JPH0638477B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0638477B2
JPH0638477B2 JP61221380A JP22138086A JPH0638477B2 JP H0638477 B2 JPH0638477 B2 JP H0638477B2 JP 61221380 A JP61221380 A JP 61221380A JP 22138086 A JP22138086 A JP 22138086A JP H0638477 B2 JPH0638477 B2 JP H0638477B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 N入力のNANDゲート回路またはN入力のNORゲー
ト回路を構成するN個の直列接続の電界効果形トランジ
スタをそれぞれ2個の電界効果トランジスタに分割する
と共に、該分割された直列接続の電界効果トランジスタ
のソースもしくはドレイン拡散領域をN個のゲート電極
領域を介して順次配置すると共に、対称に折り返し2分
割配置してなり、トランジスタの接続点を拡散層で構成
して電極配線を減少せしめ、高速動作および回路面積の
縮小を可能とした。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路に係り、特に、N入力のNAN
Dゲート回路もしくはN入力のNORゲート回路のパタ
ーン配置に特徴を有する半導体集積回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、第3図に示すA,Bの2入力NANDゲートを例
にとると、ドライバのn-ch(Nチャネル形)トランジス
タQ03,Q04が直列に配置され、負荷にp-ch(Pチャネル
形:トランジスタ記号の肩に丸をつけて指示する)トラ
ンジスタQ01,Q02 が設けられている。直列のn-chトラン
ジスタQ03、Q04を2つのトランジスタに分割して配置す
る場合、パターンは第4図(a)に示すように入力Aの
トランジスタのゲートをA1,A2と分割配置し、入力
BのトランジスタのゲートはB1,B2と分割配置し、
ソース,ドレイン用のN形拡散層DIFがゲート・パタ
ーンを除く領域に形成されている。
以下、分割したトランジスタのゲート番号A1,A2、
B1,B2でトランジスタを表示するものとする。
A1とA2のドレインは共通接続して出力OUT とするか
ら、A1およびA2の中間にドレイン電極を形成し、出
力OUT とする。B1およびB2のソースは接地(GN
D)ラインに接続するから、B1およびB2の中間にソ
ース電極を形成し、GNDラインに接続する。A1のソ
ースとB1のドレイン、およびA2のソースとB2のド
レインを接続する必要があるから、A1の外側、A2,
B1の中間、およびB2の外側の合計3本の電極を形成
しこれらをA1配線で共通接続する必要がある。この配
置で、真中の電極(A2とB1の中間)でトランジスタ
A1のソースとトラジスタB1のドレインとが短絡され
るから、等価回路は第4図(b)のごとくなり、Q03 と
Q04 の中間ノード をショートする配置となる。
この配置では、A1電極スペースを3本分とらなければ
ならず、また、3本のA1電極を接続するA1配線層が
必要であり、集積度向上の防げとなっている。また、Q0
3 とQ04 の中間ノード をショートする配線は本来不要であり、余分な配線によ
る浮遊容量を持ち、動作速度を遅くするという問題があ
る。
以上のことは、NORゲート回路でも同じであり、第5
図に示すAおよびBの2入力のNORゲートを例にとつ
て説明する。ドライバの並列のn-chトランジスタQ13,Q1
4 と、負荷に直列のp-chトランジスタQ11,Q12 を有し、
入力BがQ11 およびQ14 のゲートに接続し、入力AがQ1
2 およびQ13 のゲートに接続している。そのパターンは
第6図(b)のように、直列の2つのトランジスタQ11
およびQ12 を分割して配置する場合、第6図(a)のご
とくなり、その等価回路は第6図(b)のようになる。
やはり、中間ノード はショートして配置される。
上記従来の集積回路のNANDゲート回路およびNOR
ゲート回路においては、直列接続のトランジスタを分割
して配置する場合、中間ノードをショートする電極配線
が必要であって、回路面積縮小の防げとなり、浮遊容量
の増加で動作を遅くするという問題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、NAND或いはNORゲート回路でトランジ
スタを直並列に配置する場合の配置について、種々考察
した結果、直列接続のトランジスタの中間ノード同士を
ショートしない配置を見出したものである。
すなわち、本発明の目的はN入力のNANDゲート回路
またはN入力のNORゲート回路を構成する直列接続の
電界効果形トランジスタを2分割配置してなる半導体集
積回路において、該分割されたトランジスタのソースも
しくはドレイン拡散領域をN個のゲート電極領域を介し
て順次配置すると共に、対称に折り返し2分割配置して
なり、トランジスタの接続点を拡散層で構成して電極配
線を減少せしめ、高速動作および回路面積の縮小を可能
としたことを特徴とする半導体集積回路を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段〕
従って、本発明の構成は以下に示す通りである。即ち、
本発明は、 電源(Vcc) ラインと、 接地ライン(GND) と、 N本のゲート電極ライン(入力A,B,…,N)と、 出力ライン(OUT) と、 前記接地ライン(GND) と前記出力ライン(OUT) との間に
直列に接続されたN個の駆動用電界効果トランジスタ
(ゲート番号A1,B1,…,N1,A2,B2,…N
2)と、 前記出力ライン(OUT) と前記電源ライン(Vcc) ラインと
の間に並列に接続されたN個の負荷用電界トランジスタ
(Q01,Q02,Q03,…QONとから構成され、 前記N個の直列に接続された駆動用電源効果トランジス
タを構成する各々の電界効果トランジスタをゲート電極
が接続される各々2個の電界効果トランジスタ(ゲート
番号A1,A2,B1,B2,…,N1,N2)に分割
して構成し、 かつ前記直列に接続されたN個の駆動用電界効果トラン
ジスタ(ゲート番号A1,B1,…,N1,A2,B
2,…,N2)のN入力のゲート電極ライン(入力A,
B,…N)はN個の負荷用電界効果トランジスタ(Q01,
Q02,…QON)の内の各々1つの負荷用電界効果トランジ
スタのゲート電極を共通に接続された、N入力のNAN
Dゲート回路において、 前記N個の直列に接続された駆動用電界効果トランジス
タの2分割配置は、 出力ライン(OUT) もしくは接地ライン(GND)の内の一方
を中央に配置し、他方の接地ライン(GND) もしくは出力
ライン(OUT) を両側に2本配置するとともに、前記出力
ライン(OUT) と前記接地ライン(GND) との間においてN
個の直列接続の駆動用電界効果トランジスタのソースも
しくはドレイン拡散領域をN個のゲート電極領域を介し
て順次配置し、中央の出力ライン(OUT) もしくは接地ラ
イン(GND) に対して対称にN個の直列接続の駆動用電界
効果トランジスタ(ゲート番号A1,B1,…,N1,
A2,B2,…N2)を2分割配置したことを特徴とす
る半導体集積回路としての構成を有する。
或いはまた、電源(Vcc) ラインと、 接地ライン(GND) と、 N本のゲート電極ライン(A,B,…,N)と、 出力ライン(OUT) と、 前記接地ライン(GND) と前記出力ライン(OUT) との間に
並列に接続されたN個の駆動用電界効果トランジスタ
(Q13,Q14,…,Q1N+2)と、 前記出力ライン(OUT) と前記電源(Vcc) ラインとの間に
直列に接続されたN個の負荷用電界効果トランジスタ
(ゲート番号A1,B1,…N1,A2,B2,…,N
2)とから構成され、 前記N個の直列に接続された負荷用電界効果トランジス
タを構成する各々の電界効果トランジスタをゲート電極
が接続される各々2個の電界効果トランジスタ(ゲート
番号A1,A2,B1,B2,…,N1,N2)に分割
して構成し、 かつ前記直列に接続されたN個の負荷用電界効果トラン
ジスタ(ゲート番号A1,B1,…,N1,A2,B
2,…,N2)のN入力のゲート電極ライン(入力A,
B,…,N)はN個の駆動用電界効果トランジスタ(Q1
3,Q14,…,Q1N+2)の内の各々1つの駆動用電界効果
トランジスタのゲート電極と共通に接続された、N入力
のNORゲート回路において、 前記N個の直列に接続された負荷用電界効果トランジス
タの2分割配置は、 出力ライン(OUT) もしくは電源(Vcc) ラインの内の一方
を中央に配置し、他方の電源(Vcc) ラインもしくは出力
ライン(OUT) を両側に2本配置するとともに、前記出力
ライン(OUT) と前記電源(Vcc) ラインとの間においてN
個の直列接続の負荷用の電界効果トランジスタのソース
もしくはドレイン拡散領域をN個のゲート電極領域を介
して順次配置し、中央の出力ライン(OUT) もしくは電源
ライン(Vcc) に対して対称にN個の直列接続の負荷用電
界効果トランジスタ(ゲート番号A1,B1,…,N
1,A2,B2,…,N2)を2分割配置したことを特
徴とする半導体集積回路としての構成を有する。
〔作用〕
上記構成によれば、直列接続点は拡散層で形成され、電
極を形成する必要がなく、且つ分割した直列接続のトラ
ンジスタの接続点同士をショート配線する必要がなく回
路面積の縮小ができ、負荷の軽減で動作速度の向上が可
能になる。
〔実施例〕
第1図(a)に先に第3図で示した2入力NANDゲー
トに本発明を適用した実施例の集積回路上のパターンを
示す。それに対応する回路図を第1図(b)に示す。
第1図(a)のように、第3図の直列接続のn-chトラン
ジスタQ03 に相当する入力Aのトランジスタのゲート
と、Q04 に相当する入力Bのトランジスタのゲートを二
つに分割すると共に、A,B,B,Aと折返すように分
割配置する。ここで、図中に示すように、ゲート番号を
B1、A1、A2、B2とすると、接地ライン(GND) に
接続するB1およびB2のソース電極(SB1およびSB
2)を両外側に配置し、出力OUT に接続するA1および
A2のドレイン電極〔D(A1,A2)〕を中央に配置するこ
とができる。そして、A1およびB1のソース−ドレイ
ンの接続、およびA2およびB2のソース−ドレインを
接続する配線は、表に出ることなく、拡散層DIFで結
ぶことができる。等価回路の結線図は、第1図(b)の
ようになり、A1およびB1の接続ノード 、A2およびB2の接続ノード が前記拡散層DIFであり、両者をショートする配線は
形成されない。
このように、本実施例によれば、従来必要であったショ
ート電極と配線層が不要になり、パターン設計が楽にな
り、面積的にも有利で集積度が向上できる。且つ、電
極,配線が減少するので、浮遊容量が減り、高速動作が
可能になる。
第2図に本発明の他の実施例として、先に示した第5図
のNORゲート回路に本発明を適用した例を示す。第2
図(a)が集積回路上のパターンを、第2図(b)がそ
の等価回路図である。第5図の負荷に備える2つの直列
接続のp-chトランジスタQ11,Q12 を二つに分割した例で
あり、入力Aに接続するトランジスタをA1,A2、入
力Bに接続するトランジスタをB1,B2と指示する。
この場合も、先の例と同様にB1、A1、A2、B2と
A,Bを対称に折返して配置すれば良い。但し、第1図
と相違するのは、拡散層DIFがP形拡散層である点、
および両外側の電極(B1およびB2のソースSB1,S
B2)が高位の電源(Vcc) ラインに接続している点であ
る。
なお、以上の説明において、2入力のNANDゲート回
路およびNORゲート回路を示したが、本発明は一般に
多入力(n入力)の場合に適用できるものであり、例え
ば、A,B,Cの3入力NANDゲートの実施例につい
て、第7図(a)にパターンを示し、等価回路を第7図
(b)に示している。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、NA
NDゲート回路またはNORゲート回路の直列接続のト
ランジスタを2分割して配置する場合、その中間ノード
同士がショートされない。その結果、負荷が軽減され、
高速動作、小面積になる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は本発明の第1の実施例の集積回
路のパターンおよび対応する回路図、 第2図(a),(b)は本発明の第2の実施例の集積回
路のパターンおよび対応する回路図、 第3図はNANDゲートの回路例の回路図、 第4図(a),(b)は従来例1の集積回路のパターン
および対応する回路図、 第5図はNORゲートの回路例の回路図、 第6図(a),(b)は従来例2の集積回路パターンお
よび対応する回路図、 第7図(a),(b)は本発明の3入力NANDゲート
の実施例のパターン及び回路図である。 A,B……入力 Vcc……(高位の)電源 GND……設置(ライン) DIF……拡散層 OUT……出力(ライン) A1,A2,B1,B2及びC1,C2……分割したト
ランジスタのゲート番号 Q01,Q02,Q03 ……負荷トランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源ラインと、 接地ラインと、 N本のゲート電極ラインと、 出力ラインと、 前記接地ラインと前記出力ラインとの間に直列に接続さ
    れたN個の駆動用電解効果トランジスタと、 前記出力ラインと前記電源ラインとの間に並列に接続さ
    れたN個の負荷用電界効果トランジスタとから構成さ
    れ、 前記N個の直列に接続された駆動用電界効果トランジス
    タを構成する各々の電界効果トランジスタをゲート電極
    が接続される各々2個の電界効果トランジスタに分割し
    て構成し、 かつ前記直列に接続されたN個の駆動用電界効果トラン
    ジスタのN入力のゲート電極ラインはN個の負荷用電界
    効果トランジスタの内の各々1つの負荷用電界効果トラ
    ンジスタのゲート電極と共通に接続された、N入力のN
    ANDゲート回路において、 前記N個の直列に接続された駆動用電界効果トランジス
    タの2分割配置は、 出力ラインもしくは接地ラインの内の一方を中央に配置
    し、他方の接地ラインもしくは出力ラインを両側に2本
    配置するとともに、前記出力ラインと前記接地ラインと
    の間においてN個の直列接続の駆動用電界効果トランジ
    スタのソースもしくはドレイン拡散領域をN個のゲート
    電極領域を介して順次配置し、中央の出力ラインもしく
    は接地ラインに対して対称にN個の直列接続の駆動用電
    界効果トランジスタを2分割配置したことを特徴とする
    半導体集積回路。
  2. 【請求項2】電源ラインと、 接地ラインと、 N本のゲート電極ラインと、 出力ラインと、 前記接地ラインと前記出力ラインとの間に並列に接続さ
    れたN個の駆動用電界効果トランジスタと、 前記出力ラインと前記電源ラインとの間に直列に接続さ
    れたN個の負荷用電界効果トランジスタとから構成さ
    れ、 前記N個の直列に接続された負荷用電界効果トランジス
    タを構成する各々の電界効果トランジスタをゲート電極
    が接続される各々2個の電界効果トランジスタに分割し
    て構成し、 かつ前記直列に接続されたN個の負荷用電界効果トラン
    ジスタのN入力のゲート電極ラインはN個の駆動用電界
    効果トランジスタの内の各々1つの駆動用電界効果トラ
    ンジスタのゲート電極と共通に接続された、N入力のN
    ORゲート回路において、 前記N個の直列に接続された負荷用電界効果トランジス
    タの2分割配置は、 出力ラインもしくは電源ラインの内の一方を中央に配置
    し、他方の電源ラインもしくは出力ラインを両側に2本
    配置するとともに、前記出力ラインと前記電源ラインと
    の間においてN個の直列接続の負荷用電界効果トランジ
    スタのソースもしくはドレイン拡散領域をN個のゲート
    電極領域を介して順次配置し、中央の出力ラインもしく
    は電源ラインに対して対称にN個の直列接続負荷用の電
    界効果トランジスタを2分割配置したことを特徴とする
    半導体集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56125854A (en) * 1980-03-10 1981-10-02 Nec Corp Integrated circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56125854A (en) * 1980-03-10 1981-10-02 Nec Corp Integrated circuit

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