JPS5856354A - マスタ−スライスlsi - Google Patents
マスタ−スライスlsiInfo
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- JPS5856354A JPS5856354A JP15367181A JP15367181A JPS5856354A JP S5856354 A JPS5856354 A JP S5856354A JP 15367181 A JP15367181 A JP 15367181A JP 15367181 A JP15367181 A JP 15367181A JP S5856354 A JPS5856354 A JP S5856354A
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- cmos
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- Pending
Links
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 241000282376 Panthera tigris Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices 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
- H01L27/04—Devices 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
- H01L27/10—Devices 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
- H01L27/118—Masterslice integrated circuits
- H01L27/11898—Input and output buffer/driver structures
Landscapes
- 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)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマスタースライスLSIに床り、特に、高い集
積度と負荷駆動能力を有するマスタースライスLSIに
関する。
積度と負荷駆動能力を有するマスタースライスLSIに
関する。
マスタースライスLSIの一般的な構成は第1図に示す
通りであり、LSIチップ上に論理素子の機能を持つ基
本セル2、基本セル間の配線が通る配線チャjル3、基
本セルからの出力を増幅する出力ドライバ4、外部への
配線を引出す・くラド5から成る。マスタースライスL
SIにおいては基本セル2を構成するトランジスタは固
定されており、設計者はこのトランジスタを用いてどの
ような基本セルを構成するかの定義と、基本セル間の自
己Wsを指定するだけでよい。したがって、1面々の品
種毎に設計しなければならないマスクの枚数は限定され
、しかも、基本セルの定義や配線の指定は計算機によっ
て自動的に行なわれるため、開発に値する費用や工数が
少くて済むという効果があり、非量産のLS i中心に
広く用いられている。
通りであり、LSIチップ上に論理素子の機能を持つ基
本セル2、基本セル間の配線が通る配線チャjル3、基
本セルからの出力を増幅する出力ドライバ4、外部への
配線を引出す・くラド5から成る。マスタースライスL
SIにおいては基本セル2を構成するトランジスタは固
定されており、設計者はこのトランジスタを用いてどの
ような基本セルを構成するかの定義と、基本セル間の自
己Wsを指定するだけでよい。したがって、1面々の品
種毎に設計しなければならないマスクの枚数は限定され
、しかも、基本セルの定義や配線の指定は計算機によっ
て自動的に行なわれるため、開発に値する費用や工数が
少くて済むという効果があり、非量産のLS i中心に
広く用いられている。
ところで、マスタースライスLSIは従来、多くのプロ
セスで実現されているが、高速性が要求さnる場合はT
TL、ECLのようなバイポーラプロセス、他方、高集
積度や低消費電力が要求される場合はCMOSプロセス
という選択が最も一般的である。ここで、CMOSプロ
セスに注目すると、高集積度、低消費電力という特長を
持つ反面、駆動能力の大きなドライバを得ようとすると
、トランジスタのサイズが著しく大きくなるという欠点
がある。したがって、現実的なチップサイズの制約を考
えると、0MO8の出力ドライバでリレーや発光ダイオ
ードを駆動することはもちろん、多数のICを同時に駆
動することも難しい。また、負荷容量によって出力電圧
の波形が左右されるため、負荷の配線が長くなると遅延
時間が大きくなるのは避けられない。したがって、計算
機のバスのような長p配線に直接接続することはできな
い。
セスで実現されているが、高速性が要求さnる場合はT
TL、ECLのようなバイポーラプロセス、他方、高集
積度や低消費電力が要求される場合はCMOSプロセス
という選択が最も一般的である。ここで、CMOSプロ
セスに注目すると、高集積度、低消費電力という特長を
持つ反面、駆動能力の大きなドライバを得ようとすると
、トランジスタのサイズが著しく大きくなるという欠点
がある。したがって、現実的なチップサイズの制約を考
えると、0MO8の出力ドライバでリレーや発光ダイオ
ードを駆動することはもちろん、多数のICを同時に駆
動することも難しい。また、負荷容量によって出力電圧
の波形が左右されるため、負荷の配線が長くなると遅延
時間が大きくなるのは避けられない。したがって、計算
機のバスのような長p配線に直接接続することはできな
い。
以上のような理由で、CMOSマスタースライスLSI
では、外部にドライバ素子を付加して使用する場合が多
い。このため、素子数を最小化するというLSI本来の
目的を達することができない欠点がある。
では、外部にドライバ素子を付加して使用する場合が多
い。このため、素子数を最小化するというLSI本来の
目的を達することができない欠点がある。
本発明の目的は、高集積度、低″消費醒力という0MO
8の特長に加えて、駆動能力の高い出力ドライバを備え
たマスタースライスLSIを提供するにある。
8の特長に加えて、駆動能力の高い出力ドライバを備え
たマスタースライスLSIを提供するにある。
本発明では、論理回路を構成する基本ゲートを0MO8
で構成して、高集積度、低消費電力という特長を得ると
ともに、出力ドラ、イバをバイポーラで構成して高い駆
動能力を達成する。このようなマスタースライスLSI
はBi−MO8プロセスを用いることによって実現でき
る。
で構成して、高集積度、低消費電力という特長を得ると
ともに、出力ドラ、イバをバイポーラで構成して高い駆
動能力を達成する。このようなマスタースライスLSI
はBi−MO8プロセスを用いることによって実現でき
る。
本発明の実施例における出力バッファ回路を第2図に示
す。ここで、10.11はCMOSインバータ、Ql、
MlはそれぞれNPN トランジスタ、NMO8トラン
ジスタ(以後NMO8と略す)である。12は電源端子
で通常5vが印加される。
す。ここで、10.11はCMOSインバータ、Ql、
MlはそれぞれNPN トランジスタ、NMO8トラン
ジスタ(以後NMO8と略す)である。12は電源端子
で通常5vが印加される。
入力信号端子13.14は互いに相補な信号が印加され
る。
る。
たとえば、信号端子13が°L”レベル、信号端子14
が“H“レベルのときQlはオン、Mlはオフとなり、
出力端子15には°H”レベル電圧(?5V)が得られ
る。出力電流(出力が°H″レベルのとき)は負荷の重
さに応じて設計され、Qlのβとエミッタ面積を大きく
すれば、大きくなる。シンク電流(出力が°L″レベル
のとき)はTTLコンバチとするため2mAに設計され
る。
が“H“レベルのときQlはオン、Mlはオフとなり、
出力端子15には°H”レベル電圧(?5V)が得られ
る。出力電流(出力が°H″レベルのとき)は負荷の重
さに応じて設計され、Qlのβとエミッタ面積を大きく
すれば、大きくなる。シンク電流(出力が°L″レベル
のとき)はTTLコンバチとするため2mAに設計され
る。
本実施例ではQlのコレクタ側が電源に接がれており、
通常のCMOSプロセスで簡単に作れる利点がある。こ
れf:キリシリコンゲートCMOSプロセスにおけるチ
ップの断面図である第3図で説明する。図において、1
6はP型基板、17゜17−1はそれぞれNMO8用基
板、バイポーラトランジスタのベースを構成するPウェ
ル、18゜18−1.18−2はそれぞれNMO8用′
成極、エミッタ電極、コレクタ電極を構成するN+拡散
層、19はPMO8用電極全電極するP′″拡散層であ
る。また、20はS i O,絶縁膜、21はポリシリ
コンゲート、22は層間絶縁膜PSG、23はAL配線
である。このように、Qlはコレクタ18−2が基板電
位(電源電位)に接がれた縦型トランジスタで実現でき
る。しかし、ベース厚みを薄くするためPウェルを浅く
するなどの変更は必要である。
通常のCMOSプロセスで簡単に作れる利点がある。こ
れf:キリシリコンゲートCMOSプロセスにおけるチ
ップの断面図である第3図で説明する。図において、1
6はP型基板、17゜17−1はそれぞれNMO8用基
板、バイポーラトランジスタのベースを構成するPウェ
ル、18゜18−1.18−2はそれぞれNMO8用′
成極、エミッタ電極、コレクタ電極を構成するN+拡散
層、19はPMO8用電極全電極するP′″拡散層であ
る。また、20はS i O,絶縁膜、21はポリシリ
コンゲート、22は層間絶縁膜PSG、23はAL配線
である。このように、Qlはコレクタ18−2が基板電
位(電源電位)に接がれた縦型トランジスタで実現でき
る。しかし、ベース厚みを薄くするためPウェルを浅く
するなどの変更は必要である。
第4図は本発明の実施例における出力バッファの他の例
である。M2.M3.M4およびM5はCMOSインバ
ータを構成するPMO8,NMO8゜Q2.Q3はダー
リントン接続され九NPN トランジスタ、Q4はNP
、N)ランジスタ、28は過渡電流を制限するだめの抵
抗である。
である。M2.M3.M4およびM5はCMOSインバ
ータを構成するPMO8,NMO8゜Q2.Q3はダー
リントン接続され九NPN トランジスタ、Q4はNP
、N)ランジスタ、28は過渡電流を制限するだめの抵
抗である。
入力信号端子24.25はお互いに相補な信号が入力さ
れる。便宜上、破線で示すよう結線したケースで説明す
る。入力端子24が°L”レベルのとき、端子29は°
H°レベル、端子30は”L”レベルとなり、Q2.Q
3がオン状態、Q4がオフ状態となり出力端子27は“
H″レベルなる。本実施例では、出力トランジスタ(Q
2.Q3)がダーリントン接続されており高βが得られ
、前ケースに比較し同じ仕様出力電流に対し、Q3のベ
ース駆動用PMO8,M2のサイズが小さくて済む利点
がある。また、°L”レベル供給用としてバイポーラト
ランジスタQ4を使っており、Q4のベースをCMOS
インバータで駆動する。そこで、M4はQ4を充分飽和
領域にできるベース電流を供給できさえすればよい。
れる。便宜上、破線で示すよう結線したケースで説明す
る。入力端子24が°L”レベルのとき、端子29は°
H°レベル、端子30は”L”レベルとなり、Q2.Q
3がオン状態、Q4がオフ状態となり出力端子27は“
H″レベルなる。本実施例では、出力トランジスタ(Q
2.Q3)がダーリントン接続されており高βが得られ
、前ケースに比較し同じ仕様出力電流に対し、Q3のベ
ース駆動用PMO8,M2のサイズが小さくて済む利点
がある。また、°L”レベル供給用としてバイポーラト
ランジスタQ4を使っており、Q4のベースをCMOS
インバータで駆動する。そこで、M4はQ4を充分飽和
領域にできるベース電流を供給できさえすればよい。
したがって、M4は前ケースのように大きなサイズ(−
=200/3 )は必要とせず、小さな値(ミ50/3
)でよい。すなわち、小型にできる。
=200/3 )は必要とせず、小さな値(ミ50/3
)でよい。すなわち、小型にできる。
なお、Q4のベース中の蓄積電荷を引抜くためM5のサ
イズも大きい必要があるが、M5の従来のサイズでもM
5のオン抵抗は数にΩに設計できる。
イズも大きい必要があるが、M5の従来のサイズでもM
5のオン抵抗は数にΩに設計できる。
第5図は、本実施例によるマスターチップの構成を示し
たものである。31はチップ、32はポンディングパッ
ド、33はバイポーラトランジスタのゲートアレイ、3
4はCMOSゲートアレイ、35はチャンネル領域であ
る。内部は従来のように論理用CMOSゲートアレイ3
4とチャンネル領域35で構成され、周辺エリアには出
カバソファ用バイポーラトラ/ジスタアレイ33をめク
ラす。このように配置することにより、バイポーラトラ
ンジスタ駆動用MO8は論理ゲートアレイのものを使っ
て、自由度の高い設計iEできる。捷た、バイポーラゲ
ートアレイ33とCMOSゲートアレイ34との間隔3
5−1は最小限のAL配線ができるようなチャネルだけ
確保すればよく、面積効率がアンプされる。
たものである。31はチップ、32はポンディングパッ
ド、33はバイポーラトランジスタのゲートアレイ、3
4はCMOSゲートアレイ、35はチャンネル領域であ
る。内部は従来のように論理用CMOSゲートアレイ3
4とチャンネル領域35で構成され、周辺エリアには出
カバソファ用バイポーラトラ/ジスタアレイ33をめク
ラす。このように配置することにより、バイポーラトラ
ンジスタ駆動用MO8は論理ゲートアレイのものを使っ
て、自由度の高い設計iEできる。捷た、バイポーラゲ
ートアレイ33とCMOSゲートアレイ34との間隔3
5−1は最小限のAL配線ができるようなチャネルだけ
確保すればよく、面積効率がアンプされる。
第6図はゲートアレイの基本セル34の一例e示す。こ
の場合、ソース、ドレイ/電極が接がっているPMO8
,NMO8トランジスタ対、およびソース、ドレイ/が
切離された2ケのPMO8およびNMO8から成る。ポ
リシリコン39はアンダーバス用である。破線は1層目
のアルミで2人力NAND’に構成した場合の配線パタ
ーンである。第7図はバイポーラゲートアレイ基本セル
33の一例を示したものである。電流容量が大きい場合
、基本セル33を並列に接いで出力バッファを構成する
。
の場合、ソース、ドレイ/電極が接がっているPMO8
,NMO8トランジスタ対、およびソース、ドレイ/が
切離された2ケのPMO8およびNMO8から成る。ポ
リシリコン39はアンダーバス用である。破線は1層目
のアルミで2人力NAND’に構成した場合の配線パタ
ーンである。第7図はバイポーラゲートアレイ基本セル
33の一例を示したものである。電流容量が大きい場合
、基本セル33を並列に接いで出力バッファを構成する
。
本発明によれば、81MO8技術を使ってCMOSマス
タスライスの利点(高集積度、低消費電力)をそこなう
ことなく、高いドライバビリティおよび高スピードの出
力バッファを実現できる。
タスライスの利点(高集積度、低消費電力)をそこなう
ことなく、高いドライバビリティおよび高スピードの出
力バッファを実現できる。
面積を増大させずに、ファンアウトを1から5程厩に増
大させることができ、プレイもバイポーラの特性から1
0ns以下に押えることができる。
大させることができ、プレイもバイポーラの特性から1
0ns以下に押えることができる。
したがって、外付のICドライバが不要となり、LED
やマイコンのバスインターフェースなどの重負荷を直接
駆動アきる。外付のICドライバーが不要なだけコスト
の低減も図れる。
やマイコンのバスインターフェースなどの重負荷を直接
駆動アきる。外付のICドライバーが不要なだけコスト
の低減も図れる。
第1図は従来のンスタスライスLSIチップの平面図、
第2図は本発明における出力バッファの 211回路図
、第3図は本発明のチップの縦断面図、第4図は本発明
における他の出力バッファの回路図、第5図、第6図は
本発明の一実施例を示すチップの平面図、第7図は第5
図のレイアウト図である。
第2図は本発明における出力バッファの 211回路図
、第3図は本発明のチップの縦断面図、第4図は本発明
における他の出力バッファの回路図、第5図、第6図は
本発明の一実施例を示すチップの平面図、第7図は第5
図のレイアウト図である。
Claims (1)
- 1、論理ゲートアレイと人、出力バッファから成るマス
タスライスLSIにおいて、前記論理ゲートアレイをN
MO8またはCMOSゲートで構成し、前記出力バッフ
ァをバイポーラゲートで構成することを特徴とするマス
タスライスLSI。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15367181A JPS5856354A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | マスタ−スライスlsi |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15367181A JPS5856354A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | マスタ−スライスlsi |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5856354A true JPS5856354A (ja) | 1983-04-04 |
Family
ID=15567622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15367181A Pending JPS5856354A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | マスタ−スライスlsi |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5856354A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5897847A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-10 | Nec Corp | 集積回路装置 |
JPS58162048A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-26 | Ricoh Co Ltd | セミカスタムlsi |
JPS6035532A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-23 | Fujitsu Ltd | マスタスライス集積回路装置 |
EP0336741A2 (en) * | 1988-04-06 | 1989-10-11 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit with bipolar transistors and MOSFETs |
US5281545A (en) * | 1982-12-10 | 1994-01-25 | Ricoh Company, Ltd. | Processes for manufacturing a semiconductor device |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15367181A patent/JPS5856354A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5897847A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-10 | Nec Corp | 集積回路装置 |
JPH0122733B2 (ja) * | 1981-12-08 | 1989-04-27 | Nippon Electric Co | |
JPS58162048A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-26 | Ricoh Co Ltd | セミカスタムlsi |
US5281545A (en) * | 1982-12-10 | 1994-01-25 | Ricoh Company, Ltd. | Processes for manufacturing a semiconductor device |
JPS6035532A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-23 | Fujitsu Ltd | マスタスライス集積回路装置 |
US4682202A (en) * | 1983-07-29 | 1987-07-21 | Fujitsu Limited | Master slice IC device |
EP0336741A2 (en) * | 1988-04-06 | 1989-10-11 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit with bipolar transistors and MOSFETs |
US5220187A (en) * | 1988-04-06 | 1993-06-15 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor integrated circuit with bipolar transistors and mosfets |
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