JPH0748558B2 - Basic cell and array structure of basic cell - Google Patents

Basic cell and array structure of basic cell

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JPH0748558B2
JPH0748558B2 JP16844291A JP16844291A JPH0748558B2 JP H0748558 B2 JPH0748558 B2 JP H0748558B2 JP 16844291 A JP16844291 A JP 16844291A JP 16844291 A JP16844291 A JP 16844291A JP H0748558 B2 JPH0748558 B2 JP H0748558B2
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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SOG(Sea Of Gates)
形大規模集積回路(LSI)における基本セルおよび基
本セルの配列構造に関するものである。
The present invention relates to SOG (Sea Of Gates).
The present invention relates to a basic cell and an array structure of basic cells in a large scale integrated circuit (LSI).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、SOG形LSIにおける基本セル
構造としては図12に示される構造が一般的である。N
領域1上には中心線Cに対して左右対称構造のゲート電
極対2a,bが形成され、2個のPチャネル形MOSF
ETが構成されている。また、P領域3上にも中心線C
に対して左右対称構造のゲート電極対4a,bが形成さ
れ、2個のNチャネル形MOSFETが構成されてい
る。基本セル5は、これらN領域1およびP領域3上に
形成された各素子から構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a basic cell structure in an SOG type LSI, a structure shown in FIG. 12 is generally used. N
A pair of gate electrodes 2a and 2b having a bilaterally symmetrical structure with respect to the center line C is formed on the region 1, and two P-channel MOSFs are formed.
ET is configured. In addition, the center line C is also on the P region 3.
A gate electrode pair 4a, 4b having a bilaterally symmetrical structure is formed, and two N-channel MOSFETs are formed. The basic cell 5 is composed of the elements formed on the N region 1 and the P region 3.

【0003】また、SOG形LSIにおける基本セルの
配列構造は図13に示され、マスタスライス6上にPチ
ャネル形のトランジスタ列7およびNチャネル形のトラ
ンジスタ列8が交互に配置されて形成されている。基本
セル5は、同図の斜線部に示されるように、隣り合う各
列のNチャネル形およびPチャネル形の各MOSFET
が組み合わされて構成される。
An arrangement structure of basic cells in the SOG type LSI is shown in FIG. 13, which is formed by alternately arranging P-channel type transistor rows 7 and N-channel type transistor rows 8 on a master slice 6. There is. The basic cell 5 includes N-channel type MOSFETs and P-channel type MOSFETs in adjacent columns as shown by the hatched portion in FIG.
Are configured by combining.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の基本セル構
造は、中心線Cに対して左右方向のみが対称な構造にな
っているため、マスタスライス6上で基本セルを構成す
る場合、異種のトランジスタが配置されている方向、つ
まり、図13における左右方向に基本セルを構成するこ
とは可能である。しかしながら、同種のトランジスタが
配置されている方向、つまり、同図における上下方向に
基本セルを構成することは不可能である。従って、各列
中のトランジスタに使用されないものが生じ、半導体チ
ップ上のスペースに無駄が生じる。
Since the above-mentioned conventional basic cell structure is symmetrical with respect to the center line C only in the left-right direction, when the basic cells are formed on the master slice 6, they are different in type. It is possible to form the basic cell in the direction in which the transistors are arranged, that is, in the left-right direction in FIG. However, it is impossible to form a basic cell in the direction in which the same type of transistors are arranged, that is, in the vertical direction in FIG. Therefore, some transistors in each column are not used, and the space on the semiconductor chip is wasted.

【0005】また、論理ゲートや論理ブロック等の論理
セルを半導体チップ上に実現する際、利用面積上は論理
セルを実現することが可能であるが、形状上の制限のた
め、論理セルを構成することが出来なくなる場合が生じ
る。これは、論理セルを上下方向に構成できないことに
起因する。
Further, when a logic cell such as a logic gate or a logic block is realized on a semiconductor chip, it is possible to realize the logic cell in terms of use area, but the logic cell is formed due to the shape limitation. There are cases where you cannot do it. This is because the logic cell cannot be configured in the vertical direction.

【0006】この結果、SOG形LSIにおける素子の
高集積化は困難になり、また、配線パターン設計の自由
度は制約されていた。
As a result, it becomes difficult to highly integrate the elements in the SOG type LSI, and the degree of freedom in wiring pattern design is restricted.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたもので、ある1点を中心とし
てこの点を囲む方向に沿ってゲート幅方向が採られ、こ
の点を通る互いに直角に交わる2直線によって4領域に
分断されたゲート電極と、これら各ゲート電極下のチャ
ネル層の両側に形成されたドレイン領域およびソース領
域とを備えて基本セルを形成したものである。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and a gate width direction is taken around a certain point along the direction surrounding this point. A basic cell is formed by including a gate electrode divided into four regions by two straight lines passing through at right angles to each other, and a drain region and a source region formed on both sides of a channel layer under each gate electrode.

【0008】また、4領域に分断された各ゲート電極
を、各領域を2分するゲート幅方向の中心線に関して対
称に複数形成して基本セルを構成したものである。
A basic cell is constructed by forming a plurality of gate electrodes divided into four regions symmetrically with respect to a center line in the gate width direction that divides each region into two.

【0009】また、4領域に分断された各ゲート電極の
うち、対向する一方の各ゲート電極下のチャネル層をP
チャネル、対向する他方の各ゲート電極下のチャネル層
をNチャネルにする基本セルを複数個相互に隣接して配
列したものである。
Of the gate electrodes divided into four regions, the channel layer under each of the opposing gate electrodes is P
A plurality of basic cells in which a channel and a channel layer under each of the other opposing gate electrodes are N-channels are arranged adjacent to each other.

【0010】また、4領域に分断された各ゲート電極下
のチャネル層が全てPチャネルに形成される基本セル
と、4領域に分断された各ゲート電極下のチャネル層が
全てNチャネルに形成される基本セルとを、交互に隣接
して複数個配列したものである。
Further, a basic cell in which all the channel layers under each gate electrode divided into four regions are formed as P-channels, and all the channel layers under each gate electrode divided in four regions are formed as N-channels. A plurality of basic cells that are alternately adjacent to each other.

【0011】[0011]

【作用】ある1点を中心としてこの点を囲む方向に沿っ
てゲート電極のゲート幅方向を採ったことにより、マス
タスライス上で上下左右対称に基本セルを組むことが可
能になる。
By arranging the gate width direction of the gate electrode along a direction surrounding a certain point as the center, it becomes possible to assemble basic cells vertically and horizontally on the master slice.

【0012】また、各領域を2分するゲート幅方向の中
心線に関して対称にゲート電極を複数形成したことによ
り、マスタスライス上において上下左右方向だけでなく
斜め方向にも基本セルを組むことが可能になる。
Further, by forming a plurality of gate electrodes symmetrically with respect to the center line in the gate width direction that divides each region into two, basic cells can be assembled not only in the vertical and horizontal directions but also in the diagonal direction on the master slice. become.

【0013】また、対向する一方のゲート電極下のチャ
ネル層がPチャネル、他方のゲート電極下のチャネル層
がNチャネルに形成される基本セルを複数個相互に隣接
して配列したことにより、また、各ゲート電極下のチャ
ネル層が全てPチャネルに形成される基本セルと全てN
チャネルに形成される基本セルとを交互に隣接して複数
個配列したことにより、各方向に全く等価な回路構成を
組むことが可能になる。
Further, by arranging a plurality of basic cells adjacent to each other, a channel layer under one gate electrode facing each other is formed as a P channel and a channel layer under the other gate electrode is formed as an N channel. , A basic cell in which the channel layers under each gate electrode are all P-channel and all N
By arranging a plurality of basic cells that are formed in the channel alternately adjacent to each other, it is possible to construct a circuit configuration that is completely equivalent in each direction.

【0014】[0014]

【実施例】次に本発明の第1の実施例によるSOG形L
SIの基本セル構造を第1図に示す。同図(a)はマス
タスライス上に形成される1個の基本セル11aの平面
図であり、同図(b)は同図(a)におけるIb−Ib
線断面図である。
EXAMPLE An SOG type L according to a first example of the present invention will now be described.
The basic cell structure of SI is shown in FIG. FIG. 10A is a plan view of one basic cell 11a formed on the master slice, and FIG. 11B is Ib-Ib in FIG.
It is a line sectional view.

【0015】基本セル11aにはこの中心点を囲む方向
に沿ってゲート幅方向が採られたゲート電極12〜15
が形成されている。これら、ゲート電極12〜15は中
心点を通る垂直線および水平線によって4領域に分断さ
れ、各分断領域毎に2本の折れ線状に形成されている。
4領域に分断された形状の各ゲート電極12〜15のう
ち、対向する一方の各ゲート電極14a,bおよび15
a,bはP領域16上に形成されている。各ゲート電極
14,15下の基板上には同図(b)に示される酸化膜
17が形成されており、この酸化膜17を介する各ゲー
ト電極14,15下のチャネル層にはNチャネルが形成
される。また、対向する他方の各ゲート電極12a,b
および13a,bはN領域18上に形成されている。各
ゲート電極12,13下の基板上には上記のP領域16
における場合と同様に酸化膜が形成されており、この酸
化膜を介する各ゲート電極12,13下のチャネル層に
はPチャネルが形成される。
In the basic cell 11a, gate electrodes 12 to 15 whose gate width direction is taken along the direction surrounding the center point are provided.
Are formed. These gate electrodes 12 to 15 are divided into four regions by vertical lines and horizontal lines passing through the center points, and are formed in two polygonal lines in each divided region.
Of the gate electrodes 12 to 15 divided into four regions, the opposing gate electrodes 14a, 14b, and 15
a and b are formed on the P region 16. An oxide film 17 shown in FIG. 2B is formed on the substrate under each gate electrode 14, 15, and an N channel is formed in the channel layer under each gate electrode 14, 15 via this oxide film 17. It is formed. Also, the other opposing gate electrodes 12a, 12b
And 13a and 13a and 13b are formed on the N region 18. The P region 16 is formed on the substrate below each of the gate electrodes 12 and 13.
An oxide film is formed in the same manner as in the above case, and a P channel is formed in the channel layer below each of the gate electrodes 12 and 13 via this oxide film.

【0016】また、各ゲート電極14,15下のNチャ
ネル層の両側のP領域16にはn形の不純物が高濃度に
拡散されたn+ 形の拡散層19が形成されており、ドレ
イン領域およびソース領域が構成されている。また、各
ゲート電極12,13下のPチャネル層の両側のN領域
18にはp形の不純物が高濃度に拡散されたp+ 形の拡
散層20が形成されており、P領域16における場合と
同様にドレイン領域およびソース領域が構成されてい
る。また、各P領域16およびN領域18には中心部と
周辺部とにそれぞれ2個の基板コンタクト(ウエルコン
タクト)21が形成されている。また、各P領域16お
よびN領域18間はフィールド酸化膜22によって囲ま
れており、分離されている。
Further, an n + type diffusion layer 19 in which n type impurities are diffused at a high concentration is formed in the P region 16 on both sides of the N channel layer under each of the gate electrodes 14 and 15, and the drain region is formed. And the source region is configured. Further, in the N region 18 on both sides of the P channel layer under each of the gate electrodes 12 and 13, a p + type diffusion layer 20 in which p type impurities are diffused at a high concentration is formed. The drain region and the source region are configured similarly to the above. Two substrate contacts (well contacts) 21 are formed in each of the P region 16 and the N region 18 in the central portion and the peripheral portion. The P region 16 and the N region 18 are surrounded and separated by a field oxide film 22.

【0017】以上の構造により、対向する各N領域18
には、ゲート電極12a,bから構成される2個のPチ
ャネル形MOSFET、ゲート電極13a,bから構成
される2個のPチャネル形MOSFETが形成されてい
る。また、対向する各P領域16には、ゲート電極14
a,bから構成される2個のNチャネル形MOSFE
T、ゲート電極15a,bから構成される2個のNチャ
ネル形MOSFETが形成されている。
With the above structure, each N region 18 facing each other
In this region, two P-channel type MOSFETs composed of the gate electrodes 12a and 12b and two P-channel type MOSFETs composed of the gate electrodes 13a and 13b are formed. The gate electrode 14 is formed in each of the P regions 16 facing each other.
Two N-channel type MOSFE composed of a and b
Two N-channel MOSFETs each including T and the gate electrodes 15a and 15b are formed.

【0018】従って、図1に示される基本セルによれ
ば、例えば、1基本セルの片側半分の2個のPチャネル
形MOSFETおよび2個のNチャネル形MOSFET
を用いて、図2(a)に示される2入力の否定論理和
(NOR)ゲートを構成することが可能である。つま
り、ゲート電極12a,bから構成される2個のPチャ
ネル形MOSFETQ12a ,Q12b の各ドレイン・ソー
ス回路を直列に接続し、ゲート電極14a,bから構成
される2個のNチャネル形MOSFETQ14a ,Q14b
の各ドレイン・ソース回路をFETQ12a ,Q12b に対
して並列に接続する。そして、FETQ12a のゲート電
極12aおよびFETQ14a のゲート電極14aを接続
し、FETQ12b のゲート電極12bおよびFETQ
14b のゲート電極14bを接続することにより、2入力
NORゲートが構成される。
Therefore, according to the basic cell shown in FIG. 1, for example, two P-channel type MOSFETs and two N-channel type MOSFETs on one side of one basic cell are used.
Can be used to configure the two-input NOR gate shown in FIG. That is, the drain / source circuits of the two P-channel MOSFETs Q 12a and Q 12b composed of the gate electrodes 12a and 12b are connected in series, and the two N-channel MOSFET Q composed of the gate electrodes 14a and 14b are connected. 14a , Q 14b
The respective drain / source circuits of are connected in parallel to the FETs Q 12a and Q 12b . Then, the gate electrode 12a of the FET Q 12a and the gate electrode 14a of the FET Q 14a are connected to each other, and the gate electrode 12b and the FET Q of the FET Q 12b are connected.
A 2-input NOR gate is formed by connecting the gate electrode 14b of 14b.

【0019】また、1基本セルの片側半分の2個のPチ
ャネル形MOSFETおよび2個のNチャネル形MOS
FETを用いて、図2(b)に示される2入力の否定論
理積(NAND)ゲートを構成することも可能である。
つまり、2個のPチャネル形MOSFETQ12a ,Q
12b の各ドレイン・ソース回路を並列に接続し、2個の
Nチャネル形MOSFETQ14a ,Q14b の各ドレイン
・ソース回路をFETQ12a ,Q12b の並列回路に対し
て直列に接続する。そして、FETQ12a のゲート電極
12aおよびFETQ14a のゲート電極14aを接続
し、FETQ12b のゲート電極12bおよびFETQ
14b のゲート電極14bを接続することにより、2入力
NANDゲートが構成される。
Also, two P-channel MOSFETs and two N-channel MOSs on one side of one basic cell are provided.
It is also possible to use a FET to form the two-input NAND gate shown in FIG. 2B.
That is, two P-channel type MOSFETs Q 12a and Q
The drain / source circuits of 12b are connected in parallel, and the drain / source circuits of the two N-channel MOSFETs Q 14a and Q 14b are connected in series to the parallel circuit of FETs Q 12a and Q 12b . Then, a gate electrode connected 14a of the gate electrode 12a and the FETQ 14a of FETQ 12a, FETQ 12b gate electrode 12b and FETQ of
A 2-input NAND gate is formed by connecting the gate electrode 14b of 14b.

【0020】図3(a)は図1に示された第1実施例の
基本セルを変形した基本セルの一構造例を示している。
なお、図1と同一または相当する部分については同符号
を用いてその説明は省略する。この基本セル11bにお
いては、各分断領域に各1本の折れ線状のゲート電極1
2a〜15aが形成されており、ゲート電極数が減少し
ている。このような基本セル11bによれば、1基本セ
ルの片側半分で、例えば、図3(b)に示されるインバ
ータ・ゲートを構成することが可能である。つまり、ゲ
ート電極12aから構成される1個のPチャネル形MO
SFETQ12a と、ゲート電極14aから構成される1
個のNチャネル形MOSFETQ14a との各ドレイン・
ソース回路を直列に接続し、各ゲート電極12aおよび
14aを接続することにより、インバータ・ゲートが構
成される。
FIG. 3A shows a structural example of a basic cell obtained by modifying the basic cell of the first embodiment shown in FIG.
It should be noted that the same or corresponding parts as those in FIG. In this basic cell 11b, one broken line-shaped gate electrode 1 is provided in each divided region.
2a to 15a are formed, and the number of gate electrodes is reduced. According to such a basic cell 11b, it is possible to configure, for example, the inverter gate shown in FIG. 3B with one half of one basic cell. That is, one P-channel type MO composed of the gate electrode 12a
1 composed of SFET Q 12a and gate electrode 14a
Each N-channel MOSFET Q 14a and each drain
An inverter gate is formed by connecting source circuits in series and connecting the respective gate electrodes 12a and 14a.

【0021】図4(a)は図1に示された第1実施例の
基本セルを変形した他の基本セルの構造例を示してい
る。なお、図1と同一または相当する部分については同
符号を用いてその説明は省略する。この基本セル11c
においては、各分断領域に各3本の折れ線状のゲート電
極12a,b,c〜15a,b,cが形成されており、
ゲート電極数が増加している。このような基本セル11
cによれば、1基本セルの片側半分で、例えば、図4
(b)に示される3入力NORゲートを構成することが
可能である。つまり、ゲート電極12a,b,cから構
成される3個のPチャネル形MOSFETQ12a ,Q
12b ,Q12C の各ドレイン・ソース回路を直列に接続
し、ゲート電極14a,b,cから構成される3個のN
チャネル形MOSFETQ14a ,Q14b ,Q14c の各ド
レイン・ソース回路をFETQ12a ,Q12 b ,Q12C
対して並列に接続する。そして、各ゲート電極12aお
よび14a、ゲート電極12bおよび14b、ゲート電
極12cおよび14cをそれぞれ接続することにより、
3入力NORゲートが構成される。
FIG. 4A shows a structural example of another basic cell obtained by modifying the basic cell of the first embodiment shown in FIG. It should be noted that the same or corresponding parts as those in FIG. This basic cell 11c
In each of the divided regions, three broken line gate electrodes 12a, b, c to 15a, b, c are formed.
The number of gate electrodes is increasing. Such a basic cell 11
As shown in FIG.
It is possible to configure the 3-input NOR gate shown in (b). That is, the three P-channel MOSFETs Q 12a , Q 12a , Q 12a , Q
12b, connects each drain-source circuit of the Q 12C in series, the gate electrode 14a, b, composed of c 3 N-
Channel type MOSFETQ 14a, Q 14b, connecting the respective drain-source circuit of the Q 14c FETQ 12a, Q 12 b , in parallel to the Q 12C. Then, by connecting the gate electrodes 12a and 14a, the gate electrodes 12b and 14b, and the gate electrodes 12c and 14c, respectively,
A 3-input NOR gate is constructed.

【0022】また、上記の基本セル11cによれば、1
基本セルの片側半分で図4(c)に示される3入力NA
NDゲートを構成することも可能である。つまり、ゲー
ト電極12a,b,cから構成される3個のPチャネル
形MOSFETQ12a ,Q12b ,Q12C の各ドレイン・
ソース回路を並列に接続し、ゲート電極14a,b,c
から構成される3個のNチャネル形MOSFET
14a ,Q14b ,Q14cの各ドレイン・ソース回路をF
ETQ12a ,Q12b ,Q12C の並列回路に対して直列に
接続する。そして、各ゲート電極12aおよび14a、
ゲート電極12bおよび14b、ゲート電極12cおよ
び14cをそれぞれ接続することにより、3入力NOR
ゲートが構成される。
According to the above basic cell 11c, 1
3 input NA shown in FIG. 4 (c) in one half of the basic cell
It is also possible to configure an ND gate. That is, the drains of the three P-channel MOSFETs Q 12a , Q 12b , and Q 12C composed of the gate electrodes 12a, 12b , and 12c are formed.
The source circuits are connected in parallel, and the gate electrodes 14a, b, c
3 N-channel MOSFETs
Q 14a, Q 14b, each of the drain-source circuit of Q 14c F
ETQ 12a , Q 12b , and Q 12C are connected in series to a parallel circuit. Then, each gate electrode 12a and 14a,
3-input NOR by connecting the gate electrodes 12b and 14b and the gate electrodes 12c and 14c, respectively
The gate is constructed.

【0023】なお、基本セル11cによる上記の構成例
は3入力のNORゲートおよびNANDゲートについて
説明したが、2入力のNORゲートおよびNANDゲー
トを構成することも可能である。
Although the above example of the configuration of the basic cell 11c has been described with respect to a 3-input NOR gate and a NAND gate, it is also possible to configure a 2-input NOR gate and a NAND gate.

【0024】また、図1に示された第1実施例の基本セ
ルにおいて各分断領域に形成するゲート電極数を4本以
上に構成しても良い。一般的に、1基本セル中のゲート
電極数が多いと、論理ブロックを構成する際に使えるF
ETが多くなるため、SOG形LSIは高集積化し、し
かも、回路設計は容易になる。例えば、図4(a)に示
されるように1分断領域当たり3個のFETがあれば、
基本セルの片側半分で同図(b)や同図(c)に示され
る3入力NORゲートや3入力NANDゲートを構成す
ることが出来る。つまり、基本セル単位で論理ゲートを
構成する際には、1分断領域当たりに形成されるFET
数が多ければ、直列または並列に接続することの出来る
FET数が多くなり、より高集積化が達成され、1分断
領域当たり1個のFETや2個のFETしか形成されな
い場合に比べて有利になる。
Further, in the basic cell of the first embodiment shown in FIG. 1, the number of gate electrodes formed in each divided region may be four or more. In general, if the number of gate electrodes in one basic cell is large, F that can be used when forming a logic block
Since the number of ETs increases, the SOG LSI is highly integrated, and the circuit design becomes easy. For example, as shown in FIG. 4 (a), if there are three FETs per divided region,
The half of one side of the basic cell can form the three-input NOR gate and the three-input NAND gate shown in FIGS. That is, when the logic gate is formed in units of basic cells, the FETs formed in each divided region
If the number is large, the number of FETs that can be connected in series or in parallel increases, and higher integration can be achieved, which is advantageous compared with the case where only one FET or two FETs are formed per divided region. Become.

【0025】また、上記各基本セルの説明においては、
各分断領域に形成される各トランジスタのゲート幅(ゲ
ート電極の長さ)が異なる場合について説明したが、こ
れら各ゲート幅を一致させても良い。
In the above description of each basic cell,
The case where the gate widths (lengths of the gate electrodes) of the transistors formed in the divided regions are different has been described, but the gate widths may be the same.

【0026】上記の各基本セル11a,11b,11c
はマスタスライス上において図5に符号11で示される
ように配列される。同図において、斜線部23はPチャ
ネル形MOSFETが形成されたN領域18を示し、空
白部24はNチャネル形MOSFETが形成されたP領
域16を示している。つまり、1個の基本セル11aま
たは11bまたは11cは同図の点線部11で構成さ
れ、基本セルの配列構造は、複数個の基本セル11が相
互に隣接して配列された構造になっている。
The above basic cells 11a, 11b, 11c
Are arranged on the master slice as indicated by reference numeral 11 in FIG. In the figure, the shaded portion 23 indicates the N region 18 in which the P-channel MOSFET is formed, and the blank portion 24 indicates the P region 16 in which the N-channel MOSFET is formed. That is, one basic cell 11a or 11b or 11c is configured by the dotted line portion 11 in the figure, and the basic cell array structure is a structure in which a plurality of basic cells 11 are arranged adjacent to each other. .

【0027】また、上記の各基本セル11a,11b,
11cにおいては、4つの分断領域が隣接する領域間で
相互に異なるチャネルで構成されていた。しかし、4つ
の分断領域の全てを同じチャネルで構成しても良い。こ
の場合には、これら各基本セル11a,11b,11c
はマスタスライス上において図6に示されるように配列
される。つまり、4分断領域の全てがPチャネル形に形
成される基本セル11Pと、4分断領域の全てがNチャ
ネル形に形成される基本セル11Nとが交互に隣接して
配列されている。このように4分断領域とも同じチャネ
ル形で構成した場合、各分断領域毎に2つのFETが形
成されていれば、1つの基本セルで8個のFETまで利
用することが可能である。従って、1つのNチャネル形
基本セル11Nおよびこれに隣接する1つのPチャネル
形基本セル11Pを利用することにより、8入力NAN
Dゲートや8入力NORゲートをマスタスライスの上下
または左右方向に等価に構成することが可能である。
The basic cells 11a, 11b, and
In 11c, the four divided regions were composed of mutually different channels between the adjacent regions. However, all four divided regions may be configured by the same channel. In this case, each of these basic cells 11a, 11b, 11c
Are arranged on the master slice as shown in FIG. That is, the basic cells 11P in which all of the four-division regions are formed in the P channel type and the basic cells 11N in which all of the four-division regions are formed in the N channel type are alternately arranged adjacent to each other. In this way, when the four divided regions are formed in the same channel type, if two FETs are formed in each divided region, it is possible to use up to eight FETs in one basic cell. Therefore, by using one N-channel type basic cell 11N and one P-channel type basic cell 11P adjacent thereto, an 8-input NAN
It is possible to equivalently configure the D gate and the 8-input NOR gate in the vertical and horizontal directions of the master slice.

【0028】このような第1実施例によれば、ゲート電
極対12〜15のゲート幅方向を基本セル11a,b,
cの中心点を囲む方向に沿って採ったことにより、マス
タスライス上において基本セル11を上下左右対称に組
むことが可能になる。しかも、この基本セル11を複数
個相互に隣接して配列したことにより、NANDゲート
やフリップフロップ等の論理セルは、マスタスライスの
上下方向,左右方向において全く等価に回路を構成する
ことが可能になる。従って、本実施例によれば、マスタ
スライス上の各トランジスタを有効に使用することが可
能になり、SOG形LSIにおける素子の集積度は向上
する。さらに、配線パターン設計の自由度は大きくな
り、求められる機能に応じたSOG形LSIを短期間に
開発することが出来る。
According to the first embodiment as described above, the gate cells of the gate electrode pairs 12 to 15 are arranged in the gate width direction in the basic cells 11a, 11b,
By taking along the direction surrounding the center point of c, it becomes possible to assemble the basic cells 11 vertically and horizontally symmetrically on the master slice. Moreover, by arranging a plurality of the basic cells 11 adjacent to each other, it becomes possible for logic cells such as NAND gates and flip-flops to form circuits that are completely equivalent in the vertical and horizontal directions of the master slice. Become. Therefore, according to this embodiment, each transistor on the master slice can be effectively used, and the degree of integration of elements in the SOG type LSI is improved. Further, the degree of freedom in wiring pattern design is increased, and an SOG type LSI corresponding to a required function can be developed in a short period of time.

【0029】また、基板コンタクト(ウエルコンタク
ト)21を拡散層19(拡散層20)に近接して形成す
ることが可能になり、実現されるMOSFETにラッチ
アップが生じにくくなるという利点もある。また、各ゲ
ート電極12〜15の外側の拡散層は面積が大きくコン
タクトの数をより多く取ることができるため、これら拡
散層をソース領域に使用することによりソース抵抗は低
減し、MOSFETの動作速度は速くなる。
Further, it is possible to form the substrate contact (well contact) 21 in the vicinity of the diffusion layer 19 (diffusion layer 20), and there is an advantage that latch-up hardly occurs in the realized MOSFET. Further, since the diffusion layers outside each of the gate electrodes 12 to 15 have a large area and can have a larger number of contacts, the source resistance is reduced by using these diffusion layers in the source region, and the operating speed of the MOSFET is reduced. Will be faster.

【0030】図7および図8は本発明の第2実施例およ
び第3実施例による基本セルの構造を示しており、図1
(a)と同一または相当する部分については同符号を用
いてその説明は省略する。
FIGS. 7 and 8 show the structures of basic cells according to the second and third embodiments of the present invention.
The same or corresponding parts as those in (a) are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0031】これら各実施例はゲート電極の形状が異な
っている点のみ上記の第1実施例と相違し、他の構造は
第1実施例とほぼ同様な構造である。すなわち、図7の
第2実施例においては、ゲート電極31〜34のゲート
幅方向は、基本セル35の中心点を囲む方向に沿って採
られているが、その形状が円状(各分断領域内では弧
状)に形成されている。これに対して第1実施例におい
ては多角形状(各分断領域内では折れ線状)に形成され
ていた。また、図8の第3実施例による基本セル45に
おいては、ゲート電極41〜44は四角形状(各分断領
域内では直線状)に形成されている。なお、各実施例に
おけるそれぞれのゲート電極31〜34および41〜4
4は、中心点を通る垂直線および水平線によって4領域
に分断された形状になっており、上述の第1実施例と同
様である。また、これら各実施例においても、ゲート電
極数は任意の本数だけとれることは言うまでもない。ま
た、各実施例における基本セル35,45の配列構造は
それぞれ図5または図6と同様に示される。
These embodiments differ from the first embodiment only in the shape of the gate electrode, and the other structures are substantially the same as the first embodiment. That is, in the second embodiment of FIG. 7, the gate width direction of the gate electrodes 31 to 34 is taken along the direction surrounding the center point of the basic cell 35, but the shape is circular (each divided region). The inside is arcuate). On the other hand, in the first embodiment, it is formed in a polygonal shape (a polygonal line shape in each divided area). Further, in the basic cell 45 according to the third embodiment of FIG. 8, the gate electrodes 41 to 44 are formed in a quadrangular shape (a straight shape in each divided region). In addition, the gate electrodes 31 to 34 and 41 to 4 in each example.
Reference numeral 4 has a shape divided into four regions by vertical and horizontal lines passing through the center point, which is the same as in the above-described first embodiment. Also in each of these embodiments, it goes without saying that the number of gate electrodes can be an arbitrary number. The arrangement structure of the basic cells 35 and 45 in each embodiment is shown in the same manner as in FIG. 5 or FIG.

【0032】これら第2実施例および第3実施例におい
ても、第1実施例と同様な効果を奏する。すなわち、マ
スタスライス上で基本セル35,45を上下左右対称に
組むことが可能になり、また、論理セルを上下方向,左
右方向に全く等価に構成することが可能になる。
Also in these second and third embodiments, the same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, the basic cells 35 and 45 can be assembled vertically and horizontally symmetrically on the master slice, and the logical cells can be configured to be completely equivalent vertically and horizontally.

【0033】図9は本発明の第4実施例による基本セル
の構造を示す図であり、図1と同一または相当する部分
については同符号を用いてその説明は省略する。
FIG. 9 is a diagram showing the structure of a basic cell according to the fourth embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0034】この第4実施例は、ゲート電極が直線状に
形成された上記の第3実施例を変形したものであり、4
領域に分断された直線状の各ゲート電極は、各領域を2
分するゲート幅方向の中心線に関して対称に複数形成さ
れている。すなわち、ゲート電極43aとゲート電極4
3d、並びにゲート電極43bとゲート電極43cとは
中心線A−Aに関して対称に形成されている。他の3つ
の分断領域においても、これと同様に、各ゲート電極は
各領域を2分するゲート幅方向の中心線に関して対称に
複数形成されている。このため、この第4実施例は第3
実施例にゲート電極を追加形成した構成になっている。
This fourth embodiment is a modification of the above-mentioned third embodiment in which the gate electrode is formed in a linear shape.
Each of the linear gate electrodes divided into regions is divided into two regions.
A plurality of symmetrically formed center lines in the gate width direction are formed. That is, the gate electrode 43a and the gate electrode 4
3d, and the gate electrode 43b and the gate electrode 43c are formed symmetrically with respect to the center line AA. In the other three divided regions as well, similarly, a plurality of gate electrodes are formed symmetrically with respect to the center line in the gate width direction that divides each region into two. Therefore, the fourth embodiment is the third
The structure is such that a gate electrode is additionally formed in the embodiment.

【0035】このような第4実施例によれば、図10に
示されるマスタスライス上において基本セル46を上下
左右方向の他に斜め方向にも組むことが可能になる。つ
まり、論理ブロック51は基本セル46に対応してお
り、各分断領域には上記のゲート電極41〜44が形成
されている。論理ブロック52は論理ブロック51をマ
スタスライスの斜め方向に移動して採られ、ゲート電極
44a〜dからなる分断領域は論理ブロック51および
52に共有することが出来る。これは、各分断領域に形
成されるゲート電極が斜め方向に対称に形成されている
からである。このように配列時に斜め方向に隣接する論
理ブロック51,52が同じ分断領域を共有することが
出来る結果、上下左右方向だけでなく斜め方向にも同じ
論理ブロック51,52を構成することが出来、未使用
セル領域を減少させることが可能になる。また、効率良
く回路設計をすることも可能になる。
According to the fourth embodiment as described above, it is possible to assemble the basic cells 46 on the master slice shown in FIG. 10 not only in the vertical and horizontal directions but also in the oblique directions. That is, the logic block 51 corresponds to the basic cell 46, and the gate electrodes 41 to 44 are formed in each divided region. The logic block 52 is obtained by moving the logic block 51 in an oblique direction of the master slice, and the divided region formed by the gate electrodes 44a to 44d can be shared by the logic blocks 51 and 52. This is because the gate electrodes formed in each divided region are formed symmetrically in the oblique direction. As a result, the logical blocks 51 and 52 that are diagonally adjacent to each other when arrayed can share the same divided area, and as a result, the same logical blocks 51 and 52 can be configured not only in the vertical and horizontal directions but also in the diagonal direction. It is possible to reduce the unused cell area. Further, it becomes possible to efficiently design the circuit.

【0036】これに対して上記の第3実施例による基本
セル45を用いて論理ブロックを斜め方向に構成する場
合には、基本セルを1個分だけ完全にずらす必要があ
る。つまり、図11に示される論理ブロック61は図8
に示される基本セル45に対応している。論理ブロック
61と同じ論理ブロックを斜め方向に構成するために、
上記と同様に分断領域1個分だけブロック枠を移動した
場合、各論理ブロックは回路構成的には等価に構成する
ことが可能である。しかし、斜めに移動したブロック枠
における各分断領域のゲート電極配置は異なり、配線パ
ターン形状を大きく変更する必要がある。このため、論
理ブロック61を基本セル1個分だけ完全にずらして論
理ブロック62としなければならない。
On the other hand, when the logic block is formed in the diagonal direction by using the basic cell 45 according to the third embodiment, it is necessary to completely shift the basic cell by one. That is, the logical block 61 shown in FIG.
It corresponds to the basic cell 45 shown in FIG. To configure the same logical block as the logical block 61 in a diagonal direction,
Similarly to the above, when the block frame is moved by one division area, the respective logic blocks can be configured equivalently in terms of circuit configuration. However, the arrangement of the gate electrodes in each divided region in the block frame that is moved diagonally is different, and it is necessary to greatly change the wiring pattern shape. Therefore, the logic block 61 must be completely shifted by one basic cell to form the logic block 62.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、あ
る1点を中心としてこの点を囲む方向に沿ってゲート電
極のゲート幅方向を採ったことにより、マスタスライス
上で上下左右対称に基本セルを組むことが可能になる。
このため、マスタスライス上の各トランジスタを有効に
使用することができ、半導体チップ上のスペースに無駄
がなくなる。
As described above, according to the present invention, a gate width direction of a gate electrode is taken along a direction surrounding a certain point as a center, so that it is vertically and horizontally symmetrical on a master slice. It becomes possible to form a basic cell.
Therefore, each transistor on the master slice can be effectively used, and the space on the semiconductor chip is not wasted.

【0038】また、各領域を2分するゲート幅方向の中
心線に関して対称にゲート電極を複数形成したことによ
り、マスタスライス上において上下左右方向だけでなく
斜め方向にも基本セルを組むことが可能になる。このた
め、マスタスライス上の各トランジスタをより有効に使
用することが可能になり、また、回路設計が容易にな
る。
Further, by forming a plurality of gate electrodes symmetrically with respect to the center line in the gate width direction that divides each region into two, it is possible to assemble basic cells not only in the vertical and horizontal directions but also in the diagonal direction on the master slice. become. Therefore, each transistor on the master slice can be used more effectively, and the circuit design becomes easy.

【0039】また、対向する一方のゲート電極下のチャ
ネル層がPチャネル、他方のゲート電極下のチャネル層
がNチャネルに形成される基本セルを相互に隣接して配
列したことにより、また、各ゲート電極下のチャネル層
が全てPチャネルに形成される基本セルと全てNチャネ
ルに形成される基本セルとを交互に隣接して複数個配列
したことにより、各方向に全く等価な回路構成を組むこ
とが可能になる。このため、論理セルを半導体チップ上
に実現する際、論理セルを利用面積上で実現することが
可能であれば、形状上の制限なく論理セルを構成するこ
とが可能になる。
Further, by arranging the basic cells adjacent to each other such that the channel layer under one of the facing gate electrodes is a P channel and the channel layer under the other gate electrode is an N channel, By arranging a plurality of basic cells in which the channel layers under the gate electrode are all P-channel and all N-channel are alternately arranged adjacent to each other, a completely equivalent circuit configuration is formed in each direction. It will be possible. Therefore, when the logic cell is realized on the semiconductor chip, if the logic cell can be realized on the utilization area, the logic cell can be formed without limitation in shape.

【0040】この結果、SOG形LSIにおける素子の
高集積化が達成され、また、配線パターン設計の自由度
は向上する。
As a result, high integration of elements in the SOG type LSI is achieved, and the degree of freedom in wiring pattern design is improved.

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

【図1】本発明の第1実施例による基本セルの構造を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a basic cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】各分断領域にFETを各2個形成した第1実施
例の基本セルの片側半分で構成されるゲートを示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a gate constituted by one half of the basic cell of the first embodiment in which two FETs are formed in each divided region.

【図3】第1実施例を変形して各分断領域にFETを各
1個形成した基本セルの構造およびこの基本セルの片側
半分で構成されるゲートを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a structure of a basic cell in which one FET is formed in each divided region by modifying the first embodiment, and a gate constituted by one half of the basic cell.

【図4】第1実施例を変形して各分断領域にFETを各
3個形成した基本セルの構造およびこの基本セルの片側
半分で構成されるゲートを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a basic cell in which three FETs are formed in each divided region by modifying the first embodiment, and a gate formed by one half of the basic cell.

【図5】第1実施例およびその変形による基本セルの配
列構造の一例を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an example of an array structure of basic cells according to the first embodiment and its modification.

【図6】各分断領域を全て同じチャネルにした基本セル
の配列構造の一例を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing an example of an array structure of basic cells in which each divided region has the same channel.

【図7】本発明の第2実施例による基本セルの構造を示
す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a structure of a basic cell according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例による基本セルの構造を示
す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing the structure of a basic cell according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施例による基本セルの構造を示
す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing the structure of a basic cell according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】第4実施例による基本セルの配列構造の一例
を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing an example of an array structure of basic cells according to a fourth embodiment.

【図11】第3実施例による基本セルの配列構造の一例
を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing an example of an array structure of basic cells according to a third embodiment.

【図12】従来の基本セルの構造を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a structure of a conventional basic cell.

【図13】従来の基本セルの配列構造を示す平面図であ
る。
FIG. 13 is a plan view showing a conventional basic cell array structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a…基本セル 12〜15…ゲート電極 16…P領域 17…酸化物 18…N領域 19…n+ 形拡散層 20…p+ 形拡散層 21…基板コンタクト(ウエルコンタクト) 22…フィールド酸化膜11a ... Basic cell 12-15 ... Gate electrode 16 ... P region 17 ... Oxide 18 ... N region 19 ... N + type diffusion layer 20 ... P + type diffusion layer 21 ... Substrate contact (well contact) 22 ... Field oxide film

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ある1点を中心としてこの点を囲む方向
に沿ってゲート幅方向が採られ、この点を通る互いに直
角に交わる2直線によって4領域に分断されたゲート電
極と、これら各ゲート電極下のチャネル層の両側に形成
されたドレイン領域およびソース領域とを備えて形成さ
れたことを特徴とする基本セル。
1. A gate electrode having a gate width direction centered on a certain point along a direction surrounding the point, and divided into four regions by two straight lines passing through this point and intersecting each other at right angles, and each of these gates. A basic cell comprising a drain region and a source region formed on both sides of a channel layer below an electrode.
【請求項2】 4領域に分断された各ゲート電極は、各
領域を2分するゲート幅方向の中心線に関して対称に複
数形成されていることを特徴とする請求項1記載の基本
セル。
2. The basic cell according to claim 1, wherein a plurality of gate electrodes divided into four regions are formed symmetrically with respect to a center line in the gate width direction that divides each region into two.
【請求項3】 4領域に分断された各ゲート電極のう
ち、対向する一方の各ゲート電極下のチャネル層はPチ
ャネルに形成され、対向する他方の各ゲート電極下のチ
ャネル層はNチャネルに形成される請求項1または請求
項2記載の基本セルが複数個相互に隣接して配列された
ことを特徴とする基本セルの配列構造。
3. Of the gate electrodes divided into four regions, a channel layer under each one of the facing gate electrodes is formed as a P channel, and a channel layer under each of the other opposite gate electrodes is formed as an N channel. An array structure of basic cells, wherein a plurality of basic cells according to claim 1 or 2 are formed adjacent to each other.
【請求項4】 4領域に分断された各ゲート電極下のチ
ャネル層が全てPチャネルに形成される請求項1記載の
基本セルと、4領域に分断された各ゲート電極下のチャ
ネル層が全てNチャネルに形成される請求項1記載の基
本セルとが、交互に隣接して複数個配列されたことを特
徴とする基本セルの配列構造。
4. The basic cell according to claim 1, wherein all the channel layers under each gate electrode divided into 4 regions are formed as P-channels, and all the channel layers under each gate electrode divided into 4 regions are all formed. The basic cell array structure according to claim 1, wherein a plurality of the basic cells according to claim 1 formed in an N channel are alternately and adjacently arranged.
【請求項5】 4領域に分断された各ゲート電極下のチ
ャネル層が全てPチャネルに形成される請求項2記載の
基本セルと、4領域に分断された各ゲート電極下のチャ
ネル層が全てNチャネルに形成される請求項2記載の基
本セルとが、交互に隣接して複数個配列されたことを特
徴とする基本セルの配列構造。
5. The basic cell according to claim 2, wherein all the channel layers under each gate electrode divided into 4 regions are formed as P-channels, and all the channel layers under each gate electrode divided into 4 regions are all formed. The basic cell array structure according to claim 2, wherein a plurality of the basic cells according to claim 2 formed in an N channel are alternately and adjacently arranged.
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