JPH0527981B2 - - Google Patents
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- JPH0527981B2 JPH0527981B2 JP59135410A JP13541084A JPH0527981B2 JP H0527981 B2 JPH0527981 B2 JP H0527981B2 JP 59135410 A JP59135410 A JP 59135410A JP 13541084 A JP13541084 A JP 13541084A JP H0527981 B2 JPH0527981 B2 JP H0527981B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- cell
- cells
- power supply
- pattern
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices 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
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0207—Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S257/00—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
- Y10S257/923—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with means to optimize electrical conductor current carrying capacity, e.g. particular conductor aspect ratio
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- Power Engineering (AREA)
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路装置及びその製造方
法、特に大規模集積回路装置の集積度の向上に好
適な、いわゆるスタンダードセル方式による回路
セル配置の改善に関する。
法、特に大規模集積回路装置の集積度の向上に好
適な、いわゆるスタンダードセル方式による回路
セル配置の改善に関する。
大規模半導体集積回路装置(以下LSIと略称す
る)の進歩と、これを用いるシステムの拡大と多
様化の速度がますます高まつているが、システム
の論理回路部分をどの様にLSI化するかという問
題は、それがシステムのハードウエアの性能、価
格の最も基本的な部分を決定し、また、そのフイ
ードバツクとしてシステム全体の性能に対しても
大きな影響力をもつために、従来からシステム設
計上の重大関心事であつた。
る)の進歩と、これを用いるシステムの拡大と多
様化の速度がますます高まつているが、システム
の論理回路部分をどの様にLSI化するかという問
題は、それがシステムのハードウエアの性能、価
格の最も基本的な部分を決定し、また、そのフイ
ードバツクとしてシステム全体の性能に対しても
大きな影響力をもつために、従来からシステム設
計上の重大関心事であつた。
システムの多様化、開発期間の短縮及び経済性
の向上などの制約条件の下で、より高度のLSI化
を実現するために、論理回路をカスタムLSI化す
る手段として、ゲートアレイ方式、スタンダード
セル方式などが導入されている。
の向上などの制約条件の下で、より高度のLSI化
を実現するために、論理回路をカスタムLSI化す
る手段として、ゲートアレイ方式、スタンダード
セル方式などが導入されている。
ゲートアレイ方式はシリコンウエハーをバルク
パターン(回路セルを構成するトランジスタ素子
の拡散領域等)形成済の状態でストツクし、これ
に顧客の要求に応じた回路接続を行なつてLSIを
完成する方法であつて、カストマイズするマスク
の層数はLSI製造に使用するマスク総数の1/3程
度である。
パターン(回路セルを構成するトランジスタ素子
の拡散領域等)形成済の状態でストツクし、これ
に顧客の要求に応じた回路接続を行なつてLSIを
完成する方法であつて、カストマイズするマスク
の層数はLSI製造に使用するマスク総数の1/3程
度である。
スタンダードセル方式は、論理回路の構成に必
要な例えばナンド(NAND)、ノア(NOR)、イ
ンバータ或いはフリツプ・フロツプ等の単位回路
のパターンを予め設計し、ライブラリとして登録
してこれをセルと呼ぶ。チツプ全体の設計は顧客
の機能要求に応じて、このセルを単位として配置
及び配線をCAD(Computer Aided Design)法
によつて実施するものであつて、マスクの全層が
カストマイズされる。
要な例えばナンド(NAND)、ノア(NOR)、イ
ンバータ或いはフリツプ・フロツプ等の単位回路
のパターンを予め設計し、ライブラリとして登録
してこれをセルと呼ぶ。チツプ全体の設計は顧客
の機能要求に応じて、このセルを単位として配置
及び配線をCAD(Computer Aided Design)法
によつて実施するものであつて、マスクの全層が
カストマイズされる。
スタンダードセル方式の利点は、(イ)チツプ設計
者が配慮すべきパターン情報や電気的特性の情報
が従来の純カスタム設計に比べて極めて少なくな
ること、それと同時にこれらの情報がCADにの
り易い形に整理されてライブラリ化されているの
で、LSIチツプ全体の設計がよい制御性をもつて
遂行できること。(ロ)前記の利点と関連してチツプ
設計のエラーを防止しやすいこと。(ハ)ゲートアレ
イ方式に比べてチツプ面積の使用効率が大きくな
ること。などである。
者が配慮すべきパターン情報や電気的特性の情報
が従来の純カスタム設計に比べて極めて少なくな
ること、それと同時にこれらの情報がCADにの
り易い形に整理されてライブラリ化されているの
で、LSIチツプ全体の設計がよい制御性をもつて
遂行できること。(ロ)前記の利点と関連してチツプ
設計のエラーを防止しやすいこと。(ハ)ゲートアレ
イ方式に比べてチツプ面積の使用効率が大きくな
ること。などである。
この様にスタンダードセル方式は自由度が大き
く、しかも回路素子設計の専門的知識を必要とし
ないLSI設計作業の実現の可能性と開発リスクの
分散など、従来のLSI化の隘路の解消手段として
期待されており、この様な利点を一層有効に活用
するために集積度の従来以上の増大が要望されて
いる。
く、しかも回路素子設計の専門的知識を必要とし
ないLSI設計作業の実現の可能性と開発リスクの
分散など、従来のLSI化の隘路の解消手段として
期待されており、この様な利点を一層有効に活用
するために集積度の従来以上の増大が要望されて
いる。
先に述べた如くスタンダードセル方式では、ゲ
ートその他の単位回路のパターンを予め設計した
セルを標準化したライブラリとして準備する。
ートその他の単位回路のパターンを予め設計した
セルを標準化したライブラリとして準備する。
第4図aはセルの一例として、相補型MOS電
界効果トランジスタ(以下、C MOS FETと
略称する)を用いた2入力NANDゲートの完成
パターンを示し、同図bはその等価回路図であ
る。
界効果トランジスタ(以下、C MOS FETと
略称する)を用いた2入力NANDゲートの完成
パターンを示し、同図bはその等価回路図であ
る。
図に示す如く、セルの輪郭を定めるセル枠を破
線で示す如く想定して、セルを構成する各素子は
セル枠内に、各ノード(接続点)はセル枠上に位
置させる。図に示した例においては、斜線で示し
たパターンはアルミニウム(Al)配線で、BVDD
は正電位の電源ライン、BVSSは接地電位の電源ラ
インであり、また1及び2は入力配線及びゲー
ト電極で不純物拡散層からなる。なおOTは出力
ノードを示す。
線で示す如く想定して、セルを構成する各素子は
セル枠内に、各ノード(接続点)はセル枠上に位
置させる。図に示した例においては、斜線で示し
たパターンはアルミニウム(Al)配線で、BVDD
は正電位の電源ライン、BVSSは接地電位の電源ラ
インであり、また1及び2は入力配線及びゲー
ト電極で不純物拡散層からなる。なおOTは出力
ノードを示す。
各セルの前記例の如き完成パターンを形成する
ために必要な、拡散、配線等の各プロセス毎のマ
スクパターンが設計されて、セル枠が同一である
一揃いのマスクパターン情報としてライブラリに
登録される。
ために必要な、拡散、配線等の各プロセス毎のマ
スクパターンが設計されて、セル枠が同一である
一揃いのマスクパターン情報としてライブラリに
登録される。
LSIチツプの設計段階では、設計者はセル内の
パターンにまでは遡及せず、セルの名称でこれを
選択して配置を決定すれば、所要のパターンを計
算機出力として得ることができる。
パターンにまでは遡及せず、セルの名称でこれを
選択して配置を決定すれば、所要のパターンを計
算機出力として得ることができる。
従来の製造方法ではセルの配置設計に際して、
第5図に例示する如く隣接するセルのセル枠(図
中破線で示す)を合致させている。本従来例のセ
ル1は3入力NAND、セル2は4入力NANDゲ
ートであつて、パターンの内容は前記2入力
NANDゲートと同様であるが、両セルで同等の
機能を有する電源配線接続領域(電源端子部と略
称する)1及び2(破斜線で示す)のパターン形
状がそれぞれ独自に設計されている。
第5図に例示する如く隣接するセルのセル枠(図
中破線で示す)を合致させている。本従来例のセ
ル1は3入力NAND、セル2は4入力NANDゲ
ートであつて、パターンの内容は前記2入力
NANDゲートと同様であるが、両セルで同等の
機能を有する電源配線接続領域(電源端子部と略
称する)1及び2(破斜線で示す)のパターン形
状がそれぞれ独自に設計されている。
以上説明した如き手段によつて行なうスタンダ
ードセル方式のLSI設計は、先に述べた如き利点
によつてその適用が次第に拡大されているが、こ
れによつて得られる集積度は、特定機能方式と呼
ばれるトランジスタ等の素子を単位として配置配
線設計を行なう方法には及ばず、スタンダードセ
ル方式の利点を保持して集積度を従来より高める
セル配置を有する半導体集積回路装置及びその製
造方法が要望されている。
ードセル方式のLSI設計は、先に述べた如き利点
によつてその適用が次第に拡大されているが、こ
れによつて得られる集積度は、特定機能方式と呼
ばれるトランジスタ等の素子を単位として配置配
線設計を行なう方法には及ばず、スタンダードセ
ル方式の利点を保持して集積度を従来より高める
セル配置を有する半導体集積回路装置及びその製
造方法が要望されている。
前記問題点は、少なくとも2種類の回路セルが
配列されてなり、それぞれの種類の回路セルは所
定の素子集合を構成するバルクパターンを有し、
該バルクパターンは該回路セルの側辺に1対の電
源配線接続領域を有し、前記回路セルの一部は隣
りあう回路セルと前記電源配線接続領域を共有し
ている本発明による半導体集積回路装置によつて
解決される。
配列されてなり、それぞれの種類の回路セルは所
定の素子集合を構成するバルクパターンを有し、
該バルクパターンは該回路セルの側辺に1対の電
源配線接続領域を有し、前記回路セルの一部は隣
りあう回路セルと前記電源配線接続領域を共有し
ている本発明による半導体集積回路装置によつて
解決される。
また該半導体集積回路装置は、予め登録された
複数種類の回路セルを仮想的に配置して所望の回
路を構成する第1の工程と、該回路を実パターン
として半導体チツプ上に形成する第2の工程とを
含み、前記回路セル内の電源配線接続領域のパタ
ーンは各回路セルについて共通とし、前記第1の
工程で少なくとも2つの回路セルの電源配線接続
領域が隣りあう配置が生じたときには、隣りあう
回路セルの電源配線接続領域のパターンをオーバ
ーラツプさせる処理を行ない、前記実パターン上
では隣りあう回路セルに電源配線接続領域を共有
せしめる本発明による半導体集積回路装置の製造
方法によつて実現される。
複数種類の回路セルを仮想的に配置して所望の回
路を構成する第1の工程と、該回路を実パターン
として半導体チツプ上に形成する第2の工程とを
含み、前記回路セル内の電源配線接続領域のパタ
ーンは各回路セルについて共通とし、前記第1の
工程で少なくとも2つの回路セルの電源配線接続
領域が隣りあう配置が生じたときには、隣りあう
回路セルの電源配線接続領域のパターンをオーバ
ーラツプさせる処理を行ない、前記実パターン上
では隣りあう回路セルに電源配線接続領域を共有
せしめる本発明による半導体集積回路装置の製造
方法によつて実現される。
本発明によれば、隣接する異種のセル相互間で
電源配線接続領域を共有するように、隣接するセ
ルのセル枠をその側辺近傍で部分的に重ね合わせ
ることによつて基板使用面積を減少し、集積度を
増大する。ただしこの電源配線接続領域を共有す
るセルは、その機能が相互に異なつてもよく、ま
た例えば相互のパターンを反転した構造の同一機
能を有するセルでもよい。
電源配線接続領域を共有するように、隣接するセ
ルのセル枠をその側辺近傍で部分的に重ね合わせ
ることによつて基板使用面積を減少し、集積度を
増大する。ただしこの電源配線接続領域を共有す
るセルは、その機能が相互に異なつてもよく、ま
た例えば相互のパターンを反転した構造の同一機
能を有するセルでもよい。
電源配線接続領域はトランジスタ等の各素子
に、非接地又は接地の電源電位を接続、印加する
領域であるが、セル上を横断するバスラインとの
接続以外に、トランジスタ素子のソース・ドレイ
ン領域等の接続、半導体基板等との接続を行うた
めのパターン等が含まれ、通常その機能を害する
ことなく前記の共有が可能である。
に、非接地又は接地の電源電位を接続、印加する
領域であるが、セル上を横断するバスラインとの
接続以外に、トランジスタ素子のソース・ドレイ
ン領域等の接続、半導体基板等との接続を行うた
めのパターン等が含まれ、通常その機能を害する
ことなく前記の共有が可能である。
本発明によれば、各セルのパターン設計の際
に、この様な電源端子部のパターンを標準化して
前記重ね合わせを可能とし、かつこのパターン領
域を表示する情報をセルの情報に付加しておく。
に、この様な電源端子部のパターンを標準化して
前記重ね合わせを可能とし、かつこのパターン領
域を表示する情報をセルの情報に付加しておく。
LSIチツプの際には、選択されたセルについて
重ね合せ可能な領域を表示する情報を用い、必要
ならばパターンの反転等の操作を加えて、この重
ね合せ可能な領域の部分を重畳してセルを配置す
る。
重ね合せ可能な領域を表示する情報を用い、必要
ならばパターンの反転等の操作を加えて、この重
ね合せ可能な領域の部分を重畳してセルを配置す
る。
以下、本発明を実施例により図面を参照して具
体的に説明する。
体的に説明する。
第1図は先に第5図に示した従来例に相当する
本発明の実施例を示し、セル1は3入力NAND、
セル2は4入力NANDゲートであるが、セル1
とセル2とは図に示す如く部分的に重ね合わせて
配置されている。
本発明の実施例を示し、セル1は3入力NAND、
セル2は4入力NANDゲートであるが、セル1
とセル2とは図に示す如く部分的に重ね合わせて
配置されている。
この重ね合わされた領域は、電源VDD及びVSS
を半導体基板等に接続する電源端子部1及び2で
あつて、隣接するセル相互間で共有しても機能上
の支障はない。
を半導体基板等に接続する電源端子部1及び2で
あつて、隣接するセル相互間で共有しても機能上
の支障はない。
先に第5図に示した従来例においては、この電
源端子部のパターン形状がセル1とセル2とで統
一されていないのに対して、本発明では異種セル
間に共通する標準化されたパターンとして重ね合
わせを可能とし、かつ、この電源端子部を表示す
る情報をパターン情報に付加してライブラリに予
め登録している。
源端子部のパターン形状がセル1とセル2とで統
一されていないのに対して、本発明では異種セル
間に共通する標準化されたパターンとして重ね合
わせを可能とし、かつ、この電源端子部を表示す
る情報をパターン情報に付加してライブラリに予
め登録している。
前記セル2個を隣接して配置する場合に、この
標準化された電源端子部を重ね合わせるが、この
処理は従来のスタンダードセル方式の手法と同様
に、セル内部のパターンに遡ることなく実施する
ことができる。
標準化された電源端子部を重ね合わせるが、この
処理は従来のスタンダードセル方式の手法と同様
に、セル内部のパターンに遡ることなく実施する
ことができる。
また、第2図aに実線で示した図形は本発明に
用いるC MOSインバータセルの完成パターン
の一例を示し、実斜線で示したパターンはAl配
線で、BVDDは正電位の電源ライン、BVSSは接地電
位の電源ライン、GAはゲート電極及び配線、OT
は出力ノードを示す。
用いるC MOSインバータセルの完成パターン
の一例を示し、実斜線で示したパターンはAl配
線で、BVDDは正電位の電源ライン、BVSSは接地電
位の電源ライン、GAはゲート電極及び配線、OT
は出力ノードを示す。
前記セル2個を隣接して配置する場合に、本発
明によれば第2図bに示す如く一方のセルを反転
して、図aに破斜線で示す電源端子部1及び2を
重ね合わせて配置する。
明によれば第2図bに示す如く一方のセルを反転
して、図aに破斜線で示す電源端子部1及び2を
重ね合わせて配置する。
以上説明した如く隣接するセル相互間で電源端
子部を共有することによつて、第1図と第5図と
の比較により、或いは第2図bと同図aに破線で
付記した従来の配置との比較により明らかである
様に、ウエハ使用面積の削減が実現される。
子部を共有することによつて、第1図と第5図と
の比較により、或いは第2図bと同図aに破線で
付記した従来の配置との比較により明らかである
様に、ウエハ使用面積の削減が実現される。
また、第3図は本発明の他の実施例を示す平面
図である。本実施例において、セル3はインバー
タ、セル4は2入力NAND、セル5は2入力
NORセル6は3入力NANDであつて、セル3と
セル4、並びにセル5とセル6が前記実施例と同
様に、電源端子部を共有している。
図である。本実施例において、セル3はインバー
タ、セル4は2入力NAND、セル5は2入力
NORセル6は3入力NANDであつて、セル3と
セル4、並びにセル5とセル6が前記実施例と同
様に、電源端子部を共有している。
本実施例の如く機能が異なるセルが隣接する場
合においても、本発明を適用してウエハ使用面積
を削減することができる。
合においても、本発明を適用してウエハ使用面積
を削減することができる。
また前記各実施例においては、C MOS
FETを素子とするセルを対象としているが、電
源電位の供給はトランジスタ素子の構造の如何を
問わず半導体集積回路装置に共通することから、
本発明は任意の構造のトランジスタ素子等を有す
る半導体集積回路装置のスタンダードセル方式の
設計に適用することができる。
FETを素子とするセルを対象としているが、電
源電位の供給はトランジスタ素子の構造の如何を
問わず半導体集積回路装置に共通することから、
本発明は任意の構造のトランジスタ素子等を有す
る半導体集積回路装置のスタンダードセル方式の
設計に適用することができる。
以上説明した如く本発明によればスタンダード
セル方式の特徴を損なうことなく、かつパターン
寸法の縮少とは異なつて製造プロセス上の負担を
増加することなく、ウエハ使用面積を削減するこ
とが可能であつて、半導体集積回路装置、特に論
理回路装置の集積度向上に大きい効果が得られ
る。
セル方式の特徴を損なうことなく、かつパターン
寸法の縮少とは異なつて製造プロセス上の負担を
増加することなく、ウエハ使用面積を削減するこ
とが可能であつて、半導体集積回路装置、特に論
理回路装置の集積度向上に大きい効果が得られ
る。
第1図乃至第3図は本発明の実施例を示す平面
図、第4図はセルの例を示す平面図及びその等価
回路図、第5図はセル配置の従来例を示す平面図
である。 図において、VVDDは正電位の電源ライン、BVSS
は接地電位の電源ライン、1,2,3及び4
は入力ノード、OTは出力ノード、GAはゲート電
極及び配線、1及び2は重ね合わせを行なう電源
端子部を示す。
図、第4図はセルの例を示す平面図及びその等価
回路図、第5図はセル配置の従来例を示す平面図
である。 図において、VVDDは正電位の電源ライン、BVSS
は接地電位の電源ライン、1,2,3及び4
は入力ノード、OTは出力ノード、GAはゲート電
極及び配線、1及び2は重ね合わせを行なう電源
端子部を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも2種類の回路セルが配列されてな
り、それぞれの種類の回路セルは所定の素子集合
を構成するバルクパターンを有し、該バルクパタ
ーンは該回路セルの側辺に1対の電源配線接続領
域を有し、少なくとも前記回路セルの一部は隣り
あう回路セルと前記電源配線接続領域を共有して
いることを特徴とする半導体集積回路装置。 2 予め登録された複数種類の回路セルを仮想的
に配置して所望の回路を構成する第1の工程と、
該回路を実パターンとして半導体チツプ上に形成
する第2の工程とを含み、前記回路セル内の電源
配線接続領域のパターンは各回路セルについて共
通とし、前記第1の工程で少なくとも2つの回路
セルの電源配線接続領域が隣りあう配置が生じた
ときには、隣りあう回路セルの電源配線接続領域
のパターンをオーバーラツプさせる処理を行な
い、前記実パターン上では隣りあう回路セルに電
源配線接続領域を共有せしめることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59135410A JPS6114734A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
KR1019850004145A KR900000202B1 (ko) | 1984-06-29 | 1985-06-12 | 반도체 집적회로 및 그 회로 패턴 설계방법 |
US06/748,599 US4701778A (en) | 1984-06-29 | 1985-06-25 | Semiconductor integrated circuit having overlapping circuit cells and method for designing circuit pattern therefor |
CA000485482A CA1219380A (en) | 1984-06-29 | 1985-06-27 | Semiconductor integrated circuit and a method for designing circuit pattern therefor |
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