JPH053252A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH053252A
JPH053252A JP3151587A JP15158791A JPH053252A JP H053252 A JPH053252 A JP H053252A JP 3151587 A JP3151587 A JP 3151587A JP 15158791 A JP15158791 A JP 15158791A JP H053252 A JPH053252 A JP H053252A
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JP
Japan
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layer
wiring
basic
signal wiring
cell
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Application number
JP3151587A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Yabuki
忍 矢吹
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

PURPOSE:To realize the high speed circuit operation and the high integrity of an ASIC and improve the reliability of the circuit operation. CONSTITUTION:Macro-cells 7, 8 and 10 of an ASIC with which a high speed operation is achieved are connected to each other with first layer wirings 19 in a basic cell 12 or a basic cell 13. At the same time, the basic cells arranged along a second direction are connected to each other with the first layer wirings 19 and the basic cells arranged along a first direction are connected to each other with second layer wirings 21.

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、半導体集積回路装置に
関し、特に、ASIC(pplication pecific nte
grated ircuit又はpplication pecific Standar
d Product:特定用途向けIC)に適用して有効な技術
に関するものである。
The present invention relates to relates to a semiconductor integrated circuit device, in particular, ASIC (A pplication S pecific I nte
grated C ircuit or A pplication S pecific Standar
d Product: A technology that is effective when applied to a specific purpose IC).

【0002】[0002]

【従来の技術】ASICの設計概念に含まれるスタンダ
ードセル方式を採用する半導体集積回路装置は、コンピ
ュータを利用した自動配置配線システム(DA:esign
utomation)の支援に基づき、設計開発が行われる。
スタンダードセル方式は、一般的に、予じめ最適な設計
がなされた複数種類のマクロセル(機能回路ブロック)
を自動配置配線システムに登録し、必要に応じていくつ
かのマクロセルを配置し、このいくつかのマクロセル間
を相互に結線する方式である。したがって、スタンダー
ドセル方式を採用する半導体集積回路装置は、設計開発
期間が短く、集積密度並びに回路性能が比較的高い特徴
を有し、多品種、少量生産に適している。
The semiconductor integrated circuit device employing the standard cell system included in the design concept of the Related Art ASIC, automatic placement and routing using a computer system (DA: D esign
Based on the support of A utomation), design and development is carried out.
The standard cell method is generally a plurality of types of macro cells (functional circuit blocks) that have been optimally designed in advance.
Is registered in the automatic placement and routing system, some macro cells are placed as required, and some of these macro cells are connected to each other. Therefore, the semiconductor integrated circuit device adopting the standard cell system has characteristics that the design and development period is short, the integration density and the circuit performance are relatively high, and is suitable for high-mix low-volume production.

【0003】この種の方式を採用する半導体集積回路装
置として、高い集積密度及び高速回路動作を可能とする
技術が例えば下記の文献において報告されている。19
89年、シー アイ シー シー(CICC:ustom n
tegrated ircuits onference)、8.2項、「0.8
μm 1.4MTr.CMOS SOG based on Column
Macro-cell」。
As a semiconductor integrated circuit device adopting this type of system, a technique which enables high integration density and high-speed circuit operation has been reported, for example, in the following documents. 19
89 years, Sea Eye Sea Sea (CICC: C ustom I n
tegrated C ircuits C onference), 8.2 Section "0.8
μm 1.4 MTr. CMOS SOG based on Column
Macro-cell ".

【0004】この技術に報告される半導体集積回路装置
は、2層配線構造が採用され、互いに離隔して同一の第
1方向に延在する2本の第1層目電源電圧配線及び第1
層目基準電圧配線、互いに離隔して第1方向と直交する
第2方向に延在する2本の第2層目電源電圧配線及び第
2層目基準電圧配線の夫々が配置される。つまり、第1
層目電源電圧配線、第1層目基準電圧配線、第2層目電
源電圧配線、第2層目基準電圧配線の夫々の電源配線は
格子状に配置される。
The semiconductor integrated circuit device reported in this technique adopts a two-layer wiring structure, and two first-layer power supply voltage wirings and a first wiring which are separated from each other and extend in the same first direction.
A second-layer reference voltage wiring, two second-layer power supply voltage wirings and two second-layer reference voltage wirings that are separated from each other and extend in a second direction orthogonal to the first direction are arranged. That is, the first
The power supply wirings of the first-layer power supply voltage wiring, the first-layer reference voltage wiring, the second-layer power supply voltage wiring, and the second-layer reference voltage wiring are arranged in a grid pattern.

【0005】この格子状に配置された電源配線で周囲を
規定され囲まれた各々の領域内には複数個の繰返しの基
本回路パターンとなるベーシックセル(単位セル)が配
置される。ベーシックセルは複数個直列に接続されたp
チャネルMOSFET(etal xide emiconductor
ield ffect ransistor)及び複数個直列に接続さ
れたnチャネルMOSFETつまり複数個のCMOS
(Complemantary MOS)で構成される。ベーシックセ
ルの複数個のpチャネルMOSFET、複数個のnチャ
ネルMOSFETのいずれのゲート長方向も、第2層目
電源電圧配線、第2層目基準電圧配線の夫々の延在方向
(第2方向)に一致して配置される。
Power supply wiring arranged in a grid pattern
Within each defined and enclosed area are multiple repeating groups.
The basic cells (unit cells) that will be the circuit pattern are distributed.
Placed. A plurality of basic cells are connected in series p
Channel MOSFET (MetalOxideSemiconductor
FieldEffectTransistor) and several connected in series
N-channel MOSFET, that is, a plurality of CMOSs
(Complemantary MOS). Basic set
Multiple p-channel MOSFETs, multiple n-channel
Any gate length direction of the channel MOSFET is the second layer.
Direction of extension of power supply voltage wiring and second layer reference voltage wiring
It is arranged in conformity with (the second direction).

【0006】前記ベーシックセル内に配置された複数個
のMOSFET間の結線(ベーシックセル内配線)は第
1層目信号配線で行われる。ベーシックセル内に配置さ
れた複数個のMOSFETへの電源の供給は第2層目電
源電圧配線、第2層目基準電圧配線のいずれかを主体と
して供給される。
The connection between the plurality of MOSFETs arranged in the basic cell (interconnection in the basic cell) is performed by the first layer signal wiring. Power is supplied to the plurality of MOSFETs arranged in the basic cell mainly by using either the second-layer power supply voltage wiring or the second-layer reference voltage wiring.

【0007】隣接するベーシックセル間は、ベーシック
セル内の結線として使用した第1層目信号配線を利用
し、それと一体に構成された(同一配線層の)第1層目
信号配線で結線される。このベーシックセル間を結線す
る第1層目信号配線は、第2層目電源電圧配線、第2層
目基準電圧配線のいずれに対しても別の独立な配線層に
形成されるので、これらを横切る方向に延在できる。ま
た、第1層目信号配線は、それと同一配線層に第1層目
電源電圧配線及び第1層目基準電圧配線が配置されるの
で、第2方向には延在できない。つまり、ベーシックセ
ル間は第1方向にのみ結線でき、この第1方向に複数個
のベーシックセルを組合せて所定の論理機能を有するマ
クロセルが構成できる。
Between the basic cells adjacent to each other, the first-layer signal wiring used as a connection in the basic cell is used, and the first-layer signal wiring (in the same wiring layer) integrally formed with the basic cell is connected. . The first-layer signal wiring that connects the basic cells is formed in a wiring layer that is independent of both the second-layer power supply voltage wiring and the second-layer reference voltage wiring. Can extend transversely. Further, the first-layer signal wiring cannot be extended in the second direction because the first-layer power supply voltage wiring and the first-layer reference voltage wiring are arranged in the same wiring layer as the first-layer signal wiring. That is, the basic cells can be connected only in the first direction, and a plurality of basic cells can be combined in the first direction to form a macro cell having a predetermined logic function.

【0008】前述のベーシックセル間の結線に際して
は、ベーシックセル内の結線に使用する第1層目信号配
線と一体に構成された第1層目信号配線を使用するの
で、第2層目信号配線を配置しかつ第2層目信号配線と
の接続を行う領域、所謂配線チャネル領域を介在しな
い。つまり、前述の技術に報告された半導体集積回路装
置は、マクロセル内のベーシックセル間の配線チャネル
領域を廃止し、この配線チャネル領域が存在する場合に
比べて、ベーシックセル間の結線長を短縮できるので、
信号伝達速度を速め、マクロセルの高速回路動作が行え
る。また、前述の技術に報告された半導体集積回路装置
は、マクロセル内のベーシックセル間の配線チャネル領
域を廃止した分、マクロセル占有面積を縮小し、高集積
化が図れる。
When connecting the above-mentioned basic cells, since the first-layer signal wiring integrated with the first-layer signal wiring used for connecting in the basic cell is used, the second-layer signal wiring is used. Is provided and there is no intervening region for connecting to the second layer signal wiring, a so-called wiring channel region. In other words, the semiconductor integrated circuit device reported in the above-mentioned technique eliminates the wiring channel region between the basic cells in the macro cell and can shorten the wiring length between the basic cells as compared with the case where this wiring channel region exists. So
The signal transmission speed can be increased and the macrocell can operate at high speed. Further, in the semiconductor integrated circuit device reported in the above-mentioned technique, since the wiring channel region between the basic cells in the macro cell is abolished, the area occupied by the macro cell can be reduced and high integration can be achieved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
報告された技術が適用される半導体集積回路装置は、下
記の点において、配慮がなされていない。
However, the semiconductor integrated circuit device to which the above-mentioned reported technique is applied is not considered in the following points.

【0010】(A)前述のマクロセルは、第1層目信号
配線の延在方向が制約され、第1方向にしか延在できな
いので、ベーシックセル間の結線はこの第1方向に限ら
れる。マクロセルを設計する場合、前記第1方向に配列
されたベーシックセル毎に順次回路が割り当てられる。
回路が割り当られた後に、ベーシックセル内に未結線で
未使用のMOSFETが残存した場合は、第1方向にお
いて、未使用のMOSFETが存在するベーシックセル
が相互に隣接するとき、又は比較的近い距離に配置され
るときに、このいくつかの未使用のMOSFETを使用
できる。
(A) In the above-described macro cell, the extending direction of the first layer signal wiring is restricted, and the extending is possible only in the first direction. Therefore, the connection between the basic cells is limited to this first direction. When designing a macro cell, a circuit is sequentially assigned to each basic cell arranged in the first direction.
In the first direction, when the unused MOSFETs are left unconnected in the basic cell after the circuit is allocated, the basic cells in which the unused MOSFETs exist are adjacent to each other in the first direction, or are relatively close to each other. Several unused MOSFETs can be used when placed at a distance.

【0011】しかしながら、第1層目信号配線は、第1
層目電源電圧配線及び第1層目基準電圧配線が配置され
るので、第2方向には延在できない。つまり、ベーシッ
クセル内に未使用のMOSFETが存在した場合、第1
方向において、隣接するベーシックセル内に又は比較的
近い距離に配置されたベーシックセル内に未使用のMO
SFETが残存せず、第2方向に配置されたベーシック
セル内に未使用のMOSFETが残存するときでも、前
記ベーシックセル内の未使用のMOSFETは完全に無
駄な素子となる。このため、マクロセル内に未使用のM
OSFETが残存する確率が高くなり(素子の有効利用
度が低下し)、マクロセルの占有面積が増大するので、
半導体集積回路装置の集積度が低下する。
However, the first-layer signal wiring is
Since the first-layer power supply voltage wiring and the first-layer reference voltage wiring are arranged, they cannot extend in the second direction. In other words, if there is an unused MOSFET in the basic cell, the first
Unused MOs in adjacent basic cells or in relatively close basic cells in the direction
Even when the SFET does not remain and the unused MOSFET remains in the basic cell arranged in the second direction, the unused MOSFET in the basic cell becomes a completely useless element. Therefore, the unused M in the macro cell
Since the probability that the OSFET remains will increase (the effective utilization of the element will decrease) and the area occupied by the macro cell will increase,
The degree of integration of the semiconductor integrated circuit device is reduced.

【0012】(B)また、前記マクロセル内に未使用の
MOSFETが多数残存した場合、ベーシックセル内の
結線長、ベーシックセル間の結線長が未使用のMOSF
ETを通過する分若しくは回避する分、長くなる。この
ため、マクロセル内の信号伝達速度が遅くなり、マクロ
セルの回路動作速度が低下する。
(B) When a large number of unused MOSFETs remain in the macro cell, the connection length in the basic cell and the connection length between the basic cells are unused MOSFs.
It becomes longer as it passes or avoids ET. For this reason, the signal transmission speed in the macro cell becomes slow, and the circuit operation speed of the macro cell decreases.

【0013】(C)また、高集積化、高速動作回路化が
進展すると、単位面積当りに配置されるMOSFET数
が増大し、これに比例して消費電力が増大するので、電
源供給能力の増強が要求される。電源供給能力の増強
は、単純に第1層目電源電圧配線、第1層目基準電圧配
線、第2層目電源電圧配線、第2層目基準電圧配線の各
々の電源配線の配線幅寸法の増加(電流密度の低下)で
対応できる。
(C) Further, with the progress of high integration and high-speed operation circuits, the number of MOSFETs arranged per unit area increases, and the power consumption increases in proportion to the increase in power supply capacity. Is required. To increase the power supply capacity, simply increase the wiring width of each power supply wiring of the first layer power supply voltage wiring, the first layer reference voltage wiring, the second layer power supply voltage wiring, and the second layer reference voltage wiring. It can be handled by increasing (decreasing current density).

【0014】しかしながら、電源配線の配線幅寸法の増
加は、ベーシックセル内に配置されるMOSFET数を
少なくするので、半導体集積回路装置の集積度が低下す
る。また、電源配線の配線幅寸法の増加は、ベーシック
セル内の結線数やベーシックセル間の結線数(第1層目
信号配線の本数)を少なくし、結線数の不足で結線でき
ない未使用のMOSFETが増大する(素子の有効利用
度が低下する)ので、半導体集積回路装置の集積度が低
下する。さらに、ベーシックセル内の結線数やベーシッ
クセル間の結線数が少ない場合は、別の領域に配線チャ
ネル領域を配置する必要が生じるので、この配線チャネ
ル領域の占有面積の増加に相当する分、半導体集積回路
装置の集積度が低下する。
However, an increase in the wiring width of the power supply wiring reduces the number of MOSFETs arranged in the basic cell, so that the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device decreases. In addition, an increase in the wiring width of the power supply wiring reduces the number of connections within the basic cell and the number of connections between the basic cells (the number of first-layer signal wires), and the unused MOSFETs that cannot be connected due to the insufficient number of connections. Is increased (the effective utilization of the element is reduced), the integration degree of the semiconductor integrated circuit device is reduced. Furthermore, when the number of connections in the basic cell or the number of connections between the basic cells is small, it is necessary to dispose the wiring channel region in another region. The degree of integration of the integrated circuit device is reduced.

【0015】(D)また、高集積化、高速動作回路化が
進展すると、単位面積当りに配置される信号線の本数が
増大する。このため、隣接する信号線間において、クロ
ストークノイズ(カップリングノイズ)が多数発生し、
半導体集積回路装置の回路動作上の信頼性が低下する。
(D) Further, with the progress of high integration and high speed operation circuits, the number of signal lines arranged per unit area increases. Therefore, a lot of crosstalk noise (coupling noise) is generated between adjacent signal lines,
The reliability of the circuit operation of the semiconductor integrated circuit device decreases.

【0016】本発明の目的は、以下のとおりである。 (A)ASICにおいて、高速回路動作を図る。 (B)ASICにおいて、高集積度化を図る。 (C)ASICにおいて、回路動作上の信頼性を向上す
る。
The objects of the present invention are as follows. (A) A high-speed circuit operation is achieved in the ASIC. (B) In the ASIC, increase the degree of integration. (C) In the ASIC, reliability in circuit operation is improved.

【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

【0019】(1)第1方向にゲート長方向を一致した
複数個のMISFETを含むベーシックセルが、前記第
1方向及びそれと交差する第2方向に複数個規則的に配
置され、前記ベーシックセル内のMISFET間及び前
記複数個のうちのいくつかのベーシックセル間を結線
し、所定機能を備えたマクロセルを構成する半導体集積
回路装置(ASIC)において、前記マクロセル内の各
々のベーシックセル内のMISFET間が、このベーシ
ックセル内のMISFETのゲート電極よりも上層に配
置された第1層目信号配線で結線されるとともに、前記
マクロセル内の第2方向に隣接して配置されるベーシッ
クセル間が、前記第1層目信号配線のうち前記第2方向
に延在する第1層目信号配線で結線され、前記マクロセ
ル内の第1方向に隣接して配置されるベーシックセル間
が、前記第1層目信号配線よりも上層に配置され、かつ
前記第1方向に延在する第2層目信号配線で結線される
とともに、前記第1方向に隣接して配置される各々のベ
ーシックセル内のMISFETが、前記第2層目信号配
線と同一層でかつ同一の第1方向に延在する第2層目電
源配線から給電される。前記マクロセルは、浮動小数点
演算回路、整数演算回路、ストアバッファ回路のいずれ
かである。また、前記マクロセルは、スタンダードセル
方式で構成される。
(1) A plurality of basic cells including a plurality of MISFETs whose gate length direction coincides with the first direction are regularly arranged in the first direction and a second direction intersecting with the first direction. In a semiconductor integrated circuit device (ASIC) in which a macro cell having a predetermined function is configured by connecting between the MISFETs and some of the plurality of basic cells, and between the MISFETs in each of the basic cells in the macro cell. Are connected by the first-layer signal wiring arranged in a layer above the gate electrode of the MISFET in this basic cell, and between the basic cells arranged adjacent to each other in the second direction in the macro cell, Of the first-layer signal wirings, they are connected by the first-layer signal wirings extending in the second direction, and are connected in the macrocell in the first direction. The basic cells arranged in the same manner are arranged in a layer above the first layer signal wiring and are connected by the second layer signal wiring extending in the first direction, and are connected in the first direction. The MISFETs in the respective basic cells arranged adjacent to each other are supplied with power from the second-layer power supply wiring which is in the same layer as the second-layer signal wiring and extends in the same first direction. The macro cell is one of a floating point arithmetic circuit, an integer arithmetic circuit, and a store buffer circuit. Also, the macro cell is configured by a standard cell method.

【0020】(2)前記手段(1)の第2層目電源配線
は、前記ベーシックセル内のMISFETの上層に、こ
のMISFETのゲート幅寸法とぼぼ同等の配線幅寸法
を有し、第1方向に延在する。
(2) The power supply wiring of the second layer of the above-mentioned means (1) has a wiring width dimension almost equal to the gate width dimension of this MISFET on the upper layer of the MISFET in the basic cell, and has a first direction. Extend to.

【0021】(3)前記手段(1)又は手段(2)のベ
ーシックセル内のMISFETのソース領域若しくはド
レイン領域は、前記ベーシックセル内のMISFET間
を結線する第1層目信号配線と同一配線層の第1層目シ
ャント用配線でシャントされる。
(3) The source region or the drain region of the MISFET in the basic cell according to the means (1) or (2) is the same wiring layer as the first layer signal wiring connecting the MISFETs in the basic cell. Is shunted with the wiring for the first layer shunt.

【0022】(4)前記手段(1)乃至手段(3)のい
ずれかの第1層目信号配線は高融点金属膜で構成され、
前記第2層目信号配線及び第2層目電源配線は、アルミ
ニウム膜、アルミニウム合金膜のいずれかの単層、若し
くはこれらの膜の下地に前記高融点金属膜、高融点金属
の合金膜、高融点金属の窒化膜のいずれかを形成した積
層で構成される。
(4) The first layer signal wiring according to any one of the means (1) to (3) is composed of a refractory metal film,
The second-layer signal wiring and the second-layer power wiring may be a single layer of an aluminum film or an aluminum alloy film, or the high melting point metal film, a high melting point metal alloy film, It is composed of a laminate in which any of the melting point metal nitride films is formed.

【0023】(5)前記手段(1)乃至手段(4)のい
ずれかのマクロセル内のベーシックセル上層には、前記
第2層目信号配線より上層に配置されかつ第2方向に延
在する第3層目信号配線が延在するとともに、この第3
層目信号配線より上層に配置されかつ第1方向に延在す
る第4層目信号配線及び第4層目電源配線が延在する。
(5) An upper layer of the basic cell in the macrocell according to any one of the means (1) to (4), which is arranged above the second layer signal wiring and extends in the second direction. While the third-layer signal wiring extends, this third
A fourth-layer signal wiring and a fourth-layer power supply wiring, which are arranged in a layer above the fourth-layer signal wiring and extend in the first direction, extend.

【0024】(6)前記手段(5)の第2層目信号配線
の上層に前記第4層目電源配線が配置され、前記第2層
目電源配線の上層に前記第4層目信号配線が配置され
る。
(6) The fourth layer power wiring is arranged on the second layer signal wiring of the means (5), and the fourth layer signal wiring is arranged on the second layer power wiring. Will be placed.

【0025】[0025]

【作用】上述した手段(1)によれば、以下の作用効果
が得られる。
According to the above-mentioned means (1), the following operational effects can be obtained.

【0026】(A)前記マクロセル内の各々のベーシッ
クセル内のMISFET間を結線する第1層目信号配線
(ベーシックセル内配線)と同一層の第1層目信号配線
を第2方向に延在し(ベーシックセル内配線をそのまま
ベーシックセル間配線として使用し)、第2方向に隣接
して配置されるベーシックセル間に、第1層目信号配線
以外の信号配線を配置しかつ第1層目信号配線とそれ以
外の信号配線との間を接続する配線チャネル領域を介在
しないので、前記マクロセルの占有面積を縮小し、半導
体集積回路装置の集積度を向上できる。
(A) The first-layer signal wiring in the same layer as the first-layer signal wiring (inter-basic cell wiring) connecting the MISFETs in each basic cell in the macro cell extends in the second direction. (The wiring in the basic cell is used as it is as the wiring between basic cells), and the signal wiring other than the signal wiring of the first layer is arranged between the basic cells arranged adjacent to each other in the second direction and Since there is no wiring channel region connecting the signal wiring and the other signal wiring, the area occupied by the macro cell can be reduced and the integration degree of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0027】(B)前記第2層目信号配線及び第2層目
電源配線を第1方向に延在し、第1方向に配置されるベ
ーシックセル(若しくはベーシックセル内のMISFE
T)を使用し、この第1方向に向って順次回路を配列で
き、第1方向に沿って回路として使用されない未使用の
(無駄な)ベーシックセル(若しくはベーシックセル内
のMISFET)の発生確率を低減できるので、ベーシ
ックセルを有効に利用して前記マクロセルの占有面積を
縮小し、半導体集積回路装置の集積度を向上できる。
(B) A basic cell (or MISFE in the basic cell) in which the second-layer signal wiring and the second-layer power supply wiring extend in the first direction and are arranged in the first direction.
T) can be used to sequentially arrange the circuits in the first direction, and the probability of occurrence of unused (useless) basic cells (or MISFETs in the basic cells) that are not used as circuits in the first direction can be determined. Since this can be reduced, the area occupied by the macro cell can be reduced by effectively using the basic cell, and the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0028】(C)前記作用効果(A)に基づき、前記
マクロセル内の第2方向に延在する第1層目信号配線の
配線長を短縮でき、同様に前記作用効果(C)に基づ
き、前記マクロセル内の第1方向に延在する第2層目信
号配線層を短縮できるので、前記マクロセルの動作速度
の高速化が図れ、結果的に半導体集積回路装置の動作速
度の高速化が図れる。
(C) Based on the function and effect (A), the wiring length of the first-layer signal wire extending in the second direction in the macro cell can be shortened, and similarly, based on the function and effect (C), Since the second signal wiring layer extending in the first direction in the macro cell can be shortened, the operating speed of the macro cell can be increased, and as a result, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0029】上述した手段(2)によれば、前記第2層
目電源配線はベーシックセル内のMISFET間を結線
する第1層目信号配線に対して別の独立した配線層に形
成され、前記第1層目信号配線に制約されずに、前記第
2層目電源配線の配線幅寸法が前記MISFETのゲー
ト幅寸法の近くまで(正確にはMISFETのゲート電
極の一端側の端子と他端側の端子との間の許容できる寸
法まで)増加できるので、第2層目電源配線の抵抗値を
低減して電源ノイズの吸収性能を高め(この結果、回路
動作の待機時間を短縮し)、半導体集積回路装置の動作
速度の高速化を図れる。
According to the above-mentioned means (2), the second-layer power supply wiring is formed in another independent wiring layer with respect to the first-layer signal wiring connecting the MISFETs in the basic cell. Without being restricted by the signal wiring of the first layer, the wiring width dimension of the second layer power source wiring is close to the gate width dimension of the MISFET (to be precise, the terminal on one end side and the other end side of the gate electrode of the MISFET). Since it can be increased to an allowable dimension between the terminals and the terminals, the resistance value of the second layer power supply wiring is reduced to improve the power noise absorption performance (as a result, the waiting time of the circuit operation is shortened), and the semiconductor The operating speed of the integrated circuit device can be increased.

【0030】上述した手段(3)によれば、前記ベーシ
ックセル内のMISFETのソース領域若しくはドレイ
ン領域の抵抗値を低減し、電源の供給速度又は信号の伝
達速度を速められるので、マクロセルの動作速度を速
め、半導体集積回路装置の動作速度の高速化が図れる。
According to the above-mentioned means (3), the resistance value of the source region or the drain region of the MISFET in the basic cell can be reduced and the power supply speed or the signal transmission speed can be increased. Therefore, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0031】上述した手段(4)によれば、前記ベーシ
ックセル内のMISFETのドレイン領域若しくはソー
ス領域のSiと第2層目信号配線若しくは第2層目電源
配線のAlとの間の相互拡散を中間層としての第1層目
信号配線で低減し、ドレイン領域若しくはソース領域と
第2層目信号配線若しくは第2層目電源配線との間の接
続抵抗値を低減できるので、マクロセルの動作速度を速
くし、この結果、半導体集積回路装置の動作速度の高速
化が図れる。
According to the above-mentioned means (4), interdiffusion between Si of the drain region or source region of the MISFET in the basic cell and Al of the second layer signal wiring or the second layer power source wiring is carried out. Since the connection resistance value between the drain region or the source region and the second layer signal wiring or the second layer power supply wiring can be reduced by the first layer signal wiring as the intermediate layer, the operating speed of the macrocell can be reduced. As a result, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0032】上述した手段(5)によれば、前記ベーシ
ックセルの上層の空領域(見かけ上、ベーシックセルの
占有面積内)を利用し、ベーシックセル間又はマクロセ
ル間を結線する第3層目信号配線及び第4層目信号配線
を配置し、ベーシックセル間の第3層目信号配線及び第
4層目信号配線を配置する配線チャネル領域を排除した
ので、この配線チャネル領域に相当する分、マクロセル
又はマクロセル間の占有面積を縮小し、半導体集積回路
装置の集積度を向上できる。
According to the above-mentioned means (5), the third layer signal for connecting between the basic cells or between the macro cells by utilizing the empty region of the upper layer of the basic cell (apparently within the occupied area of the basic cell) Since the wiring channel region for arranging the wiring and the fourth layer signal wiring and arranging the third layer signal wiring and the fourth layer signal wiring between the basic cells is eliminated, the macro cell corresponding to this wiring channel region is excluded. Alternatively, the occupation area between the macro cells can be reduced and the integration degree of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0033】また、この結果、前記マクロセル内のベー
シックセルの間隔、マクロセルの間隔を縮小し、第3層
目信号配線、第4層目信号配線のいずれの配線長をも短
縮できるので、信号伝達速度を速くし、半導体集積回路
装置の動作速度の高速化が図れる。
As a result, the intervals of the basic cells and the intervals of the macro cells in the macro cell can be reduced, and the wiring lengths of the third-layer signal wiring and the fourth-layer signal wiring can be shortened. The speed can be increased and the operating speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0034】上述した手段(6)によれば、前記第2層
目信号配線の上層に第4層目信号配線を配置した場合に
比べて、第2層目信号配線と第4層目信号配線との間の
離隔寸法を増加し、この第2層目信号配線と第4層目信
号配線との間のクロストークノイズ(カップリングノイ
ズ)を低減できるので、半導体集積回路装置の回路動作
上の信頼性を向上できる。
According to the above-mentioned means (6), as compared with the case where the fourth layer signal wiring is arranged on the upper layer of the second layer signal wiring, the second layer signal wiring and the fourth layer signal wiring are arranged. Since it is possible to increase the distance between the second layer signal wiring and the fourth layer signal wiring, it is possible to reduce the crosstalk noise (coupling noise) between the second layer signal wiring and the fourth layer signal wiring. The reliability can be improved.

【0035】以下、本発明の構成について、ASICの
設計概念に含まれるスタンダードセル方式を採用する半
導体集積回路装置に本発明を適用した一実施例とともに
説明する。
The structure of the present invention will be described below together with an embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit device adopting the standard cell system included in the design concept of ASIC.

【0036】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0037】[0037]

【実施例】本発明の一実施例であるスタンダードセル方
式を採用する半導体集積回路装置の構成を図1(レイア
ウト図)で示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 (layout diagram) shows the configuration of a semiconductor integrated circuit device adopting a standard cell system according to an embodiment of the present invention.

【0038】図1に示すように、スタンダードセル方式
を採用する半導体集積回路装置1は平面形状がほぼ正方
形状を有する単結晶珪素基板で構成される。この半導体
集積回路装置1の正方形状の各辺に沿った素子形成面の
周辺領域には複数個の外部端子(ボンディングパッド)
2が配列される。
As shown in FIG. 1, a semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system is composed of a single crystal silicon substrate having a substantially square planar shape. A plurality of external terminals (bonding pads) are provided in the peripheral region of the element forming surface along each square side of the semiconductor integrated circuit device 1.
2 are arranged.

【0039】前記外部端子2よりも内側でかつそれに近
接した領域において、半導体集積回路装置1の素子形成
面には入出力バッファ回路3が配列される。入出力バッ
ファ回路3は外部端子2の配列に対応(例えば1対1対
応)して配列される。入出力バッファ回路3は、詳細な
構成を示していないが、入力バッファ回路セル及び出力
バッファ回路セルが配置される。入力バッファ回路セル
は、例えば入力初段回路を構成する相補型MISFET
etal nsulator emiconductor ield ffect
ransistor)、静電気破壊防止回路を構成する抵抗素子
やクランプ用MISFET等が配置される。出力バッフ
ァ回路セルは例えば最終出力段回路を構成する相補型M
ISFETやバイポーラトランジスタ等が配置される。
入出力バッファ回路3は、入力バッファ回路セル内の各
半導体素子間、出力バッファ回路セル内の半導体素子間
のいずれかを選択的に結線し、入力バッファ回路、出力
バッファ回路のいずれかを構成できる。
Inside and close to the external terminal 2.
Element formation of the semiconductor integrated circuit device 1 in the contacted region
The input / output buffer circuit 3 is arranged on the surface. I / O bag
The circuit 3 corresponds to the arrangement of the external terminals 2 (for example, 1: 1 pair).
It is arranged accordingly. The input / output buffer circuit 3 has a detailed
Input buffer circuit cell and output (not shown)
Buffer circuit cells are arranged. Input buffer circuit cell
Is, for example, a complementary MISFET forming an input first-stage circuit
(MetalInsulatorSemiconductorFieldEffect
Transistor), a resistance element that constitutes an electrostatic breakdown prevention circuit
And clamp MISFETs are arranged. Output buffer
Circuit cell is, for example, a complementary type M that constitutes the final output stage circuit.
ISFET, bipolar transistor, etc. are arranged.
The input / output buffer circuit 3 is provided for each of the input buffer circuit cells.
Between semiconductor elements, between semiconductor elements in output buffer circuit cell
Selectively connect any of the two, input buffer circuit, output
Any of the buffer circuits can be configured.

【0040】前記入出力バッファ回路3で周囲を囲まれ
たセル領域内において、半導体集積回路装置1の素子形
成面の中央部分には複数個のマクロセル(論理回路ブロ
ック又は機能回路ブロックとも呼ばれる)4〜11が配
置される。マクロセル4はトランスレーションルックア
サイドバッファ(TLB)回路。マクロセル5はアドレ
スアレイ回路。マクロセル6は命令キャッシュメモリ回
路。マクロセル7は整数演算回路。マクロセル8はスト
アバッファ回路。マクロセル9はランダム制御論理回
路。マクロセル10は浮動小数点演算回路。マクロセル
11はデータキャッシュメモリ回路。
Within the cell region surrounded by the input / output buffer circuit 3, a plurality of macro cells (also called logic circuit blocks or functional circuit blocks) 4 are provided in the central portion of the element formation surface of the semiconductor integrated circuit device 1. ~ 11 are arranged. The macro cell 4 is a translation lookaside buffer (TLB) circuit. The macro cell 5 is an address array circuit. The macro cell 6 is an instruction cache memory circuit. The macro cell 7 is an integer arithmetic circuit. The macro cell 8 is a store buffer circuit. The macro cell 9 is a random control logic circuit. The macro cell 10 is a floating point arithmetic circuit. The macro cell 11 is a data cache memory circuit.

【0041】これらのマクロセル4〜11は複数個繰返
し使用する最小単位の基本回路パターンとしてのベーシ
ックセル(基本セル)を複数個組合せて構成される。ベ
ーシックセルは、マクロセル4〜11のいずれかを組立
てる基本回路、例えば、OR回路、AND回路、NAN
D回路、EOR回路等の論理回路や、フリップフロップ
回路、半加算器、ディレイラッチ回路等の機能回路を構
成できる。
Each of these macro cells 4 to 11 is constructed by combining a plurality of basic cells (basic cells) as a basic circuit pattern of a minimum unit which is repeatedly used. The basic cell is a basic circuit for assembling any of the macro cells 4 to 11, for example, an OR circuit, an AND circuit, and a NAN.
A logic circuit such as a D circuit and an EOR circuit, and a functional circuit such as a flip-flop circuit, a half adder, and a delay latch circuit can be formed.

【0042】本実施例のスタンダードセル方式を採用す
る半導体集積回路装置1はセル領域のほぼ全域にベーシ
ックセルが行列状に規則的に配列された所謂敷詰め方式
(SOG:ea of gates)で構成される。敷詰め方式
は、基本的には、マクロセル内において、基本回路が割
り当てられないベーシックセルの領域上がベーシックセ
ル間を結線する配線チャネル領域として使用される。ま
た、同様に、敷詰め方式は、セル領域内において、マク
ロセルが配置されない領域がマクロセル間を結線する配
線チャネル領域として使用される。
The semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell method of the present embodiment is a so-called spread method (SOG: S ea o f g ates) in which basic cells are regularly arranged in a matrix in almost the entire cell area. ). The laying method is basically used in the macro cell as a wiring channel region that connects the basic cells on the region of the basic cell to which the basic circuit is not assigned. Similarly, in the spread method, an area in which no macro cell is arranged is used as a wiring channel area for connecting macro cells in the cell area.

【0043】図1に示すスタンダードセル方式を採用す
る半導体集積回路装置1に搭載されたマクロセル4〜1
1のうちマクロセル(整数演算回路)7、マクロセル
(ストアバッファ回路)8及びマクロセル(浮動小数点
演算回路)10は、高速回路動作が行われ、他のマクロ
セル4、5、6、9及び11と異なる設計がなされる。
Macro cells 4-1 mounted on the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system shown in FIG.
The macro cell (integer arithmetic circuit) 7, the macro cell (store buffer circuit) 8 and the macro cell (floating point arithmetic circuit) 10 among 1 are operated at high speed and are different from the other macro cells 4, 5, 6, 9 and 11. The design is done.

【0044】次に、前述のスタンダードセル方式を採用
する半導体集積回路装置1において、高速回路動作が行
われるマクロセル7、8、10の夫々に使用されるベー
シックセルの構成を図3(要部平面図)を使用し、簡単
に説明する。
Next, in the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the above-mentioned standard cell system, the structure of the basic cell used for each of the macro cells 7, 8 and 10 in which the high speed circuit operation is performed is shown in FIG. (Fig.) Will be used for brief explanation.

【0045】図3に示すベーシックセル12は、この数
に限定されないが、7個の相補型MISFETで構成さ
れる。1個の相補型MISFETは1個のpチャネルM
ISFET及び1個のnチャネルMISFETで構成さ
れる。ベーシックセル12は、実際には存在しないが、
便宜的に図3に符号12を付け一点鎖線で周囲を囲んだ
領域と定義する(後述するベーシックセル13について
も同様)。
The basic cell 12 shown in FIG. 3 is composed of, but not limited to, seven complementary MISFETs. One complementary MISFET is one p-channel M
It is composed of an ISFET and one n-channel MISFET. Basic cell 12 does not actually exist,
For the sake of convenience, reference numeral 12 is assigned to FIG. 3 to define the area surrounded by the alternate long and short dash line (the same applies to the basic cell 13 described later).

【0046】前記ベーシックセル12の相補型MISF
ETのpチャネルMISFETQpは、素子分離絶縁膜
14で周囲を規定された領域内において、p型単結晶珪
素基板の主面部に形成されたn型ウエル領域の主面に構
成される。pチャネルMISFETQpはチャネル形成
領域であるn型ウエル領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極
15、ソース領域及びドレイン領域である一対のp型半
導体領域17を主体に構成される。
Complementary MISF of the basic cell 12
The p-channel MISFET Qp of ET is formed in the main surface of the n-type well region formed in the main surface portion of the p-type single crystal silicon substrate in the region defined by the element isolation insulating film 14. The p-channel MISFET Qp is mainly composed of an n-type well region which is a channel forming region, a gate insulating film, a gate electrode 15, and a pair of p-type semiconductor regions 17 which are a source region and a drain region.

【0047】ベーシックセル12内の複数個のpチャネ
ルMISFETQpは、夫々のゲート長方向(第1方
向)を一致させて配置し、その大半(7個のうち6個)
がゲート長方向に沿ってほぼ一直線上に配列される。こ
の複数個のpチャネルMISFETQpのうちのゲート
長方向に隣接する2個のpチャネルMISFETQp
は、相互に一方のp型半導体領域17を一体に構成し
(電気的に接続され)共有される。
The plurality of p-channel MISFETs Qp in the basic cell 12 are arranged so that their respective gate length directions (first direction) coincide with each other, and most of them (6 out of 7) are arranged.
Are arranged in a straight line along the gate length direction. Of the plurality of p-channel MISFETs Qp, two p-channel MISFETs Qp adjacent to each other in the gate length direction are provided.
Are integrally formed (electrically connected) with one p-type semiconductor region 17 and shared.

【0048】ベーシックセル12の相補型MISFET
のnチャネルMISFETQnは、素子分離絶縁膜14
で周囲を規定された領域内において、p型単結晶珪素基
板の主面部に形成されたp型ウエル領域の主面に構成さ
れる。nチャネルMISFETQnはチャネル形成領域
であるp型ウエル領域、ゲート絶縁膜、ゲート電極1
5、ソース領域及びドレイン領域である一対のn型半導
体領域16を主体に構成される。
Complementary MISFET of basic cell 12
The n-channel MISFET Qn of the device isolation insulating film 14
In the region whose periphery is defined by, the main surface of the p-type well region is formed in the main surface portion of the p-type single crystal silicon substrate. The n-channel MISFET Qn includes a p-type well region which is a channel forming region, a gate insulating film, and a gate electrode 1.
5, a pair of n-type semiconductor regions 16 which are a source region and a drain region are mainly formed.

【0049】ベーシックセル12内の複数個のnチャネ
ルMISFETQnは、複数個のpチャネルMISFE
TQpの配列と同様に、夫々のゲート長方向を一致させ
て配置し、その大半(7個のうち6個)がゲート長方向
に沿ってほぼ一直線上に配列される。この複数個のnチ
ャネルMISFETQnのうちのゲート長方向に隣接す
る2個のnチャネルMISFETQnは、相互に一方の
n型半導体領域16を一体に構成し(電気的に接続さ
れ)共有される。ベーシックセル12内において、複数
個のnチャネルMISFETQnの夫々は、複数個のp
チャネルMISFETQpの夫々に対してそのゲート幅
方向(第2方向)にほぼ一直線上に配置される。
The plurality of n-channel MISFETs Qn in the basic cell 12 include a plurality of p-channel MISFEs.
Similar to the arrangement of TQp, the respective gate length directions are arranged so as to coincide with each other, and most of them (6 of 7) are arranged substantially in a straight line along the gate length direction. Two n-channel MISFETs Qn adjacent to each other in the gate length direction among the plurality of n-channel MISFETs Qn form one n-type semiconductor region 16 integrally (electrically connected) and are shared. In the basic cell 12, each of the plurality of n-channel MISFETs Qn has a plurality of p-types.
The channel MISFETs Qp are arranged substantially straight in the gate width direction (second direction) thereof.

【0050】前記ベーシックセル12のpチャネルMI
SFETQp、nチャネルMISFETQnの夫々のゲ
ート絶縁膜は例えば酸化珪素膜で形成される。
P-channel MI of the basic cell 12
The gate insulating film of each of the SFET Qp and the n-channel MISFET Qn is formed of, for example, a silicon oxide film.

【0051】ゲート電極15は、この構造に限定されな
いが、動作速度の高速化を目的として、多結晶珪素膜上
に高融点金属珪化膜(本実施例ではWSi2 膜)を積層
した積層膜で形成される。ゲート電極15は、スタンダ
ードセル方式を採用する半導体集積回路装置1の製造プ
ロセスの第1層目ゲート材形成工程において形成され、
この数値に限定されないが、ゲート長寸法が 0.5[μ
m]で形成される。
The gate electrode 15 is not limited to this structure, but is a laminated film in which a refractory metal silicide film (WSi 2 film in this embodiment) is laminated on a polycrystalline silicon film for the purpose of increasing the operation speed. It is formed. The gate electrode 15 is formed in the first layer gate material forming step of the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell method,
Although not limited to this value, the gate length is 0.5 [μ
m].

【0052】pチャネルMISFETQp、nチャネル
MISFETQnのいずれのゲート電極15も素子分離
絶縁膜14上までゲート幅方向に引き出され、端子を構
成する。この端子は上層の信号配線(19)との接続領
域(ベーシックセル12の端子に相当する)を構成す
る。このゲート電極15の端子は、ゲート電極15が配
置された位置からp型半導体領域17、n型半導体領域
16のいずれかと第2方向に延在する直線で結線できる
位置まで、ゲート長方向に引出される。つまり、ゲート
電極15の端子は、複数個のpチャネルMISFETQ
p、複数個のnチャネルMISFETQnの夫々のゲー
ト電極15のゲート長方向の配置間隔(ゲート電極間ピ
ッチ)とほぼ同様の配置間隔で位置し、かつゲート電極
15の配置間隔の2分の1の寸法に相当する分ゲート長
方向にずらした位置に構成される。
Both the gate electrodes 15 of the p-channel MISFET Qp and the n-channel MISFET Qn are drawn out to the element isolation insulating film 14 in the gate width direction to form a terminal. This terminal constitutes a connection area (corresponding to the terminal of the basic cell 12) with the signal wiring (19) in the upper layer. The terminal of the gate electrode 15 is led out in the gate length direction from the position where the gate electrode 15 is arranged to a position where it can be connected to either the p-type semiconductor region 17 or the n-type semiconductor region 16 by a straight line extending in the second direction. To be done. That is, the terminal of the gate electrode 15 has a plurality of p-channel MISFETs Q.
p, the gate electrodes 15 of the plurality of n-channel MISFETs Qn are arranged at an interval substantially similar to the interval (gate electrode pitch) of the gate electrodes 15 in the gate length direction, and are ½ of the interval of the gate electrodes 15. It is configured at a position shifted in the gate length direction by an amount corresponding to the dimension.

【0053】前記pチャネルMISFETQp、nチャ
ネルMISFETQnの夫々は、この構造に限定されな
いが、LDD(ightly oped rain)構造で構成さ
れる。このLDD構造を採用するpチャネルMISFE
TQp、nチャネルMISFETQnの夫々は、ホット
キャリア耐圧が高く、又短チャネル効果を低減できる特
徴がある。
[0053] The p-channel MISFET Qp, the n-channel MISFETQn each is not limited to this structure, and a LDD (L ightly D oped D rain ) structure. P-channel MISFE adopting this LDD structure
Each of the TQp and the n-channel MISFETQn has a high hot carrier breakdown voltage and has a characteristic that the short channel effect can be reduced.

【0054】このように構成されるベーシックセル12
は、例えば、図2(ディレイラッチ回路図)に示すよう
に、マクロセル7、8、10のいずれかを構成する1つ
の基本回路であるディレイラッチ回路が割り当てられ
る。図2に示すディレイラッチ回路は7個のpチャネル
MISFETQp1〜Qp7及び7個のnチャネルMI
SFETQn1〜Qn7、合計7個の相補型MISFE
Tで構成される。CKは基準クロック信号、INは入力
信号、OUTは出力信号である。pチャネルMISFE
TQpのソース領域には電源電圧Vccが供給され、こ
の電源電圧Vccは例えば回路の動作電圧5[V]又は
降圧電源電圧3.3[V]若しくは3.0[V]が使用さ
れる。nチャネルMISFETQnのソース領域には基
準電圧GNDが供給され、この基準電圧GNDは例えば
回路の接地電圧0[V]が使用される。
The basic cell 12 configured in this way
For example, as shown in FIG. 2 (delay latch circuit diagram), a delay latch circuit, which is one basic circuit configuring any of the macrocells 7, 8, and 10, is assigned. The delay latch circuit shown in FIG. 2 includes seven p-channel MISFETs Qp1 to Qp7 and seven n-channel MIs.
SFET Qn1 to Qn7, a total of 7 complementary MISFE
Composed of T. CK is a reference clock signal, IN is an input signal, and OUT is an output signal. p channel MISFE
A power supply voltage Vcc is supplied to the source region of TQp, and as the power supply voltage Vcc, for example, a circuit operating voltage 5 [V] or a step-down power supply voltage 3.3 [V] or 3.0 [V] is used. A reference voltage GND is supplied to the source region of the n-channel MISFET Qn, and for example, the ground voltage 0 [V] of the circuit is used as the reference voltage GND.

【0055】図3に示すベーシックセル12は図2に示
すディレイラッチ回路が割り当てられた状態を示す。本
実施例のスタンダードセル方式を採用する半導体集積回
路装置1は、4層配線構造が採用され、図3に第1層目
配線、図4(要部平面図)に第2層目配線、図5(要部
平面図)に第3層目配線及び第4層目配線の夫々を配置
した状態を示す。
The basic cell 12 shown in FIG. 3 shows a state in which the delay latch circuit shown in FIG. 2 is assigned. The semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell method of the present embodiment has a four-layer wiring structure. The first-layer wiring is shown in FIG. 3, the second-layer wiring is shown in FIG. 5 (main part plan view) shows a state in which each of the third layer wiring and the fourth layer wiring is arranged.

【0056】図3に示すように、ベーシックセル12内
の相補型MISFETは基本的には第1層目信号配線1
9で結線される(ベーシックセル内配線)。第1層目信
号配線19は相補型MISFET(正確にはゲート電極
15及び後述するエミッタ引出用電極34)の上層に層
間絶縁膜を介在して配置される。この第1層目信号配線
19は、前記層間絶縁膜に形成された接続孔(コンタク
トホール)18を通して、ゲート電極15の端子、pチ
ャネルMISFETQpのp型半導体領域17、nチャ
ネルMISFETQnのn型半導体領域16のいずれか
に接続される。
As shown in FIG. 3, the complementary MISFET in the basic cell 12 is basically the first layer signal wiring 1
Connected at 9 (wiring in the basic cell). The first-layer signal wiring 19 is arranged above the complementary MISFET (more accurately, the gate electrode 15 and an emitter extraction electrode 34 described later) with an interlayer insulating film interposed. The first-layer signal wiring 19 passes through the connection hole (contact hole) 18 formed in the interlayer insulating film, the terminal of the gate electrode 15, the p-type semiconductor region 17 of the p-channel MISFET Qp, and the n-type semiconductor of the n-channel MISFET Qn. It is connected to any of the regions 16.

【0057】第1層目信号配線19は、ベーシックセル
12内において第1方向、第2方向のいずれの方向にも
延在することが許容され、その大半はゲート電極15の
端子上、p型半導体領域17上、n型半導体領域16上
のいずれかを通過し、所定個所においていずれかに接続
される。
The first-layer signal wiring 19 is allowed to extend in either the first direction or the second direction in the basic cell 12, most of which are on the terminal of the gate electrode 15 and p-type. It passes through either the semiconductor region 17 or the n-type semiconductor region 16 and is connected to either one at a predetermined position.

【0058】第1層目信号配線19は、製造プロセスの
第1層目配線材形成工程において形成され、例えばエレ
クトロマイグレーション耐性(EMD)の向上、ストレ
スマイグレーション耐性(SMD)の向上、微細化の夫
々を主目的として、抵抗値はアルミニウム膜やアルミニ
ウム合金膜に比べて約1桁程度高いが許容電流密度が3
〜4倍程度大きい高融点金属膜で形成される。高融点金
属膜としては、接続孔18等の下地段差上でのステップ
カバレッジの向上を目的としてCVD法で堆積したW膜
上に下地との接着性の向上を目的としてスパッタ法で堆
積したW膜を積層した2重構造のW膜を使用する。第1
層目信号配線19は、前述のW膜の場合、例えば膜厚を
0.3〜0.5[μm]程度に、配線幅寸法を約 1.0
[μm]程度に夫々設定する。
The first-layer signal wiring 19 is formed in the first-layer wiring material forming step of the manufacturing process, and for example, electromigration resistance (EMD) is improved, stress migration resistance (SMD) is improved, and miniaturization is performed. For the main purpose, the resistance value is about one digit higher than that of the aluminum film or aluminum alloy film, but the allowable current density is 3
It is formed of a refractory metal film which is about 4 times larger. As the refractory metal film, a W film deposited by a sputtering method on the W film deposited by the CVD method for the purpose of improving the step coverage on the step difference of the underlying layer such as the connection hole 18 and on the W film deposited by the sputtering method for the purpose of improving the adhesion to the underlying layer. A W film having a double structure is used. First
In the case of the above W film, the layer signal wiring 19 has a film thickness of about 0.3 to 0.5 [μm] and a wiring width of about 1.0, for example.
Each is set to about [μm].

【0059】ベーシックセル12内において、電源電圧
Vccが供給されるpチャネルMISFETQpのソー
ス領域となるp型半導体領域17は、前記第1層目信号
配線19と同一配線層に形成された第1層目シャント用
配線19が第2方向(ゲート幅方向)に沿って複数個配
列された接続孔18を通して電気的に接続される。同様
に、基準電圧GNDが供給されるnチャネルMISFE
TQnのソース領域となるn型半導体領域16は第1層
目シャント用配線19が複数個配列された接続孔18を
通して電気的に接続される。この第1層目シャント用配
線19はp型半導体領域17、n型半導体領域16の夫
々の抵抗値を低減できる。また、第1層目シャント用配
線19、前記第1層目信号配線19の夫々は、バリアメ
タル膜としての機能を有し、後述する第2層目配線(2
1)のAlとp型半導体領域17、n型半導体領域16
のいずれかのSiとの相互拡散に基づくアロイスパイク
を低減できる。
In the basic cell 12, the p-type semiconductor region 17 serving as the source region of the p-channel MISFET Qp supplied with the power supply voltage Vcc is the first layer formed in the same wiring layer as the first layer signal wiring 19. The eye shunt wiring 19 is electrically connected through a plurality of connection holes 18 arranged in the second direction (gate width direction). Similarly, the n-channel MISFE to which the reference voltage GND is supplied is supplied.
The n-type semiconductor region 16 serving as the source region of TQn is electrically connected through a connection hole 18 in which a plurality of first layer shunt wirings 19 are arranged. The first-layer shunt wiring 19 can reduce the resistance value of each of the p-type semiconductor region 17 and the n-type semiconductor region 16. The first-layer shunt wiring 19 and the first-layer signal wiring 19 each have a function as a barrier metal film, and the second-layer wiring (2
1) Al, p-type semiconductor region 17, and n-type semiconductor region 16
Alloy spikes due to interdiffusion with any of Si can be reduced.

【0060】前記ベーシックセル12内の相補型MIS
FET間の結線として使用される第1層目信号配線19
は、第2方向(ゲート幅方向)に隣接して配列されるベ
ーシックセル12間(若しくはベーシックセル12で形
成される基本回路間)を結線する第1層目信号配線19
としても使用される。この第1層目信号配線19は、後
述するが、ベーシックセル12の上層を通過しかつベー
シックセル12に直接電源を供給する第2層目電源電圧
配線(Vcc)21及び第2層目基準電圧配線(GN
D)21と別の配線層でしかも独立に形成される(第2
方向に延在する場合、配置位置や延在方向に制約されな
い)。つまり、ベーシックセル12間を結線する第1層
目信号配線19は、ベーシックセル12内の相補型MI
SFET間を結線する第1層目信号配線19と一体に構
成されかつ電気的に接続される(ベーシックセル12内
の結線をそのまま第2方向に引出してベーシックセル1
2間が結線できる)。したがって、第2方向に隣接して
配列されるベーシックセル12間の結線に際しては、他
の配線層例えば第2層目配線を配置し及びこの第2層目
配線との接続領域としての配線チャネル領域が必要な
い。
Complementary MIS in the basic cell 12
First layer signal wiring 19 used as a connection between FETs
Is a first-layer signal wiring 19 that connects between the basic cells 12 arranged adjacent to each other in the second direction (gate width direction) (or between basic circuits formed by the basic cells 12).
Also used as. As will be described later, the first-layer signal wiring 19 passes through the upper layer of the basic cell 12 and supplies power to the basic cell 12 directly. The second-layer power supply voltage wiring (Vcc) 21 and the second-layer reference voltage. Wiring (GN
D) is formed in a wiring layer different from that of 21 and independently (second)
If it extends in the direction, it is not restricted by the arrangement position or the extending direction). That is, the first-layer signal wiring 19 connecting between the basic cells 12 is the complementary MI in the basic cells 12.
It is integrally formed with and electrically connected to the first-layer signal wiring 19 that connects between the SFETs (the connection inside the basic cell 12 is directly drawn out in the second direction and the basic cell 1 is connected).
You can connect between the two). Therefore, when connecting the basic cells 12 arranged adjacent to each other in the second direction, another wiring layer, for example, a second layer wiring is arranged and a wiring channel region serving as a connection region with the second layer wiring. Is not necessary.

【0061】なお、前記第1層目信号配線19、第1層
目シャント用配線19の夫々としては、前述のW膜に限
らず、Mo膜等の高融点金属膜、WSi2膜、MoSi2
膜等の高融点金属珪化膜、多結晶珪素膜上に高融点金属
膜若しくは高融点金属珪化膜を積層した積層膜のいずれ
で形成してもよい。
The first-layer signal wiring 19 and the first-layer shunt wiring 19 are not limited to the W film described above, but may be a refractory metal film such as a Mo film, a WSi 2 film, or a MoSi 2 film.
A high melting point metal silicide film such as a film, a high melting point metal film or a laminated film in which a high melting point metal silicide film is laminated on a polycrystalline silicon film may be formed.

【0062】前記第1層目信号配線19の上層におい
て、ベーシックセル12上は、図4に示すように、第2
層目信号配線(S)21、第2層目電源電圧配線(Vc
c)及び第2層目基準電圧配線(GND)が配置され
る。これらの第2層目配線は、第1層目信号配線19上
に層間絶縁膜を介在して配置され、この層間絶縁膜に形
成された接続孔(スルーホール)20を通して第1層目
配線に電気的に接続される。第2層目配線は基本的に第
1方向(ゲート長方向)に延在する配線として使用され
る。
In the upper layer of the signal wiring 19 of the first layer, as shown in FIG.
Second layer signal wiring (S) 21, second layer power supply voltage wiring (Vc
c) and the second layer reference voltage wiring (GND) are arranged. These second-layer wirings are arranged on the first-layer signal wirings 19 with an interlayer insulating film interposed, and are connected to the first-layer wirings through connection holes (through holes) 20 formed in the interlayer insulating film. It is electrically connected. The second layer wiring is basically used as a wiring extending in the first direction (gate length direction).

【0063】前記第2層目電源電圧配線21は、ベーシ
ックセル12内の複数個のpチャネルMISFETQp
の上層において、この複数個のpチャネルMISFET
Qpの配列方向(第1方向)に沿って延在する。第2層
目電源電圧配線21は、その抵抗値の低減を主目的とし
て、駆動能力が大きい(サイズが大きい)pチャネルM
ISFETQpのゲート幅寸法と同一若しくはそれに近
い配線幅寸法で構成される。言換すれば、第2層目電源
電圧配線21は、pチャネルMISFETQpのゲート
電極15の一端、他端の夫々に引出された端子間内にお
いて、許容される範囲で最大限に配線幅寸法が大きく構
成される。
The second-layer power supply voltage wiring 21 is composed of a plurality of p-channel MISFETs Qp in the basic cell 12.
In the upper layer, the plurality of p-channel MISFETs
It extends along the arrangement direction (first direction) of Qp. The second layer power supply voltage wiring 21 is a p-channel M having a large driving capacity (large size) mainly for the purpose of reducing its resistance value.
The wiring width dimension is the same as or close to the gate width dimension of the ISFET Qp. In other words, the second-layer power supply voltage wiring 21 has the maximum wiring width dimension within the allowable range between the terminals drawn to one end and the other end of the gate electrode 15 of the p-channel MISFET Qp. Largely composed.

【0064】同様に、第2層目基準電圧配線21は、ベ
ーシックセル12内の複数個のnチャネルMISFET
Qnの上層において、第1方向に延在し、駆動能力が大
きいnチャネルMISFETQnのゲート幅寸法と同一
若しくはそれに近い配線幅寸法で構成される。
Similarly, the second-layer reference voltage wiring 21 is composed of a plurality of n-channel MISFETs in the basic cell 12.
In the upper layer of Qn, the wiring width dimension is the same as or close to the gate width dimension of the n-channel MISFET Qn that extends in the first direction and has a large driving capability.

【0065】第2層目信号配線21は、ベーシックセル
12内において、第2層目電源電圧配線21と第2層目
基準電圧配線21との間(pチャネルMISFETQp
とnチャネルMISFETQnとの間の内側に相当す
る)、第2層目電源電圧配線21の外側(図4中、上
側)及び第2層目基準電圧配線21の外側(図4中、下
側)に配置される。この第2層目信号配線21は、第1
方向(ゲート長方向)に隣接するベーシックセル12間
若しくはベーシックセル12で形成された基本回路間
(この基本回路は前述のマクロセル4〜11に比べて小
さいマクロセルでもある)の結線に使用される。
In the basic cell 12, the second-layer signal wiring 21 is provided between the second-layer power supply voltage wiring 21 and the second-layer reference voltage wiring 21 (p channel MISFET Qp).
And the n-channel MISFETQn), the outside of the second layer power supply voltage wiring 21 (upper side in FIG. 4) and the outside of the second layer reference voltage wiring 21 (lower side in FIG. 4). Is located in. The second layer signal wiring 21 is
It is used for connection between the basic cells 12 adjacent to each other in the direction (gate length direction) or between the basic circuits formed by the basic cells 12 (this basic circuit is also a macro cell which is smaller than the macro cells 4 to 11 described above).

【0066】第2層目配線21は、製造プロセスの第2
層目配線材形成工程において形成され、例えばTiW
膜、アルミニウム合金膜、TiW膜の夫々を順次積層し
た3層積層膜で構成される。下層のTiW膜は、バリア
メタル膜としての機能を有し、又EMD、SMDのいず
れに対しても有効である。上層のTiW膜は、アルミニ
ウムヒルロックを防止し又アルミニウム合金膜の表面の
反射を防止(フォトリソグラフィ技術のマスクを形成す
る際の露光時の回折現像を低減)できる。アルミニウム
合金膜は、実効的な配線の母体として使用され、EM
D、SMDのいずれも向上できるCu、アロイスパイク
現象を低減できるSiのうち少なくともいずれかが添加
されたアルミニウムを使用する。第2層目配線21は、
例えば、上層配線の下地の層間絶縁膜の表面の平担化を
目的として、約0.5〜0.7[μm]程度の比較的薄い
膜厚で形成する。前記第2層目電源電圧配線21、第2
層目基準電圧配線21の夫々は例えば8.5〜9.0[μ
m]程度の配線幅寸法で構成され、第2層目信号配線2
1は例えば約 1.0[μm]程度の配線幅寸法で構成さ
れる。
The second layer wiring 21 is the second wiring of the second manufacturing process.
It is formed in the step of forming the first layer wiring material, for example, TiW
The film, the aluminum alloy film, and the TiW film are sequentially laminated to form a three-layer laminated film. The lower TiW film has a function as a barrier metal film and is effective for both EMD and SMD. The upper TiW film can prevent aluminum hillocks and can prevent reflection on the surface of the aluminum alloy film (reduce diffraction development during exposure when forming a mask of a photolithography technique). Aluminum alloy film is used as a base material for effective wiring,
Aluminum to which at least one of Cu that can improve both D and SMD and Si that can reduce the alloy spike phenomenon is added is used. The second layer wiring 21 is
For example, a relatively thin film thickness of about 0.5 to 0.7 [μm] is formed for the purpose of leveling the surface of the underlying interlayer insulating film of the upper wiring. The second layer power supply voltage wiring 21, the second
Each of the layer reference voltage wirings 21 is, for example, 8.5 to 9.0 [μ
[m]] and the second layer signal wiring 2
1 has a wiring width dimension of, for example, about 1.0 [μm].

【0067】前記第2層目電源電圧配線21は、ベーシ
ックセル12のpチャネルMISFETQpのソース領
域に相当するp型半導体領域17に接続する際に、第1
層目シャント用配線19が介在される。同様に、第2層
目基準電圧配線21は、ベーシックセル12のnチャネ
ルMISFETQnのソース領域に相当するn型半導体
領域16に接続する際に、第1層目シャント用配線19
が介在される。この第1層目シャント用配線19は、基
本的に第2層目電源電圧配線21とp型半導体領域17
との間、第2層目基準電圧配線21とn型半導体領域1
6との間の夫々において、バリアメタル膜としての機能
を有する。
When the second-layer power supply voltage wiring 21 is connected to the p-type semiconductor region 17 corresponding to the source region of the p-channel MISFET Qp of the basic cell 12, the first
The wiring 19 for the layer shunt is interposed. Similarly, when the second-layer reference voltage wiring 21 is connected to the n-type semiconductor region 16 corresponding to the source region of the n-channel MISFET Qn of the basic cell 12, the first-layer shunt wiring 19 is formed.
Is intervened. The wiring 19 for the first layer shunt is basically the same as the power supply wiring 21 for the second layer and the p-type semiconductor region 17.
Between the second-layer reference voltage wiring 21 and the n-type semiconductor region 1
6 and 6 each have a function as a barrier metal film.

【0068】また、前記第2層目配線21としては、例
えば下層、上層のTiW膜に変えてTiN膜、中間層の
アルミニウム合金膜に変えてアルミニウム膜を使用して
もよい。
As the second layer wiring 21, for example, a TiN film may be used instead of the lower and upper TiW films, and an aluminum film may be used instead of the intermediate aluminum alloy film.

【0069】前記第2層目配線21の上層において、ベ
ーシックセル12上は、図5に示すように第3層目信号
配線(S)23、図12(要部平面図)に示す第3層目
電源電圧配線(Vcc)及び第3層目基準電圧配線(G
ND)が配置される。これらの第3層目配線は、第2層
目配線21上に層間絶縁膜を介在して配置され、この層
間絶縁膜に形成された接続孔(スルーホール)22を通
して第2層目配線に電気的に接続される。第3層目配線
は基本的に第2方向(ゲート幅方向)に延在する配線と
して使用される。
In the upper layer of the second layer wiring 21, on the basic cell 12, the third layer signal wiring (S) 23 as shown in FIG. 5 and the third layer shown in FIG. 12 (main part plan view). Third power supply voltage wiring (Vcc) and third layer reference voltage wiring (G
ND) is arranged. These third layer wirings are arranged on the second layer wirings 21 with an interlayer insulating film interposed, and are electrically connected to the second layer wirings through connection holes (through holes) 22 formed in the interlayer insulating film. Connected. The third layer wiring is basically used as a wiring extending in the second direction (gate width direction).

【0070】第3層目信号配線23は、マクロセル4〜
11内において、第2方向に配列されたベーシックセル
12間若しくはベーシックセル12で形成された基本回
路間の結線として使用される。また、第3層目信号配線
23は、第1方向において、マクロセル4〜11の夫々
の結線としても使用される。
The third-layer signal wiring 23 includes the macrocells 4 to 4.
In FIG. 11, it is used as a connection between the basic cells 12 arranged in the second direction or between the basic circuits formed by the basic cells 12. In addition, the third-layer signal wiring 23 is also used as a connection of each of the macro cells 4 to 11 in the first direction.

【0071】前記第3層目電源電圧配線23、第3層目
基準電圧配線23の夫々は、図12に示すように、所定
寸法をもって第1方向に離隔し、ほぼ平行に第2方向に
延在する。第3層目電源電圧配線23は下層の第2層目
電源電圧配線21と上層の第4層目電源電圧配線(Vc
c)25との間を連結する目的で構成される。同様に、
第3層目基準電圧配線23は下層の第2層目基準電圧配
線21と上層の第4層目基準電圧配線(GND)25と
の間を連結する目的で構成される。
As shown in FIG. 12, the third-layer power supply voltage wiring 23 and the third-layer reference voltage wiring 23 are separated from each other in the first direction by a predetermined dimension and extend substantially parallel to the second direction. Exists The third-layer power supply voltage wiring 23 is composed of a lower-layer second-layer power supply voltage wiring 21 and an upper-layer fourth-layer power supply voltage wiring (Vc).
c) It is configured for the purpose of connecting between 25 and. Similarly,
The third-layer reference voltage wiring 23 is formed for the purpose of connecting the lower-layer second-layer reference voltage wiring 21 and the upper-layer fourth-layer reference voltage wiring (GND) 25.

【0072】第3層目配線23は、製造プロセスの第3
層目配線材形成工程において形成され、例えば基本的に
第2層目配線と同様の構造で構成され、約0.5〜0.7
[μm]程度の比較的薄い膜厚で形成される。前記第3
層目電源電圧配線23、第3層目基準電圧配線23の夫
々は例えば8.5〜9.0[μm]程度の配線幅寸法で構
成され、第3層目信号配線21は例えば約1.0[μ
m]程度の配線幅寸法で構成される。
The third layer wiring 23 is the third wiring of the manufacturing process.
It is formed in the step of forming the wiring material for the second layer, and basically has the same structure as that of the wiring for the second layer.
It is formed with a relatively thin film thickness of about [μm]. The third
Each of the third-layer power supply voltage wiring 23 and the third-layer reference voltage wiring 23 has a wiring width of, for example, about 8.5 to 9.0 [μm], and the third-layer signal wiring 21 has, for example, about 1. 0 [μ
[m]].

【0073】前記第3層目配線23の上層において、ベ
ーシックセル12上は、図5及び図12に示すように、
第4層目信号配線(S)25、第4層目電源電圧配線2
5及び第4層目基準電圧配線25が配置される。これら
の第4層目配線は、第3層目配線23上に層間絶縁膜を
介在して配置され、この層間絶縁膜に形成された接続孔
(スルーホール)24を通して第3層目配線に電気的に
接続される。第4層目配線は基本的に第1方向(ゲート
幅方向)に延在する配線として使用される。
As shown in FIGS. 5 and 12, the upper part of the basic cell 12 in the upper layer of the third layer wiring 23 is as follows.
Fourth layer signal wiring (S) 25, fourth layer power supply voltage wiring 2
The fifth and fourth layer reference voltage wirings 25 are arranged. These fourth layer wirings are arranged on the third layer wirings 23 with an interlayer insulating film interposed, and are electrically connected to the third layer wirings through connection holes (through holes) 24 formed in the interlayer insulating film. Connected. The fourth layer wiring is basically used as a wiring extending in the first direction (gate width direction).

【0074】第4層目信号配線25は、マクロセル4〜
11内において、第1方向に配列されたベーシックセル
12間若しくはベーシックセル12で形成された基本回
路間の結線として使用される。また、第4層目信号配線
25は、第1方向において、マクロセル4〜11の夫々
の結線としても使用される。また、この第4層目信号配
線25は基準クロック信号などのクリティカルパス配線
としても使用される。
The fourth layer signal wiring 25 includes macro cells 4 to
In FIG. 11, it is used as a connection between the basic cells 12 arranged in the first direction or between the basic circuits formed by the basic cells 12. In addition, the fourth-layer signal wiring 25 is also used as a connection for each of the macro cells 4 to 11 in the first direction. The fourth layer signal wiring 25 is also used as a critical path wiring for a reference clock signal or the like.

【0075】前記第4層目電源電圧配線25、第4層目
基準電圧配線25の夫々は、所定寸法をもって第2方向
に離隔し、ほぼ平行に第1方向に延在する。第4層目電
源電圧配線25は下層の第3層目電源電圧配線23に電
源電圧を供給する。第4層目基準電圧配線25は下層の
第3層目基準電圧配線23に基準電圧を供給する。
The fourth-layer power supply voltage wiring 25 and the fourth-layer reference voltage wiring 25 are separated from each other in the second direction with a predetermined dimension and extend substantially parallel to each other in the first direction. The fourth layer power supply voltage wiring 25 supplies the power supply voltage to the lower third layer power supply voltage wiring 23. The fourth-layer reference voltage wiring 25 supplies a reference voltage to the lower-layer third-layer reference voltage wiring 23.

【0076】第4層目配線25は、製造プロセスの第4
層目配線材形成工程において形成され、例えば基本的に
第2層目配線21、第3層目配線23の夫々と同様の構
造で構成され、約 1.0[μm]程度の比較的厚い膜厚
で形成される。前記第4層目電源電圧配線25、第4層
目基準電圧配線25の夫々は例えば4.0〜4.5[μ
m]程度の配線幅寸法で構成され、第4層目信号配線2
5は例えば約 2.0〜2.5[μm]程度の配線幅寸法
で構成される。
The fourth layer wiring 25 is the fourth wiring of the manufacturing process.
A comparatively thick film of about 1.0 [μm], which is formed in the layer wiring material forming step and basically has a structure similar to that of each of the second layer wiring 21 and the third layer wiring 23, for example. Formed in thickness. Each of the fourth layer power supply voltage wiring 25 and the fourth layer reference voltage wiring 25 has, for example, 4.0 to 4.5 [μ].
[m]] and the fourth layer signal wiring 2
5 has a wiring width dimension of, for example, about 2.0 to 2.5 [μm].

【0077】この第4層目配線25のうち、第4層目電
源電圧配線25、第4層目基準電圧配線25の夫々は、
それと同一方向に延在する下層の第2層目信号配線21
の上層において配置される。また、第4層目信号配線2
5は、それと同一方向に延在する下層の第2層目電源電
圧配線21、第2層目基準電圧配線21の夫々の上層に
おいて配置される。つまり、第2層目信号配線21の配
置位置と第4層目信号配線25の配置位置とを結ぶ線
は、第2層目電源電圧配線21及び第2層目基準電圧配
線21の配置位置と第4層目電源電圧配線25及び第4
層目基準電圧配線25の配置位置とを結ぶ線と交差し、
第2層目信号配線21の配置位置、第4層目信号配線2
5の配置位置の夫々の離隔寸法は上下に重ね合せた場合
に比べて大きくなる。この結果、第2層目信号配線2
1、第4層目信号配線25の夫々の間に発生するクロス
トークノイズ(カップリングノイズ)を低減できる。
Of the fourth layer wiring 25, the fourth layer power supply voltage wiring 25 and the fourth layer reference voltage wiring 25 are respectively
Second lower layer signal wiring 21 extending in the same direction as that
Placed in the upper layer of. In addition, the fourth layer signal wiring 2
5 is arranged in the upper layer of each of the lower layer second layer power supply voltage wiring 21 and the second layer reference voltage wiring 21 extending in the same direction. That is, the line connecting the arrangement position of the second layer signal wiring 21 and the arrangement position of the fourth layer signal wiring 25 is the arrangement position of the second layer power supply voltage wiring 21 and the second layer reference voltage wiring 21. Fourth layer power supply voltage wiring 25 and fourth layer
Intersects the line connecting the placement position of the layer reference voltage wiring 25,
Arrangement position of the second layer signal wiring 21, the fourth layer signal wiring 2
The distance between each of the arrangement positions of 5 is larger than that in the case where they are stacked vertically. As a result, the second-layer signal wiring 2
Crosstalk noise (coupling noise) generated between the first and fourth layer signal wirings 25 can be reduced.

【0078】また、前述の高速回路動作が行われるマク
ロセル7、8、10の夫々に使用されるベーシックセル
12以外のベーシックセルの構成を図7(要部平面図)
を使用し、簡単に説明する。
Further, the configuration of a basic cell other than the basic cell 12 used for each of the macro cells 7, 8 and 10 in which the high speed circuit operation described above is performed is shown in FIG.
To explain briefly.

【0079】図7に示すベーシックセル13は、この数
に限定されないが、3個のpチャネルMISFETQ
p、8個のnチャネルMISFETQn及び1個の縦型
構造のnpn型バイポーラトランジスタTrで構成され
る。このベーシックセル13のpチャネルMISFET
Qp、nチャネルMISFETQnの夫々の構造は、基
本的には前述のベーシックセル12のpチャネルMIS
FETQp、nチャネルMISFETQnの夫々と同様
である。
The basic cell 13 shown in FIG. 7 is not limited to this number, but includes three p-channel MISFETs Q.
p, eight n-channel MISFETs Qn and one vertical npn-type bipolar transistor Tr. P channel MISFET of this basic cell 13
The structures of the Qp and n-channel MISFETQn are basically the p-channel MIS of the basic cell 12 described above.
The same applies to the FET Qp and the n-channel MISFET Qn.

【0080】ベーシックセル13のnpn型バイポーラ
トランジスタTrは、素子分離領域で周囲を囲まれた領
域内において、n型コレクタ領域、p型ベース領域及び
n型エミッタ領域で構成される。n型コレクタ領域は、
真性コレクタ領域として使用されるn型ウエル領域、グ
ラフトコレクタ領域として使用される埋込型n型半導体
領域30及びコレクタ電位引上用n型半導体領域31で
構成される。p型ベース領域はp型半導体領域32で構
成される。n型エミッタ領域はn型半導体領域33で構
成される。このn型エミッタ領域は図示しないエミッタ
開口を通してエミッタ引出用電極34が接続される。エ
ミッタ引出用電極34は、製造プロセスの第2層目ゲー
ト材形成工程において形成され、例えば多結晶珪素膜で
形成される。この多結晶珪素膜は、その堆積中若しくは
堆積後にn型不純物が導入され、抵抗値が低減されると
ともにn型エミッタ領域を構成する。
The npn-type bipolar transistor Tr of the basic cell 13 is composed of an n-type collector region, a p-type base region and an n-type emitter region in a region surrounded by the element isolation region. The n-type collector region is
An n-type well region used as an intrinsic collector region, a buried n-type semiconductor region 30 used as a graft collector region, and an n-type semiconductor region 31 for raising collector potential. The p-type base region is composed of the p-type semiconductor region 32. The n-type emitter region is composed of the n-type semiconductor region 33. An emitter extraction electrode 34 is connected to the n-type emitter region through an emitter opening (not shown). The emitter extraction electrode 34 is formed in the second layer gate material forming step of the manufacturing process, and is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. This polycrystalline silicon film is introduced with an n-type impurity during or after its deposition to reduce the resistance value and form an n-type emitter region.

【0081】前記npn型バイポーラトランジスタTr
の周囲を囲む素子分離領域は、p型単結晶珪素基板、埋
込型p型半導体領域、p型ウエル領域及び素子分離絶縁
膜14を主体に構成される。
The npn-type bipolar transistor Tr
The element isolation region surrounding the periphery of is mainly composed of a p-type single crystal silicon substrate, a buried p-type semiconductor region, a p-type well region and an element isolation insulating film 14.

【0082】このように構成されるベーシックセル13
は、例えば、図6(2入力NANDゲート回路図)に示
すように、マクロセル7、8、10のいずれかを構成す
る1つの基本回路である2入力NANDゲート回路が割
り当てられる。図6に示すディレイラッチ回路は3個の
pチャネルMISFETQp8〜Qp10、8個のnチ
ャネルMISFETQn8〜Qn15、1個のnpn型
バイポーラトランジスタTrで構成される。IN1、I
N2はいずれも入力信号、OUTは出力信号である。
The basic cell 13 thus configured
For example, as shown in FIG. 6 (two-input NAND gate circuit diagram), a two-input NAND gate circuit, which is one basic circuit forming one of the macrocells 7, 8, and 10, is assigned. The delay latch circuit shown in FIG. 6 is composed of three p-channel MISFETs Qp8 to Qp10, eight n-channel MISFETs Qn8 to Qn15, and one npn-type bipolar transistor Tr. IN1, I
N2 is an input signal and OUT is an output signal.

【0083】図7に示すベーシックセル13は図6に示
すディレイラッチ回路が割り当てられた状態を示す。こ
のベーシックセル13に配置されたpチャネルMISF
ETQp、nチャネルMISFETQn、npn型バイ
ポーラトランジスタTrの夫々は、前述のベーシックセ
ル12と同様に、図7に示す第1層目配線19で基本的
に結線がなされる。また、ベーシックセル13は、図8
(要部平面図)に示す第2層目電源電圧配線21、第2
層目基準電圧配線21の夫々から電源が供給され、ベー
シックセル13間は第2層目信号配線21で基本的に結
線がなされる。このベーシックセル13の上層には、図
9(要部平面図)に示す第3層目配線23、第4層目配
線25の夫々が配置される。
The basic cell 13 shown in FIG. 7 shows a state in which the delay latch circuit shown in FIG. 6 is assigned. P channel MISF arranged in this basic cell 13
Each of the ETQp, the n-channel MISFETQn, and the npn-type bipolar transistor Tr is basically connected by the first layer wiring 19 shown in FIG. 7, as in the basic cell 12 described above. The basic cell 13 is shown in FIG.
Second layer power supply voltage wiring 21, second
Power is supplied from each of the second-layer reference voltage wirings 21, and the basic cells 13 are basically connected by the second-layer signal wirings 21. In the upper layer of the basic cell 13, the third layer wiring 23 and the fourth layer wiring 25 shown in FIG. 9 (plan view of relevant parts) are arranged.

【0084】このように構成されるベーシックセル1
2、ベーシックセル13の夫々は、図10(要部平面
図)に示すように、第1方向、第2方向のいずれにも規
則的に配列され敷き詰められ、前述の図1に示すセル領
域を構成する。図10に示すベーシックセル12、13
の夫々は第1層目配線21が配置された状態、図11
(要部平面図)は第2層目配線21が配置された状態、
図12は第3層目配線23及び第4層目配線25が配置
された状態の夫々を示す。
The basic cell 1 configured in this way
2. As shown in FIG. 10 (plan view of relevant parts), each of the basic cells 13 is regularly arranged and spread in both the first direction and the second direction to cover the cell region shown in FIG. Constitute. Basic cells 12 and 13 shown in FIG.
11A and 11B show a state in which the first-layer wiring 21 is arranged,
(Main part plan view) shows a state in which the second layer wiring 21 is arranged,
FIG. 12 shows the third layer wiring 23 and the fourth layer wiring 25, respectively.

【0085】このスタンダードセル方式を採用する半導
体集積回路装置1において、高速回路動作が行われるマ
クロセル7、8、10の夫々は、図10、図11、図1
2及び図13(概略結線図)に示すように、基本的には
第1方向(ゲート長方向)においてベーシックセル1
2、13の夫々に順次基本回路が割り当てられ、基本回
路若しくはマクロセル40が組立てられる。この基本回
路若しくはマクロセル40は、第1方向に隣接する、又
は比較的近い距離に離隔して配置されるベーシックセル
12とベーシックセル13との間(ベーシックセル12
間、若しくはベーシックセル13間であってもよい)を
第2層目信号配線21で結線することで組立てられる。
In the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system, the macro cells 7, 8 and 10 in which the high speed circuit operation is performed are shown in FIG. 10, FIG. 11 and FIG.
2 and FIG. 13 (schematic wiring diagram), the basic cell 1 is basically arranged in the first direction (gate length direction).
A basic circuit is sequentially assigned to each of 2 and 13, and the basic circuit or the macro cell 40 is assembled. The basic circuit or macro cell 40 is disposed between the basic cell 12 and the basic cell 13 that are adjacent to each other in the first direction or are separated from each other by a relatively short distance (basic cell 12).
Or between the basic cells 13) may be connected by the second-layer signal wiring 21 for assembly.

【0086】第2方向に隣接するベーシックセル12、
13の夫々若しくは第2方向に隣接する基本回路若しく
はマクロセル40間は第1層目信号配線19で結線され
る。この第2方向に隣接する基本回路若しくはマクロセ
ル40、又は第2方向において比較的近い距離に離隔す
るマクロセル40間は第3層目信号配線23で結線され
る。
Basic cells 12 adjacent in the second direction,
Each of the 13 or basic circuits or macrocells 40 adjacent in the second direction are connected by a first layer signal wiring 19. The basic circuits or macro cells 40 adjacent to each other in the second direction, or the macro cells 40 separated by a relatively short distance in the second direction are connected by the third-layer signal wiring 23.

【0087】これらの基本回路若しくはマクロセル40
で組立てられた例えば図13に示すマクロセル10とマ
クロセル9との間は第3層目信号配線23で直接、若し
くは第3層目信号配線23及び第4層目信号配線25で
結線される。
These basic circuits or macro cell 40
For example, the macro cell 10 and the macro cell 9 shown in FIG. 13 assembled in step 3 are connected by the third-layer signal wiring 23 directly or by the third-layer signal wiring 23 and the fourth-layer signal wiring 25.

【0088】このように構成されるスタンダードセル方
式を採用する半導体集積回路装置1は、高速回路動作が
行われるマクロセル7、8、10の各々については、基
本的には4層配線構造の配線層をすべて使用し、電源供
給能力を向上し、配線チャネル領域をできる限り排除
し、結線長をできる限り短縮し、クロストークノイズを
できる限り低減する設計を行う。スタンダードセル方式
を採用する半導体集積回路装置1は、その大半は自動配
置配線システムで自動的に設計するが、この高速回路動
作が行われるマクロセル7、8、10の各々については
手動、若しくは半手動により設計を行う。また、他のマ
クロセル4、5、6、11については、基本的には4層
配線構造のうち第1層目配線19及び第2層目配線21
を主体に結線し、自動配置配線システムの支援に基づき
自動的に設計する。
In the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system configured as above, the macrocells 7, 8 and 10 in which high-speed circuit operation is performed are basically wiring layers of a four-layer wiring structure. Using all of the above, the power supply capability is improved, the wiring channel region is eliminated as much as possible, the connection length is shortened as much as possible, and the crosstalk noise is designed as much as possible. Most of the semiconductor integrated circuit devices 1 adopting the standard cell method are automatically designed by an automatic placement and routing system, but the macro cells 7, 8 and 10 in which this high speed circuit operation is performed are manually or semi-manually operated. Design by. Further, regarding the other macro cells 4, 5, 6, and 11, basically, the first layer wiring 19 and the second layer wiring 21 of the four-layer wiring structure are basically provided.
The main design is to connect and to design automatically based on the support of the automatic placement and routing system.

【0089】このように、本実施例のスタンダードセル
方式を採用する半導体集積回路装置1は、下記の構成に
基づく作用効果が得られる。
As described above, the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system of the present embodiment has the operational effects based on the following configuration.

【0090】(1)第1方向にゲート長方向を一致した
複数個のMISFETQを含むベーシックセル12(又
は13)が、前記第1方向及びそれと交差する第2方向
に複数個規則的に配置され、前記ベーシックセル12内
のMISFETQ間及び前記複数個のうちのいくつかの
ベーシックセル12間を結線し、所定機能を備えたマク
ロセル10(又は7、8若しくは40)を構成するスタ
ンダードセル方式を採用する半導体集積回路装置1にお
いて、前記マクロセル10内の各々のベーシックセル1
2内のMISFETQ間が、このベーシックセル12内
のMISFETQのゲート電極15よりも上層に配置さ
れた第1層目信号配線19で結線されるとともに、前記
マクロセル10内の第2方向に隣接して配置されるベー
シックセル12間が、前記第1層目信号配線19のうち
前記第2方向に延在する第1層目信号配線19で結線さ
れ、前記マクロセル10内の第1方向に隣接して配置さ
れるベーシックセル12間が、前記第1層目信号配線1
9よりも上層に配置され、かつ前記第1方向に延在する
第2層目信号配線21で結線されるとともに、前記第1
方向に隣接して配置される各々のベーシックセル12内
のMISFETQが、前記第2層目信号配線21と同一
層でかつ同一の第1方向に延在する第2層目電源配線2
1から給電される。この構成により、前記マクロセル1
0内の各々のベーシックセル12内のMISFETQ間
を結線する第1層目信号配線(ベーシックセル内配線)
19と同一層の第1層目信号配線19を第2方向に延在
し(ベーシックセル内配線をそのままベーシックセル間
配線として使用し)、第2方向に隣接して配置されるベ
ーシックセル12間に、第1層目信号配線19以外の信
号配線を配置しかつ第1層目信号配線19とそれ以外の
信号配線との間を接続する配線チャネル領域を介在しな
いので、前記マクロセル10の占有面積を縮小し、スタ
ンダードセル方式を採用する半導体集積回路装置1の集
積度を向上できる。また、前記第2層目信号配線21及
び第2層目電源配線21を第1方向に延在し、第1方向
に配置されるベーシックセル12(若しくはベーシック
セル内のMISFET)を使用し、この第1方向に向っ
て順次基本回路を配列でき、第1方向に沿って基本回路
として使用されない未使用の(無駄な)ベーシックセル
12(若しくはベーシックセル内のMISFET)の発
生確率を低減できるので、ベーシックセル12を有効に
利用して前記マクロセル10の占有面積を縮小し、スタ
ンダードセル方式を採用する半導体集積回路装置1の集
積度を向上できる。さらに、前記マクロセル10内の第
2方向に延在する第1層目信号配線19の配線長を短縮
でき、同様に前記マクロセル10内の第1方向に延在す
る第2層目信号配線層21を短縮できるので、前記マク
ロセル10の動作速度の高速化が図れ、結果的にスタン
ダードセル方式を採用する半導体集積回路装置1の動作
速度の高速化が図れる。
(1) A plurality of basic cells 12 (or 13) including a plurality of MISFETs Q whose gate length direction coincides with the first direction are regularly arranged in the first direction and a second direction intersecting with the first direction. , A standard cell system in which the macro cells 10 (or 7, 8 or 40) having a predetermined function are connected by connecting the MISFETs Q in the basic cell 12 and some basic cells 12 of the plurality. In the semiconductor integrated circuit device 1 according to the present invention, each basic cell 1 in the macro cell 10 is
The MISFETs Q in 2 are connected by the first-layer signal wiring 19 arranged in a layer higher than the gate electrode 15 of the MISFET Q in the basic cell 12 and are adjacent to each other in the second direction in the macrocell 10. The arranged basic cells 12 are connected by the first-layer signal wiring 19 of the first-layer signal wiring 19 extending in the second direction, and are connected to each other in the macrocell 10 in the first direction. Between the arranged basic cells 12 is the signal wiring 1 of the first layer.
9 is arranged in a layer above 9 and is connected by a second layer signal wiring 21 extending in the first direction,
MISFETQ in each of the basic cells 12 arranged adjacent to each other in the same direction as the second-layer power supply wiring 2 in the same layer as the second-layer signal wiring 21 and extending in the same first direction.
Power is supplied from 1. With this configuration, the macro cell 1
Signal wiring of the first layer for connecting between MISFETQ in each basic cell 12 in 0 (wiring in basic cell)
The first layer signal wiring 19 of the same layer as 19 extends in the second direction (the wiring in the basic cell is used as it is as the wiring between basic cells), and between the basic cells 12 arranged adjacent to each other in the second direction. Since the signal wirings other than the first-layer signal wiring 19 are arranged in and the wiring channel region connecting the first-layer signal wiring 19 and the signal wirings other than the first-layer signal wiring 19 is not interposed, the area occupied by the macrocell 10 is Can be reduced and the integration degree of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system can be improved. Further, the second layer signal wiring 21 and the second layer power supply wiring 21 are extended in the first direction, and the basic cell 12 (or MISFET in the basic cell) arranged in the first direction is used. Since the basic circuits can be sequentially arranged in the first direction, and the occurrence probability of the unused (useless) basic cell 12 (or MISFET in the basic cell) that is not used as the basic circuit in the first direction can be reduced, The occupied area of the macro cell 10 can be reduced by effectively using the basic cell 12, and the integration degree of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system can be improved. Further, the wiring length of the first-layer signal wiring 19 extending in the second direction in the macro cell 10 can be shortened, and similarly, the second-layer signal wiring layer 21 extending in the first direction in the macro cell 10 can be shortened. Therefore, the operating speed of the macro cell 10 can be increased, and as a result, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system can be increased.

【0091】(2)前記第2層目電源配線21は、前記
ベーシックセル12内のMISFETQの上層に、この
MISFETQのゲート幅寸法とぼぼ同等の配線幅寸法
を有し、第1方向に延在する。この構成により、前記第
2層目電源配線21はベーシックセル12内のMISF
ETQ間を結線する第1層目信号配線19に対して別の
独立した配線層に形成され、前記第1層目信号配線19
に制約されずに、前記第2層目電源配線21の配線幅寸
法が前記MISFETQのゲート幅寸法の近くまで(正
確にはMISFETQのゲート電極15の一端側の端子
と他端側の端子との間の許容できる寸法まで)増加でき
るので、第2層目電源配線21の抵抗値を低減して電源
ノイズの吸収性能を高め(この結果、回路動作の待機時
間を短縮し)、スタンダードセル方式を採用する半導体
集積回路装置1の動作速度の高速化を図れる。
(2) The second-layer power supply wiring 21 has a wiring width dimension almost equal to the gate width dimension of the MISFET Q on the upper layer of the MISFET Q in the basic cell 12 and extends in the first direction. To do. With this configuration, the second-layer power supply wiring 21 is connected to the MISF in the basic cell 12.
The first-layer signal wiring 19 is formed in another independent wiring layer with respect to the first-layer signal wiring 19 connecting between ETQs.
Without being restricted by the above, until the wiring width dimension of the second layer power supply wiring 21 is close to the gate width dimension of the MISFETQ (to be precise, there is a difference between the terminal on one end side and the terminal on the other end side of the gate electrode 15 of the MISFETQ). The size of the standard cell system can be increased by the standard cell method because the resistance value of the second layer power supply wiring 21 is reduced to improve the power supply noise absorption performance (as a result, the standby time of the circuit operation is shortened). The operating speed of the adopted semiconductor integrated circuit device 1 can be increased.

【0092】(3)前記ベーシックセル12内のMIS
FETQのソース領域若しくはドレイン領域(p型半導
体領域17又はn型半導体領域16)は、前記ベーシッ
クセル12内のMISFETQ間を結線する第1層目信
号配線19と同一配線層の第1層目シャント用配線19
でシャントされる。この構成により、前記ベーシックセ
ル12内のMISFETQのソース領域若しくはドレイ
ン領域の抵抗値を低減し、電源の供給速度又は信号の伝
達速度を速められるので、マクロセル10の動作速度を
速め、スタンダードセル方式を採用する半導体集積回路
装置1の動作速度の高速化が図れる。
(3) MIS in the basic cell 12
The source region or drain region (p-type semiconductor region 17 or n-type semiconductor region 16) of the FETQ is a first-layer shunt of the same wiring layer as the first-layer signal wiring 19 connecting between the MISFETQ in the basic cell 12. Wiring 19
Be shunted at. With this configuration, the resistance value of the source region or the drain region of the MISFET Q in the basic cell 12 can be reduced, and the power supply speed or the signal transmission speed can be increased. Therefore, the operating speed of the macro cell 10 can be increased and the standard cell system can be used. The operating speed of the adopted semiconductor integrated circuit device 1 can be increased.

【0093】(4)前記第1層目信号配線19は高融点
金属膜で構成され、前記第2層目信号配線21及び第2
層目電源配線21は、アルミニウム膜、アルミニウム合
金膜のいずれかの単層、若しくはこれらの膜の下地に前
記高融点金属膜、高融点金属の合金膜、高融点金属の窒
化膜のいずれかを形成した積層で構成される。この構成
により、前記ベーシックセル12内のMISFETQの
ドレイン領域若しくはソース領域のSiと第2層目信号
配線21若しくは第2層目電源配線21のAlとの間の
相互拡散を中間層としての第1層目信号配線19若しく
は第1層目シャント用配線19で低減し、ドレイン領域
若しくはソース領域と第2層目信号配線21若しくは第
2層目電源配線21との間の接続抵抗値を低減できるの
で、マクロセル10の動作速度を速くし、この結果、ス
タンダードセル方式を採用する半導体集積回路装置1の
動作速度の高速化が図れる。
(4) The first layer signal wiring 19 is formed of a refractory metal film, and the second layer signal wiring 21 and the second layer are formed.
The first-layer power supply wiring 21 is made of either a single layer of an aluminum film or an aluminum alloy film, or one of the refractory metal film, the refractory metal alloy film, and the refractory metal nitride film as the base of these films. It is composed of the formed stack. With this configuration, the interdiffusion between Si in the drain region or the source region of the MISFET Q in the basic cell 12 and the Al in the second-layer signal wiring 21 or the second-layer power wiring 21 serves as the first intermediate layer. Since it can be reduced by the first layer signal wiring 19 or the first layer shunt wiring 19 and the connection resistance value between the drain region or the source region and the second layer signal wiring 21 or the second layer power supply wiring 21 can be reduced. The operating speed of the macro cell 10 is increased, and as a result, the operating speed of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system can be increased.

【0094】(5)前記マクロセル10内のベーシック
セル12上層には、前記第2層目信号配線21より上層
に配置されかつ第2方向に延在する第3層目信号配線2
3が延在するとともに、この第3層目信号配線23より
上層に配置されかつ第1方向に延在する第4層目信号配
線25及び第4層目電源配線25が延在する。この構成
により、前記ベーシックセル12の上層の空領域(見か
け上、ベーシックセルの占有面積内)を利用し、ベーシ
ックセル12間又は基本回路若しくはマクロセル40間
を結線する第3層目信号配線23及び第4層目信号配線
25を配置し、ベーシックセル12間の第3層目信号配
線23及び第4層目信号配線25を配置する配線チャネ
ル領域を排除したので、この配線チャネル領域に相当す
る分、マクロセル40又はマクロセル40間の占有面積
すなわちマクロセル10の占有面積を縮小し、スタンダ
ードセル方式を採用する半導体集積回路装置1の集積度
を向上できる。また、この結果、前記マクロセル10内
のベーシックセル12の間隔、マクロセル40の間隔を
縮小し、第3層目信号配線23、第4層目信号配線25
のいずれの配線長をも短縮できるので、信号伝達速度を
速くし、スタンダードセル方式を採用する半導体集積回
路装置1の動作速度の高速化が図れる。
(5) On the upper layer of the basic cell 12 in the macro cell 10, the third-layer signal wiring 2 which is arranged above the second-layer signal wiring 21 and extends in the second direction.
3 extends, and the fourth-layer signal wiring 25 and the fourth-layer power supply wiring 25, which are arranged above the third-layer signal wiring 23 and extend in the first direction, also extend. With this configuration, the empty layer in the upper layer of the basic cell 12 (apparently, within the occupied area of the basic cell) is used to connect the basic cells 12 or the basic circuit or the macrocell 40 to the third layer signal wiring 23 and Since the wiring channel region in which the fourth-layer signal wiring 25 is arranged and the third-layer signal wiring 23 and the fourth-layer signal wiring 25 between the basic cells 12 are arranged is excluded, the portion corresponding to this wiring channel region is eliminated. The area occupied by the macro cells 40 or between the macro cells 40, that is, the area occupied by the macro cells 10 can be reduced, and the integration degree of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system can be improved. As a result, the intervals between the basic cells 12 and the macro cells 40 in the macro cell 10 are reduced, and the third layer signal wiring 23 and the fourth layer signal wiring 25 are formed.
Since any of the wiring lengths can be shortened, the signal transmission speed can be increased and the operation speed of the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell system can be increased.

【0095】(6)前記第2層目信号配線21の上層に
前記第4層目電源配線25が配置され、前記第2層目電
源配線21の上層に前記第4層目信号配線25が配置さ
れる。この構成により、前記第2層目信号配線21の上
層に第4層目信号配線25を配置した場合に比べて、第
2層目信号配線21と第4層目信号配線25との間の離
隔寸法を増加し、この第2層目信号配線21と第4層目
信号配線25との間のクロストークノイズ(カップリン
グノイズ)を低減できるので、スタンダードセル方式を
採用する半導体集積回路装置1の回路動作上の信頼性を
向上できる。
(6) The fourth layer power supply wiring 25 is arranged on the upper layer of the second layer signal wiring 21, and the fourth layer signal wiring 25 is arranged on the upper layer of the second layer power supply wiring 21. To be done. With this configuration, as compared with the case where the fourth layer signal wiring 25 is arranged on the upper layer of the second layer signal wiring 21, the separation between the second layer signal wiring 21 and the fourth layer signal wiring 25 is made. Since the size can be increased and crosstalk noise (coupling noise) between the second-layer signal wiring 21 and the fourth-layer signal wiring 25 can be reduced, the semiconductor integrated circuit device 1 adopting the standard cell method can be reduced. The reliability in circuit operation can be improved.

【0096】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
The inventions made by the present inventors are as follows.
Although the present invention has been specifically described based on the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0097】本発明は、スタンダードセル方式に限定さ
れず、カスタム方式、フルカスタム方式、ゲートアレイ
方式、マスタスタライス方式のいずれかの方式を採用す
る半導体集積回路装置、つまりASIC全般に適用でき
る。
The present invention is not limited to the standard cell system, but can be applied to a semiconductor integrated circuit device employing any of a custom system, a full custom system, a gate array system, and a master star rice system, that is, ASIC in general.

【0098】[0098]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 (A)ASICにおいて、高速回路動作を図れる。 (B)ASICにおいて、高集積度化を図れる。 (C)ASICにおいて、回路動作上の信頼性を向上で
きる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (A) In the ASIC, high-speed circuit operation can be achieved. (B) High integration can be achieved in the ASIC. (C) In the ASIC, reliability in circuit operation can be improved.

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

【図1】本発明の一実施例であるスタンダードセル方式
を採用する半導体集積回路装置のレイアウト図。
FIG. 1 is a layout diagram of a semiconductor integrated circuit device adopting a standard cell system which is an embodiment of the present invention.

【図2】マクロセルの基本回路図。FIG. 2 is a basic circuit diagram of a macro cell.

【図3】ベーシックセルの要部平面図。FIG. 3 is a plan view of a main part of a basic cell.

【図4】ベーシックセルの要部平面図。FIG. 4 is a plan view of a main part of a basic cell.

【図5】ベーシックセルの要部平面図。FIG. 5 is a plan view of a main part of a basic cell.

【図6】マクロセルの基本回路図。FIG. 6 is a basic circuit diagram of a macro cell.

【図7】ベーシックセルの要部平面図。FIG. 7 is a plan view of a main part of a basic cell.

【図8】ベーシックセルの要部平面図。FIG. 8 is a plan view of a main part of a basic cell.

【図9】ベーシックセルの要部平面図。FIG. 9 is a plan view of a main part of a basic cell.

【図10】マクロセルの要部平面図。FIG. 10 is a plan view of a main part of a macro cell.

【図11】マクロセルの要部平面図。FIG. 11 is a plan view of a main part of a macro cell.

【図12】マクロセルの要部平面図。FIG. 12 is a plan view of a main part of a macro cell.

【図13】マクロセルの結線図。FIG. 13 is a connection diagram of a macro cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…スタンダードセル方式を採用する半導体集積回路装
置、4〜11…マクロセル、12,13…ベーシックセ
ル、15…ゲート電極、16,17…半導体領域、1
9,21,23,25…信号配線又は電源配線、18,
20,22,24…接続孔、40…基本回路又はマクロ
セル、Q…MISFET、Tr…バイポーラトランジス
タ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor integrated circuit device adopting standard cell system, 4-11 ... Macro cell, 12, 13 ... Basic cell, 15 ... Gate electrode, 16, 17 ... Semiconductor region, 1
9, 21, 23, 25 ... Signal wiring or power wiring,
20, 22, 24 ... Connection hole, 40 ... Basic circuit or macrocell, Q ... MISFET, Tr ... Bipolar transistor.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1方向にゲート長方向を一致した複数
個のMISFETを含むベーシックセルが、前記第1方
向及びそれと交差する第2方向に複数個規則的に配置さ
れ、前記ベーシックセル内のMISFET間及び前記複
数個のうちのいくつかのベーシックセル間を結線し、所
定機能を備えたマクロセルを構成する半導体集積回路装
置において、前記マクロセル内の各々のベーシックセル
内のMISFET間が、このベーシックセル内のMIS
FETのゲート電極よりも上層に配置された第1層目信
号配線で結線されるとともに、前記マクロセル内の第2
方向に隣接して配置されるベーシックセル間が、前記第
1層目信号配線のうち前記第2方向に延在する第1層目
信号配線で結線され、前記マクロセル内の第1方向に隣
接して配置されるベーシックセル間が、前記第1層目信
号配線よりも上層に配置され、かつ前記第1方向に延在
する第2層目信号配線で結線されるとともに、前記第1
方向に隣接して配置される各々のベーシックセル内のM
ISFETが、前記第2層目信号配線と同一層でかつ同
一の第1方向に延在する第2層目電源配線から給電され
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A plurality of basic cells including a plurality of MISFETs whose gate length direction coincides with a first direction are regularly arranged in the first direction and a second direction intersecting with the first direction, and the basic cells are arranged in the basic cell. In a semiconductor integrated circuit device in which a MISFET and some basic cells among the plurality of MISFETs are connected to each other to form a macro cell having a predetermined function, the MISFETs in the respective basic cells in the macro cell are connected to each other by the basic cell. MIS in the cell
The second layer in the macrocell is connected with the first-layer signal wiring arranged in a layer higher than the gate electrode of the FET and connected.
The basic cells arranged adjacent to each other in the direction are connected by the first-layer signal wiring that extends in the second direction among the first-layer signal wirings, and are adjacent to each other in the first direction in the macro cell. The basic cells are arranged in a layer above the first-layer signal wiring and connected by a second-layer signal wiring extending in the first direction, and the first cell is also connected to the first-layer signal wiring.
In each basic cell arranged adjacent to each other in the direction
A semiconductor integrated circuit device characterized in that the ISFET is supplied with power from a second layer power supply wiring which is in the same layer as the second layer signal wiring and extends in the same first direction.
【請求項2】 前記請求項1に記載の第2層目電源配線
は、前記ベーシックセル内のMISFETの上層に、こ
のMISFETのゲート幅寸法とぼぼ同等の配線幅寸法
を有し、第1方向に延在することを特徴とする半導体集
積回路装置。
2. The second layer power supply wiring according to claim 1, wherein the second layer power supply wiring has a wiring width dimension almost equal to a gate width dimension of the MISFET in an upper layer of the MISFET in the basic cell, and has a first direction. A semiconductor integrated circuit device characterized in that it extends to.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載のベー
シックセル内のMISFETのソース領域若しくはドレ
イン領域は、前記ベーシックセル内のMISFET間を
結線する第1層目信号配線と同一配線層の第1層目シャ
ント用配線でシャントされることを特徴とする半導体集
積回路装置。
3. The source region or the drain region of the MISFET in the basic cell according to claim 1 or 2 is in the same wiring layer as the first-layer signal wiring connecting between the MISFETs in the basic cell. A semiconductor integrated circuit device characterized by being shunted with a wiring for a first layer shunt.
【請求項4】 前記請求項1乃至請求項3のいずれかに
記載の第1層目信号配線は高融点金属膜で構成され、前
記第2層目信号配線及び第2層目電源配線は、アルミニ
ウム膜、アルミニウム合金膜のいずれかの単層、若しく
はこれらの膜の下地に前記高融点金属膜、高融点金属の
合金膜、高融点金属の窒化膜のいずれかを形成した積層
で構成されることを特徴とする半導体集積回路装置。
4. The first-layer signal wiring according to claim 1, wherein the first-layer signal wiring is composed of a refractory metal film, and the second-layer signal wiring and the second-layer power wiring are A single layer of an aluminum film or an aluminum alloy film, or a laminated layer in which any one of the refractory metal film, the refractory metal alloy film, and the refractory metal nitride film is formed as a base of these films. A semiconductor integrated circuit device characterized by the above.
【請求項5】 前記請求項1乃至請求項4のいずれかに
記載のマクロセル内のベーシックセル上層には、前記第
2層目信号配線より上層に配置されかつ第2方向に延在
する第3層目信号配線が延在するとともに、この第3層
目信号配線より上層に配置されかつ第1方向に延在する
第4層目信号配線及び第4層目電源配線が延在すること
を特徴とする半導体集積回路装置。
5. The basic cell upper layer in the macro cell according to claim 1, wherein the third layer is arranged above the second layer signal wiring and extends in the second direction. The fourth-layer signal wiring extends and the fourth-layer signal wiring and the fourth-layer power supply wiring, which are arranged in an upper layer than the third-layer signal wiring and extend in the first direction, also extend. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】 前記請求項5に記載の第2層目信号配線
の上層に前記第4層目電源配線が配置され、前記第2層
目電源配線の上層に前記第4層目信号配線が配置される
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
6. The fourth-layer power supply wiring is arranged on an upper layer of the second-layer signal wiring according to claim 5, and the fourth-layer signal wiring is arranged on an upper layer of the second-layer power supply wiring. A semiconductor integrated circuit device characterized by being arranged.
【請求項7】 前記請求項1乃至請求項6のいずれかに
記載のマクロセルは、浮動小数点演算回路、整数演算回
路、ストアバッファ回路のいずれかであることを特徴と
する半導体集積回路装置。
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the macro cell is one of a floating point arithmetic circuit, an integer arithmetic circuit, and a store buffer circuit.
【請求項8】 前記請求項7に記載のマクロセルは、ス
タンダードセル方式で構成されることを特徴とする半導
体集積回路装置。
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the macro cell is configured by a standard cell system.
JP3151587A 1990-03-20 1991-06-24 Semiconductor integrated circuit device Pending JPH053252A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794682A (en) * 1993-09-27 1995-04-07 Nec Corp Wiring for integrated circuit
JP2005347591A (en) * 2004-06-04 2005-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Standard cell, semiconductor integrated circuit device in standard cell system and layout design method for semiconductor integrated circuit device
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