JPH0810759B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0810759B2
JPH0810759B2 JP62128862A JP12886287A JPH0810759B2 JP H0810759 B2 JPH0810759 B2 JP H0810759B2 JP 62128862 A JP62128862 A JP 62128862A JP 12886287 A JP12886287 A JP 12886287A JP H0810759 B2 JPH0810759 B2 JP H0810759B2
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polysilicon gate
polysilicon
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仁 池田
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    • 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は大規模集積回路装置(LSI)の構成の一部で
ある出力ドライバ回路に係り、特に電源ラインや信号ラ
イン等に発生するノイズを低減するための構造に関す
る。
〔従来の技術〕
LSIにおいては1個の半導体チップ上に多数の回路素
子を形成して回路機能を持たせている。LSIは、その内
部に流れる信号の電流駆動能力が小さいので、他のチッ
プあるいは外部機器へ信号を出力する場合にはLSI内部
に比べてチップ間あるいは外部機器との間の距離が長
く、減衰し易い。そこで通常LSIの出力端側には出力ド
ライバを設けて電流駆動能力を大きくしている。
通常のゲートアレイ型LSIにおいては複数個のMOS型電
界効果トランジスタ(MOSFET)の出力を並列に接続して
出力ドライバを構成する。第4図(a)はその一例を示
す出力ドライバの回路構成のレイアウトパターンの平面
図、第4図(c)はその構成等価回路である。同図にお
いて1はn型半導体基板中に形成されたp型ウエル領
域、2は該ウエル領域1中に形成されたnMOS用の拡散領
域、3は前記半導体基板中の形成されたpMOS用の拡散領
域、54はポリシリコンゲート、55は第1層目アルミニウ
ム層、6は第2層目アルミニウム層、57は第1層目アル
ミニウム層55−4とp型ウエル領域1とのコンタクト、
58は第1層目アルミニウム層55−2、55−3と各拡散領
域2、3とのコンタクト、59は第1層目アルミニウム層
55−4と電源ライン6−1のコンタクト、60は入力信号
線である第1層目アルミニウム層55−5とポリシリコン
ゲート層54とのコンタクトを示す。
第4図(a)においてn型半導体基板にはp−ウエル
領域、とその中に形成されたnMOS用の拡散領域2とpMOS
用の拡散領域3が形成され、ゲート酸化膜(図示せず)
を介して形成された各ポリシリコンゲート54によって第
4図(c)にN1〜N8として示すN−MOSFET及びP1〜P8と
して示すP−MOSFETが構成され、該基板上に層間絶縁膜
(図示せず)を用いて多層配線を施してドライバ回路と
している。即ち、第1層アルミニウム層55で、ボンディ
ングパッド55−1を含む出力信号線55−2、電源ライン
とのコンタクト形成層55−3、55−4、入力信号線55−
5を形成し、第2層アルミニウム層6で電源ライン(Vs
sライン6−1、VDDライン6−2)を形成する。
多層配線においては、第2層目アルミニウム層6を直
接半導体基板と接続出来ないので、例えばp−ウエル領
域とVssライン6−1を接続する場合には第4図(b)
に示す如く、基板S中に形成したp−ウエル領域1と第
1層目アルミニウム層55−4にコンタクト57を形成し
て、この第1層目アルミニウム層55−4とVssライン6
−1の間に層間絶縁膜中にコンタクト59を形成して接続
を完成させる。また第1層目アルミニウム層55と各拡散
領域との接続も形成して第4図(c)に示す構成等価回
路が得られるように配線する。即ち、第4図(a)に点
線Pにより示すP−MSFETについて例示すると、入力信
号は第1層アルミニウム線55−5とコンタクト60からポ
リシリコンゲート54に入力され、コンタクト58により出
力側信号線55−2を通してボンディングパッド55−1へ
出力される。また58′は拡散領域3と第1層アルミニウ
ム層55−3とのコンタクトを示し、コンタクト59′を経
て第2層アルミニウム層(この場合VDDライン6−2)
へ接続される。他のMOSFETも同様に接続され、結果的に
第4図(c)の等価回路を示す如く、P1〜P8、N1〜N8か
ら成る相補型MOSFETが並列に接続された構造となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、前記第4図に示したドライバ回路構成にお
いては各MOSFETのポリシリコンゲート54が並列に、入力
信号線である抵抗値の小さなアルミニウム層55−5によ
って接続されているので、第4図(c)より明らかなよ
うに、P−MOSFET P1〜P8のスイッチングおよびN−MO
SFET N1〜N8のスイッチングはそれぞれほぼ同時に行わ
れる。そのため信号が入力された場合のスイッチングの
際の過度電圧波形の立上り、立下りの傾斜が急峻にな
り、これが電源ライン及び信号ラインに大きな誘導ノイ
ズを発生させる原因となるという問題点があった。
従って本発明の目的は上記問題点を解決するためLSI
の出力ドライバの出力信号がゆっくり変化するような回
路構成の出力ドライバを提供するものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕
LSIにおける相補型MOSFETを用いた出力ドライバ回路
において、少なくとも2つ以上のMOSFETのポリシリコン
ゲート部分を直列接続する。そして入力信号線とポリシ
リコンゲートを複数個所で接続する。
このように構成することにより、各MOSFETとMOSFETの
間のポリシリコンゲートとゲート酸化膜における浮遊容
量とポリシリコン抵抗によって主に構成される遅延回路
を各トランジスタの遅延素子として利用する。この遅延
回路は必ず各MOSFETの入力段に形成され、それによって
各MOSFETのスイッチング開始時間が順次ずれて行き、か
くして出力信号の立上りがゆっくり変化するようにな
る。
〔実施例〕
本発明の前記技術を第1図及び第2図によって説明す
る。
第1図(a)は前提技術の出力ドライバのレイアウト
パターンの一例の平面図、第1図(b)はその等価回路
図であり、第2図はその一つのMOS FETの説明図であ
る。
第1図において、1は半導体基板に形成されたp−ウ
エル領域、2はnMOS用の拡散領域、3はpMOS用の拡散領
域、4はポリシリコンゲートで4′がその入力端であ
り、5は第1層目アルミニウム層、6は電源ラインであ
り、6−1はVssライン、6−2はVDDライン、7は第1
層目アルミニウム層5とp−ウエル領域1とのコンタク
ト、8は第1層目アルミニウム層5と各拡散領域2、3
とのコンタクト、9は第1層目アルミニウム層5と電源
ライン6とのコンタクトを示す。
第1図(a)において半導体基板には第4図によって
説明した従来例と同様のp−ウエル領域1、nMOS用の拡
散領域2、pMOS用の拡散領域3が形成され、ゲート酸化
膜(図示せず)を介して形成されたボリシリコンゲート
4によってP−MOSFET P1〜P8、N−MOSFET N1〜N8が
形成されており、この半導体基板上には層間絶縁膜(図
示せず)を介して第1層目アルミニウム層5、第2層目
アルミニウム層6から成る多層配線が施されている。即
ち第1層目アルミニウム層5はボンディングパッド5−
1を含む出力側信号ライン5−2、拡散層とのコンタク
ト形成層5−3、5−4から成り、第2層目アルミニウ
ム層6はVssライン6−1、VDDライン6−2を構成して
いる。
第1図(a)から明らかな如く、各MOSFETのゲートと
なるポリシリコンが直列に連続して形成されている。各
拡散領域2、3とアルミニウム層5とのコンタクト8を
ポリシリコンゲート4の両側に設けることにより、第1
図(a)の点線部分P,Pが1つのPチヤネルMOSFETを形
成する。1つのFETとその近辺のポリシリコンゲート4
によって等価的に第2図に示す如く、ポリシリコンゲー
トと下層のゲート酸化膜により形成される浮遊容量34と
ポリシリコンゲートの抵抗33によって遅延素子Bがその
入力側に形成されたことになる。第1図(a)のパター
ンではこのような単位がP−チヤネルMOSFETについて8
個直列に接続され、N−チヤネルMSFETについてこれま
た8個直列接続された構造となり、その等価回路図は第
1図(b)に示される如くになる。
第1図(b)において信号の入力から1つのFETPnの
スイッチングまでの遅延Tは、FETP1の浮遊容量とポリ
シリコンの抵抗による遅延時間T1、FETP2の遅延時間T2
…の和となるので(T=T1+T2+…Tn)各FETのスイッ
チングはP1あるいはN1から一定の遅延間隔をおいて順次
行われることになる。
従って、出力端に出力される信号波形の立上り立下り
がなだらかになり信号ライン、電源ラインへのノイズが
低減される。
このように実際にポリシリコンゲートを多数直列に接
続することにより各FETのスイッチング開始時間をずら
せて出力信号を変化させる場合、遅延時間が長すぎると
場合によってスイッチングまでの時間が遅れすぎて信号
に悪影響を及ぼす。
そこで本発明では、第3図に示す如く、ポリシリコン
ゲートをN−チヤネルFET部分のポリシリコンゲート40
とP−チヤネル部分のポリシリコンゲート41に分離し各
ポリシリコンゲート40、41の両端にそれぞれ入力信号線
である第1層アルミニウム層5−5とのコンタクト10を
設けた構造とする。
この構造によってP−チヤネルFETおよびN−チヤネ
ルFETへの入力信号は二つのコンタクト10、10を通して
2個所より入力されるので全体としてのスイッチングの
遅延が第1図に示す場合の半分になる。
〔発明の効果〕
本発明の構成にすることによりLSIの出力ドライバへ
の入力信号に対する各FETのスイッチング開始を順次遅
延することが出来、従ってドライバの出力信号をゆっく
り変化させることによって電源ライン、信号ラインに発
生するノイズレベルを低下することが出来るとともに、
直列に連続して配置するポリシリコンゲート層の長さを
短くしして複数個所から同時に入力することにより各ト
ランジスタのスイッチングの遅延を短かくし、信号波形
を可変にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の前提技術のレイアウトパターン
の平面図、 第1図(b)はその等価回路図、 第2図は本発明の前提技術におけるMOS FETの説明図、 第3図は本発明の一実施例のレイアウトパターン、 第4図(a)は従来例のレイアウトパターンの平面図、 第4図(b)はその配線状態説明図、 第4図(c)はその等価回路図である。 1……p−ウエル領域 2……nMOS用の拡散領域 3……pMOS用の拡散領域 4、40、41……ポリシリコンゲート 5……第1層アルミニウム層 6……第2層アルミニウム層 7、8、9、10……コンタクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/088 27/092 29/78 H03K 19/0175 H01L 27/08 321 G 29/78 301 G H03K 19/00 101 F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電界効果トランジスタの出力を並列
    に接続した出力ドライバを有するゲートアレイ集積回路
    において、 少なくとも2以上の電界効果トランジスタの金属配線に
    より構成された入力信号線に接続されたポリシリコンゲ
    ートを直列に接続した出力ドライバを具備するととも
    に、入力信号線である前記金属配線と、直列接続された
    ポリシリコンゲートを複数個所で接続したことを特徴と
    する半導体集積回路装置。
JP62128862A 1987-05-26 1987-05-26 半導体集積回路装置 Expired - Lifetime JPH0810759B2 (ja)

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