JPH0442830B2 - - Google Patents

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JPH0442830B2
JPH0442830B2 JP57010501A JP1050182A JPH0442830B2 JP H0442830 B2 JPH0442830 B2 JP H0442830B2 JP 57010501 A JP57010501 A JP 57010501A JP 1050182 A JP1050182 A JP 1050182A JP H0442830 B2 JPH0442830 B2 JP H0442830B2
Authority
JP
Japan
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impurity diffusion
wiring film
type
film
gate electrode
Prior art date
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Application number
JP57010501A
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English (en)
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JPS58127348A (ja
Inventor
Kazuhiro Sakashita
Hiroichi Ishida
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57010501A priority Critical patent/JPS58127348A/ja
Publication of JPS58127348A publication Critical patent/JPS58127348A/ja
Publication of JPH0442830B2 publication Critical patent/JPH0442830B2/ja
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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

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は大規模半導体集積回路装置(LSI)
に係り、特にマスタ・スライス方式のCMOSゲ
ートアレイLSIの内部ゲート形成部分における並
列形CMOS論理インバータゲート素子の構成に
関するものである。
一般に、マスタ・スライス方式のCMOSゲー
トアレイLSIにおいては、CMOS論理インバータ
ゲート素子(以下「CMOSインバータ素子」と
呼ぶ)を構成するMOSトランジスタ(以下
「MOST」と呼ぶ)の形状寸法があらかじめ決め
られている。従つて、このあらかじめ決められた
形状寸法を有するMOSTで構成されたいわゆる
標準のCMOSインバータ素子の負荷駆動出力よ
り大きい負荷駆動出力を有するCMOSインバー
タ素子を必要とする場合には、標準のCMOSイ
ンバータ素子を複数個並列に接続して所望の負荷
駆動出力をもつようにした並列形CMOSインバ
ータ素子が用いられている。
第1図はCMOSインバータ素子を2個並列に
接続した並列形CMOSインバータ素子を示す等
価回路図である。
図において、一点鎖線で囲む1aはpチヤネル
MOST(以下「p形MOST」と呼ぶ)2aとnチ
ヤネルMOST(以下「n形MOST」と呼ぶ)3a
とが直列に接続された接続体からなるCMOSイ
ンバータ素子、一点鎖線で囲む1bはp形
MOST2bとn形MOST3bとが直列に接続さ
れた接続体からなるCMOSインバータ素子、4
はp形MOST2a、n形MOST3a、p形
MOST2bおよびn形MOST3bのそれぞれの
ゲートに共通に接続された入力端子、5はp形
MOST2aとn形MOST3aとの接続点、およ
びp形MOST2bとn形MOST3bとの接続点
に共通に接続された出力端子、6はp形MOST
2aのソースとp形MOST2bのソースとに共
通に接続された電源側端子(以下「VDD端子」と
呼ぶ)、7はn形MOST3aのソースとn形
MOST3bのソースとに共通に接続された接地
側端子(以下「GND端子」と呼ぶ」)である。
第2図Aはマスタ・スライス方式のCMOSゲ
ートアレーLSIの一例のマスタの内部ゲート形成
部分を示す平面図、第2図Bは第2図AのB−
B線での断面図である。
図において、100はp形シリコン(Si)基
板、101はp形Si基板100の主面図の一部に
n形不純物を拡散して形成されたn形ウエル領
域、102はn形ウエル領域101のp形
MOSTが形成されるp形MOST形成用区域、1
03はp形Si基板100のn形MOSTが形成さ
れるn形MOST形成用区域、104はn形ウエ
ル領域101のp形MOST形成用区域102以外の
表面上およびp形Si基板100のn形MOST形
成用区域103以外の主面上にわたつて形成され
たフイールド絶縁膜、105は多結晶Si(以下
「ポリSi」と呼ぶ)からなりp形MOST形成用区
域102をはさむフイールド絶縁膜104の一方
の表面上からp形MOST形成用区域102の表
面上を通つて他方の表面上に達するように互いに
所定間隔をおいて平行に並んで形成されたp形
MOSTのポリSiゲート層、これと同様に、10
6はn形MOST形成用区域103側にポリSiゲ
ート層105と対をなし互いに上記所定間隔をお
いて平行に並ぶように形成されたn形MOSTの
ポリSiゲート層、107はポリSiゲート層105
の直下のn形ウエル領域101の表面部に形成さ
れたゲート絶縁膜、108はポリSiゲート層10
6の直下のp形Si基板100の主面部に形成され
たゲート絶縁膜である。
以下、第2図に示したCMOSゲートアレーLSI
のマスタの内部ゲート形成部分に構成された並列
形CMOSインバータ素子を例にとり、その従来
例を第3図について説明する。
第3図Aはこの従来例を示す平面図、第3図B
は第3図AのB−B線での断面図、第3図C
は第3図AのC−C線での断面図、第3図D
の第3図AのD−D線での断面図である。な
お、第3図Aでは、図面が複雑になるのを避ける
ために、フイールド絶縁膜、層間絶縁膜および保
護用絶縁膜の図示を省略した。
図において、第2図に示した符号と同一符号は
同等部分を示し、その説明は省略する。105
a,105b,105c,105dおよび105
e〔第3図A,BおよびCに図示〕は第2図に示
したポリSiゲート層105と同様のポリSiゲート
層、106a,106b,106c,106dお
よび106e〔第3図A,BおよびDに図示〕は
それぞれポリSiゲート層105a,105b,1
05c,105dおよび105eと対をなし第2
図に示したポリSiゲート層106と同様のポリSi
ゲート層、107a,107b,107c,10
7dおよび107e〔第3図BおよびCに図示〕
はそれぞれポリSiゲート層105a,105b,
105c,105dおよび105eの直下に形成
されたゲート絶縁膜、108a,108b,10
8c,108dおよび108e〔第3図Bおよび
Dに図示)はそれぞれポリSiゲート層106a,
106b,106c,106dおよび106eの
直下に形成されたゲート絶縁膜である。109
a,109b,109c、並びに109d〔第3
図AおよびCに図示〕はそれぞれポリSiゲート層
105aおよび105bの相互間、ポリSiゲート
層105bおよび105cの相互間、ポリSiゲー
ト層105cおよび105dの相互間、並びにポ
リSiゲート層105dおよび105eの相互間に
対応するp形MOST形成用区域102内のn形
ウエル領域101の表面部にp形不純物を拡散し
て形成されたp+形不純物拡散領域である。第1
図に示したp形MOST2aに対応する第1のp
形MOSTのソース、ドレインおよびゲートはそ
れぞれp+形不純物拡散領域109a、p+形不純
物拡散領域109bおよびポリSiゲート層105
bで構成され、第1図に示したp形MOST2b
に対応する第2のp形MOSTのソース、ドレイ
ンおよびゲートはそれぞれp+形不純物拡散領域
109c、p+形不純物拡散領域109dおよび
ポリSiゲート層105dで構成されている。以
下、p+形不純物加算領域109aおよびp+形不
純物拡散領域109cをそれぞれ「p+形ソース
領域109a」および「p+形ソース領域109
c」と呼び、p+形不純物拡散領域109bおよ
びp+形不純物拡散領域109dをそれぞれ「p+
形ドレイン領域109b」および「p+形ドレイ
ン領域109d」と呼ぶことにする。110a,
110b,110c、並びに110d〔第3図A
およびDに図示〕はそれぞれポリSiゲート層10
6aおよび106bの相互間、ポリSiゲート層1
06bおよび106cの相互間、ポリSiゲート層
106cおよび106dの相互間、並びにポリSi
ゲート層106dおよび106eの相互間に対応
するn形MOST形成用区域103内のp形Si基
板100の主面部にn形不純物を拡散して形成さ
れたn+形不純物拡散領域である。第1図に示し
たn形MOST3aに対応する第1のn形MOST
のソース、ドレインおよびゲートはそれぞれn+
形不純物拡散領域110a、n+形不純物拡散領
域110bおよびポリSiゲート層106bで構成
され、第1図に示したn形MOST3bに対応す
る第2のn形MOSTのソース、ドレインおよび
ゲートはそれぞれn+形不純物拡散領域110c、
n+形不純物拡散領域110dおよびポリSiゲート
層106dで構成されている。以下、n+形不純
物拡散領域110aおよびn+形不純物拡散領域
110cをそれぞれ「n+形ソース領域110a」
および「n+形ソース領域110c」と呼び、n+
形不純物拡散領域110bおよびn+形不純物拡
散領域110dをそれぞれ「n+形ドレイン領域
110b」および「n+形ドレイン領域110d」
と呼ぶことにする。111〔第3図B,Cおよび
Dに図示〕は、ポリSiゲート層105a,105
b,105c,105dおよび105e、p+
ソース領域109aおよび109c、並びにp+
形ドレイン領域109bおよび109dの各表面
上と、ポリSiゲート層106a,106b,10
6c,106dおよび106e、n+形ソース領
域110aおよび110c、並びにn+形ドレイ
ン領域110bおよび110dの各表面上と、フ
イールド絶縁膜104の表面上とにわたつて形成
された第1の層間絶縁膜である。112〔第3図
A,BおよびCに図示〕は、アルミニウム(Al)
膜からなり、第1の層間絶縁膜111の表面上
に、ポリSiゲート層105a,105b,105
c,105dおよび105eのポリSiゲート層1
06a,106b,106c,106dおよび1
06e側とは反対側の端部に対応する第1の層間
絶縁膜111の表面の部分を通るように形成さ
れ、第1図に示したVDD端子6に対応するVDD
子(図示せず)に接続されるVDD配線膜である。
このVDD配線膜112は、ポリSiゲート層105
a,105cおよび105e、並びにp+形ソー
ス領域109aおよび109cに第1の層間絶縁
膜111に設けられたコンタクトホール113を
通して接続されている。114〔第3図Aおよび
Bに図示〕は、VDD配線膜112と同様に、Al膜
からなり、第1の層間絶縁膜111の表面上に、
ポリSiゲート層106a,106b,106c,
106dおよび106eのポリsiゲート層105
a,105b,105c,105dおよび105
e側とは反対側の端部に対応する第1の層間絶縁
膜111の表面の部分を通るように形成され、第
1図に示したGND端子7に対応するGND端子
(図示せず)に接続されるGND配線膜である。こ
のGND配線膜114は、ポリSiゲート層106
a,106cおよび106e、並びにn+形ソー
ス領域110aおよび110cに第1の層間絶縁
膜111に設けられたコンタクトホール113を
通して接続されている。115〔第3図Aおよび
Dに図示〕は、Al膜からなり、第1の層間絶縁
膜111の表面上に形成され、p+形ドレイン領
域109bおよび109d、並びにn+形ドレイ
ン領域110bおよび110dにコンタクトホー
ル113を通して接続されたドレイン接続配線膜
である。116〔第3図Aに図示)は、Al膜か
らなり、第1の層間絶縁膜111の表面上に形成
され、ポリSiゲート層105b,105d,10
6bおよび106dにコンタクトホール113を
通して接続されたゲート接続配線膜である。11
7〔第3図B,CおよびDに図示〕は、VDD配線
膜112、GND配線膜114、ドレイン接続配
線115およびゲート接続配線膜116の各表面
上と、第1の層間絶縁膜111の表面上とにわた
つて形成された第2の層間絶縁膜である。118
〔第3図A,CおよびDに図示〕は、Al膜からな
り、第2の層間絶縁膜117の表面上に形成さ
れ、ゲート接続配線膜116を第2の層間絶縁膜
117に設けられたスルーホール119を通して
第1図に示した入力端子4に対応する入力端子
(図示せず)に接続する入力配線膜である。12
0〔第3図A,CおよびDに図示〕は、Al膜か
らなり、第2の層間絶縁膜117の表面上に形成
され、ドレイン接続配線膜115を第2の層間絶
縁膜117に設けられたスルーホール119を通
して第1図に示した出力端子5に対応する出力端
子(図示せず)に接続する出力配線膜である。1
21〔第3図B,CおよびDに図示〕は、入力配
線膜118および出力配線膜120の各表面上
と、第2の層間絶縁膜117の表面上とにわたつ
て形成された保護用絶縁膜である。
この従来例では、VDD112に接続されたポリ
Siゲート層105a,105cおよび105eの
直下のn形ウエル領域101の部分がカツトオフ
状態になるので、第1図に示したp形MOST2
aに対応する上述の第1のp形MOSTと、第1
図に示したp形MOST2bに対応する上述の第
2のp形MOSTとが互いに電気的に分離される
とともにその他のp形MOSTとも分離される。
これと同様に、GND配線膜114に接続された
ポリSiゲート層106a,106cおよび106
eによつて、第1図に示したn形MOST3aに
対応する上述の第1のn形MOSTと、第1図に
示したn形MOST3bに対応する上述の第2の
n形MOSTとが互いに電気的に分離されるとと
もにその他のn形MOSTとも分離される。しか
も、ドレイン接続配線膜115によつて、上述の
第1のp形MOSTと上述の第1のn形MOSTと
が直列に接続されて第1図に示したCMOSイン
バータ素子1aに対応する第1のCMOSインバ
ータ素子が構成されるとともに、上述の第2のp
形MOSTと上述の第2のn形MOSTとが直列に
接続されて第1図に示したCMOSインバータ素
子1bに対応する第2のCMOSインバータ素子
が構成される。更に、これらの第1および第2の
CMOSインバータ素子が、VDD配線膜112、
GND配線膜114、ドレイン接続配線膜115
およびゲート接続配線膜116によつて、並列に
接続されて第1図に示した並列形CMOSインバ
ータ素子に対応するこの従来例の並列形CMOS
インバータ素子が構成される。
ところで、この従来例の並列形CMOSインバ
ータ素子では、上記第1および第2のCMOSイ
ンバータ素子の各単体の負荷駆動出力の2倍の負
荷駆動出力が得られるが、その構成面積が上記第
1および第2のCMOSインバータ素子の各単体
の構成面積の2倍になり、しかもその出力容量が
上記第1および第2のCMOSインバータ素子の
各単体の出力容量の2倍になつて伝搬遅延時間が
増大するという欠点があつた。
この発明は、上述の欠点に鑑みてなされたもの
で、互いに隣合つて並列に接続されるCMOSイ
ンバータ素子の相互間に分離することなく、それ
ぞれの同一電位になるドレイン領域およびソース
領域を共有させるように改良することによつて、
CMOSインバータ素子の並列個数倍の負荷駆動
出力を有するとともに、配線膜の接続箇所におけ
る断線を妨げ、しかも、素子構成面積および出力
容量をCMOSインバータ素子の並列個数倍より
小さくできるようにした並列形CMOSインバー
タ素子を有するマスタ・スライス方式のCMOS
ゲートハレーLSIを提供することを目的とする。
第4図は第2図に示したCMOSゲートアレー
LSIのマスタの内部ゲート形成部分に構成された
この発明の一実施例の並列形CMOSインバータ
素子を示す平面図である。なお、第4図では、図
面が複雑になるのを避けるために、フイールド絶
縁膜、層間絶縁膜および保護用絶縁膜の図示を省
略した。
図において、第3図に示した従来例と同一符号
は同等部分を示し、その説明は省略する。109
a〜109dは上記した従来例と同様に形成され
たp+形不純物拡散領域で、それぞれが配列され
た一方向と直交する他方向に沿つて配列される第
1及び第2の位置に位置するコンタクト用領域を
少なくとも有しているものである。
110a〜110dは上記した従来例と同様に
形成されたn+形不純物拡散領域で、それぞれが
上記他方向に沿つて配列される第1及び第2の位
置に位置するコンタクト用領域を少なくとも有し
ているものである。112は上記した従来例と同
様に形成されたAl膜からなるVDDは配線膜で、図
示から明らかな如くポリSiゲート層105a〜1
05e、106a〜106eの上に形成された第
1の層間絶縁膜(図示せず)に設けられた上記第
1の位置に位置するコンタクト用領域上にあるコ
ンタクトホール113を通してp+形ドレイン領
域109aおよび109cと電気的に接続されて
いる。114は上記した従来例と同様に形成され
たAl膜からなるGND配線膜で、第1の層間絶縁
膜に設けられた上記第1の位置に位置するコンタ
クト用領域上にあるコンタクトホール113を通
してn+形ドレイン領域110aおよび110c
電気的に接続されている。115aはAl膜から
なり、図示から明らかな如く第1の層間絶縁膜の
表面上に形成され、p+形ドレイン領域109b
における少なくとも上記第1及び第2の位置に位
置するコンタクト用領域上に配設されるととも
に、第1の層間絶縁膜に設けられた上記第2の位
置に位置するコンタクト用領域上にあるコンタク
トホール113を通してp+形ドレイン領域10
9bと電気的に接続されたドレイン接続配線膜、
115bはAl膜からなり、図示から明らかな如
く第1の層間絶縁膜の表面上に形成され、n+
ドレイン領域110bにおける少なくとも上記第
1及び第2の位置に位置するコンタクト用領域上
に配設されるとともに、上記第1の層間絶縁膜に
設けられた上記第2の位置に位置するコンタクト
用領域上にあるコンタクトホール113を通して
n+形ドレイン領域110bと電気的に接続され
たドレイン接続配線膜である。これらのドレイン
接続配線膜115aおよび115bは、その上に
形成された第2の層間絶縁膜(図示せず)上に設
けられた出力膜と第2の層間絶縁膜におけるp+
形ドレイン領域109b及びn+形ドレイン領域
110bの第1の位置に位置するコンタクト用領
域上に設けられたスルーホール119を通して電
気的に接続され、この出力膜とによつて出力配線
膜120を構成しているものである。116は
Al膜からなり、図示から明らかな如く第1の層
間絶縁膜の表面上に形成され、第1の層間絶縁膜
に設けられたコンタクトホール113を通してポ
リSiゲート層105bおよび105c並びにポリ
Siゲート層106bおよび106cと電気的に接
続されたゲート接続配線膜で、その上に形成され
た第2の層間絶縁膜上に設けられた入力膜と第2
の層間絶縁膜に設けられたスルーホール119を
通して電気的に接続され、この入力膜とによつて
入力配線膜118を構成しているものである。
なお、ポリSiゲート層105aおよび105d
は第1の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホー
ル113を通してVDD配線膜112に接続され、
これと同様に、ポリSiゲート層106aおよび1
06dは第1の層間絶縁膜に設けられたコンタク
トホール113を通してGND配線膜114に接
続されに接続されている。
この実施例においては、第1図に示いたp形
MOST2aに対応する第1のp形MOSTのソー
ス、ドレインおよびゲートはそれぞれp+形ソー
ス領域109a、p+形ドレイン領域109bお
よびポリSiゲート層105bで構成され、第1図
に示したp形MOST2bに対応する第2のp形
MOSTのソース、ドレインおよびゲートはそれ
ぞれp+形ソース領域109c、p+形ドレイン領
域109bおよびポリSiゲート層105cで構成
されている。これらの第1の第2およびp形
MOSTはp+形ドレイン領域109bを共有し、
これらのp形MOST以外のp形MOSTとはポリ
Siゲート層105aおよび105dによつて電気
的に分離されている。また、第1図に示したn形
MOST3aに対応する第1のn形MOSTのソー
ス、ドレインおよびゲートはそれぞれn+形ソー
ス領域110a、n+形ドレイン領域110bお
よびポリSiゲート層106bで構成され、第1図
に示したn形MSOT3bに対応する第2のn形
MOSTのソース、ドレインおよびゲートはそれ
ぞれn+形ソース領域110c、n+形ドレイン領
域110bおよびポリSiゲート層106cで構成
されている。これらの第1および第2のn形
MOSTはn+形ドレイン領域110bを共有し、
これらのn形MOST以外のn形MOSTとはポリ
Siゲート層106aおよび106dによつて電気
的に分離されている。なお、ドレイン接続配線膜
115aおよび115bとと出力膜とによつて構
成される出力配線膜120によつて、上記第1の
p形MOSTと上記第1のn形MOSTとが直列に
接続されて第1図に示したCMOSインバータ素
子1aに対応する第1のCMOSインバータ素子
が構成されるとともに、上記第2のp形MOST
と上記第2のn形MOSTとが直列に接続されて
第1図に示したCMOSインバータ素子1bに対
応する第2のCMOSインバータ素子が構成され
る。更に、これらの第1および第2のCMOSイ
ンバータ素子が、VDD配線膜112、GND配線膜
114、ドレイン領域109b,110bおよび
ゲート接続配線膜116によつて、並列に接続さ
れて、第1図に示した並列形CMOSインバータ
素子に対応するこの実施例の並列形CMOSイバ
ータ素子が構成される。
なお、P形MOSトラジスタが形成されるMOS
トランジスタ形成用区域109a,109b,1
09cは、チヤネル幅方向(第4図で上下方向)
に複数(この実施例では2つ)のコンタクト領域
が得られる幅を有している。この幅の中で1つの
コンタクト領域(図で上方の領域)ではスルーホ
ール113を介してp+形ソース領域109a,
109cとVDD配線膜112とが接続されると
ともに、スルーホール119を介して出力配線膜
120を構成するドレイン接続配線膜115aと
出力膜とが接続され、他の1つのコンタクト領域
(図で下方)では、スルーホール113を介して
p+形ドレイン領域109bとドレイン接続配線
膜115aとが接続されている。また、同様にn
形MOSトラジスタが形成されるMOSトランジス
タ形成用区域110a,110b,110cも、
チヤンネル幅方向に複数(2つ)のコンタクト領
域が得られる幅を有している。
このように構成されたこの実施例の並列形
CMOSインバータ素子では、上記第1および第
2のCMOSインバータ素子の各単体の負荷駆動
出力の2倍の負荷駆動出力を得ることができる。
しかも、上記第1および第2のp形MOSTがp+
形ドレイン領域109bを共有し上記第1および
第2のn形MOSTがn+形ドレイン領域110b
を共有しているので、この実施例の構成面積が、
第3図に示した従来例の構成面積の3/4に減少し、
更に、この実施例の出力容量が上記従来例の出力
容量の1/2に減少して伝搬遅延時間を減少させる
ことができる。さらに、p+形不純物拡散領域1
09a〜109d及びn+形不純物拡散領域11
0a〜110dはその配列方向である一方向と直
交する他方向に沿つて配列される第1及び第2の
位置に位置するコンタクト用領域を有し、p+
不純物拡散領域109b及びn+形不純物拡散領
域110bそれぞれにおける第1及び第2の位置
に位置するコンタクト用領域上に第1の層間絶縁
膜を介してそれぞれ出力配線膜120を構成する
ためのドレイン接続配線膜115a,115bを
設けているので、これら両ドレイン接続配線11
5a,115bを接続するための出力配線膜12
0を構成するための第2の層間絶縁膜上に形成さ
れた出力膜によつて上記一方向及び他方向の面積
の増大を防げ、しかも、さらに負荷駆動能力を有
する場合に3個以上のMOSトラジスタを並列接
続される場合にあつても、出力配線膜120によ
つて上記一方向及び他方向の面積の増大を防げる
ものである。しかも、出力配線膜120を、互い
に異なるレベルに設けらたドレイン接続配線膜1
15a,115bと出力膜とによつて構成し、し
かも、ドレイン接続配線膜115a,115bと
出力膜との電気的接続位置を、ドレイン接続配線
膜115a,115bがそれぞれ接続されるp+
形不純物拡散領域109a及びn+形不純物拡散
領域110aのコンタクト用領域とは、異なるコ
ンタクト用領域上にて行なつているので、ドレイ
ン接続配線膜115a,115bとp+形不純物
拡散領域109a及びn+形不純物拡散領域11
0aとの接続位置での断線、並びにドレイン接続
配線膜115a,115bと出力膜との接続位置
での断線が全くないものである。
なお、電気的接続位置での断線を防止するため
に、出力配線膜120を一層にすることも考えら
れるが、この場合、出力配線膜120と例えば第
1及び第2の電位電源側配線膜112,114と
が同じレベルの膜として形成されるので、これら
配線膜を交差して配置できなくなるため、負荷駆
動出力回路の占有面積が非常に大きなものとなつ
てしまうものである。
そこで、負荷駆動出力回路の占有面積を小さく
するという観点から、出力配線膜120と例えば
第1及び第2の電位電源側配線膜112,114
とが交差して配置できるように、出力配線膜12
0を上のレベルの膜として形成すると、出力配線
膜120とp+形不純物拡散領域109a及びn+
形不純物拡散領域110aとの電気的接続位置の
段差が大きくなり、出力配線膜120の電気的接
続位置での断線が生じてしまうものである。
要するに、上記した実施例にあつては、出力配
線膜120を構成する配線膜の電気的接続位置で
の断線を防止した上で、負荷駆動出力回路の占有
面積を小さくできているものである。
この実施例では、CMOSインバータ素子を2
個並列に接続した場合について述べたが、必ずし
もこれは2個に限定する必要がなく、3個以上で
あつてもよい。また、この実施例では、ポリSiゲ
ート層105aおよび105dを共にVDD配線膜
112に接続しポリSiゲート層106aおよび1
06dを共にGND配線膜114に接続した場合
について述べたが、この発明はポリSiゲート層1
05a〔またはポリSiゲート層105d〕および
ポリSiゲート層106a〔またはポリSiゲート層
106d〕をそれぞれVDD配線膜112および
GND配線膜114に接続することなく、p+形ソ
ース領域109a〔またはp+形ソース領域109
c〕およびn+形ソース領域110a〔またはn+
ソース領域110c〕を共有する別のCMOS論
理機能素子を設けた場合にも適用できる。
なお、これまで、p形Si基板を用いて構成され
たマスタ・スライス方式のCMOSゲートアレー
LSIを例にとり述べたが、この発明はこれに限ら
ず、n形Si基板を用いて構成されたマスタ・スラ
イス方式のCMOSゲートアレーLSIにも適用する
ことができる。
以上、説明したように、この発明のLSIでは、
CMOS論理インバータゲート素子を複数個並列
に接続した並列形CMOS論理インバータ素子を
構成するに当り、互いに隣合う上記CMOS論理
インバータゲート素子の相互間を電気的に分離す
ることなく、それぞれの同一電位になるドレイン
領域およびソース領域を共有させたもので、上記
並列形CMOS論理インバータゲート素子の負荷
駆動出力を上記CMOS論理インバータゲート素
子単体の負荷駆動出力の並列個数倍にしながら、
その素子構成面積および出力容量をそれぞれ上記
CMOS論理インバータゲート素子単体の構成面
積および出力容量の並列個数倍より小さくするこ
とが可能となり、伝搬遅延時間を減少させること
ができる。
また、MOSトラジスタが形成される区域がチ
ヤネル幅方向に複数のコンタクト領域が得られる
幅を有し、しかも、出力配線膜を、不純物拡散領
域における少なくとも第1及び第2の位置に位置
するコンタクト用領域上に配設される接続配線膜
と、この接続配線膜の上層に形成された層間絶縁
膜上に形成される出力膜とを有するとともに、接
続配線膜と出力膜とが、接続配線膜が接続される
不純物拡散領域におけるコンタクト領域とは、異
なる位置のコンタクト領域上において電気的接続
されているので、出力配線膜を構成する接続配線
膜と出力膜における電気的接続位置での段線を妨
げた上で、出力配線膜によるパターン面積の増大
を防げ、しかも、パターン面積を増加することな
く3個以上のMOSトランジスタの並列接続が容
易に可能となる。すなわち、例えば第4図で、
p+形ドレイン領域109bの下方のコンタクト
領域では、この領域を使用して横方向に伸びる配
線膜によつてp+形ドレイン領域109bと他の
p+形ドレイン領域109d等とを接続し、3つ
以上の並列構成のCMOSインバータ素子を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はCMOSインバータ素子を2個並列に
接続した並列形CMOSインバータ素子を示す等
価回路図、第2図Aはマスタ・スライス方式の
CMOSゲートアレーLSIの一例のマスタの内部ゲ
ート形成部分を示す平面図、第2図Bは第2図A
のB−B線での断面図、第3図Aは上記マス
タ・スライス式のCMOSゲートアレーLSIのマス
タの内部ゲート形成部分に構成された従来の並列
形CMOSインバータ素子を示す平面図、第3図
Bは第3図AのB−B線での断面図、第3図
Cは第3図AのC−C線での断面図、第3図
Dは第3図AのD−D線での断面図、第4図
は上記マスタ・スライス方式のCMOSゲートア
レーLSIのマスタの内部ゲート形成部分に構成さ
れたこの発明の一実施例の並列形CMOSインバ
ータ素子を示す平面図である。 図において、100はp形Si基板(第1伝導形
の半導体基板)、101はn形ウエル領域(第2
伝導形のウエル領域)、102はp形MOST形成
用区域(第1のMOSトラジスタ形成用区域)、1
03はn形MOST形成用区域(第2のMOSトラ
ンジスタ形成用区域)、105a,105b,1
05c,105dおよび105eはポリSiゲート
層(第1のゲート層)、106a,106b,1
06c,106dおよび106eはポリSiゲート
層(第2のゲート層)、107a,107b,1
07c,107dおよび107eはゲート絶縁膜
(第1のゲート絶縁膜)、108a,108b,1
08c,108dおよび108eはゲート絶縁膜
(第2のゲート絶縁膜)、109a,109b,1
09cおよび109dはp+形不純物拡散領域
(第1の不純物拡散領域)、110a,110b,
110cおよび110dはn+形不純物拡散領域
(第2の不純物拡散領域)、112はVDD配線膜
(正電位電源側配線膜)、114はGND配線膜
(負電位電源側配線膜)、118は入力配線膜、1
20は出力配線膜である。なお、図中同一符号は
それぞれ同一もしくは相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1伝導形の半導体基板、 この半導体基板の主面に形成された第2伝導形
    のウエル領域、 このウエル領域の主面上に、一方向に沿つて隣
    接同志間に所定間隔をもつて並列に配置され、そ
    れぞれがゲート絶縁膜を介して形成されたm個
    (mは2以上の正の整数)の第1のゲート電極層、 これらm個の第1のゲート電極層の隣接同志間
    及び上記一方向の両外側における上記ウエル領域
    の主面に形成され、それぞれが上記一方向と直交
    する他方向に沿つて配列される少なくとも第1及
    び第2の位置に位置するコンタクト用領域を有し
    た(m+1)個の第1伝導形の第1不純物拡散領
    域、 上記半導体基板の主面上に、一方向に沿つて隣
    接同志間に所定間隔をもつて並列に配置され、そ
    れぞれが上記第1のゲート電極層と対をなして対
    向配置されるとともにゲート絶縁膜を介して形成
    されたm個の第2のゲート電極層、 これらm個の第2のゲート電極層の隣接同志間
    及び上記一方向の両外側における上記半導体基板
    の主面に形成され、それぞれが上記他方向に沿つ
    て配列される少なくとも第1及び第2の位置に位
    置するコンタクト用領域を有した(m+1)個の
    第2伝導形の第2不純物拡散領域を備え、 上記第1及び第2のゲート電極層の上層に形成
    された層間絶縁膜上に形成され、上記m個の第1
    のゲート電極層のうちの連続して配置されたh個
    (h≦m、hは2以上の正の整数)の第1のゲー
    ト電極層とこれらh個の第1のゲート電極層に対
    向配置されたh個の第2のゲート電極層とを電気
    的に接続する入力配線膜と、 上記第1及び第2のゲート電極層の上層に形成
    された層間絶縁膜上に形成され、上記h個の第1
    のゲート電極層の隣接同志間及び上記一方向の両
    外側に配置された(h+1)個の第1不純物拡散
    領域の奇数番目の第1不純物拡散領域における上
    記第1の位置に位置するコンタクト用領域と電気
    的に接続された第1電位電源側配線膜と、 上記第1及び第2のゲート電極層の上層に形成
    された層間絶縁膜上に形成され、上記h個の第2
    のゲート電極層の隣接同志間及び上記一方向の両
    外側に配置された(h+1)個の第2不純物拡散
    領域の奇数番目の第2不純物拡散領域における上
    記第1の位置に位置するコンタクト用領域と電気
    的に接続された第2電位電源側配線膜と、 上記第1及び第2のゲート電極層の上層に形成
    された層間絶縁膜上に形成され、上記(h+1)
    個の第1不純物拡散領域の偶数番目の第1不純物
    拡散領域における少なくとも上記第1及び第2の
    位置に位置するコンタクト用領域上に配設される
    とともに上記第1及び第2の位置に位置するコン
    タクト用領域の一方の領域と電気的に接続される
    第1の接続配線膜と、上記第1及び第2のゲート
    電極層の上層に形成された層間絶縁膜上に形成さ
    れ、上記(h+1)個の第2不純物拡散領域の偶
    数番目の第2不純物拡散領域における少なくとも
    上記第1及び第2の位置に位置するコンタクト用
    領域上に配設されるとともに上記第1及び第2の
    位置に位置するコンタクト用領域の一方の領域と
    電気的に接続される第2の接続配線膜と、これら
    第1及び第2の接続配線膜の上層に形成された層
    間絶縁膜上に形成され、上記第1の接続配線膜が
    接続された上記第1不純物拡散領域のコンタクト
    用領域と異なる位置の第1不純物拡散領域のコン
    タクト用領域上において上記第1の接続配線膜と
    電気的に接続されるとともに上記第2の接続配線
    膜が接続された上記第2不純物拡散領域のコンタ
    クト用領域と異なる位置の第2不純物拡散領域の
    コンタクト用領域上において上記第2の接続配線
    膜と電気的に接続される出力膜とを有した出力配
    線膜と、 上記h個の第1のゲート電極層と、上記(h+
    1)個の第1不純物拡散領域と、上記h個の第2
    のゲート電極層と、上記(h+1)個の第2不純
    物拡散領域とによつて構成される。CMOSイン
    バータ素子をh個並列接続した負荷駆動出力回路
    を設けたことを特徴とする大規模半導体集積回路
    装置。 2 負荷駆動出力回路を構成する一端に位置する
    第1不純物拡散領域及びこの第1不純物拡散領域
    と対向する第2不純物拡散領域は、この負荷駆動
    出力回路とは別の回路を構成するためのCMOS
    インバータ素子の第1不純物拡散領域及び第2不
    純物拡散領域と供用されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の大規模半導体集積回
    路装置。 3 出力配線膜の第1及び第2の接続配線膜と第
    1電位電源側配線膜と第2電位電源側配線膜とは
    同じレベルの層に形成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の大規
    模半導体集積回路装置。 4 入力配線膜は、第1及び第2のゲート電極層
    の上層に形成された層間絶縁膜上に形成され、上
    記h個の第1のゲート電極層とh個の第2のゲー
    ト電極層とを電気的に接続する接続配線膜とこの
    接続配線膜の上層に形成された入力膜とを有した
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第
    3項のいずれかに記載の大規模半導体集積回路装
    置。 5 入力配線膜の接続配線膜と出力配線膜の第1
    及び第2の接続配線膜とは同じレベルの層に形成
    され、入力配線膜の入力膜と出力配線膜の出力膜
    とは同じレベルの層に形成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第4項記載の大規模半導体
    集積回路装置。
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