JPH0140499B2 - - Google Patents

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JPH0140499B2
JPH0140499B2 JP56174301A JP17430181A JPH0140499B2 JP H0140499 B2 JPH0140499 B2 JP H0140499B2 JP 56174301 A JP56174301 A JP 56174301A JP 17430181 A JP17430181 A JP 17430181A JP H0140499 B2 JPH0140499 B2 JP H0140499B2
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JP
Japan
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wiring
wiring layer
integrated circuit
master slice
layer
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JP56174301A
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Kunimitsu Fujiki
Yasutoshi Ishizaki
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • 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
    • H01L27/04Devices 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 the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路装置に係り、特に全体
の配線性のよいマスタースライス方式による大規
模半導体集積回路装置の構造に関する。
近年、通信機及び計算機等にマスタースライス
方式による大規模半導体集積回路装置(以下、
LSIと称す)の利用が増加している。マスタース
ライス方式のLSIは、例えばMOSトランジスタ
及びポリシリコン層による導体層を規則的に配置
しておき、それらをコンタクト穴を通して結線し
て種々の回路を実現するものである。
第1図に従来のCMOSタイプのマスタースラ
イス方式LSIの基本セルの平面図を示す。この例
は、N型シリコン基板1上に形成された2個のP
型ソース、ドレイン層3で直列となるP型MOS
トランジスタのゲートポリシリコン層7a,7b
と、このP型MOSトランジスタのN+サブストレ
ートコンタクト層5、及びPウエル層2内に形成
された2個のN型ソース、ドレイン層4で直列と
なるN型MOSトランジスタのゲートポリシリコ
ン層7a,7b(この例ではP型MOSトランジス
タのゲートポリシリコン層と同一)と、このN型
MOSトランジスタのP+サブストレートコンタク
ト層6からなり、コンタクト穴10によりこれら
の各種を、x格子9とy格子8上の一定幅のアル
ミニウム導電膜(図示せず)によつて結線をする
ことにより、マスタースライス方式によるLSIを
実現している。そして、このようなマスタースラ
イス方式LSIの基本セルは、第2図に示されるよ
うに配列される。すなわち、LSIチツプ16は、
入出力バツフアー部11、周辺配線部12、内部
配線部15と、基本セル配列部からなる。基本セ
ル配列部は、x方向にm個(141、142、…、
14m)、y方向にn個(131、132、…、13n)の基
本セル17が配列される。ここで従来のマスター
スライス方式LSIの場合、x方向に走る内部配線
部15の配線のために、例えば(142、131)に配
列された基本セル17の出力が(144、135)(m
>5)に配列された基本セル17に結線される場
合、内部配線の引き回しが非常に複雑となり、配
線長の増加による特性の劣化、配線制約による集
積度制約、レイアウト工数増加によるコスト増、
配線の複雑さによるデジタイズミス等、種々の欠
点があつた。
本発明の目的は、配線手法を簡単にして従来の
欠点を除くと共に、基本セル自身の配列の集積度
をも上げることが出来るマスタースライス方式
LSIの構造を提供するにある。
本発明の特徴は、LSIチツプに周辺配線部と該
周辺配線部に隣接して基本セル形成部とを有し、
該基本セル形成部に多数の基本セルが規則的に配
置され、該基本セルに設けられた配線層の接続部
のうちの所定のものを上部配線により接続して回
路を構成するマスタースライス半導体集積回路装
置において、前記基本セル形成部における前記配
線層は一方向に延在しかつその両端部にのみに接
続部を有する第1の配線層と該一方向に延在しか
つその両端部にのみに接続部を第2の配線層とか
ら構成され、該一方向の第1の直線上に全ての接
続部が位置する一群の第1の配線層と該一方向の
第2の直線上に全ての接続部が位置する一群の第
2の配線層とは、たがいの接続部が該一方向とは
直角の方向に対向配置されかつたがいに平行とな
らない態様をもつてたがいちがいに該一方向に配
列されこれにより該一方向にのびる配線層群を構
成し、かつ、該配線層群のうちの終端に位置する
配線層はそのまま前記周辺配線部に延在している
マスタースライス半導体集積回路装置にある。前
記一方向に位置する基本セルはたがいに接してい
てもよいしあるいは間にフイールド領域を介在さ
せてたがいに離間していてもよい。又、接続部
(周辺配線部内に延在する配線層端の接続部を除
く)は基本セル内に位置することができるし、あ
るいは隣接するセル間の境界線上に位置すること
もできる。さらに、第1の基本セルがNチヤンネ
ルタイプのMOSTを構成し、該第1の基本セル
に前記一方向において隣接せる第2の基本セルが
PチヤンネルタイプMOSTを構成し、前記第1
および第2の配線層がそれぞれのタイプのたとえ
ばポリシリコンからなるゲート電極層であり、か
つ、該第1および第2の基本セルは該一方向と直
角方向にたがいに所定距離だけ位置づらした配置
となつており、これにより該ゲート電極となる第
1および第2の配線層の接続部が該直角方向にお
いて所定間隔はなれてたがいに対向配置されてい
ることが好ましい。
例えば、規則的に拡散層、ポリシリコン層に代
表される埋込導電体およびコンタクト穴を配し、
定められたx格子(コンタクト位置線)及びy格
子(コンタクト位置線)上にアルミニウム膜を配
するマスタースライス方式において、シリコン基
板上に2個のコンタクト穴で終端された第1群及
び第2群の埋込導電体が形成され、これらの第1
群及び第2群の埋込導電体の各群各々のコンタク
ト穴のx格子が全て同一であり、且つ第1群の埋
込導電体のひとつ及び第2群の埋込導電体のひと
つのコンタクト穴のy格子は少なくとも1個が共
通であるように交互に配置されていることを特徴
とするマスタースライス半導体集積回路装置であ
る。
そして第1群の埋込導電体を第1導電型シリコ
ン基板上に形成された第2導電型ソースドレイン
層で直列となるm(≧1)個の第2導電型MOSト
ランジスタのゲート用埋込導電体とし、第2群の
埋込導電体を第1導電型シリコン基板上の第2導
電型ウエル層内に形成された第1導電型ソースド
レイン層で直列となるm個の第1導電型MOSト
ランジスタのゲート用埋込導電体とすることが好
ましい。また、第1群の埋込導電体を少なくとも
第1導電型シリコン基板上に形成された第2導電
型ソースドレイン層で直列となるm(≧1)個の
第2導電型MOSトランジスタのゲート用埋込導
電体として構成することもできる。
さらに、第2群の埋込導電体のコンタクト穴の
x格子が少なくとも第1導電型シリコン基板上に
形成された第2導電型ソースドレイン層のコンタ
クト穴のx格子と共通の位置に構成されることも
好ましい。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第3図aは本発明の第1の実施例のマスタース
ライス半導体集積回路装置を説明するためのセル
部分の平面図、第3図b,cは配置図である。
基本セル17の1部分にシリコン基板上に形成
された酸化膜上にポリシリコン層7c,7d,7
uをy格子81上にポリシリコン層7c,7uの
コンタクト穴、y格子82上にポリシリコン層7
c,7dのコンタクト穴があり、コンタクト層7
cのコンタクト穴はx格子91上、ポリシリコン
層7u,7dのコンタクト穴はx格子92上にあ
るように設ける。
第2図bの配置に対しては第3図bのようにな
り、ポリシリコン層7cは第1群のポリシリコン
層7α、ポリシリコン層7u,7dは合成されて
第2群のポリシリコン層7βとなり、周辺配線部
12では、ポリシリコン層7u,7dが他のポリ
シリコン層と合成され第2群のポリシリコン層7
γとなり、ポリシリコン層7α,7β,7γは2
個のコンタクト穴10で終端され、ポリシリコン
層7αのコンタクト穴はx格子91上、ポリシリ
コン層7β,7γのコンタクト穴はx格子92
にあり、ポリシリコン7γ,7α,7β,7α,
7β…,7α,7γと交互に配列され、交互に配
列されたポリシリコン層7α,7β,7γの各々
2個は共通のy格子(コンタクト位置線)811
12,821,822,…,8n1,8o2を有する。
第2図aの配置に対しては前述のポリシリコン
層7uと7dの間をつなぐポリシリコン層とで第
2群のポリシリコン層7βとなる以外は第3図c
は第3図bと同様である。
このような配置によれば任意のx方向の配線は
第1群と第2群の共通y格子(コンタクト位置
線)を避けて配線するだけで、y方向の結線は第
1群と第2群のポリシリコン層7α,7β,7γ
を任意のy格子位置から利用してx方向の配線に
悩まされず形成できる。本構成で、ポリシリコン
層7α,7β,7γの各々のコンタクト穴は3y
格子以上離され(すなわちポリシリコン層7α,
7β,7γをx方向の1本以上の配線が横切り)、
特にポリシリコン7α,7β,7γが4y格子離
れている(2本x方向の配線が横切る)ときが有
効である。又、y方向の配線に対する制約を減ら
すため、x格子91,92はなるべく接近している
方が良く隣り合つた格子であることが最も望まし
い。
第4図は本発明以外のマスタースライス半導体
集積回路装置を示す平面図である。
第5図aは本発明の第2の実施例を示す部分平
面図、第5図bはその配置、構成を示す図であ
る。
基本セル17の1部に構成される酸化膜上のポ
リシリコン層7はコンタクト穴10のy格子8
11,821を終端とし、このy格子811,821が基
本セル17の境界線と一致している。この基本セ
ルをx格子が91及び92上に前述の第5図aのポ
リシリコン7のx格子9を重ねて交互に171
172…174のように第5図bに示すように配列
する。この結果奇数番目のポリシリコン層は第1
のポリシリコン7α、偶数番目のポリシリコン層
は第2のポリシリコン層7βとなり、周辺線部1
2のポリシリコン層は第3のポリシリコン層7γ
と偶数個並べたときは第4のポリシリコン層7δ
(奇数個並べたときは発生せず)とが発生する。
ポリシリコン層7α,7β,7γ,7δのポリシ
リコン層のコンタクト穴は半導体集積回路層7
α,7δはx格子91上、ポリシリコン層7β,
7γはx格子92上にあり、ポリシリコン層は7
γ,7α,7β,7α,7β,…,7β,7δ又
は7γ,7α,7β,7α,7β,…,7α,7
γと交互に並べられ、交互に並べられたポリシリ
コン層のコンタクト穴は基本セル81,82,…の
境界上に7γと7α、7αと7β、7βと7δが
共通に形成される。
以上述べた本発明の第1〜第2の実施例はポリ
シリコン層であればどんなタイプでもよいからゲ
ートポリシリコン層を含んでいてもよい。
第6図aは本発明の第3の実施例の基本セルの
平面図、第6図bはそのJ−Kでの断面図、第6
図CはL−Mでの断面図である。
N型シリコン基板1上のP型ソースドレイン層
3で直列となる2個のPMOSTのゲートはポリシ
リコン層71,73と、Pウエル層2内のN型ソー
スドレイン層で直例となる2個のNNMOSTのゲ
ートポリシリコン層71,73が共通で、このゲー
トポリシリコン層内にポリシリコン層722,7
42,721,741があり、第3図aと対比させると
ポリシリコン層71が7c、722が7u、721が7
dに対応し、第3図b,cの形に並べられる。こ
のとき、第2図a,bのほかに第7図の形で並べ
ることもできる(同時にポリシリコン層73が7
c、742が7u、741が7dとなる。)なお、第
3図b,cにおいては第3図aでは簡単化のため
に図示しなかつた絶縁膜をも含めて記載してあ
る。これらの図を参照すると、このセル部分の構
造がより明確となる。
第3の実施例でNMOSTがなくデプレツシヨ
ンPMOSTの負荷が別のエリヤにあつてもよく、
ポリシリコン層741,742がなくても、ポリシリ
コン層721,722と同様のものがポリシリコン層
71の左となりにあつてもよい。又2個のトラン
ジスタでなく1個でも3個以上でもよく、ソース
ドレイン層のコンタクト穴のx格子とポリシリコ
ン層721,722、又は741,742のコンタクト穴
のx格子と一致していてもよい。
本発明の第4の実施例の平面図を第8図aに、
そのS−Tでの断面図を第8図bは、U−Vでの
断面図を第8図cに各々示す。
第5図に示す第2の実施例において奇数番目の
基本セル171,173,…がN型シリコン基板1
上の2ケのPMOSTのゲートポリシリコン層71
2の71が7α(又は72が7α)、偶数番目の基
本セル172,174,…がPウエル層2上の2ケ
のNMOSTのゲートポリシリコン層73,74の7
が7β(又は74が7β)として構成される。
本実施例ではゲートポリシリコン71,73を可
能な限り短かくして配置すればしきつめ型の
CMOSタイプマスタースライス構造となり、基
本セルの集積度を大幅に上げることができる。な
お本実施例においても、その断面図は第6図の場
合と同様に、平面図で図示省略した絶縁膜まで示
してある。
本例では2個のトランジスタ構成としたが1個
でも3個以上でもよい。又、ポリシリコン層の代
りにMo、W、Al等の導電膜にして、配線のアル
ミニウムとの2層構造にしてもよい。
以上述べたように本発明によれば配線の自由度
を上げレイアウトが簡単になり、内部配線の引き
回しがなくなり、配線長の減少による特性の向
上、実効集積度の向上、レイアウト工数の低下、
デイジタイズミスの減少、基本セル集積度の向上
等の長所を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のCMOSタイプマスタースライ
ス方式LSIの基本セルの平面図、第2図は基本セ
ルの配列の様子を示す図、第3図aは本発明の第
1の実施例を説明するための基本セルの1部を示
す平面図、第3図b,cはその配列の様子を示す
図、第4図は本発明以外のマスタースライス半導
体集積回路装置の基本セルの1部を示す平面図、
第5図aは本発明の第2の実施例を説明するため
の基本セルの1部分を示す平面図、第5図bはそ
の配列図、第6図aは本発明の第3の実施例を説
明するための基本セルの一例を示す平面図、第6
図b,cは各々第6図のJ−K、L−Mに沿つた
断面図、第7図は第6図aの基本セル配列の別の
例を示す図、第8図aは本発明の第4の実施例を
説明するための基本セル及びその配列の一例を示
す平面図、第8図b,cは各々第8図aのS−
T、U−Vに沿つた断面図、である。 なお図において、1……N型シリコン基板、2
……Pウエル層、3……Pソースドレイン層、4
……N+ソースドレイン層、5……N+サブストレ
ートコンタクト層、6……P+サブストレートコ
ンタクト層、7……ポリシリコン層、8……y格
子、9……x格子、10……コンタクト穴、11
……入出力バツフアー部、12……周辺配線部、
15……内部配線部、16……チツプ、17……
基本セル、18……フイールド絶縁膜、19……
ゲート絶縁膜、20……層間絶縁膜、100……
VDD線、200……VSS線、である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体チツプに多数の基本素子が規則的に配
    置され素子形成部を有し、該素子形成部に設けら
    れた配線層の接続部のうちの所定のものを上部配
    線により接続して回路を構成するマスタースライ
    ス半導体集積回路装置において、前記素子形成部
    における前記配線層は一方向に延在しかつその両
    端部にのみに接続部を有する第1の配線層と該一
    方向に延在しかつその両端部にのみに接続部を有
    しかつ前記第1の配線層と同一材質でかつ同一の
    層として形成された第2の配線層とから構成さ
    れ、該一方向の第1の直線上に全ての接続部が位
    置する一群の第1の配線層と該一方向の第2の直
    線上に全ての接続部が位置する一群の第2の配線
    層とは、たがいの接続部が該一方向とは直角の方
    向に対向配置されかつたがいに平行とならない態
    様をもつてたがいちがいに該一方向に配列されこ
    れにより該一方向にのびる配線層群を構成し、か
    つ、該配線層群のうちの終端位置する配線層はそ
    のまま前記周辺配線部に延在し、該第1の配線層
    の一部は第1の電界効果トランジスタのゲートと
    して機能し、該第2の配線層の一部は第2の電界
    効果トランジスタのゲートとして機能しているこ
    とを特徴とするマスタースライス半導体集積回路
    装置。 2 前記第1のトランジスタがNチヤンネルタイ
    プの電界効果トランジスタであり、該第2のトラ
    ンジスタがPチヤンネルタイプの電界効果トラン
    ジスタであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のマスタースライス半導体集積回路装
    置。 3 前記第1および第2のトランジスタは該一方
    向と直角方向にたがいに所定距離だけ位置をづら
    した配置となつており、これにより該ゲート電極
    となる第1および第2の配線層の接続部が該直角
    方向において所定間隔はなれてたがいに対向配置
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のマスタースライス半導体集積回路装置。 4 前記直角方向に隣接する2つの第1の配線層
    をゲートとする2つの第1のトランジスタは直列
    接続された構成を有し、前記直角方向に隣接する
    2つの第2の配線層をゲートとする2つの第2の
    トランジスタは直列に接続されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のマスタースラ
    イス集積回路装置。
JP17430181A 1981-10-29 1981-10-29 マスタ−スライス半導体集積回路装置 Granted JPS5874052A (ja)

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JPS5874052A JPS5874052A (ja) 1983-05-04
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Families Citing this family (4)

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