JP3036459B2 - Ecl/cmos混在型半導体集積回路装置 - Google Patents

Ecl/cmos混在型半導体集積回路装置

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JP3036459B2
JP3036459B2 JP9055507A JP5550797A JP3036459B2 JP 3036459 B2 JP3036459 B2 JP 3036459B2 JP 9055507 A JP9055507 A JP 9055507A JP 5550797 A JP5550797 A JP 5550797A JP 3036459 B2 JP3036459 B2 JP 3036459B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、内部領域にECL回路領域とCMOS
回路領域とレベル変換領域とが混在可能としたチップに
おけるECLレベル信号とCMOSレベル信号の入出力
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にECL回路は、終端電圧:−(マ
イナス)2Vと、GND−(マイナス)バイポーラトラ
ンジスタのVfとの間で低振幅動作をする(以下、「E
CLレベル信号」という)。一方、CMOS回路は電源
電圧:VDDとGNDとの間で高振幅動作する(以下、
「CMOSレベル信号」という)。
【0003】このECLレベル信号とCMOSレベル信
号とが交差、及び隣接して配線した場合に、クロストー
クによる動作への影響が懸念されている。近年、加工技
術の微細化から、信号配線の間隔が狭くなり、ますます
クロストークによる動作への影響が懸念されてきてい
る。
【0004】例えば特開平3−25952号公報には、
バイポーラ・CMOS混在型半導体集積回路において、
ディジタル回路からアナログ回路への信号干渉を皆無に
すると共に、設計効率を向上させることを目的として、
バイポーラ領域とCMOS領域の境界領域にECL−C
MOS間の入出力レベルを変換するレベル変換器を配置
し、アナログ回路およびディジタル回路の相互接続をレ
ベル変換器を介して行うようにした半導体集積回路が提
案されている。上記公報に提案される従来技術(「第1
の従来技術」という)の構成を、図3に回路配置図とし
て示す。図3に示すように、この従来の半導体集積回路
は、他チップとの信号の入出力に使用される外部回路領
域において、ECLレベル信号、及びCMOSレベル信
号の入出力可能領域が限定されている。
【0005】より詳細には、図3を参照して、内部領域
に、ECL回路を形成するECL回路領域1と、CMO
S回路を構成するCMOS回路領域2と、ECL回路領
域1とCMOS回路領域2との境界領域にECL−CM
OS間の入出力レベルを変換するレベル変換器を形成す
るレベル変換領域3と、が配置され、内部領域の周囲に
他チップとの信号を入出力する外部回路領域4、及び5
を備え、外部回路領域4、5の周囲にパッケージと接続
するパッド領域6を有している。この従来の半導体集積
回路においては、レベル変換回路領域3上に存在する境
界線8を境界にして、ECL回路領域1側の外部回路領
域4にはECLレベル信号のみが入出力され、CMOS
回路領域2側の外部回路領域5にはCMOSレベル信号
のみが入出力される、という制限が設けられている。
【0006】図4は、他チップとの信号の入出力に使用
される外部回路領域に、レベル変換回路領域を設けた従
来技術(「第2の従来技術」という)の回路配置を示す
図である。
【0007】図4を参照して、内部領域に、ECL回路
領域1と、CMOS回路領域2と、ECL回路領域1と
CMOS回路領域2との境界領域にECL−CMOS間
の入出力レベルを変換するレベル変換器を形成するレベ
ル変換領域3と、が配置され、内部領域の周囲に、他デ
バイスとの信号を入出力する外部回路領域4、及び5と
記外部回路領域4、及び5内のレベル変換器を形成する
レベル変換回路領域9と、外部回路領域の周囲にパッケ
ージと接続するパッド領域6を有している。この従来の
半導体集積回路装置においては、ECL回路領域1側の
外部回路領域4にCMOSレベル信号が入出力された際
に、外部回路領域4内のレベル変換回路領域9を介して
ECLレベル信号に変換し、ECL回路領域1を介し
て、内部領域内のレベル変換領域3に到り、レベル変換
器にてECLレベル信号からCMOSレベル信号に変換
し、CMOS回路領域2のCMOS回路に信号を供給し
ている。
【0008】また、MOS回路領域2側の外部回路領域
5にECLレベル信号が入出力された際には、外部回路
領域5内のレベル変換回路領域9を介してCMOSレベ
ル信号に変換し、CMOS回路領域2を介して、内部領
域内のレベル変換領域3に到り、レベル変換器にてCM
OSレベル信号からECLレベル信号に変換し、ECL
回路領域1のECL回路に信号を供給している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように図3に
示した従来技術においては、他チップとの信号の入出力
に使用される外部回路領域でECLレベル信号、及びC
MOSレベル信号の入出力信号の配置に制限が設けられ
ている。
【0010】一方、図4に示した従来技術においては、
外部回路領域内に形成されるレベル変換回路と、内部領
域内のレベル変換回路領域内に形成されるレベル変換回
路と、を介することが必要とされており、外部入出力回
路と内部回路との配線が長くなることから、遅延時間に
影響を及ぼすことになる。特に、高速動作を要求される
ECL信号においては遅延時間への影響は重大である。
【0011】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、外部回路領域と
パッド領域の境界に配線領域を設けることにより、入出
力信号の配置制限をなくすと共に、レベル変換回路を介
することによる遅延時間への影響を少なくする半導体集
積回路装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、同一チップ上の内部領域に、バイポーラ
トランジスタ及び抵抗で形成されたECL回路を形成す
るECL回路領域と、MOSトランジスタで形成された
CMOS回路を形成するCMOS回路領域と、前記EC
L回路領域とCMOS回路領域の境界領域にECL−C
MOS間の入出力レベルを変換するレベル変換回路を形
成するレベル変換領域と、を混在して配置可能としたも
のである。
【0013】本発明の半導体集積回路装置は、外部回路
領域とパッド領域との境界領域に配線領域を設けた構成
としたものである。すなわち、本発明は、同一チップ上
の内部領域に、ECL回路を形成するECL回路領域
と、CMOS回路を形成するCMOS回路領域と、前記
ECL回路領域と前記CMOS回路領域の境界領域にE
CL−CMOS間の入出力レベルを変換するレベル変換
回路を形成するレベル変換領域と、を備え、前記内部領
域の周囲に設けられる外部回路領域とパッド領域との境
界に配線領域を設け、前記ECL回路領域と前記CMO
S回路領域のうち一方の回路領域側のパッドより該回路
領域の信号レベルと異なるレベルの信号が入力及び/又
は出力される場合、該一方の回路領域側のパッドの信号
は、前記配線領域を介して、該一方の回路領域の信号レ
ベルと異なるレベルの他の回路領域側の外部回路領域に
接続される、ことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、同一チップ上の内部領域に、バイポーラトランジス
タ及び抵抗で形成されたECL回路を形成するECL回
路領域と、MOSトランジスタで形成されたCMOS回
路を形成するCMOS回路領域と、ECL回路領域とC
MOS回路領域の境界領域にECL−CMOS間の入出
力レベルを変換するレベル変換回路を形成するレベル変
換領域と、を混在して備え、内部領域の周囲に設けられ
た、他チップとの信号を入出力するための外部回路領域
と、外部回路領域の周囲に設けられたパッケージとの接
続をするパッド領域と、の境界領域に配線領域を備え、
外部からのECLレベル信号の入力はCMOS回路領域
側においてECLレベル信号の入出力は、パッド領域の
パッド及び配線領域の配線を介しECL回路側の外部回
路領域の外部回路を介し、内部領域内のECL回路領域
に接続されている。
【0015】また本発明は、その好ましい実施の形態に
おいて、外部からのCMOSレベル信号の入出力は、E
CL回路領域側においてパッド領域のパッド及び配線領
域の配線を介しCMOS回路側の外部回路領域の外部回
路を介して内部領域内のCMOS回路領域に接続されて
いる。
【0016】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。
【0017】図1は、本発明の第1の実施例の構成を示
す図である。図1を参照すると、本実施例の半導体集積
回路装置は、内部領域にECL回路を形成するECL回
路領域1と、CMOS回路を構成するCMOS回路領域
2と、ECL回路領域1とCMOS回路領域2との境界
領域にECL−CMOS間の入出力レベルを変換するレ
ベル変換器を形成するレベル変換領域3と、が混在し、
内部領域の周囲に他デバイスとの信号を入出力する外部
回路領域4、及び5と、外部回路領域の周囲にパッケー
ジと接続するパッド領域6と、外部回路領域4、及び5
とパッド領域6との境界領域に配線領域7を有し、外部
からのECLレベル信号の入力は、CMOS回路領域2
側のパッド領域6のパッドaを介し、パッド領域6と外
部回路領域5の境界領域内の配線領域7の配線bを介し
て、外部回路領域4の外部回路cに到り、外部回路cか
ら内部領域内のECL回路領域1に接続されている。
【0018】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は、本発明の第2の実施例の構成を示す図で
ある。図2を参照すると、本実施例の半導体集積回路装
置は、内部領域にECL回路を形成するECL回路領域
1と、CMOS回路を構成するCMOS回路領域2と、
ECL回路領域1とCMOS回路領域2との境界領域E
CL−CMOS間の入出力レベルを変換するレベル変換
器を形成するレベル変換領域3と、が混在し、内部領域
の周囲に他デバイスとの信号を入出力する外部回路領域
4、及び5と、外部回路領域の周囲にパッケージと接続
するパッド領域6と、外部回路領域4、及び5と、パッ
ド領域6との境界領域に配線領域7を有し、外部からの
CMOS信号の入力は、ECL回路領域1側のパッド領
域6のパッドdを介し、パッド領域6と外部回路領域4
の境界領域内の配線領域7の配線eを介して、外部回路
領域5の外部回路fに到り、外部回路fから内部領域内
のCMOS回路領域に接続される。
【0019】上記各実施例においては、ECL回路領域
側の外部回路領域にはECLレベル信号を、またCMO
S回路領域側の外部回路領域にはCMOSレベル信号し
か入出力できないという制限を設ける必要がなく、設計
自由度を増している。
【0020】また、上記各実施例においては、パッド領
域と外部回路領域との配線を長く引き回しても、例えば
出力回路の負荷としては僅か2pF、遅延時間にして数
100psecであるため、図4に第2の従来技術とし
て示したECL−CMOSレベル変換回路の遅延時間1
nsec程度と比べて、遅延時間への影響が少なくな
る。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路によれば、ECL回路領域側の外部回路領域には
ECLレベル信号を、またCMOS回路領域側の外部回
路領域にはCMOSレベル信号しか入出力できないとい
う制限を設ける必要がなく、自由度を増すという効果を
奏する。
【0022】また、本発明によれば、パッド領域と外部
回路領域との配線を長く引き回しても出力回路の負荷と
しては僅かであり(例えば2pF)、遅延時間にして、
数100psec程であるため、上記した第2の従来技
術のECL−CMOSレベル変換回路の遅延時間と比べ
て影響が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。
【図3】第1の従来技術の構成を示す図である。
【図4】第2の従来技術の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 内部ECL回路領域 2 内部CMOS回路領域 3 内部レベル変換回路領域 3、5 外部回路領域 6 パッド領域 7 パッド−外部回路接続の配線領域 8 ECLレベル信号、CMOSレベル信号境界線 9 外部回路用レベル変換回路領域 a 外部からのECLレベル信号が入力されるパッド b パッドと外部回路領域を接続する配線 c 配線bから入力される外部回路 d 外部からのCMOSレベル信号が入力されるパッド e パッドと外部回路領域を接続する配線 f 配線eから入力される外部回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/06 H03K 19/00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/82 H01L 27/118

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一チップ上の内部領域に、ECL回路を
    形成するECL回路領域と、CMOS回路を形成するC
    MOS回路領域と、前記ECL回路領域と前記CMOS
    回路領域の境界領域にECL−CMOS間の入出力レベ
    ルを変換するレベル変換回路を形成するレベル変換領域
    と、を備え、 前記内部領域の周囲に設けられる外部回路領域とパッド
    領域との境界に配線領域を設け、 前記ECL回路領域と前記CMOS回路領域のうち一方
    の回路領域側のパッドより該回路領域の信号レベルと異
    なるレベルの信号が入力及び/又は出力される場合、該
    一方の回路領域側のパッドの信号は、前記配線領域を介
    して、該一方の回路領域の信号レベルと異なるレベルの
    他の回路領域側の外部回路領域に接続される、ことを特
    徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】同一チップ上の内部領域に、バイポーラト
    ランジスタ及び抵抗で形成されたECL回路を形成する
    ECL回路領域と、MOSトランジスタで形成されたC
    MOS回路を形成するCMOS回路領域と、前記ECL
    回路領域と前記CMOS回路領域の境界領域にECL−
    CMOS間の入出力レベルを変換するレベル変換回路を
    形成するレベル変換領域と、を備え、 他チップとの信号を入出力するために前記内部領域の周
    囲に設けられる外部回路領域と、パッケージとの接続を
    行うために前記外部回路領域の周囲に設けられるパッド
    領域と、の境界領域に配線領域を備え、 外部からのECLレベル信号を前記CMOS回路領域側
    で入力及び/又は出力する場合、前記CMOS回路領域
    側の前記パッド領域のパッドから前記配線領域の配線を
    介して前記ECL回路側の外部回路領域の外部回路を経
    て内部領域内の前記ECL回路領域に接続される、こと
    を特徴とする半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】同一チップ上の内部領域に、バイポーラト
    ランジスタ及び抵抗で形成されたECL回路を形成する
    ECL回路領域と、MOSトランジスタで形成されたC
    MOS回路を形成するCMOS回路領域と、前記ECL
    回路領域と前記CMOS回路領域の境界領域にECL−
    CMOS間の入出力レベルを変換するレベル変換回路を
    形成するレベル変換領域と、を備え、 他チップとの信号を入出力するために前記内部領域の周
    囲に設けられる外部回路領域と、パッケージとの接続を
    行うために前記外部回路領域の周囲に設けられるパッド
    領域と、の境界領域に配線領域を備え、 外部からのCMOSレベル信号を前記ECL回路領域側
    で入力及び/又は出力する場合、前記ECL回路領域側
    の前記パッド領域のパッドから前記配線領域の配線を介
    して前記CMOS回路側の外部回路領域の外部回路を経
    て内部領域内の前記CMOS回路領域に接続される、こ
    とを特徴とする半導体集積回路装置。
JP9055507A 1997-02-24 1997-02-24 Ecl/cmos混在型半導体集積回路装置 Expired - Lifetime JP3036459B2 (ja)

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