JPS61156751A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS61156751A
JPS61156751A JP59274504A JP27450484A JPS61156751A JP S61156751 A JPS61156751 A JP S61156751A JP 59274504 A JP59274504 A JP 59274504A JP 27450484 A JP27450484 A JP 27450484A JP S61156751 A JPS61156751 A JP S61156751A
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藤井 滋
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河内 一往
Toshihiko Yoshida
俊彦 吉田
Yoshihisa Takayama
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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 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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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は3層の配&!層を有する特にゲートアレイなど
の半導体集積回路に関する。
〔従来の技術〕
半導体集積回路では微細比が進むにつれ集積度が向上し
、種々の利点が得られるが、その反面ゲート数が増加し
て供給すべき電流が増大しているにもかかわらず電源配
線が細くなり電源インピーダンスが高くなる不都合が生
じる。またその他の配線も細くなるので、配線長が長く
なると配線抵抗も無視できなくなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
その結果、ゲートアレイのように多数のベーシックセル
がマトリクヌ状に半導体基板に配置された半導体集積回
路では、該ベーシックセルのマトリクスの中心部分と周
囲の部分とで電源電、圧の差が生じてしまう。
また細い配線でクロック信号線?引きまわすと、配線の
CR時定数で、クロック信号波形がなまってしまう。こ
れはクロック信号にもとづいて動作する論理回路では重
大な間鴎となる。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
、電源配線のインピーダンス?低下させて上記中心部分
と周囲の部分とに付与される電源電圧?均一化し、更に
クロック信号波形のな1すなどkl容易に除去しうるよ
うにしたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
そしてかかる問題点全解決するために本発明によれば、
第1層目電源線と、該第1層目電源線と直交する第2−
自主原線とを格子状に配向し、且つ該第1層目及び第2
層目電源線よシも配線の幅が大きい@3層目電源線を前
記第1層目電源線と並列に配置し、同一電位の前記第1
層目電源線、第2層目電源線および第3層目電源線間を
接続した半導体集積回路が提供される。
〔作 用〕
上記構成によれば、第1r@目配線層と直交させて第2
層目配置!l1lii11に格子状に配置し、更に該竿
1層目及び第2層目箱源線より配線の幅が大きい第3r
r1目電源線?前記@l−自主原線と並列に配置してい
るので、第1層目及び第2N4目の電源線をこれと同一
電位の太い第3層目電源線に最短距離で接続することが
でき、1!源線の配線抵抗、換言すれば電源インピーダ
ンス金大幅に低下させることができて、基板の各部分に
付与される電源電圧のばらつきケ低減することができる
C 〔実施例〕 以下図面にもとづいて、本発明の1実施例としてのCM
OSゲートアレイ集積回路について説明する0 第1図は、該CMOSゲートアレイ集積回路の1部(隅
部)が概略的に示されている。該図中、11は半導体基
板、12は入出力回路、13はベーシックセル列であす
、該ベーシックセル列13の伸長方向に第3層目(最上
層)の電源線vsI+、。
vDD3が配置され、該第3−目の電源線と直交して@
2層目(中間層)ノミ原線v■2、Vt1D2カ格子状
に配置されている状態が示されている〇なお実際には最
下層C第1層目の)電源線V。1゜vDI)1が、該電
源線V1.1.VDDIヨり配線ノ幅カ大きい該第3層
目の電源線vI1.1.vDD3の下方において、該ベ
ーシックセル列13の伸長方向に配置されている。が、
第1図中には該第1層目のtfA線vsat t vo
olは図示されていない。(詳細は第2図を参照)。
1罠第2層目の電源線V。!+VDD2がそれぞれ第3
−目の電源線V1183 # ”DD3と交差する点(
図中・印が付されている)で、図示されていない第1層
目(最下層)の電源線V、、、 、 V、、、  (そ
れぞれ第3層目の電源線■11.m、vDD、の下にあ
る)、第2層目(中間層)の電源線V。11 VDDI
および第3@目(最上層)の電源線VPIIS + v
DD、間(スナワちvl、l、v02、およびv、1間
とVDDI t Vooz s オヨUVrys間)が
絶縁層中のスルーホールを通して接続される0(詳細は
第2図のコンタクト部分16および14参照)。
なお実際には上記又差点における接続のほかに上記第1
−目の電源線■811 *  vDDl  と上記$3
層目の電源線”l ah  vD、)、とが所定間隔で
接続される(詳細は第2図のコンタクト部分17および
15参照)が、m1図にはこのコンタクト部分は示され
ていない。
筐友人出力回路12上には塊状に主電源線V。。
Vg&(通常上記第3鳴目の電源線より更に配線幅が大
きくされている。)が配置されており、該主電源線vD
D、v11.からそれぞれ例えば上記配線幅の大きい第
3層目の電源線vDI)1.vll、3 を通して内部
のベーシックセル領域に電源電圧が供給され、更に例え
ば上記第2層目の電源線あるいは上記第層目の電源?f
M?通して基板各部に電源電圧が供給される0(詳細は
第3図および第4図参照)。
一般にゲートアレイでは、その電源配線は、半導体基板
上におけるベーシックセルの配置に応じた固定的なパタ
ーンとしてレイアウトされているが1本発明では上述し
たように、第1層目、第2層目、および第3@目の電源
線がいわゆる格子状にレイアウトされており、それによ
って第1層目及び第21ii目の電源線をこれと同一電
位の太い第3(転)自主原線に最短距離で接続すること
ができる。
ここで第3rfi目の電源線は比較的段差のついた絶に
陽上に配線される罠め場合によっては断線の可能性もあ
るが1本発明では該第3層目の′4源線の配線幅が第1
1−目および第2F−目を原線より大きくC太く)され
ている(このようにすることは、最上層である第31i
i!+目にはその周囲に他の信号配線などの障害物が少
いため実現可能である)罠め断線のおそれがなく、しか
もかかる配線幅の大きい第3層目の電源線を用いること
によって内部ベージ・ツク領域から周囲の主電源線vD
D、v、l  に至るまでの電源インピーダンスを大幅
に低下させることができる。
m2図(a)は、第1図の集積回路中、■で示される領
域を拡大して示すもので、配線幅の大きい第3N1目の
’iI源線原線llll + vI)D、 ノ下方にそ
れと直交して第2層目の電源線Vss2.vDD2が配
置され、更にその下方に、該電源線V8,3+ VDD
、と重lっに状態で第1層目の電源線V。11 VDD
Iが配置される。
13−1.13−2.13−3.13−4はそれぞれ1
個のベーシックセル(その詳細はIN2図(bl参照)
を示しており、この実施例では2個のベーシックセル間
隔で142層目の′電源線v812 r VD D *
が交互に配置されるO14は上述したように各電ls線
Voa+ l  VDD2、オjびvD。、ノコンタク
ト部でそれらの交差点に設けられる。15は各電源線V
。DlおよびVDD3 のコンタクト部で、基板各部に
供給される電源電圧のばらつき?少くする上ではその数
を多くすることが望ましいが、周囲に配線される信号線
の存在を考慮して適当数設けられる。
更に16は各電源線■Il□、V、、!、およびv、、
のコンタクト部でそれらの交差点に設けられる。17は
各電源線y、、、 訃よびVII、、のコンタクト部で
上記コンタクト部15に準じて設けられる。
そして図示の実施例では、第3−目の電源線Vsss 
*  VDE13 k第層目(i!1)11C源#Vm
at IVDDIと並列に配置するにあたり、該第3層
目の電源線が該第11層目の電源線上に重畳するように
して配置されているので電源配線のためのスペースが節
約されるとともに相互の接続(コンタクト)も容易とな
る。
なお第2図(b)は1個のベーシックセル例えば13−
1の具体的構成を例示するもので、通常。
2個のPチャンネルトランジスタル、、p、と2個のN
デセンネルトランジスタNi、N2とが図示のような接
続関係で形成されており、各の、■、■および■の点は
第2図値)のベーシックセル13−1内の■、■、■、
および■の点に対応する。
なお第2図には電源線と半導体基板との接続までは示さ
れていないが、その1例は第4図に示されている。(W
44図の符号19参照)。
第3図は、第1図の集積回路中■で示す領域を拡大して
示すもので、内部ベーシックセル領域からの電源線が入
出力回路12上の主電源線VssvDDK接続される場
合の具体例が示されている。
読図に示されるものにおいては、主電源線Vll。
は第3@目(!fk上1)に配置されていて該主電源線
Vs s K 上Ne t!3 N目ノwyi線v11
.、の延長部が直接接続されている。このようにするこ
とによつて電源線のインビーダンヌtrill低くする
ことができる。また主電源線VDDは第11’i@目又
は第2層目に配置されており、該主電源線vDDと上記
第3層目の電源線V0.との接続はコンタクト部18(
絶縁層中に他のコンタクト部と同様にして設けられる)
において行われる。
なお主電源線van r VB@ は通常上記第3層目
の電源線vD03 t vsss  よりも更に太く形
成される。この場合図示の例では主電源線V0とV、と
が別の層に配置されるため、それらが相互に重なるよう
な状態で配置することも可能である、第4図は、第1層
目の電源線V。l + ”DI11と半導体基板との接
続状態を例示するもので1図示の例では第1層目の電源
線vIll p VD+)1が各ベーシックセルと対向
する位置に枝状の延長パターン”Sat 1Vi)DI
が形成されてかり、該延長パターンを介して各第1@目
の電源線v111 r  ”DDIと所定の拡散領域■
および■とが接続配線19によって接続され、このよう
にして所定の拡散領域に所定の電位?容易に付与するこ
とができる。
更に本発明の集積回路においては、1F!、原線のみな
らずクロック配線−として第2層目および第3層目の配
置t用いることがクロ・ツク信号波形のなまりを防止す
る点で好ましい。この場合論理ゲート内のゲート金属と
接続する部分のみを除き、該第2雫目と第3に目の配線
のみで自己線することが望ましい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電源線の配線抵抗を大幅に低下させる
ことができて基板各部に付与される電源電圧のばらつき
?なくすことができ、またクロック信号波形のな−まり
全容易に防止することができ朴
【図面の簡単な説明】
+41図は、本発明のI冥施例としての半導体集を詳細
に示す平面図、 與3図は、第1図の集積回路における■の領域r詳細に
示す平面図、 第4図は、第1図の集積回路において電源線と基′+φ
領域との接続状態ケ例示する平面図である0(符号の説
明) 】J・・・・・・半導体基板、12・・・・・・入出力
回路、13・・・・・・ベージ・クセルWIL +4.
15.18・・・屯位Vnok供給する′8;源に雫相
互のコンタクト部、16.17・・・・・・電位”5l
Ik供給するτ原線相互のコンタクト部、】9・・・・
・・電源線と基板の拡散領域との接続配線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1層目電源線と該第1層目電源線と直交する第2
    層目電源線とを格子状に配置し、且つ該第1層目及び第
    2層目電源線よりも配線の幅が大きい第3層目電源線を
    前記第1層目電源線と並列に配置し、同一電位の前記第
    1層目電源線、第2層目電源線および第3層目電源線間
    を接続したことを特徴とする半導体集積回路。 2、前記第3層目電源線を前記第1層目電源線上に重畳
    するように配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の半導体集積回路。
JP59274504A 1984-10-03 1984-12-28 半導体集積回路 Granted JPS61156751A (ja)

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EP85307023A EP0177336B1 (en) 1984-10-03 1985-10-01 Gate array integrated device
DE8585307023T DE3586385T2 (de) 1984-10-03 1985-10-01 Integrierte gate-matrixstruktur.
KR858507267A KR900005150B1 (en) 1984-10-03 1985-10-02 Gate array integrated circuit device
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