JPS60145642A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS60145642A
JPS60145642A JP59001705A JP170584A JPS60145642A JP S60145642 A JPS60145642 A JP S60145642A JP 59001705 A JP59001705 A JP 59001705A JP 170584 A JP170584 A JP 170584A JP S60145642 A JPS60145642 A JP S60145642A
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JP
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wiring
layer
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cell
channel transistor
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JP59001705A
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丹羽 清司
Takashi Saigo
西郷 孝
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、マスタースライス方式により構成される半
導体集積回路装置C以下LSIと略称する)に関し、特
に該LSIのチップ面積を縮小せしめ、さらには同LS
Iの基本性能をも向上させも得る内部配線構造および内
部トランジスタ構造の改良に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕周知のように、
上記マスタースライス方式とは、通常複数の素子(トラ
ンジスタ等の能動素子および抵抗等の受tMJ)素子を
含む)からなる基本セルがマトリクス状に多数集積形成
されてなるマスターチップを予め半導体ウェハ上に適宜
形成した後、上記基本セル内の素子をそれぞれ配線して
所望の論理機能を有する機能セルを構成し、さらKこれ
ら機能セルを適宜に配線して所望の論理動作を実行する
論理回路を構成する方式である。
第1図に、こうしてつくられるマスタースライス型LS
Iの一例を示す。
この第1図は、上記基本セルとして0MO8)ランジス
タを用い、また配線構造として2層構造を採用したマス
タースライス型LSIで、第2図に示すような機能セル
および論理回路を実現する場合のセル構造および配線態
様を示すものである。すなわち同LSIでは、Nチャネ
ルトランジスタ11とPチャネルトランジスタ12とか
らなる基本セル10を図中細線で示す線W1のように配
線して第2図に示すナンドゲー)1に相当する機能セル
を構成し、またNチャネルトランジスタ21とPチャネ
ルトランジスタ22とからなる基本セル2oを同じく図
中細線で示す線W1のように配線して第2図に示すイン
バータ2に相当する機能セルを構成し、さらにNチャネ
ルトランジスタ31とPチャネルトランジスタ32とか
らなる基本セル3oを同様に図中細線で示す線W1のよ
うに配線して第2図に示すノアゲート3に相当する機能
セルを構成した後、これら各機能セル間を図中太線で示
す線W2のように配線して第2図に示す論理回路を実現
している。なお同第1図において、領域WFiは配線の
ためだけに必俊な領域であり、また図中「X」印で示す
各点C,は第1層の配録である上記配線W1と各トラン
ジスタとのコンタクト形成部分を、同じく図中「口」印
で示す各点C2は上記配@WLと第2層の配線である上
記配線W2とを接続するためのスルーホールコンタクト
形成部分をそれぞれ示す。また同図中のVDDは電源′
底圧”Jssは接地である。
ところで、上述した従来のマスメースライス型LSIに
おいては、上記配線領域wgを各セル間江別間に確保し
て2層配線を行なっていたことから、必然的にチップ面
積が大きくなってしまうという不都合があった。そもそ
もこの配線領域WEは、上述したように配線のためだけ
に必要な領域であって、同L8工としての能動的な機能
とは全く無関係な領域であり、このような配@領域WE
の確保を起因として同L8工のチップ面積が大きくなっ
てしまうことは、高性能化、多機能化はもとより、より
小型、細密化が望まれている昨今のLSI技術からみる
と、まことに歯がゆい感のするものである。
また、一般にMOS トランジスタでは、Pチャネル、
Nチャネルの2つのトランジスタのチャネル幅が等しい
場合、Pチャネルトランジスタの方がNチャネルトラン
ジスタよりも駆動力が小さいことが知られている。した
がって、このようなMOSトランジスタを用いて83図
圧示すようなインバータ回路を構成し、同回路の大刀端
子INから標準入力波形を入力してその出力端子OUT
での出力信号をみた場合、同信号の立上り時間と立下り
時間との間にアンバランスが生じることが観測される。
また、このようなインバータ回路では信号の伝播遅延時
間も最短ではない(ただし第3図に示すCは標準条件の
負荷容量である)、同インバータ回路において、Nチャ
ネルトランジスタのチャネル幅を一定にしてPチャネル
トランジスタとNチャネルトランジスタとのチャネル幅
の比を変化させた回路シミーレーションを行なった結果
を第4図および第5図に示す。ただし、第4図は上記チ
ャネル幅の比を横軸に、出力信号の立上り時間および立
下り時間を縦軸にとった線図(実線L1が立上り時間の
特性を、破@L2が立下り時間の特性をそれぞれ示す)
、また第5図は同じく上記チャネル幅の比を横軸に、伝
播遅延時間を縦軸にとった線図である。これら第4図お
よび第5図にても明らかなように、上記チャネ゛ル幅の
比がrlJではインバータ回路等を構成するMOSトラ
ンジスタとして好ましい特性を示さない。
このことは、上述した従来のLS、Tの基本セルとなる
CMOSトランジスタにおいてもそのまま当てはまるこ
とになる。すなわち、同LSIでは先の第1図に示した
ように、基本セル10,20゜30を構成する各Nチャ
ネルトランジスタ11゜21.31のチャネル幅NWと
各Pチャネルトランジスタ12,22,32のチャネル
幅pwとが等しい幅でつくられるため、上述したような
特性のバラツキや伝播遅延時間の劣化を招いて、基本セ
ルとしての性能を十分に引き出すことができなかった。
特にこのマスタースライス型ノLSIにおい℃はこの問
題が厄介であり、単に基本セルとしての性能の向上を図
って上記各Pチャネルトランジスタのチャネル幅を大き
くすると、該基本セル自体の寸法が拡大されることから
、先の配線領域wiO問題と相まってさらに同LSIの
チップ面積を広げることとなり、結局、歩留まりの低下
や1チップ当りの価格の上昇を招いてしまうこととなる
こ・りように、第1図に示した従来のマスタースライス
型LSIでは、チップ面積やその基本的性能についてい
まだ問題が多く、根本的な対策が望まれていた。
〔発明の目的〕
この発明は、チップ面積を有効に縮小することができて
、l−かも基本セルの性能を最大限に引き出すことので
きるマスタースライス型LSDを提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
この発明では、前記配線にかかる構造を立体多層構造と
して、しかもこの配保頒域を前記基本セル上に設けるよ
うにする。これにより、谷セル間にSiJ述したような
別個の、ずなわち配線のためだけにしか使λつれないよ
うな効率の悪い領域を設ける必要がなくなり、同lA3
1のチップ面値を大幅に縮小することができろようにな
る。
またこれによって、基本セル寸法の多少の拡大は余裕を
もって吸収できるように1フリ、前述したPチャネルト
ランジスタのチャネル111昌をNチャネルトランジス
タのチャネル幅より太きくシフて基本セル性能の向上を
図ることも容易に実現できるようになる。この実現に際
しては、先に示した特性線図からいっても、上記Pチャ
ネルトランジスタのチャネル幅を上sl; ’チャネル
トランジスタのチャネル幅の1.1倍乃至3.5倍とす
るのがよい。この範囲でも従来のマスタースライス型L
SIに比べればそのチップ面積は十分に縮小化される。
又、上記配線構造を立体3層構造とし、この第1層目の
配線で前述した機能セルを構成し、第2層目の配線と第
3層目の配線とで縦横の機能セルを接続し前述した論理
回路を構成するようにする。また、上記構成した機能セ
ルの入出力端子を各当該基本セルの略中夫に設ける。こ
うして隣接するセル列の前記入出力端子間の領域を配線
領域とし、かつこの領域で縦横の機能セルにおける該入
出力端子間の配線を前記第2層、第3層目の配線でXY
配線を施こしてチャネル力式で行なえば、同LSIの設
計、製造も著しく容易となる。又、配線領域には、セル
列方向に沿った配線のチキネル数を数多く必要とする為
、充分な幅が必要とされるが、Pチャネルトランジスタ
の幅を犬とする事により、セル列間のスペースが吸収さ
れ、チップの利用効率が向上する。
〔発明の効果〕
このように、この発明にがかるLB工によれば、チップ
面積が有効に縮小され、しかも基本セルの性能も最大限
に引き出すことができるようになる。勿論これによって
同LSIの製造にかかる歩留まりの向上やコストの低下
も可能となる。
またこの発明は、大規模LSIに対して特に良好に適用
し得るものであり、該大規模化によって配線に必要な領
域が大きくなることに伴なう極端なチップ面積の拡大を
有効に防止する。
〔発明の実施例〕
第6図に、この発明にかかるマスタースライス型LS、
1.の一実施例を示す。
この実施例LSIは、基本セルとして同様にCMOSト
ランジスタを用い、また配線構造として立体3層構造を
採用したマスタースライス型LSiであり、第1図に示
した従来のbs工と同様に先の第2図に示した論理回路
を構成している。すなわちこの実施例り、SIでは、第
1層目の配線として、同第6図(a)に示すように、N
チャネルトランジスタ101とPチャネルトランジスタ
102とからなる基本セル100を図中細線で示す@W
1のように配線して第2図に示すナントゲート1に相当
する機能セルを構成し、またNチャネルトランジスタ2
01とPチャネルトランジスタ202とからなる基本セ
ル200を同じく図中細線で示すHA ” s のよう
に配線して第2図に示すインノ(−タ2に相当する機能
セルを構成し、さらにNチャネルトランジスタ301と
Pチャネルトランジスタ302とからなる基本セル30
0を同様に図中細線で示す@Wlのように配線して第2
図に示すノアゲート3に相当する機能セルを構成した後
、第2層目の配線として、同第6図(b)に示すように
、これら各機能セルの入出力端子である図中「○」印で
示す端子C8間を図中太線で示す1wtのように配線し
、さらに第3層目の配線とし【、同じく第6図(11)
に破線で示す線Wsのように配線して第2図に示す論理
回路を実現している。なおこの第6図においてrxJ印
で示す各点C1は第1層目の配線W1と各トランジスタ
とのコンタクト形成部分を、同じく「0」印で示す各点
04は第2層目の配線W、と第3層目の配線W、とを接
続するためのスルーホールコンタクト形成部分をそれぞ
れ示す。
このように、この実施例LSIでは、各配線にかかる構
造を上述したような立体3層構造としたことから、第1
図に示した従来のLSIにおける配線領域(配線のため
だけに必要な領域)wpが同実施例LSIでは領域wg
、となり、基本セル列上の領域すなわち第6図(b)に
示した領域WE2が実質上の配線領域となる。
またこの実施例LSIでは、谷基本セルの性能の向上を
図るため、先の第4図および第5図に示した特性に鑑み
て、各Pチャネルトランジスタ102,202,302
のチャネル幅pwを各Nチャネルトランジスタ101,
201,301のチャネルii’MNWより2倍程大き
くしているが、上述した配線構造としたことから、同L
SIのチップ面積が拡大されることはない。これでもむ
しろ縮小されている。
またこの実施例のように、上記第1層目の配線W1で構
成した各機能セルの入出力端子Csをそれぞれ当該基本
セルの中央部付近に配列したことで、これら各端子間り
配線もチャネル方式で簡単に行なうことができた。
なお、この実施例LSIの製造に際して、上記各層の配
線W、、 W、 、W、は、上述したコンタクト形成部
分を除いて各種酸化膜等の適宜な絶縁膜により絶縁され
ることになるが、便宜上この図示は省略した。
尚、第6図では第3層目の配線でチャネル方向の配線を
形成したが、第2層目の配線で行なう事が出来る。第7
図、第8図はその例である。
番号、記号は第6図と対応して示しである。第7図(a
) (b)では第1層目の配線層のスルーホールC8か
ら折り返す第2層目の配線層が形成され、第3層目の配
線層とのスルーホールがセルのほぼ中央部l(整列して
いる。又、チャネル方向の配線層も第2層目の配線で形
成されている。そして第3層目の配線Wsがセル列と直
交して設けられている。第8図(a) (b)は第1層
目と第3層目の配線とのスルーホールがセル中央で重ね
て設けられている例である。かかるスルーホールには(
C)に断面を示す様に第2層目の配線層を用いて接続体
が設けられている。マスタースライスでは、セル列間の
チャネル領域(配線領域)には高密度に配線トラックを
セル列方向に準備する必要があり、セルからチャネル領
域へ引き出す配線ピッチに比べて田になる。この点、第
7図、第8図に示した例では、第2層目の配線J彊をチ
ャネル方向は設けているので、下地の絶縁膜が比較的平
担であり、多くのトラックを準備する事ができ、大規模
化に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマスタースライス型LSIの構成を示す
略図、第2図は第1図に示したLSIの配線に対応する
論理回路を示す回路図、第3図はMOS トランジスタ
により構成されるインノく一夕回路の等何回路を示す回
路図、第4図は第3図に示したインバータ回路において
Pチャネルトランジスタのチャネル幅とNチャネルトラ
ンジスタのチャネル幅との比を変えていった場合の基準
人力に対する出力信号の立上り時間および立下り時間の
変化態様を示す線図、第5図は第3図に示したインバー
タ回路において同じくPチャネルトランジスタのチャネ
ル幅とNチャネルトランジスタのチャネル幅との比を変
えていった場合の信号の伝播遅延時間の変化態様を示す
線図、86図はこの発明にかかるマスタースライス型L
EI工の一実施例構成を示す略図、第7図及び第8図は
他の実施例を示す略図である。 1・・・ナントゲート、2・・・インバータ、3・・・
ノアゲー)、10,20,30#100#200,30
0・・・基本セル、11,21,31t101,201
,301・・・Nチャネルトランジスタ、12,22,
32,102゜202.302−・・Pチャネルトラン
ジスタ、町、W!。 w、=・・配線、wz、wg、 、wry、−・・配線
領域第4図 う々序1し輻のhi− 第6図 (0) E2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1つの半導体チップ内に、PチャネルトランジスタとN
    チャネルトランジスタとからなるCMOSトランジスタ
    により構成される基本セルを予め俵数マトリクス状罠集
    横形成しこれら基本セルを適宜に配線して所望の論理機
    能を有する機能セルを構成し、さらにこれら機能セルを
    適宜に配線して所望の論理動作を実行する論理回路を構
    成するようになるマスタースライス型の半導体集積回路
    において、前記CMOB )ランジスタは、前記Pチャ
    ネルトランジスタのチャネル幅が前記Nチャネルトラン
    ジスタのチャネル幅より犬とすると共に前記配線にがか
    る構造を立体3層構造として配線にかかる領域を前記基
    本セル上に設け、第1層目の配線で前記機能セルを構成
    し、その入出力端子を各当該基本セルの中央付近に設け
    、第2層目の配線と第3層目の配線とでi横の機能セル
    を接続して前記論理回路を構成するようにしたことを%
    徴とする半導体集積回路装置。
JP59001705A 1984-01-09 1984-01-09 半導体集積回路装置 Granted JPS60145642A (ja)

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JPH0586668B2 JPH0586668B2 (ja) 1993-12-13

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428939A (en) * 1987-07-24 1989-01-31 Nec Corp Semiconductor integrated circuit
JPS6453431A (en) * 1987-08-25 1989-03-01 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit
JPS6453430A (en) * 1987-08-25 1989-03-01 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit
US4851892A (en) * 1987-09-08 1989-07-25 Motorola, Inc. Standard cell array having fake gate for isolating devices from supply voltages
JPH0479371A (ja) * 1990-07-23 1992-03-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5866343A (ja) * 1981-10-16 1983-04-20 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5866343A (ja) * 1981-10-16 1983-04-20 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6428939A (en) * 1987-07-24 1989-01-31 Nec Corp Semiconductor integrated circuit
JPS6453431A (en) * 1987-08-25 1989-03-01 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit
JPS6453430A (en) * 1987-08-25 1989-03-01 Fujitsu Ltd Semiconductor integrated circuit
US4851892A (en) * 1987-09-08 1989-07-25 Motorola, Inc. Standard cell array having fake gate for isolating devices from supply voltages
JPH0479371A (ja) * 1990-07-23 1992-03-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

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