JPH0243349B2 - - Google Patents

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JPH0243349B2
JPH0243349B2 JP57022531A JP2253182A JPH0243349B2 JP H0243349 B2 JPH0243349 B2 JP H0243349B2 JP 57022531 A JP57022531 A JP 57022531A JP 2253182 A JP2253182 A JP 2253182A JP H0243349 B2 JPH0243349 B2 JP H0243349B2
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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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/11803Masterslice integrated circuits using field effect technology
    • H01L27/11807CMOS gate arrays

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セル利用率の高いマスタースライス
方式LSIの構造に関する。
最近は、通信機や計算機等にマスタースライス
方式LSIが利用され、開発コストの低減、開発期
間の短縮に寄与している。マスタースライス方式
MOS、LSIの構造は、基本素子と呼ばれるNチ
ヤンネルMOSトランジスタやPチヤンネルMOS
トランジスタの複数ケの組合せを規則的に配置し
た基本素子集合(以下基本セルと呼ぶ)からな
り、更に、格子と呼ばれる1定間隔の座標上にコ
ンタクト穴、アルミニウム導電膜等の回路接続決
定要因が定められることを特徴とする。
従来のマスタースライス方式LSIの全体図を第
1図に示す。チツプ10、入出力バツフアー部1
1、配線領域12、基本セル13からなる。
従来の基本セルの例を第2図に示す。
N型シリコン基板1、Pウエル2、P+ソース
ドレイン層3、N+ソースドレイン層4、ゲート
ポリシリコン層5a,5b、コンタクト穴6、ア
ルミニウム導電膜、特にVDD線7a、VSS線7
bからなる。
従来の基本セルによる回路例を第3図a〜dに
示す。
第3図aはメモリ回路を示す、これは第3図c
に示す格子の様子を示す等価平面図により、表わ
され、2基本セルを必要とする。図で実線はアル
ミニウム導電膜○・はコンタクト穴、……はポリシ
リコン層を示す。第3図bは2入力NOR回線を
示し、これは第3図dの格子の様子を示す等価平
面図により表わされる。
すなわち、従来の基本セルでは論理回路構成は
よいがメモリ回路構成ではPチヤンネルMOSト
ランジスタ2ケの入力容量がB、入力側のトラ
ンスフアーゲートにぶらさがり、且つ2ケのイン
バータ出力にPチヤンネルMOSトランジスタの
ソースドレイン容量の余分なつながりが生じ特性
上問題がある点、及びセル利用率が2ケの基本セ
ルを利用してしまうという問題がある。
本発明は論理回路構成もメモリ回路構成も1基
本セルで実現できるようなセル利用率の高いマス
タースライス方式の構造を与えるものである。
本発明の特徴は、第1導電型の第1、第2、第
3のソースドレイン層で直列となる複数の第1導
電型トランジスタ群と、第2導電型の第1、第
2、第3のソースドレイン層で直列となる複数の
第2導電型トランジスタ群と、該第1および第2
導電型トランジスタに共通の第1および第2のゲ
ート電極層とを有し、かつ、それぞれ第1導電型
のソースおよびドレイン層を有する独立した第1
および第2の第1導電型トランジスタを有し、該
第1および第2導電型の第1のソースドレイン層
のコンタクト、該第1のゲート電極のコンタクト
および該独立した第1の第1導電型トランジスタ
のソースおよびドレイン層のコンタクトは同一の
格子上に位置し、該第1および第2導電型の第3
のソースドレイン層のコンタクト、該第2のゲー
ト電極のコンタクトおよび該独立した第2の第1
導電型トランジスタのコンタクトは他の同一の格
子上に位置している基本セルを具備した半導体集
積回路装置にある。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。
第4図に本発明のマスタスライスの基本セルの
平面図の例を示す。N型シリコン基板1、Pウエ
ル2、P+ソースドレイン層3、3ケのN+ソース
ドレイン層4a,4b,4c、ゲートがポリシリ
コン層5a,5b,5cコンタクト穴6、アルミ
ニウム導電膜、時にVDD線7a、VSS線7bから
なる。
第4図の基本セルの特徴は、第2図に示した従
来のマスタスライスの基本セルと比較すると判る
ように、N+ソースドレイン層4b,4c、ゲー
トポリシリコン層5cで構成される2ケのNチヤ
ンネルトランジスタが追加されていることであ
る。
第3図aに示したメモリ回路は2ケのインバー
タ及び2ケのNチヤンネルトランジスタから構成
されているので、第4図の基本セルを用いた場合
には、第5図aに等価平面図に示すように、1基
本セルで実現することができる。
第4図の基本セルは第2図の基本セルを部分と
して含んでいるから論理回路については、第4図
の基本セルを用いても、第2図の基本セルを用い
た場合と等しい基本セル数で実現出来る。論理回
路の一例として、第3図bに示す2入力NOR回
路を第4図の基本セルを用いて実現した場合の格
子表現の等価平面図を第5図bに示す。
第5図a,bにおける記号は第3図a,dにお
けるのと同様である。
マスタスライスLSIを用いて重現しようとする
回路は論理回路とメモリ回路から成る場合が多
い。この時、論理回路部分はLSI内相互配線が多
くメモリ回路部分はLSI内相互配線が少ないのが
普通である。
本発明のマスタスライスでは、これまでに説明
して来たように、第4図に示す基本セルのうち、
N+ソースドレイン層、4b,4cゲートポリシ
リコン層、5cから成るトランジスタ部分はメモ
リ回路には使用するが論理回路には使用しないの
で論理回路を構成する場合には、その部分を配線
領域として使用することができる。すなわち、多
くの配線が要求される論理回路部分には大きな配
線領域を与える事が出来る。今、第2図に示すよ
うな従来のマスタスライスの基本セルを用いて第
1図のマスタスライスチツプを構成した場合と、
第4図に示す基本セルを用いて第1図に示すマス
タスライスチツプを構成した場合を比較すると、
第1図に示される基本セルの高さ14は、第4図
の基本セルの場合には第2図の基本セルの場合よ
り大きくなるであろう。しかし、前述したよう
に、第4図の基本セルのうち、N+ソースドレイ
ン層4b,4c、ゲートポリシリコン層5cで構
成されるトランジスタ部分は論理回路の場合には
配線領域として利用できるのであるから、実効的
な配線領域は第1図12bに基本セルのその部分
を加えたものになる。したがつて、同一の実効配
線領域を確保するためには、第4図の基本セルを
用いた場合には第2図の基本セルを用いた場合よ
りも12bの高さを小さくすることが出来る。し
たがつて、第1図に示される基本セルのピツチ1
5は第2図の基本セルを用いた場合と第4図の基
本セルを用いた場合とで殆んど同一にすることが
出来同一面積のチツプでは、どちらの基本セルを
用いてもほゞ同一の数の基本セルを配列すること
が出来る。
以上述べた事から、第4図の基本セルを用いて
第1図のようなマスタスライスチツプを構成し、
回路を実現しようとした場合には従来のマスタス
ライスに比し、論理回路部分でほゞ同等メモリ回
路部分では2倍の集積度を実現することが出来る
ことが判る。
本発明の方式のマスタスライスの別の構成例を
第6図に示す。第6図において、チツプ10、入
出力バツフアー部11、配線領域12、基本セル
13である。
第1図の構成例との相違は第1図の構成におい
ては基本セルの列の間に配線領域12bが存在す
るのに対し第6図の構成例では存在しない点にあ
る。メモリ回路を構成する場合には、基本セル間
の配線が少ないので、基本セル間の配線領域を利
用しなくても、基本セル上に存在する配線格子の
みで配線を行なうことが出来る。一方、第6図の
構成例のマスタスライスで論理回路を構成する場
合には、例えば第1列目の基本セルを論理回路素
子として使用し、第2列目の基本セルは論理回路
素子として使用せずに、配線領域として使用する
というように、配線領域の必要に応じて基本セル
を論理素子として使用せずに、配線領域として使
用する。
第6図の構成例では、メモリ回路を構成した場
合には、密に配列された基本セルがメモリ素子と
して全て利用され、又、論理回路を構成した場合
には配線量に応じて、一部の基本セル列を論理素
子として使用せず配線領域として使用する。その
場合にも、論理素子として使用されている基本セ
ルの第4図におけるN+ソースドレイン層、4b,
4c、ゲートポリシリコン層、5cで構成される
トランジスタ部分も配線領域に使用出来ることは
第1図の構成例に本発明の基本セルを使用した場
合と同様である。
以上、第1図と第6図の構成例で本発明を説明
したがその中間として、第1図の構成で配線領域
12bの巾を狭くとり、配線領域を広く必要なと
きのみ、基本セル列を論理素子として使用せず配
線領域として使用する構成も可能である。
以上の説明においてpとnを入れ替えてもよい
ことは明らかである。又、相補形MOS集積回路
としてpウエルによる構成について説明したが、
nウエルによる構成両ウエルによる構成、SOS相
補形MOS等にも適用可能である。基本セルの構
成については、第1の基本素子集合に相当する2
ケの共通ゲートポリシリコンを有するp−チヤン
ネル、nチヤンネルトランジスタ対は、3ケ以上
にしてもよいし、又共通ゲートポリシリコンでな
く、pチヤンネル、nチヤンネルトランジスタの
ゲートポリシリコンを別個のものとした構成でも
よい。更に、第2の基本素子集合に相当する2ケ
のnチヤンネルMOSトランジスタは3ケ以上に
してもよい。更には、同一チツプ上にN+ソース
ドレイン層4b,4c、ゲートポリシリコン層5
cとこれのp、n入替のものを交互に入れてもよ
い。
以上述べたように本発明によれば、メモリ回路
及び論理回路等の回路機能の異なる回路について
セル利用率の高いマスタースライス方式LSIの構
造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はマスタースライス方式LSIの全体図、
第2図は従来の基本セルの平面図の1例、第3図
aは従来の基本セルに対するメモリ回路、第3図
bは2入力NOR回路、第3図c〜dは各々第3
図a,bに対する格子表現の等価平面図、第4図
は本発明の基本セルの平面図の1例、第5図aお
よび第5図bは各々第3図aのメモリ回路および
第3図bの2入力NOR回路に対する格子表現の
等価平面図、第6図は本発明の基本セルの別の配
置全体図を示す。 なお図において、1……N型シリコン基板、2
……pウエル、3……P+ソースドレイン層、4
……N+ソースドレイン層、5……ゲートポリシ
リコン層、6……コンタクト層、7……アルミニ
ウム導電膜、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1導電型の第1、第2、第3のソースドレ
    イン層で直列となる複数の第1導電型トランジス
    タ群と、第2導電型の第1、第2、第3のソース
    ドレイン層で直列となる複数の第2導電型トラン
    ジスタ群と、該第1および第2導電型トランジス
    タに共通の第1および第2のゲート電極層とを有
    し、かつ、それぞれ第1導電型のソースおよびド
    レイン層を有する独立した第1および第2の第1
    導電型トランジスタを有し、該第1および第2導
    電型の第1のソースドレイン層のコンタクト、該
    第1のゲート電極のコンタクトおよび該独立した
    第1の第1導電型トランジスタのソースおよびド
    レイン層のコンタクトは同一の格子上に位置し、
    該第1および第2導電型の第3のソースドレイン
    層のコンタクト、該第2のゲート電極のコンタク
    トおよび該独立した第2の第1導電型トランジス
    タのコンタクトは他の同一の格子上に位置してい
    る基本セルを具備したことを特徴とする半導体集
    積回路装置。
JP2253182A 1982-02-15 1982-02-15 半導体集積回路装置 Granted JPS58139446A (ja)

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