JPS58122771A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS58122771A
JPS58122771A JP57004553A JP455382A JPS58122771A JP S58122771 A JPS58122771 A JP S58122771A JP 57004553 A JP57004553 A JP 57004553A JP 455382 A JP455382 A JP 455382A JP S58122771 A JPS58122771 A JP S58122771A
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JP
Japan
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transistor
channel
channel type
input
terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP57004553A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Koyada
古谷田 宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58122771A publication Critical patent/JPS58122771A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • 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
    • H01L27/04Devices 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 the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices 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 the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/118Masterslice integrated circuits
    • H01L27/11803Masterslice integrated circuits using field effect technology
    • H01L27/11807CMOS gate arrays

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相補型MO8)ランジスタ(以下、0MO8と
記す、)構造を有する半導体集積回路装置に関し、特に
マスタースライス方式による大規模集積回路の入力回路
に関する。
今日、集積回路はますます高密度化、大規模化してきて
おシ、このような集積度の著しい増大は特にランダムロ
ジック回路においては集積回路としての汎用性が薄れ、
専用回路化する傾向が現われてきている。この友め量産
効果によるコストの低減など集積回路としてのメリット
が活せなくなってきている。
このような集積回路の大規模化が進む中で製造コストの
低減、製造期間の短縮を企る方法としてマスタースライ
ス方式が注目されている。
マスタースライス方式とは半導体基板に論理回路を構成
する各品種に共通な素子を基本セルとしてプレイ状に配
置し、共通する製造プロセスのある段階まで一括してあ
らかじめ大量に形成しておき品種に応じて任意の論理機
能実現の友めのコンタクトあるいは金属配線以降のマス
クのみを作成し、以降の製造工程によシ種々の論理機能
の集積回路を実現するものである。
このように共通な基本セルを配した半導体基板tあらか
じめ大量に生産しておき、−品種尚9のマスクの枚数を
減じ、製造コスト及び製造期間の短縮を企シ、多品種少
量生産を可能とする方式である。
本発明は前述の如きマスタースライス方式の牛導体集積
回I!装置における入力回路のスレッシ璽−ルド電圧(
以下、入力レベルと記す。)を種々の値に設定すること
を可能ならしめる半導体集積回路*tt−提案するもの
である。
一般にCMo、9構造f:有する集積回路においては、
その入力回路として例えば第1図に示す如きインバータ
ー回路が広く用いられている。
第1図において、lは入力端子、2は出力端子、3はP
チャンネルfiMO8)ランジスタ、4はNチャ/ネル
型MO8)ランジスタ、6は電源端子、7は接地端子で
ある。Pチャンネル型MO8)ランジスタ3及びNデャ
ンネル型MO8)ランジスタ4のゲート及びドレインは
それぞれ接地され、インバーター5を構成している。イ
ンバーター5の出力は出力端子2に接続され、出力端子
はさらに集積回路装置の内部ゲートへ接続される。
CMO8構造tVするインバーター回路の入力レベルは
インバーターを構成しているPチャンネル型MO8)ラ
ンジスタのチャ/ネル幅WPとNチャ/ネル型MO8)
ランジスタのチャンネル幅WNの比Wp/Wyによって
決定される。
いま、実用的なMOS)ランジスタとして例えばPチャ
ンネル型MO8)z)yジスタのチャンネル長Lp 1
に7μ、スレッシ■−ルド電圧を−IV。
Nチャンネル型MO8)ランジスタのチャンネル長Lt
f6μ、スレッショールド電圧ff−IVとする。#!
2図は電源電圧t−SVとし九ときのPチャンネル型M
O8)ランジスタとNチャンネル型MO8)う/ジスタ
のチャンネル幅の比WP/WNとインバーターの入力レ
ベルVrthの関係の一例を示す図である。第2図に示
される如く、例えばPチャンネル型MO8)う/ジスタ
とNチャ/ネル型MO8)う/ジスタのチャンネル幅の
比WP/Ww t−18とすると通常の0MO8構造を
有する集積回路の入力レベルVDD / 2 、すなわ
ち25■を実現できる。
又、Pチャンネル型MO8)う/ジスタとNチャンネル
WMO8)ランジスタのチャンネル幅の比Wp/Wwf
α2とすると、トランジスタ・トランジスタ・ロジック
(以下、TTLと記す、)構造t−Wする集積回路の入
力レベルとして充分な値約1.7Vt−実現できる。そ
の他、PチャンネルWMO8)ランジスタとNチャ/ネ
ル温MO8)2/ジスタのチャンネル幅の比WP/W*
f適当に選ぶことによシ任意の入力レベルを実現できる
しかしながら、目的の大力レベルを実現するために、個
々の品種毎にPチャンネル型M08トランジスタとNチ
ャンネル型MO8)ランジスタのチャンネル幅の比Wp
lWwを共通の素子の段階から変えていたのではその製
造期間の短縮がはかれず、マスタースライス方式の半導
体集積回路装輩の実現が困難なものとなってしまう。
不発明は前述の如き点にかんがみなされ次ものでその目
的とするところは、0MO8構造を有する集積回路の大
力回路の入力レベルを種々の値に容易に設定することを
可能ならしめるマスタースライス方式の牛導体集棟回路
装&金提供することである。
以下、図mt−参照して本発明につき説明する。
l!3図は本発明の一実NJ例を示すパターンレイアウ
ト図である。
図において、1は入力端子、2は出力端子、6は電源端
子、7は接地層子のそれぞれの金属配線領域、3−1〜
3−3はPチャンネル型MO8)ランジスタ領域、4−
1〜4−3はNチャンネルgMOI9)ッンジスタ領域
である。入力端子1はコンタクトホールによシゲートボ
リシリコ/に接続されている。
3−1〜3−3及び4−1〜4−3はそれぞれ第1図に
示す回路のPチャンネル型MO8)う/ジスタ及びNチ
ャンネル型MO8)う/ジスタに相当するものであシ、
本実施例においてはそれぞれのトランジスタのチャンネ
ル幅の比が1:2:4の3つのトランジスタに分割され
ている。
Pチャンネル型M08トランジスタのそれぞれのソース
拡散領域は電源端子6に、Nfチャンネル型O8)ラン
ジスタのそれぞれのソース拡散領域は接地端子7にそれ
ぞれコンタクトホールによシ接続されている。出力層子
はコ/タクトホール5−1〜5−3及びW!続続合金属
配線領域81〜8−3によシ任意のPfチャンネル型O
8)ランジスタのドレイン拡散領域に、更にコンタクト
ホール5−4〜5−6及び接続用金属配線領域8−4〜
8−6によシ任意のNチャンネル型MO8)う/ジスタ
のドレイン拡散領域に接続が可能となっている。
こ仁でPチャンネル型及びNチャンネルをの各々のトラ
ンジスタのチャンネル幅はその接続のためのコンタクト
ホール及び接続用金属配線領域の選び方により、チャン
ネル幅の最も少ないトランジスタの1〜7倍の任意のチ
ャンネル幅の組合せを選べることは容易に理解できると
ころである。
@4図(al)はコンタクトホール5−3.5−5及び
接続用金属配線領域8−3.8−51−設は九と君の等
価回wI図を示す。この場合においてはPチャンネル型
MO8)ランジスタとN f +ンネル型MO8)ラン
ジスタのチャンネル幅の比W p /Wpiは明らかに
2となりている。このときのインバーター回路としての
入出力間の伝達特性を求めると謳5図(1)で示す如き
特性が得られる。図から入力レベルは約Z5Vであシ、
これは通常のCMO8構造を有する集積回路の入力回路
の入力レベルに相当している。
第4図(b)はコンタクトホール5−1.5−4゜5−
6及び接続用金属配線領域8−1.8−4゜8−5.8
−61−設は九ときの等価回路図を示す。
この場合においてはPfJPンネル型MO8)ランジス
タとNチャンネル型MO8)ランジスタのチャンネル幅
の比WP/WNは明らかに1/7となっている。このと
きのインバーター回路の入出力間の伝達特性を求めると
第5図中)で示す如き特性が得られる。図から入力レベ
ルは約1.7vであり、これはTTL@fiの集積回路
の入力回路の入力レベルに相当している。
以上、2つの実m的の回路について述べたが、この他、
コンタクトホール及び接続用金属配線領域の選び万によ
シ種々のPfヤンネルfiMO8)ランジスタとNチャ
ンネル型MO8)ランジスタのチャンネル幅の比を設定
できることは明らかである。そのチャンネル幅の比は以
上述べた説明から7/1〜1/71で種々の値が可能で
あることは容易に理解できよう、よってそのチャンネル
幅の比に応じた入力レベルが実現可能となる。
以上述べた如く本発明によればコンタクトホール及び接
続用金属配線領域の変更のみによって種々の入力レベル
が容易に実現できるマスタースライス方式の半導体集積
回路装置が実現できる。
同、本発明の実施例においてはPチャンネル型MO8)
ランジスタ及びNチャンネル型MO8)ランジスタのお
のおのの比が1.2.4の場合について述べたが、他の
組合せ、例えば1:2:3等に選ぶことは言うに及ばず
、Pチャ/ネル型M08)ランジスタ及びNチャンネル
型MO8)う/ジスタの分割もそれぞれ3つの14曾に
限る4のではなく、更にはPチャ/ネル型MO8)う/
ジスタとNチャンネル型MO8)う/ジスタの故が同じ
である場合に限るものではない。例えば、Pチャンネル
型MO8)う/ジスタの数t4つ、そのチャンネル幅の
比を1:2:4:8とし、Nチャンネル111M08)
う/ジスタの数を3つ、そのチャンネル幅の比t−1:
2:4とすることも可能である。その他、種・々の組合
せが可能であることも言うまでもないことである。
以上述べ几如く、本発明によれば相補型MOSトランジ
スタ構造t−有する牛導体集槓回路の入カレベル七種々
の値に容易に設定することt可能ならしめるマスタース
ライス方式の半導体集積回路装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はCMO8@造t−有する集積回路の入力回路の
一例を示す回路図、第2図は第1図に示す回路の特性の
一例を示す特性図、第3図は本発明の−実jm例の示す
バター7レイアウト図、!!4図(a)は本発明の一実
N列の等価回at示す回路図、第4図伽)は本発明の他
の一実施例の等価回路を示す回路図、第5図(a)は第
4図(1)に示す回路の特性を示す図、第5図伽)は第
4図(b)に示す回路の特性を示す図である。 l・・・・・・入力瑠子、2・・・・・・出力燗子、3
・・・・・・Pチャy$ルgMO8)ランジスタ、4・
−−−−−N 5Fキャンル型MO8)ランジスタ、5
・・・・・・インバーター、6・・・・・・電源噌子、
7・・・・・・接地端子、3−1〜3−3・・・・・・
PfヤンネルfiMO8)ランジスタ領域、4−1〜4
−3・・・・・・N?ヤンネルWMO8)?/レジスタ
域、5−1〜5−6・・・・・・コンタクトホール、8
−1〜8−6・・・・・・接続用金属配線領域。 峯1艶 v・2珂 [Σコ 金ムr嘩報オベ 口  本−りうリコシ@麹に ヒ葺ぞ’J    +cs友々髪1べ ■   3>9,71木−ル Y プ し1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の第1導電盤の第1oMO8)ランジスタ群及び複
    数のWE2の導電型の第2のMOS)ランジスタ群とを
    有し、前記第1のMOS)ランジスタ群の少なくとも一
    つのMOSトランジスタ及び前記第2のMOS)ランジ
    スタ群の少なくとも一つのMOS)ランジスタをあらか
    じめ設定式れた任意のチャンネル幅に選択的に接続して
    なるインバーターとなし、もりて前記インバーターを入
    力回路となし、入力のスレッシ箇−ルド電圧を任意の値
    に設足ならしめる仁と′に特徴とする半導体集積回路装
    置。
JP57004553A 1982-01-14 1982-01-14 半導体集積回路装置 Pending JPS58122771A (ja)

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