JPS6080251A - ゲ−トアレイ大規模集積回路装置 - Google Patents

ゲ−トアレイ大規模集積回路装置

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JPS6080251A
JPS6080251A JP18769283A JP18769283A JPS6080251A JP S6080251 A JPS6080251 A JP S6080251A JP 18769283 A JP18769283 A JP 18769283A JP 18769283 A JP18769283 A JP 18769283A JP S6080251 A JPS6080251 A JP S6080251A
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JP
Japan
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channel
gate
electrodes
gate electrodes
gate electrode
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Pending
Application number
JP18769283A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihisa Takayama
高山 良久
Tomoaki Tanabe
田辺 智明
Shigeru Fujii
藤井 滋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6080251A publication Critical patent/JPS6080251A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はゲートアレイ大規模集積回路装置に関する。
技術の背景 ゲートアレイは半導体チップのバルク内に予め同一構成
のゲートの基本パターンを多数アレイ状に形成しておき
、後の配線パターン次第で所望のゲート回路群が簡単に
得られるものであり、大規模回路装置(以下単にLSI
とも称す)に多用されるパターン形態である。
従来技術と問題点 N−ah(チャネル)およびP−ah(チャネル)M=
1:5−FETで構成される0M4ンS論理ゲート、又
ハエンハンスメントおよヒテプレッンヨンML’S・F
ET で構成されるE (enhancement)/
D(depletion )形論理ゲートを基本単位と
したMΦSゲートアレイLSIでは、基本セルと呼ばれ
る論理ゲートの群がアレイ状に配列されている。
第1図は一般的なゲートアレイLSIの全体パターンを
示す平面図である。本図において、ゲートアレイLSI
l0は、半導体チップのベースをなす基板11からなり
、その中央部に、複数本相互に配列された帯状のセルア
レイ12が設けられ、又。
その中央部を包囲する周辺部にはI (input) 
10(output)ゲート13が設けられている。い
ずれも既に拡散等の工程は終了しているが、未配線であ
る。配線はその後回路が決定した段階で行う(前述)。
第2図は従来の基本セルを拡大して示す平面図であり、
第1図のセルアレイ12内より任意の隣接する2つの基
本セルを取り出して示す。つまり。
各セルアレイ12は、基本セル20を多数個、セルアレ
イの長さ方向に規則正しく並べたものからなる。各基本
セル20は、長さ方向に相互に平行して配設され且つセ
ルアレイ12をその幅方向に部分するP−ch領領域F
]とN−ah領域■からなる。
これら領域[F]および■にまたがりP−ahとN−a
hに共用の共用ゲート電極21および22がある。
各共用ゲート電極の直下にはチャネルが形成される。P
−ah側の該チャネルは、ソース又はドレインとなるP
膨拡散領域23P、24Pおよび25Pの間に位置する
。又、N−ah側の前記チャネルは。
ソース又はドレインとなるN膨拡散領域23N。
24Nおよび25Nの間に位置する。かくして。
2つの直列接続逼れたP −ah M IS−FET、
すなわちQPIとQP2が上記構成要素21. 22゜
23P、24P (ソースとドレインを2つのP−ah
Mll・5−FETで共用)および25Pによって構成
される。同様に、2つの直列接続されたN−chM;1
18− FET 、すなわちQNIとQN2が上記構成
要素21,22.23N、24N (ソースとドレイン
を2つのN−chM・1.5−FETで共用)および2
5Nによって構成される。
第3図は1つの基本セル20を用いてNANDゲートを
構成した場合の等価回路図であり2本図に付された参照
番号は、第2図の対応する参照番号の構成要素をもって
形成される部分を示す。これは2人力INIおよびIN
2を受信して出力OUTを得るものであり、必要な配線
は、電源■DDおよび領域23P、25Pを接続する線
と。
電源■88および領域23Nを接続する線と、領域24
Pと領域25Nとを結んで出力OUTに導く線である。
このような基本セル20を多数備えるゲートアレイLS
Iは広く使用されているが、集積度の増大という点から
限界にある。これが問題点である。
この問題点をよ、隣接する基本セル相互間のアイソレー
ション(第2図の26)が不可避であると共に、該アイ
ソレーション26がフィールド酸化膜等の絶縁層によっ
て形成されることに起因する。
発明の目的 上記問題点に鑑み本発明は、従来よりも集積度の増大が
図れるゲートアレイ大規模集積回路装置を提案すること
を目的とするものである。
発明の構成 上記目的を達成するために本発明は、P−ch領領域お
いて複数個のP膨拡散領域と複数個のゲート電極を交互
に連続してセルアレイの長さ方向に配設し、又、N−a
h領領域おいて複数個のN膨拡散領域と複数個のゲート
電極を交互に連続して前記長さ方向に配設し、前記ゲー
ト電極は、前記P−ahおよびN−ah領領域共用で前
記セルアレイの幅方向に伸びる共用電極と、前記P−a
h領域およびN−ah領領域分離して対をなして設けら
れるP−ahゲート電極およびN−cbゲート電極の2
種からなり、該P−chおよびN−ah電極の対は、前
記共用ゲート電極が一定個数連続する毎に一対挿入され
ることを特徴とするものである。
発明の実施例 以下図面を参照して説明する。
第4図は各セルアレイを構成する2本発明に基づく基本
セルの列を拡大して示す平面図である。
本図において、P膨拡散領域23P、24P、25Pお
よびN膨拡散領域23N、24N、25Nは、ゲート電
極と交互に連続してセルアレイ12の長さ方向に配診さ
れる。従って、第2図のアイソレーション26は無くな
る。アイソレーション26を無くすために2本光明に特
徴的な構成は、前記ゲート電極が共用ゲート電極41お
よび42(第2図の21および22に同じ)と、P−a
h領領域F]およびN”ch領域■毎に分離して設けら
れ且つ相互に対をなして、セルアレイ120幅方向に伸
びるP−ch(チャネル)ゲート電極43PおよびN−
ah (チャネル)ゲート電極43Nとからなることで
ある。このような構成からすると、従来のような基本セ
ル(第2図の20)という概念は明確でなくなるが、敢
えて基本セルという言葉を使用するならば、2つの共用
ゲート電極41,42.P−chおよびN−chゲート
電極43P、43Nと。
P形およびN膨拡散領域23P〜25P、23N〜25
Nとからなる部分を基本セルと呼ぶことができ、これを
参照番号40で示す。
このような基本セル40によると、第2図に示したフィ
ールド酸化膜によるアイソレーション26は不要となり
、単に、vDD電源線をP−ahゲート電極43P、 
v88電源線をN−chゲート電極43NICそれぞれ
接続すれば良い。これら、vDDおよびvssの印加に
より、電極43Pおよび43Nの真下に形成される各チ
ャネルがカットオフするからであり、実質的にアイソレ
ーションを設けたことと等価になる。もし、このような
アイソレーションを不要とする場合には、これら電極4
3Pおよび43Nを短絡して、共用ゲート電極となし、
ここに新たにP−ahおよびN−ah M臂l5−FE
Tを作るようにしても良い。
第5図は第4図に示すセルアレイの部分の等価回路図で
ある。図中、左側がP−ch領領域F]、 右側がN−
ah領領域相]であり、 第4図と対応する部分には同
一の参照番号又は記号を付して示す。P−ahおよびN
−ahゲート′屯他極43Pよび43NにそれぞれvD
Dおよびv88を印加すれば、隣接する基本セル40と
の間にアイソレーションが形成される。
第6図は第4図に示すセルアレイ内にNANDゲートを
形成する場合の具体的な配線パターン例を示す平面図で
ある。なお、vss、 vDDの電源配線、信号配線等
はバルク上の酸化膜の上に行われる。NANDゲートの
等価回路は既に第3図に示しており、第3図中の配線6
1と第6図中の配線パターン61とが対応する。又、ゲ
ート電極43Pおよび43Nへ配線62Pおよび62N
により、アイソレーションが得られる。
第7A図は任意の論理ゲートの一例を示すシンボル図で
ある。これは全くの一例であり、NANDゲートとOR
ゲートからなる3人力の論理ゲートである。
第7B図は第7A図の論理ゲートを組立てる配線パター
ンの第1fllを示す平面図である。この第1例でu、
 P−chおよびN−chゲート電極43P。
43Nにおいてアイソレーションを置いた場合である。
第7C図は第7A図の論理ゲートを組立てる配線パター
ンの第2例を示す平面図であり、この第2例では、P−
ahおよびN−ahゲート電極43P、43Nをアイソ
レーションを用いず、積極的にP−ahおよびN−ah
 ML!yFETとして用いたものであり、当然第1例
の場合よりも少ないスペースで同一の論理ゲートが組め
る。なお、既述の構成要素と同一のものには同一の参照
番号又は記号を付して示す。
発明の詳細 な説明したように本発明によれば従来のフィールド酸化
膜によるアイソレーション26を排除し、より高集積化
に適したゲートアレイLSI が実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なゲートアレイLSIの全体パターンを
示す平面図、第2図は従来の基本セルを拡大して示す平
面図、第3図は1つの基本セル20を用いてNANDゲ
ートを構成した場合の等価回路図、第4図は各セルアレ
イを構成する2本発明に基づく基本セルの列を拡大して
示す平面図、第5図は第4図に示すセルアレイの部分の
等価回路図、第6図は第4因に示すセルアレイ内にNA
NDゲートを形成する場合の具体的な配線パターン例を
示す平面臼、第7A図は任意の論理ゲートの一例を示す
シンボル図、第7B図は第7A図の論理ゲートを組立て
る配線パターンの第1例を示す平面図、第7C図は第7
A図の論理ゲートを組立てる配線パターンの第2例を示
す平面図である。 10・・・ゲートアレイ大規模集積回路装置。 12・・・セルアレイ。 21、22.41.42・・・共用ゲート電極。 23P、 24P、 25P・・・P膨拡散領域。 23N、 24N、 25N・・・N膨拡散領域。 40・・・基本セル。 43P・・・P形チャネルゲート電極。 43N・・N形チャネルゲートi!極。 [F]・・・Pチャネル領域、 ■・・・Nチャネル領
域。 QPI、QP2・・・PチャネルM、LfS・l;’E
T。 QNI、QN2・・・Nチャネル間1β・FET。 第1図 3 第2図 第3図 亭4図 第5図 ↑ 12 第7A図 第7B図 2 第7C図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各々が帯状をなすセルアレイを複数列相互に平行し
    て配會γした構成を有し、各前記セルアレイは、該セル
    アレイの長さ方向にそれぞれ伸びるPチャネル領域とN
    チャネル領域とに二分され。 該Pチャネル領域は、それぞれが該セルアレイの幅方向
    に伸び且つPチャネルMIS−FETのソース又はドレ
    インをなす複数個のP膨拡散領域とそれぞれが該幅方向
    に伸びる複数−個のゲート電極とを交互に連続して前記
    長さ方向に配列してなり。 又、前記NチーYネル領域は、それぞれが前記幅方向に
    伸び且つNチャネルMIS−FE’i’のソース又はド
    レインをなす複数個のN膨拡散領域とそれぞれが該幅方
    向に伸びる複数個のゲート電極とを交互に連続して前記
    長さ方向に配列してなり、前記ゲート電極は、前記Pチ
    ャネル領域と前記Nチャネル領域にまたがってこれらに
    共用される共用ゲート電極と、該Pチャネル領域および
    該Nチャネル領域毎に分離して設けられ且つ相互に対を
    なすPチャネルゲート電極およびNチャネルゲート電電
    極が一定個数連続する毎に一対挿入されることを特徴と
    するゲートアレイ大規模集積回路装置。
JP18769283A 1983-10-08 1983-10-08 ゲ−トアレイ大規模集積回路装置 Pending JPS6080251A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4644187A (en) * 1983-12-17 1987-02-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Gate array basic cell
US4779231A (en) * 1985-12-06 1988-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Gate array arrangement in complementary metal-oxide-semiconductor technology
US5136356A (en) * 1989-04-19 1992-08-04 Seiko Epson Corporation Semiconductor device
EP0609096A1 (en) * 1993-01-29 1994-08-03 STMicroelectronics, Inc. Double buffer base gate array cell

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