JPH03218669A - ゲートアレイ半導体集積回路装置 - Google Patents
ゲートアレイ半導体集積回路装置Info
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- JPH03218669A JPH03218669A JP2306490A JP30649090A JPH03218669A JP H03218669 A JPH03218669 A JP H03218669A JP 2306490 A JP2306490 A JP 2306490A JP 30649090 A JP30649090 A JP 30649090A JP H03218669 A JPH03218669 A JP H03218669A
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装置
に関する。
に関する。
複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装置において
は、半導体チップの外周部にボンディングパッドと入出
力バッファ群が配置され、内側に内部ゲート群およびメ
モリなどのある一定の機能を何するように所定の内部配
線がなされているブロック(以下マクロという)が配置
されている。
は、半導体チップの外周部にボンディングパッドと入出
力バッファ群が配置され、内側に内部ゲート群およびメ
モリなどのある一定の機能を何するように所定の内部配
線がなされているブロック(以下マクロという)が配置
されている。
このマクロは入出力バッファ群寄りに配置されるのが普
通であるが、マクロと入出力バッファ群の間に入出力バ
ッファと内部ゲートの接続を行なう配線領域が存在して
いる。又、複数のマクロが隣接して設けられている場合
には、マクロとマクロの間にも配線領域が存在している
。
通であるが、マクロと入出力バッファ群の間に入出力バ
ッファと内部ゲートの接続を行なう配線領域が存在して
いる。又、複数のマクロが隣接して設けられている場合
には、マクロとマクロの間にも配線領域が存在している
。
ところでゲートアレイ技術においては、拡散工程までを
終了したマスタウェーハをあらかじめ用意しておき、種
々の機能は配線工程でカスタム化することにより実現さ
れる。そうして、配線パターンの設計にはCAD技術が
駆使される。
終了したマスタウェーハをあらかじめ用意しておき、種
々の機能は配線工程でカスタム化することにより実現さ
れる。そうして、配線パターンの設計にはCAD技術が
駆使される。
複数の内部ゲートを組合せて実現されるフリップフロッ
プなどのファングションブロック(以下FBと記す)に
つき入力端子および出力端子が定義される。所望の機能
は各FBの接続情報で記述される。FBは接続情報に基
づいて自動配置され、それらの入力端子および出力端子
は自動配線される。
プなどのファングションブロック(以下FBと記す)に
つき入力端子および出力端子が定義される。所望の機能
は各FBの接続情報で記述される。FBは接続情報に基
づいて自動配置され、それらの入力端子および出力端子
は自動配線される。
入出力バッファはレベルシフトや外部負荷駆動という内
部の論理回路とは異なる機能を有し、内部ゲート群とは
異なる構成をとる。従って、CAD上自動配線範囲から
一応除外される。内部ゲート群との境界に仮想外部端子
を定義して内部ゲートと入出力バッファとの間の接続が
行なわれる。
部の論理回路とは異なる機能を有し、内部ゲート群とは
異なる構成をとる。従って、CAD上自動配線範囲から
一応除外される。内部ゲート群との境界に仮想外部端子
を定義して内部ゲートと入出力バッファとの間の接続が
行なわれる。
又、マクロはその機能を内部ゲートにより実現すると占
有面積が増大し、性能も劣ったものになる。そこで、あ
らかじめ高密度に設計され一部の専用領域に配置される
。一般にマクロの入力端子および出力端子はマクロの周
辺に定義され、CADで自動配線される。
有面積が増大し、性能も劣ったものになる。そこで、あ
らかじめ高密度に設計され一部の専用領域に配置される
。一般にマクロの入力端子および出力端子はマクロの周
辺に定義され、CADで自動配線される。
上述した従来の複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回
路装置は、入出力バッファ群の配置された領域の内周部
に、入出力バッファと内部ゲートとの接続を行なう自動
配線領域を有している。この自動配線領域は小さすぎる
とCADにおいて配線不能部が生じる原因となり、半導
体集積回路の開発期間が長くなり、大きくしすぎると内
部ゲート数が小さくなる。また一般にマクロは高密度に
設計されるので、配線ルールを含めて内部ゲート群とは
異なる設計基準が用いられる場合が多い。
路装置は、入出力バッファ群の配置された領域の内周部
に、入出力バッファと内部ゲートとの接続を行なう自動
配線領域を有している。この自動配線領域は小さすぎる
とCADにおいて配線不能部が生じる原因となり、半導
体集積回路の開発期間が長くなり、大きくしすぎると内
部ゲート数が小さくなる。また一般にマクロは高密度に
設計されるので、配線ルールを含めて内部ゲート群とは
異なる設計基準が用いられる場合が多い。
そのため、マクロを分割して確保した自動配線領域又は
マクロとマクロとの間の自動配線領域を用意する必要も
生じる。
マクロとマクロとの間の自動配線領域を用意する必要も
生じる。
なお、雑誌「電子材料J 1986年7月号の86頁か
ら91頁には、マクロとしてランダム●アクセス●メモ
リを内蔵した複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路
装置が紹介されている。そこでは、第3層アルミニウム
配線をメモリ部の上を通過させて入出力バッファと内部
ゲートとを接続している。しかし、入出力バッファ群と
マクロとの間、マクロと内部ゲート群との間にそれぞれ
かなりのスペースが設けられているので、FBおよびマ
クロの周辺にそれぞれ入力端子および出力端子を定義し
て自動配線を行なっていることには変りないものと考え
られる。
ら91頁には、マクロとしてランダム●アクセス●メモ
リを内蔵した複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路
装置が紹介されている。そこでは、第3層アルミニウム
配線をメモリ部の上を通過させて入出力バッファと内部
ゲートとを接続している。しかし、入出力バッファ群と
マクロとの間、マクロと内部ゲート群との間にそれぞれ
かなりのスペースが設けられているので、FBおよびマ
クロの周辺にそれぞれ入力端子および出力端子を定義し
て自動配線を行なっていることには変りないものと考え
られる。
本発明の目的は有効面積率の改善された複合型ゲートア
レイ方式の半導体集積回路装置を提供することにある。
レイ方式の半導体集積回路装置を提供することにある。
本発明の他の目的は配線率ないしは有効使用ゲート数の
改善された複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装
置を提供することにある。
改善された複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装
置を提供することにある。
本発明の複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装置
においては、半導体チップの外周部に入出力バッファ群
が配置され、その内側にマクロと内部ゲート群とが配置
されている。そうしてマクロは内部ゲート群の周辺に配
置される。又、内部ゲート群と入出力バッファとの接続
点の一部はマクロと内部ゲート群との境界に置かれる。
においては、半導体チップの外周部に入出力バッファ群
が配置され、その内側にマクロと内部ゲート群とが配置
されている。そうしてマクロは内部ゲート群の周辺に配
置される。又、内部ゲート群と入出力バッファとの接続
点の一部はマクロと内部ゲート群との境界に置かれる。
こうして、内部ゲート群のみをCADによる自動配線領
域にすることができる。入出力バッファ群およびマクロ
は自動配線領域から除外され、入出力バッファ群と内部
ゲート群との接続配線領域は不要となり半導体チップの
有効面積率が改善される。又、自動配線は複合型でない
(すなわち、マクロを有さない)慣用のゲートアレイと
同様のCAD手法で行なうことができるので、配線率の
改善された論理回路を実現できる。
域にすることができる。入出力バッファ群およびマクロ
は自動配線領域から除外され、入出力バッファ群と内部
ゲート群との接続配線領域は不要となり半導体チップの
有効面積率が改善される。又、自動配線は複合型でない
(すなわち、マクロを有さない)慣用のゲートアレイと
同様のCAD手法で行なうことができるので、配線率の
改善された論理回路を実現できる。
又、本発明の他の態様においては、マクロはCMOS
SRAMとテスト回路とを有している。
SRAMとテスト回路とを有している。
又、内部ゲート群と入出力バッファ群とを結ぶ信号線の
一部が前述のマクロの上方を越えて設けられている。従
って、有効面積率は一層改善される。
一部が前述のマクロの上方を越えて設けられている。従
って、有効面積率は一層改善される。
図1を参照して本発明の一実施例について説明する。
四つの辺LA,IB,IC.IDをもつ正方形又は長方
形の板状の半導体チップ1の表面の外周部に複数のボン
ディングパッド4が配置されている。チップ1の辺IA
に沿って配置されたボンディングパッド4の内側に入出
力バッファ群3Aが配置され、同様に、チップ1の辺I
B,IC.IDにそれぞれ沿って配置されたボンディン
グパッド4の内側にそれぞれ入出力バッファ群3B,3
Cおよび3Dが配置されている。入出力バッファ群3A
.3B,3Cおよび3Dで囲まれたチップ1の内部領域
にマクロ5およひ内部ゲート群2が配置されている。マ
クロ5は細長い長方形の区域に形成され、マクロの長辺
の一方5Aは入出力バッファ群3Aに隣接し、他方5C
は内部ゲート群に隣接する。マクロの短辺5Bおよび5
Dは人出カバッファ群3Bおよび3Dにそれぞれ隣接配
置する。マクロと入出力バッファ群3A.3Bおよび3
Dとの間に自動配線領域およびマクロを接続する自動配
線領域はともに存在しない。入出力バッファ群3Aと内
部ゲート群2との接続はマクロ5と内部ゲート群の境界
部5Cに内部ゲート群2の仮想外部端子を定義して最上
層配線(例えば第3層アルミニウム配線)により行なわ
れる。人出カバッファ群3Cのすべての入出力バッファ
および入出力バッファ群3Bおよび3Cのうちマクロ5
の短辺5Bおよび5Cと接していない入出力バッファと
内部ゲート群2との接続はそれらの境界部7G,7B,
7Dに仮想外部端子を定義して行なわれる。またマクロ
5の入出力端子は内部ゲート群2の側すなわち長辺5C
の側に集められ、これらの入出力端子と内部ゲート群2
の入出力端子とが接続される。
形の板状の半導体チップ1の表面の外周部に複数のボン
ディングパッド4が配置されている。チップ1の辺IA
に沿って配置されたボンディングパッド4の内側に入出
力バッファ群3Aが配置され、同様に、チップ1の辺I
B,IC.IDにそれぞれ沿って配置されたボンディン
グパッド4の内側にそれぞれ入出力バッファ群3B,3
Cおよび3Dが配置されている。入出力バッファ群3A
.3B,3Cおよび3Dで囲まれたチップ1の内部領域
にマクロ5およひ内部ゲート群2が配置されている。マ
クロ5は細長い長方形の区域に形成され、マクロの長辺
の一方5Aは入出力バッファ群3Aに隣接し、他方5C
は内部ゲート群に隣接する。マクロの短辺5Bおよび5
Dは人出カバッファ群3Bおよび3Dにそれぞれ隣接配
置する。マクロと入出力バッファ群3A.3Bおよび3
Dとの間に自動配線領域およびマクロを接続する自動配
線領域はともに存在しない。入出力バッファ群3Aと内
部ゲート群2との接続はマクロ5と内部ゲート群の境界
部5Cに内部ゲート群2の仮想外部端子を定義して最上
層配線(例えば第3層アルミニウム配線)により行なわ
れる。人出カバッファ群3Cのすべての入出力バッファ
および入出力バッファ群3Bおよび3Cのうちマクロ5
の短辺5Bおよび5Cと接していない入出力バッファと
内部ゲート群2との接続はそれらの境界部7G,7B,
7Dに仮想外部端子を定義して行なわれる。またマクロ
5の入出力端子は内部ゲート群2の側すなわち長辺5C
の側に集められ、これらの入出力端子と内部ゲート群2
の入出力端子とが接続される。
従来の複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装置で
は、入出力バッファ領域以外の領域をCADの自動配線
領域としていたのに対し、本発明では内部ゲート群2の
みを自動配線領域にするのである。すなわち、従来はマ
クロ周辺の自動配線領域が比較的大きな面積を必要とし
ていたのに対して本発明ではこの自動配線領域を削減す
ることにより、半導体チップ1の脊効面積率の向上が可
能となる。又、自動配線は長方形領域の内部ゲート群2
にのみ適用されるので複合型でない慣用のゲートアレイ
と同様のCAD手法を使用することができる。従って成
熟したCAD技術の使用により、配線等の向上ないしは
有効使用ゲート数の向上がもたらされる。
は、入出力バッファ領域以外の領域をCADの自動配線
領域としていたのに対し、本発明では内部ゲート群2の
みを自動配線領域にするのである。すなわち、従来はマ
クロ周辺の自動配線領域が比較的大きな面積を必要とし
ていたのに対して本発明ではこの自動配線領域を削減す
ることにより、半導体チップ1の脊効面積率の向上が可
能となる。又、自動配線は長方形領域の内部ゲート群2
にのみ適用されるので複合型でない慣用のゲートアレイ
と同様のCAD手法を使用することができる。従って成
熟したCAD技術の使用により、配線等の向上ないしは
有効使用ゲート数の向上がもたらされる。
図2ないし図5を参照して上述の実施例の具体例につい
て説明する。
て説明する。
図2を参照すると、上述の実施例によって具体化される
システムはメモリ51,入力選択回路52,出力選択回
路53および論理回路20を含んでいる。
システムはメモリ51,入力選択回路52,出力選択回
路53および論理回路20を含んでいる。
メモリ51はCMOS SRAMであり、図3に示すメ
モリセルアレイ及び図示しない周辺回路を含んでいる。
モリセルアレイ及び図示しない周辺回路を含んでいる。
入力選択回路52は、論理回路20の出力信号又は端子
DTinに加えられるテスト用入力信号のいずれか一方
を選択してアドレス入力信号又は入力データ信号として
メモリ51に伝達する。出力選択回路53は、メモリ5
1の出力データ信号を、論理回路20又は端子DTou
tのいずれか一方へ伝達する。端子TMはバッファ増幅
器Aを介して入力選択回路52および出力選択回路53
へそれぞれ接続されている。端子TMの電位として与え
られるテストモード設定信号によって前述の切替が行な
われる。
DTinに加えられるテスト用入力信号のいずれか一方
を選択してアドレス入力信号又は入力データ信号として
メモリ51に伝達する。出力選択回路53は、メモリ5
1の出力データ信号を、論理回路20又は端子DTou
tのいずれか一方へ伝達する。端子TMはバッファ増幅
器Aを介して入力選択回路52および出力選択回路53
へそれぞれ接続されている。端子TMの電位として与え
られるテストモード設定信号によって前述の切替が行な
われる。
メモリ51,入力選択回路52および出力選択回路53
とは、図1のマクロ5を構成している。
とは、図1のマクロ5を構成している。
メモリ51は入出力バッファ群3Aに隣接したマクロ5
の長辺5Aに沿って配置される。論理回路20は図1の
内部ゲート群2から形成され、人出カバッファ3Cに隣
接して配置されている。入力選択回路52および出力選
択回路53は、マクロの内部でメモリ51と他の長辺5
Cとに挟まれて配置されている。端子Dinおよび端子
Doutの一部と論理回路20とを結ぶ配線は、入力選
択回路52又は出力選択回路53とメモリ51の上方(
すなわちマクロ5の上方)を通って設けられている。
の長辺5Aに沿って配置される。論理回路20は図1の
内部ゲート群2から形成され、人出カバッファ3Cに隣
接して配置されている。入力選択回路52および出力選
択回路53は、マクロの内部でメモリ51と他の長辺5
Cとに挟まれて配置されている。端子Dinおよび端子
Doutの一部と論理回路20とを結ぶ配線は、入力選
択回路52又は出力選択回路53とメモリ51の上方(
すなわちマクロ5の上方)を通って設けられている。
マクロ5の入力端子(テスト用の端子DT i nとの
接続端子は含まない。)は長辺5Cのうち入力選択回路
52に接する部分に集められ論理回路20の入出力端子
と接続される。又、マクロ5の出力端子(テスト用の端
子DTou tとの接続端子は含まない。)はマクロの
長辺5Cのうち出力選択回路53に接する部分に集めら
れ論理回路20の仮想端子と接続される。
接続端子は含まない。)は長辺5Cのうち入力選択回路
52に接する部分に集められ論理回路20の入出力端子
と接続される。又、マクロ5の出力端子(テスト用の端
子DTou tとの接続端子は含まない。)はマクロの
長辺5Cのうち出力選択回路53に接する部分に集めら
れ論理回路20の仮想端子と接続される。
メモリ51は図3に示すメモリセルアレイを含んでいる
。このメモリセルアレイにおいて、ワード線Wi (
i=L 2t ・・・ m)とディジット線対Dj,
D丁(j=1,2,・・・+n)の交差位置にはメモリ
セルMijが接続されている。
。このメモリセルアレイにおいて、ワード線Wi (
i=L 2t ・・・ m)とディジット線対Dj,
D丁(j=1,2,・・・+n)の交差位置にはメモリ
セルMijが接続されている。
図4を参照すると、メモリセルMijは、pMOSトラ
ンジスタMPIおよびnMOs }ランジスタMN3か
らなるCMOSインバータを含み、同様にpMOSトラ
ンジスタMP2およびnMoSトランジスタMN4から
なるCMOSインバータを含んでいる。これら2つのC
MOSインバータの入力端子および出力端子はそれぞれ
他方の出力端子および入力端子に接続されてフリップフ
ロップ回路の入力端子41および42を構成している。
ンジスタMPIおよびnMOs }ランジスタMN3か
らなるCMOSインバータを含み、同様にpMOSトラ
ンジスタMP2およびnMoSトランジスタMN4から
なるCMOSインバータを含んでいる。これら2つのC
MOSインバータの入力端子および出力端子はそれぞれ
他方の出力端子および入力端子に接続されてフリップフ
ロップ回路の入力端子41および42を構成している。
nMOsトランジスタMHIはディジット線Djとこの
フリップフロップ回路の一方の入出力端子との間に挿入
された伝達トランジスタである。nMOs}ランジスタ
MN2はディジット線Djとこのフリップフロツプ回路
の他方の入出力端子41との間に挿入された伝達トラン
ジスタである。これらの2つの伝達トランジスタのゲー
ト電極はワード線Niに接続されている。なおVDDお
よびVSSはそれぞれCMOSインバータの電源端子お
よび接地端子である。
フリップフロップ回路の一方の入出力端子との間に挿入
された伝達トランジスタである。nMOs}ランジスタ
MN2はディジット線Djとこのフリップフロツプ回路
の他方の入出力端子41との間に挿入された伝達トラン
ジスタである。これらの2つの伝達トランジスタのゲー
ト電極はワード線Niに接続されている。なおVDDお
よびVSSはそれぞれCMOSインバータの電源端子お
よび接地端子である。
次にこのメモリセルの動作について説明する。
ワード線Wiが高レベル,ディジット線Djが高レベル
,ディジット線Djが低レベルのとき、伝達トランジス
タMHI,MN2がオンとなり、1)MOS}ランジス
タMP1およびnMOs}ランジスタMN3のゲート電
極は低レベル,pMoSトランジスタMP2およびnM
Os}ランジスタMN4のゲート電極は高レベルとなる
。nMOSトランジスタMN4はオンとなり、pMOS
トランジスタMP2はオフとなる。逆にnMOSl−ラ
ンジスタMN3はオフとなり、pMOSトランジスタM
PIはオンとなる。したがって一方の入出力端子41は
VSSレベルとなり、他方の入出力端子42はVDDレ
ベルとなる。ワード線Wiが低レベルとなり、nMOS
トランジスタMN1,MN2がオフとなっても、この状
態は保持される。
,ディジット線Djが低レベルのとき、伝達トランジス
タMHI,MN2がオンとなり、1)MOS}ランジス
タMP1およびnMOs}ランジスタMN3のゲート電
極は低レベル,pMoSトランジスタMP2およびnM
Os}ランジスタMN4のゲート電極は高レベルとなる
。nMOSトランジスタMN4はオンとなり、pMOS
トランジスタMP2はオフとなる。逆にnMOSl−ラ
ンジスタMN3はオフとなり、pMOSトランジスタM
PIはオンとなる。したがって一方の入出力端子41は
VSSレベルとなり、他方の入出力端子42はVDDレ
ベルとなる。ワード線Wiが低レベルとなり、nMOS
トランジスタMN1,MN2がオフとなっても、この状
態は保持される。
このメモリセルから情報を読み出す場合、ディジット線
Dj,D丁はあらかじめ所定の電位に充電(プリチャー
ジ)される。ワード線Wiが高レベルになり、nMOs
}ランジスタMNI,MN2がオンとなり、メモリセル
とディジット線が接続される。nMOs}ランジスタM
N3.MN4のうちのいずれか一方、例えばMN4がオ
ン状態であれば、ディジット線■『の電位は低下するが
ディジット線Djの電位は変化しない。
Dj,D丁はあらかじめ所定の電位に充電(プリチャー
ジ)される。ワード線Wiが高レベルになり、nMOs
}ランジスタMNI,MN2がオンとなり、メモリセル
とディジット線が接続される。nMOs}ランジスタM
N3.MN4のうちのいずれか一方、例えばMN4がオ
ン状態であれば、ディジット線■『の電位は低下するが
ディジット線Djの電位は変化しない。
図5にこのようなメモリセルを半導体チップに形成した
ときのデバイスレイアウトおよび配線パターンを示す。
ときのデバイスレイアウトおよび配線パターンを示す。
図5において点Pi,P2,P3,P4の間を結ぶ直線
を4辺とする長方形領域に1つのメモリセルが設けられ
ている。
を4辺とする長方形領域に1つのメモリセルが設けられ
ている。
素子領域17−1.17−2.17−3.17−4は、
単結晶シリコン基板の表面部に選択的に形成されたフィ
ールド絶縁膜で区画されている。
単結晶シリコン基板の表面部に選択的に形成されたフィ
ールド絶縁膜で区画されている。
これらの素子領域の単結晶シリコン基板表面には厚さ1
50人のゲート酸化膜が設けられている。
50人のゲート酸化膜が設けられている。
素子領域17−1.17−2は中心線Y−Yと平行なス
トライプ領域と垂直なストライプ領域とを有している。
トライプ領域と垂直なストライプ領域とを有している。
又、素子領域17−1と17−2とは中心線Y−Yに対
し線対称をなして配置されている。又、素子領域17−
1と17−2とは、図示しないPウェルに設けられてい
る。
し線対称をなして配置されている。又、素子領域17−
1と17−2とは、図示しないPウェルに設けられてい
る。
素子領域17−3.17−4は中心線Y−Yと垂直なス
トライプ領域であり、図示しないNウェルに設けられて
いる。
トライプ領域であり、図示しないNウェルに設けられて
いる。
ワード線Wiは素子領域17−1.17−2の中心線Y
−Yと平行なストライプ領域上を横断して中心線Y−Y
に直交する方向に伸びるように設けられた厚さ0.8μ
m,幅0.8μmの多結晶シリコン膜であってnMOs
}ランジスタMN1,MN2のゲート電極でもある。
−Yと平行なストライプ領域上を横断して中心線Y−Y
に直交する方向に伸びるように設けられた厚さ0.8μ
m,幅0.8μmの多結晶シリコン膜であってnMOs
}ランジスタMN1,MN2のゲート電極でもある。
多結晶シリコン膜9−1は厚さ0.8μm,幅0.8μ
mを有し、素子領域17−1のうち中心線Y−Yと垂直
な下方のストライプ領域および素子領域17−3上を横
断して設けられた幹部と、その幹部から直角方向に延び
た枝部とを有している。多結晶シリコン膜9−1の幹部
はnMOsトランジスタMN3のゲート電極およびpM
Os}ランジスタMNIのゲート電極となり、枝部は入
出力端子41となる。同様に多結晶シリコン膜9−2は
素子領域17−2のうち中心線Y−Yと垂直な下方のス
トライプ領域および素子領域17−4上を横断して設け
られた幹部と、その幹部から直角方向に延びた枝部を有
している。多結晶シリコン膜9−2の幹部はnMOSト
ランジスタMN4のゲート電極およびI)MOS}ラン
ジスタMP2のゲート電極であり、枝部は入出力端子4
2である。
mを有し、素子領域17−1のうち中心線Y−Yと垂直
な下方のストライプ領域および素子領域17−3上を横
断して設けられた幹部と、その幹部から直角方向に延び
た枝部とを有している。多結晶シリコン膜9−1の幹部
はnMOsトランジスタMN3のゲート電極およびpM
Os}ランジスタMNIのゲート電極となり、枝部は入
出力端子41となる。同様に多結晶シリコン膜9−2は
素子領域17−2のうち中心線Y−Yと垂直な下方のス
トライプ領域および素子領域17−4上を横断して設け
られた幹部と、その幹部から直角方向に延びた枝部を有
している。多結晶シリコン膜9−2の幹部はnMOSト
ランジスタMN4のゲート電極およびI)MOS}ラン
ジスタMP2のゲート電極であり、枝部は入出力端子4
2である。
素子領域17−1.17−2のうちワード線Wi,多結
晶シリコン膜9−1.9−2で覆われていない部分には
N+拡散層11−1.11−2.11−3.11−4.
11−5.11−6が設けられている。nMOs}ラン
ジスタMNIはソース●ドレイン領域としてN1拡散層
11−5.11−3を有している。nMOs}ランジス
タMN2はソース●ドレイン領域としてN+拡散層11
−6.11−4を有している。nM−OS}ランジスタ
MN3はソース領域としてN1拡散層11−1を、ドレ
イン領域としてN+拡散層11一3を有している。nM
Os}ランジスタMN4はソース領域としてN+拡散層
11−2を、ドレイン領域として12N1拡散層11−
4を有している。
晶シリコン膜9−1.9−2で覆われていない部分には
N+拡散層11−1.11−2.11−3.11−4.
11−5.11−6が設けられている。nMOs}ラン
ジスタMNIはソース●ドレイン領域としてN1拡散層
11−5.11−3を有している。nMOs}ランジス
タMN2はソース●ドレイン領域としてN+拡散層11
−6.11−4を有している。nM−OS}ランジスタ
MN3はソース領域としてN1拡散層11−1を、ドレ
イン領域としてN+拡散層11一3を有している。nM
Os}ランジスタMN4はソース領域としてN+拡散層
11−2を、ドレイン領域として12N1拡散層11−
4を有している。
素子領域17−3のうち多結晶シリコン膜9−1で覆わ
れていない部分にはP1拡散層12−1.12−3が設
けられている。I)MOS}ランジスタMPIのソース
領域はP゛拡散層12−1、ドレイン領域はP+拡散層
12−3である。
れていない部分にはP1拡散層12−1.12−3が設
けられている。I)MOS}ランジスタMPIのソース
領域はP゛拡散層12−1、ドレイン領域はP+拡散層
12−3である。
同様に素子領域17−4のうち多結晶シリコン膜9−2
で覆われていない部分にはPゝ拡散層12−2.12−
4が設けられている。1)MOS}ランジスタMP2の
ソース領域はP1拡散層12−2、ドレイン領域はP+
拡散層12−4である。
で覆われていない部分にはPゝ拡散層12−2.12−
4が設けられている。1)MOS}ランジスタMP2の
ソース領域はP1拡散層12−2、ドレイン領域はP+
拡散層12−4である。
13−1.13−2.13−3.13−4.13−5.
13−6.13−7.13−8および電源線VDDはア
ルミニウム膜などの第1層金属配線であり、コンタクト
孔10を介して拡散層に接続されている。
13−6.13−7.13−8および電源線VDDはア
ルミニウム膜などの第1層金属配線であり、コンタクト
孔10を介して拡散層に接続されている。
第1層金属配線13−1はN+拡散層11−3とP4拡
散層12−3とに接続されコンタクト孔14−1を介し
て多結晶シリコン膜9−2の枝部に接続されている。第
1層金属配線13−1は多結晶シリコン膜9−2とのコ
ンタクト部は別として中心線Y−Yと平行に長方形状に
配置されている。同様に第1層金属配線13−2はN+
拡散層11−4とP+拡散層12−4とに接続されコン
タクト孔14−2を介して多結晶シリコン膜9−1の枝
部に接続されている。第1層金属配線13−2は多結晶
シリコン膜9−1とのコンタクト部は別として中心線Y
−Yと平行に長方形状に配置されている。第1層金属配
線13−1と13−2のそれぞれの長方形状部は中心線
Y−Yに対し線対称に配置されている。
散層12−3とに接続されコンタクト孔14−1を介し
て多結晶シリコン膜9−2の枝部に接続されている。第
1層金属配線13−1は多結晶シリコン膜9−2とのコ
ンタクト部は別として中心線Y−Yと平行に長方形状に
配置されている。同様に第1層金属配線13−2はN+
拡散層11−4とP+拡散層12−4とに接続されコン
タクト孔14−2を介して多結晶シリコン膜9−1の枝
部に接続されている。第1層金属配線13−2は多結晶
シリコン膜9−1とのコンタクト部は別として中心線Y
−Yと平行に長方形状に配置されている。第1層金属配
線13−1と13−2のそれぞれの長方形状部は中心線
Y−Yに対し線対称に配置されている。
第1層金属配線13−3はN3拡散層11−1と一部で
接触し図の下側のフィールド酸化膜上へ中心線Y−Yと
平行に延びる長方形状の金属膜である。同様に第1層金
属配線l3−4はN″″拡散層11−2と一部で接触し
図の下側のフィールド酸化膜上へ中心線と平行に延びる
長方形状の金属膜である。
接触し図の下側のフィールド酸化膜上へ中心線Y−Yと
平行に延びる長方形状の金属膜である。同様に第1層金
属配線l3−4はN″″拡散層11−2と一部で接触し
図の下側のフィールド酸化膜上へ中心線と平行に延びる
長方形状の金属膜である。
第1層金属配線13−5はN+拡散層11−5の主要部
を覆って中心線Y−Yと直交する方向に延びる長方形状
の金属膜である。同様に第1層金属膜l3−6はN+拡
散層11−6の主要部を覆って中心線Y−Yと直交する
方向に延びる長方形状の金属膜である。
を覆って中心線Y−Yと直交する方向に延びる長方形状
の金属膜である。同様に第1層金属膜l3−6はN+拡
散層11−6の主要部を覆って中心線Y−Yと直交する
方向に延びる長方形状の金属膜である。
第1層金属膜13−7はP“拡散層17−3と一部で接
触し図の下側のフィールド酸化膜上へ中心線Y−Yと平
行に延び電源線VDDに連結する金属膜である。同様に
第1層金属膜13−8はP+拡散層と一部で接触し図の
下側のフィールド酸化膜上へ中心線Y−Yと平行に延び
電源線VDDに連結する金属膜である。
触し図の下側のフィールド酸化膜上へ中心線Y−Yと平
行に延び電源線VDDに連結する金属膜である。同様に
第1層金属膜13−8はP+拡散層と一部で接触し図の
下側のフィールド酸化膜上へ中心線Y−Yと平行に延び
電源線VDDに連結する金属膜である。
電源線VDDは素子領域17−3.17−4の下側を中
心線Y−Yと直交する方向にのびる第1層金属配線であ
る。
心線Y−Yと直交する方向にのびる第1層金属配線であ
る。
接地線VSSIは中心線Y−Yと平行に設けられ第1層
金属配線13−3とフンタクト孔15−1を介して接続
されるアルミニウムなどの第2層金属配線である。同様
に接地線VSS2は中心線Y−Yと平行に設けられ第1
層金属配線13−4とコンタクト孔15−2を介して接
続されるアルミニウムなどの第2層金属配線である。
金属配線13−3とフンタクト孔15−1を介して接続
されるアルミニウムなどの第2層金属配線である。同様
に接地線VSS2は中心線Y−Yと平行に設けられ第1
層金属配線13−4とコンタクト孔15−2を介して接
続されるアルミニウムなどの第2層金属配線である。
ディジット線Dj,Djは中心線Y−Yと平行に、互い
に線対称に配置されそれぞれ第1層金属配線13−5.
13−6とコンタクト孔15−3.15−4を介して接
続されるアルミニウムなどの第2層金属配線である。
に線対称に配置されそれぞれ第1層金属配線13−5.
13−6とコンタクト孔15−3.15−4を介して接
続されるアルミニウムなどの第2層金属配線である。
以上、メモリセルの構成について説明したが、Pウェル
およびNウェルそれぞれへ所定の電圧を印加するための
配線については図示および説明を省略した。又、拡散層
と第1層金属配線、多結晶シリコン膜と第1層金属配線
、第1層金属配線と第2層金属配線の間にはそれぞれ絶
縁膜が存在し、そのような絶縁膜にコンタクト孔10.
14−1.14−2,および15−1から15−4が設
けられている。
およびNウェルそれぞれへ所定の電圧を印加するための
配線については図示および説明を省略した。又、拡散層
と第1層金属配線、多結晶シリコン膜と第1層金属配線
、第1層金属配線と第2層金属配線の間にはそれぞれ絶
縁膜が存在し、そのような絶縁膜にコンタクト孔10.
14−1.14−2,および15−1から15−4が設
けられている。
このようなメモリセル上に層間絶縁膜を介して第3層金
属配線からなる信号線16が設けられている。この信号
線16はコンタクト孔1 4− 1.14−2の近傍を
迂回し蛇行してほぼ中心線Y−Y上に設けられている。
属配線からなる信号線16が設けられている。この信号
線16はコンタクト孔1 4− 1.14−2の近傍を
迂回し蛇行してほぼ中心線Y−Y上に設けられている。
このように迂回する理由は段差部18を避けるためであ
る。段差部18では多結晶シリコン膜9−1.9’−2
と第1層金属配線13−1.13−2の2層分の段差が
約1.5μmもあり、この部分を第3層金属配線が横切
ると配線切れが生じ易い。第1層金属配線13−1と1
3−2を十分に離して配置すればこのような問題は生じ
ないが高密度化に反し、採ることはできない。
る。段差部18では多結晶シリコン膜9−1.9’−2
と第1層金属配線13−1.13−2の2層分の段差が
約1.5μmもあり、この部分を第3層金属配線が横切
ると配線切れが生じ易い。第1層金属配線13−1と1
3−2を十分に離して配置すればこのような問題は生じ
ないが高密度化に反し、採ることはできない。
第3層金属配線(信号線16)の直下部とそれに近接し
て第2層金属配線が存在していないことも信号16の配
線切れを防ぐのに存効である。ディジット線Dj,Dj
をそれぞれ多結晶シリコン膜9−1.9−2の幹部上に
設けた理由である。
て第2層金属配線が存在していないことも信号16の配
線切れを防ぐのに存効である。ディジット線Dj,Dj
をそれぞれ多結晶シリコン膜9−1.9−2の幹部上に
設けた理由である。
信号線16は、先に図2を参照して行なった説明におい
て、メモリ51の上方を通って端子Dinおよび端子D
outの一部と論理回路20とを結ぶ配線として言及し
たものに相当する。
て、メモリ51の上方を通って端子Dinおよび端子D
outの一部と論理回路20とを結ぶ配線として言及し
たものに相当する。
マクロ5内ではメモリ51のメモリセルアレイ部が素子
密度が最も高く、メモリ51の周辺回路部や選択回路部
52.53では素子密度が低い。
密度が最も高く、メモリ51の周辺回路部や選択回路部
52.53では素子密度が低い。
従ってメモリセルの上方に第3層金属配線を設けること
が可能であればマクロのどの部分上でも配線を走らせる
ことが可能である。
が可能であればマクロのどの部分上でも配線を走らせる
ことが可能である。
この実施例では、内部ゲート群2と入出力バッファ群(
3A,3Bの一部、および3Dの一部)とを接続する配
線の一部をマクロ5の上方に設けている。このことは、
メモリセルの構成を工夫することにより可能となる。こ
のようにすれば更に有効面積率を向上させることができ
る。
3A,3Bの一部、および3Dの一部)とを接続する配
線の一部をマクロ5の上方に設けている。このことは、
メモリセルの構成を工夫することにより可能となる。こ
のようにすれば更に有効面積率を向上させることができ
る。
このようにして、15mmX15mmの半導体チップ1
に72kビットのCMOS SRAMおよび90kゲ
ートを搭載することができた。ただし、内部ゲート群2
は0.8μmルールのBiCMOSゲートを含む全面敷
き詰めゲートアレイである。又、マクロを構成するメモ
リ51およびテスト回路(入力選択回路52および出力
選択回路53)の占有面積は約12.8mmX5.0m
mである。従来のやり方でこの面積に搭載できるCMO
S SRAMはせいぜい50kビット程度である。内
部ゲート群の占有面積は約12.4mm×7.6mmで
ある。
に72kビットのCMOS SRAMおよび90kゲ
ートを搭載することができた。ただし、内部ゲート群2
は0.8μmルールのBiCMOSゲートを含む全面敷
き詰めゲートアレイである。又、マクロを構成するメモ
リ51およびテスト回路(入力選択回路52および出力
選択回路53)の占有面積は約12.8mmX5.0m
mである。従来のやり方でこの面積に搭載できるCMO
S SRAMはせいぜい50kビット程度である。内
部ゲート群の占有面積は約12.4mm×7.6mmで
ある。
以上、一つのマクロがチップ1の一辺IAに沿った入出
力バッファ群3Aと内部ゲート群2との間に配置されて
いる例について説明したが、他ノマクロを内部ゲート群
2と入出力バッファ群3Cとの間に配置してもよい。
力バッファ群3Aと内部ゲート群2との間に配置されて
いる例について説明したが、他ノマクロを内部ゲート群
2と入出力バッファ群3Cとの間に配置してもよい。
以上説明したように本発明は、複合型ゲートアレイ方式
の半導体集積回路装置において、内部ゲート群の周辺に
マクロを配置し、内部ゲート群と入出力バッファ群の接
続点を内部ゲート群とマクロの境界に置くことにより、
入出力バッファ群と内部ゲート群の接続のためだけの自
動配線領域をな<シ、半導体チップの有効面積率、配線
率及び有効使用ゲート数の向上が可能となる。
の半導体集積回路装置において、内部ゲート群の周辺に
マクロを配置し、内部ゲート群と入出力バッファ群の接
続点を内部ゲート群とマクロの境界に置くことにより、
入出力バッファ群と内部ゲート群の接続のためだけの自
動配線領域をな<シ、半導体チップの有効面積率、配線
率及び有効使用ゲート数の向上が可能となる。
発明の詳細な説明
図1は本発明の一実施例を示す半導体チップの平面模式
図、図2は本発明の一実施例によって形成される半導体
集積回路の一例を示すプロ,yク図、図3は図2のCM
OS SRAMのメモリセルアレイ部を示すブロック
図、図4は図3のメモリセルアレイ部のメモリセルの回
路図、図5は図4のメモリセルのデバイスレイアウトお
よび配線パターンを示す略平面図である。
図、図2は本発明の一実施例によって形成される半導体
集積回路の一例を示すプロ,yク図、図3は図2のCM
OS SRAMのメモリセルアレイ部を示すブロック
図、図4は図3のメモリセルアレイ部のメモリセルの回
路図、図5は図4のメモリセルのデバイスレイアウトお
よび配線パターンを示す略平面図である。
1・・・チップ、2・・・内部ゲート群、3八〜3D・
・・入出力バッファ群、4・・・ボンディングパッド、
5・・・マクロ、5A〜5C・・・マクロの辺、7A〜
7D・・・境界部、9−1.9−2・・・多結晶シリコ
ン膜、10・・・コンタクト孔、11−1〜11−6・
・・N+拡散層、12−1〜12−4・・・P+拡散層
、13−1〜13−8・・・第1層金属配線、14−1
〜14−2・・・コンタクト孔、16・・・信号線(第
3層金属配線)、20・・・論理回路、5−1・・・メ
モリ、52・・・入力選択回路、53・・・出力選択回
路、A・・・バッファ増幅器、Dj.Dj・・・ディジ
ット線、Din*Dout・・・端子、DTin,DT
out・・・テスト用の端子、Mij・・・メモリセル
、MNI〜MN4−nMOs }ランジスタ、MPI,
MP2・・・pMOSトランジスタ、TM・・・テスト
モード設定用の端子。
・・入出力バッファ群、4・・・ボンディングパッド、
5・・・マクロ、5A〜5C・・・マクロの辺、7A〜
7D・・・境界部、9−1.9−2・・・多結晶シリコ
ン膜、10・・・コンタクト孔、11−1〜11−6・
・・N+拡散層、12−1〜12−4・・・P+拡散層
、13−1〜13−8・・・第1層金属配線、14−1
〜14−2・・・コンタクト孔、16・・・信号線(第
3層金属配線)、20・・・論理回路、5−1・・・メ
モリ、52・・・入力選択回路、53・・・出力選択回
路、A・・・バッファ増幅器、Dj.Dj・・・ディジ
ット線、Din*Dout・・・端子、DTin,DT
out・・・テスト用の端子、Mij・・・メモリセル
、MNI〜MN4−nMOs }ランジスタ、MPI,
MP2・・・pMOSトランジスタ、TM・・・テスト
モード設定用の端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、四辺形の板状の半導体チップと、 前記半導体チップの一主面の外周部に配置された入出力
バッファ群と、 前記半導体チップの一主面に前記入出力バッファ群に近
接して配置されたマクロと、 前記半導体チップの一主面の前記入出力バッファ群およ
び前記マクロが設けられていない領域に配置され、前記
入出力バッファ群との接続点が前記マクロとの境界に置
かれている内部ゲート群とを有する複合型ゲートアレイ
方式の半導体集積回路装置。 2、マクロと内部ゲート群との接続点が前記内部ゲート
群にのみ設けられている請求項1記載の複合型ゲートア
レイ方式の半導体集積回路装置。 3、マクロがメモリである請求項1記載の複合型ゲート
アレイ方式の半導体集積回路装置。 4、四辺形の板状の半導体チップと、 前記半導体チップの一主面の外周部に配置された入出力
バッファ群と、 前記半導体チップの一主面に前記入出力バッファ群に近
接して配置されたCMOSSRAMおよび前記CMOS
SRAMに隣接して配置されたテスト回路を含むマクロ
と、 前記半導体チップの一主面の前記入出力バッファ群およ
び前記マクロが設けられていない領域に配置され、前記
入出力バッファとの接続点が前記マクロのテスト回路と
の境界に置かれている内部ゲート群と、 前記マクロの上方を越えて設けられ前記内部ゲート群と
前記入出力バッファ群とを結ぶ信号線とを有することを
特徴とする複合型ゲートアレイ方式の半導体集積回路装
置。 5、前記CMOSSRAMは、中心線に対して互いに線
対称に配置された2個のCMOSインバータ、一方の前
記CMOSインバータのゲート電極から枝別れして前記
中心線と直交する方向に延び他方の前記CMOSインバ
ータの出力点に接続された配線層および前記中心線と直
交する方向に延び前記CMOSインバータの出力点に接
続される伝達トランジスタのゲート電極となるワード線
を含むメモリセルを有し、 前記信号線は前記メモリセルの配線層とCMOSインバ
ータの出力点とを結ぶコンタクト部を避けて迂回してほ
ぼ前記中心線上に設けられている請求項4記載の複合型
ゲートアレイ方式の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02306490A JP3106494B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-13 | ゲートアレイ半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30405589 | 1989-11-21 | ||
JP1-304055 | 1989-11-21 | ||
JP02306490A JP3106494B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-13 | ゲートアレイ半導体集積回路装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03218669A true JPH03218669A (ja) | 1991-09-26 |
JP3106494B2 JP3106494B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=26563767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02306490A Expired - Fee Related JP3106494B2 (ja) | 1989-11-21 | 1990-11-13 | ゲートアレイ半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3106494B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP02306490A patent/JP3106494B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3106494B2 (ja) | 2000-11-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |