JPH0116016B2 - - Google Patents

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JPH0116016B2
JPH0116016B2 JP54046847A JP4684779A JPH0116016B2 JP H0116016 B2 JPH0116016 B2 JP H0116016B2 JP 54046847 A JP54046847 A JP 54046847A JP 4684779 A JP4684779 A JP 4684779A JP H0116016 B2 JPH0116016 B2 JP H0116016B2
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JP
Japan
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transistor
transistors
circuit
wiring
collector
Prior art date
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Application number
JP54046847A
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English (en)
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JPS55138865A (en
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Soichi Ito
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0207Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体大規模集積回路(以下、LSI
と略記)特に、マスタースライス形論理LSIに関
する。
従来より、マスタースライス形論理LSIにおけ
るトランジスタ素子の配置は、それらの近傍に配
置された抵抗素子等を含む素子間の相互結線の組
み替えで構成しようとする論理回路の全てのタイ
プが実現できるように決められているが、この場
合の1例として、トランジスタの配置形状は、論
理回路の小単位(以下、回路ブロツクと記す)の
属性、例えば素子相互間結線のトポロジカルな違
いや、回路動作上の機能の違い、また、そこで使
用される素子数などに対応づけられた数個から多
い場合十数個の相対位置の確定したトランジスタ
群(以下トランジスタセルと記述)が1つの単位
となつて、この単位が、LSIの規模相応の数だけ
チツプ内に、一定のルールでくり返し配置され
る。ところが、一方、チツプ1個中の機能当りの
コストの点から見て、マスタースライスとして用
意されている全トランジスタ量のできるだけ多く
のものが自由に使用できるようなすなわち、トラ
ンジスタ使用率ができるだけ高くなるようなトラ
ンジスタの配置形状であることが好ましく、この
様な観点から、上記の1例を見た場合、任意の回
路ブロツクとマスタースライスとの対応はトラン
ジスタセルが1単位となつて付けられるため、回
路ブロツクを実現するに必要なトランジスタ数
が、トランジスタセル中のトランジスタ数の倍数
でない時は、その隔り分だけ使用することが困難
な、或いは使用不可能なトランジスタ(以下アキ
トランジスタと記す)が生じる。このため、第1
には、了めアキトランジスタがそれ相応の数だけ
生じることを承知した上で、マスタースライス基
板上で実現できる回路規模は、トランジスタセル
数の単位で決定せざるを得ない点と、第2にマス
タースライス基板上に用意されている全トランジ
スタ数に近い回路規模のものを実現しようとする
時には、全論理回路を、回路ブロツクに分割する
に際しトランジスタセル内トランジスタ数の倍数
を考慮しなければならず、或いは、チツプ上で隣
接する回路ブロツクの他の回路ブロツクとの組み
替え等で、アキトランジスタが少なくなるような
調整を必要とし、LSIの設計に相応の多くの労力
を要する、という点との2つの欠点があつた。
さらに、これらの欠点は、LSIが大規模化され
るにつれ、第1の点については、平均的にほぼ一
定の割合でアキトランジスタが増えアキトランジ
スタの絶対数が、増加してゆく一方、第2の点に
ついては、規模の増加の割合以上により多くの設
計労力を要するようになり、これらの欠点は、ま
すます顕著に現われてくるようになつた。
上に記した、トランジスタ配置の一例以外の従
来よりなされてきた多くのトランジスタ配置形状
でも、設計効率を損わないで、素子使用率を良く
することは、充分にはたすことができなかつた。
本発明は、第1図に示すように、同一形状の2
つのトランジスタ101,102を、ベース端子
103,104、エミツタ端子105,106、
コレクタ端子107,108のうちベース端子1
03,104が互いに最も遠く離れるように、鏡
面対称軸109に対して鏡面対称の位置に配置し
て、それをトランジスタセル110、すなわち、
チツプ内くり返し配置の最小単位とし、トランジ
スタセル110を鏡面対称軸109方向にくり返
し配置して、トランジスタアレイ111とし、ト
ランジスタアレイ111を鏡面対称軸109と直
角の方向112に、相互に必要な間隔をおいてく
り返し配置113,114していることを特徴と
する。
かかる発明の効果を、以下回路ブロツクの実施
例を基い説明する。第2図は、出力レベルシフト
付きのフリツプフロツプ回路で該回路をトランジ
スタアレイ上で実現したものが、第3図である。
まず、第2図に於るトランジスタQ1,Q2,…,
Q9は、第3図に於てトランジスタT1,T2,…,
T9に対応し、これら、T1〜T9各トランジスタ
は、トランジスタT1及びT7の位置で記す、コレ
クタC、エミツタE、ベースBの各端子により成
つており、T1とT7が1つのトランジスタセルを
構成しそれが第3図に於る右方向にくり返し配置
されて、T2,T6の組、T4,T5の組、T3,T8
組、T9,TNの組を構成している。以下、第2図
の接続関係を第3図で説明する。第2図のGND
から抵抗R1を経てトランジスタQ1,Q3のコレ
クタ、Q4,Q8のベースに到りかつ出力端子M1
となる接続は、第3図に於ては、第2層アルミ配
線GND′より、1―2層配線間開孔部P1を経て第
1層ポリシリ配線GNDに到りポリシリ抵抗S1
を経て、第1層ポリシリ配線B1によつてトラン
ジスタT3のコレクタ及びトランジスタT4,T8
ベースに接続される一方、トランジスタT3のコ
レクタ部に設けられた1―2層配線間開孔部P2
を経て第2層アルミ配線B1′により、トランジ
スタT1のコレクタに、1―2層配線間開孔部P
3を経て到る。以上の配線ルートに於て、第1層
ポリシリ配線B1と第2層アルミ配線B1′とが、
第2図に於る出力端子M1と同電位で、これらの
適当な位置から、別の回路ブロツクとの接続を図
ることができるが、第3図に於ては、第2層アル
ミ配線B1′が、トランジスタT1のコレクタ端
子との接続を経てさらに左に延長されて、別の回
路ブロツクの端子(第2図では省略されている)
に到ることを示している。上記以外の接続につい
ても、同じように追つてゆくことで第2図と第3
図とは、全く対応がとれていることがわかる。
このようにトランジスタアレイ中の隣接するト
ランジスタを無駄なく又は最小限度の無駄で使い
切ることができる。これは各トランジスタのベー
ス端子102,103が鏡面対称軸109に対し
最も外側に存在するためであります。すなわち、
複数のトランジスタの相互配線で形成される論理
ゲートは一般に出力より入力の方が多いため、入
力信号を受けるベース端子を最も外側に配置して
おく方が配線が容易となります。コレクタ端子や
エミツタ端子を外側としておくと、入力配線がこ
れらコレクタ端子やエミツタ端子の配線を迂回し
たり交叉したりする必要が生じ、この迂回配線等
のためにトランジスタの利用効率が落ちてしまう
ことがありますが、本願発明のようにベース端子
が最も外側にあるとこのようなトランジスタの利
用効率の低下もありません。
このフリツプフロツプ回路のトランジスタアレ
イ上での実現例によれば、回路ブロツクを実現す
るに必要なトランジスタ数9ケ(第2図のQ1
Q9の9ケ)は、パタン上、互いに隣接し合う9
ケ(第3図のT1〜T9の9ケ)によつて実現され
ておりトランジスタセル中に生じるアキトランジ
スタは1ケそれも隣接回路ブロツクで使用できう
る右端の位置(第3図のトランジスタTN)で生
じている。さらに、上記フリツプフロツプ回路以
外の回路タイプ、すなわち、エミツタフオロアト
ランジスタを含む電流切替型論理回路のほとんど
全ての回路タイプについて、回路ブロツクのトラ
ンジスタ数が偶数である時は、トランジスタセル
中の全トランジスタを使い切ることができる。一
方、回路ブロツクのトランジスタ数が奇数である
時は、トランジスタセルのくり返し配置方向(以
下トランジスタアレイ方向と記す)両端のいづれ
か一方の端に、アキトランジスタが1ケだけ生じ
るが、この場合トランジスタアレイ方向の隣接回
路ブロツクが同じく、奇数個トランジスタで構成
されておれば、これら双方或いはいづれか一方、
の回路ブロツクについて、左右、若しくは上下反
転の操作を施すことで、アキトランジスタを含ま
ないで、2つの回路ブロツクを隣接配置すること
ができる。この様な方法で、1トランジスタアレ
イ上に回路ブロツクを配置してゆくと、使用トラ
ンジスタが奇数個である回路ブロツクがトランジ
スタアレイ方向に奇数個配置された場合に限つ
て、これら回路ブロツク間に1ケのアキトランジ
スタが生じるのみである。該位置以外にアキトラ
ンジスタが生じうる場所はトランジスタアレイ両
端のいづれか一方のみであるがそのアキトランジ
スタの位置については、1トランジスタアレイ上
の全回路ブロツクをトランジスタセルピツチで、
移動させることで右端か左端か、自由に選択する
ことができ全トランジスタアレイについて同様の
ことがいえるので、例えば全トランジスタアレイ
について右端にアキトランジスタ群をまとめるこ
とができ、そのアキトランジスタ群によつて、さ
らに回路ブロツクを実現することが可能である。
この様にして配置された回路ブロツク間の接続
は、実施例によれば、第2層アルミ配線、第3層
Au配線にてはたされる。即ち本発明によるトラ
ンジスタ配置をとれば、マスタースライスとして
用意されている全トランジスタの大部分を、全論
理回路の回路ブロツクへの分割や或いは、回路ブ
ロツクのレイアウト設計に、従来の例で示したよ
うな、それ相応の多大な労力を要することなく、
平易に、使いこなすことができるし、さらに又、
本発明は、LSIが大規模化されればされるだけ、
トランジスタアレイ端のアキトランジスタ数は、
平均的にほぼ一定し、奇数個トランジスタ使用の
回路ブロツクが奇数個アレイ方向に並んだ場合に
生じる1ケのアキトランジスタのみ、大規模化と
同率で増加するので、総じてトランジスタ使用率
は上昇するという多大な効果を発揮する。
尚、実施例に於ては、ポリシリ抵抗を用いてい
るが、それ以外の抵抗作成材料であつても良いし
又、結線手段も実施例以外のものであつて良い。
さらに、トランジスタアレイ方向のトランジスタ
セル間ピツチは、あらゆる場所で同一値である必
要がないことは、第3図に於て、1層ポリシリ、
2層アルミ各配線を単純に伸縮させれば済むこと
で明白である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の基本的構成を説明する図、
第2図は本発明の実施例の単位回路について示す
回路図、第3図は第2図の単位回路のチツプパタ
ン化された状態を示す平面図である。 図中の符号、Q1〜Q9,T1〜T9……トランジス
タ、R1〜R5……抵抗、110,111……トラ
ンジスタアレイ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コレクタ、エミツタ、ベース端子のうち、ベ
    ース端子が最も遠く離れるような鏡面対称の位置
    関係にあるほぼ同一形状のトランジスタの対を鏡
    面対称軸方向に相互に適当な間隔をおいてくり返
    し配置してトランジスタ列を構成し、該トランジ
    スタ列を、上記鏡面対称軸に直角な方向に、相互
    に適当な間隔を置いてくり返し配置してなること
    を特徴とする半導体装置。
JP4684779A 1979-04-17 1979-04-17 Semiconductor device Granted JPS55138865A (en)

Priority Applications (1)

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JP4684779A JPS55138865A (en) 1979-04-17 1979-04-17 Semiconductor device

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JPS55138865A JPS55138865A (en) 1980-10-30
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5441088A (en) * 1977-09-06 1979-03-31 Ibm Ic

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