JPH09199608A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH09199608A
JPH09199608A JP8005432A JP543296A JPH09199608A JP H09199608 A JPH09199608 A JP H09199608A JP 8005432 A JP8005432 A JP 8005432A JP 543296 A JP543296 A JP 543296A JP H09199608 A JPH09199608 A JP H09199608A
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JP
Japan
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power supply
line
logic circuit
gate
cell
Prior art date
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Application number
JP8005432A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Yokomizo
幸一 横溝
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the delay time of a logic circuit from increasing or an erroneous operation from occurring by suppressing the fluctuation of the voltage value of a power line and a ground line on switching. SOLUTION: In an integrated circuit, a number of cells 1 consisting of a PMOS 2 made of an N well 21, P-type diffusion layers 24, 25, and 26, and gates 22 and 23 and an NMOS 3 made of a P well 31, N-type diffusion layers 34, 35, and 36, and gates 32 and 33 are regularly arranged. A partial cell out of a number of cells 1 is wired and connected and becomes an actually used cell 1 for constituting a logic circuit and a power supply line 14 and a ground line 15 are wired and connected to the actually used cell. In this case, a power supply connection line 141 is used to make connection to the gate 32 of at least one NMOS 3 out of the power supply line 14 and the non-used cell 1 and a ground connection line 151 is used to make connection to the gate 23 of at least one PMOS 2 out of the ground line 15 and the non-used cell.

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】この発明は、ゲートアレー構
造を有する半導体集積回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a gate array structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の製造分野では、
配線領域を持たず、一般にセルと呼ばれている基本ゲー
トがチップ全面に規則的に配置されたシー・オブ・ゲー
ト(以下、SOGと記す)構造のゲートアレーLSIが
製造され、実用化されている。SOG構造では一般的
に、配置されたセルが全て使用されることがなく、一部
のセルが配線接続されて論理回路が設けられる。したが
って、例えば配線領域として使用されたセルや論理回路
構成に使用されなかったセルは、空きセル(未使用セ
ル)としてチップ上に形成されているが配線処理されな
い。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of manufacturing semiconductor integrated circuits,
A gate array LSI having a sea-of-gate (hereinafter referred to as SOG) structure, which has no wiring area and in which basic gates generally called cells are regularly arranged on the entire surface of the chip, has been manufactured and put into practical use. There is. In the SOG structure, generally, all the arranged cells are not used, and some cells are connected by wiring to provide a logic circuit. Therefore, for example, a cell used as a wiring area or a cell not used in the logic circuit configuration is formed on the chip as an empty cell (unused cell), but is not subjected to wiring processing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一方、近年において
は、半導体集積回路の微細化によりSOGが高集積化さ
れており、これに伴ってセルに電源を供給する電源線、
グランド線の配線幅も狭められている。その結果、電源
線、グランド線の配線抵抗が増大し、論理回路のスイッ
チング電流により電源線、グランド線の電圧値が大きく
降下する等、電源線、グランド線の電圧値の変動が起き
て、この変動が論理回路の遅延時間の増大や誤動作を起
こすといった不具合が発生している。したがって、スイ
ッチング時における電源線、グランド線の電圧値の変動
を抑制でき、このことにより論理回路の遅延時間の増大
や誤動作の発生を抑えることができる半導体集積回路の
開発が期待されている。
On the other hand, in recent years, SOG has been highly integrated due to the miniaturization of semiconductor integrated circuits, and along with this, a power supply line for supplying power to cells,
The width of the ground line is also narrowed. As a result, the wiring resistance of the power supply line and the ground line increases, and the voltage value of the power supply line and the ground line greatly drops due to the switching current of the logic circuit. There is a problem that fluctuation causes increase of delay time of logic circuit and malfunction. Therefore, it is expected to develop a semiconductor integrated circuit that can suppress fluctuations in the voltage values of the power supply line and the ground line during switching, thereby suppressing increase in delay time of the logic circuit and occurrence of malfunction.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために、NウエルとP型拡散層とゲートとからな
るPチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSと記
す)、およびPウエルとN型拡散層とゲートとからなる
NチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSと記
す)からなるセルが多数、規則的に配置されてなり、多
数のセルのうちの一部のセルが配線接続されて論理回路
を構成する論理回路使用セルとされ、残部が論理回路に
使用されない論理回路未使用セルとされ、論理回路使用
セルに電源線およびグランド線が配線接続されてなる半
導体集積回路においてなされたものである。すなわち、
請求項1の発明に係る半導体集積回路では、電源線と、
論理回路未使用セルのうちの少なくとも一つのNMOS
のゲートとを電源接続線によって接続し、グランド線
と、論理回路未使用セルのうちの少なくとも一つのPM
OSのゲートとをグランド接続線によって接続した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a P-channel MOS transistor (hereinafter referred to as PMOS) including an N-well, a P-type diffusion layer and a gate, and a P-well and an N-type. A large number of cells, which are N-channel MOS transistors (hereinafter, referred to as NMOS) each including a diffusion layer and a gate, are regularly arranged, and some of the cells are connected by wiring to form a logic circuit. This is done in a semiconductor integrated circuit in which a logic circuit using cell is configured and the rest is a logic circuit unused cell not used in a logic circuit, and a power supply line and a ground line are connected to the logic circuit using cell by wiring. That is,
In the semiconductor integrated circuit according to the invention of claim 1, a power supply line,
At least one NMOS of the logic circuit unused cells
Connected to the gate of the power supply line by the power supply line, and the PM of at least one of the ground line and the logic circuit unused cell.
The gate of the OS was connected by a ground connection line.

【0005】請求項2の発明に係る半導体集積回路で
は、電源線と、論理回路未使用セルのうちの少なくとも
一つのN型拡散層とを電源接続線によって接続し、グラ
ンド線と、論理回路未使用セルのうちの少なくとも一つ
のP型拡散層とをグランド接続線によって接続した。
In the semiconductor integrated circuit according to the second aspect of the present invention, the power supply line and at least one N type diffusion layer of the logic circuit unused cells are connected by a power supply connection line, and the ground line and the logic circuit At least one of the used cells was connected to the P-type diffusion layer by a ground connection line.

【0006】請求項1の発明では、電源線と、論理回路
未使用セルのうちの少なくとも一つのNMOSのゲート
とが接続されているため、論理回路のスイッチング時、
NMOSのゲートとその直下のPウエルとの間に形成さ
れるゲート容量が電源−グランド間のデカップリング・
コンデンサとして働く。この結果、電源線の電圧値がグ
ランド電圧値に対して安定化される。またグランド線
と、論理回路未使用セルのうちの少なくとも一つのPM
OSのゲートとが接続されているため、論理回路のスイ
ッチング時、ゲートとその直下のNウエルとの間に形成
されるゲート容量が電源−グランド間のデカップリング
・コンデンサとして働く。この結果、グランド線の電圧
値が電源電圧値に対して安定化される。
According to the first aspect of the present invention, since the power supply line is connected to the gate of at least one NMOS of the logic circuit unused cells, when the logic circuit is switched,
The gate capacitance formed between the NMOS gate and the P well immediately below the NMOS is the decoupling between the power supply and the ground.
Acts as a capacitor. As a result, the voltage value of the power supply line is stabilized with respect to the ground voltage value. In addition, the PM of at least one of the ground line and the logic circuit unused cell
Since the gate of the OS is connected, the gate capacitance formed between the gate and the N well immediately below the gate functions as a decoupling capacitor between the power supply and the ground when the logic circuit is switched. As a result, the voltage value of the ground line is stabilized with respect to the power supply voltage value.

【0007】請求項2の発明では、電源線と、論理回路
未使用セルのうちの少なくとも一つのN型拡散層とが接
続されているため、論理回路のスイッチング時、N型拡
散層とその直下のPウエルとの接合によるP−N接合容
量が電源−グランド間のデカップリング・コンデンサと
して働く。またグランド線と、論理回路未使用セルのう
ちの少なくとも一つのP型拡散層とが接続されているた
め、論理回路のスイッチング時、P型拡散層とその直下
のNウエルとの接合によるP−N接合容量が電源−グラ
ンド間のデカップリング・コンデンサとして働く。よっ
て、電源線、グランド線のスイッチング時の電圧変動を
低く抑えられる。
According to the second aspect of the invention, since the power supply line and the N-type diffusion layer of at least one of the cells not used in the logic circuit are connected, the N-type diffusion layer and the portion directly under the N-type diffusion layer at the time of switching the logic circuit. The P-N junction capacitance due to the junction with the P well functions as a decoupling capacitor between the power supply and the ground. Further, since the ground line and at least one P-type diffusion layer of the logic circuit unused cell are connected, when the logic circuit is switched, the P-type diffusion layer and the N well immediately below the P-type diffusion layer are joined together. The N-junction capacitance acts as a power-ground decoupling capacitor. Therefore, the voltage fluctuation at the time of switching the power supply line and the ground line can be suppressed low.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体集積回
路の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本
発明の第1実施形態を示す要部のレイアウト図であり、
特に本発明の特徴である論理回路未使用セルの配線接続
の一例を一セル分について示したものである。また図2
は図1におけるA−A線矢視断面図である。この半導体
集積回路は図1および図2に示すように、一つの基本の
セル1が、二つのPMOS2と二つのNMOS3とから
構成され、この基本のセル1が基体(チップ)に多数、
規則的に配置されたゲートアレー構造を有している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor integrated circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a layout diagram of essential parts showing a first embodiment of the present invention.
Particularly, an example of wiring connection of unused cells of the logic circuit, which is a feature of the present invention, is shown for one cell. FIG. 2
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. In this semiconductor integrated circuit, as shown in FIGS. 1 and 2, one basic cell 1 is composed of two PMOSs 2 and two NMOSs 3, and a large number of the basic cells 1 are formed on a substrate (chip).
It has a regularly arranged gate array structure.

【0009】すなわち、一つのセル1において基体11
には、Nウエル21とPウエル31とが並んで形成され
ている。Nウエル21形成位置の基体11上には、二つ
のPMOS2のゲート22、23が互いに略平行に形成
されており、Nウエル21より基体11の表層側には、
二つのゲート22、23を境にして三つのP型拡散層2
4、25、26が形成されている。そして、ゲート2
2、23とP型拡散層24、25、26とにより二つの
PMOS2が形成されている。同様に、Pウエル31形
成位置の基体11上には、二つのNMOS3のゲート3
2、33が、互いに略平行に形成されかつその長さ方向
がそれぞれ、PMOS2のゲート22、23の長さ方向
にほぼ一致するように設けられている。またPウエル3
1より基体11の表層側に、二つのゲート32、33を
境にして三つのN型拡散層34、35、36が形成され
ている。そして、ゲート32、33とN型拡散層34、
35、36とによって二つのNMOS3が形成されてい
る。
That is, the substrate 11 in one cell 1
An N well 21 and a P well 31 are formed side by side. The gates 22 and 23 of the two PMOSs 2 are formed substantially parallel to each other on the base 11 at the position where the N well 21 is formed.
Three P-type diffusion layers 2 separated by the two gates 22 and 23
4, 25, 26 are formed. And gate 2
The two PMOSs 2 and 23 and the P-type diffusion layers 24, 25 and 26 form two PMOSs 2. Similarly, the gates 3 of the two NMOSs 3 are formed on the substrate 11 where the P well 31 is formed.
Reference numerals 2 and 33 are provided so as to be substantially parallel to each other and are provided such that their longitudinal directions substantially coincide with the longitudinal directions of the gates 22 and 23 of the PMOS 2, respectively. Also P well 3
Three N-type diffusion layers 34, 35, and 36 are formed on the surface side of the base 11 from the position 1 with the two gates 32 and 33 as boundaries. Then, the gates 32 and 33 and the N-type diffusion layer 34,
Two NMOSs 3 are formed by 35 and 36.

【0010】なお、ゲート22、23の両端はそれぞ
れ、P型拡散層24、25、26の外方のNウエル21
上に延出して形成され、ゲート32、33の両端はそれ
ぞれ、N型拡散層34、35、36外方のPウエル31
上に延出して形成されている。また図2に示すように、
ゲート22、23、32、33と基体11との間にはゲ
ート絶縁膜12が介装されている。
Both ends of the gates 22 and 23 are N wells 21 outside the P type diffusion layers 24, 25 and 26, respectively.
Both ends of the gates 32 and 33 are formed so as to extend upward and the P well 31 outside the N type diffusion layers 34, 35 and 36, respectively.
It is formed so as to extend upward. Also, as shown in FIG.
A gate insulating film 12 is interposed between the gates 22, 23, 32, 33 and the base 11.

【0011】前述したようにこのように構成されたセル
1は基体11に多数、規則的に配置されており、多数の
セル1のうちの一部のセル1が配線接続されて論理回路
が構成されている。ここで論理回路に使用されるセル1
を、論理回路使用セル(以下、実使用セルと記す)1と
し、残部を論理回路に使用されない論理回路未使用セル
(以下、未使用セルと記す)1とする。
As described above, a large number of cells 1 having the above-described structure are regularly arranged on the base 11, and some of the cells 1 are connected by wiring to form a logic circuit. Has been done. Cell 1 used in the logic circuit here
Is a logic circuit used cell (hereinafter referred to as an actually used cell) 1 and the rest is a logic circuit unused cell (hereinafter referred to as an unused cell) 1 that is not used in the logic circuit.

【0012】一方、基体11に規則的に配置された各セ
ル1のPMOS2上には、絶縁膜13(図2参照)を介
してアルミニウム(Al)からなる電源線14が連続し
て設けられおり、各セル1のNMOS3上には絶縁膜1
3を介してAlからなるグランド線15が連続して設け
られている。通常、Nウエル21の電位は電源電位VD
D、Pウエル31の電位は接地電位GNDとされてお
り、よって例えば図1に示す未使用セル1に設けられた
電源線14、グランド線15は、紙面の左右方向に延び
て、それぞれ未使用セル1の周辺に設けられた実使用セ
ルのNウエル21、Pウエル31に配線接続されてい
る。
On the other hand, a power supply line 14 made of aluminum (Al) is continuously provided on the PMOS 2 of each cell 1 which is regularly arranged on the base 11 through an insulating film 13 (see FIG. 2). , An insulating film 1 on the NMOS 3 of each cell 1.
A ground wire 15 made of Al is continuously provided through the wiring 3. Normally, the potential of the N well 21 is the power source potential VD.
The potentials of the D and P wells 31 are set to the ground potential GND. Therefore, for example, the power line 14 and the ground line 15 provided in the unused cell 1 shown in FIG. The wiring is connected to the N well 21 and the P well 31 of the actually used cell provided around the cell 1.

【0013】ところで、本実施形態において上記電源線
14は、未使用セル1のNMOS3のゲート32と電源
接続線141によって接続されており、上記グランド線
15は、未使用セル1のPMOS2のゲート23とグラ
ンド接続線151によって接続されている。具体的に
は、電源線14から未使用セル1のNMOS3のゲート
32に向けて電源接続線141が延びて形成され、電源
接続線141の先端側が、図2に示すごとく絶縁膜13
に形成されたコンタクトホール16を介してゲート32
の先端部に接続されている。またグランド線15から未
使用セル1のPMOS2のゲート23に向けてグランド
接続線151が延びて形成され、グランド接続線151
の先端側が絶縁膜13に形成されたコンタクトホール1
7を介してゲート23の先端部に接続されている。
By the way, in the present embodiment, the power supply line 14 is connected to the gate 32 of the NMOS 3 of the unused cell 1 by the power supply connection line 141, and the ground line 15 is connected to the gate 23 of the PMOS 2 of the unused cell 1. And the ground connection line 151. Specifically, the power supply connection line 141 is formed to extend from the power supply line 14 toward the gate 32 of the NMOS 3 of the unused cell 1, and the tip end side of the power supply connection line 141 is the insulating film 13 as shown in FIG.
Through the contact hole 16 formed in the gate 32
Is connected to the tip of. Further, a ground connection line 151 is formed to extend from the ground line 15 toward the gate 23 of the PMOS 2 of the unused cell 1, and the ground connection line 151 is formed.
Of the contact hole 1 whose tip side is formed in the insulating film 13
It is connected to the tip of the gate 23 via 7.

【0014】電源接続線141、グランド接続線151
は、配線抵抗の点からその長さができるだけ短くなるよ
うに形成されていることが好ましく、したがって本実施
形態では電源線14においてNMOS3のゲート32に
近接する位置より電源接続線141が延びて形成され、
グランド線15においてPMOS2のゲート23に近接
する位置よりグランド接続線151が延びて形成された
状態となっている。なお電源接続線141、グランド接
続線151は、電源線14、グランド線15のパターン
形成と同時に形成され、電源線14、グランド線15と
同様Alからなっている。
Power connection line 141, ground connection line 151
Is preferably formed so that the length thereof is as short as possible in terms of wiring resistance. Therefore, in the present embodiment, the power supply connection line 141 is formed to extend from the position near the gate 32 of the NMOS 3 in the power supply line 14. Is
In the ground line 15, the ground connection line 151 extends from a position close to the gate 23 of the PMOS 2 and is formed. The power supply connection line 141 and the ground connection line 151 are formed at the same time when the patterns of the power supply line 14 and the ground line 15 are formed, and are made of Al like the power supply line 14 and the ground line 15.

【0015】このように構成された半導体集積回路で
は、電源線14が、未使用セル1のNMOS3のゲート
32と電源接続線141によって接続されているため、
ゲート32とPウエル31との間に形成されるMOSキ
ャパシタ構造のゲート容量が、電源−グランド間のデカ
ップリング・コンデンサとして働くことになる。したが
って電源線14の電圧値がグランド電圧値に対し安定化
される。またグランド線15が、未使用セル1のPMO
S2のゲート23とグランド接続線151によって接続
されていることから、ゲート23とNウエル21との間
に形成されるゲート容量が、同じく電源−グランド間の
デカップリング・コンデンサとして働くため、グランド
線15の電圧値が電源電圧値に対し安定化される。その
結果、この半導体集積回路に設けられた論理回路のスイ
ッチング時における電源線14、グランド線15の電圧
値変動が抑えられ、未使用セル1の周辺の実使用セルの
電源電圧値が安定化される。
In the semiconductor integrated circuit configured as described above, the power supply line 14 is connected to the gate 32 of the NMOS 3 of the unused cell 1 by the power supply connection line 141.
The gate capacitance of the MOS capacitor structure formed between the gate 32 and the P well 31 functions as a decoupling capacitor between the power supply and the ground. Therefore, the voltage value of the power supply line 14 is stabilized with respect to the ground voltage value. In addition, the ground line 15 is the PMO of the unused cell 1.
Since the gate 23 of S2 is connected to the ground connection line 151, the gate capacitance formed between the gate 23 and the N well 21 also acts as a decoupling capacitor between the power supply and the ground. The voltage value of 15 is stabilized with respect to the power supply voltage value. As a result, fluctuations in the voltage values of the power supply line 14 and the ground line 15 at the time of switching of the logic circuit provided in this semiconductor integrated circuit are suppressed, and the power supply voltage values of the actually used cells around the unused cell 1 are stabilized. It

【0016】図3は上記実施形態の半導体集積回路にお
ける電源線14およびグランド線15の波形図であり、
図中(a)は電源線14の波形、(b)はグランド線1
5の波形、(c)はこの半導体集積回路における論理回
路の出力波形を示している。また図中破線は比較例であ
り、ゲート32に接続しなかった場合の電源線14の波
形(d)と論理回路の出力波形(e)をそれぞれ示して
いる。図3に示すように、論理回路が”Low”出力か
ら”High”出力へスイッチングすると、電源線14
にスイッチング電流が流れるため、比較例では電源14
の配線抵抗によって(d)に示すように大きな電圧降下
が発生する。これに対し、上記実施形態の場合には、
(a)に示すように電源線14の電圧降下量が小さくな
っており、(e)に示すように論理回路の出力が急峻に
なっている。
FIG. 3 is a waveform diagram of the power supply line 14 and the ground line 15 in the semiconductor integrated circuit of the above embodiment,
In the figure, (a) is the waveform of the power supply line 14, (b) is the ground line 1
5, waveform (c) shows the output waveform of the logic circuit in this semiconductor integrated circuit. The broken line in the figure is a comparative example, and shows the waveform (d) of the power supply line 14 and the output waveform (e) of the logic circuit when not connected to the gate 32, respectively. As shown in FIG. 3, when the logic circuit switches from the "Low" output to the "High" output, the power supply line 14
Since a switching current flows in the
A large voltage drop occurs as shown in FIG. On the other hand, in the case of the above embodiment,
As shown in (a), the amount of voltage drop of the power supply line 14 is small, and as shown in (e), the output of the logic circuit is steep.

【0017】また図示しないが、グランド線15におい
てもゲート23に接続しなかった場合には、スイッチン
グ時に図3(d)に示した電源線14と同様の電圧降下
がみられる一方、ゲート23に接続することでグランド
線15の電圧降下量が小さくなることが確認される。こ
れらのことからも、ゲート32とPウエル31との間に
形成されるゲート容量と、ゲート23とNウエル21と
の間に形成されるゲート容量とによるデカップリング・
コンデンサ効果によって、スイッチング時における電源
線14およびグランド線15の電圧値が安定化されたこ
とがわかる。
Although not shown, if the ground line 15 is not connected to the gate 23, a voltage drop similar to that of the power supply line 14 shown in FIG. It is confirmed that the connection reduces the amount of voltage drop of the ground line 15. From these facts, the decoupling due to the gate capacitance formed between the gate 32 and the P well 31 and the gate capacitance formed between the gate 23 and the N well 21 is performed.
It can be seen that the voltage values of the power supply line 14 and the ground line 15 during switching are stabilized by the capacitor effect.

【0018】以上のように第1実施形態によれば、電源
線14およびグランド線15の電圧値を安定化すること
ができるので、電源電圧降下に起因する論理回路の遅延
時間の増大や誤動作の発生を抑制することができる。ま
た電源線14、グランド線15の形成と同時に電源接続
線141、グランド接続線151を形成することができ
るので、工程数を増加させることなく上記効果を得るこ
とができる。
As described above, according to the first embodiment, the voltage values of the power supply line 14 and the ground line 15 can be stabilized, so that the delay time of the logic circuit and the malfunction of the logic circuit due to the power supply voltage drop are increased. Occurrence can be suppressed. Further, since the power supply connection line 141 and the ground connection line 151 can be formed simultaneously with the formation of the power supply line 14 and the ground line 15, the above effect can be obtained without increasing the number of steps.

【0019】なお、上記実施形態では、電源線を未使用
セルのうちの一つのNMOSのゲートに接続し、グラン
ド線を未使用セルのうちの一つのPMOSのゲートに接
続した場合について説明したが、これに限定されるもの
でなく、電源線を未使用セルのうちの二つ以上のNMO
Sのゲートと接続してもよく、またグランド線を未使用
セルのうちの二つ以上のPMOSのゲートに接続しても
よいのはもちろんである。
In the above embodiment, the case where the power supply line is connected to the gate of one NMOS of the unused cells and the ground line is connected to the gate of one PMOS of the unused cells has been described. , The power line is not limited to this, and two or more NMOs of the unused cells are connected to each other.
Of course, it may be connected to the gate of S, and the ground line may be connected to the gates of two or more PMOSs of the unused cells.

【0020】次に本発明の第2実施形態を図4および図
5を用いて説明する。なお、図4は図1と同様、未使用
セルの配線接続を一セル分について示したレイアウト図
であり、図5は図4におけるB−B線矢視断面図であ
る。この実施形態において、上記第1実施形態と相違す
るのは、電源線14が未使用セル1のNMOS3のゲー
ト32でなくN型拡散層34と接続され、グランド線1
5が未使用セル1のPMOS2のゲート23でなくP型
拡散層26と接続されている点である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Note that, like FIG. 1, FIG. 4 is a layout diagram showing the wiring connection of unused cells for one cell, and FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB in FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that the power supply line 14 is connected to the N-type diffusion layer 34 instead of the gate 32 of the NMOS 3 of the unused cell 1, and the ground line 1 is connected.
5 is connected to the P-type diffusion layer 26 instead of the gate 23 of the PMOS 2 of the unused cell 1.

【0021】すなわち、電源線14からNMOS3のN
型拡散層34に向けて電源接続線141が延びて形成さ
れ、電源接続線141の先端側が、図5に示すごとく絶
縁膜13に形成されたコンタクトホール18を介してN
型拡散層34に接続されている。またグランド線15か
らPMOS2のP型拡散層26に向けてグランド接続線
151が延びて形成され、グランド接続線151の先端
側が絶縁膜13に形成されたコンタクトホール19を介
してP型拡散層26に接続されている。
That is, from the power supply line 14 to the N of the NMOS3.
A power supply connection line 141 is formed so as to extend toward the mold diffusion layer 34, and the tip side of the power supply connection line 141 is N through a contact hole 18 formed in the insulating film 13 as shown in FIG.
It is connected to the mold diffusion layer 34. Further, a ground connection line 151 is formed to extend from the ground line 15 toward the P-type diffusion layer 26 of the PMOS 2, and the tip side of the ground connection line 151 is formed through the contact hole 19 formed in the insulating film 13 into the P-type diffusion layer 26. It is connected to the.

【0022】このように構成された半導体集積回路で
は、電源線14がN型拡散層34と接続されているた
め、N型拡散層34と、接地電位とされているPウエル
31との接合による、いわゆるP−N接合容量が電源−
グランド間のデカップリング・コンデンサとして働くこ
とになる。またグランド線15がP型拡散層26が接続
されているため、P型拡散層26と、電源電位とされて
いるNウエル21との接合によるP−N接合容量が電源
−グランド間のデカップリング・コンデンサとして働く
ことになる。したがって、第2実施形態の半導体集積回
路によっても、論理回路のスイッチング時における電源
線14、グランド線15の電圧値を安定化でき、電源電
圧降下を抑制することができるので、電源電圧降下に起
因する論理回路の遅延時間の増大や誤動作の発生を抑制
することができる。
In the semiconductor integrated circuit thus configured, since the power supply line 14 is connected to the N-type diffusion layer 34, the N-type diffusion layer 34 and the P-well 31 which is at the ground potential are joined together. , The so-called P-N junction capacitance is the power source-
It will act as a decoupling capacitor between grounds. Further, since the ground line 15 is connected to the P-type diffusion layer 26, the P-N junction capacitance due to the junction between the P-type diffusion layer 26 and the N well 21 which is at the power supply potential is decoupled between the power supply and the ground. -It will work as a capacitor. Therefore, the semiconductor integrated circuit of the second embodiment can stabilize the voltage values of the power supply line 14 and the ground line 15 at the time of switching of the logic circuit and can suppress the power supply voltage drop. It is possible to suppress the increase of the delay time of the logic circuit and the occurrence of malfunction.

【0023】なお、この実施形態では、電源線を未使用
セルのうちの一つのN型拡散層に接続し、グランド線を
未使用セルのうちの一つのP型拡散層に接続した場合に
ついて説明したが、電源線を未使用セルのうちの二つ以
上のN型拡散層に接続してもよく、同様に、グランド線
を未使用セルのうちの二つ以上のP型拡散層に接続して
もよいのはもちろんである。
In this embodiment, the case where the power supply line is connected to one N type diffusion layer of the unused cells and the ground line is connected to one P type diffusion layer of the unused cells will be described. However, the power supply line may be connected to two or more N-type diffusion layers of the unused cells, and similarly, the ground line may be connected to two or more P-type diffusion layers of the unused cells. Of course it is okay.

【0024】次に本発明の第3実施形態を図6を用いて
説明する。なお、図6は図1と同様、未使用セルの配線
接続を一セル分について示したレイアウト図である。図
6に示すようにこの実施形態は、第1実施形態と第2実
施形態とが組み合わされたものであり、電源線14とN
MOS3のゲート32とN型拡散層34とが電源接続線
141によって接続されており、グランド線15とPM
OS2のゲート23とP型拡散層26とがグランド接続
線151によって接続されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that FIG. 6 is a layout diagram showing the wiring connection of unused cells for one cell, as in FIG. As shown in FIG. 6, this embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment.
The gate 32 of the MOS3 and the N-type diffusion layer 34 are connected by the power supply connection line 141, and the ground line 15 and PM
The gate 23 of the OS 2 and the P-type diffusion layer 26 are connected by the ground connection line 151.

【0025】このように構成された半導体集積回路で
は、未使用セル1において、N型拡散層34とPウエル
31との接合によるP−N接合容量とともに、NMOS
3のゲート32とPウエル31との間に形成されるゲー
ト容量が、電源−グランド間のデカップリング・コンデ
ンサとして働く。またP型拡散層26とNウエル21と
の接合によるP−N接合容量とともに、PMOS2のゲ
ート23とNウエル21との間に形成されるゲート容量
が電源−グランド間のデカップリング・コンデンサとし
て働く。したがって、論理回路のスイッチング時におけ
る電源線14、グランド線15の電圧値を一層安定化で
き、電源電圧降下をより抑制することができるので、電
源電圧降下に起因する論理回路の遅延時間の増大や誤動
作の発生をさらに抑えることができる。
In the semiconductor integrated circuit configured as described above, in the unused cell 1, the PN junction capacitance due to the junction between the N type diffusion layer 34 and the P well 31 as well as the NMOS are provided.
The gate capacitance formed between the gate 32 and the P well 31 of No. 3 acts as a decoupling capacitor between the power supply and the ground. Further, the gate capacitance formed between the gate 23 of the PMOS 2 and the N well 21 together with the P-N junction capacitance due to the junction between the P type diffusion layer 26 and the N well 21 functions as a decoupling capacitor between the power supply and the ground. . Therefore, the voltage values of the power supply line 14 and the ground line 15 at the time of switching of the logic circuit can be further stabilized and the power supply voltage drop can be further suppressed, and the delay time of the logic circuit due to the power supply voltage drop can be increased and It is possible to further suppress the occurrence of malfunction.

【0026】なお、この実施形態では、電源線を同じ未
使用セルのNMOSのゲートとN型拡散層に接続した場
合について説明したが、電源線を異なる未使用セルに形
成されたNMOSのゲート、NMOSのN型拡散層に接
続することも可能である。同様にグランド線を異なる未
使用セルに形成されたPMOSのゲート、PMOSのP
型拡散層に接続することも可能である。また本発明は、
ゲートアレー構造を少なくともチップ内の一部に有する
全ての半導体集積回路に適用することができる。
In this embodiment, the case where the power supply line is connected to the NMOS gate and the N-type diffusion layer of the same unused cell has been described. However, the power supply line is connected to the NMOS gate formed in a different unused cell, It is also possible to connect to the N-type diffusion layer of NMOS. Similarly, the ground line has a PMOS gate and a PMOS P formed in different unused cells.
It is also possible to connect to the mold diffusion layer. The present invention also provides
It can be applied to all semiconductor integrated circuits having the gate array structure at least in a part of the chip.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、電源線に接続された未使用セルのNMOSのゲー
トとPウエルとの間に形成されるゲート容量が、電源−
グランド間のデカップリング・コンデンサとして働き、
またグランド線に接続された未使用セルのPMOSのゲ
ートとNウエルとの間に形成されるゲート容量が、電源
−グランド間のデカップリング・コンデンサとして働く
ので、論理回路のスイッチング時における電源線、グラ
ンド線の電圧値を安定化できる。したがって、論理回路
の遅延時間の増大や誤動作の発生を抑制することができ
る。請求項2の発明によれば、電源線に接続された未使
用セルのN型拡散層と、Pウエルとの接合によるP−N
接合容量が、電源−グランド間のデカップリング・コン
デンサとして働き、またグランド線に接続された未使用
セルのP型拡散層と、Nウエルとの接合によるP−N接
合容量が、電源−グランド間のデカップリング・コンデ
ンサとして働くので、請求項1の発明と同様の効果を得
ることができる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the gate capacitance formed between the P-well and the gate of the NMOS of the unused cell connected to the power supply line is
Acts as a decoupling capacitor between grounds,
Further, since the gate capacitance formed between the gate of the PMOS of the unused cell connected to the ground line and the N well functions as a decoupling capacitor between the power supply and the ground, the power supply line at the time of switching the logic circuit, The voltage value of the ground line can be stabilized. Therefore, it is possible to suppress an increase in the delay time of the logic circuit and the occurrence of malfunction. According to the invention of claim 2, a P-N is formed by joining an N-type diffusion layer of an unused cell connected to a power supply line and a P-well.
The junction capacitance acts as a decoupling capacitor between the power supply and the ground, and the P-N junction capacitance due to the junction between the P well of the unused cell connected to the ground line and the N well is Since it functions as a decoupling capacitor of the above, it is possible to obtain the same effect as the invention of claim 1.

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

【図1】本発明に係る半導体集積回路の第1実施形態の
要部を示すレイアウト図である。
FIG. 1 is a layout diagram showing a main part of a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

【図2】図1におけるA−A線矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図3】論理回路のスイッチング時における電源線およ
びグランド線の波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram of a power supply line and a ground line during switching of a logic circuit.

【図4】本発明に係る半導体集積回路の第2実施形態の
要部を示すレイアウト図である。
FIG. 4 is a layout diagram showing a main part of a second embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

【図5】図4におけるB−B線矢視断面図である。5 is a sectional view taken along the line BB in FIG.

【図6】本発明に係る半導体集積回路の第3実施形態の
要部を示すレイアウト図である。
FIG. 6 is a layout diagram showing a main part of a third embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セル 2 PMOS 3 NMOS 11 基体 14 電源線 15 グランド線 21 Nウエル 22、23、32、33 ゲート 24、25、26 P型拡散層 31 Pウエル 34、35、36 N型拡散層 141 電源接続線 151 グランド接続線 1 cell 2 PMOS 3 NMOS 11 substrate 14 power line 15 ground line 21 N well 22, 23, 32, 33 gate 24, 25, 26 P-type diffusion layer 31 P-well 34, 35, 36 N-type diffusion layer 141 power connection line 151 ground connection line

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体に形成されたNウエルと、該Nウエ
ルより前記基体の表層側に形成されたP型拡散層と、前
記基体上に形成されたゲートとからなるPチャネルMO
Sトランジスタ、および前記基体に形成されたPウエル
と、該Pウエルより前記基体の表層側に形成されたN型
拡散層と、前記基体上に形成されたゲートとからなるN
チャネルMOSトランジスタを有するセルが多数、規則
的に配置されてなり、該多数のセルのうちの一部のセル
が配線接続されて論理回路を構成する論理回路使用セル
とされ、残部が前記論理回路に使用されない論理回路未
使用セルとされ、前記論理回路使用セルに電源線および
グランド線が配線接続されてなる半導体集積回路におい
て、 前記電源線と、前記論理回路未使用セルのうちの少なく
とも一つのNチャネルMOSトランジスタのゲートとが
電源接続線によって接続され、 前記グランド線と、前記論理回路未使用セルのうちの少
なくとも一つのPチャネルMOSトランジスタのゲート
とがグランド接続線によって接続されてなることを特徴
とする半導体集積回路。
1. A P-channel MO comprising an N well formed on a substrate, a P-type diffusion layer formed on the surface side of the substrate with respect to the N well, and a gate formed on the substrate.
An N transistor including an S transistor, a P well formed in the base, an N-type diffusion layer formed on the surface of the base with respect to the P well, and a gate formed on the base.
A large number of cells each having a channel MOS transistor are regularly arranged, and some cells of the plurality of cells are connected by wiring to form a logic circuit using cell, and the rest is the logic circuit. In a semiconductor integrated circuit in which a logic circuit unused cell that is not used in, and a power supply line and a ground line are connected to the logic circuit used cell by wiring, at least one of the power supply line and the logic circuit unused cell A gate of the N-channel MOS transistor is connected by a power supply connection line, and the ground line and a gate of at least one P-channel MOS transistor of the logic circuit unused cells are connected by a ground connection line. A characteristic semiconductor integrated circuit.
【請求項2】 基体に形成されたNウエルと、該Nウエ
ルより前記基体の表層側に形成されたP型拡散層と、前
記基体上に形成されたゲートとからなるPチャネルMO
Sトランジスタ、および前記基体に形成されたPウエル
と、該Pウエルより前記基体の表層側に形成されたN型
拡散層と、前記基体上に形成されたゲートとからなるN
チャネルMOSトランジスタを有するセルが多数、規則
的に配置されてなり、該多数のセルのうちの一部のセル
が配線接続されて論理回路を構成する論理回路使用セル
とされ、残部が前記論理回路に使用されない論理回路未
使用セルとされ、前記論理回路使用セルに電源線および
グランド線が配線接続されてなる半導体集積回路におい
て、 前記電源線と、前記論理回路未使用セルのうちの少なく
とも一つのN型拡散層とが電源接続線によって接続さ
れ、 前記グランド線と、前記論理回路未使用セルのうちの少
なくとも一つのP型拡散層とがグランド接続線によって
接続されてなることを特徴とする半導体集積回路。
2. A P-channel MO including an N well formed on a substrate, a P-type diffusion layer formed on the surface side of the substrate with respect to the N well, and a gate formed on the substrate.
An N transistor including an S transistor, a P well formed in the base, an N-type diffusion layer formed on the surface of the base with respect to the P well, and a gate formed on the base.
A large number of cells each having a channel MOS transistor are regularly arranged, and some cells of the plurality of cells are connected by wiring to form a logic circuit using cell, and the rest is the logic circuit. In a semiconductor integrated circuit in which a logic circuit unused cell that is not used in, and a power supply line and a ground line are connected to the logic circuit used cell by wiring, at least one of the power supply line and the logic circuit unused cell An N-type diffusion layer is connected by a power supply connection line, and the ground line and at least one P-type diffusion layer of the logic circuit unused cells are connected by a ground connection line. Integrated circuit.
【請求項3】 前記電源接続線は、前記論理回路未使用
セルのうちの少なくとも一つのN型拡散層に接続し、 前記グランド接続線は、前記論理回路未使用セルのうち
の少なくとも一つのP型拡散層に接続してなることを特
徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
3. The power supply connection line is connected to at least one N-type diffusion layer of the logic circuit unused cell, and the ground connection line is connected to at least one P of the logic circuit unused cell. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit is connected to the type diffusion layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6946875B2 (en) 2001-12-21 2005-09-20 Nec Electronics Corporation Universal logic module and ASIC using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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