JPH0529552A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH0529552A
JPH0529552A JP3178242A JP17824291A JPH0529552A JP H0529552 A JPH0529552 A JP H0529552A JP 3178242 A JP3178242 A JP 3178242A JP 17824291 A JP17824291 A JP 17824291A JP H0529552 A JPH0529552 A JP H0529552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
field effect
pads
circuit
gaas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3178242A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terumi Matsui
輝美 松井
Hiroyuki Onodera
裕幸 小野寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0529552A publication Critical patent/JPH0529552A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the difference between drain currents flowing between the sources and drains of field effect transistors connected to pads for power supply by changing the distances between the sources and gates of the transistors by means of the connecting positions of the transistors so that the distances can become longer as going toward the pads for power supply. CONSTITUTION:A plurality of field effect transistors 22b and 24b connected to wiring electrodes 5 and 6 which in turn are connected to pads 8a and 8b for power supply are incorporated in a semiconductor device provided with a logic circuit. The distance between the gate and source of the transistor 22b which is connected to the electrodes 5 and 6 at positions nearer to the pads 8a and 8b is made longer than that of the transistor 24b connected to the electrodes 5 and 6 at positions farther from the pads 8a and 8b. Therefore, even when a plurality of field effect transistors 22b and 24b are connected to the same wiring electrodes 5 and 6, the difference between drain currents flowing to the sources and drains of the transistors 22b and 24b becomes smaller and the fluctuation of the operating voltage can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、よ
り詳しくは、同一の電源に接続される複数の電界効果ト
ランジスタより構成される論理回路を有する半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a logic circuit composed of a plurality of field effect transistors connected to the same power source.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaAs FETは高速かつ低消費電力、高集積
化という特徴から、論理回路にはDCFL(direct cou
pled FET logic)回路を適用している。
2. Description of the Related Art GaAs FETs are characterized by high speed, low power consumption, and high integration, and therefore DCFL (direct cou
pled FET logic) circuit is applied.

【0003】DCFL回路として、例えば図2(a) に示
すように、ディプレッションGaAs FET2a,3aとエン
ハンスメントGaAs FET2b,3bを直列接続してなるイ
ンバータ2,3を複数段直結して構成されたものを考え
る。このような回路を含む半導体チップ7の上面は図2
(b) に示すようになる。
As a DCFL circuit, for example, as shown in FIG. 2 (a), an inverter 2, 3 composed of depletion GaAs FETs 2a, 3a and enhancement GaAs FETs 2b, 3b connected in series is directly connected in a plurality of stages. Think The upper surface of the semiconductor chip 7 including such a circuit is shown in FIG.
It becomes as shown in (b).

【0004】また、その半導体チップに形成される複数
のエンハンスメントGaAs FETは、図3(a) に示すような
半絶縁性GaAs基板31上層部のn-GaAs活性層32の上面
にショットキー接合されるゲート電極33と、その両側
でオーミック接合されるソース電極34及びドレイン電
極35とによって構成されており、ソース・ゲート間の
距離は全のエンハンスメントGaAs FETで同一になってい
る。
A plurality of enhancement GaAs FETs formed on the semiconductor chip are Schottky bonded to the upper surface of the n-GaAs active layer 32 in the upper layer of the semi-insulating GaAs substrate 31 as shown in FIG. 3 (a). The gate electrode 33 and the source electrode 34 and the drain electrode 35, which are ohmic-joined on both sides thereof, have the same distance between the source and the gate in all enhancement GaAs FETs.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このDCFL
回路は、増幅度が大きい反面、ノイズマージンが小さい
ために、半導体集積回路においては、図2(b) に示すよ
うに半導体チップ7上面の電源用パッド8a,8bに近
いものと遠いものとを比べると、電極パッド8a,8b
に接続される配線抵抗の電圧降下によって、それらのス
イッチング用のエンハンスメントGaAs FET2b,3bの
ドレイン電流が相違し、その動作電圧が変わることにな
る(図3(b))。
However, this DCFL
The circuit has a large amplification factor but a small noise margin. Therefore, in the semiconductor integrated circuit, as shown in FIG. By comparison, the electrode pads 8a and 8b
The drain currents of the enhancement GaAs FETs 2b and 3b for switching are different due to the voltage drop of the wiring resistance connected to, and the operating voltage changes (FIG. 3 (b)).

【0006】このため中心部と周辺部のセル同士で信号
のやりとりがある場合に、半導体集積回路の論理閾値が
変化して動作エラーが発生し易いといった問題がある。
これに対して、電源配線の幅を広げたり、厚みを増すこ
とにより抵抗の低減を図ることも可能であるが、それも
レイアウト的、プロセス的に制約がある。
Therefore, when signals are exchanged between the cells in the central portion and the peripheral portions, there is a problem that the logic threshold value of the semiconductor integrated circuit changes and an operation error is likely to occur.
On the other hand, it is possible to reduce the resistance by widening the width of the power supply wiring or increasing the thickness thereof, but this is also restricted in terms of layout and process.

【0007】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、配線電圧の電圧降下によるトランジスタ
の論理閾値の差を減少することができる半導体装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing a difference in logic threshold value of a transistor due to a voltage drop of a wiring voltage.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1、
2に例示するように、電源供給用パッド8a,8bに接
続された配線電極5,6に繋がる複数の電界効果トラン
ジスタ22b,24bを有する半導体集積回路装置におい
て、前記配線電極5,6の前記電源供給用パッド8a,
8bに近い位置に接続される前記電界効果トランジスタ
22bのゲート・ソース間の距離を、前記電源供給用パッ
ド8a,8bから遠い位置に接続される前記電界効果ト
ランジスタ24bのゲート・ソース間距離よりも大きくし
ていることを特徴とする半導体集積回路装置によって達
成する。
[Means for Solving the Problems]
In a semiconductor integrated circuit device having a plurality of field effect transistors 22b and 24b connected to the wiring electrodes 5 and 6 connected to the power supply pads 8a and 8b, as shown in FIG. Supply pad 8a,
The field effect transistor connected to a position near 8b
The semiconductor integrated circuit is characterized in that the gate-source distance of 22b is made larger than the gate-source distance of the field effect transistor 24b connected to a position far from the power supply pads 8a, 8b. Achieved by the device.

【0009】[0009]

【作 用】本発明によれば、電源供給用パッド8a,8
bに接続される電界効果トランジスタ22b,24bの接続
位置によってソース・ゲート間距離を変え、電源供給用
パッド8a,8bに近いほど広くなるようにしている。
[Operation] According to the present invention, power supply pads 8a, 8
The distance between the source and the gate is changed depending on the connection position of the field effect transistors 22b and 24b connected to b so that the distance becomes wider toward the power supply pads 8a and 8b.

【0010】これにより、同一の配線電極5,6に複数
の電界効果トランジスタ22b,24bを接続してもそれら
のソース・ドレイン間に流れるドレイン電流の差は少な
くなり、動作電圧の変動が抑制される。
As a result, even if a plurality of field effect transistors 22b and 24b are connected to the same wiring electrode 5 and 6, the difference between the drain currents flowing between the source and drain thereof is reduced, and fluctuations in operating voltage are suppressed. It

【0011】したがって、電源用配線電極5,6による
電圧降下を電界効果トランジスタ22b,24b自体により
補償することになり、論理閾値が等しくなって動作エラ
ーが少なくなり、半導体集積回路の安定が図れる。
Therefore, the voltage drop due to the power supply wiring electrodes 5 and 6 is compensated by the field effect transistors 22b and 24b themselves, the logic thresholds are equalized, the operation error is reduced, and the semiconductor integrated circuit can be stabilized.

【0012】[0012]

【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図2は、半導体集積回路装置のDCFL
回路の一部を示す回路図と、半導体集積回路装置の平面
図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a DCFL of a semiconductor integrated circuit device.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of a circuit and a plan view of a semiconductor integrated circuit device.

【0013】図2(a) において符号1は、2つのインバ
ーター2,3を直結したバッファ回路で、その出力端
は、NOR回路4の入力端の一つに直結している。そし
て、バッファ回路1とNOR回路4は、同一の電源供給
用の配線電極5,6に並列に接続されている。
In FIG. 2A, reference numeral 1 is a buffer circuit in which two inverters 2 and 3 are directly connected, and the output terminal thereof is directly connected to one of the input terminals of the NOR circuit 4. The buffer circuit 1 and the NOR circuit 4 are connected in parallel to the same wiring electrodes 5 and 6 for power supply.

【0014】各インバータ2,3は、ディプレッション
GaAs FET2a,3aのソースをエンハンスメントGaAs F
ET2b,3bのドレインに接続したものである。また、
NOR回路4は、並列に接続した2個のエンハンスメン
トGaAs FET4bのドレインをディプレッションGaAsFET
4aのソースに接続したものである。
Each inverter 2, 3 has a depletion
Source enhancement of GaAs FETs 2a and 3a GaAs F
It is connected to the drains of ETs 2b and 3b. Also,
The NOR circuit 4 connects the drains of two enhancement GaAs FETs 4b connected in parallel to the depletion GaAs FET.
4a connected to the source.

【0015】また、上記した各ディプレッションGaAs F
ET2a,3a,4aは、そのゲートとソースを短絡して
定電流源となり、また、そのドレインは電圧Vddの配線
電極5に接続されている。さらに、上記した各エンハン
スメントGaAs FET2b,3b,4bは電圧Vssの配線電
極6に接続されている。
Further, each of the above-mentioned depletion GaAs F
The ETs 2a, 3a, 4a have their gates and sources short-circuited to serve as constant current sources, and their drains are connected to the wiring electrode 5 of voltage Vdd. Further, each of the enhancement GaAs FETs 2b, 3b, 4b described above is connected to the wiring electrode 6 having the voltage Vss.

【0016】このような半導体回路を一部に有する半導
体チップ7は、図2(b) に示すような平面を有し、半導
体回路はその中央の領域Xに形成され、また配線電極
5,6に繋がる電源用パッド8a,8bはその周縁に沿
って配置されている。そして、NOR回路4はバッファ
回路1よりも半導体チップ7の中央寄りの領域に形成さ
れている。また、バッファ回路1を構成する前段のイン
バータ2は、NOR回路4よりも電源パッド8a,8b
に近い位置の配線電極5,6に接続され、その間の配線
電極5,6ではその抵抗成分Rにより電圧降下が生じて
いる。
The semiconductor chip 7 having such a semiconductor circuit as a part has a plane as shown in FIG. 2B, the semiconductor circuit is formed in the central region X, and wiring electrodes 5, 6 are provided. The power supply pads 8a and 8b connected to are arranged along the periphery thereof. The NOR circuit 4 is formed in a region closer to the center of the semiconductor chip 7 than the buffer circuit 1. Further, the inverter 2 at the previous stage forming the buffer circuit 1 has the power supply pads 8 a and 8 b more than the NOR circuit 4.
Is connected to the wiring electrodes 5 and 6 at positions close to, and a voltage drop occurs at the wiring electrodes 5 and 6 between them due to the resistance component R thereof.

【0017】図1は、図2に示すバッファ回路1の前段
のインバータ2とNOR回路4のそれぞれのスイッチン
グ部分を構成する2つのエンハンスメントGaAs FET2
b,4bを示しており、本実施例ではそれらの素子を符
号22b,24bで示す。
FIG. 1 shows two enhancement GaAs FETs 2 which form the respective switching portions of the inverter 2 and the NOR circuit 4 in the preceding stage of the buffer circuit 1 shown in FIG.
b and 4b are shown, and in the present embodiment, those elements are denoted by reference numerals 22b and 24b.

【0018】図1において、符号11は半絶縁性GaAs基
板で、2つの領域には、不純物導入により第一のn-GaAs
活性層12と第二のn-GaAs活性層16が形成されてい
る。また、第一のn型GaAs活性層12の上面のうち中央
を通る領域にはゲート電極13がショットキー接合さ
れ、その両脇にはそれぞれ一定間隔L1 ,L0 をおいて
ソース電極14とドレイン電極15がオーミック接合さ
れており、これによりバッファ回路1の前段インバータ
2のエンハンスメントGaAs FET22bが構成される。
In FIG. 1, reference numeral 11 is a semi-insulating GaAs substrate, and two regions are provided with a first n-GaAs by introducing impurities.
An active layer 12 and a second n-GaAs active layer 16 are formed. A gate electrode 13 is Schottky-junctioned in a region passing through the center of the upper surface of the first n-type GaAs active layer 12, and is formed with a source electrode 14 on both sides thereof at regular intervals L 1 and L 0. The drain electrode 15 is ohmic-junctioned, so that the enhancement GaAs FET 22b of the front stage inverter 2 of the buffer circuit 1 is configured.

【0019】さらに、第二のn型GaAs層16の上面にも
ショットキー接合するゲート電極17が設けられ、その
両側には一定距離L2 ,L0 をおいてオーミック接合す
るソース電極18とドレイン電極19取付けられ、これ
によりNOR回路4のエンハンスメントGaAs FET24bが
構成される。
Further, a gate electrode 17 which makes a Schottky junction is also provided on the upper surface of the second n-type GaAs layer 16, and a source electrode 18 and a drain which make an ohmic junction at a constant distance L 2 and L 0 on both sides thereof. The electrode 19 is attached, and thereby the enhancement GaAs FET 24b of the NOR circuit 4 is constructed.

【0020】この場合、エンハンスメントGaAs FET22
b,24bのゲート電極13,17とソース電極14,1
8との距離L1 ,L2 は、バッファ回路1よりもNOR
回路4のものの方が相対的に狭く形成されており(L1
>L2 )、これによりNOR回路4のエンハンスメント
GaAs FET24bのソース・ドレイン間の抵抗を小さくする
ように構成されている。
In this case, the enhancement GaAs FET22
b, 24b gate electrodes 13, 17 and source electrodes 14, 1
The distances L 1 and L 2 from the NOR circuit 8 are NOR than the buffer circuit 1.
The circuit 4 is relatively narrower (L 1
> L 2 ), thereby enhancing the NOR circuit 4
It is configured to reduce the resistance between the source and drain of the GaAs FET 24b.

【0021】したがって、同一の配線電極5,6に複数
のGaAs FET22b,24bを接続してもそれらのソース・ド
レイン間に流れるドレイン電流の差は少なくなり、動作
電圧の変動が抑制される。
Therefore, even if a plurality of GaAs FETs 22b and 24b are connected to the same wiring electrode 5 and 6, the difference in drain current flowing between the source and drain of them is reduced, and the fluctuation of the operating voltage is suppressed.

【0022】そして、半導体集積回路において、上記し
たようなソース・ゲート間の距離の調整を行えば、電源
用配線電極5,6による電圧降下がGaAs FET自体により
補償することになり、論理閾値が等しくなって動作エラ
ーが少なくなる。
In the semiconductor integrated circuit, if the distance between the source and the gate is adjusted as described above, the voltage drop due to the power supply wiring electrodes 5 and 6 will be compensated by the GaAs FET itself, and the logical threshold value will be Equal to reduce operation errors.

【0023】なお、バッファ回路後段のエンハンスメン
トGaAs FET3bのソース・ゲート間距離を前段のものよ
りも狭くすることはいうまでもない。
It goes without saying that the source-gate distance of the enhancement GaAs FET 3b in the latter stage of the buffer circuit is made smaller than that in the former stage.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電源
供給用パッドに接続される電界効果トランジスタの接続
位置によってソース・ゲート間距離を変え、電源供給用
パッドに近いほど広くなるようにしたので、同一の配線
電極に複数の電界効果トランジスタを接続してもそれら
のソース・ドレイン間に流れるドレイン電流の差を少な
くすることができ、動作電圧の変動を少なくすることが
できる。
As described above, according to the present invention, the distance between the source and the gate is changed depending on the connection position of the field effect transistor connected to the power supply pad so that the closer to the power supply pad, the wider. Therefore, even if a plurality of field effect transistors are connected to the same wiring electrode, it is possible to reduce the difference in drain current flowing between the source and drain of the field effect transistors and reduce the fluctuation in operating voltage.

【0025】したがって、電源用配線電極による電圧降
下を電界効果トランジスタ自体により補償することにな
り、論理閾値を等しくして動作エラーを少なくし、半導
体集積回路の安定を図ることが可能になる。
Therefore, the voltage drop due to the power supply wiring electrode is compensated by the field effect transistor itself, the logic thresholds are made equal to reduce the operation error, and the semiconductor integrated circuit can be stabilized.

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

【図1】本発明の一実施例装置を示す断面図及び平面図
である。
FIG. 1 is a sectional view and a plan view showing an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】DCFL回路の一例を示す回路図と、半導体集
積回路装置の平面図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a DCFL circuit and a plan view of a semiconductor integrated circuit device.

【図3】GaAs FETの一例を示す断面図及びその入出力特
性図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a GaAs FET and its input / output characteristic diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バッファ回路 2、3 インバータ 2b、3b、4b ディプレッションGaAs FET 2b、3b、4b エンハンスメントGaAs FET 5、6 配線電極 7 半導体チップ 8a、8b 電源供給用パッド 11 GaAs基板 12、17 活性層 13、17 ゲート電極 14、18 ソース電極 15、19 ドレイン電極 22b、24b エンハンスメントGaAs FET(電界効果ト
ランジスタ)
1 Buffer circuit 2, 3 Inverter 2b, 3b, 4b Depletion GaAs FET 2b, 3b, 4b Enhancement GaAs FET 5, 6 Wiring electrode 7 Semiconductor chip 8a, 8b Power supply pad 11 GaAs substrate 12, 17 Active layer 13, 17 Gate Electrodes 14, 18 Source electrodes 15, 19 Drain electrodes 22b, 24b Enhancement GaAs FET (field effect transistor)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】電源供給用パッド(8a,8b)に接続さ
れた配線電極(5,6)に繋がる複数の電界効果トラン
ジスタ(22b,24b)を有する半導体集積回路装置にお
いて、 前記配線電極(5,6)の前記電源供給用パッド(8
a,8b)に近い位置に接続される前記電界効果トラン
ジスタ(22b)のゲート・ソース間の距離を、前記電源
供給用パッド(8a,8b)から遠い位置に接続される
前記電界効果トランジスタ(24b)のゲート・ソース間
距離よりも大きくしていることを特徴とする半導体集積
回路装置。
Claim: What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of field effect transistors (22b, 24b) connected to wiring electrodes (5, 6) connected to power supply pads (8a, 8b). , The power supply pads (8) of the wiring electrodes (5, 6)
a, 8b), the gate-source distance of the field effect transistor (22b) connected to the field effect transistor (22b) is far from the power supply pad (8a, 8b). ) The semiconductor integrated circuit device is characterized in that it is larger than the gate-source distance.
JP3178242A 1991-07-18 1991-07-18 Semiconductor integrated circuit device Withdrawn JPH0529552A (en)

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