JPH02177456A - Gate array basic cell - Google Patents
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- JPH02177456A JPH02177456A JP63331864A JP33186488A JPH02177456A JP H02177456 A JPH02177456 A JP H02177456A JP 63331864 A JP63331864 A JP 63331864A JP 33186488 A JP33186488 A JP 33186488A JP H02177456 A JPH02177456 A JP H02177456A
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Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、論理ゲートを自由に組合せて独自のランダム
ゲート回路を構成するためのゲートアレイの基本セルに
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a basic cell of a gate array for constructing a unique random gate circuit by freely combining logic gates.
(従来の技術)
従来、このような分野の技術としては、特開昭60−4
7441号公報(以下、文献1という)、及び特開昭6
0−65546号公報(以下、文献2という)に記載さ
れるものがあった。(Prior art) Conventionally, as a technology in this field, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-4
Publication No. 7441 (hereinafter referred to as Document 1), and JP-A-6
There was one described in Publication No. 0-65546 (hereinafter referred to as Document 2).
第2図は、前記文献1に記載された従来のゲートアレイ
の概略パターン図である。FIG. 2 is a schematic pattern diagram of the conventional gate array described in Document 1.
このゲートアレイは、マスタチップ1の周辺部に、パッ
ド2の領域と入/出力用セル3のためのバルクパターン
の領域とが形成され、その内側に、基本セルを横方向(
X方向)に連ねて形成した基本セル列4−1.4−2.
・・・、4−nが所定の間隔(配線領域)をおいて縦方
向(Y方向)に配列されている。In this gate array, a pad 2 region and a bulk pattern region for input/output cells 3 are formed on the periphery of a master chip 1, and basic cells are arranged in the lateral direction (
Basic cell rows 4-1.4-2.
..., 4-n are arranged in the vertical direction (Y direction) at predetermined intervals (wiring area).
第3図は第2図中の基本セルのパターン図、及び第4図
は第3図の等価回路図である。3 is a pattern diagram of the basic cell in FIG. 2, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of FIG. 3.
この基本セルは、2ペア・オブ・トランジスタ(2−p
air of Transistors )構成と呼ば
れるもので、2対のPチャネル型MOSトランジスタ(
以下、PMO3という)11−1.11−2及びNチャ
ネル型MOSトランジスタ(以下、NMOSという>1
2−1.12−2を有し、その各PIVIO8II−1
,11−2とNMOS12−1゜12−2とが、ポリシ
リコン(多結晶シリコン)からなるゲート電極13−1
.13−2でそれぞれ共通接続されている。PIVIO
8II−1と11−2のデイメンジョン(チャネル長を
し、チャネル幅をWとしたときW/Lで示され、トラン
ジスタのゲインの指標とされる値)は等しく、またNM
OS12−1と12−2のデイメンジョンも等しい。P
MO811−1および11−2のソース領域あるいはド
レイン領域を構成するP型不純物拡散領域14は、その
両PMO3II−1と11−2で共用されている。同様
に、NMOS12−1および12−2のソース領域ある
いはドレイン領域を構成するN型不純物拡散領域15は
、その両NMO812−1と12−2で共用されている
。This basic cell consists of two pairs of transistors (2-p
This is called an air of transistors configuration, and consists of two pairs of P-channel MOS transistors (
11-1, 11-2 (hereinafter referred to as PMO3) and an N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as NMOS)
2-1.12-2, each PIVIO8II-1
, 11-2 and NMOS 12-1゜12-2 form a gate electrode 13-1 made of polysilicon (polycrystalline silicon).
.. 13-2 and are commonly connected to each other. PIVIO
The dimensions of 8II-1 and 11-2 (expressed as W/L, where the channel length and width are W, and are used as an index of the gain of the transistor) are equal, and NM
The dimensions of OS 12-1 and OS 12-2 are also the same. P
The P-type impurity diffusion region 14 constituting the source region or drain region of the MOs 811-1 and 11-2 is shared by both the PMOs 3II-1 and 11-2. Similarly, the N-type impurity diffusion region 15 constituting the source region or drain region of the NMOSs 12-1 and 12-2 is shared by both the NMOSs 812-1 and 12-2.
なお、拡散領域14.15の外側には、N型基板コンタ
クトパターン16とP型基板コンタクトパターン17が
それぞれ形成されている。Note that an N-type substrate contact pattern 16 and a P-type substrate contact pattern 17 are formed outside the diffusion regions 14 and 15, respectively.
この種の基本セルは、次のような手順で配線され、ユー
ザ(使用者)固有の例えば大規模集積回路(LSI)が
実現される。This type of basic cell is wired according to the following procedure to realize a user-specific large-scale integrated circuit (LSI), for example.
即ち、所要側の基本セルを用いてNANDゲートやフリ
ップフロップ回路(以下、FF回路という)等の基本的
な回路(以下、機IJヒブロックという)が構成される
。次に、ユーザの設計に従い、コンピュータを駆使した
論理シミュレーション手法等を用いた自動配置配線シス
テムによって、各機能ブロックのチップにおける配置と
、各機能ブロック間の配線が計算され決定される。That is, basic circuits (hereinafter referred to as IJ block) such as NAND gates and flip-flop circuits (hereinafter referred to as FF circuits) are constructed using basic cells on the required side. Next, according to the user's design, the placement of each functional block on the chip and the wiring between each functional block are calculated and determined by an automatic placement and routing system that uses computer-based logic simulation techniques and the like.
ところが、このような構成の基本セルには、次のような
欠点がある。However, the basic cell having such a configuration has the following drawbacks.
(a) 2個のPMO8II−1,11−2と2個のN
IVIO812−1,12−2がそれぞれ互いに拡散領
域を共用していること等のため、並列接続されたPMO
8及びNMOSからなる単独の、つまり1個のトランス
ファゲートを構成しにくい。(a) Two PMO8II-1, 11-2 and two N
Because IVIO812-1 and 12-2 each share the diffusion area, PMOs connected in parallel
It is difficult to construct a single transfer gate consisting of 8 and NMOS, that is, one transfer gate.
そのため、RAM (ランダム・アクセス・メモリ)を
構成する場合、多数の基本セルが必要になったり(第3
図の例では、1ビツトに対して4個の基本セルが必要)
、あるいは使用される基本セルにおいて未接続の無駄な
いわゆる遊休トランジスタが生じる。従ってRAM1’
9成等の集積度が著しく低い。Therefore, when configuring RAM (Random Access Memory), a large number of basic cells (third
In the example shown, 4 basic cells are required for 1 bit)
Otherwise, unconnected and useless so-called idle transistors occur in the basic cells used. Therefore, RAM1'
The degree of integration of the 9th generation, etc. is extremely low.
(b) 一般に高速なランダムロジックを得るために
、トランジスタのデイメンジョンを大きくすることが行
われるが、機能ブロック内部の小さな負荷容量等を駆動
するトランジスタについては、小さなデイメンジョンで
もよい。しかし、第3図の基本セルでは、PMO8II
−1と11−2、NMOS12−1と12−2の各デイ
メンジョンが均一であるため、回路の一部のトランジス
タは過剰なデイメンジョンを有することとなる。そのた
め、高速化を図ろうとすると、ランダムロジックにおい
ても充分な集積度を得られない。(b) Generally, in order to obtain high-speed random logic, the dimension of a transistor is increased, but a transistor that drives a small load capacitance inside a functional block may have a small dimension. However, in the basic cell shown in Fig. 3, PMO8II
Since the dimensions of -1 and 11-2 and the NMOSs 12-1 and 12-2 are uniform, some transistors in the circuit have excessive dimensions. Therefore, when trying to increase speed, it is not possible to obtain a sufficient degree of integration even in random logic.
このような欠点を除去するため、前記文献1の技術では
、基本セルのパターン図である第5図、及びその等価回
路図である第6図に示すように、デイメンジョンの大き
なトランジスタ(以下、大トランジスタという)と、デ
イメンジョンの小さなトランジスタ(以下、小トランジ
スタという)とで、基本セルを構成している。In order to eliminate such drawbacks, the technology of Document 1 uses large-dimensional transistors (hereinafter referred to as A basic cell is composed of a transistor with a small dimension (hereinafter referred to as a small transistor) and a transistor with a small dimension (hereinafter referred to as a small transistor).
即ち、この基本セルは、第1のPMO8領域21A及び
その外側の第2のPMO3領域21Bと、第1のNMO
S領域22A及びその外側の第2のNMOS領域22A
とを有している。第1のPMO3領域2LAには大トラ
ンジスタからなる2個(7)PMO321−LL、2l
−2L、第2のPMO8領域21Bには小トランジスタ
からなる2個のPMOS21−33.21−43、第1
のNMO8領域22Aには大トランジスタからなる2個
のNMO822−LL、22−2L、第2のNMO8領
域22Bには小トランジスタからなる2個のNMO82
2−38,22−48がそれぞれ形成されている。PM
O821−LL、2l−2Lは、独立したP型不純物拡
散領域23−1゜23−2、ポリシリコンからなるゲー
ト電極24−1.24−2、及びN型基板コンタクト領
域25より、それぞれ構成されている。PMO821−
38,21−48は、共用のP型不純物拡散領域23−
3、ゲート電極24−3.24−4、及びN型基板コン
タクト領域25より、それぞれ構成されティる。NMO
322−IL、22−2Lは、独立したN型不純物拡散
領域26−1゜26−2、ゲート電極27−1.27−
2、及びP型基板コンタクト領域28よりそれぞれ構成
され、さらにNMO822−33,22−48は、共用
のN型不純物拡散領域26−3、ゲート電極27−3.
27−4、及びP型基板コンタクト領域28よりそれぞ
れ構成されている。That is, this basic cell includes a first PMO8 region 21A, a second PMO3 region 21B outside it, and a first NMO3 region 21A.
S region 22A and second NMOS region 22A outside it
It has The first PMO3 region 2LA has two large transistors (7) PMO321-LL, 2l.
-2L, the second PMO8 region 21B has two PMOS21-33, 21-43 consisting of small transistors, and the first
The second NMO8 region 22A has two NMO82s 22-LL and 22-2L made of large transistors, and the second NMO8 region 22B has two NMO82s made of small transistors.
2-38 and 22-48 are formed, respectively. PM
O821-LL and 2l-2L are each composed of independent P-type impurity diffusion regions 23-1 and 23-2, gate electrodes 24-1 and 24-2 made of polysilicon, and N-type substrate contact region 25. ing. PMO821-
38, 21-48 is a shared P-type impurity diffusion region 23-
3, a gate electrode 24-3, 24-4, and an N-type substrate contact region 25, respectively. N.M.O.
322-IL, 22-2L are independent N-type impurity diffusion regions 26-1, 26-2, and gate electrodes 27-1, 27-
2, and a P-type substrate contact region 28, and furthermore, the NMOs 822-33 and 22-48 have a common N-type impurity diffusion region 26-3, a gate electrode 27-3.
27-4, and a P-type substrate contact region 28, respectively.
以上のような基本セルを用いてランダムロジック、例え
ば2人力NANDゲートを構成する場合は、第5図に示
すように、大トランジスタからなる4個のPMO821
−LL、2l−2L及びNMO822−LL、22−2
Lを用いる。コンタクト領域25とpH/l0321−
LL、2l−2Lの拡散領域23−1.23−2は、電
源電位Vcc線に、コンタクト領域28とNMOS 2
2−2Lの拡散領域26−2は、接地電位Vss線に、
ゲート電極23−1.27−1は入力信号■N1に、ゲ
ート電極24−2.27−2は入力信号IN2に、拡散
領域23−1.23−2.26−1は出力信号OUTに
それぞれ接続される。小トランジスタの第2のPMO8
領域21B及びNMO3領域22Bは、配線領域に用い
られる。なお、白丸で示すNAは第1層目のAρ配線と
半導体基板とのコンタクト部分である。When constructing a random logic, for example, a two-man NAND gate, using the above-mentioned basic cells, as shown in FIG.
-LL, 2l-2L and NMO822-LL, 22-2
Use L. Contact region 25 and pH/l0321-
The diffusion regions 23-1 and 23-2 of LL and 2l-2L are connected to the power supply potential Vcc line, and the contact region 28 and the NMOS 2
The diffusion region 26-2 of 2-2L is connected to the ground potential Vss line,
The gate electrode 23-1.27-1 is connected to the input signal ■N1, the gate electrode 24-2.27-2 is connected to the input signal IN2, and the diffusion region 23-1.23-2.26-1 is connected to the output signal OUT. Connected. Small transistor second PMO8
The region 21B and the NMO3 region 22B are used as wiring regions. Note that NA indicated by a white circle is a contact portion between the first layer Aρ wiring and the semiconductor substrate.
また、第5図の基本セルを用いたRAMセルは、例えば
第7図及び第8図のように構成される。Further, a RAM cell using the basic cell shown in FIG. 5 is configured as shown in FIGS. 7 and 8, for example.
第7図はRAMセルのパターン図である。第7図におい
て、実線で示すLAは第1層目のAp配線、破線で示す
LBは第2層目のAj配線、白丸で示すNAは第1層目
のA1配線LAと半導体基板とのコンタクト部分、二重
丸で示すNBは第1層目のAfI配線LAと第2層目の
A、l!配線LBとのコンタクト部分、Diは入力デー
タ信号、Qiは反転入力データ信号、Qoは反転出力デ
ータ信号、WRDは読出しワード線、WWは書込みワー
ド線、2l−ILl、2l−2L1.2l−3SL、2
1−481は他の基本セル列に層している基本セルにお
ける第1.第2のPMO8領域2LA−1,21B−1
のPMO8である。FIG. 7 is a pattern diagram of a RAM cell. In FIG. 7, LA shown by a solid line is the Ap wiring of the first layer, LB shown by a broken line is the Aj wiring of the second layer, and NA shown by a white circle is the contact between the A1 wiring LA of the first layer and the semiconductor substrate. The portion NB indicated by a double circle is the AfI wiring LA in the first layer and A, l! in the second layer. Contact part with wiring LB, Di is input data signal, Qi is inverted input data signal, Qo is inverted output data signal, WRD is read word line, WW is write word line, 2l-ILl, 2l-2L1.2l-3SL ,2
1-481 is the first basic cell layered in another basic cell column. Second PMO8 area 2LA-1, 21B-1
This is PMO8.
第8図は第7図の等価回路図であり、インバータ23.
24がPMO321−331,2l−4S1及びNMO
822−38,22−48で構成されている。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of FIG. 7, and shows the inverter 23.
24 is PMO321-331, 2l-4S1 and NMO
822-38, 22-48.
このRAMセルは、相隣り合う基本セルの半分宛ずつを
用いて構成さている。そして大トランジスタである各N
MO322−IL、22−21及びPMO821−IL
I、2l−2LLが互いに拡散領域を共用しないパター
ンであるため、単独のトランスファゲートやタロックド
インバータを構成しやすい。さらに、小トランジスタで
あるNrvros22−3g、22−48及びPMO3
21−381,21−431を用いてデータ保持用のイ
ンバータ23.24を構成することにより、遊休トラン
ジスタを生じず、実質的に基本セル1個分の面積で1ビ
ット分のスタティックRAMセルを実現できる。従って
RAM構成時の集積度が大きく改善される。This RAM cell is constructed using half of the adjacent basic cells. and each N which is a large transistor
MO322-IL, 22-21 and PMO821-IL
Since I, 2l-2LL do not share a diffusion region with each other, it is easy to configure a single transfer gate or a tallied inverter. Furthermore, small transistors Nrvros22-3g, 22-48 and PMO3
By configuring inverters 23 and 24 for data retention using 21-381 and 21-431, no idle transistors are created, and a static RAM cell for 1 bit is realized with the area of 1 basic cell. can. Therefore, the degree of integration when configuring the RAM is greatly improved.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記構成の基本セルでは、それを用いて
ランダムロジックやRAMを構成した場合、以下の理由
により、技術的に満足できるものが得られなかった。(Problems to be Solved by the Invention) However, when using the basic cell with the above configuration to configure random logic or RAM, a technically satisfactory result could not be obtained due to the following reasons.
(i> 従来の基本セルでは、小トランジスタをラン
ダムロジックで利用し難く、ランダム口ジッり構成時の
集積度については未だ解決に至っていない。(i> In conventional basic cells, it is difficult to use small transistors in random logic, and the degree of integration in random logic configurations has not yet been resolved.
例えば、第5図の基本セルを用いて大/小トランジスタ
を混在したランダムロジックの構能ブロックを構成しよ
うとすると、対応する小トランジスタのPMO821−
38,21−48及びNMO822−38,22−48
のゲートやドレインを、大トランジスタのPMO821
−IL、212L及びNMO322−IL、22−2L
をまたいで接続しなければならず、大トランジスタ上を
走る電源電位Vcc線及び接地電位Vss線と交差する
ことになる。そのため、機能ブロックの配線において、
第1層金属配線に加えて第2層金属配線をも多用しなけ
ればならず、自動配置配線システムによる大域的配線(
各機能ブロック間の配線)を著しく妨げる。また、この
ような機能ブロックを、相隣り合う基本セルの一方の小
トランジスタまでを使用して構成することも可能である
が、こうした場合にも、小トランジスタが使用された基
本セルに対しては、大トランジスタのみを用いた機能ブ
ロックしか配置できなくなる等、自動配置配線システム
の負担が大きくなる。さらに、いずれの場合にも、大ト
ランジスタ上を走る電源電位Vcc線及び接地電位Vs
s線から小トランジスタへ、電源供給のための引出し線
を必要とし、配線はさらに困難となる。For example, if you try to configure a random logic functional block with a mixture of large and small transistors using the basic cell shown in FIG.
38,21-48 and NMO822-38,22-48
The gate and drain of the large transistor PMO821
-IL, 212L and NMO322-IL, 22-2L
It must be connected across the large transistor, and crosses the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line that run on the large transistor. Therefore, when wiring the functional blocks,
In addition to first-layer metal wiring, second-layer metal wiring must also be used extensively, and automatic placement and routing systems can perform global wiring (
wiring between each functional block). It is also possible to configure such a functional block by using small transistors from one of the adjacent basic cells, but even in such a case, the basic cells that use small transistors , the burden on the automatic placement and routing system increases, such as only being able to place functional blocks using only large transistors. Furthermore, in either case, the power supply potential Vcc line running on the large transistor and the ground potential Vs
A lead line is required to supply power from the s-line to the small transistor, making wiring even more difficult.
(ii) 従来の基本セルにおいては、もっばら大ト
ランジスタの方でトランスファゲートを構成するため、
高速なRAMが得にくいという問題も存在する。(ii) In conventional basic cells, the transfer gate is composed of mostly large transistors, so
There is also the problem that high-speed RAM is difficult to obtain.
例えば、第8図のRAMにおいては、読出しビット線に
接続されるトランスファゲート用のNMO822−Lに
大トランジスタを割り当てているが、このような回路で
はトランスファゲート用NMO822−Lのディメンシ
ョンを大きくしても、同時に反転出力データ信号T50
用のビット線やワード線WRDの容量も大きくなるため
、高速化は図れない。より好ましくは、トランスファゲ
ート用NMO322−ILを小トランジスタとし、この
小トランジスタを大トランジスタで駆動すべきであるが
、第5図の基本セルではそうした構成が困難である。For example, in the RAM shown in Figure 8, a large transistor is assigned to the transfer gate NMO822-L connected to the read bit line, but in such a circuit, the dimensions of the transfer gate NMO822-L are increased. At the same time, the inverted output data signal T50
The capacitance of the bit line and word line WRD also increases, making it impossible to increase the speed. More preferably, the transfer gate NMO 322-IL should be a small transistor, and this small transistor should be driven by a large transistor, but such a configuration is difficult with the basic cell shown in FIG.
(iii ) 前記(i)における小トランジスタを
ランダムロジックで利用し難いという点について、前記
文献2では次のような解決手段を施している。(iii) Regarding the problem in (i) that it is difficult to use small transistors in random logic, the following solution is provided in Document 2.
第9図は前記文献2に記載された基本セルのパターン図
、第10図はその等価回路図である。FIG. 9 is a pattern diagram of the basic cell described in Document 2, and FIG. 10 is its equivalent circuit diagram.
前記文献2の技術では、大トランジスタからなる2ペア
・オブ・トランジスタ構成の第1の基本セル30と、そ
れと平行に配置された小トランジスタからなる2ペア・
オブ・トランジスタ構成の第2の基本セル40とで、ゲ
ートアレイを構成するようになっている。第1の基本セ
ル30は、PMO831−1,31−2及びNMO83
2−1,32−2で構成され、それらがゲート電極33
.34及びソース・ドレイン領域35.36で形成され
ている。第2の基本セル40は、PMO841−1,4
1−2及びNMO842−1゜42−2で構成され、そ
れらがゲート電極4344及びソース・ドレイン領域4
5.46で形成されている。第2の基本セル40の両端
には、未使用領域47.48が存在している。In the technique of Document 2, the first basic cell 30 has a two-pair-of-transistor configuration consisting of a large transistor, and the first basic cell 30 has a two-pair-of-transistor configuration consisting of a small transistor arranged in parallel.
A gate array is configured with the second basic cell 40 having an OFF-transistor configuration. The first basic cell 30 includes PMO831-1, 31-2 and NMO83
2-1 and 32-2, and these are the gate electrode 33.
.. 34 and source/drain regions 35 and 36. The second basic cell 40 is PMO841-1,4
1-2 and NMO842-1°42-2, which form the gate electrode 4344 and the source/drain region 4.
It is formed by 5.46. Unused areas 47 and 48 exist at both ends of the second basic cell 40.
文献2には、電源電位Vcc線及び接地電位Vss線の
記載はないが、それがゲート電極33゜34と垂直に大
トランジスタの中央を走ると仮定すると、小トランジス
タは突貫的に電源電位Vcc線と接地電位Vss線との
間に入ると考えられる。従って、大小のトランジスタを
組合せてランダムロジックを構成しても、配線はあまり
混まないと予想できる。Reference 2 does not mention the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line, but assuming that they run through the center of the large transistor perpendicularly to the gate electrodes 33 and 34, the small transistor will suddenly reach the power supply potential Vcc line. and the ground potential Vss line. Therefore, even if random logic is configured by combining large and small transistors, it can be expected that the wiring will not be too crowded.
ところが、このような構成では、第2の基本セル40の
外側に無駄な未使用領域47.48が残ってしまい、面
積的に不利で、あまり実用的ではない。また、前記文献
1の説明で明らかなように、こうした構成ではRAMセ
ルを効率的に、遊休トランジスタを生じることなく構成
することはできない。However, in such a configuration, wasteful unused areas 47 and 48 remain outside the second basic cell 40, which is disadvantageous in terms of area and is not very practical. Further, as is clear from the explanation in the above-mentioned document 1, with such a configuration, a RAM cell cannot be efficiently configured without generating idle transistors.
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、少ない
個数の基本セルで、遊休トランジスタを生じることなく
、高速なRAMセルを構成することが困難である点と、
集積度の低下なく、高速なランダムロジックが大域的配
線を妨げることなく構成することが困難である点とにつ
いて解決したゲートアレイの基本セルを提供するもので
ある。The present invention addresses the problems that the prior art had and that it is difficult to configure a high-speed RAM cell with a small number of basic cells without creating idle transistors.
The present invention provides a basic cell of a gate array that solves the difficulty of configuring high-speed random logic without impeding global wiring without reducing the degree of integration.
(課題を解決するための手段)
前記課題を解決するために、Pウェル電極やNウェル電
極のための拡散領域を設けるのに必要なトランジスタ間
の余裕と、他のトランジスタの拡散領域と共用しない単
独のトランジスタの横幅(ゲートと垂直方向の長さ)が
ほぼ等しいことに着目し、請求項1の発明では、基本セ
ルを少なくとも、複数対の第1のPMO3及び第1のN
MO8と、1対の第2のPMO8及び第2のNMO3と
で、構成している。ここで、第2のPMO8及び第2の
NMO8は、他の第1のPMO8及び第1のNMO8と
拡散領域を共用しないパターンにしている。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, it is necessary to provide enough space between transistors to provide diffusion regions for P-well electrodes and N-well electrodes, and to avoid sharing the diffusion regions with other transistors. Focusing on the fact that the width (length in the vertical direction to the gate) of a single transistor is almost equal, in the invention of claim 1, the basic cell is formed by at least a plurality of pairs of first PMO3 and first N
It is composed of MO8, a pair of second PMO8 and second NMO3. Here, the second PMO 8 and the second NMO 8 are patterned so as not to share a diffusion region with other first PMO 8 and first NMO 8 .
請求項2の発明では、第1のPMO8及び第1のNMO
8を、第1のPMO3及び第1のNMO8と横並びに、
かつ電源電位線及び接地電位線の実質的に内側に配置し
ている。In the invention of claim 2, the first PMO8 and the first NMO
8 alongside the first PMO3 and the first NMO8,
Moreover, it is arranged substantially inside the power supply potential line and the ground potential line.
請求項3の発明では、P/Nウェル電極用の拡散領域を
、第2のPMO3及び第2のNMO8の外側で、かつそ
の第2のPMO8及び第2のNMO8とほぼ一列となる
ように配置している。In the invention of claim 3, the diffusion region for the P/N well electrode is arranged outside the second PMO 3 and the second NMO 8 and substantially in line with the second PMO 8 and the second NMO 8. are doing.
(作用)
請求項1〜3の発明によれば、以上のように基本セルを
構成したので、ランダムロジック及びRAMのいずれを
構成する場合でも、第2のPMO8及び第2のNMO8
の配線の大半を電源電位線及び接地電位線の内側で行え
ることがら、大域的配線を妨げることなく、集積度の高
い構成が可能となる。また、第1のPMO8と第1のN
MO8との間に、第2のPMO3及び第2のNMO8と
P/Nウェル電極用の拡散領域とがすき間なく敷き詰め
られた配置となるので、従来の第9図のような無駄な領
域が残ることがなく、集積度の向上が図れる。従って、
前記課題を解決できるのである。(Function) According to the invention of claims 1 to 3, since the basic cell is configured as described above, the second PMO 8 and the second NMO 8
Since most of the wiring can be performed inside the power supply potential line and the ground potential line, a highly integrated configuration is possible without interfering with global wiring. In addition, the first PMO8 and the first N
Since the second PMO3, the second NMO8, and the diffusion region for the P/N well electrode are laid out tightly between the MO8 and the MO8, a wasted area remains as in the conventional case shown in FIG. 9. Therefore, the degree of integration can be improved. Therefore,
The above problem can be solved.
(実施例)
第1図(a>、(b)は本発明の実施例を示すもので、
同図(a)は基本セルのパターン図、及び同図(b)は
その等価回路図である。(Example) Figure 1 (a>, (b) shows an example of the present invention,
FIG. 5(a) is a pattern diagram of a basic cell, and FIG. 2(b) is an equivalent circuit diagram thereof.
この基本セル50は、N型半導体基板に形成された大ト
ランジスタからなる2個のPMO351゜52及び小ト
ランジスタからなる1個のPMO353と、前記半導体
基板内のPウェル領域6oに形成された大トランジスタ
からなる2個のNMO361,62及び小トランジスタ
からなる1個のNMO863とで、構成されている。This basic cell 50 includes two PMOs 351 and 52 made of large transistors formed on an N-type semiconductor substrate, one PMO 353 made of a small transistor, and a large transistor formed in a P well region 6o in the semiconductor substrate. The NMO 863 consists of two NMOs 361 and 62 consisting of a small transistor, and one NMO 863 consisting of a small transistor.
2個(7)PMO851,52は、縦方向(Y方向)に
平行に延びるポリシリコン等からなるゲート電極54.
55と、その下に位置するソース・ドレインのP 型拡
散領域57とで、形成されている。The two (7) PMOs 851, 52 have gate electrodes 54. made of polysilicon or the like extending parallel to the vertical direction (Y direction).
55 and a source/drain P type diffusion region 57 located below it.
PMO851と52のソースあるいはトレインは、相互
に共用され、電気的に接続されている。ゲート電極54
.55とほぼ直交する横方向(X方向)には、第1層金
属配線による電源電位Vcc線が形成されている。PM
O353は、電源電位Vcc線の実質的に内側(即ち、
Y方向の下側)で、かつPMO851,52の近傍に横
並びに配置形成されており、Y方向に延びるゲート電極
56と、その下に位置するソース・ドレインのP 型拡
散領域58とで、構成されている。このPMO853は
、他(7)PMO851,52と離れて独立して形成さ
れている。PMO853のY方向の外側(即ち、Y方向
の上側)には、それとほぼ同一線上にNウェル電極用の
N+型拡散領域59が形成されている。The sources or trains of PMOs 851 and 52 are shared and electrically connected to each other. Gate electrode 54
.. In the lateral direction (X direction) substantially perpendicular to 55, a power supply potential Vcc line is formed by the first layer metal wiring. PM
O353 is located substantially inside the power supply potential Vcc line (i.e.
The gate electrode 56 is arranged side by side in the vicinity of the PMOs 851 and 52 (lower side in the Y direction), and is composed of a gate electrode 56 extending in the Y direction, and P type diffusion regions 58 for source and drain located below it. has been done. This PMO 853 is formed independently and apart from the other (7) PMOs 851 and 52. On the outside of the PMO 853 in the Y direction (that is, on the upper side in the Y direction), an N + type diffusion region 59 for an N well electrode is formed almost on the same line as the PMO 853 .
NMO861,62,63は、PMO851゜52.5
3に対してY方向に対向配置され、そのうち、大トラン
ジスタのNMO861,62は、Y方向に平行に延びる
ゲート電極64゜65と、その下に位置するソース・ド
レインのN 型拡散領域67とで、形成されている。NMO861, 62, 63 is PMO851°52.5
The large transistors NMOs 861 and 62 have gate electrodes 64 and 65 extending parallel to the Y direction, and N-type diffusion regions 67 for source and drain located below. , is formed.
NMO861と62のソースあるいはトレインは、相互
に共用され、電気的に接続されている。ゲート電極64
.65とほぼ直交するX方向には、第1層金属配線によ
る接地電位Vss線が形成されている。NMO863は
、接地電位Vss線の実質的に内側(即ち、Y方向の上
側)で、かつNMO361,62の近傍に横並びに配置
形成されており、Y方向に延びるゲート電極66と、そ
の下に位置するソース・ドレインのN 型拡散領域68
とで、構成されている。このNMO863は、他のNM
O861゜62と離れて独立して形成されている。NM
O363のY方向の外側(即ち、Y方向の下側)には、
それとほぼ同一線上にPウェル電極用のP 型拡散領域
69が形成されている。The sources or trains of NMOs 861 and 62 are shared and electrically connected to each other. Gate electrode 64
.. In the X direction substantially perpendicular to 65, a ground potential Vss line is formed by the first layer metal wiring. The NMO 863 is arranged side by side substantially inside the ground potential Vss line (that is, above the Y direction) and near the NMOs 361 and 62, and has a gate electrode 66 extending in the Y direction and a gate electrode 66 located below it. Source/drain N type diffusion region 68
It is made up of. This NMO863 is similar to other NM
It is formed independently and apart from O861°62. N.M.
On the outside of O363 in the Y direction (that is, on the lower side of the Y direction),
A P type diffusion region 69 for a P well electrode is formed almost on the same line as this.
本実施例の基本セル50では、次のような利点を有して
いる。The basic cell 50 of this embodiment has the following advantages.
(a) 小トランジスタからなるPMO853及びN
MO863は、そのゲート電極56.66及び拡散領域
58.68が独立していて他のトランジスタと共通接続
あるいは共用しない構成であるため、このPMO853
及びNMO363を使用して容易にトランスファゲート
を構成できる。(a) PMO853 and N consisting of small transistors
MO863 has a structure in which its gate electrode 56.66 and diffusion region 58.68 are independent and are not commonly connected or shared with other transistors, so this PMO853
A transfer gate can be easily constructed using NMO363 and NMO363.
(b) 小トランジスタからなるPMO853及びN
MO863は、電源電位Vcc線と接地電位Vss線と
の間に設け、その外側においてほぼ一列に、Nウェル電
極用のN 型拡散領域59とPウェル電極用のP 型拡
散領域69とを設けたので、第3図に示す従来の2ペア
・オブ・トランジスタ構成の基本セルに対して面積の増
分を小さくできる。即ち、設計ルールによっても異なる
が、本願発明者等の設計においては、従来に比べて8%
の増加となり、一方トランジスタ数は従来のものの1.
5倍であるから、基本セルのトランジスタが全て使用さ
れる場合、約1.4倍の集積度が得られることになる。(b) PMO853 and N consisting of small transistors
MO863 is provided between the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line, and on the outside thereof, an N type diffusion region 59 for the N well electrode and a P type diffusion region 69 for the P well electrode are provided almost in a line. Therefore, the increase in area can be reduced compared to the conventional basic cell having a two-pair-of-transistor configuration shown in FIG. In other words, although it varies depending on the design rules, in the design of the present inventors, it is 8% lower than the conventional design.
On the other hand, the number of transistors is 1.
Since it is 5 times as large, if all the transistors of the basic cell are used, the degree of integration will be approximately 1.4 times.
次に、上記実施例の基本セル50を用いたランダムロジ
ックの構成例を第11図〜第13図に示す。Next, configuration examples of random logic using the basic cell 50 of the above embodiment are shown in FIGS. 11 to 13.
第11図はランダムロジックに使用される機能ブロック
のパターン図、第12図はその等価回路図、及び第13
図はその論理回路図である。Fig. 11 is a pattern diagram of functional blocks used in random logic, Fig. 12 is its equivalent circuit diagram, and Fig. 13 is a pattern diagram of functional blocks used in random logic.
The figure is its logic circuit diagram.
第11図に示すように、複数の第1層金属配線70を形
成し、その第1層金属配線70により、図中の丸印で示
されるコンタクト71を介して各トランジスタを接続す
ることにより、PMO853及びNMO363からなる
インバータ72と、PMO851,52及びNMO86
1,62からなる2人力NANDゲート73とが、構成
されている。なお、第11図において、丸印のコンタク
ト71と、電源電位Vcc線及び接地電位Vss線を示
す長方形の辺とが接続されているのは、電源電位Vcc
線及び接地電位Vss線のパターンの直下にコンタクト
71を設けて、電源電位Vcc線もしくは接地電位Vs
s線とトランジスタ等とを直接接続することを示してい
る。この回路は、第12図及び第13図に示すように、
入力信号I2をインバータ72で反転し、その反転信号
と入力信号11との否定論理積がNANDゲート73で
求められ、その出力信号Oが該NANDゲニト73から
出力される構成になっている。As shown in FIG. 11, by forming a plurality of first-layer metal interconnections 70 and connecting each transistor through contacts 71 indicated by circles in the figure, Inverter 72 consisting of PMO853 and NMO363, PMO851, 52 and NMO86
A two-man power NAND gate 73 consisting of 1.62 is configured. In FIG. 11, the contact 71 marked with a circle and the sides of the rectangle indicating the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line are connected to the power supply potential Vcc.
A contact 71 is provided directly under the pattern of the power supply potential Vcc line or the ground potential Vss line.
This shows that the s-line and a transistor etc. are directly connected. This circuit, as shown in FIGS. 12 and 13,
The input signal I2 is inverted by an inverter 72, the NAND of the inverted signal and the input signal 11 is obtained by a NAND gate 73, and the output signal O is outputted from the NAND gate 73.
この回路では、小トランジスタからなるPMO853,
63とP/Nウェル電極用の拡散領域59.69との間
に、電源電位Vcc線及び接地電位Vss線が走る配置
とした。つまり、電源電位Vcc線及び接地電位Vss
線のパターンが、PMO853,63(7)拡散領域5
8.68の端辺と、P/Nウェル電極用の拡散領域59
.69の端辺との両方に重なる配置にした。そのため、
従来のように小トランジスタに電源を供給するための引
出し線を設ける必要がなくなり、配線が容易になる。ま
た、PMO85B及びNMO863を電源電位Vcc線
及び接地電位Vss線の内側に配置したので、大小のト
ランジスタを混在して回路を構成しても、その配線の大
半を電源電位Vcc線及び接地電位Vss線の内側で行
える。In this circuit, PMO853 consisting of small transistors,
A power supply potential Vcc line and a ground potential Vss line are arranged to run between the P/N well electrode diffusion regions 59 and 63 and the P/N well electrode diffusion regions 59 and 69, respectively. In other words, the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss
The line pattern is PMO853,63(7) diffusion region 5
8.68 edge and diffusion region 59 for P/N well electrode
.. It was arranged so that it overlapped both the end sides of 69. Therefore,
There is no need to provide lead lines for supplying power to small transistors as in the past, making wiring easier. In addition, since the PMO85B and NMO863 are arranged inside the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line, even if a circuit is configured with a mixture of large and small transistors, the majority of the wiring is connected to the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line. It can be done inside.
そのため、大域的配線を著しく妨げるようなことはない
。Therefore, it does not significantly impede global wiring.
一方、集積度についてみると、第3図に示す従来の2ペ
ア・オブ・トランジスタ構成の基本セルでは、第12図
の回路を構成するために2個の基本セルを必要とし、そ
の上、2@の遊休トランジスタを生じるのに対して、本
実施例では基本セル1個のみを用いて構成でき、集積度
も2倍となる。On the other hand, regarding the degree of integration, the conventional basic cell with two pair-of-transistor configuration shown in FIG. 3 requires two basic cells to configure the circuit shown in FIG. In contrast to the @ idle transistor, this embodiment can be configured using only one basic cell, and the degree of integration is doubled.
その上、出力段を大トランジスタのPMO352及びN
MO861,62で構成することにより、高速化も達成
できる。従って、本実施例では集積度の低下なく、高速
度のランダムロジックを構成できる。Moreover, the output stage is a large transistor PMO352 and N
By configuring the MO 861 and 62, high speed can also be achieved. Therefore, in this embodiment, high-speed random logic can be constructed without reducing the degree of integration.
次に、第1図の基本セルを用いたRAMセルの構成例を
第14図〜第16図に示す。Next, examples of the configuration of a RAM cell using the basic cell shown in FIG. 1 are shown in FIGS. 14 to 16.
第14図はRAMセルのパターン図、第15図はその等
価回路図、及び第16図はその論理回路図である。FIG. 14 is a pattern diagram of the RAM cell, FIG. 15 is its equivalent circuit diagram, and FIG. 16 is its logic circuit diagram.
第14図に示すように、このRAMセルは第1図の基本
セル50を2個(50−1,50−2>を用いて1ビツ
トのセルが構成されている。2個の基本セル50−1.
50−2は、第1図の基本セル50と同様に、PMO8
51−1〜53−1゜51−2〜53−2及びNMO3
61−1〜63−1.61−2〜63−2でそれぞれ構
成されている。実線で示された書込みアドレス線φwa
’■、8及び読出しアドレス線φra’ ”raは第1
層金属配線で形成され、破線で示された書込みビット線
WD及び読出しビット線RDは第2層金属配線で形成さ
れ、それらの配線が丸印で示されたコンタクト71、あ
るいは二重丸印で示されたスルーホール74を介して各
トランジスタに接続されている。電源電位Vcc線及び
接地電位Vss線のパターンとコンタクト71との接続
の表示は、第11図と同一である。なお、第14図にお
いて、一部の配線がコンタクト71やゲート電極を避け
て描かれているのは、図面を見やすくするためである。As shown in FIG. 14, this RAM cell consists of two basic cells 50 shown in FIG. 1 (50-1, 50-2>) to form a 1-bit cell. -1.
50-2, like the basic cell 50 in FIG.
51-1~53-1゜51-2~53-2 and NMO3
61-1 to 63-1, and 61-2 to 63-2, respectively. Write address line φwa indicated by a solid line
``■, 8 and read address line φra'' ``ra is the first
The write bit line WD and the read bit line RD, which are formed by layer metal wiring and are shown by broken lines, are formed by second layer metal wiring, and these wirings are connected to contacts 71 shown by circles or by double circles. It is connected to each transistor via the through hole 74 shown. The connections between the patterns of the power supply potential Vcc line and the ground potential Vss line and the contacts 71 are shown in the same manner as in FIG. Note that in FIG. 14, some of the wiring lines are drawn avoiding the contact 71 and the gate electrode to make the drawing easier to see.
第15図及び第16図に示すように、このRAMセルは
、小トランジスタのPMO853−1及びNMO863
−1からなるトランスファゲート80と、大トランジス
タのPMO852−2及びNMO362−2からなるイ
ンバータ81と、第トランジスタのPMO351−1,
52−1及びNMO861−1,62−1からなるクロ
ックドインバータ82と、大トランジスタのPMO85
1−2,NMO861−2及び小トランジスタ(7)P
MO853−2,NMO363−2からなるクロックド
インバータ83とで、構成されている。図から明らかな
ように、各基本セル50−1゜50−2とも遊休トラン
ジスタは生じず、効率的にRAMセルを構成できる。As shown in FIGS. 15 and 16, this RAM cell consists of small transistors PMO853-1 and NMO863.
-1, an inverter 81 consisting of large transistors PMO852-2 and NMO362-2, and a second transistor PMO351-1,
52-1, a clocked inverter 82 consisting of NMOs 861-1 and 62-1, and a large transistor PMO 85.
1-2, NMO861-2 and small transistor (7)P
The clocked inverter 83 includes an MO853-2 and an NMO363-2. As is clear from the figure, there are no idle transistors in each of the basic cells 50-1 and 50-2, allowing efficient RAM cell construction.
本実施例のRAMセルの利点を、従来の第7図及び第8
図のRAMセルと比較しつつ以下説明する。The advantages of the RAM cell of this embodiment are compared to the conventional ones in FIGS. 7 and 8.
This will be explained below in comparison with the RAM cell shown in the figure.
0回路上の利点
本実施例の基本セル50 (50−1,50−2>では
、小トランジスタのPMO853−1及びNMO863
−1でトランスファゲート80の構成しやすいパターン
とした。そのため、第14図〜第16図に示すように、
読出しビット線RDを駆動するクロックドインバータ8
3において、特にビット線πnと接続されるトランジス
タに小トランジスタのPMO853−2及びNMO36
3−2を用いて、これらの小トランジスタを大トランジ
スタのPMO351−2及びNMO861−2で駆動す
る構成を容易に実現できる。従って、回路にもよるが、
20%程度、読出し速度の高速化が図れる。また、書込
みビット線WDに接続されるトランスファゲート80も
、小トランジスタのPMO853−1及びNMO36B
−1で構成できるので、書込みアドレス線φwa’ ”
waの容量を小さくして高速な書込みが可能となる。0 Circuit Advantages In the basic cell 50 (50-1, 50-2>) of this embodiment, the small transistors PMO853-1 and NMO863
-1 is a pattern in which the transfer gate 80 can be easily constructed. Therefore, as shown in Figures 14 to 16,
Clocked inverter 8 that drives read bit line RD
3, small transistors PMO853-2 and NMO36 are used as transistors connected to the bit line πn.
3-2, it is possible to easily realize a configuration in which these small transistors are driven by large transistors PMO 351-2 and NMO 861-2. Therefore, depending on the circuit,
The read speed can be increased by about 20%. Further, the transfer gate 80 connected to the write bit line WD is also made up of small transistors PMO853-1 and NMO36B.
-1, so the write address line φwa' ”
High-speed writing is possible by reducing the capacity of wa.
■配置配線上の利点
配置配線については、従来のもののようにランダムロジ
ック構成時と配置の単位が基本セルの半分宛ずれるとい
うことがなく、単に複数の基本セルからなる機能ブロッ
クとして扱えるので、自動配置配線システムの負担が小
さい。また、配線については、従来と比べて第2層金属
配線が多いが、基本セル1個当たりで考えると大差ない
。一方、第14図のX方向の大域的配線については、従
来のものは小トランジスタ間では全く不可能であり、大
トランジスタ間についてはランダムロジック構成時に使
用できないことから、大きな配線領域を確保すると無駄
どなる。これに対して本実施例では、X方向の大域的配
線に使用される領域はRAM及びランダムロジックのい
ずれにおいても基本セル50−1.50−2の外側とな
るので、自動配置配線システムの能力と、チップのゲー
ト数に対応して必要な分、配線領域を確保すればよく、
構成回路によって大きな無駄が生じるということがない
。■Advantages in Placement and Routing Regarding placement and routing, the unit of placement is not shifted to half of the basic cell when configuring random logic, unlike conventional methods, and it can be handled simply as a functional block consisting of multiple basic cells, so it is automatic. Less burden on the placement and routing system. Regarding wiring, although there are more second-layer metal wirings than in the past, there is not much difference when considered per basic cell. On the other hand, regarding the global wiring in the X direction in Figure 14, the conventional method is completely impossible between small transistors, and cannot be used between large transistors when configuring random logic, so it is wasteful to secure a large wiring area. bawl. On the other hand, in this embodiment, the area used for global wiring in the X direction is outside the basic cell 50-1. Then, all you need to do is secure the necessary wiring area according to the number of gates on the chip.
There is no significant waste caused by the component circuitry.
■集積度上の利点
従来では、1ビツトのRAMセルを基本セル1個で構成
できたが、本実施例のものでは2個必要となる。ところ
が、基本セルそのものの面積が次のように大きく異なる
ので、集積度に大きな差は生じない。(2) Advantages in terms of degree of integration Conventionally, a 1-bit RAM cell could be constructed with one basic cell, but in this embodiment, two are required. However, since the areas of the basic cells themselves differ greatly as shown below, there is no large difference in the degree of integration.
即ち、従来では、大トランジスタの両側に合計4個の小
トランジスタが設けられているので、第14図における
Y方向の長さが本実施例のものよりはるかに大きい。例
えば、デザインルールによっても異なるが、本願発明者
等の検討では1.7倍程度となった。一方、X方向の長
さについては、前述のごとく本実施例の基本セル50−
1.50−2は従来の2ペア・オブ・トランジスタ構成
のものと大差なく、また従来においては2個の大トラン
ジスタを、拡散領域を共用しないパターンとしているこ
とから、むしろやや大きめとなる。従って、本実施例に
おける1ビツトのRAMセルの占有面積は、従来のもの
より多少(約20%程度)大きくなる程度である。なお
、2ペア・オブ・トランジスタ構成のものと比べると、
その占有面積は1/2と集積度は充分向上している。That is, since a total of four small transistors are conventionally provided on both sides of a large transistor, the length in the Y direction in FIG. 14 is much larger than that of this embodiment. For example, although it varies depending on the design rules, the inventors of the present invention found that it was about 1.7 times as large. On the other hand, regarding the length in the X direction, as described above, the basic cell 50-
1.50-2 is not much different from the conventional two-pair-of-transistor configuration, and is rather larger because the conventional pattern is such that two large transistors do not share a diffusion region. Therefore, the area occupied by a 1-bit RAM cell in this embodiment is slightly larger (approximately 20%) than the conventional one. In addition, compared to the two-pair-of-transistor configuration,
The area it occupies is 1/2, and the degree of integration is sufficiently improved.
■前記■〜■のまとめ
本実施例においては、RAMtjR成時、従来の2ペア
・オブ・トランジスタ構成のものと比べ、集積度が大幅
に向上している。また、従来の第7図のものと比べて、
集積度の点でやや劣るものの、動作速度及び自動配置配
線システムにかかる負担という点について優れている。(2) Summary of the above (2) to (2) In this embodiment, when the RAMtjR is constructed, the degree of integration is greatly improved compared to the conventional two-pair-of-transistor configuration. Also, compared to the conventional one in Figure 7,
Although it is slightly inferior in terms of integration, it is superior in terms of operating speed and burden on automatic placement and routing systems.
なお、第1図の基本セル50は、そのパターンを他のも
のに変形したり、あるいは図示以外の構成のランダムロ
ジックやRAM等、種々の回路に適用が可能である。The basic cell 50 shown in FIG. 1 can be modified into other patterns, or can be applied to various circuits such as random logic and RAM having configurations other than those shown.
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、請求項1の発明では、基本
セルを少なくとも、複数対の第1のPMQS及び第1の
NMO8と、1対の第2のPMQS及び第2のN M
OSとで構成したので、少ない個数の基本セルで、遊休
トランジスタを生じることなく、高速動作のRAMセル
を構成できる。その上、集積度の低下なく、高速動作の
ランダムロジックが大域的配線を妨げることなく、簡単
、的確に構成できる。(Effects of the Invention) As described above in detail, in the invention of claim 1, the basic cell is at least composed of a plurality of pairs of first PMQS and first NMO 8, and a pair of second PMQS and second N M
Since it is configured with an OS, a high-speed operating RAM cell can be configured with a small number of basic cells without creating idle transistors. Furthermore, high-speed random logic can be easily and accurately configured without reducing the degree of integration and without interfering with global wiring.
請求項2の発明では、第2のPMQS及び第2のNMO
8を、電源電位線及び接地電位線の内側に配置したので
、大域的配線を妨げることなく、高速動作のランダムロ
ジックを従来の例えば1.4倍程度の集積度で構成でき
る。In the invention of claim 2, the second PMQS and the second NMO
8 is placed inside the power supply potential line and the ground potential line, a high-speed operation random logic can be constructed with a degree of integration that is, for example, about 1.4 times that of the conventional one, without interfering with global wiring.
請求項3の発明では、P/Nウェル電極用の拡散領域と
第2のPMQS及び第2のNMO8とをほぼ同列に配置
したので、無駄な未使用領域が残らない。そのため、請
求項2の発明の効果に加えて、RAM1成時においても
、従来の2ペア・オブ・トランジスタ構成のものと比べ
て大幅に集積度が向上する。なお、他の改良された基本
セルの一部には、集積度の点で20%程度優れたものも
存在するが、高速化及び自動配置配線システムの負担の
少なさという点で、他のいずれのものよりも優れたゲー
トアレイを得ることができる。In the third aspect of the invention, since the diffusion region for the P/N well electrode, the second PMQS, and the second NMO 8 are arranged substantially in the same row, no wasteful unused region remains. Therefore, in addition to the effect of the invention of claim 2, when the RAM 1 is formed, the degree of integration is greatly improved compared to the conventional two-pair-of-transistor configuration. Some of the other improved basic cells are about 20% better in terms of integration, but they are better than any other in terms of higher speed and less burden on automatic placement and routing systems. It is possible to obtain a gate array that is better than that of the conventional one.
従って、請求項1〜3の発明の基本セルによるゲートア
レイは、ランダムロジックや、高速で小規模なレジスタ
ファイル等のRAMなどを含む各種制御回路に用いて、
特に有効である。Therefore, the gate array based on the basic cells of the invention according to claims 1 to 3 can be used in various control circuits including random logic and RAM such as high-speed and small-scale register files.
Particularly effective.
第1図(a>、(b)は本発明の実施例を示すもので、
第1図(a)は基本セルのパターン図、第1図(b)は
その等価回路図、第2図は従来のゲートアレイの概略平
面図、第3図は第2図中の基本セルのパターン図、第4
図は第3図の等価回路図、第5図は従来の基本セルのパ
ターン図、第6図は第5図の等価回路図、第7図は第5
図を用いたRAMセルのパターン図、第8図は第7図の
等価回路図、第9図は従来の基本セルのパターン図、第
10図は第9図の等価回路図、第11図は第1図を用い
たランダムロジックのパターン図、第12図は第11図
の等価回路図、第13図は第11図の論理回路図、第1
4図は第1図を用いたRAIVIセルのパターン図、第
15図は第14図の等価回路図、第16図は第14図の
論理回路図である。
50.50−1.50−2・・・・・・基本セル、51
゜51−1.51−2.52.52−1.52−2・・
・・・・第1のPMO8,53,53−1,53−2・
・・・・・第2のPMO8,61,61−1,61−2
゜62.62−1.62−2−−・−・−第1のNMo
5.63.63−1.63−2・・・・・・第2のNM
o3.54.55.56.64.65.66・・・・・
・ゲート電極、57.58,59,67.68.69・
・・・・・拡散領域。FIG. 1 (a>, (b) shows an embodiment of the present invention,
Figure 1(a) is a pattern diagram of a basic cell, Figure 1(b) is its equivalent circuit diagram, Figure 2 is a schematic plan view of a conventional gate array, and Figure 3 is a diagram of the basic cell in Figure 2. Pattern diagram, 4th
The figure is an equivalent circuit diagram of Figure 3, Figure 5 is a pattern diagram of a conventional basic cell, Figure 6 is an equivalent circuit diagram of Figure 5, and Figure 7 is an equivalent circuit diagram of Figure 5.
Figure 8 is an equivalent circuit diagram of Figure 7, Figure 9 is a pattern diagram of a conventional basic cell, Figure 10 is an equivalent circuit diagram of Figure 9, and Figure 11 is an equivalent circuit diagram of Figure 9. A random logic pattern diagram using Figure 1, Figure 12 is an equivalent circuit diagram of Figure 11, Figure 13 is a logic circuit diagram of Figure 11, and Figure 12 is an equivalent circuit diagram of Figure 11.
4 is a pattern diagram of a RAIVI cell using FIG. 1, FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of FIG. 14, and FIG. 16 is a logic circuit diagram of FIG. 14. 50.50-1.50-2...Basic cell, 51
゜51-1.51-2.52.52-1.52-2...
...First PMO8, 53, 53-1, 53-2・
...Second PMO8, 61, 61-1, 61-2
゜62.62-1.62-2--・--・-first NMo
5.63.63-1.63-2...Second NM
o3.54.55.56.64.65.66...
・Gate electrode, 57.58, 59, 67.68.69・
...Diffusion area.
Claims (1)
OSトランジスタ及び第1のNチャネル型MOSトラン
ジスタと、 拡散領域が独立して形成されたチャネル幅の小さな1対
の第2のPチャネル型MOSトランジスタ及び第2のN
チャネル型MOSトランジスタとを、 備えたことを特徴とするゲートアレイの基本セル。 2、請求項1記載のゲートアレイの基本セルにおいて、 ほぼ平行に配設された電源電位線と接地電位線との間に
、前記第2のPチャネル型MOSトランジスタ及び第2
のNチャネル型トランジスタを前記第1のPチャネル型
MOSトランジスタ及び第1のNチャネル型MOSトラ
ンジスタと横並びに配置したゲートアレイの基本セル。 3、請求項2記載のゲートアレイの基本セルにおいて、 前記第2のPチャネル型MOSトランジスタ及び第2の
Nチャネル型トランジスタの外側のそれとほぼ同一線上
に、Pウェル及びNウェル電源用の拡散領域を形成した
ゲートアレイの基本セル。[Claims] 1. Plural pairs of first P-channel type M with large channel widths
An OS transistor and a first N-channel MOS transistor, a pair of second P-channel MOS transistors with small channel widths each having an independently formed diffusion region, and a second N-channel MOS transistor.
A basic cell of a gate array characterized by comprising a channel type MOS transistor. 2. In the basic cell of the gate array according to claim 1, the second P-channel MOS transistor and the second
A basic cell of a gate array, in which an N-channel transistor is arranged side by side with the first P-channel MOS transistor and the first N-channel MOS transistor. 3. In the basic cell of the gate array according to claim 2, diffusion regions for P-well and N-well power supplies are provided on substantially the same line as those outside the second P-channel MOS transistor and the second N-channel transistor. The basic cell of the gate array.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63331864A JP2868016B2 (en) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | Basic cell of gate array |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP63331864A JP2868016B2 (en) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | Basic cell of gate array |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02177456A true JPH02177456A (en) | 1990-07-10 |
JP2868016B2 JP2868016B2 (en) | 1999-03-10 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country | Link |
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JP (1) | JP2868016B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0471559A2 (en) * | 1990-08-13 | 1992-02-19 | Kawasaki Steel Corporation | CMOS master slice |
JPH0498876A (en) * | 1990-08-17 | 1992-03-31 | Kawasaki Steel Corp | Cmos master slice |
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-
1988
- 1988-12-28 JP JP63331864A patent/JP2868016B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JP2868016B2 (en) | 1999-03-10 |
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