Speicherbereichs (MR) in der zweiten Richtung.
5. Master-Slice-IC nach einem der vorangehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Speicherblöcke in ihre Größe in der ersten Richtung nicht gleichförmig sind,
- - die Speicherblöcke in eine Mehrzahl von Gruppen in Übereinstimmung mit ihrer Größe in der ersten Richtung klassifiziert sind, und
- - die Speicherblöcke, die zu derselben Gruppe gehö ren, kontinuierlich in derselben Speicherregion angeord net sind entlang einer imaginären schwankenden Linie, die die Speicherblockreihen in wechselnden Richtungen führen.
6. Verfahren zur Herstellung eines Master-Slice-IC mit
einer Logikschaltung und einer Speicherschaltung, ge
kennzeichnet durch
- - einen ersten Schritt der Herstellung des Halblei ter-Trägermaterials;
- - einen zweiten Schritt der Bildung des Feldes von streifenförmigen aktiven Zonen auf dem Halbleiter- Substrat zur Gewinnung eines Gatterfeld-Chips, wobei je de der aktiven Zonen eine Mehrzahl von aktiven Elementen hat, und wobei die aktiven Zonen angeordnet sind entlang einer ersten Richtung senkrecht zu einer zweiten Rich tung, die eine Längsrichtung der aktiven Zonen ist, wo bei der Verdrahtung zugewiesene Zonen jeweils eine Ver drahtungskapazität hat, die gewählt ist aus den Ziffern 2, 3 und 4 bezüglich der Verdrahtung in der zweiten Richtung vorgesehen zwischen jeweils benachbarten Paaren der aktiven Zonen;
- - eine dritte Stufe der Bestimmung eines Layouts der Logikschaltung und der Speicherschaltung auf dem Gatter feld-Chip; und
- - einen vierten Schritt der Druchführung der Verdrah tung auf dem Gatterfeld-Chip in Übereinstimmung mit dem Layout, wobei die aktiven Zonen teilweise als Verdrah tungszonen verwendet werden.
7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß
- - der Speicherkreis eine Mehrzahl von Speicherblöcken hat, und
- - der dritte Schrit beinhaltet:
- - einen ersten Prozeß der Bestimmung eines Gebietes zur Ausbildung der Logikschaltung und der Speicherschal tung auf dem Halbleiter-Trägermaterial,
- - einen zweiten Prozeß der Bestimmung einer Seiten kante des sich in der zweiten Richtung erstreckenden Be reichs, und
- - einen dritten Prozeß der Anordnung der Mehrzahl von Speicherblöcken in dem Bereich nahe der Seitenkante zur Bildung eines Feldes der Speicherblöcke.
8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß
- - das Feld aus den Speicherblöcken in Form einer Speicherblockreihe vorgesehen ist, die entlang einer von der Seitenkante definierten Ursprungslinie angeordnet sind, und
- - wenigstens einer der Speicherblockreihen außer ei ner Speicherblockreihe die Speicherblöcke in einer Maxi malanzahl hat, die vorgesehen sein kann in einem Bereich der Breite des Bereiches in der zweiten Richtung.
9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß
- - das Feld aus den Speicherblöcken gewonnen wird durch aufeinander folgendes Anordnen der Speicherblöcke entlang einer imaginären schwankenden Spurlinie, die die Speicherblockreihen in wechselnden Richtungen führt.
10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß
- - die Speicherblöcke in der ersten Richtung in ihrer Größe nicht einheitlich sind,
- - die Speicherblöcke in eine Mehrzahl von Gruppen in Übereinstimmung mit ihrer Größe in der ersten Richtung klassifiziert werden, und
- - das Feld der Speicherblöcke gewonnen wird durch aufeinander folgendes Anordnen der Speicherblöcke ent lang der imaginären schwankenden Linie, so daß die zu derselben Gruppe gehörenden Speicherblöcke kontinuier lich aufeinander folgend sind entlang der imaginären schwankenden Spurlinie.
11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch ge
kenzeichnet, daß
- - die jeweiligen Speicherblockreihen durch Anordnen der Speicherblöcke derart gebildet sind, daß eine Kante jeden Speicherblocks vorhanden ist auf einer imaginären gestreckten Linie, die parallel zu der zweiten Richtung ist.
12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Speicherblockreihen einander nicht
überlappen.
13. Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abfolge der Anordnung der Gruppen
entlang der imaginären schwankenden Spurlinie so be
stimmt ist, daß der Speicherbereich in der Größe mini
miert ist.
14. Gatterfeldchip für die Herstellung eines Master-
Slice-IC mit einer Logikschaltung und einer Speicher
schaltung, gekennzeichnet durch
- - ein Halbleiter-Trägermaterial (40), und
- - ein Feld von streifenförmigen aktiven Zonen (18), die auf dem Halbleiter-Trägermaterial (40) angeordnet sind, wobei die aktiven Zonen (18) in einer ersten Rich tung senkrecht zu einer zweiten, zu der Längsrichtung der aktiven Zone (18) senkrechten ersten Richtung an geordnet sind, die der Verdrahtung zugewiesenen Zonen jeweils eine Verdrahtungskapazität hat von zwei, drei oder vier in bezug auf die Verdrahtung in der zweiten Richtung zwischen jeweils benachbarten Paaren der jewei ligen aktiven Zonen, und die aktiven Zonen als Verdrah tungszonen verwendbar sind.
15. Gatterfeldchip nach Anspruch 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß
- - die Breite der der Verdrahtung zugewiesenen Zonen in der ersten Richtung im Bereich zwischen 12 bis 20 µm liegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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