JPH03188651A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH03188651A
JPH03188651A JP32763489A JP32763489A JPH03188651A JP H03188651 A JPH03188651 A JP H03188651A JP 32763489 A JP32763489 A JP 32763489A JP 32763489 A JP32763489 A JP 32763489A JP H03188651 A JPH03188651 A JP H03188651A
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Abstract

PURPOSE:To increase the integration degree of a bipolar CMOS gate array IC, stabilize operation, and improve reliability, by separately arranging a plurality of voltage converting circuits in the inner region of a semiconductor substrate. CONSTITUTION:On a semiconductor substrate SUB, the following are arranged as microcells; an arithmetic logic operation unit ALU, a multiplying circuit MULT, a register file REG, one ROM, three RAMs 1-3, and three logic blocks LB1-3. These microcells constitute a digital device like a microprocessor together with I/O buffers, I02. On the periphery, a source voltage supply bus SBV and an earth potential supplying bus SBG are arranged as shown in the figure. The bus SBV is coupled with a source voltage supply pad VCC, on the upper side of the substrate SUB. The bus SBG is coupled with an earth potential supply pad GND on the lower side of the substrate SUB. In this manner, a power supply voltage VCC is applied to the pad VCC, and an earth potential is applied to the pad GND.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関し、例えば、バイ
ポーラ・CMO3(以下、Bi−0MO8と略す)ゲー
トアレイ集積回路等に利用して特に有効な技術に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to semiconductor integrated circuit devices, and is particularly effective when applied to, for example, bipolar CMO3 (hereinafter abbreviated as Bi-0MO8) gate array integrated circuits. It's about technology.

〔従来の技術) CMO3(相補型MO3)回路又はBi−CMO8回路
等からなる複数のセル列を含む論理ブロックを備えたB
1−CMOSゲートアレイ集積回路がある。
[Prior art] B equipped with a logic block including a plurality of cell strings consisting of a CMO3 (complementary MO3) circuit or a Bi-CMO8 circuit, etc.
1- There is a CMOS gate array integrated circuit.

これらのB1−CMOSゲートアレイ集積回路等では、
高集積化及び微細化技術の進展にともなって、回路素子
の耐圧低下が問題となり、一方で物理的な限界に近づい
たデバイスの高速化を電源電圧をその特性に応じて最適
化することにより推進しようとする提案がなされている
。この場合、従来品との互換性を維持する上で電源電圧
の単一化が必須とされ、このために例えば+5■の電源
電圧を+3.3vの内部電源電圧に変換し低耐圧の内部
回路に供給する降圧回路が設けられる。
In these B1-CMOS gate array integrated circuits,
With the progress of high integration and miniaturization technology, a decrease in the withstand voltage of circuit elements has become a problem, and on the other hand, the speed of devices approaching their physical limits can be increased by optimizing the power supply voltage according to their characteristics. There have been proposals to do so. In this case, it is essential to unify the power supply voltage in order to maintain compatibility with conventional products, and for this purpose, for example, the +5V power supply voltage is converted to +3.3V internal power supply voltage, and the low voltage internal circuit A step-down circuit is provided to supply the voltage.

降圧回路を備えるB1−CMOSゲートアレイ集積回路
については、例えば、1989年2月16日付「アイ・
ニス・ニス・シイ・シイ (I 5sCC:Inter
national  5olid−3tate  C1
rcuits Conference )ダイジェスト
 オブ テクニカル ベーバーズ(Digest Of
 Technical  Papers ) 5ESS
ION 13 J第176頁〜第177頁に記載されて
いる。
For B1-CMOS gate array integrated circuits with step-down circuits, see, for example, "I.
Nis Nis Cii Cii (I 5sCC:Inter
national 5olid-3tate C1
Digest of Technical Babers
Technical Papers) 5ESS
ION 13 J, pages 176 to 177.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記に記載されるような従来のB1−CMOSゲートア
レイ集積回路等において、降圧回路は共通回路として設
けられ、例えば半導体基板の周辺領域に配置される0周
知のように、内蔵型の降圧回路は出力インピーダンスが
大きく、そのために内部回路の同時動作時等において電
源ノイズが発生し、回路動作が不安定となる。これに対
処するため、降圧回路の出力インピーダンスを小さくし
あるいは降圧回路を半導体基板の内部領域に分散して配
置しようとした場合、降圧回路のレイアウト所要面積が
著しく増大し、ゲートアレイ集積回路としての集積度が
低下する。また、複数の電源電圧を直接外部から供給し
ようとした場合、電源電圧供給線の引き回しにより、ゲ
ートアレイ集積回路としての集積度が低下する。
In the conventional B1-CMOS gate array integrated circuit as described above, a step-down circuit is provided as a common circuit, for example, in a peripheral area of a semiconductor substrate.As is well-known, a built-in step-down circuit is The output impedance is large, which causes power supply noise when internal circuits operate simultaneously, making circuit operation unstable. In order to deal with this, if an attempt is made to reduce the output impedance of the step-down circuit or to distribute the step-down circuit in the internal area of the semiconductor substrate, the required layout area of the step-down circuit increases significantly, making it difficult to use as a gate array integrated circuit. The degree of integration decreases. Further, when attempting to directly supply a plurality of power supply voltages from the outside, the degree of integration as a gate array integrated circuit is reduced due to the routing of power supply voltage supply lines.

この発明の目的は、集積度の低下を招くことなく降圧回
路等の分散配置を図ったB1−CMOSゲートアレイ集
積回路等を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a B1-CMOS gate array integrated circuit, etc., in which step-down circuits and the like are arranged in a distributed manner without reducing the degree of integration.

この発明の他の目的は、降圧回路等により形成される内
部電源電圧のレベル変動を抑制して、Bi・CMOSゲ
ートアレイ集積回路等の動作を安定化し、その信頼性を
高めることにある。
Another object of the present invention is to stabilize the operation of a Bi-CMOS gate array integrated circuit and increase its reliability by suppressing level fluctuations in an internal power supply voltage formed by a step-down circuit and the like.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述及び添付図面から明ら°かになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

(課題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
(Means for Solving the Problems) A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、B1−CMOSゲートアレイ集積回路等に外
部から供給される電源電圧を単一化して、降圧回路を実
質的な電力分配点つまり各セル列に対応して複数個設け
、それぞれを対応するセル列に近接しかつ電源電圧供給
幹線及び接地電位供給幹線の下層に形成する。また、降
圧回路に必要な基準電位を形成する基準電位発生回路を
、すべての降圧回路に共通に設け、基準電位を伝達する
基準電位供給線を、電源電圧供給幹線及び接地電位供給
幹線の間に形成する。
That is, the power supply voltage supplied from the outside to the B1-CMOS gate array integrated circuit, etc. is unified, and a plurality of step-down circuits are provided corresponding to the actual power distribution points, that is, each cell column, and each step-down circuit is connected to the corresponding cell. It is formed close to the column and below the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line. In addition, a reference potential generation circuit that forms the reference potential necessary for the step-down circuit is provided in common for all step-down circuits, and a reference potential supply line that transmits the reference potential is connected between the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line. Form.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、その集積度を低下させることな
く、B1−CMOSゲートアレイ集積回路等に複数の降
圧回路を設け、内部電源電圧のレベルを統一化できると
ともに、電源ノイズを抑制してそのレベルを安定化でき
る。その結果、Bi・CMOSゲートアレイ集積回路等
の高集積化を推進しつつ、動作の安定化を図り、その信
頼性を高めることができる。
According to the above means, it is possible to provide a plurality of step-down circuits in a B1-CMOS gate array integrated circuit, etc. without reducing the degree of integration, and to unify the level of the internal power supply voltage. Levels can be stabilized. As a result, it is possible to promote higher integration of Bi.CMOS gate array integrated circuits and the like, stabilize the operation, and improve the reliability.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明が通用されたBi−cMOSゲー
トアレイ集積回路の一実施例の基板配置図が示されてい
る。また、第2図ないし第4図には、第1図のB1−C
MOSゲートアレイ集積回路の論理ブロックLBIない
しLB3の一実施例の配置図がそれぞれ示されている。
FIG. 1 shows a substrate layout diagram of an embodiment of a Bi-cMOS gate array integrated circuit to which the present invention is applied. In addition, in Figures 2 to 4, B1-C in Figure 1 is shown.
A layout diagram of one embodiment of logic blocks LBI to LB3 of a MOS gate array integrated circuit is shown, respectively.

さらに、第5図には、第2図の論理ブロックLBIに含
まれる降圧回路VDの一実施例の回路図が示され、第6
図には、第5図の降圧回路VDの一実施例の断面図が示
されている。これらの図をもとに、この実施例のB1−
CMOSゲートアレイ集積回路の構成と動作の概要なら
びにその特徴について説明する。なお、第5図の各回路
素子ならびに第1図ないし第4図の各ブロックを構成す
る回路素子は、公知の半導体集積回路の製造技術によっ
て、特に制限されないが、単結晶シリコンのような1個
の半導体基板上において形成される。また、第5図にお
いて、そのチャンネル(バンクゲート)部に矢印が付加
されるMOSFETはPチャンネル型であって、矢印の
付加されないNチャンネルMO3FETと区別して示さ
れる。
Furthermore, FIG. 5 shows a circuit diagram of an embodiment of the step-down circuit VD included in the logic block LBI of FIG.
The figure shows a cross-sectional view of one embodiment of the step-down circuit VD of FIG. Based on these figures, B1- of this example
An overview of the configuration and operation of a CMOS gate array integrated circuit as well as its characteristics will be described. Note that each circuit element in FIG. 5 and the circuit elements constituting each block in FIGS. 1 to 4 are not particularly limited by known semiconductor integrated circuit manufacturing techniques, but may be made of single crystal silicon such as single crystal silicon. is formed on a semiconductor substrate. Further, in FIG. 5, the MOSFET whose channel (bank gate) portion is marked with an arrow is a P-channel type, and is shown to be distinguished from the N-channel MO3FET whose channel (bank gate) portion is not marked with an arrow.

第1図において、この実施例のB1−CMOSゲートア
レイ集積回路は、特に制限されないが、半導体基板SU
B上にマクロセルとして形成される算術論理演算ユニソ
)ALUと乗算回路MULT及びレジスタファイルRE
Gを備え、また1個のリードオンリーメモリROMと3
個のランダムアクセスメモリRAMI〜RAM3を備え
る。
In FIG. 1, the B1-CMOS gate array integrated circuit of this embodiment includes, but is not limited to, a semiconductor substrate SU
Arithmetic and logic operation Unison ALU formed as a macro cell on B, multiplication circuit MULT, and register file RE
G, and one read-only memory ROM and three
random access memories RAMI to RAM3.

Bt−CMOSゲートアレイ集積回路は、さらに3個の
論理ブロックL、Bl〜LB3を備える。
The Bt-CMOS gate array integrated circuit further includes three logic blocks L, B1 to LB3.

これらの論理ブロックは、後述するように、それぞれ所
定数のセル列を含み、各セル列は所定の回路形態を採る
標準的な多数の単位セルを含む、論理ブロックLBI〜
LB3は、特に制限されないが、上記算術論理演算ユニ
ットALU及び乗算回路MULT等や後述する入出カバ
ソファIOI及び102等とともに、マイクロプロセッ
サ等のような一つのディジタル装置を構成する。
These logic blocks each include a predetermined number of cell columns, and each cell column includes a large number of standard unit cells having a predetermined circuit configuration, as will be described later.
Although not particularly limited, the LB3 constitutes one digital device such as a microprocessor together with the arithmetic and logic operation unit ALU, the multiplication circuit MULT, etc., and the input/output cover sofa IOI and 102, which will be described later, etc., although not particularly limited thereto.

この実施例において、上記複数のマクロセルならびに論
理ブロックの周辺には、特に制限されないが、電源電圧
供給バスSBV及び接地電位供給バスSBGが、目の字
状に配置される。これらの電源電圧供給バス及び接地電
位供給バスに囲まれた領域は、いわゆる半導体基板の内
部領域■Zとされ、その外側は周辺領域PZとされる。
In this embodiment, a power supply voltage supply bus SBV and a ground potential supply bus SBG are arranged in an eye shape around the plurality of macro cells and logic blocks, although this is not particularly limited. The region surrounded by the power supply voltage supply bus and the ground potential supply bus is a so-called internal region (Z) of the semiconductor substrate, and the outside thereof is a peripheral region PZ.

内部領域■Zは、比較的広い幅の電源電圧供給バスSB
V及び接地電位供給バスSBGにより囲まれることで、
電気的な保護領域となる。
Internal area ■Z is a relatively wide power supply voltage supply bus SB
By being surrounded by V and ground potential supply bus SBG,
Provides electrical protection area.

電源電圧供給バスSBVは、特に制限されないが、半導
体基板SUBの上辺において電源電圧供給用パッドVC
Cに結合され、接地電位供給バスSBGは、その下辺に
おいて接地電位供給用パッドGNDに結合される。電源
電圧供給用パッドVCCには、外部電源装置からパフケ
ージの図示されない所定の外部端子を介して電源電圧V
ccが供給され、接地電位供給用バンドGNDは、同様
に図示されない所定の外部端子を介して接地電位点に結
合される。ここで、電源電圧Vccは、特に制限されな
いが、+ S、OVのような正の電源電圧とされる。つ
まり、この実施例のB k−CMOSゲートアレイ集積
回路は、後述するように、複数の内部電源電圧を必要と
するにもかがわらず、その動作電源電圧が電源電圧Vc
cのみに単一化されるものである。
Although not particularly limited, the power supply voltage supply bus SBV has a power supply voltage supply pad VC on the upper side of the semiconductor substrate SUB.
The ground potential supply bus SBG is coupled to the ground potential supply pad GND at its lower side. A power supply voltage VCC is supplied to the power supply voltage supply pad VCC from an external power supply device through a predetermined external terminal (not shown) of the puff cage.
cc is supplied, and the ground potential supply band GND is similarly coupled to a ground potential point via a predetermined external terminal not shown. Here, the power supply voltage Vcc is a positive power supply voltage such as +S or OV, although it is not particularly limited. In other words, although the Bk-CMOS gate array integrated circuit of this embodiment requires a plurality of internal power supply voltages, as will be described later, its operating power supply voltage is the power supply voltage Vc.
It is unified only to c.

各マクロセルならびに論理ブロックの電源電圧供給点な
らびに接地電位供給点は、対応する電源電圧供給幹線S
Vを介して電源電圧供給バスSB■の近接点に結合され
、対応する接地電位供給幹線SGを介して接地電位供給
バスSBGの近接点に結合される。この実施例において
、B1−CMOSゲートアレイ集積回路が形成される半
導体基板sUBには、特に制限されないが、アルミニウ
ム又はその合金からなる3Wiの金属配線層ALI〜A
L3が用意され、上記電源電圧供給バスSB■及び接地
電位供給バスSBGならびにtIi源電圧正正幹線SV
及び接地電位供給幹線SG等の供給幹線は、交差部分を
除き、最上層のアルミニウム配線層AL3により形成さ
れる。
The power supply voltage supply point and ground potential supply point of each macro cell and logic block are connected to the corresponding power supply voltage supply main line S.
It is coupled to a nearby point of the power supply voltage supply bus SB■ via V, and to a nearby point of the ground potential supply bus SBG via a corresponding ground potential supply main line SG. In this embodiment, the semiconductor substrate sUB on which the B1-CMOS gate array integrated circuit is formed includes 3Wi metal wiring layers ALI to ALI made of aluminum or its alloy, although not particularly limited.
L3 is prepared, and the above-mentioned power supply voltage supply bus SB■, ground potential supply bus SBG, and tIi source voltage main line SV
The supply main lines such as the ground potential supply main line SG and the like are formed of the uppermost aluminum wiring layer AL3, except for the intersection portions.

この実施例のB 1−CMOSゲートアレイ集積回路は
、特に制限されないが、さらに、半導体基板SUBの周
辺領域PZに形成される2個の人出カバソファ101及
び102ならびに基準電位発生回路VRGを備える。こ
のうち、入出カバ、ファ101及び102は、特に制限
されないが、入力又は出力専用の複数の標準セルによっ
て構成され、外部装置とのインタフェース回路として作
用する。入出カバソファ101及び102の外側には、
データ入出力等に供される複数のパッドPADが設けら
れる。
The B 1-CMOS gate array integrated circuit of this embodiment further includes, although not particularly limited to, two exposed cover sofas 101 and 102 formed in the peripheral region PZ of the semiconductor substrate SUB and a reference potential generation circuit VRG. Among these, the input/output covers and the fibers 101 and 102 are constituted by a plurality of standard cells dedicated to input or output, although not particularly limited, and act as an interface circuit with an external device. On the outside of the input and output cover sofas 101 and 102,
A plurality of pads PAD are provided for data input/output and the like.

一方、基準電位発生回路VRGは、特に制限されないが
、一つのマクロセルとして形成され、上記電源電圧Vc
cをもとに所定の基準電位Vrを形成する。この基準電
位Vrは、電源電圧供給バスSBV及び接地電位供給バ
スSBGあるいは電源電圧供給幹線SV及び接地電位供
給幹線SGの間に配置される基準電位供給線SRを介し
て、論理ブロックLBI〜LB3に供給される。その結
果、基準電位供給線SRは、電源電圧供給バスSBV及
び接地電位供給バスSBGあるいは電源電圧供給幹線S
V及び接地電位供給幹線SGによるシールド効果を受け
、これによって基準電位Vrのレベルが安定化される。
On the other hand, the reference potential generation circuit VRG is formed as one macrocell, although not particularly limited, and is formed at the power supply voltage Vc.
A predetermined reference potential Vr is formed based on c. This reference potential Vr is applied to logic blocks LBI to LB3 via a reference potential supply line SR arranged between a power supply voltage supply bus SBV and a ground potential supply bus SBG or between a power supply voltage supply main line SV and a ground potential supply main line SG. Supplied. As a result, the reference potential supply line SR is connected to the power supply voltage supply bus SBV and the ground potential supply bus SBG or the power supply voltage supply main line S
The level of the reference potential Vr is stabilized by the shielding effect of the V and ground potential supply main line SG.

論理ブロックLBIは、特に制限されないが、第2図に
例示されるように、10個のセル列CG1−CGIOを
含み、これらのセル列は、CMO5回路形態とされる多
数の単位セルCUをそれぞれ含む、各単位セルは、素子
の微細化によってその耐圧が低下し、例えば+3.3V
のような比較的絶対値の小さな内部電源電圧Vcdを動
作電源とする。このため、この実施例のB1−CMOS
ゲートアレイ集積回路では、特に制限されないが、電源
電圧供給幹線SV及び接地電位供給枠uASGの実質的
な電力分配点すなわち各セル列に対応して、電源電圧V
ccをもとに内部電源電圧Vcdを形成する2個の降圧
回ii$VD(電圧変換回路)がそれぞれ設けられる。
Logic block LBI includes, but is not particularly limited to, 10 cell columns CG1 to CGIO, as illustrated in FIG. The withstand voltage of each unit cell, including
The internal power supply voltage Vcd, which has a relatively small absolute value, is used as the operating power supply. Therefore, the B1-CMOS of this example
In the gate array integrated circuit, although not particularly limited, the power supply voltage V
Two step-down circuits ii$VD (voltage conversion circuits) are provided, each forming an internal power supply voltage Vcd based on cc.

ここで、降圧回路VDのそれぞれは、特に制限されない
が、第5図に示されるように、差動形態とされる一対の
NチャンネルMO3FETQI l及びQ12を基本構
成とする。MOSFETQ11及びQL2のドレインと
電源電圧Vccとの間には、PチャンネルMO3FET
QI及びQ2がそれぞれ設けられる。MOSFETQ2
のゲートは、そのドレインに共通結合され、さらにMO
3FETQIのゲートに結合される。これにより、MO
SFETQI及びQ2は、電流ミラー形態とされ、MO
3FETQI 1及びQ12に対するアクティブ負荷と
して作用する。
Here, each of the step-down circuits VD has a basic configuration of a pair of differential N-channel MO3FETs QI1 and Q12, as shown in FIG. 5, although this is not particularly limited. A P-channel MO3FET is connected between the drains of MOSFETs Q11 and QL2 and the power supply voltage Vcc.
QI and Q2 are provided respectively. MOSFETQ2
The gates of are commonly coupled to their drains and further connected to the MO
Coupled to the gate of 3FETQI. This allows M.O.
SFETQI and Q2 are in current mirror configuration and MO
Acts as an active load for 3FET QI 1 and Q12.

MO3FETQI 1及びQ12の共通結合されたソー
スと接地電位Vssとの間には、特に制限されないが、
NチャンネルMOSFETQ13が設けられる。このM
O3FETQI 3は、そのゲートが電源電圧Vccに
結合されることで常にオン状態とされ、これによって上
記差動MO3FETQII及びQ12に所定の動作電流
を供給するための電流源として作用する。
Although not particularly limited, between the commonly coupled sources of MO3FETQI 1 and Q12 and the ground potential Vss,
An N-channel MOSFET Q13 is provided. This M
The O3FET QI 3 is always turned on by having its gate coupled to the power supply voltage Vcc, thereby acting as a current source for supplying a predetermined operating current to the differential MO3FETs QII and Q12.

MO3FETQI lのゲートには、上記基準電位発生
回路VRGから基準電位供給線SRを介して、基準電位
Vrが供給される。この基準電位■rは、特に制限され
ないが、+ 3.3 Vのような比較的安定なレベルと
される。
A reference potential Vr is supplied to the gate of the MO3FET QI l from the reference potential generation circuit VRG via a reference potential supply line SR. This reference potential ■r is set to a relatively stable level such as +3.3 V, although it is not particularly limited.

一方、MO3FETQI及びQllの共通結合されたド
レインは、さらにPチャンネルMO3FETQ3のゲー
トに結合される。このMO3FETQ3のソースは、電
源電圧Vccに結合され、そのドレインは、上記MO5
FETQI 2のゲートに結合されるとともに、内部型
mW圧供給点■cdに結合される。内部電源電圧供給点
Vcdと接地電位Vssとの間には、電源平滑用キャパ
シタC1が設けられる。これにより、MOS F ET
Q3は、実質的に対応するセル列に内部電源電圧Vcd
を供給するための電流供給〜105FETとして作用し
、かつそのゲート電圧が変化されることで内部電源電圧
Vcdのレベルを制御する電圧制御MO3FETとして
作用する。
Meanwhile, the commonly coupled drains of MO3FETs QI and Qll are further coupled to the gate of P-channel MO3FET Q3. The source of this MO3FETQ3 is coupled to the power supply voltage Vcc, and its drain is connected to the MO5FETQ3.
It is coupled to the gate of FET QI 2 and also to the internal mW pressure supply point ■cd. A power supply smoothing capacitor C1 is provided between the internal power supply voltage supply point Vcd and the ground potential Vss. This allows MOS FET
Q3 substantially applies internal power supply voltage Vcd to the corresponding cell column.
It acts as a current supply ~105FET for supplying , and acts as a voltage control MO3FET that controls the level of internal power supply voltage Vcd by changing its gate voltage.

これらのことから、差動MO3FETQI 1及びQ1
2は、上記電源電圧Vccが供給されるとき、MOS 
F ETQ 1及びQ2をアクティブ負荷とする差動増
幅回路として機能する。このとき、差動増幅回路は、そ
の非反転入力端子すなわちMO3FETQI 2のゲー
トに供給される内部電源重圧Vcdのレベルを、その反
転入力端子すなわちMO3FETQI 1のゲートに供
給される基準電位Vrと比較し、そのレベル差を拡大し
て、非反転出力端子すなわちMO3FETQI及びQl
lの共通結合されたドレインつまりMO3FETQ3の
ゲートに伝達する。これにより、内部電源電圧Vcdの
レベルが制御され、上記基準電位■「すなわち+3.3
vに収束される。
From these things, differential MO3FETQI 1 and Q1
2 is a MOS when the power supply voltage Vcc is supplied.
It functions as a differential amplifier circuit with FETQ1 and Q2 as active loads. At this time, the differential amplifier circuit compares the level of the internal power supply heavy voltage Vcd supplied to its non-inverting input terminal, that is, the gate of MO3FET QI 2, with the reference potential Vr, supplied to its inverting input terminal, that is, the gate of MO3FET QI 1. , the level difference is enlarged, and the non-inverting output terminals, that is, MO3FETQI and Ql
It is transmitted to the commonly coupled drain of MO3FETQ3. As a result, the level of the internal power supply voltage Vcd is controlled, and the reference potential ■", that is, +3.3
It is converged to v.

すなわち、内部電源電圧Vcdのレベルが上昇し、基準
電位Vrより高くなるとき、MO3FETQ12のコン
ダクタンスが大きくなる。このため、MO3FETQI
及びQ2のゲート電圧が小さくなり、MO3FETQI
のコンダクタンスが大きくなる。したがって、MO3F
ETQ3のゲート重圧は高くなり、そのコンダクタンス
が小さくなるため、結果的に内部電源電圧Vcdのレベ
ルが低くされる。一方、内部@[重圧Vcdのレベルが
低下し、基準電位Vrより低(なると、MO3FETQ
12のコンダクタンスが小さくさる。
That is, when the level of internal power supply voltage Vcd rises and becomes higher than reference potential Vr, the conductance of MO3FETQ12 increases. For this reason, MO3FETQI
And the gate voltage of Q2 becomes small, MO3FETQI
conductance increases. Therefore, MO3F
The gate pressure of ETQ3 increases and its conductance decreases, so that the level of internal power supply voltage Vcd is lowered as a result. On the other hand, the level of internal @[heavy pressure Vcd decreases and becomes lower than the reference potential Vr (when MO3FETQ
12 conductance becomes small.

このため、MO5FETQI及びQ2のゲート電圧が高
くなり、MO3FETQIのコンダクタンスは小さくな
る。したがって、MO3FETQ3のゲート重圧が低く
なり、そのコンダクタンスが大きくなるため、結果的に
内部電源電圧Vcdのレベルが高くなる。これにより、
内部電源電圧Vcdのレベルは、基f$電位Vrすなわ
ち+3.3■に収束され、安定化されるものとなる。
Therefore, the gate voltages of MO5FETQI and Q2 become high, and the conductance of MO3FETQI becomes small. Therefore, the gate pressure of MO3FETQ3 becomes low and its conductance becomes large, so that the level of internal power supply voltage Vcd becomes high as a result. This results in
The level of internal power supply voltage Vcd is converged to the base f$ potential Vr, that is, +3.3cm, and is stabilized.

第2図において、各セル列に対応して設けられる2個の
降圧回路VDは、論理ブロックLBIのWI端を上下に
貫通する電源電圧供給幹線SV及び接地電位供給幹線S
Gの下層に形成される。すなわち、このB1−CMOS
ゲートアレイ集積回路が形成される半導体基板SUBに
は、前述のように、3層のアルミニウム配線WIALL
〜AL3が用!され、X方向の′1jLs’を圧供給幹
線SV及び接地電位供給幹線SGは、アルミニウム配線
層A L3を用いて平行して形成され、Y方向はアルミ
ニウム配線層AL2を用いて平行に形成される。また、
これらの電源電圧供給幹線SV及び接地電位供給幹線S
Gの間には、上記基準電位Vrを伝達するための基準電
位供給線SRが形成される。この実施例において、降圧
回路VDの各回路素子は、第6図に例示されるように、
アルミニウム配線層AL2を用いて形成される電源電圧
供給幹線SV及び接地電位供給幹線SGの直下すなわち
半導体基板SOBの素子形成層SHに形成された拡散層
りやゲート層G等をもって構成される。また、その上の
アルミニウム配線JiiAL1には、例えば第5図に0
印が付された素子間結合配線が形成される。そして、降
圧回路VDによって形成された内部電源電圧Vcdなら
びに接地電位Vssは、アルミニウム配線層ALLによ
って形成された内部電源電圧供給線SCDならびに接地
電位供給線SCGを介して、各セル列を構成する複数の
単位セルCUにそれぞれ供給される。
In FIG. 2, two step-down circuits VD provided corresponding to each cell column are connected to a power supply voltage supply main line SV and a ground potential supply main line S that vertically pass through the WI end of the logic block LBI.
It is formed in the lower layer of G. That is, this B1-CMOS
As mentioned above, the semiconductor substrate SUB on which the gate array integrated circuit is formed has three layers of aluminum wiring WIALL.
~ AL3 is needed! The pressure supply main line SV and the ground potential supply main line SG in the X direction '1jLs' are formed in parallel using an aluminum wiring layer A L3, and in the Y direction are formed in parallel using an aluminum wiring layer AL2. . Also,
These power supply voltage supply main line SV and ground potential supply main line S
A reference potential supply line SR for transmitting the reference potential Vr is formed between the reference potential Vr and the reference potential Vr. In this embodiment, each circuit element of the step-down circuit VD is as illustrated in FIG.
It is constituted by a diffusion layer, a gate layer G, etc., which are formed directly under the power supply voltage supply main line SV and the ground potential supply main line SG, which are formed using the aluminum wiring layer AL2, that is, in the element formation layer SH of the semiconductor substrate SOB. In addition, the aluminum wiring JiiAL1 above it has, for example, 0 as shown in FIG.
Inter-element coupling wiring with marks is formed. The internal power supply voltage Vcd and ground potential Vss formed by the step-down circuit VD are supplied to the plurality of cells forming each cell column via the internal power supply voltage supply line SCD and the ground potential supply line SCG formed by the aluminum wiring layer ALL. are supplied to each unit cell CU.

つまり、この実施例のB1−CMOSゲートアレイ集積
回路では、降圧回路VDの構成が比較的簡素であり、そ
の素子間結合配線が1層のアルミニウム配線層ALLの
みによって実現される。このため、従来のB1−CMO
Sゲートアレイ集積回路等において無効領域とされてき
た電源電圧供給幹線SV及び接地電位供給幹線SGの下
層に、しかもB i −CMOSゲートアレイ集積回路
の有効領域を用いることなく、これを配置することがで
きる。前述のように、各降圧回路VDは、電源電圧供給
幹線SV及び接地電位供給幹線SCの実質的な電力分配
点に対応して設けられ、かつ対応するセル列に近接して
配置される。しかるに、この実施例のB1−CMOSゲ
ートアレイ集積回路では、その集積度を低下させること
なく、比較的出力インピーダンスの大きな降圧回路VD
が各セル列に対応しかつ近接して設けられる。これによ
り、動作電流の変動にともなう電源ノイズが抑制され、
B1−CMOSゲートアレイ集積回路の動作の安定化が
図られる。
That is, in the B1-CMOS gate array integrated circuit of this embodiment, the configuration of the step-down circuit VD is relatively simple, and its inter-element coupling wiring is realized by only one aluminum wiring layer ALL. For this reason, the conventional B1-CMO
To place this in the layer below the power supply voltage supply main line SV and the ground potential supply main line SG, which have been considered ineffective areas in S gate array integrated circuits, etc., without using the effective area of the B i -CMOS gate array integrated circuit. I can do it. As described above, each step-down circuit VD is provided corresponding to a substantial power distribution point of the power supply voltage supply main line SV and the ground potential supply main line SC, and is arranged close to the corresponding cell column. However, in the B1-CMOS gate array integrated circuit of this embodiment, the step-down circuit VD with a relatively large output impedance can be integrated without reducing its degree of integration.
are provided adjacent to and corresponding to each cell column. This suppresses power supply noise caused by fluctuations in operating current.
The operation of the B1-CMOS gate array integrated circuit is stabilized.

次に、論理ブロックLB2は、特に制限されないが、第
3図に示されるように、6個のセル列CG1〜CG6を
含む、各セル列は、特に制限されないが、0MO3から
なる多数の単位セルCUと、これらの単位セルCUの上
下に形成されかつバイポーラトランジスタからなる多数
の単位セルCBUとを含む、単位セルCU及びCBUは
、特に制限されないが、図示されない素子間結合配線を
介して機能的に結合され、Bi−0MO3形態の論理ゲ
ート回路を構成する。
Next, the logic block LB2 includes, although not particularly limited to, six cell columns CG1 to CG6, as shown in FIG. Unit cells CU and CBU including a CU and a large number of unit cells CBU formed above and below these unit cells CU and made of bipolar transistors are functionally connected via inter-element coupling wiring (not shown), although this is not particularly limited. is coupled to constitute a Bi-0MO3 type logic gate circuit.

論理ブロックLB2は、特に制限されないが、さらに、
各セル列に対応して2個ずつ設けられる複数の降圧回路
VDを備える。これらの降圧回路は、特に制限されない
が、上記論理ブロックLBlに含まれる降圧回路VDと
同一の回路構成とされ、電源電圧Vccをもとに内部電
源電圧Vcdを形成する。また、各降圧回路VDは、論
理ブロックLB2の両側を上下に貫通して配置される電
源電圧供給幹線SV及び接地電位供給幹線SGの実質的
な電力分配点に近接して配置され、これらの供給幹線の
下層に形成される。その結果、Bi・CMOSゲートア
レイ集積回路の高集積化及び動作の安定化に関して、上
記論理ブロックLBIと同様な効果を得ることができる
Although the logical block LB2 is not particularly limited, furthermore,
A plurality of step-down circuits VD are provided, two of which correspond to each cell column. Although not particularly limited, these step-down circuits have the same circuit configuration as the step-down circuit VD included in the logic block LBl, and form the internal power supply voltage Vcd based on the power supply voltage Vcc. Further, each step-down circuit VD is arranged close to the actual power distribution point of the power supply voltage supply main line SV and the ground potential supply main line SG, which are arranged vertically penetrating both sides of the logic block LB2, and Formed below the main line. As a result, the same effects as the logic block LBI described above can be obtained in terms of higher integration and stable operation of the Bi-CMOS gate array integrated circuit.

ところで、論理ブロックLB2に設けられるノくイポー
ラ回路形態の単位セルCBUは、特に制限されないが、
その動作電源として、+ 5. OVの電源電圧Vcc
を必要とする。このため、この実施例のB1−CMOS
ゲートアレイ集積回路では、上記降圧回路VDの実質的
な入力ノードすなわち電源電圧供給幹線SVの実質的な
電力分配点と各セル列の電源電圧供給点との間にもう一
つの電源電圧供給uASC■が設けられ、これを介して
電源電圧Vccが各単位セルCBUに供給される。言い
換えるならば、このB1−CMOSゲートアレイ集積回
路は、複数の内部電源電圧を必要とするにもかかわらず
、半導体基板SUB内を引き回しされる電源電圧供給幹
線はL種類だけとされ、さらに各セル列に対する電源電
圧Vccの分岐ノードと降圧回路VDの出力ノードとが
近接して配置されることで、電源電圧間のレベル差が縮
小される。その結果、B1−CMOSゲートアレイ集積
回路の高集積化がさらに推進されるとともに、その動作
がさらに安定化される。
By the way, the unit cell CBU provided in the logic block LB2 in the form of a non-polar circuit is not particularly limited;
As its operating power supply, +5. OV power supply voltage Vcc
Requires. Therefore, the B1-CMOS of this example
In the gate array integrated circuit, another power supply voltage supply uASC is provided between the substantial input node of the step-down circuit VD, that is, the substantial power distribution point of the power supply voltage supply main line SV and the power supply voltage supply point of each cell column. is provided, and a power supply voltage Vcc is supplied to each unit cell CBU via this. In other words, although this B1-CMOS gate array integrated circuit requires a plurality of internal power supply voltages, only L types of power supply voltage supply main lines are routed within the semiconductor substrate SUB, and each cell By arranging the branch node of the power supply voltage Vcc for the column and the output node of the step-down circuit VD close to each other, the level difference between the power supply voltages is reduced. As a result, the integration of the B1-CMOS gate array integrated circuit is further promoted, and its operation is further stabilized.

一方、論理ブロックLB3は、特に制限されないが、第
4図に示されるように、5個のセル列CG1−CG5を
含む。各セル列は、0MO3からなる多数の単位セルC
Uと、これらの単位セルCUの上下に形成されかつバイ
ポーラトランジスタからなる多数の単位セルCBUとを
含む、単位セルCU及びCBUは、図示されない素子間
結合配線を介して機能的に結合され、B i−0MO3
形態の論理ゲート回路を構成する。
On the other hand, the logic block LB3 includes five cell columns CG1 to CG5, as shown in FIG. 4, although this is not particularly limited. Each cell column consists of a large number of unit cells C consisting of 0MO3.
The unit cells CU and CBU, which include a unit cell U and a large number of unit cells CBU formed above and below these unit cells CU and made of bipolar transistors, are functionally coupled via inter-element coupling wiring (not shown). i-0MO3
Construct a logical gate circuit of the form.

この論理プロ7りLB3において、セル列CG1〜CG
5の単位セルCUの下側に形成される単位セルCBUは
、特に制限されないが、例えば+2.5■の内部電源電
圧Vcsを必要とする。このため、論理ブロックLB3
は、さらに、各セル列に対応して2催ずつ設けられ、電
源電圧Vccをもとに内部電源電圧Vcdを形成する複
数の降圧回路VDIと、同様に各セル列に対応して2個
ずつ設けられ電源電圧Vccをもとに上記内部電源電圧
Vcsを形成する複数の降圧回路VD2とを備える。こ
のうち、降圧回路VDIは、特に制限されないが、上記
論理ブロックLBIに含まれる降圧回路VDと同一の回
路構成とされ、降圧回路VD2は、基本的に上記降圧回
路VDを踏襲した回路構成とされる。降圧回路VDI及
びVD2は、論理ブロックLB3の両側を上下に貫通し
て配置される電源電圧供給幹線SV及び接地電位供給幹
線SGの実質的な電力分配点にそれぞれ近接して配置さ
れ、その下層に形成される。そして、降圧回路VD2に
より形成される内部電源電圧Vcsは、内部電源電圧供
給線SCSを介して、対応するセル列を構成する複数の
単位セルCBUに供給される。その結果、論理ブロック
LB3は、Bi・CMOSゲートアレイ集積回路の高集
積化及び動作の安定化に関して、上記論理プロ、りLB
Iと同様な効果を得ることができるとともに、電源電圧
の単一化という点で、上記論理ブロックLB2と同様な
効果を得ることができる。
In this logic program LB3, cell columns CG1 to CG
The unit cell CBU formed below the unit cell CU No. 5 requires an internal power supply voltage Vcs of, for example, +2.5cm, although it is not particularly limited. Therefore, logical block LB3
Furthermore, a plurality of step-down circuits VDI, two of which are provided corresponding to each cell column, form an internal power supply voltage Vcd based on the power supply voltage Vcc, and two step-down circuits VDI, which are similarly provided corresponding to each cell column. A plurality of step-down circuits VD2 are provided to form the internal power supply voltage Vcs based on the power supply voltage Vcc. Among these, the step-down circuit VDI has the same circuit configuration as the step-down circuit VD included in the logic block LBI, although it is not particularly limited, and the step-down circuit VD2 basically has a circuit configuration that follows the step-down circuit VD. Ru. The step-down circuits VDI and VD2 are arranged close to the actual power distribution points of the power supply voltage supply main line SV and the ground potential supply main line SG, which are arranged vertically penetrating both sides of the logic block LB3, and are arranged in the lower layer thereof. It is formed. The internal power supply voltage Vcs formed by the step-down circuit VD2 is supplied to the plurality of unit cells CBU constituting the corresponding cell column via the internal power supply voltage supply line SCS. As a result, the logic block LB3 is suitable for high integration and stable operation of the BiCMOS gate array integrated circuit.
It is possible to obtain the same effect as I, and also to obtain the same effect as the logic block LB2 in terms of unifying the power supply voltage.

以上のように、この実施例のB1−CMOSゲートアレ
イ集積回路は、算術論理演算ユニットALUや乗算回路
MULT及びランダムアクセスメモリRAM等のマクロ
セルに加えて、複数のセル列を含む論理ブロックLBI
〜LB3を備える。
As described above, the B1-CMOS gate array integrated circuit of this embodiment includes a logic block LBI including a plurality of cell columns in addition to macro cells such as an arithmetic logic unit ALU, a multiplication circuit MULT, and a random access memory RAM.
~Equipped with LB3.

これらの論理ブロックを構成するセル列は、その一部が
微細化の進んだ0M03回路により構成され、小さな絶
対値の内部電源電圧Vcdを動作電源とする。また、伯
の一部は、B i −0M03回路により構成され、さ
らに電源電圧Vcc又は内部電源電圧Vcsを必要とす
る。この実施例のB1−CMOSゲートアレイ集積回路
に外部から供給される@源正正は、従来のB1−CMO
Sゲートアレイ集積回路との互換性を維持する上で電源
電圧Vccに単一化され、この電源電圧Vccをもとに
内部電源電圧Vcd及びVcsを形成するための降圧回
路VDあるいはVDI及びVD2が内蔵される。この実
施例において、降圧回路は、電源電圧供給幹線及び接地
電位供給幹線の実質的な電力分配点すなわち各セル列に
対応して複数個設けられ、対応する電力分配点に近接し
かつ電源電圧供給幹線及び接地電位供給幹線が形成され
るアルミニウム配線層AL2の下層に形成される。
A part of the cell columns forming these logic blocks is formed by highly miniaturized 0M03 circuits, and uses an internal power supply voltage Vcd having a small absolute value as an operating power supply. Further, a part of the circuit is constituted by a B i -0M03 circuit, and further requires a power supply voltage Vcc or an internal power supply voltage Vcs. The source voltage supplied externally to the B1-CMOS gate array integrated circuit in this embodiment is the same as that of the conventional B1-CMOS gate array integrated circuit.
In order to maintain compatibility with the S-gate array integrated circuit, the power supply voltage Vcc is unified, and a step-down circuit VD or VDI and VD2 is used to form the internal power supply voltages Vcd and Vcs based on this power supply voltage Vcc. Built-in. In this embodiment, a plurality of step-down circuits are provided corresponding to the actual power distribution points of the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line, that is, corresponding to each cell column, and are close to the corresponding power distribution point and supply the power supply voltage. It is formed below the aluminum wiring layer AL2 in which the main line and the ground potential supply main line are formed.

また、各降圧回路に必要な基準電位Vrは、すべての降
圧回路に共通に設けられた基準電位発注回路VRGによ
り形成され、電源電圧供給幹線及び接地電位供給幹線の
間にシールドされるべく配置された基準電位供給線SR
を介して、各降圧回路に伝達される。これにより、この
実施例のBi・CMOSゲートアレイ集積回路では、そ
の集積度の低下を招くことなく、複数の降圧回路を設け
、これらの降圧回路を電源電圧供給幹線及び接地電位供
給幹線の実質的な電力分配点に近接して配置することが
できる。その結果、B1−CMOSゲートアレイ集積回
路の高集積化を推進しつつ、各内部電源電圧のレベル変
動を抑制し、さらに動作電流の変動にともなう電源ノイ
ズを抑制して、B+−CMOSゲートアレイ集積回路の
動作の安定化を図ることができるものである。
Further, the reference potential Vr necessary for each step-down circuit is formed by a reference potential ordering circuit VRG provided in common to all step-down circuits, and is arranged to be shielded between the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line. Reference potential supply line SR
is transmitted to each step-down circuit via. As a result, in the Bi CMOS gate array integrated circuit of this embodiment, a plurality of step-down circuits are provided without causing a decrease in the degree of integration, and these step-down circuits are connected to the main power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line. can be located close to a power distribution point. As a result, while promoting higher integration of B1-CMOS gate array integrated circuits, it is possible to suppress level fluctuations of each internal power supply voltage, further suppress power supply noise due to fluctuations in operating current, and improve B+-CMOS gate array integrated circuits. This makes it possible to stabilize the operation of the circuit.

以上の本実施例に示されるように、この発明をB1−C
MOSゲートアレイ集積回路等の半導体集積回路装置に
通用することで、次のような作用効果が得られる。すな
わち、 fllB t −CMOSゲートアレイ集積回路等の電
源電圧を単一化して、降圧回路を実質的な電力分配点す
なわち各セル列に対応して複数個設け、それぞれを対応
するセル列に近接しかつ電源電圧供給幹線及び接地電位
供給幹線の下層に形成することで、B1−CMOSゲー
トアレイ集積回路等の集積度を低下させることな(、複
数の降圧回路を設けることができるという効果が得られ
る。
As shown in the above embodiment, this invention can be applied to B1-C
By being applicable to semiconductor integrated circuit devices such as MOS gate array integrated circuits, the following effects can be obtained. That is, the power supply voltage of the fllB t -CMOS gate array integrated circuit, etc. is unified, and a plurality of step-down circuits are provided corresponding to the actual power distribution points, that is, each cell column, and each step-down circuit is provided close to the corresponding cell column. In addition, by forming it in a layer below the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line, it is possible to obtain the effect that multiple step-down circuits can be provided without reducing the degree of integration of the B1-CMOS gate array integrated circuit, etc. .

(2)上記(1)項により、降圧回路により形成される
内部型?Ig電圧のレベル変動を抑制し、動作電流の変
動にともなう電源ノイズを抑制できるという効果が得ら
れる。
(2) According to the above (1), is the internal type formed by the step-down circuit? The effect of suppressing level fluctuations in the Ig voltage and suppressing power supply noise accompanying fluctuations in operating current can be obtained.

(3)上記+11項及び(2)項において、基準電位を
形成する基準1位発生回路を、すべての降圧回路に共通
に設け、基準電位を伝達する基準電位供給線を、?を源
電圧供給幹線及び接地電位供給幹線の間にかつ同一層に
形成することで、降圧回路により形成される内部電源電
圧のレベルを統一化し、かつ安定化できるという効果が
得られる。
(3) In the above items +11 and (2), the reference 1 generation circuit that forms the reference potential is provided in common to all the step-down circuits, and the reference potential supply line that transmits the reference potential is set to ? By forming the voltage between the source voltage supply main line and the ground potential supply main line in the same layer, it is possible to unify and stabilize the level of the internal power supply voltage formed by the step-down circuit.

(41上記(11項〜(31項により、B i −CM
OSゲートアレイ集積回路等の高集積化を推進しつつ、
動作の安定化を図り、その信頼性を高めることができる
という効果が得られる。
(41 Above (paragraphs 11 to 31, B i -CM
While promoting high integration of OS gate array integrated circuits,
This has the effect of stabilizing the operation and increasing its reliability.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、第1図におい
て、B1・CMOSゲートアレイsg1回路に搭載され
るマクロセル及び論理ブロックの数ならびに組み合わせ
は、任意である。また、電源電圧供給バス及び接地電位
供給バスを含む電源電圧供給幹線及び接地電位供給幹線
の配置方法やその方向は、この実施例による制約を受け
ない、基1llF1電位発生回路VRGは、例えば周辺
領域PZの下辺側に、もう1(円設けてもよい、第2図
ないし@4図において、降圧回路VDならびにVDI及
びVD2は、対応するセル列の片側だけに設けてもよい
。また、これらの降圧回路は、電源電圧供給バスSBV
及び接地電位供給バスSBGの下層に配置してもよいし
、必要に応じて算術論理演算ユニフl−A L U及び
ランダムアクセスメモリRAM等のマクロセルに対応し
て設けてもよい。各論理ブロックならびに各セル列の構
成及び配置方法は任意である。第5図において、降圧回
路VDの具体的回路構成は、種々の実施形態が考えられ
るし、素子間結合配線のレイアウト方法も任意である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in FIG. 1, the number and combination of macro cells and logic blocks mounted on the B1 CMOS gate array sg1 circuit are arbitrary. Further, the arrangement method and direction of the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line including the power supply voltage supply bus and the ground potential supply bus are not restricted by this embodiment. Another (circle) may be provided on the lower side of PZ. In FIGS. The step-down circuit is connected to the power supply voltage supply bus SBV
and the ground potential supply bus SBG, or may be provided corresponding to macro cells such as the arithmetic and logic unit unit L-ALU and the random access memory RAM, if necessary. The configuration and arrangement method of each logic block and each cell column is arbitrary. In FIG. 5, various embodiments can be considered for the specific circuit configuration of the step-down circuit VD, and the layout method of the inter-element coupling wiring is also arbitrary.

!46図において、金属配線層は、アルミニウム又はそ
の合金で形成されることを必要条件としない。また、ア
ルミニウム配線層の層数は任意であるし、各アルミニウ
ム配線層の用途も任意である。
! In FIG. 46, the metal wiring layer is not required to be formed of aluminum or its alloy. Further, the number of aluminum wiring layers is arbitrary, and the use of each aluminum wiring layer is also arbitrary.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるBt・CM OSゲ
ートアレイ集積回路に通用した場合について説明したが
、それに限定されるものではなく、例えば、標準セルの
みを搭載するB1−CMOSゲートアレイ9積回路やB
 i −CMO3複合回路を基本構成とする専用の論理
集積回路装置等にも通用できる。本発明は、少なくとも
内部電源電圧を形成するための電圧変換回路を内蔵する
半導体集積回路装置に広く通用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to Bt-CMOS gate array integrated circuits, which is the background field of application, but the invention is not limited thereto. B1-CMOS gate array 9 product circuit equipped with only cells and B
It can also be applied to a dedicated logic integrated circuit device etc. whose basic configuration is an i-CMO3 composite circuit. The present invention can be widely applied to semiconductor integrated circuit devices that include a built-in voltage conversion circuit for forming at least an internal power supply voltage.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。すなわち、B1−CMOSゲートアレイ集積回路等
の電源電圧を単一化して、降圧回路を実質的な電力分配
点つまりセル列に対応して複数個設け、対応するセル列
に近接しかつ電源電圧供給幹線及び接地電位供給幹線の
下層に形成する。また、基準電位を形成する基準電位発
生回路を、すべての降圧回路に共通に設け、基準電位を
伝達する基準電位供給線を、電源電圧供給幹線及び接地
電位供給幹線の間に形成する。これにより、隻積度の低
下を招くことなく、B1−CMOSゲートアレイ集積回
路等に複数の降圧回路を設け、これによって形成される
内部電源電圧のレベルを統一化しかつ安定化できる。そ
の結果、B 1−CMOSゲートアレイ埜積回路等の高
集積化を推進しつつ、動作の安定化を図り、その信頼性
を高めることができる。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. That is, the power supply voltage of the B1-CMOS gate array integrated circuit, etc. is unified, and a plurality of step-down circuits are provided corresponding to the actual power distribution points, that is, cell rows, and the power supply voltage is supplied close to the corresponding cell row. Formed below the main line and ground potential supply main line. Further, a reference potential generation circuit for generating a reference potential is provided in common to all the step-down circuits, and a reference potential supply line for transmitting the reference potential is formed between a power supply voltage supply main line and a ground potential supply main line. As a result, a plurality of step-down circuits can be provided in a B1-CMOS gate array integrated circuit, etc., and the level of the internal power supply voltage formed thereby can be unified and stabilized, without causing a decrease in packaging efficiency. As a result, it is possible to promote high integration of B1-CMOS gate array integrated circuits and the like, stabilize the operation, and improve the reliability thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明が通用されたl31−CMOSゲー
トアレイ集積回路の一実施例を示す基板配置図、 第2図は、第1図の13i−cMOsゲートアレイ業楢
回路に含まれる第1の論理ブロックの一実施例を示す配
置図、 第3図は、第1図のB1−CMOSゲートアレイ集積回
路に含まれる′iS2の論理ブロックの一実施例を示す
配置図、 第4図は、第1図のB1−CMOSゲートアレイ集積回
路に含まれる第3の論理ブロックの一実施例を示す配置
図、 第5区は、第2図ないし第4図の論理ブロックに含まれ
る降圧回路の一実施例を示す回路図、第6医は、第5区
の降圧回路の一実施例を示す断面図である。 5LJB・・・半導体基板、1z・・・基板内部領域、
pz・・・基板周辺領域、VCC・・・電源電圧供給用
パッド、GND・・・接地電位供給用パッド、PAD・
・・その他のバンド、SBV・・・電源電圧イ1(給バ
ス、SBG・・・接地電位供給バス、SV・・・電源電
圧供給幹線、SG・・・接地電位供給幹線、SR・・・
基準電位供給線、101,102・・・入出力バンファ
、VRG・・・基準電位発生回路、A L L+・・・
算術論理演算ユニント、MULT・・・乗算回路、RE
G・・・Lノジスタファイル、ROM・・・リードオン
リーメモリ、RAMI〜RAM3・・・ランダムアクセ
スメモリ、LBI〜LB3・・・論理フロック。 VD・・・ド芦圧回路、C,C,I−CGIO・・・セ
ル列、C[、J・・・(”、 M OSφ位セル、CB
U・・・バイポーラ単位セル、S CV・・・電源電圧
供給線、SCD、SC3・・・内部電源電圧供給線、S
CG・・・接地電位供給線。 Q1〜Q3・・・PチャンネルMOS F ET。 Qll−Q13・・・NチャンネルMO3FET。 CI ・・・キャパシタ。
FIG. 1 is a board layout diagram showing an embodiment of a 131-CMOS gate array integrated circuit to which the present invention is applied. FIG. FIG. 3 is a layout diagram showing an embodiment of the logic block of 'iS2 included in the B1-CMOS gate array integrated circuit of FIG. 1; FIG. B1-A layout diagram showing an embodiment of the third logic block included in the CMOS gate array integrated circuit in FIG. 1; A circuit diagram showing an embodiment, the sixth circuit is a sectional view showing an embodiment of a step-down circuit in the fifth section. 5LJB...Semiconductor substrate, 1z...Substrate internal area,
pz...substrate peripheral area, VCC...pad for supplying power voltage, GND...pad for supplying ground potential, PAD...
...Other bands, SBV...Power supply voltage I1 (supply bus, SBG...Ground potential supply bus, SV...Power supply voltage supply main line, SG...Ground potential supply main line, SR...
Reference potential supply line, 101, 102...input/output bumper, VRG...reference potential generation circuit, A L L+...
Arithmetic logic unit, MULT...Multiplication circuit, RE
G...L nozzle file, ROM...read only memory, RAMI~RAM3...random access memory, LBI~LB3...logic block. VD...Door pressure circuit, C, C, I-CGIO...Cell column, C[, J...('', MOSφ cell, CB
U... Bipolar unit cell, S CV... Power supply voltage supply line, SCD, SC3... Internal power supply voltage supply line, S
CG...Ground potential supply line. Q1~Q3...P channel MOS FET. Qll-Q13...N-channel MO3FET. CI...Capacitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板の内部領域に分散して配置される複数の
電圧変換回路を具備することを特徴とする半導体集積回
路装置。 2、上記電圧変換回路は、所定の電源電圧をもとにその
絶対値が上記電源電圧より小さな内部電源電圧を形成す
るための降圧回路であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、上記半導体集積回路装置は、上記電源電圧を伝達す
るための電源電圧供給幹線及び接地電位供給幹線を備え
るものであって、上記降圧回路は、上記電源電圧供給幹
線及び接地電位供給幹線の実質的な電力分配点に対応し
て設けられることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の半導体集積回路装置。 4、上記半導体集積回路装置が形成される半導体基板は
、複数層の金属配線層を備え、上記降圧回路は、上記電
源電圧供給幹線及び接地電位供給幹線の下層に形成され
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項又は
第3項記載の半導体集積回路装置。 5、上記内部電源電圧は、所定の基準電位に従ってその
電位が設定されるものであって、上記基準電位を形成す
る基準電位発生回路は、複数の上記降圧回路に共通に設
けられることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
項、第3項又は第4項記載の半導体集積回路装置。 6、上記電源供給幹線及び接地電位供給幹線は、同一層
の金属配線層に平行して形成されるものであって、上記
基準電位を伝達する基準電位供給線は、上記電源電圧供
給幹線及び接地電位供給幹線の間に形成されることを特
徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4
項又は第5項記載の半導体集積回路装置。 7、上記内部回路は、さらに上記電源電圧を受けるもの
であって、上記内部回路に上記電源電圧を伝達するため
の電源電圧供給線は、対応する上記降圧回路の実質的な
入力ノードから分岐されることを特徴とする特許請求の
範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項又は第6
項記載の半導体集積回路装置。 8、上記内部回路は、さらにその電位が上記内部電源電
圧とは異なる他の内部電源電圧を受けるものであって、
上記電源電圧をもとに上記他の内部電源電圧を形成する
他の電圧発生回路は、対応する上記内部回路に近接しか
つ上記電源供給幹線及び接地電位供給幹線の下層に形成
されることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
、第3項、第4項、第5項又は第6項記載の半導体集積
回路装置。 9、上記半導体集積回路装置は、複数のセル列を含む論
理ブロックを備えたバイポーラ・CMOSゲートアレイ
集積回路であって、上記電力分配点は、上記セル列に対
応して設けられることを特徴とする特許請求の範囲第1
項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項
又は第8項記載の半導体集積回路装置。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of voltage conversion circuits distributed in an internal region of a semiconductor substrate. 2. The voltage conversion circuit is a step-down circuit for forming, based on a predetermined power supply voltage, an internal power supply voltage whose absolute value is smaller than the power supply voltage. semiconductor integrated circuit devices. 3. The semiconductor integrated circuit device includes a power supply voltage supply trunk line and a ground potential supply trunk line for transmitting the power supply voltage, and the step-down circuit is configured to substantially connect the power supply voltage supply trunk line and the ground potential supply trunk line. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is provided corresponding to a power distribution point. 4. The semiconductor substrate on which the semiconductor integrated circuit device is formed includes a plurality of metal wiring layers, and the step-down circuit is formed in a layer below the power supply voltage supply main line and the ground potential supply main line. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1, 2, or 3. 5. The potential of the internal power supply voltage is set according to a predetermined reference potential, and the reference potential generation circuit for forming the reference potential is provided in common to a plurality of the step-down circuits. Claims 1 and 2
4. A semiconductor integrated circuit device according to item 3, item 4, or item 4. 6. The power supply main line and the ground potential supply main line are formed in parallel to the metal wiring layer of the same layer, and the reference potential supply line that transmits the reference potential is connected to the power supply voltage supply main line and the ground potential supply line. Claims 1, 2, 3, and 4 are formed between potential supply main lines.
5. The semiconductor integrated circuit device according to item 5. 7. The internal circuit further receives the power supply voltage, and a power supply voltage supply line for transmitting the power supply voltage to the internal circuit is branched from a substantial input node of the corresponding step-down circuit. Claims 1, 2, 3, 4, 5, or 6 are characterized in that:
The semiconductor integrated circuit device described in . 8. The internal circuit further receives another internal power supply voltage whose potential is different from the internal power supply voltage,
Another voltage generation circuit that generates the other internal power supply voltage based on the power supply voltage is formed in the vicinity of the corresponding internal circuit and below the power supply main line and the ground potential supply main line. A semiconductor integrated circuit device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6. 9. The semiconductor integrated circuit device is a bipolar CMOS gate array integrated circuit including a logic block including a plurality of cell columns, and the power distribution point is provided corresponding to the cell column. Claim 1
A semiconductor integrated circuit device according to item 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012099735A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Elpida Memory Inc Semiconductor device

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