JP3236745B2 - LSI chip layout method - Google Patents

LSI chip layout method

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JP3236745B2
JP3236745B2 JP28618194A JP28618194A JP3236745B2 JP 3236745 B2 JP3236745 B2 JP 3236745B2 JP 28618194 A JP28618194 A JP 28618194A JP 28618194 A JP28618194 A JP 28618194A JP 3236745 B2 JP3236745 B2 JP 3236745B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、標準セル方式を用いた
高集積なLSIチップのレイアウト方法に関するもので
ある。
The present invention relates is related to layout method for highly integrated LSI chip using standard cell method.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIのレイアウト方式は、マクロセル
方式、標準セル方式、ゲートアレイ方式に大別できる。
このうち標準セル方式は、マクロセル方式とゲートアレ
イ方式の中間の集積度、設計工数であり、チャネル配線
(文献 T.Yoshimura and E.S.Kuh,"Efficient Algorit
hms for Channel Router",IEEE Tans.on Computer-Aide
d Design,Vol.CAD-1,No.1,pp.25-35,1986 )により10
0%配線が保証されているので、LSI設計に広く使用
されている。
2. Description of the Related Art LSI layout systems can be broadly classified into a macro cell system, a standard cell system, and a gate array system.
Among these, the standard cell system has a degree of integration and design man-hours intermediate between the macro cell system and the gate array system, and is based on channel wiring (T. Yoshimura and ESKuh, "Efficient Algorit
hms for Channel Router ", IEEE Tans.on Computer-Aide
d Design, Vol.CAD-1, No.1, pp.25-35,1986)
Since 0% wiring is guaranteed, it is widely used for LSI design.

【0003】図8は従来の複数の標準セル1からなるセ
ル列とそのセル列間のアルミニウム等からなるメタル第
1層のチャネル配線2、メタル第2層のチャネル引込配
線3等からなる論理回路のLSIチップのレイアウトの
一部を抜き出した図である。なお、上段のセル列には1
個の標準セル1を、下段のセル列には2個の標準セル1
を表した。
FIG. 8 shows a conventional logic circuit comprising a cell row composed of a plurality of standard cells 1 and a first metal channel wiring 2 made of aluminum or the like between the cell rows, a second metal channel lead-in wiring 3 and the like. FIG. 2 is a diagram in which a part of the layout of the LSI chip is extracted. The upper row of cells is 1
Standard cells 1 and two standard cells 1 in the lower cell row.
Was expressed.

【0004】ポリシリコン又はポリサイドからなるゲー
ト電極4の長手方向の向きは標準セル1の並びの方向
(図8では左右方向)と垂直な方向に、またトランジス
タ列の集まりである拡散島5は水平な方向に配置されて
いる。つまり、MOSトランジスタのゲート長の方向が
標準セル1の並びと同じ方向である。
The longitudinal direction of the gate electrode 4 made of polysilicon or polycide is perpendicular to the direction in which the standard cells 1 are arranged (the horizontal direction in FIG. 8), and the diffusion islands 5 as a group of transistor rows are horizontal. Are arranged in different directions. That is, the direction of the gate length of the MOS transistor is the same direction as the arrangement of the standard cells 1.

【0005】PMOSトランジスタ列(ゲート長方向に
複数のPMOSトランジスタが列状に並べられたもの
で、図8では左右方向に並べられている)6は、拡散島
5を囲むように設けられたウエル7(Nウエル)内に形
成され、このウエル7と電源線(第1電源線:VDD)
8は基板コンタクト9で接続されてウエル7に基板バイ
アスが印加されるようになっている。
A PMOS transistor array (a plurality of PMOS transistors are arranged in a row in the gate length direction and is arranged in the horizontal direction in FIG. 8) 6 is a well provided so as to surround the diffusion island 5. 7 (N well), and the well 7 and a power supply line (first power supply line: VDD)
Numeral 8 is connected by a substrate contact 9 so that a substrate bias is applied to the well 7.

【0006】NMOSトランジスタ列(複数のNMOS
トランジスタがPMOSトランジスタ列6と同一方向に
並べられている)10は、基板(P基板)内に形成さ
れ、この基板とグランド線(第2電源線:VSS)11
が基板コンタクト9で接続されて基板バイアスが印加さ
れるようになっている。
An NMOS transistor array (a plurality of NMOS transistors)
A transistor 10 in which transistors are arranged in the same direction as the PMOS transistor array 6 is formed in a substrate (P substrate), and this substrate and a ground line (second power line: VSS) 11
Are connected by a substrate contact 9 to apply a substrate bias.

【0007】上記電源線8とグランド線11はアルミニ
ウム等のメタル第1層からなり、PMOSトランジスタ
列6の拡散島5やNMOSトランジスタ列10の拡散島
5を図8において上下方向から挟み込むように水平方向
(図8において左右方向)に直線形状に形成されてい
て、ここからMOSトランジスタの電源ノードやグラン
ドノードに対して、同じメタル第1層からなる電源補給
線12、グランド補給線13が垂直方向に配線されてい
る。
The power supply line 8 and the ground line 11 are made of a first metal layer such as aluminum, and are horizontally arranged so as to sandwich the diffusion island 5 of the PMOS transistor array 6 and the diffusion island 5 of the NMOS transistor array 10 from above and below in FIG. The power supply line 12 and the ground supply line 13 made of the same first metal layer are wired in a vertical direction to the power supply node and the ground node of the MOS transistor. Have been.

【0008】標準セル1内での配線層は、外部端子14
はポリシリコン層、ポリサイド層又はメタル第2層によ
り形成され、垂直方向通過配線(1個の標準セルを垂直
方向に通過して配線される配線であり、図8では図示し
ていない。)も同じである。また、この標準セル1内で
配線しきれない場合には、内部から垂直方向に引き出し
た垂直配線15の先端を標準セル1の外側の領域に引出
し、そこに設けたメタル第1層のはみ出し配線16によ
って結線されている。
The wiring layer in the standard cell 1 includes external terminals 14
8 is also formed of a polysilicon layer, a polycide layer, or a metal second layer, and has a vertically passing wiring (a wiring that passes through one standard cell in the vertical direction and is not shown in FIG. 8). Is the same. If the wiring cannot be completed within the standard cell 1, the tip of the vertical wiring 15 drawn out from the inside in the vertical direction is drawn to the area outside the standard cell 1, and the protruding wiring of the metal first layer provided there is provided. 16 are connected.

【0009】17はソースやドレインとしての拡散領域
とポリシリコン層、ポリサイド層、又はメタル第1層と
を接続するための拡散コンタクト、18はポリシリコン
層、ポリサイド層、メタル第1層又はメタル第2層の相
互間を接続するためのスルホールである。
Reference numeral 17 denotes a diffusion contact for connecting a diffusion region serving as a source or drain to a polysilicon layer, a polycide layer, or a first metal layer, and 18 denotes a polysilicon layer, a polycide layer, a first metal layer, or a first metal layer. This is a through hole for connecting the two layers.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
レイアウト方式では、標準セル1の相互間の接続のため
の電源線8とグランド線11との間の間隔Lを、ドライ
バー等のゲート幅の大きなMOSトランジスタに合わせ
て規格化する必要がある。このため、消費電力、ファン
インロードの低減を目指してゲート幅の小さなMOSト
ランジスタを用いても、これらがゲート幅の大きな他の
MOSトランジスタと同一の列に配置されるため、それ
らMOSトランジスタと電源線8やグランド線11との
間に無駄な領域19が発生してしまうという問題があっ
た。
However, in the above-mentioned conventional layout system, the distance L between the power supply line 8 and the ground line 11 for connection between the standard cells 1 is set to be equal to the gate width of the driver or the like. It is necessary to standardize according to a large MOS transistor. For this reason, even if MOS transistors having a small gate width are used in order to reduce power consumption and fan inload, they are arranged in the same column as other MOS transistors having a large gate width. There is a problem that a useless area 19 is generated between the line 8 and the ground line 11.

【0011】また、標準セル1内の配線は、メタル第1
層による電源補給線12やグランド補給線13が妨げと
なって、メタル第1層による配線が効果的に使用できな
いために、標準セル1の内部からこのメタル第1層と異
なる配線、つまりポリシリコン、ポリサイド又はメタル
第2層による垂直配線15を使用して電源線8、グラン
ド線11の外側に引出してから、メタル第1層による水
平方向のはみ出し配線16で接続する方法をとらざるを
得ない場合があった。このため、配線チャネル領域の増
加、メタル第2層による配線の通過可能領域の減少等を
きたし、集積度向上の障害となる問題があった。
The wiring in the standard cell 1 is made of metal 1
Since the power supply line 12 and the ground supply line 13 formed by the layers hinder each other, the wiring of the first metal layer cannot be used effectively. Therefore, wiring different from the first metal layer from inside the standard cell 1, that is, polysilicon, polycide, etc. Alternatively, it may be necessary to take a method of using the vertical wiring 15 of the second metal layer to extend to the outside of the power supply line 8 and the ground line 11 and then connecting with the horizontal wiring 16 of the first metal layer. there were. For this reason, an increase in the wiring channel region, a decrease in the region through which the wiring can pass through the second metal layer, and the like are caused, and there is a problem that the integration density is hindered.

【0012】本発明の目的は、上記無駄領域の削減を図
るとともにはみ出し配線を無くして集積度を向上させ
SIチップのレイアウト方法を提供することである。
An object of the present invention is to reduce the useless area and eliminate the protruding wiring to improve the degree of integration .
Layout method of L SI chip is to provide a.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】このために、本発明のL
SIチップのレイアウト方法は、標準的なゲート幅の標
準ゲート幅トランジスタ列およびそれより小さなゲート
幅の小ゲート幅トランジスタ列を有する標準セルをレイ
アウトする際に、上記小ゲート幅トランジスタ列のゲー
ト電極の長手方向に対して垂直な方向の横幅の総計が上
記小ゲート幅トランジスタ列の上記ゲート電極の長手方
向に平行な方向の最大高さと第1又は第2電源線までの
距離との合計よりも大きな場合に、上記小ゲート幅トラ
ンジスタ列を複数の標準セルからなるセル列の並びの方
向と平行な方向が長手方向となるようにゲート電極を形
成した倒置MOSトランジスタ列とし、上記と逆の場合
に、上記セル列の並びの方向と垂直な方向が長手方向と
なるようにゲート電極を形成した非倒置MOSトランジ
スタ列とするものである。
For this purpose, the L of the present invention is used.
The layout method of the SI chip is a standard gate width standard.
Quasi-gate width transistor arrays and smaller gates
Lay standard cells with narrow gate width transistor arrays
Out of the gate of the small gate width transistor
The total width in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the
Lengthwise direction of the above gate electrode of the small gate width transistor array
The maximum height in the direction parallel to the first and second power lines
If the distance is larger than the sum of
The array of cells is composed of multiple standard cells.
The gate electrode is shaped so that the direction parallel to the
Inverted MOS transistor array formed and reverse to the above
In addition, the direction perpendicular to the cell row arrangement direction is the longitudinal direction.
Non-inverted MOS transistor with gate electrode formed
It is a star row.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【作用】本発明では、小ゲート幅のMOSトランジスタ
列部分が所定の条件下で倒置MOSトランジスタ列とし
て扱われるので、これらがスペース的に効率的に配置さ
れる。
According to the present invention, a MOS transistor having a small gate width is provided.
The column part is an inverted MOS transistor column under predetermined conditions.
These are efficiently arranged in space.
It is.

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。以下の説
明で使用する図面において、前述の図8に示したものと
同一又は類似のものには同一の符号を付した。本発明で
は標準セルとして、標準セル列の方向と垂直な方向が長
手方向となるようにゲート電極を形成した非倒置MOS
トランジスタ列(標準セル列と平行な方向に複数のMO
Sトランジスタを列状に配置したもの)のみからなる非
倒置型標準セル(図8に示した従来例の標準セル)と、
標準セル列と平行な方向が長手方向となるようにゲート
電極を形成した倒置MOSトランジスタ列(標準セル列
と垂直な方向に複数のMOSトランジスタを列状に配置
したもの)のみからなる倒置型標準セルと、非倒置MO
Sトランジスタ列と倒置MOSトランジスタ列の両方か
らなる混合型標準セルの3種の標準セルを使用する。以
下では、非倒置型標準セルをAタイプの標準セル1A、
倒置型標準セルをBタイプの標準セル1B、混合型標準
セルをCタイプの標準セル1Cと呼ぶ。
Embodiments of the present invention will be described below. In the drawings used in the following description, the same or similar components as those shown in FIG. In the present invention, a non-inverted MOS in which a gate electrode is formed so that a longitudinal direction is a direction perpendicular to a direction of a standard cell row is used as a standard cell.
Transistor row (multiple MOs parallel to the standard cell row)
A non-inverted standard cell (conventional standard cell shown in FIG. 8) consisting solely of S transistors arranged in a row,
An inverted standard consisting only of an inverted MOS transistor array having a gate electrode formed so that the longitudinal direction is parallel to the standard cell array (a plurality of MOS transistors are arranged in a row in a direction perpendicular to the standard cell array). Cell and non-inverted MO
Three types of standard cells, that is, mixed type standard cells including both S transistor rows and inverted MOS transistor rows are used. In the following, a non-inverted standard cell is referred to as an A type standard cell 1A,
The inverted type standard cell is called a B type standard cell 1B, and the mixed type standard cell is called a C type standard cell 1C.

【0026】[第1実施例]図2はこのようなA、B、
Cの3タイプの標準セル1A、1B、1Cを組み合せて
構成したセル列21の3列分および配線チャネル領域に
配線したチャネル配線2やチャネル引込配線3からなる
論理回路と、標準セルを用いないで構成したマクロセル
22と、周辺に設けたI/Oパッド23とから構成した
LSIチップのレイアウトを示す図である。なお、図2
ではセル列21に3タイプの標準セル1A、1B、1C
の全部を使用しているが、そのうちの2つのタイプのセ
ルで構成することもできる。
[First Embodiment] FIG. 2 shows such A, B,
A logic circuit composed of three lines of cell columns 21 constituted by combining three types of standard cells 1A, 1B and 1C of C and a channel wiring 2 and a channel lead-in wiring 3 wired in a wiring channel region, and no standard cell is used. FIG. 3 is a diagram showing a layout of an LSI chip composed of a macro cell 22 composed of I / O pads and I / O pads 23 provided in the periphery. Note that FIG.
In the cell row 21, three types of standard cells 1A, 1B, 1C
Are used, but two types of cells may be used.

【0027】図1は論理回路示す図であって、下段に
標準セル1A,1Bをセル列方向に配置し、上段に標準
セル1Cを配置し、それらを配線チャネル領域のチャネ
ル配線2やチャネル引込配線3によって結線したもので
ある。20は垂直方向通過配線である。ここでは、所定
の条件下で標準より小さなゲート幅のMOSトランジス
タ列をまとめて倒置する、つまりそのMOSトランジス
タ列をそのゲート電極4の長手方向(MOSトランジス
タ単体ではゲート幅方向)がセル列の方向と平行となる
方向(図1では左右方向)に配置する。これによって、
セル内における無駄な隙間の発生が最小限に抑えられ、
その分だけセルサイズを低減できる。
[0027] Figure 1 is a diagram showing a logic circuit, the lower the arranged standard cell 1A, and 1B in the cell column, a standard cell 1C arranged in the upper, channel routing thereof wiring channel region 2 and the channel The connection is made by the lead-in wiring 3. Reference numeral 20 denotes a vertical passage wiring. Here, the predetermined
Under the condition (1), the MOS transistor rows having a gate width smaller than the standard are collectively inverted, that is, the longitudinal direction of the gate electrode 4 (the gate width direction of the MOS transistor alone) is parallel to the cell row direction. (The left-right direction in FIG. 1). by this,
The generation of unnecessary gaps in the cell is minimized,
The cell size can be reduced accordingly.

【0028】本実施例では、MOSトランジスタ列をこ
のように倒置する条件として、面積削減につながる場合
とする。面積の削減の基準として、本実施例では、電源
線8やグランド線11とMOSトランジスタ列との間に
できる無駄な隙間を小さくできる条件を表す次の式を用
いる。 Σwi > s+hmax (1)
In this embodiment, it is assumed that the condition for inverting the MOS transistor array in this manner is to reduce the area. In this embodiment, the following equation is used as a criterion for reducing the area, which represents a condition for reducing a useless gap between the power supply line 8 or the ground line 11 and the MOS transistor array. Σwi> s + hmax (1)

【0029】ここで、wi は倒置対象の拡散島5の横幅
(つまり、MOSトランジスタ列の列方向の幅:図8参
照)である。Σwi は1個の標準セル1内に拡散島5が
図8において左右方向に2以上ある場合(なお、図8で
は1個)の個々の拡散島5の横幅wi の合計である。た
だし、Σwi <Lである。Lは電源線8とグランド線1
1との間の間隔である。hは倒置対象のトランジスタ列
の高さ(ゲート幅方向の高さ:図8参照)であって、h
max はその最大値である。sは倒置した場合における拡
散島5から電源補給線12やグランド補給線13までの
距離である(図1参照)。
Here, wi is the lateral width of the diffusion island 5 to be inverted (that is, the width of the MOS transistor column in the column direction: see FIG. 8). Σwi is the total of the widths wi of the individual diffusion islands 5 in the case where there are two or more diffusion islands 5 in the horizontal direction in FIG. 8 in one standard cell 1 (one in FIG. 8). Here, Σwi <L. L is power line 8 and ground line 1
This is the interval between the two. h is the height of the transistor row to be inverted (the height in the gate width direction: see FIG. 8), and h
max is its maximum value. s is the distance from the diffusion island 5 to the power supply line 12 and the ground supply line 13 when it is inverted (see FIG. 1).

【0030】上記した式(1)は、右辺の加算値よりも
左辺の値が大きいほど、倒置の効果が大きいことを示し
ている。例えば、単位をμmとして、Σwi =18、s
=2の場合は、hmax が15までは倒置とし、それ以上
は非倒置とするような標準セルを作成する。
The above equation (1) indicates that the greater the value on the left side than the value on the right side, the greater the effect of inversion. For example, assuming that the unit is μm, Σwi = 18, s
If = 2, a standard cell is created such that hmax is inverted up to 15 and non-inverted above hmax.

【0031】[第2実施例]この第2実施例は特に混合
型標準セル1Cについてのものである。図3はその混合
型標準セル1Cの平面図、図4はその図3の混合型標準
セル1Cのメタル第2層24とウエル(Nウエル)7の
パターンを示す図である。この第2実施例の混合型標準
セル1Cでは、その混合型標準セル1Cから外部に信号
を出力するインバータ構成部25のみを非倒置形とし、
他の論理回路を構成する部分26を倒置形としている。
これによって、ここに示す混合型標準セル1Cのセル幅
(セル列方向の長さ)を、同じ機能をもつ図6に示す一
般的なレイアウトによる標準セル1のセル幅(33ピッ
チ)の3/4にまで削減できた。なお、図7は図6に示
した標準セル1のメタル第2層24とウエル7のパター
ンを示す図である。
[Second Embodiment] This second embodiment is particularly for a mixed type standard cell 1C. FIG. 3 is a plan view of the mixed standard cell 1C, and FIG. 4 is a view showing a pattern of the metal second layer 24 and the well (N-well) 7 of the mixed standard cell 1C of FIG. In the mixed-type standard cell 1C of the second embodiment, only the inverter component 25 that outputs a signal from the mixed-type standard cell 1C to the outside is a non-inverted type.
The part 26 constituting another logic circuit is of an inverted type.
Thereby, the cell width (length in the cell column direction) of the mixed standard cell 1C shown here is set to 3/3 of the cell width (33 pitch) of the standard cell 1 according to the general layout shown in FIG. It was reduced to 4. FIG. 7 is a diagram showing a pattern of the metal second layer 24 and the well 7 of the standard cell 1 shown in FIG.

【0032】MOSトランジスタはゲート幅を縮小する
と低電力、低ファンインロードを実現できるという利点
がある反面、駆動能力が不足する恐れがある。そこで、
本実施例では、セル内部のみで接続されるMOSトラン
ジスタはそのゲート幅を縮小させ、セルの外部に対して
信号出力するよう接続されるドライバ(インバータ)と
してのMOSトランジスタはゲート幅を大きくした非倒
置のトランジスタで構成する。これによって、駆動能力
の低下は起こらない。
Although the MOS transistor has the advantage that low power and low fan inload can be realized by reducing the gate width, there is a possibility that the driving capability is insufficient. Therefore,
In this embodiment, a MOS transistor connected only inside the cell has a reduced gate width, and a MOS transistor as a driver (inverter) connected to output a signal to the outside of the cell has a large gate width. It is composed of an inverted transistor. As a result, a reduction in driving capability does not occur.

【0033】また、この第2実施例の混合型標準セル1
Cでは、倒置したトランジスタ列のPMOSトランジス
タ列6同志、NMOSトランジスタ列10同志をペアに
して隣り合うように配置している。つまり、図3に示す
ように、長手方向の左側からPMOSトランジスタ列
6、NMOSトランジスタ列10、NMOSトランジス
タ列10、PMOSトランジスタ列6、PMOSトラン
ジスタ列6、NMOSトランジスタ列10の順で並べて
配置している。
The mixed standard cell 1 of the second embodiment
In C, the PMOS transistor row 6 and the NMOS transistor row 10 of the inverted transistor row are paired and arranged adjacent to each other. That is, as shown in FIG. 3, the PMOS transistor line 6, the NMOS transistor line 10, the NMOS transistor line 10, the PMOS transistor line 6, the PMOS transistor line 6, and the NMOS transistor line 10 are arranged in this order from the left side in the longitudinal direction. I have.

【0034】これによって、隣り合う倒置したペアのP
MOSトランジスタ列6同志で、又はペアのNMOSト
ランジスタ列10同志で電源補給線12、グランド補給
線13を共有させることが可能となり、セル面積低減が
可能となる。また、ウエル7を必要とするPMOSトラ
ンジスタ列6については、その隣り合うペアのPMOS
トランジスタ列6同志でそのウエル7を共有させてい
る。このように本実施例では、倒置したトランジスタ列
毎にウエル7を分離させる必要がなくなり、そのウエル
7からの基板コンタクト9が取りやすくなる。この結
果、電源、グランドの安定化にもつながる。これらの効
果は混合型標準セル1Cに限られるものではなく、倒置
型標準セル1Bでも同様の効果が得られる。
Thus, the P of the adjacent inverted pair is obtained.
The power supply line 12 and the ground supply line 13 can be shared between the MOS transistor rows 6 or between the pair of NMOS transistor rows 10, and the cell area can be reduced. The PMOS transistor row 6 requiring the well 7 has a pair of adjacent PMOS transistors.
The wells 7 are shared by the transistor rows 6. As described above, in the present embodiment, it is not necessary to separate the well 7 for each inverted transistor row, and the substrate contact 9 from the well 7 can be easily obtained. As a result, the power supply and the ground are also stabilized. These effects are not limited to the mixed type standard cell 1C, and the same effects can be obtained with the inverted type standard cell 1B.

【0035】さらに、この第2実施例の混合型標準セル
1Cでは、倒置したMOSトランジスタ列の間の領域を
利用して、上記した電源補給線12やグランド補給線1
3ばかりでなく、セル内配線も行なっている。通常の非
倒置MOSトランジスタ列のトランジスタでは隣接した
ノード以外は内部での配線を行なうことができないが、
倒置形では電源線8やグランド線11の配線方向と垂直
な方向に隙間領域が形成されるので、その領域でポリシ
リコン、ポリサイド、メタル第1層による内部配線を通
すことで結線を行なうことができる。この結果、図6の
従来の標準セル1に比べてセル外のはみ出し配線16の
列数は図7に示す6列から図4に示す0列に削減され、
またメタル第2層24の使用率は図7に示す16列から
図4に示すように6列に削減された。このような作用効
果は、倒置型標準セル1Bについても同様である。
Further, in the mixed standard cell 1C of the second embodiment, the power supply line 12 and the ground supply line 1 described above are utilized by utilizing the area between the inverted MOS transistor rows.
Not only 3 but also wiring in the cell. In a normal non-inverted MOS transistor train, internal wiring cannot be performed except for adjacent nodes.
In the inverted type, since a gap region is formed in a direction perpendicular to the wiring direction of the power supply line 8 and the ground line 11, connection can be performed by passing internal wiring of polysilicon, polycide, and the first metal layer in that region. it can. As a result, as compared with the conventional standard cell 1 of FIG. 6, the number of columns of the protruding wiring 16 outside the cell is reduced from six columns shown in FIG. 7 to zero columns shown in FIG.
Further, the usage rate of the metal second layer 24 was reduced from 16 columns shown in FIG. 7 to 6 columns as shown in FIG. Such an operation and effect is the same for the inverted standard cell 1B.

【0036】[第3実施例]この第3実施例は、電源
線、グランド線の配線構造に特徴を持つ実施例である。
図5はその一例を示す図である。ここでは、電源線2
7、グランド線28をメタル第3層によりトランジスタ
の上に重ねて(当然ながら層間絶縁膜を介して)構成し
ている。図1に示した構造のメタル第1層の電源線8や
グランド線11が占有していた領域は、非倒置の場合は
トランジスタ列に沿った方向となるので、トランジスタ
上に電源線8やグランド線11を重ねて配置することが
可能であるが、倒置の場合はトランジスタ列に垂直な方
向となるので信号線と重なるため、トランジスタの上に
その電源線8やグランド線11を重ねて配置することは
不可能である。
[Third Embodiment] The third embodiment is an embodiment characterized by the wiring structure of the power supply line and the ground line.
FIG. 5 is a diagram showing an example. Here, the power line 2
7. A ground line 28 is formed on the transistor by a third metal layer (of course via an interlayer insulating film). The area occupied by the power supply line 8 and the ground line 11 of the metal first layer having the structure shown in FIG. 1 is in the direction along the transistor row when not inverted, so that the power supply line 8 and the ground line Although it is possible to arrange the lines 11 in an overlapping manner, in the case of inversion, the power line 8 and the ground line 11 are arranged so as to overlap with the signal line because the direction is perpendicular to the transistor row and overlaps with the signal line. It is impossible.

【0037】そこで本実施例では、倒置型標準セル1B
や混合型標準セル1Cにおいてもセル面積を小さくでき
るよう、電源線とグランド線の配線として、メタル第1
層に代えてメタル第3層を用いることで、トランジスタ
上に電源線27、グランド線28を配置できるようにし
た。
Therefore, in the present embodiment, the inverted standard cell 1B
In order to reduce the cell area even in the mixed standard cell 1C or the mixed type standard cell 1C, metal 1
By using the third metal layer instead of the layer, the power supply line 27 and the ground line 28 can be arranged on the transistor.

【0038】このとき、チャネル配線2へ接続するチャ
ネル引込線3は、ポリシリコン、ポリサイド、メタル第
2層等で行なわれるので、メタル第3層の電源線27、
グランド線28は配線の障害にならず、その電源線2
7、グランド線28を太幅配線で行なうことができ、電
源線、グランド線の安定化を図ることができる。電源線
27、グランド線28からトランジスタの電源ノード、
グランドノードまでの接続は、メタル第2層による電源
補給線12、グランド補給線13により行なわれるが、
これらのメタル第2層による配線もトランジスタ上で行
なうことで更にセル面積を削減することも可能である。
At this time, since the channel lead-in line 3 connected to the channel wiring 2 is made of polysilicon, polycide, the second metal layer, etc., the power supply line 27 of the third metal layer is used.
The ground line 28 does not obstruct the wiring, and the power line 2
7. The ground line 28 can be formed by thick wiring, and the power supply line and the ground line can be stabilized. A power supply node of the transistor from the power supply line 27 and the ground line 28,
The connection to the ground node is made by a power supply line 12 and a ground supply line 13 of the second metal layer.
By arranging these metal second layer wirings on the transistor, the cell area can be further reduced.

【0039】[0039]

【発明の効果】上記の如く、本発明によれば、LSIの
標準セル方式のレイアウトにおいて、セル面積削減、低
電力化、電源やグランドの安定化に大きな効果がある。
しかも動作速度に悪影響を与えない。そして、所定の条
件を満たす場合にゲート幅の小さいMOSトランジスタ
列をまとめて倒置するので、標準セルの面積を確実に削
減できる。
As described above , according to the present invention , in the layout of the standard cell system of the LSI, there are great effects on cell area reduction, low power consumption, and stabilization of power supply and ground.
Moreover, the operation speed is not adversely affected. And the prescribed article
MOS transistor with a small gate width if the condition is satisfied
The rows are inverted and the standard cell area is reliably reduced.
Can be reduced.

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

【図1】 本発明の第1の実施例の非倒置型標準セル、
倒置型標準セル、混合型標準セルからなるセル列の一部
のレイアウトの平面図である。
FIG. 1 shows a non-inverted standard cell according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a plan view of a layout of a part of a cell row including an inverted standard cell and a mixed standard cell.

【図2】 第1実施例の非倒置型標準セル、倒置型標準
セル、混合型標準セルからなるセル列からなる論理回路
とマクロセルとからなるLSIチップのレイアウトの平
面図である。
FIG. 2 is a plan view of a layout of an LSI chip composed of a logic circuit composed of a cell row composed of a non-inverted standard cell, an inverted standard cell, and a mixed standard cell and a macro cell according to the first embodiment;

【図3】 第2の実施例を示す混合型標準セルのレイア
ウトの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a layout of a mixed-type standard cell showing a second embodiment.

【図4】 図3の標準セルのメタル第2層とウエル部分
を表す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a second metal layer and a well portion of the standard cell of FIG. 3;

【図5】 第3の実施例を示す図であって、メタル第3
層による電源線とグランド線を配線した非倒置型標準セ
ル、倒置型標準セル、混合型標準セルからなるセル列の
レイアウトの平面図である。
FIG. 5 is a view showing a third embodiment, in which metal third
FIG. 5 is a plan view of a layout of a cell row including a non-inverted standard cell, an inverted standard cell, and a mixed standard cell in which a power line and a ground line by layers are wired.

【図6】 従来の標準セルのレイアウトの平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view of a layout of a conventional standard cell.

【図7】 図6の標準セルのメタル第2層とウエル部分
を表す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a second metal layer and a well portion of the standard cell of FIG. 6;

【図8】 従来の標準セルのレイアウトの平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view of a layout of a conventional standard cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:従来の標準セル 1A:非倒置型標準セル 1B:倒置型標準セル 1C:混合型標準セル 2:チャネル配線(メタル第1層) 3:チャネル引込配線(ポリシリコン、ポリサイド、又
はメタル第2層) 4:ゲート電極(ポリシリコン又はポリサイド) 5:拡散島 6:PMOSトランジスタ列 7:ウエル 8:電源線(メタル第1層) 9:基板コンタクト 10:NMOSトランジスタ列 11:グランド線(メタル第1層) 12:電源補給線(メタル第1層) 13:グランド補給線(メタル第1層) 14:外部端子(ポリシリコン、ポリサイド、又はメタ
ル第2層) 15:垂直配線(ポリシリコン、ポリサイド、又はメタ
ル第2層) 16:はみ出し配線(メタル第1層) 17:拡散コンタクト 18:スルホール 19:無駄領域 20:垂直方向通過配線 21:セル列 22:マクロセル 23:I/Oパッド 24:メタル第2層 25:インバータ 26:他の回路部 27:電源線(メタル第3層) 28:グランド線(メタル第3層)
1: Conventional standard cell 1A: Non-inverted standard cell 1B: Inverted standard cell 1C: Mixed standard cell 2: Channel wiring (metal first layer) 3: Channel lead-in wiring (polysilicon, polycide, or metal second) 4): Gate electrode (polysilicon or polycide) 5: Diffusion island 6: PMOS transistor array 7: Well 8: Power supply line (metal first layer) 9: Substrate contact 10: NMOS transistor array 11: Ground line (metal layer) 12: power supply line (metal first layer) 13: ground supply line (metal first layer) 14: external terminal (polysilicon, polycide, or metal second layer) 15: vertical wiring (polysilicon, polycide, or (Metal second layer) 16: Protruding wiring (Metal first layer) 17: Diffusion contact 18: Through hole 19: Waste area 20: Vertical Direct passage wiring 21: Cell row 22: Macro cell 23: I / O pad 24: Metal second layer 25: Inverter 26: Other circuit part 27: Power supply line (Metal third layer) 28: Ground line (Metal third) layer)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−314847(JP,A) 特開 昭60−20532(JP,A) 特開 平6−69471(JP,A) 特開 昭60−17931(JP,A) 特開 平4−212438(JP,A) 特開 平6−216251(JP,A) 特開 平4−132255(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/82 H01L 27/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-314847 (JP, A) JP-A-60-20532 (JP, A) JP-A-6-69471 (JP, A) JP-A-60-1985 17931 (JP, A) JP-A-4-212438 (JP, A) JP-A-6-216251 (JP, A) JP-A-4-132255 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) H01L 21/82 H01L 27/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 標準的なゲート幅の標準ゲート幅トラン
ジスタ列およびそれより小さなゲート幅の小ゲート幅ト
ランジスタ列を有する標準セルをレイアウトする際に、 上記小ゲート幅トランジスタ列のゲート電極の長手方向
に対して垂直な方向の横幅の総計が上記小ゲート幅トラ
ンジスタ列の上記ゲート電極の長手方向に平行な方向の
最大高さと第1又は第2電源線までの距離との合計より
も大きな場合に、上記小ゲート幅トランジスタ列を複数
の標準セルからなるセル列の並びの方向と平行な方向が
長手方向となるようにゲート電極を形成した倒置MOS
トランジスタ列とし、 上記と逆の場合に、上記セル列の並びの方向と垂直な方
向が長手方向となるようにゲート電極を形成した非倒置
MOSトランジスタ列とすることを特徴とするLSIチ
ップのレイアウト方法。
1. A standard gate width transformer having a standard gate width.
Small gate width transistors with a gate array and smaller gate width
When laying out a standard cell having a transistor row, the longitudinal direction of the gate electrode of the small gate width transistor row
The total width in the direction perpendicular to
In the direction parallel to the longitudinal direction of the gate electrode of the transistor row.
From the sum of the maximum height and the distance to the first or second power line
If the gate width is too large
Direction parallel to the direction of the cell row consisting of standard cells
Inverted MOS with gate electrode formed in the longitudinal direction
Transistor row, in the opposite case, the direction perpendicular to the cell row direction
Non-inverted with the gate electrode formed so that the direction is the longitudinal direction
LSI chip characterized by a MOS transistor array
Layout method.
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