JPH01291444A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体集積回路装置に関し、特に、集積度が高
いＣＭＯ８ｔＩ成のゲートアレイ集積回路装置に関する
。

［従来の技術］ 近時、ゲートアレイが種々の装置に広く利用されてきて
おり、このゲートアレイに対しては常に高集積化が要求
されている。このために、回路搭載性が高いゲートアレ
イ集積回路装置の開発に力が注がれてきた。

従来のこの種のゲートアレイ集積回路装置は、ＣＭＯＳ
構成の基本セルがマトリックス状に多数配列された構成
を有しており、各基本セルにおいて、ポリシリコンゲー
トの両端部に設けられている端子接続部は１本の配線チ
ャネルにのみ接続可能な形状を有している。

第４図は従来のゲートアレイ集積回路装置の基本セルを
模式的に示した平面図である。Ｎ型シリコン基板１中に
はＮウェル２及びＰウェル３が相互に隣接して形成され
ている。また、これらのＮウェル２及びＰウェル３の中
央部には夫々Ｐチャネル拡散Ｎ４及びＮチャネル拡散Ｍ
５が相互に平行して形成されている。そして、Ｐチャネ
ル拡散層４を横切る方向に伸長して、コ字状及び逆コ字
状の１対のポリシリコンゲート４６，４７が形成され、
一方、Ｎチャネル拡散層５を横切る方向に伸長して、口
字状及び逆コ字状の１対のポリシリコンゲート４８，４
９が形成されている。更に、これらのポリシリコンゲー
ト４６乃至４９は両端部に夫々正方形状の端子接続部を
有している。即ち、ポリシリコンゲート対４６．４７は
両端部に夫々端子接続部４６１．４６□及び４７１゜４
７□を有し、また、ポリシリコンゲート４８゜４つは両
端部に夫々端子接続部４８ｔ　、４８□及び４９１．４
９□を有している。

なお、８ａ乃至８１はＹ軸方向の配線格子で、９ａ乃至
９ｆはＸ軸方向の配線格子であり、これらの配線格子８
ａ乃至８１及び９ａ乃至９ｆは、格子状パターンを構成
している。

第５図は、第４図のような構成を有する基本セルの配列
状態を示している。同図から明らかなように、１対の口
字状及び逆コ字状のポリシリコンゲートを２組有する基
本セル５０ａ、５０ｂ、・・・がマトリックス状に配列
されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のゲートアレイ集積回路装
置においては、以下に述べるような問題点がある。

即ち、従来のゲートアレイ集積回路装置では、前述のよ
うに、端子接続部は１本の配線チャネルとのみ接続可能
な形状、例えば、正方形状を有している。このため、端
子接続部上に１本の配線チャネルが走ると、その入力端
子が所望の配線チャネルと接続できなくなってしまう。

このような配線上の不都合を第６図を参照して更に詳細
に説明する。

第６図はインバータ回路を構成するＣＭＯＳの基本セル
とＸ軸方向の配線チャネルとの接続状態を示す平面図で
ある。なお、第４図と同一物には同一符号を付してその
説明を省略する。

ポリシリコンゲート対４６．４７の端子接続部４６ｚ　
、４７１上には１層目のアルミニウム配線チャネル３３
がＸ軸方向に延長しており、ま、た・、他方のポリシリ
コンゲニ・ト対４８．４９の端子接続部４８２．４９２
上には別の１層目のアルミニウム配線チャネル３４がＸ
軸方向に延長している。

この状態において、例えば、ポリシリコンゲート４６．
４８の各端子接続部４６□、４８２では入力端子を他の
１層目のアルミニウム配線チャネルと直接に接続するこ
とはできない。

従って、ＩＮ目のアルミニウム配線チャネル３１上の信
号をポリシリコンゲート４６１に入力するためには、Ｙ
軸方向に延びる配線格子８ｄ（第４図参照）に２層目の
アルミニウム配線３９を形成する必要がある。この２層
目のアルミニウム配線３９は、図示のように、１層目の
アルミニウム配線３１チヤネル上のスルーホール３７か
ら１層目のアルミニウム配線チャネル３２．３３上を横
切って、端子接続部４６２の近傍のスルーホール３８に
至る配線である。

１層目のアルミニウム配線チャネル３１上の信号は、上
述した２層目のアルミニウム配線３９及びスルーホール
３８とコンタクトホール３６との間の１層目のアルミニ
ウム配線３５を介してポリシリコンゲート４６の端子接
続部４６２に供給される。

このように、同電位の端子接続部にアルミニウム配線を
接続する場合には、Ｙ軸方向に走る２層目のアルミニウ
ム配線を使用する。この場合、この２層目のアルミニウ
ム配線が形成された位置にはＹ軸方向の２層目のアルミ
ニウム配線チャネルを形成することができないので、実
質的にＹ軸方向の配線チャネル数を減らしてしまう。

更に、第７図に示すように、Ｙ軸方向に２層目のアルミ
ニウム配線チャネル４１乃至４３が走る場合には、例え
ば、ポリシリコンゲート４６，４８の各端子接続部４６
１．４６□及び４８、。

４８２ではその入力端子が所望の配線チャネルと接続で
きない。このため、ポリシリコンゲート４６．４８には
所望の配線チャネル上の信号を入力することができない
、なお、第７図では、第６図と同様に、インバータ回路
を構成するＣＭＯＳの基本セルを模式的に示しており、
第４図及び第６図と同一物には同一符号を付しである。

上述したように、従来のゲートアレイ集積回路装置では
、配線性能が悪く、これに伴い回路搭載性も悪い。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
優れた配線性能を有し、回路搭載性を向上させることが
できる半導体集積回路装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る半導体集積回路装置は、２つ以上のＰチャ
ネルＭＯＳトランジスタが縦列接続されたＰチャネルＭ
ＯＳトランジスタ群と、２つ以上のＮチャネルＭＯＳト
ランジスタが縦列接続されたＮチャネルＭＯＳトランジ
スタ群とを有する０ＭＯ８構成の基本セルを複数個配列
した半導体集積回路装置において、前記ＰチャネルＭＯ
Ｓトランジスタ群及び前記ＮチャネルＭＯＳトランジス
タ群は夫々その少なくも１ｇｒのポリシリコンゲートの
端子接続部が伸長して形成されていて２本以上の配線チ
ャネルと接続可能であることを特徴とする。

［作用］ 以上のように構成された本発明によれば、ポリシリコン
ゲートの端子接続部が長く伸長して形成されているので
、この端子接続部では、その上を接続に使用されない配
線チャネルが走っても、残りの領域を使用してその入力
端子と所望する配線チャネルとの間の接続を容易に行う
ことができる。

このため、従来のような所望の配線チャネルとの接続用
の２層目の配線は不要となるので、従来使用していたこ
の接続用の２層目配線の位置に所定の配線チャネルを設
けることができ、これにより、配線チャネル数を減らさ
ずに済む。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して、本発明をゲートアレイ集
積回路装置に適用した実施例について具体的に説明する
。

第１図は、本実施例装置の基本セルを模式的に示す平面
図である。なお、第４図と同一物には同一符号を付して
その説明を省略する。

ＰチャネルＭＯＳトランジスタ部には、Ｙ軸方向の配線
チャネル位置８ｄ、８ｆに対応して夫々Ｐチャネル拡散
Ｍ４を横切る方向に伸長する口字状及び逆コ字状の１対
のポリシリコンゲート１６゜１７が形成されている。

一方のポリシリコンゲート１６は、一端にその伸長方向
に沿って長く形成された矩形状の端子接続部１６□を有
し、他端に正方形状の端子接続部１６２を有している。

一端の端子接続部１６１のパターンは図示のように、Ｘ
軸方向の配線格子９ａから配線格子９ｃに至る領域に亘
って形成されている。なお、この配線格子は配線を形成
する場合の形成位置を示す。前記端子接続部１６１につ
いて説明すれば、この端子接続部１６１はＮウェル２の
領域外にあり、配線格子９ａに対応する端部１６ａ、配
線格子９ｂに対応する中央部１６ｂ及び配線格子９Ｃに
対応するつなぎ部１６ｃから構成されている。また、そ
の面積は他端の端子接続部１６２の略３倍である。

他方のポリシリコンゲート１７は、両端に夫々正方形状
の端子接続部１７１，１７２を有しており、その構成は
第４図に示したポリシリコンゲート４７と実質的に同一
である。なお、このポリシリコンゲート１７の端子接続
部１７１．１７□の面積は共に、上述したポリシリコン
ゲート１６の端子接続部１６２と略々等しい。

また、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ部には、Ｙ軸方向
の配線格子８ｄ、８ｆに夫々対応してＮチャネル拡散層
５を横切る方向に伸長する口字状及び逆コ字状の１対の
ポリシリコンゲート１８゜１９が形成されている。

この１対のポリシリコンゲート１８．１９は、上述した
１対のポリシリコンゲー）１６．１７とはＮウェル２と
Ｐウェル３との領域の境界線の中心点１０に対して実質
的に点対称の位置に形成されている。即ち、一方のポリ
シリコンゲート１８は前記ポリシリコンゲート１７と中
心点１０に対して実質的に点対称であり、両端部に正方
形状の端子接続部１８１．１８２を有している。また、
他方のポリシリコンゲート１９は前記ポリシリコンゲー
ト１６と実質的に点対称であり、一端に正方形状の端子
接続部１９１を有し、他端に矩形状の端子接続部１９２
を有している。この他端の端子接続部１９２は、配線格
子９ｄに対応するつなぎ部１９ａ、配線格子９ｅに対応
する中央部１９ｂ及びＰウェル３の領域外にあり配線格
子９ｆに対応する端部１９ｃから構成されている。

以上のような構成を有する基本セルを備えた本実施例装
置によれば、基本セルのポリシリコンゲート１６，１９
は夫々その伸長方向に沿って長く形成された矩形状の端
子接続部１６１．１９２を有しているので、これらの端
子接続部１６１，１９２では、端部１６ａ、１９ｃ、中
央部１６ｂ。

１９ｂ及びつなぎ部１６ｃ、１９ａのいずれにおいても
その入力端子と所望の配線チャネルとの間で容易に接続
を行うことができる。

第２図は上述した構成を有する基本セルの配列状態を模
式的に示す平面図である。同図から明らかなように、本
実施例装置によれば、一端の端子接続部が長く相互に点
対称の関係にある２個のポリシリコンゲートを有する基
本セル２０ａ、２０ｂ、・・・がマトリックス状に配列
されている。

第３図は本実施例装置を使用してインバータ回路を構成
した場合の基本セルとＸ軸方向の配線チャネルとの接続
状態を模式的に示す平面図である。

なお、第１図及び第°６図と同一物には同一符号を付し
てその説明を省略する。

ポリシリコンゲート１６は、前述のように、−端に矩形
状の端子接続部１６１を有している。このため、その中
央部１６ｂ及びつなぎ部１６ｃ上に夫々１層目のアルミ
ニウム配線チャネル３２゜３３が走っていても、端子接
続部１６１は残りの端部１６ａを使用することにより、
コンタクトホール４０を介して所望の１層目のアルミニ
ウム配線チャネル３１と容易に接続される。これにより
、１層目のアルミニウム配線チャネル３１上の信号をこ
のポリシリコンゲート１６に容易に入力することができ
る。

従って、本実施例によれば、従来のように、第６図に示
した配線チャネルとの接続用の２層目のアルミニウム配
線３９を使用する必要がなくなる。

また、このため、従来は不可能であったが、ポリシリコ
ンゲート１６が対応するＹ軸方向の配線格子位置８ｄ（
第１図参照）に所定の２層目のアルミニウム配線チャネ
ルを形成することができるので、配線チャネル数を減ら
さずに済む。

換言すれば、ポリシリコンゲート１６は、上層に所定の
２層目のアルミニウム配線チャネルが形成されても、下
層においては所望の１層目のアルミニウム配線３１との
接続が容易に行われるので、第７図に示したように、Ｙ
軸方向に配線チャネルが走る場合に所望の配線チャネル
との接続ができないという従来の不都合を効果的に回避
することができる。

ここにおいて、上述した実施例では、ポリシリコンゲー
トの端子接続部をその伸長方向、即ち、Ｙ軸方向に沿っ
て長くとる構成としているが、特に、これに限定される
ものではない。即ち、伸長方向を横切る方向、例えば、
Ｘ軸方向に沿って長くとる構成とすることもできる。

また、ポリシリコンゲート対において、一方のポリシリ
コンゲートの一端の端子接続部のみを長くとる構成の外
に、双方の一端の端子接続部を共に長くして構成するこ
ともできる。

更に、以上のような変形例は、ポリシリコンゲートが１
対で構成される場合の外に３個以上で構成される場合に
も適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ＰチャネルＭＯ
Ｓトランジスタ群及びＮチャネルＭＯＳトランジスタ群
は夫々その少なくとも１個のポリシリコンゲートの端子
接続部が伸長して形成されていて２本以上の配線チャネ
ルと接続可能であるので、配線性能が高まり、回路搭載
性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

〜第１図は本発明をゲートアレイ集積回路装置に適用し
た実施例の基本セルを模式的に示す平面図、第２図は第
１図における基本セルの配列状態を模式的に示す平面図
、・第３図は第１図における実施例装置を使用してイン
バータ回路を構成した場合の基本セルとＸ軸方向の配線
チャネルとの接続状態を模式的に示す平面図、第４図は
従来のゲートアレイ集積回路装置の基本セルを模式的に
示す平面図、第５図は第４図における基本セルの配線状
悪を模式的に示す平面図、第６図は第４図における従来
装置を使用してインバータ回路を構成した場合の基本セ
ルとＸ軸方向の配線チャネルとの接続状態を模式的に示
す平面図、第７図は第６図におけるインバータ回路の基
本セルとＹ軸方向の配線チャネルとの接続状態を模式的
に示す平面図である。 １；Ｎ型シリコン基板、２；Ｎウェル、３；Ｐウェル、
４；Ｐチャネル拡散層、５；Ｎチャネル拡散層、１６乃
至１９．４６乃至４つ；ポリシリコンゲート、１６□乃
至１９□、４６、乃至４９２；端子接続部、１６ａ、１
９ｃ；端部、１６ｂ、１９ｂ、中央部、１６ｃ、１９ａ
；つなぎ部、２０ａ、２０ｂ、５０ａ、５０ｂ；基本セ
ル、３１乃至３４；Ｘ軸方向のＩＮ目のアルミニウム配
線チャネル、３７，３８；スルーホール、３９；２層目
のアルミニウム配線、４０；コンタクトホール、４１乃
至４３；Ｙ軸方向の２層目のアルミニウム配線チャネル 出願人　日本電気アイジ−マイコンシステム株式会社　
　　　　　　　　　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つ以上のＰチャネルＭＯＳトランジスタが縦列
   接続されたＰチャネルＭＯＳトランジスタ群と、２つ以
   上のＮチャネルＭＯＳトランジスタが縦列接続されたＮ
   チャネルＭＯＳトランジスタ群とを有するＣＭＯＳ構成
   の基本セルを複数個配列した半導体集積回路装置におい
   て、前記ＰチャネルＭＯＳトランジスタ群及び前記Ｎチ
   ャネルＭＯＳトランジスタ群は夫々その少なくも１個の
   ポリシリコンゲートの端子接続部が伸長して形成されて
   いて２本以上の配線チャネルと接続可能であることを特
   徴とする半導体集積回路装置。