JP2006005103A - 標準セル、標準セルライブラリおよび半導体集積回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の標準セルでは、他のトランジスタと異なるゲート長を有するトランジスタの両隣のトランジスタのうち少なくとも一方のトランジスタは常にオフ状態とする。これにより、ゲート仕上がり寸法がばらついても標準セルの動作には影響を与えないので、標準セルの特性のばらつきを抑制することができる。
【選択図】 図1
Description
(1) ゲート808の左側(向かって左側)にはゲートが存在せず、右側(向かって右側)には距離S1だけ離れた位置にゲート809が存在する。
(2) ゲート809の左右には、共に距離S1だけ離れた位置にゲート808, 810が存在する。
(3) ゲート810の左側には距離S1だけ離れた位置にゲート809が存在し、右側にはS2>S1となる距離S2だけ離れた位置にゲート811が存在する。
(4) ゲート811の左側のうちの上部には距離S2だけ離れた位置にゲート810が存在し、左側のうちの下部にはゲートが存在せず、右側にはゲートが存在しない。
(5) nチャネルトランジスタ812のゲートの左側にはゲートが存在せず、右側にはS3<S1となる距離S3だけ離れた位置にゲート813が存在する。
(6) ゲート813の左右には、距離S3だけ離れた位置にゲート812, 814が存在する。
(7) ゲート814の左側には、距離S3だけ離れた位置にゲート813が存在し、右側にはS4>S2となる距離S4だけ離れた位置にゲート815が存在する。
(8) ゲート815の左側のうちの上部には、距離S4だけ離れた位置にゲート814が存在し、左側のうちの下部にはゲートが存在せず、右側にはゲートが存在しない。
図1は本発明の第1の実施形態における標準セルを示す平面図である。図1に示すように、本実施形態の標準セル100は、半導体層101と、半導体層101の一端の上に設けられた電源配線102と、半導体層101のうち電源配線102と対向する一端の上に設けられた接地配線103と、半導体層101のうち電源配線102と接地配線103との間に位置する領域に設けられたp型拡散領域104と、半導体層101のうちp型拡散領域104とは異なる領域に設けられたn型拡散領域105と、p型拡散領域104の上に互いに離間して設けられたゲート107〜111と、n型拡散領域105の上に互いに距離S1だけ離間して設けられたゲート114〜118と、半導体層101のうちp型拡散領域104の両側方に位置する部分の上に、ゲート107, 111からそれぞれ距離S1だけ離間して設けられたダミーゲート106, 112と、n型拡散領域105の両側方に位置する部分の上に、ゲート114, 118からそれぞれ距離S1だけ離間して設けられたダミーゲート113, 119とを備えている。
図2は本発明の第2の実施形態における標準セルを示す平面図である。図2に示すように、本実施形態の標準セル200は、半導体層201と、半導体層201の一端の上に設けられた電源配線202と、半導体層201のうち電源配線202と対向する一端の上に設けられた接地配線203と、半導体層201のうち電源配線202と接地配線203との間に位置する領域に設けられたp型拡散領域204a, 204b, 204cと、半導体層201のうちp型拡散領域204a, 204b, 204cとは異なる領域に設けられたn型拡散領域205a, 205b, 205cと、p型拡散領域204a, 204b, 204cのそれぞれの上に設けられたゲート207, 209, 211と、n型拡散領域205a, 205b, 205cのそれぞれの上に設けられたゲート214, 216, 218と、半導体層201のうちp型拡散領域204a, 204b, 204cのそれぞれの間や側方の上に設けられたダミーゲート206, 208, 210, 212と、半導体層201のうちn型拡散領域205a, 205b, 205cのそれぞれの間や側方の上に設けられたダミーゲート213, 215, 217, 219とを備えている。
図3は本発明の第3の実施形態における標準セルを示す平面図である。図3に示すように、本実施形態の標準セル300は、半導体層301と、半導体層301の一端の上に設けられた電源配線302と、半導体層301のうち電源配線302と対向する一端の上に設けられた接地配線303と、半導体層301のうち電源配線302と接地配線303との間に位置する領域に設けられたp型拡散領域304と、半導体層301のうちp型拡散領域304とは異なる領域に設けられたn型拡散領域305と、p型拡散領域304の上に互いに離間して設けられたゲート307〜311と、n型拡散領域305の上に互いに離間して設けられたゲート314〜318と、半導体層301のうちp型拡散領域304の両側方に位置する部分の上に、ゲート307, 311と距離S1だけ離間して設けられたダミーゲート306, 312と、n型拡散領域305の両側方に位置する部分の上に、ゲート314, 318からそれぞれ距離S1だけ離間して設けられたダミーゲート313, 319と、電源配線302に接するコンタクト320, 321と、ゲート308を有するトランジスタTr308のソース領域およびドレイン領域に接するコンタクト322, 323と、ゲート315を有するトランジスタTr315のソース領域およびドレイン領域に接するコンタクト326, 327と、接地配線303に接するコンタクト328, 329と、ゲート308に接するコンタクト325と、ゲート315に接するコンタクト324と、コンタクト320, 322, 324を接続する配線350と、コンタクト325, 327, 329を接続する配線351と、コンタクト326, 328を接続する配線352と、コンタクト321, 323を接続する配線353とを備えている。
図4は本発明の第4の実施形態における標準セルを示す平面図である。図4に示すように、本実施形態の標準セル400の隣には別の標準セル450が設けられている。標準セル400, 450の境界に位置するダミーゲート452, 453は、標準セル400の右側の境界に位置したダミーゲートと標準セル450の左側の境界に位置したダミーゲートが重なることによって構成されたダミーゲートであり、標準セル400,450間で共有されている。
図5は本発明の第5の実施形態における標準セルを示す平面図である。図5に示す標準セル500は、図12(a)に示す4段のインバーターからなる回路を構成するものであり、半導体層501と、半導体層501の一端の上に設けられた電源配線502と、半導体層501のうち電源配線502と対向する領域の上に設けられた接地配線503と、半導体層501のうち電源配線502と接地配線503との間に位置する領域に設けられたp型拡散領域504a, 504bと、半導体層501のうちp型拡散領域504a, 504bとは異なる領域に設けられたn型拡散領域505a, 505bと、p型拡散領域504aからn型拡散領域505aの上に亘って設けられた導体膜551, 552と、p型拡散領域504bからn型拡散領域505bの上に亘って設けられた導体膜553, 554と、半導体層501のうちp型拡散領域504a, 504bの側方の上に設けられたダミー電極506, 509, 512と、半導体層501のうちn型拡散領域505a, 505bの側方の上に設けられたダミー電極513, 516, 519とを備えている。
また、ゲートおよびダミーゲート間を等間隔で配置するとしたが、等間隔でなくてもよい。その場合にも、ゲート長の不規則性に起因する標準セルの特性のばらつきは抑制することができる。
図6は本発明の第6の実施形態における標準セルを示す回路図である。図6の回路図は、図13に示すフリップフロップのデータ入力部およびデータ出力部の回路を詳細に書いた回路図である。
101 半導体層
104 p型拡散領域
105 n型拡散領域
106,112, 113, 119 ダミーゲート
107〜111, 104〜118 ゲート
Tr107〜Tr118 トランジスタ
200 標準セル
201 半導体層
204a〜204c p型拡散領域
205a〜205c n型拡散領域
206, 208, 210,
213, 215, 217, 219 ダミーゲート
207, 209, 211, 214,
216, 218 ゲート
Tr207〜Tr218 トランジスタ
300 標準セル
301 半導体層
302 電源配線
303 接地配線
304 p型拡散領域
305 n型拡散領域
306, 312, 313, 319 ダミーゲート
307〜311, 304〜318 ゲート
Tr307〜Tr318 トランジスタ
320〜329 コンタクト
350〜353 配線
400 標準セル
401 半導体層
404 p型拡散領域
405 n型拡散領域
406, 413, 452, 453 ダミーゲート
407〜411, 413〜421 ゲート
Tr407〜Tr421 トランジスタ
450 標準セル
500 標準セル
501 半導体層
504a, 504b p型拡散領域
505a, 505b n型拡散領域
506, 512, 513, 519 ダミーゲート
507〜511, 514〜518 ゲート
Tr517〜Tr518 トランジスタ
551〜554 導体膜
601 マスタースレーブフリップフロップ
606〜609 nチャネルトランジスタ
610〜613, 701, 702 インバータ
Claims (24)
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する標準セルであって、
前記複数のトランジスタのうち少なくとも一つの第1のトランジスタのゲート長が他のトランジスタのゲート長より大きく、
前記第1のトランジスタは、前記第1のトランジスタの両隣に設けられたトランジスタのうち少なくとも一方である第2のトランジスタと拡散領域を共有しており、前記第2のトランジスタはオフ状態とされている、標準セル。 - 前記第1のトランジスタの両隣に設けられた前記トランジスタは、共に前記第1のトランジスタと拡散領域を共有している前記第2のトランジスタである、請求項1記載の標準セル。
- 前記複数のトランジスタにおける前記ゲートは等間隔で配置している、請求項1または2に記載の標準セル。
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する標準セルであって、
前記複数のトランジスタのうち少なくとも一つの第1のトランジスタのゲート長が他のトランジスタのゲート長より大きく、
前記第1のトランジスタの両隣のトランジスタのうち少なくとも一方の第2のトランジスタは前記第1のトランジスタの拡散領域とは離間した拡散領域を有し、前記半導体層のうち前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとの間の上にはダミーゲートが設けられている、標準セル。 - 前記第1のトランジスタの両隣のトランジスタは共に前記第2のトランジスタである、請求項3記載の標準セル。
- 前記複数のトランジスタにおける前記ゲートおよび前記ダミーゲートは等間隔で配置されている、請求項4または5に記載の標準セル。
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する標準セルであって、
前記複数のトランジスタのうち少なくとも一つの第1のトランジスタのゲート長が他のトランジスタのゲート長より大きく、
前記第1のトランジスタは、前記第1のトランジスタの両隣のトランジスタのうち少なくとも一方の第2のトランジスタと拡散領域を共有しており、前記第2のトランジスタのソースおよびドレインは電源に接続されているかまたは接地されている、標準セル。 - 前記第2のトランジスタは常にオン状態とされている、請求項7記載の標準セル。
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する標準セルであって、
前記複数のトランジスタとはゲート長の異なるトランジスタを有する第2の標準セルと隣接し、
隣接する前記第2の標準セルとの間にセル間ダミーゲートが設けられ、前記複数のトランジスタのうち前記セル間ダミーゲートに隣接するトランジスタの少なくとも一つである第1のトランジスタはオフ状態とされている、標準セル。 - 前記複数のトランジスタのうち前記セル間ダミーゲートに隣接するトランジスタが全てオフ状態とされている前記第1のトランジスタである、請求項9記載の標準セル。
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する標準セルであって、
前記標準セルの両端にはセル間ダミーゲートが設けられ、前記複数のトランジスタのうち前記セル間ダミーゲートに隣接するトランジスタの少なくとも一つである第1のトランジスタのソースおよびドレインは電源に接続されているか接地されている、標準セル。 - 前記複数のトランジスタのうち前記セル間ダミーゲートに隣接するトランジスタのソースおよびドレインは全て、電源に接続されているか接地されている第1のトランジスタである、請求項11記載の標準セル。
- 前記第1のトランジスタは全てオン状態とされている、請求項11または12記載の半導体装置。
- 前記セル間ダミーゲートのゲート長が他のトランジスタのゲート長より大きい、請求項9〜13のうちいずれか1項に記載の標準セル。
- 前記複数のトランジスタにおける前記ゲートおよび前記セル間ダミーゲートは等間隔で配置されている、請求項9〜13のうちいずれか1項に記載の標準セル。
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する標準セルであって、
前記複数のトランジスタは、
ゲート長が他のトランジスタのゲート長より大きい少なくとも1つの第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタの両隣のトランジスタのうち少なくとも一方であり、前記第1のトランジスタと拡散領域を共有する第2のトランジスタと、
前記第1のトランジスタとは拡散領域を共有しない第3のトランジスタとを有し、
前記第2のトランジスタのトランジスタサイズがばらついた場合に受ける影響が、前記第3のトランジスタのトランジスタサイズがばらついた場合に受ける影響よりも小さい、標準セル。 - 前記第1のトランジスタの両隣に設けられた前記トランジスタは、共に前記第1のトランジスタと拡散領域を共有している前記第2のトランジスタである、請求項16記載の標準セル。
- 前記第2のトランジスタは出力ピンを直接駆動しない、請求項16または17に記載の標準セル。
- フィードバック部をさらに備え、
前記第1のトランジスタは前記フィードバック部を構成するトランジスタである、請求項16〜18のうちいずれか1項に記載の標準セル。 - バス保持もしくはフリップフロップ機能を有する、請求項16〜19のうちいずれか1項に記載の標準セル。
- 請求項1〜20のうちいずれか1項に記載の標準セルを少なくとも1つ備える、標準セルライブラリ。
- 請求項1〜20のうちいずれか1項に記載の標準セルを少なくとも1つ備える、半導体集積回路。
- 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する複数の標準セルを有する標準セルライブラリであって、
前記複数の標準セルのうちゲート長が他のトランジスタより大きいトランジスタを含む標準セルは全て、請求項1〜20のうちいずれか1項に記載の標準セルである、標準セルライブラリ。 - 半導体層の一部に設けられた拡散領域と前記拡散領域の上に設けられたゲートとを有する複数のトランジスタを有する複数の標準セルを有する半導体集積回路であって、
前記複数の標準セルのうちゲート長が他のトランジスタより大きいトランジスタを含む標準セルは全て、請求項1〜20のうちいずれか1項に記載の標準セルである、半導体集積回路。
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