JPS5874052A - マスタ−スライス半導体集積回路装置 - Google Patents

マスタ−スライス半導体集積回路装置

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JPS5874052A
JPS5874052A JP17430181A JP17430181A JPS5874052A JP S5874052 A JPS5874052 A JP S5874052A JP 17430181 A JP17430181 A JP 17430181A JP 17430181 A JP17430181 A JP 17430181A JP S5874052 A JPS5874052 A JP S5874052A
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polysilicon
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Kunimitsu Fujiki
藤木 國光
Yasutoshi Ishizaki
石崎 靖敏
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • 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
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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】 本発明は半導体集積回路装置に係ハ特に全体の配線性の
よいマスタースライス方式による大規模半導体集積回路
装置の構造に関する。
近年、通信機及び計算機等にマスタースライス方式によ
る大規模半導体集積回路装置k(以下、LSIと称す)
の利用が増加している。マスタースライス方式のLSI
は、例えばMOS)ランジスタ及びポリシリコン層によ
る導体層を規則的に配置しておき、それらをコンタクト
穴を通して結線して種々の回路を実現する亀のである。
第1図に従来の0MO8タイプのマスタースライス方式
L8Iの基本セルの平面図を示す。この例は、N型シリ
コン基板l上に形成された2個のP型ソース、ドレイン
層3で直列となるP型MO8トランジスタのゲートポリ
シリコン層7m、7bと、このPliMO8トランジス
タON+サブストレートコンタクトF/iis、及びP
ウェル層2内に形成された2個のN型ソース、ドレイン
Jii4で直列となるN型MO8)ランジスタのタート
ポリシリコン層7m、7b(この例ではPl!MO8)
ランジスタのゲートポリシリコン層と同一)と、このN
l!MO8)ランジスタのP+サブストレートコンタク
ト層4からなシ、コンタクト穴lOによ〕これらの各層
を%X格手8とy格子9上の一定幅のアルミニウム導電
膜(図示せず)Kよって結線をすることにより、マスタ
ースライス方式によるLSIを実現している。そして、
このようなマスタースライス方式LSIの基本セルは、
第2図に示されるように配列される。すなわち、LSI
チップ16は、人出力バッファ一部111周辺配線部1
2.内部配線部15と、基本セル配列部からなる。基本
セル配列部は、X方向にm個(141゜14諺、・・・
・・・、14m)、y方向にn個(131,13m。
・・・・・・、13”)の基本セル17が配列される0
ここで従来のマスタースライス方式LSIの場合、X方
向に走る内部配線部15の配線のために、例えば(14
”、x31)tc配列された基本セル17の出力が(1
44,13−)(m>5)に配列された基本セル17に
結線される場合、内部配線の引き回しが非常に@雑とな
シ、配線長の増加による特性の劣化、配線制約による集
積度制約、レイアウト工数増加によ逮コスト増、配線の
複雑さによるデジタイズはス尋、種々の欠点があった。
本発明の目的は一配線手法を簡単にして従来の欠点を除
くと共に、基本セル自身の配列の集積度を4上けること
が出来るマスタースライス方式L8Iの構造を提供する
Kある。
本発明の特徴は、基板上のあらかじめ定められた位置に
規則的に素子が配置され、これらの素子のうち所望な素
子に&!線を接続して回路を構成するマスタースライス
半導体集積回路装置において。
素子領域に!在し端部に少なくとも第1の接続部が設け
られた第1の配線と、端部に少なくとも第2の接続部が
設けられた第2の配線とが形成され、第1の接続部と第
2の接地部とが第1の配IIIK対して直角方向の一直
線上に配置され、かつ第1の配線と第2の配線とが各々
平行で互いにこの一直線を中心として反対方向に!#在
しているマスタースライス半導体集積回路製蓋にある。
さらに本発明の他の特徴は%基本上のあらかじめ定めら
れた位置に規則的に素子が配置され、これらの素子のう
ち所望な素子に配線を接続して回路を構成するマスター
スライス半導体集積回路装置において、素子領域に延在
し少なくともフィ−ルド領域に第1の接続部が設けられ
た第1の配線と、この第1の配線が設けられ危い素子5
till!に延在し少なくともその給1の接続部が設け
られたこのフィールド領域に第2の接続部が設けられた
第2の配線が形成され、その第1の接続部と第2の接続
部とが第1の配線に対して直角方向の一直線上に形成さ
れているマスタースライス半導体集積回路装置にある。
例えば、規則的に拡散鳩、ポリシリコン層に代表される
埋込導電体およびコンタクト穴を配し、定められたX格
子及びy格子上にアルミニウム膜を配するマスタースラ
イス方式において、シリコン基板上に少なくとも2個の
コンタクト穴で終端された少なくとも第1群及び第2群
の埋込導電体が形成され、これらの第1群及び第2IN
:の埋込導電体□の各群各々のコンタクト穴のX格子が
全て同一でTo6.且つ第1群の埋込導電体のひとつ及
び第2群の埋込導電体のひとつのコンタクト穴の。
格子は少なくとも1個が共通であるように交互に配置さ
れていることを特徴とするマスタースライス半導体集積
回路装置である。
そして第1群の埋込導電体を第1導電型シリコン基板上
に形成された第2導電型ソースドレイン層で直列となる
m(≧1)個の第2導電型MO8トランジスタのゲート
用埋込導電体とし、第2群の埋込導電体を第1導電型シ
リコン基板上の第2導電型ウェル層内に形成された第1
導電型ソースドレイン層で直列となるm個の第1導電型
MO8トランジスタのゲート用埋込41体とすることが
好ましい。また、第1群の埋込導電体を少なくとも第1
導電型シリコン基板上に形成された第2導電型ソースド
レイン層で直列となるm(≧1)個の第2導電型MO8
)ランジスタのゲート用埋込導電体として構成すること
亀できる。
さらに、第2群の埋込導電体のコーンタクト穴のX格子
が少なくと4第1導電型シリコン基板上に形成された第
2導電型ソースドレイン層のコンタクト穴のX格子と共
通の位置に構成されることも好ましい。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第3図(a)は本発明の第1の実施例のマスタースライ
ス半導体集積回路装置を説明するためのセル部分の平面
図、第3図(b) 、 (C))はその配置図である。
基本セル1701部分にシリコン基板上に形成された酸
化膜上にポリシリコン層7c、7d、”7uをy格子8
1上にポリシリコン層7c 、7uのコンタクト穴、y
格子83上にポリシリコンNll7c。
7dのコンタクト穴があシ、ポリシリコンJI7cの;
ンタクト穴はX格子9亀上、ポリシリコン層7u 、7
dのコンタクト穴はX格子9s上にあるように設ける。
第2図(b)の配置に対しては第3図(b)のようにな
シ、ポリシリコン層7Cは第1群のポリシリコン層7d
、ポリシリコン層7u、7dは合成されて第2群のポリ
シリコン層7βとなシ、周辺配線部12では、ポリシリ
コン層7u、7dが他のポリシリコン層と合成され第2
群のポリシリコン層7rとなシ、ポリシリコンNI7α
、7β、7Fは2個のコンタクト穴1(IF端され、ポ
リシリコン゛“□; 層7αのコンタクト穴はX格子91上、ポリシリコン層
7β、7rのコンタクト穴はX格子98上K ToD 
hポリシリコン7r、7α、7β、7α。
7β・・・・・・、7α、7rと交互に配列され、交互
に配列されたポリシリコン層7α、7β、7rの各*2
(la共1M0y格子81”、sl”、am”、sl”
・・・・・・ gnl、 gnlを有する。
第2図(a)の配置に対しては前述のポリシリコン層7
uと7dの間をつなぐポリシリコン層とで第2群のポリ
シリコン層7βとなる以外は第3図(c)は13図(b
)と同様である。
このような配置によれば任意のX方向の配線は館1群と
詑2群の共通y格子を避けて配線するだけで、y方向の
結111j!は第1群と第2群のポリシリコン層7(1
,’Iβ、7rを任意のy格子位置からオII用してX
方向の配線に餉まされず形成できる。
本構成で、ポリシリコン層7α、7β、7rの各々のコ
ンタクト穴1t3y格子以上離され(すなわちポリシリ
コン層7α、7β、7FをX方向の1本以上の配線が横
切り)、勢にポリシリコン7α。
7β、7Fが4y格子離れている(2本X方向の配線が
横切る)ときが有効である。又、y方向の配線に対する
制約を減らすため、X格子gl、g*はなるべく接近し
ている方が良く隣シ合った格子であることが最も望まし
い。
第4図は本発明の第20寮施例を示す平面図である。す
なわち第3図(a)のポリシリコン層7c。
7u、7dを2α以上のコンタクト穴で接続できるよう
Kした結合で1例えばポリシリコン層7Cと7dの共通
y格子は611.B11.ポリシリコン層7Cと7dの
それはBml、61mにした結合である・これによ、i
llの実施例よシもつと配線の自由度を上けることがで
きる。
第5図(a)は本発明の第3の実施例を示す部分平面図
、第5図(b)はその配置、構成を示す図である。
基本セル1フ01部に構成される酸化膜上のポリシリコ
ン層7はコンタクト穴10のy格子811゜81を終端
とし、とのy格子B11.Bmlが基本セル17の境界
線と一致している。この基本セルをX格子が91及び9
s上に前述の第5図(a)のポリシリコン7のX格子9
を重ねて交互Kl 71.17”・・・・・・174の
ように第5図(b)に示すように配列する。仁の2結果
奇数番目のポリシリコン層は第1のポリシリコン層7α
、偶数番目のポリシリコン層は第2のポリシリコン層7
βとなシ、周辺配線部12のポリシリコンMTi第3の
ポリシリコンRIi7rと偶数個並べたときは第4のポ
リシリコン層7δ(奇数個並べたときは発生せず)とが
発生する。
ポリシリコン層7α、7β、71.7aのポリシリコン
層のコンタクト穴はポリシリコンN7α。
7−はX格子91上、°ポリシリコンN7β、7rはX
格子9s上にあハボリシリコン層は7r。
7α、7β、7α、7β、・・・・・・、7β、7a又
は7r、7(!、7β、7a、7β m−” 、 7 
ct t 7γと交互に並べられ、交互に並べられたポ
リシリコン層のコンタクト穴は基本セル61.B!、・
・・・・・の境界上に7γと7αI7αと7β、7βと
7δが共通に形成される。: 以上述べた本発明の蘇1〜第3の実施例はポリシリコン
層であれげど兄なタイプでもよいからゲートポリシリコ
ン層を含んでいてもよい。
第6図(iz)は本発明の第4の実施例の基本セルの平
面図、#L6図(b)はそのJ−にでの断面図、第6図
(c)はL−Mでの断面図である。
N型シリコン基板1上のP型ンースドレイン層3で直列
となる2個のPMO8Tのゲートポリシリ−tンJ@7
’、7” (!:、P fy xh)H2内(DNFm
 ソースドレイン層で直列となる2個のNMO8Tのゲ
ートポリシリコン&71.78が共通で、このゲートy
N IJ ’/ 9 :lンヘ内にポリシーJ:I/)
17”、7”。
711.741かあシ%第3図(a)と対比させるとポ
リシリコン層71が7(,7a雪が711 、711が
7dに対応し、第3図(bl 、 (C)の形に並べら
れる。このとき、第2図ral 、 (b)のほかに第
7図の形で並べることもできる(同時にポリシリコン旭
78が7c。
748が7Ll、741が7dとなる。)。なお、第3
図(b) 、 tc)においては第3図(atでは簡単
化のために図示しなかった絶縁膜をも含めて起部しであ
る。こ6.、: れらの図を参照すると、このセル部分の輪造がよシia
籟となる。
第4の実施例でNMO8TがなくてテプレッションPM
O8Tの負荷が別のエリヤにあってもよく。
ポリシリコン層7”、7”がなくても、ポリシリコン層
711,7富富と同様のものがポリシリコン層71の左
とな9にあって屯よい。又、2個のトランジスタでなく
1個でも3個以上でもよく、ソースドレイン−のコンタ
クト穴のX格°子とポリシリコン層7m1,71m、又
は741,741のコンタクト穴のX格子と一致してい
てもよい。
本発明のTh5の実施例の平面図を第8H(a)に、そ
のS−Tでの断面図を第8図(b)に、U−Vでの断面
図を第8図(c)に各々示す。
菓5図に示す第3の実施例において奇数番目の基本セル
17’、17−・・・・・・がN型シリコン基板1上の
2ケのPMO8Tのゲートポリシリコ7層71゜71の
71が7α(又は73が7α)、偶数番目の基本セル1
7”、17’、・・・・・・はPウェル層2上の2ケの
NMO8Tのゲートポリシリコン層7”。
74の78が7β(又は74が7β)として構成される
本実診例ではゲートポリシリシン層7に、7畠を可訃な
限シ短かくして配置すればしきつめ型の0MO8タイプ
マスタースライス構造となり、基本セルの集積度を大幅
に上けることができる。なお本実施例においても、その
断面図は第6図の場合と同様に、平面図で図示省略した
絶縁膜まで示しである。
本例では2個のトランジスタ構成としたが1個でも3個
以上でもよい。又、ポリシリコン層の代りにMo、Vv
、A/II#の導電膜にして、配線のアルミニウムとの
2N構造にしてもよい0以上述べたように本発明によれ
ば配線の自由度を上げレイアウトが簡単になシ、内部配
線の引き回しが々〈なシ、配線長の減少による特性の向
上、実効集積度の向上、レイアウト工数の低下、ゲイジ
タイズミスの減少、基本セル集積度の向上轡の長所を得
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のCMO8タイプマスタースライス方式L
SIの基本セルの平面図、第2図は基本セルの配列の様
子を示す図、第3図(a)は本発明の第1の実施例を説
明するための基本セルの1部を示す平面図、第3図(b
) 、 (c)はその配列の様子を示す図、[4図は本
発明の第2の実施例を説明するための基本セルの1部を
示す平面図゛、第5図(1)は本発明の第3の実施例を
説明するための基本セルの1部分を示す平面図、第5図
tb)はその配列図、第6図(a)は本発明の第4の実
施例を説明するための基本セルの一例を示す平面図、第
6図(b)、 (c)は各々第6図(a)のJ−に、L
−MK沿った断面図。 #!7図は第6図(a)の基本セル配列の別の例を示す
図、第8図(a)は本発明の第5の実施例を説明するた
めの基本セル及びその配列の一例を示す平面図、第8図
(b) 、 (c)は各々第8図(a)の8−T 、U
−VK沿りた断面図、である。 なお図において、1・・・・・・N型シリコン基板、2
・・・・・・Pウェル層、3・・・・・・P ソースド
レイン層、4・・・・・・N+ソースドレイン層、5・
・・・・・N+サブストレートコンタクト鳩、6・・・
・・・P+サブストレートコンタクト層、7・・・・・
・ポリシリコン層、8・・・・・・y格子、9・・・・
・・X格子、10・・・・・・コンタクト穴、11・・
・・・・入出力バッファ一部、12・・・・・・周辺配
線部、15・・・・・・内部配線部、16・・・・・・
チップ、17・・・・・・基本セル、18・・・・・・
フィールド絶縁膜、19・・・・・・ゲート絶縁膜、2
0・・・・・・層間絶縁膜、100・・・・・・VDD
#%200・・・・・・VB B 111 * である
。 ′U  第1図 第3図  (b) (C) ’15s   図       (b)躬6図 ¥7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上のあらかじめ定められた位置に規則的に素
    子が配置され、該素子のうち所望な素子に配線を接続し
    て回路を構成するマスタースライス半導体集積回路装置
    において、前記素子領域に延在し端部に少なくと4第1
    の接続部が設けられた第1の配線と、端部に少なくとも
    第2の接続部が設けられた第2の配線とが形成され、前
    記第1の接続部と前記第2の接続部とが前記第1の配線
    に対して直角方向の一直線上に配置され、かつ前記第1
    の配線と前記第2の配線とが各々平行で互いに前記−直
    Ilを中心として反対方向に延在していることをI!#
    徴とするマスタースライス半導体集積回路装置。
  2. (2)基板上のあらかじめ定められた位置に規則的に素
    子が配置され、核素子のうち所望な素子に配線を接続し
    て回路を構成するマスタースライス半導体集積回路装置
    において、前記素子領域に延在し少なくともフィールド
    領域に第1の接続部が設けられた第1の配線と、該第1
    の配線が設けられない前記素子領域に延在し少なくとも
    前記第1の接続部が設けられた前記フィールド領域に第
    2の接続部が設けられた第2の配線が形成され、前記第
    1の接続部生第2の接続部とが前記第1の配線に対して
    直角方向の一直線上に形成されていることを特許とする
    マスタースライス半導体集積回路装置。
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