JP2006196790A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuit Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006196790A JP2006196790A JP2005008344A JP2005008344A JP2006196790A JP 2006196790 A JP2006196790 A JP 2006196790A JP 2005008344 A JP2005008344 A JP 2005008344A JP 2005008344 A JP2005008344 A JP 2005008344A JP 2006196790 A JP2006196790 A JP 2006196790A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor integrated
- integrated circuit
- ground potential
- macro cell
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
この発明は、スタンダードセル、ゲートアレイ等のマクロセルを備えた半導体集積回路に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit including macrocells such as standard cells and gate arrays.
近年、スタンダードセル、ゲートアレイ等の半導体集積回路は、高集積化によって、電源電圧が低くなるとともに消費電流が増加している。そして、消費電流が増加することで、電源電位配線や接地電位配線の抵抗成分によって、回路動作時の電源電位の低下や接地電位の上昇が顕著になっている。 In recent years, semiconductor integrated circuits such as standard cells and gate arrays have become lower in power supply voltage and increased in current consumption due to higher integration. As the current consumption increases, the power supply potential decreases and the ground potential increases during circuit operation due to the resistance components of the power supply potential wiring and ground potential wiring.
これらの半導体集積回路では、マクロセルを備えたものが多く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。
スタンダードセル、ゲートアレイ等で用いられるマクロセルは、同一条件で使用されることを前提としてセル遅延が設定されていて、回路シミュレーションによって動作が確認されるように構成されている。
しかし、半導体集積回路内に消費電流の大きいブロックと消費電流の小さいブロックとが生じた場合に、電源電位の低下の程度や接地電位の上昇の程度が双方のブロックで異なってくる。このような場合には、セル遅延が同等になるようにシミュレーションによって想定された回路であっても、セル遅延の相違が生じて回路動作の不具合が発生することになる。
Many of these semiconductor integrated circuits are provided with macrocells (see, for example, Patent Document 1).
A macro cell used in a standard cell, a gate array, or the like is configured such that a cell delay is set on the assumption that it is used under the same conditions, and its operation is confirmed by circuit simulation.
However, when a block with a large current consumption and a block with a small current consumption are generated in the semiconductor integrated circuit, the degree of decrease in the power supply potential and the degree of increase in the ground potential differ between the two blocks. In such a case, even in a circuit assumed by simulation so that the cell delays are equal, a difference in cell delay occurs, resulting in a malfunction of the circuit operation.
このような問題を解決するために、特許文献2、特許文献3等には、電源(Vcc)/接地(GND)間に容量を設ける技術が開示されている。
また、特許文献4等には、マクロセル内において電源(Vcc)/接地(GND)間の容量を設ける技術が開示されている。
In order to solve such a problem,
Patent Document 4 discloses a technique for providing a capacitor between a power supply (Vcc) and a ground (GND) in a macro cell.
上述したように、従来の半導体集積回路は、電源電位の低下や接地電位の上昇が生じて、各マクロセルの遅延変動が発生する場合があった。 As described above, in the conventional semiconductor integrated circuit, the power supply potential is lowered or the ground potential is raised, and the delay variation of each macro cell may occur.
図12は、複数のマクロセルが設けられた従来の半導体集積回路の一例を示す図である。
半導体集積回路には、低抵抗のメタル配線と高抵抗のメタル配線とが設けられている。マクロセルは、一般的に、電源電位(Vcc)が低下することによって、立ち上がり時間が遅くなる。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a conventional semiconductor integrated circuit provided with a plurality of macro cells.
A semiconductor integrated circuit is provided with a low resistance metal wiring and a high resistance metal wiring. In general, the rise time of the macro cell is delayed as the power supply potential (Vcc) decreases.
図12の回路におけるフリップフロップKの動作は、図13(A)に示すように、入力2によるフリップフロップのLレベル入力が入力1によるフリップフロップCKの立ち上がりでラッチして、QからLレベルを出力するようにシミュレーションされているものである。ここで、例えば、Hの回路が動作していないで、C、D、Eの回路が高速に動作して消費電流が増えた場合、Vcc/GNDメタル配線の抵抗成分によって、一方の電源電位配線(Vcc配線V2)に比べて他方の電源電位配線(Vcc配線V1)の電位が著しく低下してしまう。また、一方の接地電位配線(GND配線G2)に比べて、他方の接地電位配線(GND配線G1)の電位が著しく上昇してしまう。 The operation of the flip-flop K in the circuit of FIG. 12 is as follows. As shown in FIG. It has been simulated to output. Here, for example, when the H circuit is not operating and the C, D, and E circuits operate at high speed and the current consumption increases, one power supply potential wiring is caused by the resistance component of the Vcc / GND metal wiring. Compared with (Vcc wiring V2), the potential of the other power supply potential wiring (Vcc wiring V1) is significantly lowered. In addition, the potential of the other ground potential wiring (GND wiring G1) is significantly higher than that of one ground potential wiring (GND wiring G2).
A、B、F、Gの回路は同じGND配線に接続されているが、A、Bの回路はVcc配線V1から電源電位が供給され、F、Gの回路はVcc配線V2から電源電位が供給されている。したがって、A、Bの回路の立ち上がり遅延のみ極端に増加してしまう。これにより、図13(B)に示すように、入力1から回路A、Bを通過したフリップフロップのCKの立ち上がりが遅延して誤動作が生じてしまう。
The A, B, F, and G circuits are connected to the same GND wiring. However, the A and B circuits are supplied with the power supply potential from the Vcc wiring V1, and the F and G circuits are supplied with the power supply potential from the Vcc wiring V2. Has been. Therefore, only the rise delay of the A and B circuits is extremely increased. As a result, as shown in FIG. 13B, the rising edge of the CK of the flip-flop that has passed through the circuits A and B from the
これに対して、上述の特許文献2、特許文献3、特許文献4等では、Vcc/GND間に容量を設けているために、瞬間的に回路を流れる電流に対して電位変動を緩和する効果がある程度期待できる。しかし、定常的に回路を流れる電流によって生じる電源電位の低下や接地電位の上昇を抑止する効果は期待できない。
On the other hand, in
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、マクロセルを備えた半導体集積回路において、定常的又は瞬間的に流れる電流による電源電位の低下や接地電位の上昇によって各マクロセルの遅延変動が生じることのない半導体集積回路を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a semiconductor integrated circuit including a macro cell, each macro cell has a decrease in power supply potential or ground potential due to a steady or instantaneous current flowing. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit in which delay variation does not occur.
この発明の請求項1記載の発明にかかる半導体集積回路は、マクロセルを備えた半導体集積回路であって、前記マクロセルに接続されたNチャンネル電界効果型トランジスタを備え、前記Nチャンネル電界効果型トランジスタを介して前記マクロセルに電源電位を供給するように構成したものである。 A semiconductor integrated circuit according to a first aspect of the present invention is a semiconductor integrated circuit including a macro cell, comprising an N-channel field effect transistor connected to the macro cell, wherein the N-channel field effect transistor is Thus, the power supply potential is supplied to the macro cell.
また、請求項2記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項1に記載の発明において、前記Nチャンネル電界効果型トランジスタは、ゲートが第1の電源電位配線に接続され、ソースが第2の電源電位配線に接続され、ドレインが前記マクロセルに接続されたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the first aspect, the gate of the N-channel field effect transistor is connected to the first power supply potential wiring, and the source is the second. Are connected to the power supply potential wiring, and the drain is connected to the macro cell.
また、請求項3記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項2に記載の発明において、複数の前記マイクロセルにそれぞれ接続された複数の前記Nチャンネル電界効果型トランジスタを備え、前記複数のNチャンネル電界効果型トランジスタは、それぞれのゲートが前記第1の電源電位配線に接続され、それぞれのソースが前記第2の電源電位配線に接続されたものである。 A semiconductor integrated circuit according to a third aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the second aspect, comprising a plurality of the N-channel field effect transistors respectively connected to the plurality of microcells. In the N-channel field effect transistor, each gate is connected to the first power supply potential wiring, and each source is connected to the second power supply potential wiring.
また、請求項4記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項2又は請求項3に記載の発明において、前記第1の電源電位配線及び前記第2の電源電位配線は、前記マクロセル内で接続されないものである。 A semiconductor integrated circuit according to a fourth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the second or third aspect, wherein the first power supply potential wiring and the second power supply potential wiring are provided in the macro cell. It is not connected.
また、請求項5記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記マクロセルに接続されたPチャンネル電界効果型トランジスタをさらに備え、前記Pチャンネル電界効果型トランジスタを介して前記マクロセルに接地電位を供給するように構成したものである。 A semiconductor integrated circuit according to a fifth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a P-channel field effect transistor connected to the macro cell. A ground potential is supplied to the macro cell via a channel field effect transistor.
また、請求項6記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項5に記載の発明において、前記Pチャンネル電界効果型トランジスタは、ゲートが第1の接地電位配線に接続され、ソースが第2の接地電位配線に接続され、ドレインが前記マクロセルに接続されたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the fifth aspect, the gate of the P-channel field effect transistor is connected to the first ground potential wiring, and the source is the second. Are connected to the ground potential wiring, and the drain is connected to the macro cell.
また、請求項7記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項6に記載の発明において、複数の前記マイクロセルにそれぞれ接続された複数の前記Pチャンネル電界効果型トランジスタを備え、前記複数のPチャンネル電界効果型トランジスタは、それぞれのゲートが前記第1の接地電位配線に接続され、それぞれのソースが前記第2の接地電位配線に接続されたものである。 A semiconductor integrated circuit according to a seventh aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the sixth aspect, comprising a plurality of the P-channel field effect transistors respectively connected to the plurality of microcells. In the P-channel field effect transistor, each gate is connected to the first ground potential wiring, and each source is connected to the second ground potential wiring.
また、請求項8記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項6又は請求項7に記載の発明において、前記第1の接地電位配線及び前記第2の接地電位配線は、前記マクロセル内で接続されないものである。 The semiconductor integrated circuit according to an eighth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the sixth or seventh aspect, wherein the first ground potential wiring and the second ground potential wiring are provided in the macro cell. It is not connected.
また、この発明の請求項9記載の発明にかかる半導体集積回路は、マクロセルを備えた半導体集積回路であって、前記マクロセルに接続されたPチャンネル電界効果型トランジスタを備え、前記Pチャンネル電界効果型トランジスタを介して前記マクロセルに接地電位を供給するように構成したものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit comprising a macro cell, comprising a P channel field effect transistor connected to the macro cell, wherein the P channel field effect type is provided. A ground potential is supplied to the macro cell via a transistor.
また、請求項10記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項9に記載の発明において、前記Pチャンネル電界効果型トランジスタは、ゲートが第1の接地電位配線に接続され、ソースが第2の接地電位配線に接続され、ドレインが前記マクロセルに接続されたものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the ninth aspect, the gate of the P-channel field effect transistor is connected to the first ground potential wiring and the source is the second. Are connected to the ground potential wiring, and the drain is connected to the macro cell.
また、請求項11記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項10に記載の発明において、複数の前記マイクロセルにそれぞれ接続された複数の前記Pチャンネル電界効果型トランジスタを備え、前記複数のPチャンネル電界効果型トランジスタは、それぞれのゲートが前記第1の接地電位配線に接続され、それぞれのソースが前記第2の接地電位配線に接続されたものである。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit according to the tenth aspect of the present invention, comprising the plurality of P-channel field effect transistors respectively connected to the plurality of microcells. In the P-channel field effect transistor, each gate is connected to the first ground potential wiring, and each source is connected to the second ground potential wiring.
また、請求項12記載の発明にかかる半導体集積回路は、前記請求項10又は請求項11に記載の発明において、前記第1の接地電位配線及び前記第2の接地電位配線は、前記マクロセル内で接続されないものである。 A semiconductor integrated circuit according to a twelfth aspect of the invention is the semiconductor integrated circuit according to the tenth or eleventh aspect of the invention, wherein the first ground potential wiring and the second ground potential wiring are within the macro cell. It is not connected.
本発明は、マクロセルを備えた半導体集積回路において、Nチャンネル電界効果型トランジスタを介してマクロセルに電源電位を供給したり、Pチャンネル電界効果型トランジスタを介してマクロセルに接地電位を供給している。これにより、定常的又は瞬間的に流れる電流による電源電位の低下や接地電位の上昇によって各マクロセルの遅延変動が生じることのない半導体集積回路を提供することができる。 According to the present invention, in a semiconductor integrated circuit including a macro cell, a power supply potential is supplied to the macro cell via an N-channel field effect transistor, or a ground potential is supplied to the macro cell via a P-channel field effect transistor. As a result, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit in which delay variation of each macro cell does not occur due to a decrease in power supply potential or a ground potential increase due to a current that flows constantly or instantaneously.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
図1は、実施の形態1における半導体集積回路1を示す回路図である。図1に示すように、半導体集積回路1内には、NOR、NAND、フリップフロップ等の複数のマクロセル3a〜3mが設けられている。詳しくは、第1のマクロセル群2A(ブロック)には5つのマクロセル3a、3b、3c、3d、3eが設けられ、第2のマクロセル群2Bには3つのマクロセル3f、3g、3hが設けられ、第3のマクロセル群2Cには3つのマクロセル3j、3k、3mが設けられている。
The first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated
各マクロセル3a〜3mには、それぞれ、Nチャンネル電界効果型トランジスタ(NchFET)としてのNch補助トランジスタ11と、Pチャンネル電界効果型トランジスタ(PchFET)としてのPch補助トランジスタ21と、が接続されている。このような構成により、各マクロセル3a〜3mには、それぞれ、Nch補助トランジスタ11を介して電源電位が供給されて、Pch補助トランジスタ21を介して接地電位が供給されることになる。
Each of the macro cells 3a to 3m is connected to an Nch
詳しくは、Nch補助トランジスタ11は、ゲート(G)が第1電源電位配線6(第1の電源電位配線)に接続され、ソース(S)が第2電源電位配線5A、5B(第2の電源電位配線)に接続され、ドレイン(D)がマクロセル3a〜3mに接続されている。
Specifically, in the Nch
ここで、第1のマクロセル群2Aの各マクロセル3a〜3eに接続された、第1のNch補助トランジスタ群10AのNch補助トランジスタ11のソースは、共通の第2電源電位配線5Aに並列的に接続されている。また、第2のNch補助トランジスタ群10BのNch補助トランジスタ11のソースと、第3のNch補助トランジスタ群10CのNch補助トランジスタ11のソースと、は共通の第1電源電位配線5Bに並列的に接続されている。なお、ブロック単位に設けられた各第2電源電位配線5A、5Bは、いずれも、マイクロセル3a〜3mに直接的に接続されずに、低抵抗のメタル配線を介して電源(Vcc)に接続されている。
Here, the source of the Nch
他方、Pch補助トランジスタ21は、ゲート(G)が第1接地電位配線9(第1の接地電位配線)に接続され、ソース(S)が第2接地電位配線8A、8B(第2の接地電位配線)に接続され、ドレイン(D)がマクロセル3a〜3mに接続されている。
On the other hand, in the Pch
ここで、第3のマクロセル群2Cの各マクロセル3j、3k、3mに接続された、第3のPch補助トランジスタ群20CのPch補助トランジスタ21のソースは、共通の第2接地電位配線8Bに並列的に接続されている。また、第1のPch補助トランジスタ群20AのPch補助トランジスタ21のソースと、第2のPch補助トランジスタ群20BのPch補助トランジスタ21のソースと、は共通の第1接地電位配線8Aに並列的に接続されている。なお、ブロック単位に設けられた各第2接地電位配線8A、8Bは、いずれも、マイクロセル3a〜3m内で接続されずに、低抵抗のメタル配線を介して接地(GND)されている。
Here, the source of the Pch
以上のような構成によって、Nch補助トランジスタ11のゲートには電流が流れないので、抵抗の影響による電源電位の低下がなくVccの電位に固定されることになる。
With the above configuration, no current flows through the gate of the Nch
ここで、他の回路(マクロセル)の影響により電位降下するNch補助トランジスタ11のソース電位をVcc1として、Vcc電位に固定されるNch補助トランジスタ11のゲート電位をVcc2として、ゲートにおける閾値電圧をNVthとしたとき、Nch補助トランジスタ11を介して各マクロセル3a〜3mに供給される電源電位は、次のようになる。
(1)Vcc2−NVth≦Vcc1の場合、Vcc2−NVth
(2)Vcc2−NVth>Vcc1の場合、Vcc1
したがって、本実施の形態1では、Nch補助トランジスタ11のNVth電圧分の電源電位の変動が許容されることになる。
Here, the source potential of the Nch
(1) When Vcc2-NVth ≦ Vcc1, Vcc2-NVth
(2) When Vcc2-NVth> Vcc1, Vcc1
Therefore, in the first embodiment, the fluctuation of the power supply potential corresponding to the NVth voltage of the Nch
また、Pch補助トランジスタ21のゲートにも電流が流れないので、抵抗の影響による接地電位の上昇がなくGNDの電位に固定されることになる。
In addition, since no current flows through the gate of the Pch
ここで、他の回路(マクロセル)の影響により電位上昇するPch補助トランジスタ21のソース電位をGND1として、GND電位に固定されるPch補助トランジスタ21のゲート電位をGND2として、ゲートにおける閾値電圧をPVthとしたとき、Pch補助トランジスタ21を介して各マクロセル3a〜3mに供給される接地電位は、次のようになる。
(1)GND2−PVth≧GND1の場合、GND2−PVth
(2)GND2−PVth<GND1の場合、GND1
したがって、本実施の形態1では、Pch補助トランジスタ21のPVth電圧分の接地電位の変動が許容されることになる。
Here, the source potential of the Pch
(1) When GND2-PVth ≧ GND1, GND2-PVth
(2) If GND2-PVth <GND1, GND1
Therefore, in the first embodiment, the variation of the ground potential corresponding to the PVth voltage of the Pch
以上説明したように、本実施の形態1では、マクロセル3a〜3mを備えた半導体集積回路1において、Nch補助トランジスタ11を介してマクロセル3a〜3mに電源電位を供給しているために、電源電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。さらに、Pch補助トランジスタ21を介してマクロセル3a〜3mに接地電位を供給しているために、接地電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。すなわち、定常的又は瞬間的に流れる電流による電源電位の低下や接地電位の上昇によって各マクロセル3a〜3mの遅延変動が生じることのない半導体集積回路1を提供することができる。
As described above, in the first embodiment, the power supply potential is supplied to the macro cells 3a to 3m via the Nch
実施の形態2.
図2〜図4にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図2は、実施の形態2における半導体集積回路1を示す回路図である。本実施の形態2の半導体集積回路1は、インバータ回路のマクロセルにNch補助トランジスタ11及びPch補助トランジスタ21を接続している。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 2 is a circuit diagram showing the semiconductor integrated
図2に示すように、半導体集積回路1のマクロセル3には、Nch補助トランジスタ11とPch補助トランジスタ21とが接続されている。このような構成により、マクロセル3には、Nch補助トランジスタ11を介して電源電位が供給されて、Pch補助トランジスタ21を介して接地電位が供給されることになる。
As shown in FIG. 2, an Nch
詳しくは、Nch補助トランジスタ11において、第1電源電位配線6に接続されたゲート電位(G)はVcc2となり、第2電源電位配線5に接続されたソース電位(S)はVcc1となり、バックゲート電位(BG)はGND4となり、ドレイン(D)からマクロセル3に電源電位を供給する。
また、Pch補助トランジスタ21において、第1接地電位配線9に接続されたゲート電位(G)はGND2となり、第2接地電位配線8に接続されたソース電位(S)はGND1となり、バックゲート電位(BG)はVcc4となり、ドレイン(D)からマクロセル3に接地電位を供給する。
なお、マクロセル3の回路を構成するPchFETのバックゲート電位はVcc3となり、NchFETのバックゲート電位はGND3となる。
Specifically, in the Nch
In the Pch
Note that the back gate potential of the PchFET constituting the circuit of the
ここで、Nch補助トランジスタ11、Pch補助トランジスタ21、PchFET、NchFETのバックゲートへの電位供給も、複数のマクロセルからなるブロック単位(マクロセル群)ごとにメタル配線で電源電位配線や接地電位配線に接続する。
以上のような構成によって、Vcc2、Vcc3、Vcc4、GND2、GND3、GND4には電流がほとんど流れないで電位が維持されることになる。
Here, the potential supply to the back gates of the Nch
With the configuration as described above, the potential is maintained with almost no current flowing through Vcc2, Vcc3, Vcc4, GND2, GND3, and GND4.
ここで、Vcc1〜Vcc4の電位を1.2Vとして、GND1〜GND4の電位を0Vとして、各PchFET(Pch補助トランジスタ21とマクロセル内のものとである。)の閾値電圧Vthを−0.2Vとして、各NchFET(Nch補助トランジスタ11とマクロセル内のものとである。)の閾値電圧Vthを0.2Vとしたときに、V点電位は1.0Vとなり、G点電位は0.2Vとなる。
Here, the potential of Vcc1 to Vcc4 is set to 1.2V, the potential of GND1 to GND4 is set to 0V, and the threshold voltage Vth of each PchFET (the Pch
図3に示すように、本実施の形態2の半導体集積回路1は、Hレベル出力が1.0V、Lレベル出力が0.2Vになっていて、0.2〜1.0Vの範囲で動作する。図3中の波形S2はVcc1の電位が1.2Vのときのものであり、波形S1はVcc1の電位が1.0Vに変動したときのものである。図3を参照して、本実施の形態2の半導体集積回路1は、他のマクロセルの影響によってVcc1が1.2Vから1.0Vに変動したり、GND1の電位が0Vから0.2Vに変動した場合であっても各NchFET及び各PchFETのゲート電位は変わらないで、トランジスタ特性をほぼ同等に維持することができる。また、V点電位は1.0Vとなり、G点電位は0.2Vとなっていて、インバータ回路の出力遅延もほとんど変動が生じない。
As shown in FIG. 3, the semiconductor integrated
図4は、本実施の形態2における半導体集積装置1のレイアウトを示す図である。
図4(A)は半導体集積装置1の主面からみた配置図であって、図4(B)は図4(A)におけるB位置での断面図であり、図4(C)は図4(A)におけるC位置での断面図であり、図4(D)は図4(A)におけるD位置での断面図である。図4(A)〜(D)において、12a〜12dはN+フィールド、15a、15bはN−ウェル、22a〜22dはP+フィールド、31a〜31cはポリシリコン、32はコンタクト、33a〜33eはメタル配線を示す。
FIG. 4 is a diagram showing a layout of the semiconductor integrated
4A is a layout view seen from the main surface of the semiconductor integrated
本実施の形態2の半導体集積回路1は、P−基板上に形成されている。図4(A)〜(D)を参照して、P−ウェル上にはNch補助トランジスタ群10Aが形成されている。Nch補助トランジスタ群10AのNch補助トランジスタ11は、ソースがメタル配線33aに接続され、ゲートがVcc2に接続されている。また、Nch補助トランジスタ11のドレインから、メタル配線33bを介して、インバータ回路のPChFET27に電源電位が供給されている。
The semiconductor integrated
P+フィールド22aによってNch補助トランジスタ11のバックゲートがGND4に接続されている。PChFET27が構成されたN−ウェル15a上のN+フィールド12bによってPChFET27のバックゲートがVcc3に接続されている。P−ウェル上にNchFET17が構成され、P−ウェル上のP+フィールド22cによってNchFET17のバックゲートがGND3に接続されている。
The back gate of the Nch
N−ウェル15b上にはPch補助トランジスタ群20Aが形成されている。Pch補助トランジスタ群20AのPch補助トランジスタ21は、N+フィールド12dによってバックゲートがVcc4に接続されている。また、Pch補助トランジスタ21は、ソースがGND1のメタル配線33eに接続され、ゲートがGND2に接続されている。また、Pch補助トランジスタ21のドレインから、メタル配線33dを介して、インバータ回路のNchFET17に接地電位が供給されている。
A Pch
以上説明したように、本実施の形態2では、マクロセル3を備えた半導体集積回路1において、Nch補助トランジスタ11を介してマクロセル3に電源電位を供給しているために、電源電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。さらに、Pch補助トランジスタ21を介してマクロセル3に接地電位を供給しているために、接地電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。
As described above, in the second embodiment, since the power supply potential is supplied to the
実施の形態3.
図5にて、この発明の実施の形態3について詳細に説明する。
図5は、実施の形態3における半導体集積回路1を示す回路図である。本実施の形態3の半導体集積回路1は、インバータ回路のマクロセルにNch補助トランジスタ11が接続されていてPch補助トランジスタ21が接続されていない点が、前記実施の形態2のものとは相違する。
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing the semiconductor integrated
図5に示すように、半導体集積回路1のマクロセル3には、Nch補助トランジスタ11が接続されている。このような構成により、マクロセル3には、Nch補助トランジスタ11を介して電源電位が供給されることになる。
詳しくは、Nch補助トランジスタ11において、第1電源電位配線6に接続されたゲート電位はVcc2となり、第2電源電位配線5に接続されたソース電位はVcc1となり、バックゲート電位はGND4となり、ドレインからマクロセル3に電源電位を供給する。
なお、マクロセル3を構成するNchFETのバックゲート及びソースには、GND1が接続されている。
As shown in FIG. 5, an Nch
Specifically, in the Nch
Note that
このような構成は、半導体集積回路1におけるGNDに接続されたメタル配線の抵抗が充分に低くて接地電位の上昇がほとんど生じない場合に有効である。このような場合には、前記実施の形態2におけるPch補助トランジスタ21の設置を省略しても、電源電位及び接地電位の変動によるセル遅延の変動を充分に少なくすることができる。そして、Pch補助トランジスタ21の設置が省略されているために、半導体集積回路1におけるセル面積を比較的小さくすることができる。
Such a configuration is effective when the resistance of the metal wiring connected to GND in the semiconductor integrated
以上説明したように、本実施の形態3では、マクロセル3を備えた半導体集積回路1において、Nch補助トランジスタ11を介してマクロセル3に電源電位を供給しているために、電源電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。
As described above, in the third embodiment, since the power supply potential is supplied to the
実施の形態4.
図6にて、この発明の実施の形態4について詳細に説明する。
図6は、実施の形態4における半導体集積回路1を示す回路図である。本実施の形態4の半導体集積回路1は、インバータ回路のマクロセルにPch補助トランジスタ21が接続されていてNch補助トランジスタ11が接続されていない点が、前記実施の形態2のものとは相違する。
Embodiment 4 FIG.
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 6 is a circuit diagram showing the semiconductor integrated
図6に示すように、半導体集積回路1のマクロセル3には、Pch補助トランジスタ21が接続されている。このような構成により、マクロセル3には、Pch補助トランジスタ21を介して接地電位が供給されることになる。
詳しくは、Pch補助トランジスタ21において、第1接地電位配線9に接続されたゲート電位はGND2となり、第2接地電位配線8に接続されたソース電位はGND1となり、バックゲート電位はVcc4となり、ドレインからマクロセル3に接地電位を供給する。
なお、マクロセル3を構成するPchFETのバックゲート及びソースには、Vcc1が接続されている。
As shown in FIG. 6, a Pch
Specifically, in the Pch
Note that Vcc1 is connected to the back gate and source of the PchFET constituting the
このような構成は、半導体集積回路1におけるVccに接続されたメタル配線の抵抗が充分に低くて電源電位の降下がほとんど生じない場合に有効である。このような場合には、前記実施の形態2におけるNch補助トランジスタ11の設置を省略しても、電源電位及び接地電位の変動によるセル遅延の変動を充分に少なくすることができる。そして、Nch補助トランジスタ11の設置が省略されているために、半導体集積回路1におけるセル面積を比較的小さくすることができる。
Such a configuration is effective when the resistance of the metal wiring connected to Vcc in the semiconductor integrated
以上説明したように、本実施の形態4では、マクロセル3を備えた半導体集積回路1において、Pch補助トランジスタ21を介してマクロセル3に接地電位を供給しているために、接地電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。
As described above, in the fourth embodiment, since the ground potential is supplied to the
実施の形態5.
図7にて、この発明の実施の形態5について詳細に説明する。
図7(A)は、実施の形態5における半導体集積回路1を示す回路図である。本実施の形態5の半導体集積回路1は、マクロセル3の構成が前記各実施の形態のものと相違する。なお、図7(B)は、従来のマクロセルを備えた半導体集積回路1を示す回路図である。
A fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7A is a circuit diagram showing the semiconductor integrated
図7(A)に示すように、従来の半導体集積回路1(図7(B)に示すものである。)に対して、Nch補助トランジスタ11とPch補助トランジスタ21とが接続されている。具体的には、3入力NANDを構成するマクロセル3にNch補助トランジスタ11とPch補助トランジスタ21とが接続されている。このような構成により、マクロセル3には、Nch補助トランジスタ11を介して電源電位が供給されて、Pch補助トランジスタ21を介して接地電位が供給されることになる。
As shown in FIG. 7A, an Nch
以上説明したように、本実施の形態5でも、前記実施の形態1等と同様に、マクロセル3を備えた半導体集積回路1において、Nch補助トランジスタ11を介してマクロセル3に電源電位を供給するとともに、Pch補助トランジスタ21を介してマクロセル3に接地電位を供給しているために、電源電位や接地電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。
As described above, also in the fifth embodiment, the power supply potential is supplied to the
実施の形態6.
図8及び図9にて、この発明の実施の形態6について詳細に説明する。
図8は実施の形態6における半導体集積回路1を示す配置図であって、図9はその回路図である。本実施の形態6の半導体集積回路1は、複数のマクロセル3A〜3Dが行方向に配設されている点が、前記各実施の形態のものと相違する。
A sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 8 is a layout diagram showing the semiconductor integrated
図9に示すように、半導体集積回路1には、インバータ回路を構成するマクロセル3B、3Dと、3入力NAND回路を構成するマクロセル3A、3Cと、が行方向に配置されている。図8を参照して、半導体集積回路1では、低抵抗のメタル配線33を介して、Vcc1〜Vcc4に電源電位が供給され、GND1〜GND4に接地電位が供給される。
As shown in FIG. 9, in the semiconductor integrated
また、各マクロセル3A〜3Dには、それぞれ、Nch補助トランジスタ11とPch補助トランジスタ21とが接続されている。このような構成により、各マクロセル3A〜3Dには、それぞれ、Nch補助トランジスタ11を介して電源電位が供給されて、Pch補助トランジスタ21を介して接地電位が供給されることになる。
Further, an Nch
本実施の形態6では、各マクロセル3A〜3Dが同じ高さに行方向に配設するとともに、そこにNch補助トランジスタ11及びPch補助トランジスタ21を配設することによって、各マクロセル3A〜3Dを共通化されたVcc1〜Vcc4及びGND1〜GND4に接続することができる。
なお、本実施の形態6では、すべてのマクロセル3A〜3Dに対してNch補助トランジスタ11及びPch補助トランジスタ21を接続したが、複数のマクロセル3A〜3Dのうち特定のマクロセルに対してのみNch補助トランジスタ11及びPch補助トランジスタ21を接続することもできる。
In the sixth embodiment, the
In the sixth embodiment, the Nch
以上説明したように、本実施の形態6でも、前記実施の形態1等と同様に、マクロセル3を備えた半導体集積回路1において、Nch補助トランジスタ11を介してマクロセル3に電源電位を供給するとともに、Pch補助トランジスタ21を介してマクロセル3に接地電位を供給しているために、電源電位や接地電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。
As described above, in the sixth embodiment as well, in the semiconductor integrated
実施の形態7.
図10及び図11にて、この発明の実施の形態7について詳細に説明する。
図10は実施の形態7における半導体集積回路1を示す配置図である。本実施の形態7の半導体集積回路1は、ゲートアレイ等であってセルサイズの大きな複数のマクロセル3A〜3Dが行方向に配設されている点が、スタンダードマクロセル等のマクロセルが行方向に複数配設されている前記実施の形態6のものとは相違する。
Embodiment 7 FIG.
A seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 10 is a layout diagram showing the semiconductor integrated
図10を参照して、半導体集積回路1には、ゲートアレイ等で用いられる基本セルとなるマクロセル3A〜3Dが行方向に配設されている。基本セルとなるマクロセル3A〜3Dは、それぞれ、同じセルサイズ、同じトランジスタ配置で構成されている。ユーザーは、メタル配線を変更して所望の半導体集積回路1を形成することになる。
Referring to FIG. 10, in semiconductor integrated
本実施の形態7においても、各マクロセル3A〜3D(基本セル)には、それぞれ、Nch補助トランジスタ11とPch補助トランジスタ21とが接続されている。すなわち、半導体集積回路1には、行方向に複数のNch補助トランジスタ11が配設されたNch補助トランジスタ群10Aと、行方向に複数のPch補助トランジスタ21が配設されたPch補助トランジスタ群20Aと、が設けられている。
このような構成により、各マクロセル3A〜3Dに対して、それぞれ、Nch補助トランジスタ11を介して電源電位を供給して、Pch補助トランジスタ21を介して接地電位を供給することが可能になる。
Also in the seventh embodiment, the Nch
With such a configuration, it becomes possible to supply the power supply potential to each of the
図11は、4つのマクロセル3A〜3D(基本セル)のうち、2つのマクロセル3(基本セル)を使用して3入力NANDを形成した場合の回路図である。図11に示すように、使用したマイクロセル3(基本セル)の数と同数のNch補助トランジスタ11及びPch補助トランジスタ21が使用されることになる。すなわち、図10のゲートアレイから図11のような2つのマイクロセル3(基本セル)を用いる回路を形成する場合には、Nch補助トランジスタ11とPch補助トランジスタ21とがそれぞれ2つ用いられる。
FIG. 11 is a circuit diagram when a three-input NAND is formed using two macro cells 3 (basic cells) among the four
以上説明したように、本実施の形態7でも、前記実施の形態1等と同様に、マクロセル3を備えた半導体集積回路1において、Nch補助トランジスタ11を介してマクロセル3に電源電位を供給するとともに、Pch補助トランジスタ21を介してマクロセル3に接地電位を供給しているために、電源電位や接地電位の変動によるセル遅延の変動を少なくすることができる。
As described above, in the seventh embodiment as well, in the semiconductor integrated
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1 半導体集積回路、
2A〜2C マクロセル群、
3、3A〜3D、3a〜3m マクロセル、
5、5A、5B 第2電源電位配線(第2の電源電位配線)、
6 第1電源電位配線(第1の電源電位配線)、
8、8A、8B 第2接地電位配線(第2の接地電位配線)、
9 第1接地電位配線(第1の接地電位配線)、
10A〜10C Nch補助トランジスタ群、
11 Nch補助トランジスタ(Nチャンネル電界効果型トランジスタ)、
20A〜20C Pch補助トランジスタ群、
21 Pch補助トランジスタ(Pチャンネル電界効果型トランジスタ)、
31、31a〜31c ポリシリコン、 32 コンタクト、
33、33a〜33e メタル配線。
1 Semiconductor integrated circuit,
2A-2C macrocell group,
3, 3A-3D, 3a-3m macrocell,
5, 5A, 5B Second power supply potential wiring (second power supply potential wiring),
6 first power supply potential wiring (first power supply potential wiring),
8, 8A, 8B Second ground potential wiring (second ground potential wiring),
9 First ground potential wiring (first ground potential wiring),
10A-10C Nch auxiliary transistor group,
11 Nch auxiliary transistor (N-channel field effect transistor),
20A-20C Pch auxiliary transistor group,
21 Pch auxiliary transistor (P-channel field effect transistor),
31, 31a-31c polysilicon, 32 contacts,
33, 33a to 33e Metal wiring.
Claims (12)
前記マクロセルに接続されたNチャンネル電界効果型トランジスタを備え、
前記Nチャンネル電界効果型トランジスタを介して前記マクロセルに電源電位を供給するように構成したことを特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor integrated circuit having a macro cell,
Comprising an N-channel field effect transistor connected to the macrocell;
A semiconductor integrated circuit, wherein a power supply potential is supplied to the macro cell via the N-channel field effect transistor.
前記複数のNチャンネル電界効果型トランジスタは、それぞれのゲートが前記第1の電源電位配線に接続され、それぞれのソースが前記第2の電源電位配線に接続されたことを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。 A plurality of N-channel field effect transistors respectively connected to the plurality of microcells;
3. The plurality of N-channel field effect transistors each having a gate connected to the first power supply potential wiring and a source connected to the second power supply potential wiring. The semiconductor integrated circuit as described.
前記Pチャンネル電界効果型トランジスタを介して前記マクロセルに接地電位を供給するように構成したことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の半導体集積回路。 A P-channel field effect transistor connected to the macro cell;
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a ground potential is supplied to the macro cell via the P-channel field effect transistor.
前記複数のPチャンネル電界効果型トランジスタは、それぞれのゲートが前記第1の接地電位配線に接続され、それぞれのソースが前記第2の接地電位配線に接続されたことを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路。 A plurality of the P-channel field effect transistors respectively connected to the plurality of microcells;
7. The plurality of P-channel field effect transistors each having a gate connected to the first ground potential wiring and a source connected to the second ground potential wiring. The semiconductor integrated circuit as described.
前記マクロセルに接続されたPチャンネル電界効果型トランジスタを備え、
前記Pチャンネル電界効果型トランジスタを介して前記マクロセルに接地電位を供給するように構成したことを特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor integrated circuit having a macro cell,
A P-channel field effect transistor connected to the macrocell;
A semiconductor integrated circuit characterized in that a ground potential is supplied to the macro cell via the P-channel field effect transistor.
前記複数のPチャンネル電界効果型トランジスタは、それぞれのゲートが前記第1の接地電位配線に接続され、それぞれのソースが前記第2の接地電位配線に接続されたことを特徴とする請求項10に記載の半導体集積回路。 A plurality of the P-channel field effect transistors respectively connected to the plurality of microcells;
11. The plurality of P-channel field effect transistors, wherein each gate is connected to the first ground potential wiring and each source is connected to the second ground potential wiring. The semiconductor integrated circuit as described.
12. The semiconductor integrated circuit according to claim 10, wherein the first ground potential wiring and the second ground potential wiring are not connected in the macro cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008344A JP2006196790A (en) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008344A JP2006196790A (en) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006196790A true JP2006196790A (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=36802603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005008344A Pending JP2006196790A (en) | 2005-01-14 | 2005-01-14 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006196790A (en) |
-
2005
- 2005-01-14 JP JP2005008344A patent/JP2006196790A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4014708B2 (en) | Method for designing semiconductor integrated circuit device | |
US6653868B2 (en) | Semiconductor integrated circuit, method and program for designing the semiconductor integrated circuit | |
CN107408940B (en) | Analog switch with reduced gate-induced drain leakage current | |
US6710625B2 (en) | Semiconductor integrated circuit having a gate array structure | |
US8525552B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device having a plurality of standard cells for leakage current suppression | |
JP2007103863A (en) | Semiconductor device | |
JP2011166116A (en) | Circuit of uniform transistors on seoi with buried back control gate beneath insulating film | |
US7425845B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2004186666A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US7456662B2 (en) | Differential circuit, output buffer circuit and semiconductor integrated circuit for a multi-power system | |
US10748933B2 (en) | Semiconductor device | |
US7703062B2 (en) | Semiconductor integrated circuit and method of designing layout of the same | |
JP2007042797A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2005175505A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2006295322A (en) | Level shifter circuit | |
JP2007173474A (en) | Gate array | |
KR100835425B1 (en) | MTCMOS semiconductor integrated circuit | |
JP4993318B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
KR101270335B1 (en) | semiconductor device | |
US6850094B2 (en) | Semiconductor integrated circuit having a plurality of threshold voltages | |
JP2006196790A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
KR100252844B1 (en) | Circuit for standby current reduction | |
KR100772269B1 (en) | Design method of mtcmos semiconductor integrated circuit | |
JP2002368124A (en) | Semiconductor device | |
US7185307B2 (en) | Method of fabricating and integrated circuit through utilizing metal layers to program randomly positioned basic units |