JPS60242638A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPS60242638A
JPS60242638A JP60060307A JP6030785A JPS60242638A JP S60242638 A JPS60242638 A JP S60242638A JP 60060307 A JP60060307 A JP 60060307A JP 6030785 A JP6030785 A JP 6030785A JP S60242638 A JPS60242638 A JP S60242638A
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transistors
wiring
region
basic
integrated circuit
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Nobutake Matsumura
松村 信威
Ryusuke Hoshikawa
星川 龍輔
Yoshihide Sugiura
義英 杉浦
Hiroaki Ichikawa
博昭 市川
Shoji Sato
昭二 佐藤
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Fujitsu Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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

Abstract

PURPOSE:To enhance freedom in the disigning process and improve the degree of integration by a method wherein a basic element assembly is constituted of complementary MSI transistors so that the location over unused transistors may be used as a wiring region. CONSTITUTION:A basic cell is constituted of two P channel-type MIS transistors TR1, TR2 and two N channel-type MIS transistors TR3, TR4. The transistors of the same channel share a source or drain. In addition, the transistors of the different channels share a gate. In a region 20 for such basic cells, functional circuits composed of said basic cells are arranged, such as a triple-input NAND circuit forming region 31, flip-flop circuit forming region 32, inverter forming region 33, double-input NOR circuit forming region 34, flip-flop circuit forming region 35, double-input NAND circuit forming region 36, triple-input NOR circuit forming region 37. These circuits are connected to each other as necessary, longitudinally as well as laterally, for the constitution of a large-scale integrated circuit of the master slice type.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は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MIS型大規模集積回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to an MIS type large-scale integrated circuit using a master slice method.

大規模集積回路が大型化するにつれて多品種少量生産の
傾向が着るしい今日、製造コストを低減し、製造期間を
短縮するために、マスタースライス(saat−デa1
4cm )方式による大規模集積回路の製造が注目され
ている。
As large-scale integrated circuits become larger, there is a trend toward high-mix, low-volume production.Nowadays, in order to reduce manufacturing costs and shorten production times, master slicing (SAAT-A1) is becoming more and more popular.
The production of large-scale integrated circuits using the 4 cm ) method is attracting attention.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マスタースライス方式とは、一つの半導体個片(チップ
)中に“基本素子集合”(通常は複数のトランジスタや
抵抗からは基本回路)を、予め大量に作成しておき、開
発品種に応じて配線マスクを作成してされるトランジス
タや抵抗間を結合して所望の電気回路動作を有する大規
模集積回路を完成させるものである。
The master slicing method involves creating a large number of "basic element sets" (usually basic circuits from multiple transistors and resistors) in a single semiconductor chip (chip), and wiring them according to the developed product. A large-scale integrated circuit having a desired electrical circuit operation is completed by creating a mask and connecting transistors and resistors.

マスタースライス方式によれば、トランジスタ及び抵抗
等からなる基本素子集合は、予め大量に形成されている
ので、品種開発の要望が生じた時点で配線用のマスクの
みを作ればよく、開発期間が短縮される。また、その基
本素子集合は種々の大規模集積回路に共通して使用可能
であるから、開発コストも低減される。
According to the master slicing method, the basic element set consisting of transistors, resistors, etc. is formed in large quantities in advance, so when a request for product development arises, only the wiring mask needs to be made, which shortens the development period. be done. Further, since the basic element set can be commonly used in various large-scale integrated circuits, development costs are also reduced.

このようなマスタースライス方式の大規模集積回路は、
トランジスタ及び抵抗等からなる基本素子集合上手導体
チップの所望領域に整然とした行列形式に配置するのが
一般でアシ、このように標準化することによシミ子計算
機による自動配置。
Large-scale integrated circuits using this master slice method are
Generally, basic elements such as transistors and resistors are assembled and placed in a desired area of a conductor chip in an orderly matrix format, but this standardization allows for automatic placement using a Shimiko computer.

配線処理が有効に採用され得る。Wiring treatment can be effectively employed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

マスタースライス方式の大規模集積回路は、またトラン
ジスタ等の素子を含む基本素子集合と配線部分とに分け
られるが、配置されているすべてのトランジスタを使用
するのは非常に稀でらる。
A master slice type large-scale integrated circuit is also divided into a basic element set including elements such as transistors and a wiring part, but it is extremely rare to use all the arranged transistors.

そこで、未使用の基本素子集合が存在している場合、そ
の領域上が配線領域として使用することができれば配線
はよシ容易となシ、配線設計の期間が短縮されることに
なる。
Therefore, when there is an unused basic element set, if the area above can be used as a wiring area, wiring will be easier and the period for wiring design will be shortened.

本発明は上述の如き種々の事情に鑑みなされたモノマ、
その目的は相補MMISト)ンジスタヲ使って簡単な構
造でしかも小面積の共通部分を備え、しかも基本素子集
合として作成されているトランジスタ上において、未使
用のトランジスタ上は配線領域として使用することを可
能ならしめる様なマスタースライス方式の半導体集積回
路装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the various circumstances described above,
Its purpose is to use complementary MMIS transistors to create a simple structure with a common area of small area, and to make it possible to use unused transistors as wiring areas on transistors that are created as a basic element set. It is an object of the present invention to provide a master slice type semiconductor integrated circuit device that can be used for standardization.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

その目的のために、本発明の半導体集積回路装置は、複
数の基本素子集合が母体半導体基板に形成されておシ、 該基本素子集合は、一対の一導電型チャネルMISト9
ンジスタと一対の反対導電型チャネルNIB )う/ジ
スタとが並設されて成シ、各導電型チャネルMis )
ランジスタの対ハそれぞれ、共有ソース領域又は共有ド
レイン領域と、その両側に配置された各MISトランジ
スタ固有のドレイン領域又はソース領域とを有し、前記
−導電部チャネルMISトランジスタの一方と前記反対
導電部チャネルMISトランジスタの一方はそのゲート
電極が共通電極で構成され、且つ前記−導電型チャネル
Mis )ランジスタの他方と前記反対導電型チャネル
MISトランジスタの他方はそのゲート電極が共通電極
で構成されておシ、各共通電極はその両端に配線接続用
の端子取出し部を有し、 該端子取出し部は前記共有ソース領域又は共有ドレイン
領域とは反対側に突出して前記固有のソース領域又はド
レイン領域と整列されているマスク・スライス方式の半
導体集積回路装置を特徴とするものである。以下実施例
について詳細に説明〔実施例〕 第1図は本発明に係る大規模集積回路を構成するに使用
される基本素子集合(以下基本セルと称する)を示す。
For that purpose, the semiconductor integrated circuit device of the present invention includes a plurality of basic element sets formed on a base semiconductor substrate, and each of the basic element sets includes a pair of conductivity type channel MIS transistors 9.
A resistor and a pair of opposite conductivity type channels NIB) are arranged in parallel, each conductivity type channel Mis)
Each pair of transistors has a shared source region or common drain region and a drain region or source region specific to each MIS transistor disposed on both sides thereof, and one of the channel MIS transistors and the opposite conductive region. One of the channel MIS transistors has its gate electrode constituted by a common electrode, and the other of the - conductivity type channel MIS transistors and the other of the opposite conductivity type channel MIS transistors have their gate electrodes constituted by the common electrode. , each common electrode has a terminal extraction portion for wiring connection at both ends thereof, and the terminal extraction portion protrudes to the side opposite to the shared source region or shared drain region and is aligned with the unique source region or drain region. The device is characterized by a mask-sliced semiconductor integrated circuit device. Embodiments will be described in detail below. [Embodiments] FIG. 1 shows a basic element set (hereinafter referred to as basic cell) used to construct a large-scale integrated circuit according to the present invention.

該基本セルは2個のPチャンネル厘0NIB )ッンジ
スタTR1,TR2と、2個のNチャンネル厘のMis
 )ランジスタTR5,TR4からなる。そして、同一
チャンネル同士のトランジスタは、そのソースまたはド
レインの一方を共有している。加えて、異なる同士の2
組のトランジスタ対はゲートを共有している。
The basic cell has two P-channel registers TR1, TR2 and two N-channel registers TR1 and TR2.
) consists of transistors TR5 and TR4. Transistors with the same channel share either the source or the drain. In addition, two different
The transistor pairs in the set share a gate.

第2図は第1図に示した基本セルの回路構成を実現する
不純物導入領域パターンとゲート電極パターンの正面図
を示す。図中、1は例えば多結晶(ポリ)シリコ7 (
Si )からなる第1のゲート電極配線層、IA、 1
B、 IC’は該第1のゲートの端子取出し部、2は同
じくポリシリコンからなる第2のゲート電極配線層、2
A、 2B、 2Cは該第2のゲートの端子取出し部で
ある。また5、 4.5はN+ m領域で、Nチャ/ネ
ル型トランジスタのソースおよびドレイン領域となる。
FIG. 2 shows a front view of an impurity-introduced region pattern and a gate electrode pattern that realize the circuit configuration of the basic cell shown in FIG. In the figure, 1 is, for example, polycrystalline (poly)silico 7 (
A first gate electrode wiring layer made of (Si), IA, 1
B, IC' is a terminal extraction part of the first gate, 2 is a second gate electrode wiring layer also made of polysilicon, 2
A, 2B, and 2C are terminal extraction portions of the second gate. Further, 5 and 4.5 are N+m regions, which serve as source and drain regions of an N-channel transistor.

また6、 7.8はP+厘領領域、Pチャンネル型トラ
ンジスタのソースおよびドレイン領域となる。更に9は
前記Nチャ/ネル型トランジスタが形成される島状P型
領域(F−well)で’> b 、y型のシリコン半
導体基板1゜に予め形成されている。ここで、これらの
ソース領域、ドレイン領域は通常の不純物導入法、例え
ばイオン注入法、不純物含有ガラスからの固相−同相拡
散法等によって形成することができる。ポリシリコンか
らなるゲート電極へは、これらのソース領域、ドレイン
領域形成時に同時に不純物が導入されて導電性が付与さ
れる。
Further, 6 and 7.8 are P+ regions, and the source and drain regions of the P channel transistor. Further, reference numeral 9 denotes an island-like P-type region (F-well) in which the N-channel/channel type transistor is formed, which is previously formed on a y-type silicon semiconductor substrate 1°. Here, these source regions and drain regions can be formed by a normal impurity introduction method, such as an ion implantation method or a solid phase-in-phase diffusion method from impurity-containing glass. Impurities are introduced into the gate electrode made of polysilicon at the same time as the source and drain regions are formed to impart conductivity.

このように本発明に係る基本セルは、ゲート電極の端子
取出し部IE、2Bf:中央にして左右対称にP+型お
よびN+型領領域それぞれ3個配設し、且つ該不純物導
入領域間をそれぞれ覆って上下対称の2個のゲート電極
を配置している。加えて。
In this way, the basic cell according to the present invention has three P+ type and N+ type regions arranged symmetrically around the center of the terminal extraction portions IE and 2Bf of the gate electrode, and covers each of the impurity-introduced regions. Two gate electrodes are arranged vertically symmetrically. In addition.

各ゲート電極の端子取出し部を両端と中央に設け、且つ
上下のゲート電極間には不純物導入領域4及 □び7か
ら端子を取シ出せるだけの間隔を設けている。なお、第
3図は第2図A−A’線に沿って切断した断面図、第4
図は第2図B−E’線に沿って切断した断面図でオシ、
同図中、11は例えば二酸化シリコ7 (St 02 
)からなるゲート絶縁膜でらシまた12紘同様に二酸化
シリコンからなるフィールド絶縁膜である。
Terminal lead-out portions of each gate electrode are provided at both ends and the center, and a gap is provided between the upper and lower gate electrodes to allow the terminals to be taken out from the impurity-introduced regions 4 and 7. Note that FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A' in FIG.
The figure is a cross-sectional view taken along the line B-E' in Figure 2.
In the figure, 11 is, for example, silicon dioxide 7 (St 02
) and a field insulating film made of silicon dioxide, similar to the 12-layer film.

上述の如き基本セルは、−個の半導体チップ上において
列状にいわゆるプレイ、・とじて配列される。
The basic cells as described above are arranged in rows as so-called plays on - semiconductor chips.

ここで、縦方向に基本セルを配列したとすると、基本セ
ル1個ごとに横方向配線領域を確保せしめる。第5図は
半導体テップ上における基本セルの配列を示すもので、
該基本セルの配列領域20にはそれぞれ縦方向に数十乃
至数百の基本セル21が配設され、各配列領域20間に
設けた縦方向の配線用空領域22には10〜30本程度
の配線が設けられる。
Here, if the basic cells are arranged in the vertical direction, a horizontal wiring area is secured for each basic cell. Figure 5 shows the arrangement of basic cells on a semiconductor chip.
Tens to hundreds of basic cells 21 are arranged in the vertical direction in each basic cell arrangement region 20, and about 10 to 30 basic cells 21 are arranged in the vertical wiring vacant region 22 provided between each arrangement region 20. wiring is provided.

そして、該配列領域20は半導体チップ上に横方向に数
十外必要に応じて配設され得る。第6図は基本セル21
の配列状態を拡大して示した平面図であシ、基本セル2
1と21の間には横方向の配線用空領域23が形成され
ておシ、この部分は1〜4本程度の配線が設けられるだ
けの間隙が設けられる。
The array regions 20 may be arranged laterally on the semiconductor chip in the tens or more as required. Figure 6 shows the basic cell 21
This is a plan view showing an enlarged arrangement state of basic cell 2.
A horizontal empty region 23 for wiring is formed between 1 and 21, and a gap is provided in this portion to accommodate about 1 to 4 wires.

このように、横方向の配線用空領域23が、各基本セル
間に存在することによシ、横方向の配線の分散が図れる
。配線の局所的な集中は配線率を低下せしめるところで
ラシ、大規模集積回路内全体に配線を分散せしめること
は、配線率を向上させるために重要である。
In this way, by providing the horizontal wiring vacant area 23 between each basic cell, horizontal wiring distribution can be achieved. Local concentration of wiring reduces the wiring efficiency, and distributing wiring throughout the large-scale integrated circuit is important for improving the wiring efficiency.

また、前述の如く、基本セルのゲート電極端子は左右対
称に縦方向の配線用空領域22に導出されているので、
配線は非常に容易となシ、配線の自由度を高めることが
できる。即ち、一方の側の縦方向の配線領域22が過密
となる場合であっても、反対側の端子を用いて隣シ合う
縦方向配線領域において縦方向配線処理ができるからで
ある。
Furthermore, as mentioned above, since the gate electrode terminals of the basic cells are symmetrically drawn out into the vertical wiring vacant area 22,
Wiring is very easy and the degree of freedom in wiring can be increased. That is, even if the vertical wiring area 22 on one side becomes overcrowded, the vertical wiring process can be performed in the adjacent vertical wiring area using the terminals on the opposite side.

このような縦方向配線並びに横方向配線を実現するに当
シ、配線層としては、縦方向と横方向の2層配線層を使
用する。ここで、半導体基板に近い側すなわち下層の配
線層を第1層、遠い側すなわち上層の配線層を第2層と
すると、第1層目は第5図および第6図の矢印A方向す
なわち基本セルを隣接して配置する縦方向と平行でアシ
、第2層目は矢印B方向すなわち第1層目と直交する横
方向に設定することができる。前記下層配線層は前記ポ
リシリコンゲート電極を覆う例えば燐シリケートガラス
(psa )からなる第1の絶縁層上に形成され、上層
配線層は前記下層配線層を覆う同じく燐シリケートガラ
スからなる絶縁層上に形成される。更に該上層配線層を
覆ってパッシベーション用燐シリケートガラス層が形成
される。
In order to realize such vertical wiring and horizontal wiring, two wiring layers in the vertical direction and horizontal direction are used as wiring layers. Here, if the wiring layer closer to the semiconductor substrate, that is, the lower layer, is the first layer, and the wiring layer that is farther away, that is, the upper layer, is the second layer, then the first layer is in the direction of arrow A in FIGS. 5 and 6, that is, the basic The second layer can be set parallel to the vertical direction in which the cells are arranged adjacent to each other, and the second layer can be set in the direction of arrow B, that is, the horizontal direction orthogonal to the first layer. The lower wiring layer is formed on a first insulating layer made of, for example, phosphorous silicate glass (PSA) that covers the polysilicon gate electrode, and the upper wiring layer is formed on an insulating layer also made of phosphorous silicate glass that covers the lower wiring layer. is formed. Furthermore, a phosphorus silicate glass layer for passivation is formed to cover the upper wiring layer.

ここで前記第1層目の配線は、前記配線用空領域22に
設けるだけでなく、第7図に示すように、基本セル配列
領域20上も利用する。そして、この基本セル上に配設
される配線は、電源線に当てられ、これらは基本セル間
の配線用空領域23の島領域9上に設けられたP+型領
域24、とNgシリコン半導体基板上のN+型領領域2
5x印を加えた点で抵抗性(オーミック)接触をしてい
る。
Here, the first layer wiring is not only provided in the wiring vacant area 22, but also utilized on the basic cell array area 20, as shown in FIG. The wiring arranged on this basic cell is applied to the power supply line, and these are connected to the P+ type region 24 provided on the island region 9 of the wiring vacant region 23 between the basic cells and the Ng silicon semiconductor substrate. Upper N+ type region 2
Resistive (ohmic) contact is made at the point marked with 5x.

相補711M18回路においては、未使用の大刀ゲート
がどこにも結線されていない状態は許されず、電源線に
接続されねばならない。
In the complementary 711M18 circuit, an unused long gate cannot be left unconnected and must be connected to the power supply line.

このような空入力端子を処理するために、前述した基本
セル毎に存在する横方向の配線用空領域23を利用する
In order to process such empty input terminals, the horizontal wiring empty area 23 that exists in each basic cell described above is used.

第7図において、端子取出口AとBまたはA′とB′が
空端子となった場合は、端子取出口AまたはA′をN+
型領領域25第1層目の配線層を利用して接続し、端子
取出口BまたはB′をP+領域24と第1層目の配線層
を利用して接続することによシ、空端子をYA人電源又
はVss電源へいずれにも容易に接続し得る。
In Figure 7, if terminal outlets A and B or A' and B' become empty terminals, terminal outlets A or A' are connected to N+
By connecting the mold area 25 using the first wiring layer and connecting the terminal outlet B or B' to the P+ area 24 using the first wiring layer, empty terminals can be formed. can be easily connected to either a YA power supply or a Vss power supply.

このような空端子の処理は、縦方向の配線用空領域22
に設けられた配線と電源線とに挾まれた第1層目の空領
域を利用しての結線処理によシ実現できるため、横方向
の第2層目の配線層とは無関係に空端子の処理が行なえ
、半導体チップ上の配線領域を非常に有効に利用し得る
Such processing of empty terminals is carried out in the vertical wiring empty area 22.
This can be achieved by connection processing using the empty area on the first layer sandwiched between the wiring and the power supply line provided in the lateral direction, so that empty terminals can be connected regardless of the horizontal wiring layer on the second layer. The wiring area on the semiconductor chip can be used very effectively.

一方、マスタースライス方式においては、前述り如き基
本セルにおける基本的な素子を適宜結線することによ9
1種々のゲート回路、フリップ・70ツブ回路等が形成
できるものでなければならない。
On the other hand, in the master slice method, the basic elements in the basic cell as described above are connected appropriately.
1. It must be possible to form various gate circuits, flip circuits, 70-tube circuits, etc.

本発明に用いられる基本的な素子すなわち基本セルを用
いれば、それら基本セル間のみにて適宜結線を行なうこ
とによシ数十種類の論理ゲート、クリップ・70ツブ回
路を形成することができる。
By using the basic elements, ie, basic cells, used in the present invention, it is possible to form dozens of types of logic gates and clip/70-tube circuits by appropriately connecting only those basic cells.

次に本発明に係る基本セルを用いて、論理否定積回路(
HAND )を構成する例を示す。
Next, using the basic cell according to the present invention, a logical NAND circuit (
An example of configuring HAND) is shown below.

第8図はHAND回路の論理シンボル図、第9図は相補
形NIB半導体装置から構成されるHAND回路の回路
図である。第10図は、このよりなNAND回路を本発
明に係る基本セルを用いて構成した場合のレイアウト図
である。第10図において、太い実線は第1層目の配線
、細い実線は第2層目の配線でbus x印は各配線が
電極窓を通して半導体基板内の不純物導入領域とオーミ
ックな接触をしている点でラシ、・印は第1層目配線と
第2層目配線との接続点でおる。該接続点は図示されな
−1例えは燐シリケートガラス(FSG )からなる層
間絶縁層に設けられた貫通孔(Y4g)によって与えら
れる。ここで注目すべきことは、本発明に係る基本セル
から構成されft−HAND回路においては、2つのゲ
ート電極1及び2の間に設けられた間隙によって、該H
A ND回路の出力が、基本セルの両側の縦方向配線領
域へ導出可能な点である。
FIG. 8 is a logical symbol diagram of a HAND circuit, and FIG. 9 is a circuit diagram of a HAND circuit composed of complementary NIB semiconductor devices. FIG. 10 is a layout diagram of this more advanced NAND circuit constructed using basic cells according to the present invention. In Figure 10, the thick solid lines are the first-layer wiring, the thin solid lines are the second-layer wiring, and the bus x marks indicate that each wiring is in ohmic contact with the impurity-introduced region in the semiconductor substrate through the electrode window. The dots are marked, and the * marks are the connection points between the first layer wiring and the second layer wiring. The connection point is provided by a through hole (Y4g), not shown, provided in an interlayer insulating layer made of, for example, phosphorous silicate glass (FSG). What should be noted here is that in the ft-HAND circuit composed of the basic cell according to the present invention, the gap provided between the two gate electrodes 1 and 2 allows the
The point is that the output of the AND circuit can be led to the vertical wiring regions on both sides of the basic cell.

また第11図はD9フリップ・フロップ回路の論理シン
ボル図、第12図は相補型Mis半導体装置から構成さ
れるクリップ・70ツブ回路の回路図でおる。第15図
はこのようなスリップ・フロッグ回路を本発明に係る基
本セルを用いて構成した場合のレイアウト図である。第
16図において、太い実線は第1層目の配線、細い実線
は第2層目の配線、x印は配線層が電極窓を通して半導
体基板内の不純物導入領域とオーミックな接触をしてい
る点であシ、・印は第1層目配線と第2層目配線とが貫
通孔を通して接続している点である。このD型クリップ
・フロップ回路の構成においても、前記HAND回路と
同様に、その出力Q、Qは基本セル配列の両側の縦方向
配線領域へ導出し得る。
Further, FIG. 11 is a logic symbol diagram of a D9 flip-flop circuit, and FIG. 12 is a circuit diagram of a clip/70 tube circuit composed of complementary Mis semiconductor devices. FIG. 15 is a layout diagram of such a slip-frog circuit constructed using the basic cell according to the present invention. In Fig. 16, the thick solid line is the first layer wiring, the thin solid line is the second layer wiring, and the x mark is the point where the wiring layer is in ohmic contact with the impurity-introduced region in the semiconductor substrate through the electrode window. The marks and marks indicate points where the first layer wiring and the second layer wiring are connected through through holes. Also in the configuration of this D-type clip-flop circuit, the outputs Q, Q can be led out to the vertical wiring regions on both sides of the basic cell array, similarly to the above-mentioned HAND circuit.

このように、本発明に係る基本セルを1個あるいは複数
個用いて7リソプ・70ツブ回路やHAND回路が形成
できれは、これらを組み合せることによって大半の論理
構成を具体化できるところであシ、このことは本発明に
係る基本セルがマスター・スライス方式の基本的なセル
として充分に性能を満足し、が優れたものであることを
示す。
In this way, it is possible to form a 7-rethop/70-tub circuit or a HAND circuit using one or more of the basic cells according to the present invention, since it is possible to embody most logic configurations by combining them. This shows that the basic cell according to the present invention satisfies the performance as a basic cell of the master slice system and is excellent.

また、本発明に係る基本セルの配列方式をとれば、配線
が許される限り基本セル間に隙間を生じることなく、有
効に機能回路を埋め込むことが出来る。埋、従来のマス
タースライス方式の大規模集積回路に比べ半導体チップ
表面を有効に使え、大規模集積回路としてその集積度を
よシ向上させることができる。
Further, by adopting the basic cell arrangement method according to the present invention, functional circuits can be effectively embedded without creating gaps between basic cells as long as wiring is permitted. Furthermore, compared to conventional large-scale integrated circuits using the master slice method, the semiconductor chip surface area can be used more effectively, and the degree of integration of large-scale integrated circuits can be greatly improved.

第14図は、基本セルの配列領域20に、該基本セルの
組合せをもって構成された機能回路を配置した例を示す
もので、同図において31は5人力HAND回路形成領
域、32は7リツプ・フロップ回路形成領域、66はイ
ンバータ形成領域、64は2人力NOR回路形成領域、
35はクリップ・70ッグ回路形成領域、56は2人カ
HAND回路形成領域、67は3人力NOR回路形成領
域である。これらの回路間を縦方向配線並びに横方向配
線をもって適宜接続し、所望の大規模集積回路を構成す
る。
FIG. 14 shows an example in which a functional circuit configured by a combination of the basic cells is arranged in the basic cell arrangement area 20. In the figure, 31 is a 5-man power HAND circuit formation area, 32 is a 7-rip HAND circuit formation area, and 32 is a 7-rip HAND circuit forming area. A flop circuit forming area, 66 an inverter forming area, 64 a two-man NOR circuit forming area,
35 is a clip/70g circuit forming area, 56 is a two-person HAND circuit forming area, and 67 is a three-person NOR circuit forming area. These circuits are appropriately connected using vertical wiring and horizontal wiring to construct a desired large-scale integrated circuit.

第15図は本発明を実施した大規模回路半導体テッグ表
面の概略図であシ、同図中41は大規模集積回路の外部
とのインターフェース回路を形成する領域と入出力電極
パッド形成領域である。
FIG. 15 is a schematic diagram of the surface of a large-scale circuit semiconductor device according to the present invention. In the figure, reference numeral 41 indicates an area where an interface circuit with the outside of the large-scale integrated circuit is formed and an area where input/output electrode pads are formed. .

すなわち、第16図に示すように、複数個のトランジス
タと抵抗を配置した素子配置部42と入出力電極パッド
46からなる入出力(Ilo)マクロス44を設ける。
That is, as shown in FIG. 16, an input/output (Ilo) macros 44 consisting of an element arrangement section 42 in which a plurality of transistors and resistors are arranged and an input/output electrode pad 46 is provided.

偽マクロスは、半導体チップ内に、前記基本セルをもっ
て構成される論理回路の人出カバラフ1回路(3−ステ
ート・アウト・プツト・インプットバック1.6−ステ
ートアウト・プツトバッフ1.トルーアウトプットバッ
フ1、あるいはトルーインプットバッフ1等)を形成す
るのに足シるだけのトランジスタや抵抗を有する。
The fake macros has one circuit (3-state output put input back 1.6 state output put buffer 1. , or true input buffer 1, etc.).

そして必要によって、I10マクロスを配線して所望の
バッフ7回路を設ける。なお前記入出力電極パッド43
のそれぞれへは、一般のリード細線が接続されて外部回
路と接続され得る。
Then, if necessary, a desired buffer 7 circuit is provided by wiring the I10 macros. Note that the input/output electrode pad 43
A general thin lead wire can be connected to each of the external circuits.

なお、前述の如く各基本セル分配列領域20には、それ
ぞれ電源VaS電源線とVDD電源線が縦方向に設けら
れて−るがこれらの電源線は他の配線に比べて非常に長
くなる。従って、該配線自体の有する抵抗による電圧降
下が生じて、場所の相異によりおる基本セルへ印加され
る電源電圧が異なるような場合が生じる。このため、本
発明においては、たとえば基本セル10個ごとに横方向
に均圧線42′を設け、半導体チップ上の各部のVsB
電源線並びにYDD電源線それぞれにおける電圧の均一
化を図る。この均圧線は第2層目配線層の空領域に形成
される。
As described above, in each basic cell arrangement region 20, the power source VaS power line and the VDD power line are provided in the vertical direction, but these power lines are much longer than other wiring lines. Therefore, a voltage drop occurs due to the resistance of the wiring itself, and the power supply voltage applied to the basic cells may differ depending on the location. For this reason, in the present invention, for example, a voltage equalizing line 42' is provided in the horizontal direction for every 10 basic cells, and VsB of each part on the semiconductor chip is
Aim to equalize the voltages in each of the power supply line and the YDD power supply line. This voltage equalization line is formed in the empty area of the second wiring layer.

なお、本発明の実施例におφて、前記基本セルラ構成す
るMIPI ffi ) ?ンジスタのゲート電極は、
多結晶(ポリ)シリコンから構成され、該ポリシリコン
ゲートはンース領域、ドレイン領域の形成の際に導電性
が付与されている。
In addition, in the embodiment of the present invention, in φ, the basic cellular configuration MIPI ffi )? The gate electrode of the resistor is
The polysilicon gate is made of polycrystalline (poly)silicon, and conductivity is imparted to the polysilicon gate when the source region and drain region are formed.

このようなポリシリコンをゲート電極としてMIS型ト
ランジスタを構成した場合、該ポリシリコン層は比較的
高抵抗を有するため、該Mis型トランジスタの動作の
高速化を図ることが困難でめる。
When a MIS type transistor is constructed using such polysilicon as a gate electrode, it is difficult to increase the operation speed of the Mis type transistor because the polysilicon layer has a relatively high resistance.

そこで本発明の発展した実施例においては、前記配線層
構造を形成する際に、横方向の配線層と同一平面上にあ
ってこれと平行して、ポリシリコンゲート電極上に金属
層を形成し、該金属層とポリシリコンゲート電極とを、
該ポリシリコンゲート電極の端子取出し部において接続
し、実質的にポリシリコンゲート電極の有効断面積を増
加させ、該ポリシリコン電極の抵抗を低下せしめる。
Therefore, in an advanced embodiment of the present invention, when forming the wiring layer structure, a metal layer is formed on the polysilicon gate electrode on the same plane and parallel to the lateral wiring layer. , the metal layer and the polysilicon gate electrode,
The connection is made at the terminal lead-out portion of the polysilicon gate electrode, thereby substantially increasing the effective cross-sectional area of the polysilicon gate electrode and lowering the resistance of the polysilicon gate electrode.

前記金属層は、絶縁膜を介してその下に位置するポリシ
リコンゲート電極と同一パターン形状として、該ポリシ
リコンゲート電極と重量させる構造をとることができる
。しかしながら、該金属層が、例えば領域4,7等から
導出される横方向の配線と近接し製造工程あるいは電気
的特性において問題が生ずる恐れが生ずる場合には、第
17図に示すように、ポリシリコンゲート電極の端子取
出し部間を直線状に結合する。
The metal layer may have the same pattern shape as the polysilicon gate electrode located therebelow with an insulating film interposed therebetween, and may have a structure in which it is weighted with the polysilicon gate electrode. However, if the metal layer is in close proximity to horizontal wiring led out from regions 4, 7, etc., and there is a possibility that problems may occur in the manufacturing process or electrical characteristics, the metal layer is The terminal lead-out portions of the silicon gate electrodes are connected in a straight line.

同図において、51.52は金属層、 55A、53E
In the same figure, 51.52 are metal layers, 55A, 53E
.

55Q並びに54A 、 54E、、 54Cは、該金
屑層51.52とポリシリコンゲート電極の端子取出し
部上に設けられた接続孔でラル、他は前述の第2図乃至
第4図、第6図、第7図及び第10図等に示された部位
と同一番号を付している。なお、このほか、ゲート電極
を高耐熱性金属によって形成することもできる。
Reference numerals 55Q, 54A, 54E, and 54C are connecting holes provided on the terminal extraction portions of the gold scrap layer 51, 52 and the polysilicon gate electrode; The same numbers as those shown in FIGS. 7, 10, etc. are given. Note that in addition to this, the gate electrode can also be formed of a highly heat-resistant metal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る大規模集積回
路は、基本単位セルとなる基本セルの構造が相補盤のH
IE構造をとシ非常に小屋であるため、該基本セルの配
列領域内に数多くの基本セルを収容することができる。
As explained in detail above, the large-scale integrated circuit according to the present invention has a structure of a basic cell serving as a basic unit cell, which is a complementary board.
Since the IE structure is very compact, a large number of basic cells can be accommodated within the arrangement area of the basic cell.

そして集積度を従来の大規模集積回路に比べてよシ大き
くすることができる。
Furthermore, the degree of integration can be made much larger than that of conventional large-scale integrated circuits.

また基本セルの配線構造は複雑な配線構造を用いること
なく、ゲート電極配線のみからなっているため、非常に
小型でらる。従って、基本セル上には実質的に基本セル
専用の配線層を形成する必要がないため、該基本セル上
を他の基本セルとのあるいは他の基本セル間の配線領域
として用いることができ、更に未使用の基本セル上も他
の基本セル間の配線領域として使用できるため、設計の
自由度が非常に高い。
Furthermore, the wiring structure of the basic cell does not use a complicated wiring structure and consists only of gate electrode wiring, so it is extremely compact. Therefore, since it is not necessary to form a wiring layer dedicated to the basic cell on the basic cell, the basic cell can be used as a wiring area with or between other basic cells. Furthermore, since the top of an unused basic cell can also be used as a wiring area between other basic cells, the degree of freedom in design is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1因は本発明に係る大規模集積回路を構成する共通部
分の回路図、 第2図は共通部分のパターンの正面図、第3図は第2図
A −A’線に沿って切断した断面図、 第4図は・第2図B−B’線に沿って切断しん断面図、 第5図はチップ上の共通部分の配列を示す平面図、 第6図および第7図は共通部分の配列を拡大して示した
平面図、 第8図はHA ND回路の論理シンボル図、第9図はH
AND回路の回路図、 第10図は共通部分を用いたHAND回路のレイアウト
図、 第11図はD型フリップ・フロップ回路の論理シンボル
図、 第12図はフリップ・フロップ回路の回路図。 第13図はフリップ・フロップ回路のレイアウト図、 第14図抹共通部分配列領域に機能回路を配置した例を
示した配置図。 第15図および第16図は本発明を実施した大規模集積
回路チップの全体的な概略図、 第17図は本発明における基本素子集合の他の実施例を
示す平面図でおる。 図中、 1は第1のゲート電極配線層、 IA、 IJ、 ICは端子取出口、 2は第2のゲート電極配線層、 2A、 2B、 2Cは端子取出口、 5、4.5は/m領域、 6.7.8はP+型領域、 9はP型島領域。 10は半導体基板、 11はゲート絶縁膜、 20は基本セルの配列領域、 21は基本素子集合(基本セル)、 22は縦方向の配線用空領域、 25は横方向の配線用空領域、 24はP+型領域、 25はr属領域、 42′は均圧線、 51.52は金属層でおる。 特許出願人富士通株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久 五 部 第9図 第10図 第11図 lo(y 0 0 第 131i!fl 第 14 図 第15図
The first factor is a circuit diagram of the common parts constituting the large-scale integrated circuit according to the present invention, Fig. 2 is a front view of the pattern of the common parts, and Fig. 3 is a cut along the line A-A' in Fig. 2. 4 is a sectional view taken along the line B-B' in FIG. 2, FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of common parts on the chip, and FIGS. 6 and 7 are common parts. 8 is a logical symbol diagram of the HAND circuit, and FIG. 9 is an enlarged plan view of the HAND arrangement.
A circuit diagram of an AND circuit, FIG. 10 is a layout diagram of a HAND circuit using common parts, FIG. 11 is a logic symbol diagram of a D-type flip-flop circuit, and FIG. 12 is a circuit diagram of a flip-flop circuit. FIG. 13 is a layout diagram of a flip-flop circuit, and FIG. 14 is a layout diagram showing an example of arranging functional circuits in a common partial array area. 15 and 16 are overall schematic diagrams of a large-scale integrated circuit chip embodying the present invention, and FIG. 17 is a plan view showing another embodiment of the basic element assembly according to the present invention. In the figure, 1 is the first gate electrode wiring layer, IA, IJ, and IC are terminal outlets, 2 is the second gate electrode wiring layer, 2A, 2B, and 2C are terminal outlets, 5, 4.5 are / m region, 6.7.8 is a P+ type region, and 9 is a P type island region. 10 is a semiconductor substrate, 11 is a gate insulating film, 20 is a basic cell arrangement area, 21 is a basic element set (basic cell), 22 is an empty area for vertical wiring, 25 is an empty area for horizontal wiring, 24 is a P+ type region, 25 is an r-group region, 42' is an equalizing wire, and 51.52 is a metal layer. Patent Applicant Fujitsu Ltd. Agent Patent Attorney Tama Mushi Hisa Go Part 9 Figure 10 Figure 11 lo (y 0 0 Figure 131i!fl Figure 14 Figure 15

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 複数の基本素子集合が母体半導体基板に形成さ
れておシ、 該基本素子集合は、一対の一導電型チャネルMis )
ランジスタと一対の反対導電型チャネルMis )ラン
ジスタとが並設されて成シ、各導電浚チャネルMIEI
 )ランジスタの対はそれぞれ、共有ソース領域又は共
有ドレイン領域と。 その両側に配置された各MISトランジスタ固有ノドレ
イン領域又はソース領域とを有し、前記−導電型チャネ
ルuls ト9ンジスタの一方と前記反対導電型チャネ
ルMISトランジスタの一方はそのゲート電極が共通電
極で構成され、且つ前記−導電盤チャネルMIS )ラ
ンジスタの他方と前記反対導電型チャネルMI:3 ト
7ンジスタの他方はそのゲート電極が共通電極で構成さ
れておシ、各共通電極はその両端に配線接続用の端子取
出し部を有し、 該端子取出し部は前記共有ソース領域又は共有ドレイン
領域とは反対側に突出して前記固有のソース領域又はド
レイン領域と整列されていることを特徴とするマスク・
スライス方式の半導体集積回路装置。
(1) A plurality of basic element sets are formed on a base semiconductor substrate, and the basic element sets include a pair of conductivity type channels (Mis).
A transistor and a pair of channels of opposite conductivity (Mis) are arranged in parallel, and each conductive channel MIEI
) Each pair of transistors has a shared source region or a shared drain region. Each MIS transistor has a drain region or a source region specific to each MIS transistor disposed on both sides thereof, and one of the negative conductivity type channel transistors and one of the opposite conductivity type channel MIS transistors have gate electrodes having a common electrode. and the gate electrode of the other of the transistors and the other of the opposite conductivity type channel MIS transistors is constituted by a common electrode, and each common electrode is connected by wiring to both ends thereof. A mask characterized in that it has a terminal extraction part for the purpose of the present invention, and the terminal extraction part protrudes to the side opposite to the shared source region or shared drain region and is aligned with the unique source region or drain region.
Slice type semiconductor integrated circuit device.
(2)前記各共通電極はその略中央部にも配線接続用の
端子取出し部が設けられておシ、該端子取出し部は前記
共有ソース領域又は共有ドレイン領域とは反対側に突出
して前記固有のソース領域又はドレイン領−域と整列さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
マスク・スライス方式の半導体集積回路装置。
(2) Each of the common electrodes is also provided with a terminal extraction portion for wiring connection at a substantially central portion thereof, and the terminal extraction portion protrudes to the side opposite to the shared source region or shared drain region and 2. The mask-slicing semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is aligned with the source region or drain region of the semiconductor integrated circuit device.
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