JP3019764B2 - Semiconductor integrated circuit device and multi-stage connection structure of its circuit cells - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and multi-stage connection structure of its circuit cells

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JP3019764B2
JP3019764B2 JP7341514A JP34151495A JP3019764B2 JP 3019764 B2 JP3019764 B2 JP 3019764B2 JP 7341514 A JP7341514 A JP 7341514A JP 34151495 A JP34151495 A JP 34151495A JP 3019764 B2 JP3019764 B2 JP 3019764B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
およびその回路セルの多段接続構造に係わり、特にスタ
ンダードセル、ゲートアレイ方式の半導体集積回路装置
において、回路セルを配置し、回路セル間を接続する際
に、回路セル内の信号入力端子(以下、入力端子と称
す)および信号出力端子(以下、出力端子と称す)が隣
接する回路セル同志の境界領域上にそれぞれの端子が異
なる層で形成され、かつ回路セルの中心線に対して対象
な位置に配置された状態で、それぞれの端子をスルーホ
ールで接続することによって配線効率の向上と遅延時間
の減少を図った半導体集積回路装置およびその回路セル
の多段接続構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a multi-stage connection structure of the circuit cells, and more particularly to a standard cell and a gate array type semiconductor integrated circuit device in which circuit cells are arranged and connected between circuit cells. In doing so, the signal input terminal (hereinafter referred to as the input terminal) in the circuit cell
And a signal output terminal (hereinafter, referred to as an output terminal) are formed in different layers on a boundary region between adjacent circuit cells, and are arranged at positions symmetrical with respect to the center line of the circuit cell. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device in which wiring efficiency is improved and delay time is reduced by connecting respective terminals with through holes in a state where the terminals are connected, and a multistage connection structure of circuit cells thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化技術の進展に伴な
い、スタンダードセル、ゲートアレイ方式の半導体集積
回路装置に集積される回路規模も益々大きくなり、かつ
その動作周波数も高くなってきている。
2. Description of the Related Art As the miniaturization technology of semiconductor elements advances, the scale of circuits integrated in semiconductor integrated circuit devices of the standard cell and gate array type has been increasing and the operating frequency thereof has also been increasing.

【0003】一般にゲートアレイ方式はマスタスライス
方式とも呼ばれ、論理ゲートを構成するめのトランジス
タなどの回路素子が規則的に配列され、拡散公定まで終
了した半導体ウェーハをあらかじめ用意しておき、ユー
ザの要求によりその所望する回路機能を構成するための
金属配線工程を経てカスタムの半導体集積回路装置に仕
上げるものである。
In general, the gate array system is also called a master slice system, in which circuit elements such as transistors constituting logic gates are regularly arranged, and a semiconductor wafer which has been completed up to the official diffusion level is prepared in advance and requested by a user. Thus, a custom semiconductor integrated circuit device is completed through a metal wiring process for configuring the desired circuit function.

【0004】このゲートアレイ方式のレイアウト概要の
一例を示した図5(a)および図5(b)を参照する
と、半導体チップ50上には、その周縁に沿って列状に
入出力バッファ51を配置する周辺領域52と、回路セ
ル53を全面に敷き詰めた内部領域54が存在する敷き
詰め型と、半導体チップ55上には、その周縁に沿って
列状に入出力バッファ56を配置する周辺領域57と、
回路セル58を列状に複数列配置し、それぞれの列の間
を配線領域59に用いる内部領域60が存在する連続カ
ラムアレー型がある。
Referring to FIGS. 5A and 5B showing an example of the layout outline of the gate array system, an input / output buffer 51 is arranged on a semiconductor chip 50 in a column along the periphery thereof. A peripheral area 52 in which the input / output buffers 56 are arranged in a row along the periphery of the semiconductor chip 55 and a spread type in which an internal area 54 in which the circuit cells 53 are spread all over is provided. When,
There is a continuous column array type in which a plurality of circuit cells 58 are arranged in a row, and an internal area 60 used as a wiring area 59 exists between each row.

【0005】これらの半導体路装置の内部に配置された
回路セル間を接続する配線の効率を向上させることと、
回路セル間の信号伝播の遅延を低減する方法が種々提案
されている。その一例で回路セルの入出力端子配置の平
面図を示した図6(a)およびこの回路セルを隣接して
配置したときの入出力端子間を接続した状態の平面図を
示した図6(b)を参照すると、回路セル61は、セル
の中央部近辺の水平方向に入力端子62および出力端子
63が並べて配置されている。
[0005] To improve the efficiency of wiring connecting between circuit cells arranged inside these semiconductor path devices;
Various methods have been proposed for reducing the delay in signal propagation between circuit cells. FIG. 6A shows a plan view of the arrangement of input / output terminals of a circuit cell in one example, and FIG. 6A shows a plan view of a state where input / output terminals are connected when the circuit cells are arranged adjacently. Referring to b), in the circuit cell 61, an input terminal 62 and an output terminal 63 are arranged side by side in the horizontal direction near the center of the cell.

【0006】一方、このように入力端子62aおよび出
力端子63aが配置された回路ブロック61aおよび入
力端子62bおよび出力端子63bが配置された回路ブ
ロック61bが複数個、図6(b)では2個水平方向に
並べて配置され、出力端子63bおよび入力端子62b
間が配線64で接続されている。
On the other hand, a plurality of circuit blocks 61a in which the input terminal 62a and the output terminal 63a are arranged and a plurality of circuit blocks 61b in which the input terminal 62b and the output terminal 63b are arranged, two in FIG. Output terminal 63b and input terminal 62b
The spaces are connected by wiring 64.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の半導体
装置では、図6(a)および図6(b)に示すように、
入力端子6262a62bと、出力端子6363
63bが回路セル61,61a,61bの内部に配
置されており、隣接する回路セル61a61bを接続
する場合、配線を用いて接続する必要があるため、配線
負荷の増加により遅延時間が増加し、かつ、他の回路セ
ル間の配線効率を低くする欠点があった。
[SUMMARY OF THE INVENTION In the conventional semiconductor device described above, as shown in FIG. 6 (a) and 6 (b),
Input terminals 62 , 62a , 62b and output terminals 63 , 63
a, 63 b are circuit cells 61 and 61a, are arranged in the interior of 61b, adjacent circuit cells 61a, when connecting a 61b, it is necessary to connect with a wire, the delay time due to the increase in wiring load There is a drawback that the number increases and the wiring efficiency between other circuit cells decreases.

【0008】本発明の目的は、上述した欠点に鑑みなさ
れたものであり、配線効率の向上と遅延時間の減少とを
図った半導体集積回路装置およびその回路セルの多段接
続構造を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device with improved wiring efficiency and reduced delay time, and a multi-stage connection structure of the circuit cells thereof, in view of the above-mentioned disadvantages. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置の特徴は、平面上のY軸方向の長さが互に等しい矩
形からなる複数の回路セルを有し、かつこれらの回路セ
ルをアレイ状に配置してなるセル列で構成される半導体
集積回路装置において、前記回路セル内の信号入力端子
および信号出力端子を、多結晶シリコン層、第1の金属
層および第2の金属層のうちの少なくとも2つの層
するとともに、前記回路セルの対向する両辺上のそれ
ぞれの中心部に辺端と端子中心部とが略一致するように
配設した回路セルで前記セル列を構成することにある。
A feature of the semiconductor integrated circuit device of the present invention is that it has a plurality of rectangular circuit cells whose lengths in the Y-axis direction on a plane are equal to each other, and that these circuit cells are In a semiconductor integrated circuit device including a cell row arranged in an array, a signal input terminal and a signal output terminal in the circuit cell are connected to a polycrystalline silicon layer, a first metal layer, and a second metal layer. Formed on at least two of the layers , and on opposite sides of the circuit cell.
At each center, make sure that the edge and the center of the terminal
The cell row is constituted by the arranged circuit cells .

【0010】また、複数の前記回路セルをそれぞれ隣接
配置し、隣接する前記信号入力端子および前記信号出力
端子を重ね合わせ1つの入出力端子として相互接続して
動作させる場合はそれぞれの端子が前記第1および第2
の金属層であればスルーホール接続、前記多結晶シリ
コン層並びに前記第1または第2の金属層であればコン
タクト接続をするか、または前記信号入力端子および前
記信号出力端子を重ね合わせても相互接続せずに個別動
作させる場合は前記スルーホール接続も前記コンタクト
接続もしないかを、個々の状態に応じて択一的に選択し
接続する選択接続手段を有することができる。
In addition, a plurality of the circuit cells are adjacent to each other.
The signal input terminal and the signal output arranged and adjacent to each other
Overlap the terminals and connect them as one input / output terminal
When operating, each terminal is connected to the first and second terminals.
The through hole connection if the metal layer, or the if the polycrystalline silicon layer and said first or second metal layer contact connection, or the signal input terminal and before
Even if the signal output terminals are overlapped,
If you want to make the contact
Select whether to connect or not depending on the individual status.
Ru can have selective connection means for connecting.

【0011】本発明の回路セルの多段接続構造の特徴
は、平面上のY軸方向の長さが互に等しい矩形からなる
複数の回路セルを有し、かつこれらの回路セルアレイ
状に配置てなるセル列で構成されるとともにこれら回
路セル間の信号入力端子および信号出力端子を接続する
回路セルの多段接続構造において、前記回路セル内の前
信号入力端子および前記信号出力端子を、多結晶シリ
コン層、第1の金属層および第2の金属うちの少な
くとも2つの層で形成するとともに、隣接配置する他の
回路セルとの境界領域上であってそれぞれの前記回路セ
ルの対向する両辺上のそれぞれの中心部に辺端と端子中
心部とが略一致するように配設し、隣接するそれぞれの
前記信号入力端子および前記信号出力端子を重ね合わせ
1つの入出力端子として相互接続して動作させる場合は
それぞれの端子が前記第1および第2の金属層であれば
スルーホール接続を、前記多結晶シリコン層並びに前記
第1または第2の金属層であればコンタクト接続をする
か、または前記信号入力端子および前記信号出力端子を
重ね合わせても相互接続せずに個別動作させる場合は前
記スルーホール接続も前記コンタクト接続もしないか
を、個々の状態に応じて択一的に選択し接続するように
した構造を有することにある。
[0011] Features of the multi-stage connection structure of circuit cells of the present invention has a plurality of circuit cells length in the Y-axis direction on the plane it consists of mutually equal square, the Katsuko these circuit cells in an array in multi-stage connection structure arranged and with is composed of cell column comprising these times <br/> path circuit cells connected to the signal input terminal and the signal output terminal between cells, the signal input terminal in the circuit cell and said signal output terminal, a polycrystalline silicon layer, little of the first metal layer and second metal layer
At least two layers and other adjacent layers
Each of the circuit cells on the boundary area with the circuit cell.
At the center of each of the opposite sides of the
Arrange so that the cores are almost coincident with each other.
Superimposing the signal input terminal and the signal output terminal
When operating as a single input / output terminal
If each terminal is the first and second metal layers
The through-hole connection is made with the polycrystalline silicon layer and the
For the first or second metal layer, make contact connection
Or the signal input terminal and the signal output terminal
Before operating individually without interconnecting even when superimposed
Whether there is neither through-hole connection nor the above-mentioned contact connection
So that they can be selected and connected according to individual conditions.
It is to have the structure which was made.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】まず、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照しながら説明する。図1(a)は本
発明の半導体集積回路装置の第1の実施の形態を示す回
路セルの入出力端子配置の平面図であり、図1(b)は
この回路セルを用いてX軸方向に回路セルを隣接させて
入出力端子間を接続した状態を示す平面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view of an arrangement of input / output terminals of a circuit cell showing a first embodiment of a semiconductor integrated circuit device of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a plan view showing a state where input / output terminals are connected with circuit cells adjacent to each other.

【0013】図1(a)を参照すると、回路セル1の左
右の対向する2辺の略中央部に、それぞれ入力端子2、
出力端子3が配置されている。これらの端子の中心部に
回路セル1の縁端が一致するようにそれぞれ配置され
る。
Referring to FIG. 1 (a), input terminals 2 and 2 are provided at substantially the center of two opposing sides of a circuit cell 1, respectively.
The output terminal 3 is arranged. The terminals are arranged such that the edges of the circuit cell 1 coincide with the centers of these terminals.

【0014】回路セル1として、例えばインバータ10
0のレイアウトを示した図2を参照すると、このレイア
ウトは公知技術のレイアウト例に対して本発明に適用す
るための入力端子および出力端子の位置を変更した例で
ある。n型基板の例で第1メタル層11aからなる電源
電位線と、第2メタル層11bからなる接地電位線と、
Pチャネル型トランジスタのソース電極を形成するp+
拡散層を第1メタル層11bに接続するコンタクト17
および第1メタル層11bをn+ 拡散層を介して基板に
接続するコンタクト16と、Pチャネル型およびP−w
ell領域14に形成されるnチャネル型の各トランジ
スタのゲート電極を形成する多結晶シリコン層13を入
力端子2に接続するコンタクトと、Pチャネル型トラン
ジスタのドレイン電極を形成するp+ 拡散層およびnチ
ャネル型トランジスタのドレイン電極を形成するn+
散層をそれぞれ第1メタル層11cに接続するコンタク
ト18および20と、第1メタル層11cを第2メタル
層12に接続し出力端子3のコンタクトに導出するため
のスルーホール19と、nチャネル型トランジスタのソ
ース電極を形成するn+ 拡散層を第1メタル層11aに
接続するコンタクト21および第1メタル層11aをp
+ 拡散層を介してP−wellに接続するコンタクト2
2とを有してなる。
As the circuit cell 1, for example, an inverter 10
Referring to FIG. 2 showing a layout of No. 0, this layout is an example in which the positions of input terminals and output terminals for applying the present invention to the layout example of the known art are changed. In the example of the n-type substrate, a power supply potential line composed of the first metal layer 11a, a ground potential line composed of the second metal layer 11b,
P + forming the source electrode of a p-channel transistor
Contact 17 connecting diffusion layer to first metal layer 11b
And a contact 16 for connecting the first metal layer 11b to the substrate via an n + diffusion layer, a P-channel type and a Pw
A contact connecting the polycrystalline silicon layer 13 forming the gate electrode of each n-channel transistor formed in the cell region 14 to the input terminal 2, a p + diffusion layer forming the drain electrode of the p-channel transistor, and n The contacts 18 and 20 connect the n + diffusion layers forming the drain electrode of the channel type transistor to the first metal layer 11c, respectively, and connect the first metal layer 11c to the second metal layer 12 and lead to the contact of the output terminal 3. And a contact 21 for connecting the n + diffusion layer forming the source electrode of the n-channel transistor to the first metal layer 11a and the first metal layer 11a
+ Contact 2 connected to P-well via diffusion layer
And 2.

【0015】一方、図1(b)を参照すると、例えば図
1(a)で示したような回路セル1aおよび1bがX軸
方向に隣接して配置されている。この隣接して配置され
た回路セルの隣接する辺の中央部には、回路セル1aの
出力端子3aと回路セル1bの入力端子2bとで1つの
入出力端子を形成するように配置され、その中心に出力
端子3aと入力端子2bとを接続するコンタクトホール
4が形成されている。
On the other hand, referring to FIG. 1B, for example, circuit cells 1a and 1b as shown in FIG. 1A are arranged adjacent to each other in the X-axis direction. The output terminal 3a of the circuit cell 1a and the input terminal 2b of the circuit cell 1b form an input / output terminal at the center of the adjacent side of the adjacently disposed circuit cell. A contact hole 4 connecting the output terminal 3a and the input terminal 2b is formed at the center.

【0016】本発明の特徴とするところは、図1におい
て、回路セル1aおよび1b内の入力端子2a,2b
と、出力端子3a,3bとを、X軸方向に隣接する回路
セル1a,1bの境界領域上に、入力端子3aと出力端
子2bとを異なる層で形成し、回路セルの中心を通るX
軸上で対向する左右両辺それぞれの辺上の略中央部に配
置したことにある。
A feature of the present invention is that, in FIG. 1 , input terminals 2a and 2b in circuit cells 1a and 1b are provided.
When the output terminal 3a, and 3b, circuit cells 1a adjacent to the X-axis direction and 1b of the boundary region to form the input terminal 3a and an output terminal 2b in different layers, it passes through the center of the circuit cell X
This is because it is arranged at a substantially central portion on each of the left and right sides facing each other on the axis .

【0017】X軸方向に隣接配置する回路セル1aと1
bとを接続する際に、回路セル1aの出力端子3aと回
路セル1bの入力端子2bとはそれぞれ異なった層で同
じ位置に配置されるため、スルーホール4のみでX方向
に隣接する回路セル1aと1bとを接続することが可能
となる。
The circuit cells 1a and 1a adjacently arranged in the X-axis direction
b, the output terminal 3a of the circuit cell 1a and the input terminal 2b of the circuit cell 1b are arranged at the same position in different layers, respectively. 1a and 1b can be connected.

【0018】例えば図2に示したインバータ100をX
軸方向に隣接して配置した場合の切断線A−Aにおける
断面図を示した図3を参照すると、インバータ100a
および100bは、それぞれ基板上に酸化膜SiO2
介して多結晶シリコン層13が形成されゲート電極を入
力端子2aおよび2bに導出する。
For example, the inverter 100 shown in FIG.
Referring to FIG. 3 which shows a cross-sectional view taken along a cutting line AA when the inverters 100a are arranged adjacent to each other in the axial direction.
And 100b, a polycrystalline silicon layer 13 is formed on a substrate via an oxide film SiO 2 , and a gate electrode is led to input terminals 2a and 2b.

【0019】この多結晶シリコン層13の上層には酸化
膜SiO2 を介し第1メタル層11が形成され、ドレイ
ン電極をスルーホール19を介してその上層に形成され
た第2メタル層18に接続する。
A first metal layer 11 is formed above the polycrystalline silicon layer 13 via an oxide film SiO 2 , and a drain electrode is connected to a second metal layer 18 formed thereabove via a through hole 19. I do.

【0020】この第1メタル層11の上層に酸化膜Si
2 を介し形成された第2メタル層18は出力端子3a
および3bにそれぞれ導出される。
An oxide film Si is formed on the first metal layer 11.
The second metal layer 18 formed via O 2 is connected to the output terminal 3a.
And 3b respectively.

【0021】これらのインバータ100aおよび100
bを隣接して配置し、インバータ100aの出力端子3
aとインバータ100bの入力端子2bとを接続する場
合は、コンタクトホール4を形成することによりインバ
ータ100bのゲート電極から導出された多結晶シリコ
ン層13と第2メタル層18を接続する。
These inverters 100a and 100
b is arranged adjacent to the output terminal 3 of the inverter 100a.
When connecting a to the input terminal 2b of the inverter 100b, the contact hole 4 is formed to connect the polycrystalline silicon layer 13 derived from the gate electrode of the inverter 100b to the second metal layer 18.

【0022】一方、インバータ100bに隣接して配置
されるインバータ100cは、入力端子2cをインバー
タ100bの出力端子3bに接続しない場合の例であ
る。すなわち、隣接して配置されてはいるものの、前述
したコンタクトホール4を形成しないので多結晶シリコ
ン層13と第2メタル層18が接続されることはない。
On the other hand, the inverter 100c arranged adjacent to the inverter 100b is an example in which the input terminal 2c is not connected to the output terminal 3b of the inverter 100b. That is, although arranged adjacently, the above-described contact hole 4 is not formed, so that the polysilicon layer 13 and the second metal layer 18 are not connected.

【0023】なお、上述した例では、入力端子を多結晶
シリコンで形成し、出力端子を第2メタル層で形成して
いるが、回路セルのレイアウトを一部変更することによ
り多結晶シリコンと第1メタル層、または第1メタル層
と第2メタル層のそれぞれの組み合せでも実現出来るこ
とは自明である。
In the above-described example, the input terminal is formed of polycrystalline silicon and the output terminal is formed of the second metal layer. However, by partially changing the layout of the circuit cell, the input terminal is formed of polycrystalline silicon. Obviously, it can be realized by one metal layer or a combination of the first metal layer and the second metal layer.

【0024】もし、従来例の回路セルにおいて、回路セ
ル内の入力端子および出力端子が回路セルの中心付近に
位置している場合、隣接配置する回路セル同士の接続に
必要な配線は、最低でも回路セルのX軸方向サイズの
(1/2)×2倍の配線が必要であったのが、本発明で
は全く不要になる。
In the conventional circuit cell, if the input terminal and the output terminal in the circuit cell are located near the center of the circuit cell, the wiring required for connecting the adjacently arranged circuit cells is at least as small as possible. Wiring that is (1/2) × 2 times the size of the circuit cell in the X-axis direction is required, but the present invention does not require it at all.

【0025】よって、従来では必要であったX軸方向に
隣接する回路セルを接続するのに必要な配線面積が不要
となり、他の回路セル間の接続のために使用することが
できる。
Therefore, the wiring area required for connecting the circuit cells adjacent in the X-axis direction, which has been required in the related art, is not required, and can be used for connection between other circuit cells.

【0026】また同時に、隣接するセル間の接続のため
の配線が不要となったのでこの配線に起因した遅延時間
の減少を図ることができる。
At the same time, wiring for connection between adjacent cells is no longer necessary, so that a delay time caused by this wiring can be reduced.

【0027】一方、他の回路セルとの接続に関しては、
回路セル1aの出力端子3aと同じ層で形成する配線を
引き出すことにより接続が可能となる。また、隣接する
セル同士を接続しない場合は、入力端子と出力端子を形
成する層が異なるため、端に隣接配置しただけでは接続
されることはない。
On the other hand, regarding connection with other circuit cells,
The connection is made possible by drawing out a wiring formed in the same layer as the output terminal 3a of the circuit cell 1a. When adjacent cells are not connected to each other, the layers forming the input terminal and the output terminal are different from each other.

【0028】図4(a)は本発明の第2の実施の形態に
おける回路セルを示し、図4(b)は第2の実施の形態
における回路セルを用いてY軸方向に隣接する回路セル
を接続した半導体装置である。
FIG. 4 (a) shows a circuit cell Le in the second embodiment of the present invention, FIG. 4 (b) circuit adjacent to the Y-axis direction using a circuit cell in the second embodiment This is a semiconductor device to which cells are connected.

【0029】図4(a)を参照すると、回路セル5は、
X軸方向に対向する2辺上のそれぞれの中央部であって
左側の辺には入力端子6、右側の辺には入力端子が配
置され、Y軸方向に対向する2辺それぞれの中央部であ
って上側の辺には入力端子側の辺には出力端子9
が配置されている。
Referring to FIG. 4 (a), the circuit cell 5,
Input terminal 6 is a respective central portion to the left side on the two opposite sides in the X axis direction, the input terminal 8 is disposed on the right side, two sides each of the central portion opposite the Y-axis direction input terminal 7 to the upper side there is, the output terminal 9 on the lower side
Is arranged.

【0030】一方、図4(b)を参照すると、例えば図
3で示したような回路セル5aおよび5bがY軸方向に
隣接して配置されている。この隣接して配置された回路
セル5aおよび5bの隣接する辺の中央部には、回路セ
ル5aの出力端子9aと回路セル5bの入力端子7bと
で1つの入出力端子を形成するように配置され、その中
心に出力端子9aと入力端子7bとを接続するコンタク
トホール10が形成されている。
On the other hand, referring to FIG. 4 (b), for example, circuit cells 5a and 5b as shown in FIG. 3 are arranged adjacent to the Y-axis direction. At the center of the adjacent side of the adjacently arranged circuit cells 5a and 5b, an output terminal 9a of the circuit cell 5a and an input terminal 7b of the circuit cell 5b are arranged so as to form one input / output terminal. A contact hole 10 for connecting the output terminal 9a and the input terminal 7b is formed at the center.

【0031】本発明の特徴とするところは、図4(a)
においては入力端子7および出力端子9を図4(b)
おいては入力端子7aおよび7bと出力端子9aおよび
9bとを設けたことにある。
[0031] It is a feature of the present invention, FIGS. 4 (a)
In FIG. 4 , the input terminal 7 and the output terminal 9 are provided, and in FIG. 4B , the input terminals 7a and 7b and the output terminals 9a and 9b are provided.

【0032】図4(b)において、入力端子7aおよび
7bと出力端子9aおよび9bとを設けることにより、
X軸方向に隣接して配置する回路セルの接続のみでなく
Y軸方向に隣接して配置する回路セル5aおよび5bの
接続もスルーホール10のみで行うことが可能となる。
In FIG. 4B , by providing input terminals 7a and 7b and output terminals 9a and 9b,
Not only connection of the circuit cells arranged adjacent in the X-axis direction but also connection of the circuit cells 5a and 5b arranged adjacent in the Y-axis direction can be performed only through the through hole 10.

【0033】もし、従来例の回路セルにおいて、回路セ
ル内の入力端子および出力端子が回路セルの中心付近に
位置している場合、隣接して配置する回路セル同士の接
続に必要な配線は、最低でも回路セルのY軸方向サイズ
の(1/2)×2倍の配線長が必要であったのが、本発
明では全く不要になる。
If the input terminal and the output terminal in the circuit cell of the conventional example are located near the center of the circuit cell, the wiring required to connect the adjacently arranged circuit cells is as follows: In the present invention, a wiring length that is at least (1/2) × 2 times the size of the circuit cell in the Y-axis direction is required.

【0034】よって、第1の実施の形態と同様に、従来
では必要であったY軸方向に隣接する回路セルを接続す
るために必要な配線面積が不要となり、他の回路セル間
の接続のために使用することができる。また同時に、隣
接して配置するセル間を接続するための配線に起因する
信号伝播の遅延時間を減少させることができる。
Therefore, similarly to the first embodiment, the wiring area required for connecting the adjacent circuit cells in the Y-axis direction, which is conventionally required, is not required, and the connection between other circuit cells is not required. Can be used for At the same time, it is possible to reduce a signal propagation delay time caused by wiring for connecting cells arranged adjacent to each other.

【0035】他の回路セルとの接続に関しては、回路セ
ル5aの出力端子9aと同層で配線を引き出すことによ
り接続が可能となる。また、隣接するセル同士を接続し
ない場合は、入力端子と出力端子を形成する層が異なる
ため、単に隣接配置しただけでは接続されることはな
い。
With respect to connection with another circuit cell, connection can be made by drawing a wiring in the same layer as the output terminal 9a of the circuit cell 5a. When adjacent cells are not connected to each other, the layers forming the input terminals and the output terminals are different from each other.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、隣接する回路セル同士の境界領域上に、回路セル
内の入力端子および出力端子を、それぞれ異なる層で形
成し、かつ回路セルのX軸方向の中心線上であって対向
する2辺の縁端部、およびY軸方向の中心線上であって
対向する2辺の縁端部にそれぞれ配置し、それぞれの端
子をスルーホールで接続することにより、従来では必要
であった接続用配線が不要となるため、配線効率の向上
による高集積化と回路セル間接続用配線による信号伝播
の遅延時間を減少させ高速化を図ることができる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the input terminal and the output terminal in the circuit cell are formed in different layers on the boundary region between the adjacent circuit cells. Are disposed on two opposite edges on the center line in the X-axis direction and two opposite edges on the center line in the Y-axis direction, and the respective terminals are connected by through holes. This eliminates the need for connection wiring, which has been required in the past, so that high integration can be achieved by improving wiring efficiency, and the signal propagation delay time due to the wiring for connection between circuit cells can be reduced and the speed can be increased. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)本発明の第1の実施の形態における回路
セルの入出力端子配置を示す平面図である。 (b)図1(a)に示した回路セルを用いてX軸方向に
隣接する回路セルをの入出力端子間を接続した状態の主
要部の平面図である。
FIG. 1A is a plan view showing an arrangement of input / output terminals of a circuit cell according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2B is a plan view of a main part in a state where input / output terminals of circuit cells adjacent in the X-axis direction are connected using the circuit cell shown in FIG.

【図2】回路セルのレイアウトの一例を示した平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view showing an example of a layout of a circuit cell.

【図3】回路セルを隣接配置したときの入力端子および
出力端子の接続状態と、非接続状態を模式的に示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a connection state and a non-connection state of an input terminal and an output terminal when circuit cells are arranged adjacent to each other.

【図4】(a)本発明の第2の実施の形態における回路
セルを示す平面図である。 (b)図4(a)に示した回路セルを用いて軸方向に
隣接する回路セルを接続した半導体集積回路装置の主要
部の平面図である。
FIG. 4A is a plan view showing a circuit cell according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5B is a plan view of a main part of the semiconductor integrated circuit device in which adjacent circuit cells in the Y- axis direction are connected using the circuit cell shown in FIG.

【図5】(a)連続カラムアレイ型のゲートアレイの平
面図である。 (b)敷き詰め型のゲートアレイの平面図である。
FIG. 5A is a plan view of a continuous column array type gate array. (B) It is a top view of a spread type gate array.

【図6】(a)従来の回路セルの一例を示す平面図であ
る。 (b)従来の回路セルを用いてX軸方向に隣接する回路
セルを接続した半導体集積回路装置の回路セルの主要部
の一例を示す平面図である。
FIG. 6A is a plan view showing an example of a conventional circuit cell. (B) is a plan view showing an example of a main part of a circuit cell of a semiconductor integrated circuit device in which circuit cells adjacent in the X-axis direction are connected using conventional circuit cells.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a,1b,5,5a,5b,61,61b 回
路セル 2,2a,2b,6,6a,6b,7,7a,7b,6
2,62a,62b入力端子 3,3a,3b,8,8a,8b,9,9a,9b,6
3,63a,63b出力端子 4 メタル層および多結晶シリコン層接続用のコンタ
クト 19 メタル層相互接続用のスルーホール 14 回路セル接続用の配線 50 連続カラムアレイ型のゲートアレイ 51,56 入出力バッファ 52,57 周辺領域 53,58 回路セル 54,60 内部領域 100 インバータ 100a,100b,100c 模式的な断面図で示
すインバータ
1, 1a, 1b, 5, 5a, 5b, 61, 61b Circuit cell 2, 2a, 2b, 6, 6a, 6b, 7, 7a, 7b, 6
2, 62a, 62b input terminals 3, 3a, 3b, 8, 8a, 8b, 9, 9a, 9b, 6
3, 63a, 63b output terminal 4 Contact for connecting metal layer and polycrystalline silicon layer 19 Through hole for connecting metal layer 14 Wiring for connecting circuit cell 50 Gate array of continuous column array type 51, 56 Input / output buffer 52 , 57 Peripheral area 53, 58 Circuit cell 54, 60 Internal area 100 Inverter 100a, 100b, 100c Inverter shown in a schematic sectional view

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平面上のY軸方向の長さが互に等しい矩
形からなる複数の回路セルを有し、かつこれらの回路セ
ルをアレイ状に配置してなるセル列で構成される半導体
集積回路装置において、前記回路セル内の信号入力端子
および信号出力端子を、多結晶シリコン層、第1の金属
層および第2の金属層のうちの少なくとも2つの層
するとともに、前記回路セルの対向する両辺上のそれ
ぞれの中心部に辺端と端子中心部とが略一致するように
配設した回路セルで前記セル列を構成することを特徴と
する半導体集積回路装置。
1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of rectangular circuit cells having the same length in the Y-axis direction on a plane, and a cell column in which these circuit cells are arranged in an array. in the circuit device, a signal input terminal and a signal output terminal in the circuit cell, a polycrystalline silicon layer, as well as the form <br/> formed at least two layers of the first metal layer and second metal layer , It on both opposing sides of the circuit cell
At each center, make sure that the edge and the center of the terminal
A semiconductor integrated circuit device , wherein the cell row is constituted by the arranged circuit cells .
【請求項2】 複数の前記回路セルをそれぞれ隣接配置
し、隣接する前記信号入力端子および前記信号出力端子
を重ね合わせ1つの入出力端子として相互接続して動作
させる場合はそれぞれの端子が前記第1および第2の金
属層であればスルーホール接続、前記多結晶シリコン
並びに前記第1または第2の金属層であればコンタク
ト接続をするか、または前記信号入力端子および前記信
号出力端子を重ね合わせても相互接続せずに個別動作さ
せる場合は前記スルーホール接続も前記コンタクト接続
もしないかを、個々の状態に応じて択一的に選択し接続
する選択接続手段を有する請求項1記載の半導体集積回
路装置。
2. A plurality of circuit cells are arranged adjacent to each other.
And the adjacent signal input terminal and the signal output terminal
Operate by interconnecting them as one input / output terminal
Is case of the through hole connection if each of terminals said first and second metal layers, the contact connection if the polycrystalline silicon layer and said first or second metal layer, or the Signal input terminal and the signal
Signal output terminals can be operated individually without
If the connection is made, the through hole connection is also the contact connection
Select whether or not to connect according to the individual status
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the chromatic selection connecting means for.
【請求項3】 平面上のY軸方向の長さが互に等しい矩
形からなる複数の回路セルを有し、かつこれらの回路セ
アレイ状に配置てなるセル列で構成されるととも
にこれら回路セル間の信号入力端子および信号出力端子
を接続する回路セルの多段接続構造において、前記回路
セル内の前記信号入力端子および前記信号出力端子を、
結晶シリコン層、第1の金属層および第2の金属
うちの少なくとも2つの層で形成するとともに、隣接配
置する他の回路セルとの境界領域上であってそれぞれの
前記回路セルの対向する両辺上のそれぞれの中心部に辺
端と端子中心部とが略一致するように配設し、隣接する
それぞれの前記信号入力端子および前記信号出力端子を
重ね合わせ1つの入出力端子として相互接続して動作さ
せる場合はそれぞれの端子が前記第1および第2の金属
層であればスルーホール接続を、前記多結晶シリコン層
並びに前記第1または第2の金属層であればコンタクト
接続をするか、または前記信号入力端子および前記信号
出力端子を重ね合わせても相互接続せずに個別動作させ
る場合は前記スルーホール接続も前 記コンタクト接続も
しないかを、個々の状態に応じて択一的に選択し接続す
るようにした構造を有することを特徴とする回路セルの
多段接続構造。
3. A having a plurality of circuit cells length in the Y-axis direction on the plane consists of mutually equal square, while being constituted by a cell row formed by arranging Katsuko these circuit cells in an array in multi-stage connection structure for a circuit cells connected to the signal input terminal and the signal output terminal between these circuits cells, said signal input terminal and the signal output terminal in the circuit cell,
The polycrystalline silicon layer, the first metal layer and the second metal layer
And forming at least two layers of the inner, adjacent distribution
On the boundary area with other circuit cells
Sides at each center on opposite sides of the circuit cell
Arranged so that the end and the center of the terminal substantially match, and
Each of the signal input terminal and the signal output terminal
Operated by interconnecting as one input / output terminal
When each terminal is connected to the first and second metal
If the layer is a through-hole connection, the polysilicon layer
A contact if the first or second metal layer
Make a connection or the signal input terminal and the signal
Even if output terminals are overlapped,
If you are also the through-hole connections even before Symbol contact connection
Select whether to connect or not depending on the individual status.
A multi-stage connection structure for circuit cells, having a structure as described above .
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