JP2997479B2 - ゲートアレイ - Google Patents
ゲートアレイInfo
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- JP2997479B2 JP2997479B2 JP1148933A JP14893389A JP2997479B2 JP 2997479 B2 JP2997479 B2 JP 2997479B2 JP 1148933 A JP1148933 A JP 1148933A JP 14893389 A JP14893389 A JP 14893389A JP 2997479 B2 JP2997479 B2 JP 2997479B2
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Description
をアレイ状に配したマスタスライス方式のCMOS型集積回
路装置に関するものである。
法としてマスタスライス方式の製造方式によるゲートア
レイが知られている。マスタスライス方式とはマスタ工
程で予め各品種共通のトランジスタを形成しておき、ス
ライス工程でトランジスタ間に品種毎の所要の結線を施
して所望の論理集積回路装置を実現するものである。
のゲートアレイの基本セルを配列した図であり、図にお
いて、51は基本セル、52はp型MOSトランジスタのゲー
ト、53はp型ソース/ドレイン領域、54はn型MOSトラ
ンジスタのゲート、55はn型ソース/ドレイン領域であ
る。基本セル51は1個のp型MOSトランジスタと1個の
n型MOSトランジスタのペアとからなり、規則正しく同
一ピッチで配列されている。この方式において、第2図
に示すような3入力NANDゲート回路を実現する場合、第
8図に示すレイアウトパターンになる。
によるA入力端子,B入力端子,C入力端子,Y出力端子であ
り、60は第1層配線による電源、61は第1層配線による
接地、62,63,64,65はそれぞれA入力端子,B入力端子,C
入力端子,Y出力端子から配線領域へ引き出すための第2
層配線、66は第1層配線とソースまたはドレインまたは
ゲートとコンタクトをとるためのホール、67は第1層配
線と第2層配線とのコンタクトをとるためのホール(ス
ルホール)、68は3入力NANDゲートのマクロセル領域で
ある。第2層配線62,63,64,65のピッチは基本セル1の
配列ピッチと同一であるので、このマクロセル領域68内
では入出力端子分の縦配線領域しかない。
NDゲートのレイアウトパターンであるが、酸化膜分離方
式による従来の3入力NANDゲートのレイアウトパターン
を第9図に示す。72はp型MOSトランジスタのゲート、7
3はp型ソース/ドレイン領域、74はn型MOSトランジス
タのゲート、75はn型ソース/ドレイン領域、76,77,7
8,79はそれぞれ第1層配線による3入力NANDゲートのA
入力端子,B入力端子,C入力端子,Y出力端子,80は第1層
配線による電源線、81は第1層配線による接地線、82,8
3,84,85はそれぞれC入力端子,Y出力端子,B入力端子,A
入力端子から配線チャネル領域へ引き出すための第2層
配線、86は第1層配線とソース/ドレイン領域とのコン
タクトをとるためのホール、、87は第1層配線と第2層
配線をつなぐためのホール(スルーホール)、88は酸化
膜分離方式による3入力NANDゲートのマクロセル領域で
ある。第2層配線82,83,84,85のピッチはソース/ドレ
イン領域のピッチと同一であり、第9図において3入力
NANDゲートのマクロセル領域内には入出力端子分の縦配
線領域しかない。
分を示す。89はマクロセルが配置されるマクロセル段、
90は配線チャネル領域、91はマクロセル入出力端子、92
はフィードスルー配線、93は信号配線である。第8図,
第9図に示したように3入力NANDゲートのようなプリミ
ティブゲートは縦にマクロセルを横切る配線(第2層配
線によるフィードスルー)がほとんどないので、これら
プリミティブゲートがすき間なく配置されると第10図の
ようにほとんど入出力端子分の領域しかなく、配線が集
中して配線チャネル領域が増えたり、長く迂回してしま
う配線93などが生じてしまう。これは集積度の低下や配
線長の増加による遅延時間の増大につながってしまう。
ョン方式においては基本セル配列方向にマクロセルのセ
ル側が連続的に変わる構造であり、第2層配線によるフ
ィードスルー領域が十分にはないので、第11図に示すよ
うに太い第2層配線による電源,接地配線が必要であ
る。ここで、46は半導体チップ、47は入出力領域、94は
基本セルが配列されている内部領域、95は第2層配線に
よる電源,接地線、96は機能ブロックである。電源配線
95がチップ内部94上に数本走っているので、大きいマク
ロセルやビッグセルのような機能ブロック96のサイズや
配置される位置はこれら電源配線間に制約を受ける。
構成されているので、マクロセル上を横切る第2層配線
のフィードスルー領域が少なく、配線の局所混雑が起こ
って配線チャネル領域が増加したり、配線が迂回して長
くなることが生じるため、プリミティブゲートのような
マクロセルでも十分なフィードスルー領域を確保する必
要がある。また、太い第2層配線による電源,接地線が
必要な構造であったため、フレキシブルなチップレイア
ウトができないなどの問題点があった。
れたもので、フィードスルー領域を十分確保できるとと
もに、網目状の電源配線構造ができる基本セルを配列し
たゲートアレイを得ることを目的とする。
内のトランジスタの配列ピッチを多少広げてマクロセル
上を横切るフィードスルー領域を増やすとともに、増加
したフィードスルー領域の一部を電源,接地配線にして
網目状の電源配線構造をとったものである。
が多少広がることにより、セル領域は大きくなるが入出
力端子以外の縦にマクロセルを通過する配線が増加し、
ゲート当たりの配線領域が増加する。また増加するフィ
ードスルー領域の一部を電源配線にすることにより、チ
ップ内部に走る電源は細かい網目状の構造となる。
ランジスタのゲート、3はp型MOSトランジスタのソー
ス/ドレイン領域、4はn型MOSトランジスタのゲー
ト、5はn型MOSトランジスタのソース/ドレイン領域
である。
型MOSトランジスタから構成されており、従来の基本セ
ル51に比べてその配列ピッチは大きくなっている。この
基本セル1はチップ内部の領域にアレイ状に配列されて
おり、第2図に示すような3入力NANDゲートのマクロセ
ルを実現すると、第3図に示すようなレイアウトパター
ンになる。
による3入力NANDゲートである。6,7,8,9はそれぞれ第
1層配線による3入力NANDゲートのA入力端子,B入力端
子,C入力端子,Y出力端子、10は第1層配線による電源
線、11は第1層配線による接地線、12,14,15,17はそれ
ぞれ3入力NANDのマクロセルの入出力端子から配線領域
へ引き出すための第2層配線、13,16はマクロセル20上
を通過する第2層配線によるフィードスルー、18は第1
層配線とソース/ドレイン領域またはトランジスタのゲ
ートとコンタクトをとるためのホール、19は第1層配線
と第2層配線とをつなぐためのホール(スルーホール)
である。
クロセルについて述べたが、酸化膜分離方式のマクロセ
ルについても本発明は適用できる。第4図は酸化膜分離
方式のゲートアレイの場合に適用した例を示す。第1層
配線26,27,28,29はそれぞれ第2図に示した3入力NAND
ゲートのA入力端子,B入力端子,C入力端子,Y出力端子、
30は第1層配線による電源線、31は第1層配線による接
地線、33,34,35,37は第2層配線による3入力NANDゲー
トの入出力端子、32,36はマクロセル40の上を通過する
第2層配線によるフィードスルー、38は第1層配線と各
トランジスタのゲート及びソース/ドレイン領域とコン
タクトをとるためのホール、39はスルーホールである。
には第2層配線による入出力端子領域以外にそれぞれ2
本分の第2層配線フィードスルー領域13,16,32,36が確
保されている。
表わしたものである。41はマクロセルが配置される基本
セル段、42はマクロセル間を結ぶ信号配線領域、43は第
2層配線トラック領域、44はマクロセルの入出力端子が
置かれる可能な位置、45はフィードスルーとなり得る領
域である。この場合には2つの基本セルの幅で3本分の
第2層配線が通ることができ、入出力端子用に第2層配
線領域を使ったとしても基本セル2個につき、1本のフ
ィードスルーが必ず確保される。よってどのようなマク
ロセルがすき間なく配置されても必ずフィードスルーが
1本以上あるので、マクロセル上を第2層配線で横切る
ことができ、配線混雑も起こらず、集積度が向上し、ま
た配線長も短くなり、スピードも速くなる。
である。46はチップ、47は入出力バッファ領域、48は本
発明による基本セル1が配列された内部コア領域、49は
第2層配線による電源接地線、50は機能ブロックであ
る。
るので、その一部を電源及び接地線49に割り当てること
によって第6図に示すような縦に走る細かい電源,接地
配線構造をゲートアイソレーション方式のゲートアレイ
でも採用することができ、機能ブロック50のような大き
いマクロセルでもチップ内部のどこにでも制約なしに配
置できる。また、どんなサイズのマクロセルも配置でき
る。そのためチップレイアウトがフレキシブルになり、
集積度も向上する。
に走っているので、細かい網目状電源構造となる。
広げ、フィードスルー領域を基本セル2個につき1本必
ず確保するようにしたので、3入力NANDゲートのような
プリミティブゲートでもフィードスルー領域があり、配
線の局所混雑を避けることができ、基本セル領域が広が
る以上に集積度を向上できる効果がある。
細かい網目状の電源構造によってチップレイアウトがフ
レキシブルになり、集積度を向上できる効果がある。
第2図は3入力NANDゲートの回路図、第3図はこの発明
の一実施例によるゲートアイソレーション方式の3入力
NANDゲートのマクロセルを示す図、第4図はこの発明の
他の実施例による酸化膜分離方式の3入力NANDゲートの
マクロセルを示す図、第5図はこの発明における基本セ
ルを配列した部分図、第6図はこの発明のゲートアレイ
の全体図、第7図は従来のゲートアイソレーション方式
の基本セルを示す図、第8図は従来のゲートアイソレー
ション方式を使った3入力NANDゲートのマクロセルを示
す図、第9図は従来の酸化膜分離方式を使った3入力NA
NDゲートのマクロセルを示す図、第10図は従来のゲート
アレイの配置配線結果の部分図、第11図は従来のゲート
アレイのチップ全体図である。 1は基本セル領域、2はp型MOSトランジスタのゲー
ト、3はp型MOSトランジスタのソース/ドレイン領
域、4はn型MOSトランジスタのゲート、5はn型MOSト
ランジスタのソース/ドレイン領域である。6,7,8,9は
それぞれ第1層配線による3入力NANDゲートのA入力端
子,B入力端子,C入力端子,Y出力端子、10は第1層配線に
よる電源線、11は第1層配線による接地線、12,14,15,1
7はそれぞれ3入力NANDのマクロセルの入出力端子から
配線領域へ引き出すための第2層配線、13,16はマクロ
セル20上を通過する第2層配線によるフィードスルー、
18は第1層配線とソース/ドレイン領域またはトランジ
スタのゲートとコンタクトをとるためのホール、19は第
1層配線と第2層配線とをつなぐためのホール(スルー
ホール)である。26,27,28,29は第1層配線によるそれ
ぞれ第2図に示した3入力NANDゲートのA入力端子,B入
力端子,C入力端子,Y出力端子、30は第1層配線による電
源線、31は第1層配線による接地線、33,34,35,37は第
2層配線による3入力NANDゲートの入出力端子、32,36
はマクロセル40の上を通過する第2層配線によるフィー
ドスルー、38は第1層配線と各トランジスタのゲート及
びソース/ドレイン領域とコンタクトをとるためのホー
ル、39はスルーホールである。41はマクロセルが配置さ
れる基本セル段、42はマクロセル間を結ぶ信号配線領
域、43は第2層配線トラック領域、44はマクロセルの入
出力端子が置かれる可能な位置、45はフィードスルーと
なり得る領域である。46はチップ、47は入出力バッファ
領域、48は本発明による基本セル1が配列された内部コ
ア領域、49は第2層配線による電源接地線、50は機能ブ
ロックである。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】半導体チップ上の中央部に設けられた内部
論理ゲート部と、 複数の入出力バッファセルが前記内部論理ゲート部を取
り囲むように設けられた入出力バッファ部と、 前記複数の入出力バッファセルに対応して前期半導体チ
ップ上の外周部にそれぞれ設けられた複数のボンディン
グパッドとを備え、 前記内部論理ゲート部が1個又は複数個の第1導電型ト
ランジスタと、1個又は複数個の第2導電型トランジス
タから構成される基本セルを規則正しくアレイ状に配列
したゲートアレイにおいて、 上記トランジスタのゲートの配列ピッチと第2層目の金
属配線の配線ピッチが異なることにより上記基本セル内
の第1導電型のソース及びドレイン領域の数または第2
導電型のソース及びドレイン領域の数より、該基本セル
領域内にあるゲート,ソース,ドレインを含むトランジ
スタ部上を基本セルの配列方向と垂直な方向に走ること
が可能な第2層目の金属配線の本数が多く、 上記該基本セル領域内にあるゲート,ソース,ドレイン
を含むトランジスタ部上を基本セルの配列方向と垂直な
方向に走ることが可能な第2層目の金属配線のうち少な
くとも1本は電源線または接地線であり、内部論理ゲー
ト部の電源,接地配線構造は網目状となっていることを
特徴とするゲートアレイ。 - 【請求項2】半導体チップ上の中央部に設けられた内部
論理ゲート部と、 複数の入出力バッファセルが前記内部論理ゲート部を取
り囲むように設けられた入出力バッファ部と、 前記複数の入出力バッファセルに対応して前期半導体チ
ップ上に外周部にそれぞれ設けられた複数のボンディン
グパッドとを備え、 前記内部論理ゲート部が1個又は複数個の第1導電型ト
ランジスタと、1個又は複数個の第2導電型トランジス
タから構成される基本セルを規則正しくアレイ状に配列
したゲートアレイにおいて、 上記トランジスタのゲートの配列ピッチと第2層目の金
属配線の配線ピッチが異なることにより上記基本セル内
の第1導電型のソース及びドレイン領域の数または第2
導電型のソース及びドレイン領域の数より、該基本セル
領域内にあるゲート,ソース,ドレインを含むトランジ
スタ部上を基本セルの配列方向と垂直な方向に走ること
が可能な第2層目の金属配線の本数が多く、 上記該基本セル領域内にあるゲート,ソース,ドレイン
を含むトランジスタ部上を基本セルの配列方向と垂直な
方向に走ることが可能な第2層目の金属配線のうち少な
くとも1本は、通過する下にあるマクロセルの入出力信
号線と電気的に接続しないフィードスルー配線であるこ
とを特徴とするゲートアレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1148933A JP2997479B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | ゲートアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1148933A JP2997479B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | ゲートアレイ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0312963A JPH0312963A (ja) | 1991-01-21 |
JP2997479B2 true JP2997479B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=15463907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1148933A Expired - Lifetime JP2997479B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | ゲートアレイ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2997479B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9583493B2 (en) | 2015-04-08 | 2017-02-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated circuit and semiconductor device |
US10132865B2 (en) | 2015-08-17 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip, test system, and method of testing the semiconductor chip |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004342757A (ja) | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Toshiba Corp | 半導体集積回路及びその設計方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58127348A (ja) * | 1982-01-25 | 1983-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | 大規模半導体集積回路装置 |
JPS6055641A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-03-30 | Agency Of Ind Science & Technol | Mos型シリコン集積回路素子 |
JPS61139044A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-26 | Toshiba Corp | 半導体集積回路装置 |
JPS62183140A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-11 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1148933A patent/JP2997479B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9583493B2 (en) | 2015-04-08 | 2017-02-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated circuit and semiconductor device |
US9905561B2 (en) | 2015-04-08 | 2018-02-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Integrated circuit and semiconductor device |
US10132865B2 (en) | 2015-08-17 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor chip, test system, and method of testing the semiconductor chip |
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JPH0312963A (ja) | 1991-01-21 |
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