JPS5816176Y2 - 大規模集積回路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、各種機能回路ブロックを矩形内に集積化した
各種ユニットセルが多数配置された大規模集積回路装置
に関する。

大規模集積回路装置（以下ＬＳＩという）と呼ばれるも
ののうち、ＲＯＭ、ＲＡＭ、シフトレジスタ等の如く比
較的周期性の高いものは、一つの回路単位を設計して、
これを１次元又は２次元にくり返して並べることにより
比較的短期間にＬＳＩの設計が行える。

これに対して、各種論理ゲート、フリップフロップ類か
らなる周期性が殆んどないＬＳＩは、従前その設計に著
しく長い期間を必要としていた。

かかる周期性が殆んどないＬＳＩの設計期間を短縮する
ために、ビルディングブロック方式又はセル方式と呼ば
れるＬＳＩ設計手法が提案され、実施されてきた。

しかしながら従来のビルディングブロック方式ではコン
ピュータによる自動配線法を採用した場合には、手作業
の場合に比してチップサイズが大きくなるという弊害が
あった。

これは配線のアルゴリズムが良くなかったり、配線の自
由度が少ないという欠点が存在するためであり、また配
線許可領域の割当及びユニットセルの入出力端子の配置
方法にも問題があったためである。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、ユ
ニットセルと配線との位置関係を考慮してユニットセル
の規格化を県に進めることにより、設計が簡単に行い得
Ｊ且つ配線精度の高いＬＳＩを提供することを目的とし
Ｊ以下に本考案をその実施例を示す図面に基いて詳述す
る。

第１図は本考案に係るＬＳ Ｉ （以下本案品という）
を構成するユニットセルＵ１の１例を示す平面図であっ
て、このユニットセルＵ１は２人力ＮＯＲゲート機能を
有している。

一点鎖線で示す矩形はユニットセルＵ１の外枠を示し、
各パターンは全てこの矩形外枠１内に収納されている。

２゜２’、３，４はモリブデンからなる信号入出力端子
であって、このモリブデン配線（細い実線で示″ｔ）は
Ｐ−基板上のＳ ｉ０２層上に形成されており、上部を
保護用のＰＳＧ（ＩＪンガラス）にて覆われている。

端子２，３，４は矩形外枠１の前方の辺上に、また端子
２′は矩形外枠１の後方の辺上に位置している。

５は横方向に延びる共通接続ラインとしての電源ライン
であって、アルミニウムからなる。

上記電源ライン５及びその他のアルミニウム配線（いず
れも破線で示す）は最上層に形成されていて、下層の前
記モリブデン配線とは上記ＰＳＧ層に形成されたコンタ
クトホール（ハツチングを付して示す）を通して、また
Ｐ−基板上層部のｎ＋＋拡散層とはＰＳＧ層及び下層の
５ｉ０２層に亘って形成されたコンタクトホール（ハツ
チングを付して示す）を通して夫々接続しである。

なお太い実線で囲繞して示す部分はＳ ｉ０２層が薄く
なっているＬＯＧＯ８（Ｌｏｃａｌ ０ｘｉｄａｔｉｏ
ｎＳｉ ｌｉ ｃｏｎ） 、領域である。

第２図は第１図に示したユニットセルＵｌをシンボル化
して表現した論理記号図である。

信号入出力端子２，３，４の横方向の中心は夫々等間隔
離隔しており、その横隔寸法は１６μである。

以下この離隔寸法を単位格子寸法という。

また矩形外枠１０寸法は縦横夫夫１７６μ、６４μすな
わち単位格子寸法の１１倍、４倍とその整数倍になって
いる。

換言すればこのユニットセルＵｌの縦横の寸法は単位格
子寸法の整数倍となるように規格化されている。

更に前後の信号入出力端子２ 、３ 、４ 、２’の中
心位置は矩形外枠１の横側端縁から単位格子寸法の整数
倍離隔した位置に配置されている。

第３図は第１図に示したユニットセルＵｌを２個横方向
に隙間なく隣接させて並べて配置した部分を示しており
縦方向には夫々の信号入出力端子２．３，４に連なるモ
リブデン配線２ａ 、 ３ａ 。

４ ａ 、２ ｂ ｔ ３ ｂ ｔ ４ ｂが下層に、
また横方向にはモリブデン配線３ａ、４ｂ等をコンタク
トホールｆｉ ａ ｔ ６ ｂを介して相互結線するア
ルミニウム配線７が上層に施されている。

ユニットセル［Ｊｔ。Ｕｌの接合部にはモリブデン配線
８が両ユニットセルにまたがって縦方向に延びるように
形成されている。

なおこのモリブデン配線８は本願出願人の出願に係るＬ
ＳＩ方式（特願！ｌｌ’８４９−４０７１０）において
開示されたものであって、ユニットセルを隙間なく並べ
てもユニットセル間を通過できる構造を有する接続用配
線である。

而して本案品は第４図に示す如く、前記単位格子寸法分
離隔する縦横の目盛で表わされる縦横の格子線により区
画される格子平面上において、前述した如く構成され、
普た連接配置された同一縦寸法を有する多数のユニット
セルＵ１．Ｕ２・・・・・・Ｕ７・・・を、各ユニット
セルの矩形外枠すなわちユニットセルが収納された矩形
の各辺が格子線上に位置し、且つ各ユニットセルの信号
入出力端子の中心が同じく格子線上に位置するように横
方向２列に配置してなるものである。

なお上述の実施例においては単位格子寸法をユニットセ
ルＵ１の信号入出力端子２，３．４の中心離隔寸法であ
る１６μとしたが、この単位格子寸法としては、多数の
使用ユニットセルに夫々設けられるべき信号入出力端子
の中心離隔寸法のうち最小のものを基準として選択し、
このように定めた単位格子寸法に基いて、各ユニットセ
ルの矩形外枠の寸法、信号入出力端子の中心離隔寸法、
信号入出力端子の中心位置等が前述の如く規格化されて
各ユニットセルが構成されるのである。

次に本案品においては第３図に示す如く信号入出力端子
に接続されて縦方向に延びるモリブデン配線３ａ＞４ｂ
と、これらを相互結線するアルミニウム配線Ｔとの接続
部中心すなわちコンタクトホール６ａ、６ｂの中心が前
記格子線上に位置している。

第５図はコンタクトホール６ａを設けた接続部Ａを正確
に示す拡大図であって、モリブデン配線３ａ、アルミニ
ウム配線１０幅寸法は共に８μであるが、コンタクトホ
ール６ａを設けるべき端縁部分のみが夫々９μ、１１μ
となり、両配線の間に介在する絶縁膜中に６μ×６μの
コンタクトホール６ａが、その中心が格子線上に位置す
るようにして形成されて両配線の導通なとるようになっ
ている。

接続部をこのように構成する技術は、配線の配置時には
第３図に略示した如く為しておき、実際のコンポジット
パターンに変換する際にコンピュ、−夕によって自動的
に処理することによすｏＴ能になる。

第１６図は従来の接続部の構造を略示する図面であって
、下層のＮ型拡散層配線４０上にコンタクトホール４１
を設ける場合、コンタクトホール４１の寸法を、十分大
きくとり、コンタクトホール４１を設けるべき配線４０
の端縁部に一側方に張り出す余裕４０ａをわざわざ設け
ていた。

このような構成では仮に、配線４０及びこれに相隣する
配線４２夫々の中心が縦方向前方において、縦方向の格
子線Ｘｔ、Ｘ３上に配置されていたとしても、余裕４０
ａを設けるために、この余裕４０ａが格子線Ｘｔ、Ｘ３
の間の格子線Ｘ２を越えて張り出し、余裕４０ａとの短
絡をさけるために配線４２の中心は格子線Ｘ３の右方に
位置する格子線Ｘ４上に迂回せざるを得す配線密度が低
下していたのである。

これに対して第３゜５図に示した如くコンタクトホール
６ａを従来よりも小さ目とし、上下層のアルミニウム配
線７、モリブデン配線３ａをコンタクトホール６ａを設
ける部分において稍々広幅に形成するのみで、コンタク
トホール６ａのための余裕がとれ、且つ隣接配線４ａ等
を迂回させる必要もたく配線密度が向上する。

以上要するに本考案はユニットセルの矩形外枠の寸法、
信号入出力端子の中心離隔寸法、矩形外枠から信号入出
力端子の中心に到る寸法が、ＬＳＩを構成するユニット
セルの信号入出力端子の最小中心離隔寸法を単位格子寸
法として、この単位格子寸法の整数倍となるように規格
化され、且つこの単位格子寸法だけ離隔する縦横の格子
線で区画される格子平面上に、矩形外枠、信号入出力端
子の中心等が位置するように配置したものであるから、
ユニットセルと配線の配置領域に釦いて、ユニットセル
の配置及び配線の配置を、単一の格子平面を構成する格
子線上に行い得るので、設計が簡略化され、設計に要す
る期間の短縮が図られる。

筐たユニットセル相互間の接続用配線としてモリブデン
配線８の如くユニットセル間を通過し得るものを使用す
ることにより多数のユニットセルを縦方向又は横方向に
隙間なく並べることが可能であり、更に上下層の配線の
接続部の形状を第５図に示した如く改良することにより
配線領域を必要以上に拡大する必要がなくなり、ＬＳＩ
全体を高密度化することが可能になる。

更にユニットセルに回転、鏡像等の操作を施して配置す
る場合にも信号入出力端子が格子線上に位置するので設
計の簡略化が図られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであって、第１図はユ
ニットセルの透視的平面図、第２図は第１図に示したユ
ニットセルの論理記号図、第３図は第１図に示したユニ
ットセルな２個連接配置した状態を示す透視的平面図、
第４図は格子平面に釦ける本案品の配置を示す略示図、
第５図は第３図の接続部Ａの拡大図、第６図は従来の上
下層配線の接続部を示す平面図である。 Ｕｌ 、Ｕ２・・・・・・Ｕ７・・・ユニットセル、１
・・・矩形外枠、２，２’、３，４・・・信号入出力端
子、５・・・電源ライン、６ ａ 、６ ｂ・・・コン
タクトホール Ｔ・・・アルミニウム配線、８・・・モ
リブデン配線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ■ 各種機能回路ブロックを矩形内に集積化した各種ユ
   ニットセルが多数配置された大規模集積回路装置に釦い
   て、矩形の辺上に位置するユニットセルの信号入出力端
   子の最小中心離隔寸法を単位格子寸法とする縦横の格子
   線により区画される格子平面上における前記格子線上に
   、前記矩形の辺及び前記信号入出力端子の中心が位置す
   るようにユニットセルを構成・配置したことを特徴とす
   る大規模集積回路装置。 ２ 複数のユニットセルの各信号入出力端子に接続され
   る配線と、これらの配線を相互結線する配線との接続部
   中心を前記格子線上に位置させ□ た実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の大規模集積回路装置。