JPH0440863B2 - - Google Patents

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JPH0440863B2
JPH0440863B2 JP61168548A JP16854886A JPH0440863B2 JP H0440863 B2 JPH0440863 B2 JP H0440863B2 JP 61168548 A JP61168548 A JP 61168548A JP 16854886 A JP16854886 A JP 16854886A JP H0440863 B2 JPH0440863 B2 JP H0440863B2
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JP
Japan
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power supply
circuit
output buffer
semiconductor integrated
internal logic
Prior art date
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JP61168548A
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JPS6324653A (ja
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Fujio Masuoka
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/50Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor for integrated circuit devices, e.g. power bus, number of leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/645Inductive arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 (産業上の利用分野) 本発明は半導体集積回路に係り、内部論理回路
と出力バツフア回路と電源配線とを所定の関係に
したがつて接続してなる半導体集積回路に関す
る。
(従来の技術) 半導体集積回路、たとえばスタテイツク型ラン
ダムアクセスメモリ(SRAM)は出力は1ビツ
ト構成のものと多ビツト(4ビツト、8ビツト、
9ビツトなど)構成のものとがある。出力が1ビ
ツト構成のものは、出力バツフア回路に電源から
供給される電流の時間変化値di/dtはそれほど大
きくない。しかし、出力が多ビツト構成のもの
は、多ビツトに対応する多数(たとえば9個)の
出力バツフア回路をほぼ同時に駆動するので、充
電電流あるいは放電電流のdi/dtが大きくなる。
このため、半導体チツプに電流を供給するチツプ
内の電源配線の寄生リアクタンス成分によつて大
きなパルス状の雑音信号が発生し、この電源配線
に接続されているチツプ入力回路等が誤動作する
おそれがあつた。即ち、従来の半導体チツプにお
いては、第5図に示すようにVDD電源端子51お
よびVSS電源端子52からのVDD電源線53およ
びVSS電源54の中間部および終端部に入力回路
用の内部論理回路55およびその他の回路用の内
部論理回路56が接続されているものと見倣すこ
とができ、さらに上記中間部から出力バツフア回
路571〜57oにVDD電源線581〜58oおよび
VSS電源線591〜59oが配線されている。ここ
で、上記各電源線の寄生リアクタンス成分を図示
の如くL531〜L59oで表わすものとすれば、出力バ
ツフア回路571〜57oのdi/dtによつてインダ
クタンス成分L581〜L59oに大きな雑音信号が誘起
されると、電源線53,54に大きな雑音信号が
重畳して内部論理回路55の誤動作を引き起し原
因となる。
上記したように発生する雑音信号のレベルを抑
えるため、従来は、出力バツフア回路のMOSト
ランジスタの大きさを小さくすることによつて急
激な電流変化を制限したり、多ビツト用の出力バ
ツフア回路の全てを同時に充放電させないように
各出力バツフア回路が順次動作するように遅延さ
せて急激な電流変化が発生しないようにしてい
た。
しかし、出力バツフア用トランジスタを小さく
することは、その負荷容量の充放電が遅くなるの
で回路動作の高速化の上で支障がある。また、複
数の出力バツフア回路を時間差をつけて動作させ
ることは、時間差をつけた時間だけ信号出力動作
が遅れることになり、SRAMの場合にはアクセ
スタイムが遅くなることになる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記したように出力バツフア回路の
充放電に伴なう電源線の雑音信号のレベルを抑え
ようとする出力バツフア回路の動作速度が低下す
るという問題を解決すべくなされたもので、出力
バツフア回路の高速性を維持し、かつ上記電源線
の雑音信号のレベルを抑えることができ、高速
SRAM等に適用して有効な半導体集積回路を提
供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の半導体集積回路は、半導体集積回路チ
ツプの電源端子から内部論理回路に電源線を配線
し、この電源線を延長して出力バツフア回路へ配
線してなることを特徴とするものである。
(作用) 内部論理回路の大きな実効容量が電源端子と出
力バツフア回路との間に付加されたことになり、
電源線と出力バツフア回路との間で大きな電流変
化が生じても前記実効容量により吸収されるの
で、チツプの電源端子には少ない電流変化しか生
じなくなり、電源線に乗る雑音信号のレベルは抑
えられ、高速の出力バツフア回路の使用が可能に
なる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
第1図aは半導体集積回路チツプ1上のVDD
源端子(パツド)2、VSS電源端子(パツド)3、
VDD電源線4、VSS電源線5およびたとえば8ビ
ツト出力用の8個の出力バツフア回路61〜68
の配置関係の一例を示しており、上記電源線4,
5はそれぞれ金属配線(通常はAl配線)からな
る。上記チツプ1上の回路はたとえば第1図bに
示す等価回路図のように構成されており、電源端
子2,3から入力回路用の内部論理回路11を経
てその他の論理回路用(但し、出力バツフア回路
は含まない)の内部論理回路12に電源線4,5
が配線され、この電源線4,5がさらに延長され
た延長電源線13,14が出力バツフア回路61
〜68へ配線されている。上記出力バツフア回路
1〜68は内部論理回路12の出力信号をチツ
プ外部へ出力するためのものであり、それぞれ
VDD電源側の延長電源線13とVSS電源側の延長
電源線14との間にたとえばMOS型の出力トラ
ンジスタが2個直列に接続されている。また、図
中、L41〜L14は前記各電源線の寄生インダクタン
スを示しており、C1およびC2は内部論理回路1
1,12の実効容量を示している。この場合、内
部論理回路11,12のうち、一方の内部論理回
路12にチツプ上の論理回路の大部分が含まれて
おり、たとえば32k×8ビツトのSRAMにおいて
はC2が数千PFであり、C1は10……100PFである。
また、上記内部論理回路12から電源端子2,3
側を見た電源線4,5の寄生インダクタンス
(L41+L42),(L51+L52)が、上記内部論理回路
12から出力バツフア回路61〜68側を見た延
長電源線13,14の寄生インダクタンスL13
L14に比べて十分に大きくなるように、即ち(L41
+L42)>L13,(L51+L52)>L14となるように配線
することが望ましい。
上記構成の半導体集積回路においては、内部論
理回路12の出力信号により複数個の出力バツフ
ア回路61〜68が同時に充電あるいは放電する
ように駆動された場合、延長電源線13,14の
電流変化di/dtが大きく発生したとしても内部論
理回路12の実効容量C2により上記電流変化を
吸収するので、内部論理回路12と電源端子2,
3との間の電源線4,5における電流変化が抑え
られ、この電源線4,5および電源端子2,3に
発生する雑音信号のレベルが抑えられる。したが
つて、上記電源線4,5に接続されている入力回
路用の内部論理回路11の誤動作が生じることは
なく、上記半導体集積回路と同一電源を使用する
他の回路に電源変動による誤動作が生じるおそれ
が少なくなる。また、上記半導体集積回路におい
て、電源線の寄生インダクタンスは内部論理回路
12から電源端子2,3までの間の値が内部論理
回路12から出力バツフア回路61〜68までの
間の値よりも大きいので、内部論理回路12から
出力バツフア回路61〜68までの間の延長電源
線13,14の寄生インダクタンスL13,L14に生
じた雑音信号は実効容量C2に十分に吸収され、
電源端子2,3に殆んど現われることはない。
ここで、本実施例の半導体集積回路における出
力バツフア回路61〜68の各出力が“1”レベ
ルから“0”レベルに変化したときに電流が流れ
込む側のVSS電源端子における電圧変化の様子の
一例を第2図中に実線で示している。同様に、従
来例における電圧変化の様子を第2図中に点線で
示しており、本実施例によれば電源雑音信号のレ
ベルが従来例の約1/3に減少している。また、出
力バツフア回路61〜68の各出力が“0”レベ
ルから“1”レベルに変化したときに電流が流れ
出す側のVDD電源端子における電圧変化の様子の
一例について、第3図中に本実施例の場合(実
線)と従来例の場合(点線)とを示しており、や
はり本実施例によれば電源雑音信号のレベルが従
来例の約1/3に減少している。
なお、上記実施例は各電源線として一層の金属
配線を用いた場合を示したが、二層金属配線を用
いる場合について第4図を参照して説明する。即
ち、第4図に示す半導体集積回路チツプ1′にお
いて、VDD電源端子2およびVSS電源端子3から
内部論理回路(第1図bの12に相当する)まで
は実線で示すように第1層目の金属配線による電
源配線4′,5′を行なつており、上記内部論理回
路から出力バツフア回路61〜68までは点線で
示すように第2層目の金属配線による電源配線1
3′,14′を行なつている。上記チツプ1′上の
回路も、前記第1図bを参照して前述した等価回
路図と同様に構成されている。したがつて、上記
実施例の半導体集積回路においても、前記実施例
と同様な効果が得られる。
[発明の効果] 上述したように本発明の半導体集積回路によれ
ば、出力バツフア回路の充放電に伴なう電流変化
により生じるチツプ内電源線に生じる雑音信号を
内部論理回路の実効容量により吸収して雑音レベ
ルを抑えるようにチツプ内回路と電源配線との配
置関係を設定したものである。したがつて、出力
バツフア回路自体で雑音発生レベルを抑えるため
にその回路動作速度を犠牲にする必要がなくな
り、高速の出力バツフア回路を使用することが可
能となり、高速の半導体集積回路を実現できるよ
うになり、高速SRAM等に適用して特に効果的
である。また、前記雑音信号をチツプ内部回路で
吸収することによつてチツプ電源端子の雑音信号
レベルを抑えることができるので、この半導体集
積回路と同一電源を使用する他の回路端子に及ぼ
す悪影響が少なくなり、この半導体集積回路を装
着するボード上の電源ラインに従来は接続を必要
としていた雑音吸収用の大容量部品を省略するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは本発明の半導体集積回路の一実
施例を示すもので、同図aはチツプ上の電源配線
と出力バツフア回路との配置関係を示す図、同図
bは同図aのチツプ上の回路の等価回路図、第2
図および第3図は第1図bの回路における出力バ
ツフア回路の出力変化時におけるVSS電源端子、
VDD電源端子の電圧変化の様子を示す図、第4図
は本発明の他の実施例における半導体集積回路チ
ツプ上の電源配線と出力バツフア回路との配置関
係を示す図、第5図は従来の半導体集積回路の等
価回路図である。 1,1′……半導体集積回路チツプ、2……
VDD電源端子(パツド)、3……VSS電源端子(パ
ツド)、4,4′,5,5′……電源線、61〜68
……出力バツフア回路、11,12……内部論理
回路、13,13′,14,14′……延長電源
線、L41,L42,L51,L52,L13,L14……寄生イン
ダクタンス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内部論理回路の出力信号を外部に出力するた
    めの出力バツフア回路を有する半導体集積回路に
    おいて、半導体集積回路チツプ上の電源端子から
    前記内部論理回路に電源線を配線し、この電源線
    を延長して前記出力バツフア回路まで配線してな
    ることを特徴とする半導体集積回路。 2 前記出力バツフア回路は同時に駆動される複
    数個の出力バツフア回路を有することを特徴とす
    る前記特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回
    路。 3 前記電源線およびその延長部分の電源線は同
    一配線層に形成された金属配線であることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第1項記載の半導体集
    積回路。 4 前記電源線およびその延長部分の電源線は二
    層金属配線の相異なる一方の層に形成されてなる
    ことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載
    の半導体集積回路。 5 前記内部論理回路から電源端子までの電源線
    の寄生インダクタンスが、内部論理回路から出力
    バツフア回路までの延長部分の電源線の寄生イン
    ダクタンスより大きいことを特徴とする前記特許
    請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。
JP61168548A 1986-07-17 1986-07-17 半導体集積回路 Granted JPS6324653A (ja)

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