JPH0575078A - Master-slice type integrated circuit device - Google Patents
Master-slice type integrated circuit deviceInfo
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- JPH0575078A JPH0575078A JP23182191A JP23182191A JPH0575078A JP H0575078 A JPH0575078 A JP H0575078A JP 23182191 A JP23182191 A JP 23182191A JP 23182191 A JP23182191 A JP 23182191A JP H0575078 A JPH0575078 A JP H0575078A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はマスタースライス方式集
積回路装置の基本セルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a basic cell of a master slice type integrated circuit device.
【0002】[0002]
【従来の技術】マスタースライス方式集積回路装置にお
いては、図1に示す様に、101なるチップに対して、
その中心部に102なる基本セルをマトリクス状に配置
し、チップ周囲に対しては105なる入出力セルを配置
するのが一般的である。2. Description of the Related Art In a master slice type integrated circuit device, as shown in FIG.
In general, 102 basic cells are arranged in a matrix at the center thereof, and 105 input / output cells are arranged around the chip.
【0003】そして、この基本セル・マトリクスの上
に、複数個の能動素子に依って構成された基本セルを、
横方向または縦方向に複数個使用して、その上に配線を
施し、論理機能を有するマクロセルを形成して、これら
を配置している。一方チップの周囲には各々の入出力セ
ル上に配線を施し、論理機能を有する入出力の為のマク
ロセルを形成して、これらを配置している。104は入
出力セルと内部のマクロセルを結び付ける配線専用領域
である。図3は従来の、基本セル上に構成された機能セ
ルの配線の一部を示す。この図に示すように、従来機能
セルの内部配線は、金属配線のみならず、ポリシリコン
203、P型拡散領域207、N型拡散領域206が使
用されていた。そして、MOSトランジスターのチャン
ネル幅は、機能セルの配線をなるべく自由に行える様
に、少なくとも電源配線を含めて配線トラックを4本以
上占有するのが一般的であった。On this basic cell matrix, a basic cell composed of a plurality of active elements is formed.
A plurality of cells are used in the horizontal direction or the vertical direction, wiring is provided thereon to form a macro cell having a logical function, and these macro cells are arranged. On the other hand, around the chip, wiring is provided on each input / output cell to form a macro cell for input / output having a logical function and these are arranged. Reference numeral 104 is an area dedicated to wiring that connects the input / output cell and the internal macro cell. FIG. 3 shows a part of the wiring of a conventional functional cell formed on a basic cell. As shown in this figure, not only metal wiring but also polysilicon 203, P-type diffusion region 207, and N-type diffusion region 206 are used as internal wiring of the conventional functional cell. The channel width of the MOS transistor generally occupies four or more wiring tracks including at least the power supply wiring so that the wiring of the functional cell can be made as freely as possible.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術では、基本セル内のトランジスターに依って構成され
るゲート回路の消費電力を極力抑える様にするには、図
2に示す様に、この場合にはNANDゲートであるが、
消費電力は一般に電荷が充電または放電されるときに、
蓄積されていた容量に比例するので、全てのドレインの
面積を出来得る限り小さく抑えなければならなくなる。
従来の基本セルのトランジスターのドレインはトランジ
スターのチャンネル長の方向には必要最小限にとられて
いるので、必然的にトランジスターのチャンネル幅を抑
えなければならない。しかし、このようにすると、各ト
ランジスターのソースおよびドレイン上に接続し得るコ
ンタクトの位置の自由度は、最終的に1カ所しか許され
ない事になる。従来はこれが少なくとも4カ所以上あっ
たために、このソースおよびドレインを縦方向に配線層
として暗黙の内に使用して、容易に基本セル上に種々の
機能セルを作成できた。しかし、MOSトランジスター
のチャンネル幅が配線トラックを横方向に1本しか占有
しないとなると、前述のコンタクト305の位置の自由
度が全く無くなるため、フリップ・フロップ程度の機能
セルすら基本セル上に作成できない状況が発生する。However, in the above-mentioned prior art, in order to suppress the power consumption of the gate circuit constituted by the transistors in the basic cell as much as possible, as shown in FIG. In the case of a NAND gate,
Power consumption is generally when the charge is charged or discharged,
Since it is proportional to the accumulated capacitance, the area of all drains must be kept as small as possible.
Since the drain of the transistor of the conventional basic cell is minimized in the direction of the channel length of the transistor, the channel width of the transistor must be necessarily suppressed. However, in this case, the degree of freedom of the position of the contact that can be connected on the source and drain of each transistor is finally allowed to be only one. In the past, since there were at least four or more locations, it was possible to easily make various functional cells on the basic cell by implicitly using the source and drain as a wiring layer in the vertical direction. However, if the channel width of the MOS transistor occupies only one wiring track in the lateral direction, the degree of freedom of the position of the contact 305 is completely lost, and even a functional cell such as a flip-flop cannot be formed on the basic cell. The situation arises.
【0005】また従来の、配線層303、304、30
5、306でのみ構成された機能セルは、おそらくそれ
を作成・検証するのに膨大な時間と作業工数が使われて
いるので、これらを設計資産として活用出来るよう、機
械的な変換処理で、本発明による基本セル上の機能セル
が作成出来るようにする必要もある。Further, conventional wiring layers 303, 304, 30
The functional cell configured only with 5 and 306 probably uses a huge amount of time and work man-hours to create and verify it, so it is possible to utilize these as design assets by mechanical conversion processing. It is also necessary to be able to create functional cells on the basic cells according to the invention.
【0006】本発明はこのような問題点を解決するもの
で、その目的とするところは、でき得る限り従来の設計
資産を引継ぎ、マスタースライス方式でより低消費電力
の半導体集積回路装置を提供することにある。The present invention solves such a problem, and an object thereof is to inherit a conventional design asset as much as possible and provide a semiconductor integrated circuit device of lower power consumption by a master slice method. Especially.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のマスタースライ
ス方式集積回路装置は、複数個の能動素子に依って構成
された基本セルをマトリクス状に隙間なく配置し、前期
能動素子を横方向に複数個使用して、その上に配線を施
し、論理機能を有するマクロセルを形成し、このマクロ
セルを複数使用して、これらを相互に配線することに依
って、種々のLSIを構成する事を特徴とする集積回路
装置に於て、ソースまたはドレインを直列接続した少な
くとも2連のPチャンネル形MOSトランジスターと、
ソースまたはドレインを直列接続した少なくとも2連の
Nチャンネル形MOSトランジスターを対向して配置
し、かつ各々のPチャンネルおよびNチャンネルトラン
ジスターのゲートが単一の伝導層からなる共通電極で構
成され、PチャンネルおよびNチャンネルトランジスタ
ーで挟まれた中央部にのみ端子取り出し部を有し、ソー
スまたはドレインおよび共通電極の配線層とは異なる配
線層を配線しうる配線トラックを前記直列接続したソー
スおよびドレインの数だけ、共通電極およびソースまた
はドレインに隣接、平行して設置し、かつ各MOSトラ
ンジスターのチャンネル幅が配線トラックを1本しか占
有しない、基本セルによって構成されることを特徴とす
るものである。In a master slice type integrated circuit device of the present invention, basic cells composed of a plurality of active elements are arranged in a matrix without gaps, and a plurality of active elements are laterally arranged. Individually, wiring is performed on the individual macro cells to form a macro cell having a logical function, and a plurality of the macro cells are used to wire these to each other to form various LSIs. In the integrated circuit device, at least two P-channel type MOS transistors having a source or a drain connected in series,
At least two N-channel type MOS transistors, in which sources or drains are connected in series, are arranged to face each other, and the gates of the P-channel and N-channel transistors are formed of a common electrode composed of a single conductive layer. And a wiring line track having a terminal lead-out portion only in the central portion sandwiched by N-channel transistors and capable of wiring a wiring layer different from the wiring layer of the source or drain and the common electrode as many as the source and drain connected in series. It is characterized in that it is configured by a basic cell which is installed adjacent to and in parallel with the common electrode and the source or drain, and the channel width of each MOS transistor occupies only one wiring track.
【0008】[0008]
【作用】本発明の上記の構成によれば、ある機能セルを
形成する場合、基本セルが、対向するPチャンネルまた
はNチャンネルトランジスターのソースまたはドレイン
および共通電極(ポリシリコン)に隣接して平行する配
線トラックを持っているために、たとえ各MOSトラン
ジスターのチャンネル幅が横方向の配線トラックを1本
しか占有しなくとも、ソースまたはドレインおよびポリ
シリコンによる配線層を、第1層金属配線303および
第1層金属配線と第2層金属配線とのスルーホール30
6を中継して、第2層金属配線304にすべて置き換え
ることができる。According to the above configuration of the present invention, when forming a certain functional cell, the basic cell is adjacent to and parallel to the source or drain and the common electrode (polysilicon) of the opposing P-channel or N-channel transistor. Since the MOS transistor has a wiring track, even if the channel width of each MOS transistor occupies only one wiring track in the lateral direction, the wiring layer made of the source or drain and polysilicon is connected to the first-layer metal wiring 303 and the first wiring. Through hole 30 for first-layer metal wiring and second-layer metal wiring
6 can be relayed and all can be replaced with the second layer metal wiring 304.
【0009】[0009]
【実施例】図4は本発明の実施例における基本セルの平
面図で、2入力NANDゲートを含む機能セルを構成し
た場合のものである。縦方向に、追加された配線トラッ
ク(a,b,c)が、直列接続したソースまたはドレイ
ンの数だけ、ソースまたはドレインおよび共通電極に平
行して設置されている。また、各MOSトランジスター
のチャンネル幅は、配線トラック(d)のみの、一本し
か占有していない。201はP型拡散領域、202はN
型拡散領域で、縦方向にこれらの領域を貫通する203
のポリシリコン領域で、各々3つのソースおよびドレイ
ン領域に分割している。FIG. 4 is a plan view of a basic cell according to an embodiment of the present invention in which a functional cell including a 2-input NAND gate is constructed. In the vertical direction, additional wiring tracks (a, b, c) are installed in parallel with the source or drain and the common electrode by the number of the sources or drains connected in series. Further, the channel width of each MOS transistor is occupied only by the wiring track (d). 201 is a P-type diffusion region, 202 is N
203 is a mold diffusion region that penetrates these regions in the vertical direction.
Is divided into three source and drain regions.
【0010】204はストッパー用N型拡散領域、20
5はストッパー用P型拡散領域で、各々、206のN型
基板領域、および207のP型基板領域とつながってい
る。301は第1層VDD金属配線、302は第1層V
SS金属配線である。Reference numeral 204 denotes an N-type diffusion region for stopper, 20
A stopper P-type diffusion region 5 is connected to the N-type substrate region 206 and the P-type substrate region 207, respectively. 301 is the first layer VDD metal wiring, 302 is the first layer V
It is SS metal wiring.
【0011】303は第1層金属配線、304は第2層
金属配線で、電気信号を伝達するための配線である。3
05は第1層金属配線とP型拡散領域または、N型拡散
領域または、ポリシリコン領域との配線接続用コンタク
トであり、306は第1層金属配線と第2層金属配線と
のスルーホールである。Reference numeral 303 is a first layer metal wiring, and 304 is a second layer metal wiring, which is a wiring for transmitting an electric signal. Three
Reference numeral 05 is a contact for wiring connection between the first-layer metal wiring and the P-type diffusion region or the N-type diffusion region or the polysilicon region, and 306 is a through hole between the first-layer metal wiring and the second-layer metal wiring. is there.
【0012】第1層VDD金属配線301、および第1
層VSS金属配線302は配線接続用コンタクトで30
5で、最終的にはN型基板領域206、およびP型基板
領域207とつながっている401、402は図2に示
す2入力NANDゲートの入力であり、403は2入力
NANDゲートの出力に対応するノードを示している。First layer VDD metal wiring 301, and first
The layer VSS metal wiring 302 is a wiring connection contact 30
In FIG. 5, 401 and 402 which are finally connected to the N-type substrate region 206 and the P-type substrate region 207 are the inputs of the 2-input NAND gate shown in FIG. 2, and 403 corresponds to the output of the 2-input NAND gate. It shows the node to do.
【0013】図4には図2に示す502、503、50
4、505、506のような抵抗はない。これは図4に
於けるトランジスターのソースおよびドレイン領域が、
コンタクト305をその上に置くべく必要最小限の大き
さにしてあるからである。図2では、503、504は
N型基板領域による抵抗、502、505、506はP
型基板領域による抵抗である。以上の抵抗は、第1層金
属配線とP型拡散領域または、N型拡散領域との配線接
続用コンタクト305どうしの間に、各領域の持つシー
ト抵抗によって発生するものである。FIG. 4 shows 502, 503 and 50 shown in FIG.
There is no resistance like 4, 505, 506. This is because the source and drain regions of the transistor in FIG.
This is because the contact 305 has the minimum size necessary to be placed on it. In FIG. 2, 503 and 504 are resistors by the N-type substrate region, and 502, 505 and 506 are P.
It is the resistance due to the mold substrate region. The above resistance is generated by the sheet resistance of each region between the wiring connection contacts 305 between the first layer metal wiring and the P type diffusion region or the N type diffusion region.
【0014】図4には図2に示す501のような抵抗も
ない。それは、これらの抵抗に対して並列に、前述の配
線トラック(a)を利用して、第1層金属配線303、
第1層金属配線と第2層金属配線とのスルーホール30
6を経由し、第2層金属配線304を接続する事で対応
しているからである。There is also no resistance in FIG. 4 such as 501 shown in FIG. It uses the above-mentioned wiring track (a) in parallel with these resistors to make the first-layer metal wiring 303,
Through hole 30 for first layer metal wiring and second layer metal wiring
This is because the second layer metal wiring 304 is connected via 6 to deal with the problem.
【0015】図2で、501は第1層金属配線とポリシ
リコン領域との配線接続用コンタクト305どうしの間
に、ポリシリコン領域の持つシート抵抗によって発生す
るものである。In FIG. 2, 501 is generated by the sheet resistance of the polysilicon region between the wiring connection contacts 305 between the first layer metal wiring and the polysilicon region.
【0016】すなわち、本発明に於いては、図3に示す
従来の基本セルで、暗黙の内に使用されていた、ポリシ
リコン203、P型拡散領域207、N型拡散領域20
6が、図4に示す追加されたトラック(a,b,c)を
利用して、第1層金属配線303、第1層金属配線と第
2層金属配線とのスルーホール306を経由して、第2
層金属配線304に置き換わる。That is, in the present invention, the polysilicon 203, the P-type diffusion region 207, and the N-type diffusion region 20 which are implicitly used in the conventional basic cell shown in FIG. 3 are used.
6, using the added tracks (a, b, c) shown in FIG. 4, via the first layer metal wiring 303 and the through hole 306 between the first layer metal wiring and the second layer metal wiring. , Second
It replaces the layer metal wiring 304.
【0017】例外的に、第1層VDD金属配線301お
よび第1層VSS金属配線302への接続は第1層金属
配線と第2層金属配線とのスルーホール306で直接な
される。Exceptionally, the connection to the first layer VDD metal wiring 301 and the first layer VSS metal wiring 302 is directly made through the through hole 306 between the first layer metal wiring and the second layer metal wiring.
【0018】しかしこれらの処理は極めて機械的である
ため、すでに従来の基本セルに於いて設計済みの機能セ
ルの配線結果を、設計資産として十分に活用して、本発
明の基本セル上の機能セルを作成する事ができる。However, since these processes are extremely mechanical, the wiring results of the functional cells already designed in the conventional basic cell are fully utilized as a design resource, and the function on the basic cell of the present invention is used. You can create cells.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一つ
の基本セル内に、ソースおよびドレインの数、配線トラ
ックを設定する事により、従来基本セルの持つ、P型拡
散領域、N型拡散領域を配線層として使用せずに、第2
層金属配線で置き換える事ができるため、各MOSトラ
ンジスターのチャンネル幅が配線トラックを1本しか占
有しない基本セルでも、従来と同一機能の機能セルを構
成できるという事により各トランジスターのソースおよ
びドレインが占有する面積を必要最小限にする事が出来
る。容量成分は物理的にドレインの面積に比例し、消費
電力は容量成分に比例するから、消費電力を必要最小限
にすることが出来るという効果を有する。As described above, according to the present invention, by setting the number of sources and drains and the wiring tracks in one basic cell, the P-type diffusion region and the N-type diffusion area of the conventional basic cell can be obtained. Without using the diffusion region as a wiring layer, the second
Since it can be replaced with a layer metal wiring, the source and drain of each transistor can be occupied by the fact that even a basic cell in which the channel width of each MOS transistor occupies only one wiring track can form a functional cell with the same function as the conventional one. The required area can be minimized. Since the capacitance component is physically proportional to the drain area and the power consumption is proportional to the capacitance component, the power consumption can be minimized.
【図1】マスタースライス方式の大規模集積回路チップ
の全体的な概略図。FIG. 1 is an overall schematic diagram of a master slice type large-scale integrated circuit chip.
【図2】図3の従来方式の2入力NANDゲートを含む
機能セルのトランジスター回路図。FIG. 2 is a transistor circuit diagram of a functional cell including the conventional 2-input NAND gate of FIG.
【図3】従来方式の基本セルで2入力NANDゲートを
含む機能セルを構成した場合の平面図。FIG. 3 is a plan view of a case where a functional cell including a 2-input NAND gate is configured by a conventional basic cell.
【図4】本方式の基本セルで2入力NANDゲートを含
む機能セルを構成した場合の平面図。FIG. 4 is a plan view when a functional cell including a 2-input NAND gate is configured by the basic cell of the present system.
101...チップ外形 102...基本セル 103...基本セルマトリックス 104...配線専用領域 105...入出力セル 201...P型拡散領域 202...N型拡散領域 203...ポリシリコン領域 204...ストッパー用N型拡散領域 205...ストッパー用P型拡散領域 206...N型基板領域 207...P型基板領域 301...第1層VDD金属配線 302...第1層VSS金属配線 303...第1層金属配線 304...第2層金属配線 305...第1層金属配線とP型拡散領域または、N
型拡散領域または、ポリシリコン領域との配線接続用コ
ンタクト。 306...第1層金属配線と第2層金属配線とのスル
ーホール。 401...2入力NANDゲートの入力A1 402...2入力NANDゲートの入力A2 403...2入力NANDゲートの出力X 501...ポリシリコン領域による抵抗 503、504...N型基板領域による抵抗 502、505、506...P型基板領域による抵抗101. . . Chip outline 102. . . Basic cell 103. . . Basic cell matrix 104. . . Area dedicated to wiring 105. . . Input / output cell 201. . . P-type diffusion region 202. . . N-type diffusion region 203. . . Polysilicon region 204. . . N-type diffusion region for stopper 205. . . P-type diffusion region for stopper 206. . . N-type substrate region 207. . . P-type substrate region 301. . . First layer VDD metal wiring 302. . . First layer VSS metal wiring 303. . . First layer metal wiring 304. . . Second layer metal wiring 305. . . First-layer metal wiring and P-type diffusion region or N
A contact for wiring connection to the type diffusion region or the polysilicon region. 306. . . A through hole between the first layer metal wiring and the second layer metal wiring. 401. . . Input of 2-input NAND gate A1 402. . . Input of two-input NAND gate A2 403. . . Two-input NAND gate output X 501. . . Resistors 503, 504. . . Resistances by N-type substrate region 502, 505, 506. . . Resistance due to P-type substrate area
Claims (1)
セルをマトリクス状に隙間なく配置し、前期能動素子を
横方向に複数個使用して、その上に配線を施し、論理機
能を有するマクロセルを形成し、このマクロセルを複数
使用して、これらを相互に配線することに依って、種々
のLSIを構成する事を特徴とする集積回路装置に於
て、ソースまたはドレインを直列接続した少なくとも2
連のPチャンネル形MOSトランジスターと、ソースま
たはドレインを直列接続した少なくとも2連のNチャン
ネル形MOSトランジスターを対向して配置し、かつ各
々のPチャンネルおよびNチャンネルトランジスターの
ゲートが単一の伝導層からなる共通電極で構成され、P
チャンネルおよびNチャンネルトランジスターで挟まれ
た中央部にのみ端子取り出し部を有し、ソースまたはド
レインおよび共通電極の配線層とは異なる配線層を配線
しうる配線トラックを前記直列接続したソースおよびド
レインの数だけ、共通電極およびソースまたはドレイン
に隣接、平行して設置し、かつ各MOSトランジスター
のチャンネル幅が配線トラックを1本しか占有しない、
基本セルによって構成されることを特徴とするマスター
スライス方式集積回路装置。1. A basic cell composed of a plurality of active elements is arranged in a matrix form without any gaps, and a plurality of active elements are used in the lateral direction, and wiring is provided on the active cells to provide a logical function. In an integrated circuit device characterized in that various LSIs are configured by forming a macro cell having the macro cell and using a plurality of the macro cells and interconnecting these macro cells, the sources or drains are connected in series. At least 2
A series of P-channel type MOS transistors and at least two series of N-channel type MOS transistors having sources or drains connected in series are arranged to face each other, and the gates of the respective P-channel and N-channel transistors are formed from a single conductive layer. Composed of a common electrode
The number of sources and drains in which wiring tracks having a terminal lead-out portion only in a central portion sandwiched between a channel and an N-channel transistor and capable of wiring a wiring layer different from a wiring layer of a source or drain and a common electrode are connected in series. Installed in parallel with and adjacent to the common electrode and the source or drain, and the channel width of each MOS transistor occupies only one wiring track,
A master slice type integrated circuit device characterized by being constituted by basic cells.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23182191A JPH0575078A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Master-slice type integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23182191A JPH0575078A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Master-slice type integrated circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0575078A true JPH0575078A (en) | 1993-03-26 |
Family
ID=16929549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23182191A Pending JPH0575078A (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Master-slice type integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0575078A (en) |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP23182191A patent/JPH0575078A/en active Pending
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