JPH08213575A - Cmos integrated circuit device - Google Patents

Cmos integrated circuit device

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JPH08213575A
JPH08213575A JP30774595A JP30774595A JPH08213575A JP H08213575 A JPH08213575 A JP H08213575A JP 30774595 A JP30774595 A JP 30774595A JP 30774595 A JP30774595 A JP 30774595A JP H08213575 A JPH08213575 A JP H08213575A
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JP
Japan
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transistors
transistor
channel
basic
complementary
Prior art date
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Pending
Application number
JP30774595A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Yano
隆夫 矢野
Katsuji Horiguchi
勝治 堀口
Norio Miyahara
則男 宮原
Noboru Onishi
登 大西
Tominobu Yamamoto
富信 山本
Tsutomu Hosaka
務 保坂
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH08213575A publication Critical patent/JPH08213575A/en
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Abstract

PURPOSE: To form regular circuits at a high density by allotting adequate interconnection regions according to logic circuits. CONSTITUTION: A basic cell 13d has four sets of complementary MOS transistors composed of P- and N-channel MOS transistors. The central adjacent P-channel transistors have a common source or drain 24. These have a common source or drain 32 to the right and left complementary P-channel transistors. The central adjacent N-channel transistors have a common source or drain 24' and these have a common source or drain 32' to the right and left N-channel transistors. The gates 23, 23', 25, 25', 31 and 31' of the transistors are formed separately.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度で高速なC
MOSLSIに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high density and high speed C
It relates to a MOS LSI.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIは、高集積化・高速化とともにチ
ップ当たりの論理ゲートの増大、メモリの内蔵など高機
能化が進展し、多品種少量生産の傾向が一層強くなって
いる。このようなLSIを短い設計・製造期間で開発・
生産しコスト低減を可能とする手法として、いわゆるマ
スタスライス方式がとられてきた。同時に低消費電力化
のため、CMOS集積回路が多用されるようになった。
最も一般的なマスタスライス方式のCMOSLSIは、
図20に示す等価回路の基本セルを図21の平面図で示
した回路パターンで構成し、この基本セルを図22に示
すように1次元に配列することによって、規則的かつ共
通的に形成される。その後、品種に対応して所定の配線
パターンを積層し、LSIチップとして完成される。
2. Description of the Related Art LSIs are becoming more highly integrated and operating at higher speeds, and the number of logic gates per chip is increasing. Development of such an LSI in a short design and manufacturing period
A so-called master slice method has been adopted as a method for producing and reducing the cost. At the same time, in order to reduce power consumption, CMOS integrated circuits have been widely used.
The most common master slice type CMOS LSI is
The basic cells of the equivalent circuit shown in FIG. 20 are formed in the circuit pattern shown in the plan view of FIG. 21, and the basic cells are arranged one-dimensionally as shown in FIG. It After that, a predetermined wiring pattern is laminated corresponding to the product type to complete the LSI chip.

【0003】図20、図21で、1はN型半導体基板
(以下「N基板」と略称する)、1′はN基板1中に形
成された島状P型領域(以下「Pウェル」という)、
2、2′はそれぞれN基板、Pウェルと抵抗性接触(オ
ーミックコンタクト)を行って電源線VDD、地気線V
SSに接続される領域(以下それぞれ「基板コンタクト
領域」、「ウェルコンタクト領域」という)、3、4、
5はPチャネル金属酸化物半導体トランジスタ(以下
「PMOSトランジスタ」と略称する)8、9のソース
又はドレイン領域、3′、4′、5′は同じくNチャネ
ル金属酸化物半導体トランジスタ(以下「NMOSトラ
ンジスタ」と略称する)8′、9′のソース又はドレイ
ン領域、6はPMOSトランジスタ8およびNMOSト
ランジスタ8′の共通のゲート、7はPMOSトランジ
スタ9およびNMOSトランジスタ9′の共通のゲート
である。
20 and 21, 1 is an N-type semiconductor substrate (hereinafter abbreviated as "N substrate"), 1'is an island-shaped P-type region formed in the N substrate 1 (hereinafter referred to as "P well"). ),
2 and 2'make resistive contact (ohmic contact) with the N substrate and P well, respectively, to form the power line VDD and the ground line V.
Regions connected to SS (hereinafter referred to as “substrate contact region” and “well contact region”) 3, 4,
Reference numeral 5 denotes a P-channel metal oxide semiconductor transistor (hereinafter abbreviated as “PMOS transistor”) 8, 9 which is a source or drain region, 3 ′, 4 ′ and 5 ′ are also N-channel metal oxide semiconductor transistors (hereinafter “NMOS transistor”). Sources or drain regions of 8'and 9 ', 6 is a common gate of the PMOS transistor 8 and the NMOS transistor 8', and 7 is a common gate of the PMOS transistor 9 and the NMOS transistor 9 '.

【0004】この基本セルでは、ソース又はドレイン領
域3、3′が2個のトランジスタに共通のソース又はド
レイン領域となっているのが特徴的であり、基本セルの
小型化に寄与している。なお、基本セルとして、共通ゲ
ート6、7を中央部で分離し、PMOSトランジスタ
8、9、NMOSトランジスタ8′、9′にそれぞれ個
別のゲートを設ける場合がある。具体的な論理機能は、
ソース、ドレインおよびゲートの両端又は中央の拡張部
分を金属配線で適宜結線することによって実現される。
すなわち、第1段階として、各種LSIに汎用的に使用
可能な論理機能として基本セル20個程度以下の規模の
ものを抽出し、それぞれ所定の結線を1列に並べた基本
セル領域内で行う。これを以下「論理セル」と呼び、通
常数十種類に及ぶ。
This basic cell is characterized in that the source or drain regions 3 and 3'are common source or drain regions for the two transistors, which contributes to miniaturization of the basic cell. As the basic cell, the common gates 6 and 7 may be separated at the central portion, and the PMOS transistors 8 and 9 and the NMOS transistors 8'and 9'may be provided with individual gates. The specific logical function is
This is realized by appropriately connecting both ends of the source, the drain, and the gate or the extended portions at the center with metal wiring.
That is, as the first step, as a logic function that can be used universally for various LSIs, a logic cell having a scale of about 20 or less basic cells is extracted, and each of them is performed in a basic cell area in which predetermined connections are arranged in one row. Hereinafter, this is called a "logic cell", and usually has several dozen types.

【0005】次に、第2段階として、多数の論理セルを
図22の基本セル13の配列上に配置して、その間を固
定的に領域が配分されている配線領域14を利用して結
線する。最終的には図22のように構成される。なお、
図22で、10はLSIチップ、11は上記論理セルと
セル間の結線によって構成される論理回路領域、12は
チップ外部と論理回路との物理的・電気的インタフェー
スをとる周辺回路領域である。
Next, as a second step, a large number of logic cells are arranged on the array of the basic cells 13 in FIG. 22, and wiring is performed using the wiring area 14 in which areas are fixedly distributed between them. . The final configuration is shown in FIG. In addition,
In FIG. 22, 10 is an LSI chip, 11 is a logic circuit area formed by the above-mentioned logic cells and connections between the cells, and 12 is a peripheral circuit area that provides a physical / electrical interface between the outside of the chip and the logic circuit.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
論理セルの配置領域と結線領域が分離かつ固定して割り
付けられているため、論理機能により配線量が大幅に増
減する状況に対して最適な構成をとることが必ずしもで
きない。例えば、配線量が少ないLSIの場合には配線
領域14で空き領域が発生する。逆に配線量が多いLS
Iの場合には、配線領域内に収容可能とするため、基本
セルの一部を未使用とすることにより配線密度を下げる
等の方法をとらなければならない。いずれにしても集積
度の低下となる欠点をもたらす。また、RAM・ROM
・乗算器等の規則的な回路を構成する場合には配線領域
14は全く不要となり、性能の低下のみならず、極めて
大きな空き領域が発生する。すなわち、上述の従来技術
は、RAM・ROM・乗算器等の規則的な回路と一般的
な論理回路の混載が事実上不可能という重大な欠点を有
している。
In the above-mentioned prior art,
Since the layout area and the connection area of the logic cell are separately and fixedly allocated, it is not always possible to take the optimum configuration for the situation where the wiring amount is greatly increased or decreased by the logic function. For example, in the case of an LSI having a small amount of wiring, an empty area is generated in the wiring area 14. On the contrary, LS with a large amount of wiring
In the case of I, since it can be accommodated in the wiring region, it is necessary to take a method such as reducing the wiring density by making some of the basic cells unused. In any case, there is a drawback that the degree of integration is reduced. RAM / ROM
In the case of forming a regular circuit such as a multiplier, the wiring area 14 is not necessary at all, and not only the performance is deteriorated but also an extremely large empty area is generated. That is, the above-mentioned conventional technique has a serious drawback that it is virtually impossible to embed a regular circuit such as a RAM / ROM / multiplier and a general logic circuit.

【0007】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、論理回路の配線量
の変化に対応して常に適切な配線領域を割り付け、かつ
規則的な回路を高密度に構成可能とするCMOS集積回
路装置を得ることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to always allocate an appropriate wiring area corresponding to a change in the wiring amount of a logic circuit, and to make a regular circuit. It is to obtain a CMOS integrated circuit device that can be configured with high density.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、1個のPチャネルMOSトランジス
タと1個のNチャネルMOSトランジスタからなる相補
型MOSトランジスタ4組を有し、この4組の相補型M
OSトランジスタを互いに平行に配置した基本セルを所
定の領域全体に敷き詰めようにしたものであって、上記
基本セルは、上記4組のうち中央に配置された2組の相
補型MOSトランジスタが互いにP又はNチャネルMO
Sトランジスタ毎にソース又はドレイン領域を共有する
ように形成されると共にその左および右に配置した相補
型MOSトランジスタとそれぞれP又はNチャネルMO
Sトランジスタ毎にソース又はドレイン領域を共有する
ように形成され、トランジスタの各ゲートがそれぞれ分
離して形成され、中央に配置された2組の相補型MOS
トランジスタのチャネル幅とその左右に配置された相補
型MOSトランジスタのチャネル幅とに差が設けられた
ものであり、上記基本セル中の4つのPチャネルMOS
トランジスタを構成するパターンがこれら4つのトラン
ジスタのチャネルに共通の中心線に対して対称となり、
4つのNチャネルMOSトランジスタを構成するパター
ンがこれら4つのトランジスタのチャネルに共通の中心
線に対して対称となるようにしたものである。こうし
て、本発明によるCMOS集積回路装置においては、R
AM・ROM・乗算器等の規則性のある回路と論理回路
との混載が可能となる。
To achieve this object, the present invention has four sets of complementary MOS transistors each including one P-channel MOS transistor and one N-channel MOS transistor. 4 sets of complementary M
A basic cell in which OS transistors are arranged in parallel to each other is spread over a predetermined area. In the basic cell, two sets of complementary MOS transistors arranged in the center among the four sets are complementary to each other. Or N channel MO
Complementary MOS transistors formed so as to share a source or drain region for each S transistor and arranged on the left and right sides thereof and a P or N channel MO, respectively.
Two sets of complementary MOSs are formed to share the source or drain region for each S transistor, the gates of the transistors are formed separately, and are arranged in the center.
A difference is provided between the channel width of the transistor and the channel widths of complementary MOS transistors arranged on the left and right of the transistor, and the four P-channel MOS in the basic cell are provided.
The patterns that make up the transistors are symmetrical with respect to the centerline common to the channels of these four transistors,
The patterns forming the four N-channel MOS transistors are symmetrical with respect to the center line common to the channels of these four transistors. Thus, in the CMOS integrated circuit device according to the present invention, R
It is possible to mix a circuit having a regularity such as AM / ROM / multiplier and a logic circuit.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、図1に示すように、基
本セルを2次元にすきまなく配列し、任意の列に論理セ
ルを配置できると同時に基本セルの1/2の高さを単位
として配線領域を増加できるようにしたことを特徴とす
る。さらに、論理セルおよびRAM・ROM・乗算器等
の規則的回路を面積効率高く構成可能とすることを特徴
とする。従来の技術とは基本セルの等価回路、回路パタ
ーン、チップ上での配列条件、使用方法が異なり、以下
図面により詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, as shown in FIG. 1, basic cells can be arranged in a two-dimensional manner without a gap, and logic cells can be arranged in arbitrary columns, and at the same time, the height of half the basic cells can be reduced. The feature is that the wiring area can be increased as a unit. Further, it is characterized in that a logic cell and a regular circuit such as a RAM / ROM / multiplier can be configured with high area efficiency. The equivalent circuit of the basic cell, the circuit pattern, the arrangement condition on the chip, and the method of use are different from those of the conventional technique, and will be described in detail below with reference to the drawings.

【0010】図2、図3は本発明の基本説明例であり、
図2はその等価回路を示す回路図、図3はその回路パタ
ーンの平面図である。図2および図3では同一の構成要
素には同一の番号を付与してある。これらの図におい
て、13aは基本セル、20、20′、22、22′、
24、24′、26、26′はPMOSトランジスタ、
NMOSトランジスタのソース又はドレインであり、2
2、22′と24、24′は隣接するトランジスタで共
用される。
2 and 3 are examples of the basic explanation of the present invention.
2 is a circuit diagram showing the equivalent circuit, and FIG. 3 is a plan view of the circuit pattern. 2 and 3, the same numbers are given to the same components. In these figures, 13a is a basic cell, 20, 20 ', 22, 22',
24, 24 ', 26, 26' are PMOS transistors,
Source or drain of NMOS transistor, 2
2, 22 'and 24, 24' are shared by adjacent transistors.

【0011】また、21、23、25および21′、2
3′、25′はPMOSトランジスタおよびNMOSト
ランジスタのゲートであるが、ゲート23と23′、2
5と25′は互いにまた上下の基本セルの対応ゲートと
も共通となる。この共通ゲートは、必要ならば、基本セ
ル内では位置27で、上下の基本セルとは位置28で切
断可能である。
Also, 21, 23, 25 and 21 ', 2
3'and 25 'are the gates of the PMOS and NMOS transistors, and the gates 23 and 23', 2
5 and 25 'are common to each other and to the corresponding gates of the upper and lower basic cells. This common gate can be cut at position 27 in the basic cell and at position 28 above and below the basic cell, if desired.

【0012】さらに、図3の29a、29a′、29
b、29b′は基板又はウェルコンタクト領域である。
以上のPMOSトランジスタ、NMOSトランジスタを
構成するパターンは軸X1−X2、X1′−X2′に対
して対称であるとともに、基本セル13aは図2、図3
に示すように上下左右に連続してすきまなく敷き詰めら
れているため、上下を逆にすれば基本セルの領域として
13a′の位置にとることも可能である。
Further, 29a, 29a 'and 29 of FIG.
Reference numerals b and 29b 'are substrate or well contact regions.
The above-mentioned patterns forming the PMOS transistor and the NMOS transistor are symmetrical with respect to the axes X1-X2 and X1'-X2 ', and the basic cell 13a is shown in FIGS.
As shown in FIG. 3, since the cells are continuously spread vertically and horizontally without any gap, it is possible to take the position of 13a 'as the area of the basic cell by reversing the top and bottom.

【0013】以上述べたように、本説明例は、図20、
図21の従来装置と比較し、同一の面積でPMOSトラ
ンジスタとNMOSトランジスタ各々1個多く設けられ
ているため、論理セルの横幅は例えば2入力アンド回路
で1/2、図4のD型フリップフロップ回路は図5、図
6(a)に示すように配線設計でき結果として20/2
4にそれぞれ縮小可能であり、論理セルの高密度化、高
速化に寄与するところ大である。
As described above, this description example is shown in FIG.
Compared with the conventional device of FIG. 21, one more PMOS transistor and one NMOS transistor are provided in the same area. Therefore, the width of the logic cell is, for example, 1/2 for a 2-input AND circuit, and the D-type flip-flop of FIG. As for the circuit, wiring can be designed as shown in FIGS.
It can be reduced to 4 each, which contributes to higher density and higher speed of logic cells.

【0014】さらに、論理セルの配置、配線領域の割付
けに対して自由度が大きいため、無駄な空き領域を最小
限に抑えることが可能である。このため、LSIチップ
の小型化、従って歩留まり向上による経済化が達成でき
る。なお、図4〜図6において、TG1〜TG4はトラ
ンスミッションゲート、CKはクロック信号、Dは入力
データ、Qは出力データである。
Furthermore, since the degree of freedom in arranging the logic cells and allocating the wiring area is large, it is possible to minimize the useless empty area. For this reason, it is possible to reduce the size of the LSI chip, and hence to improve the yield and improve economy. 4 to 6, TG1 to TG4 are transmission gates, CK is a clock signal, D is input data, and Q is output data.

【0015】図7、図8は本発明の他の基本説明例であ
り、図2、図3の説明例に対してさらにPMOSトラン
ジスタおよびNMOSトランジスタが各々1個付加され
ている。すなわち、30、30′は付加トランジスタの
ソースまたはドレイン、31、31′は付加トランジス
タのゲート、32、32′は付加トランジスタと図2、
図3の説明例のトランジスタとが共用するソースまたは
ドレインである。
FIGS. 7 and 8 show another basic explanation example of the present invention, in which one PMOS transistor and one NMOS transistor are further added to the explanation examples of FIGS. 2, 30 and 30 'are sources or drains of additional transistors, 31, 31' are gates of additional transistors, and 32 and 32 'are additional transistors.
It is a source or a drain shared with the transistor of the explanation example of FIG.

【0016】本説明例の基本セル13bを用いれば、規
則的回路として最も多用されるRAMの主要構成要素で
あるメモリセルは図9(a)、(b)に示すように基本
セル1個で構成可能であり(図9(a)のMC参照)、
RAMの高密度化が達成できる。従って、RAMの記憶
容量が大きいLSIに対して本説明例を適用すれば、そ
の効果は最も顕著となる。
If the basic cell 13b of this example is used, the memory cell which is the main constituent element of the RAM most frequently used as a regular circuit is one basic cell as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). Configurable (see MC in Figure 9 (a)),
Higher density of RAM can be achieved. Therefore, if the present description example is applied to an LSI having a large storage capacity of RAM, the effect is most remarkable.

【0017】図10、図11は本説明例による基本セル
を有効に活用する各種手法を例示するものである。すな
わち、2入力ナンドゲートNAND(図11(a)参
照)では例えばG1、G1′とG2、G2′を並列接続
し、トランジスタのゲート幅を増大することによって高
速化が可能となる。
FIG. 10 and FIG. 11 exemplify various techniques for effectively utilizing the basic cell according to the present description example. That is, in the 2-input NAND gate NAND (see FIG. 11A), for example, G1, G1 'and G2, G2' are connected in parallel, and the gate width of the transistor is increased, whereby the speed can be increased.

【0018】また、2入力アンドゲートAND(図11
(b)参照)ではナンドゲートの出力にG3、G3′、
G4′で構成しているインバータ回路を付加してアンド
ゲートとしている。ここでは、G3とG4のPMOSト
ランジスタを並列にしてゲート幅を増大することによ
り、出力端子T3の出力波形の立上がり時間を高速化
し、立下がり時間とほぼ同一にしている。なお、G3′
は使用しないトランジスタのゲートであり、コンタクト
ホールC1によりVSSに接続して、このトランジスタ
を常時非動作状態としている。
Two-input AND gate AND (see FIG. 11)
(See (b)), G3, G3 ',
An inverter circuit composed of G4 'is added to form an AND gate. Here, by increasing the gate width by arranging the PMOS transistors of G3 and G4 in parallel, the rise time of the output waveform of the output terminal T3 is speeded up and is almost the same as the fall time. In addition, G3 '
Is a gate of an unused transistor, which is connected to VSS through a contact hole C1 to keep this transistor in a non-operating state at all times.

【0019】図10、図11における第3の例は論理セ
ル内で例えば独立に動作するトランスファゲート付イン
バータとインバータと(図10のセル内ゲートCGおよ
び図11(c)参照)を必要とする場合で、共通ゲート
をSの位置でG5、G5′に分離し、コンタクトホール
C2、C2′でVDD、VSSに接続してPMOSトラ
ンジスタ、NMOSトランジスタを常時非動作状態にす
る。これによりG5、G5′の左と右のトランジスタは
独立動作可能となり、上述の2種類の独立した回路を得
ることができる。なお、図11(a)〜(c)のT1、
T2、T4〜T8は端子である。
The third example in FIGS. 10 and 11 requires, for example, an inverter with a transfer gate and an inverter (see the in-cell gate CG in FIG. 10 and FIG. 11C) that operate independently in the logic cell. In this case, the common gate is separated into G5 and G5 'at the position S and connected to VDD and VSS through the contact holes C2 and C2' so that the PMOS transistor and the NMOS transistor are always inoperative. As a result, the left and right transistors of G5 and G5 'can operate independently, and the above-mentioned two types of independent circuits can be obtained. In addition, T1 of FIG.
T2 and T4 to T8 are terminals.

【0020】図12、図13は本説明例による基本セル
を用いてD型フリップフロップ回路を構成した例であ
り、図2、図3の説明例と同じ横幅で実現できる。図1
2、図13において、TG1〜TG4はトランスミッシ
ョンゲート、CKはクロック信号、Dは入力データ、Q
は出力データである。
12 and 13 show an example in which a D-type flip-flop circuit is constructed by using the basic cell according to the present explanation example, and can be realized with the same width as the explanation examples of FIGS. 2 and 3. FIG.
2. In FIG. 13, TG1 to TG4 are transmission gates, CK is a clock signal, D is input data, and Q is
Is output data.

【0021】図14および図15は本発明の他の基本説
明例であり、図7、図8の説明例に対してゲート41、
41′とゲート43を接続するパターン40、40′を
ゲートと同じ工程で形成しておくことに特徴がある。こ
の接続パターン40、40′は他のゲートの切断工程と
同じ工程で位置42、42′および42″で切断可能で
あり、独立したゲートとして利用することも可能であ
る。
14 and 15 show another basic explanation example of the present invention, which is different from the explanation examples shown in FIGS.
The feature is that the patterns 40 and 40 'for connecting 41' and the gate 43 are formed in the same step as the gate. The connection patterns 40, 40 'can be cut at the positions 42, 42' and 42 "in the same step as the cutting of the other gates, and can also be used as independent gates.

【0022】本説明例を具体的にD型フリップフロップ
回路の構成に適用すると、図12、図13に示したトラ
ンスミッションゲートTG1〜TG4のクロック信号C
K用配線パターンL1、L2の第2金属配線とその両端
スルーホールおよびコンタクトホールC1、C2が不要
となり、結果として第2金属配線トラックT2−2、2
−3、2−4、2−5を論理セル内では未使用とでき
る。
Applying this explanation example to the configuration of the D-type flip-flop circuit concretely, the clock signal C of the transmission gates TG1 to TG4 shown in FIGS.
The second metal wiring of the K wiring patterns L1 and L2 and the through holes at both ends thereof and the contact holes C1 and C2 are unnecessary, and as a result, the second metal wiring tracks T2-2 and 2 are provided.
-3, 2-4, and 2-5 can be unused in the logic cell.

【0023】すなわち、図12、図13のD型フリップ
フロップ回路では基板コンタクト領域、ウェルコンタク
ト領域にある第2金属配線トラックT2−1〜T2−8
がすべて未使用となる。このため、常にこのトラックを
論理セル間の結線またはVDD線間、VSS線間の縦方
向の結線のための配線トラックとして使用可能となり、
LSIチップの配置配線設計工数の削減、無駄スペース
の発生の抑制、電源系の特性向上が可能となる。
That is, in the D-type flip-flop circuits of FIGS. 12 and 13, the second metal wiring tracks T2-1 to T2-8 in the substrate contact region and the well contact region are used.
Are all unused. Therefore, this track can always be used as a wiring track for connection between logic cells or for vertical connection between VDD lines and VSS lines.
It is possible to reduce the man-hours for designing and arranging and wiring the LSI chip, suppress the generation of waste space, and improve the characteristics of the power supply system.

【0024】図16、図17はLSIチップ内における
論理セルの配置、セル間の配線およびVDD、VDDの
結線の概要を例示したものである。論理セル間の配線チ
ャネルは最少幅であり、第1金属配線用として4トラッ
ク使用可能である。論理セル配置領域G10、G20の
上下で各共通ゲートパターンは切断され、所定の論理セ
ル動作が可能となっている。VDD、VSSの各線は、
横方向の第1金属配線および縦方向の第2金属配線で相
互に結ぶことにより電源系の電気的特性の向上を行って
いる。
FIGS. 16 and 17 exemplify the layout of logic cells in an LSI chip, wiring between cells, and VDD and VDD wiring. The wiring channel between the logic cells has a minimum width, and 4 tracks can be used for the first metal wiring. The respective common gate patterns are cut above and below the logic cell placement regions G10 and G20 to enable a predetermined logic cell operation. Each line of VDD and VSS is
The electrical characteristics of the power supply system are improved by connecting the first metal wiring in the horizontal direction and the second metal wiring in the vertical direction to each other.

【0025】図14、図15の説明例による基本セルを
適用すれば、論理セル配置に全く制限をつけることなく
VDD、VSSの縦方向結線トラックをあらかじめ決定
しておくことが可能となり、LSIチップの電源系パタ
ーン作成が容易となる利点をもたらす。なお、図16の
WCは配線チャネルである。
By applying the basic cells according to the explanation examples of FIGS. 14 and 15, it is possible to determine the vertical wiring tracks of VDD and VSS in advance without restricting the layout of the logic cells. This brings the advantage that the power supply system pattern can be easily created. Note that WC in FIG. 16 is a wiring channel.

【0026】図18および図19は本発明の第1の実施
の形態を示すCMOS集積回路装置の回路図およびパタ
ーン図であり、図7、図8の説明例に対して、ゲート2
5と25′、23と23′をあらかじめ分離して形成し
ておくことに特徴がある。これは、図7、図8の説明例
では共通ゲートを分離するためにポリシリコン切断用の
マスクがさらに一枚必要になっていたが、その代わりに
コンタクトホールとAlで接続しておきたいゲートを接
続するという考え方を取っている。
FIGS. 18 and 19 are a circuit diagram and a pattern diagram of the CMOS integrated circuit device showing the first embodiment of the present invention. The gate 2 is different from the explanation example of FIGS.
The feature is that 5 and 25 'and 23 and 23' are formed separately in advance. This is because, in the example of FIGS. 7 and 8, one more mask for cutting the polysilicon is required to separate the common gate, but instead of this, the gate to be connected with the contact hole by Al is desired. The idea is to connect.

【0027】基本セル13dのPMOSトランジスタ、
NMOSトランジスタを構成するパターンは軸X10−
X20、X10′−X20′に対して対称であると共
に、図19に示すように敷き詰められることから、今ま
で述べて来た特徴、すなわち無駄な空き領域を最小限に
抑えることが可能で、規則的回路特にRAMの搭載も効
率良くできるという特徴を兼ね備えている。
A PMOS transistor of the basic cell 13d,
The pattern forming the NMOS transistor is the axis X10-
Since it is symmetrical with respect to X20, X10′-X20 ′ and is spread as shown in FIG. 19, it is possible to minimize the feature described so far, that is, useless empty area. It also has the characteristic that a dynamic circuit, especially a RAM, can be mounted efficiently.

【0028】また、Al配線の若干の増加はあるもの
の、マスク枚数を一枚削減できることから製造歩留まり
の向上が期待できる。なお、本実施の形態においては、
例えばゲート23′、25′と31′、32″とで示さ
れるように、中央に配置した2組の相補型MOSトラン
ジスタのチャネル幅が、その左右に配置した相補型MO
Sトランジスタのチャネル幅よりも長い。
Further, although there is a slight increase in the number of Al wirings, the number of masks can be reduced by one, so that an improvement in manufacturing yield can be expected. In the present embodiment,
For example, as shown by the gates 23 ', 25' and 31 ', 32 ", the channel widths of the two sets of complementary MOS transistors arranged in the center are the same as the complementary MO transistors arranged on the left and right sides thereof.
It is longer than the channel width of the S transistor.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、基本セル
を所定の領域全体に敷き詰めるようにしたことにより、
第1種金属配線用配線トラック数が可変の配線チャネル
を割り付けることが可能となり、LSIの高速化、高集
積化に極めて効果が大きい。また、RAM・ROM・乗
算器等の規則性のある回路を高密度に構成可能なため、
論理回路とこれら規則性のある回路とが混載する高性能
かつ高機能なLSIを経済的に実現可能となる効果があ
る。すなわち、本発明による基本セルを用いたマスタス
ライスLSIは総合的に適用領域が広いため、多品種少
量生産が進むLSI化傾向に十分対応できるものであ
る。
As described above, according to the present invention, the basic cells are spread over the entire predetermined area.
It becomes possible to allocate wiring channels with variable number of wiring tracks for the first type metal wiring, which is extremely effective in increasing the speed and integration of the LSI. In addition, regular circuits such as RAM, ROM, and multipliers can be densely configured,
It is possible to economically realize a high-performance and high-function LSI in which a logic circuit and these regular circuits are mounted together. That is, since the master slice LSI using the basic cell according to the present invention has a wide range of applicable areas, it can sufficiently cope with the tendency of the LSI to be manufactured in the production of small lots of various kinds.

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

【図1】 本発明に係わる基本セル配置図である。FIG. 1 is a layout diagram of a basic cell according to the present invention.

【図2】 本発明の基本説明例を示す等価回路図であ
る。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing a basic explanation example of the present invention.

【図3】 本発明の基本説明例を示すパターン図であ
る。
FIG. 3 is a pattern diagram showing a basic explanation example of the present invention.

【図4】 D型フリップフロップ回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a D-type flip-flop circuit.

【図5】 図2、3の基本説明例を利用したD型フリッ
プフロップ回路のパターン図である。
FIG. 5 is a pattern diagram of a D-type flip-flop circuit using the basic description example of FIGS.

【図6】 図5のD型フリップフロップ回路の等価回路
図である。
6 is an equivalent circuit diagram of the D-type flip-flop circuit of FIG.

【図7】 本発明の他の基本説明例を示す等価回路図で
ある。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing another basic explanation example of the present invention.

【図8】 本発明の他の基本説明例を示すパターン図で
ある。
FIG. 8 is a pattern diagram showing another basic explanation example of the present invention.

【図9】 図7、8の基本説明例を利用したメモリセル
のパターン図および等価回路図である。
9A and 9B are a pattern diagram and an equivalent circuit diagram of a memory cell using the basic description example of FIGS.

【図10】 図7、8の基本セルを利用した例を示すパ
ターン図である。
FIG. 10 is a pattern diagram showing an example in which the basic cells of FIGS. 7 and 8 are used.

【図11】 図10のパターンの等価回路図である。11 is an equivalent circuit diagram of the pattern of FIG.

【図12】 図7、8の基本セルを利用したD型フリッ
プフロップ回路のパターン図である。
FIG. 12 is a pattern diagram of a D-type flip-flop circuit using the basic cell of FIGS.

【図13】 図12のD型フリップフロップ回路の等価
回路図である。
FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the D-type flip-flop circuit of FIG.

【図14】 本発明の他の基本説明例を示す回路図であ
る。
FIG. 14 is a circuit diagram showing another basic explanation example of the present invention.

【図15】 本発明の他の基本説明例を示すパターン図
である。
FIG. 15 is a pattern diagram showing another basic explanation example of the present invention.

【図16】 本発明によるLSIチップ内の配置配線例
を示すパターン図である。
FIG. 16 is a pattern diagram showing an example of arrangement and wiring in an LSI chip according to the present invention.

【図17】 図16のパターンの回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram of the pattern of FIG.

【図18】 本発明の第1の実施の形態を示すCMOS
集積回路装置の回路図である。
FIG. 18 is a CMOS showing a first embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram of an integrated circuit device.

【図19】 図18のCMOS集積回路装置のパターン
図である。
19 is a pattern diagram of the CMOS integrated circuit device of FIG.

【図20】 従来の基本セルの等価回路図である。FIG. 20 is an equivalent circuit diagram of a conventional basic cell.

【図21】 従来の基本セルのパターン図である。FIG. 21 is a pattern diagram of a conventional basic cell.

【図22】 従来の基本セルの配置図である。FIG. 22 is a layout view of a conventional basic cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…LSIチップ、11…論理回路領域、12…周辺
回路領域、13、13a〜13d…基本セル、20、2
0′、22、22′、24、24′、26、26′、3
0、30′、32、32′…ソース又はドレイン、2
1、21′、23、23′、25、25′、31、3
1′…ゲート、27、28…位置。
10 ... LSI chip, 11 ... Logic circuit area, 12 ... Peripheral circuit area, 13, 13a to 13d ... Basic cell, 20, 2
0 ', 22, 22', 24, 24 ', 26, 26', 3
0, 30 ', 32, 32' ... Source or drain, 2
1, 21 ', 23, 23', 25, 25 ', 31, 3
1 '... gate, 27,28 ... position.

フロントページの続き (72)発明者 大西 登 千葉県浦安市弁天2丁目10番2号 (72)発明者 山本 富信 東京都東村山市恩多町1丁目24番29号 (72)発明者 保坂 務 東京都国立市北2丁目15番15号Front page continued (72) Inventor Noboru Onishi 2-10-2 Benten, Urayasu-shi, Chiba (72) Inventor Toshinori Yamamoto 1-24-229, Onta-cho, Higashimurayama-shi, Tokyo (72) Tsutomu Hosaka 2-15-15 Kita 2-chome, Kunitachi, Tokyo

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1個のPチャネルMOSトランジスタと
1個のNチャネルMOSトランジスタからなる相補型M
OSトランジスタ4組を有し、この4組の相補型MOS
トランジスタを互いに平行に配置した基本セルを所定の
領域全体に敷き詰めたCMOS集積回路装置であって、 前記基本セルは、前記4組のうち中央に配置された2組
の相補型MOSトランジスタが互いにP又はNチャネル
MOSトランジスタ毎にソース又はドレイン領域を共有
するように形成されると共にその左および右に配置した
相補型MOSトランジスタとそれぞれP又はNチャネル
MOSトランジスタ毎にソース又はドレイン領域を共有
するように形成され、トランジスタの各ゲートがそれぞ
れ分離して形成され、中央に配置された2組の相補型M
OSトランジスタのチャネル幅とその左右に配置された
相補型MOSトランジスタのチャネル幅とに差が設けら
れたものであり、 前記基本セル中の4つのPチャネルMOSトランジスタ
を構成するパターンはこれら4つのトランジスタのチャ
ネルに共通の中心線に対して対称であると同時に、4つ
のNチャネルMOSトランジスタを構成するパターンは
これら4つのトランジスタのチャネルに共通の中心線に
対して対称であることを特徴とするCMOS集積回路装
置。
1. A complementary type M comprising one P-channel MOS transistor and one N-channel MOS transistor.
It has four sets of OS transistors, and these four sets of complementary MOS
A CMOS integrated circuit device in which basic cells having transistors arranged in parallel to each other are spread over a predetermined region, and the basic cell includes two complementary MOS transistors arranged in the center of the four groups, which are P-type to each other. Alternatively, the source or drain region is formed for each N-channel MOS transistor, and the source or drain region is shared for each P- or N-channel MOS transistor with the complementary MOS transistors arranged on the left and right thereof. Formed, each gate of the transistor is formed separately, and two sets of complementary M arranged in the center are formed.
A difference is provided between the channel width of the OS transistor and the channel widths of complementary MOS transistors arranged on the left and right of the OS transistor, and the patterns forming the four P-channel MOS transistors in the basic cell are these four transistors. CMOS which is symmetric with respect to a center line common to the channels of the four transistors, and at the same time, is symmetric with respect to a center line common to the channels of these four transistors. Integrated circuit device.
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