JPS61198758A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路の製造方法

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JPS61198758A
JPS61198758A JP60039247A JP3924785A JPS61198758A JP S61198758 A JPS61198758 A JP S61198758A JP 60039247 A JP60039247 A JP 60039247A JP 3924785 A JP3924785 A JP 3924785A JP S61198758 A JPS61198758 A JP S61198758A
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JP
Japan
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lsi
wiring
logic
signal output
logic lsi
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JP60039247A
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English (en)
Inventor
Yasuo Igawa
井川 康夫
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、チップの機能がプログラマブルな半導体集積
回路を基本としてその複製集積回路を製造する方法に関
する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、半導体集積回路に対する少量多品種の要求に伴い
、次のようなLSIが出現している。
(1)標準セル方式 LSI内に使用される回路ブロックを予め計算機に登録
しておき、計算機の自動処理により、これらの回路ブロ
ックを配置・配線して所望の最終製品を得る。
(2)ゲートアレイ方式 論理ゲートを構成する基本回路を予め基板上にアレイ状
に配置形成しておき、この上に標準セル方式と同様に自
動配線により配線パターンを決定して所望のLSIを得
る。
これらは完全手設計のLSIに比べると開発期間が短い
という利点を有する。しかしこれらの方式でも、リソグ
ラフィー技術を用いた製造工程が必要であり、設計完了
からLSI完成まで数週間ないし数カ月かかるという問
題がある。
これに対して本出願人は先に、チップの機能を完全にフ
ィールド・プログラマブルとしたLSI方式を提案して
いる(特願昭58−157718号)。その基本構成は
第2図に示す通りである。
図において、一つ以上の論理機能素子により構成された
回路ブロック211,212.・・・、21Nは予め専
用ICの手法により配線工程を終了した状態で基板に作
り込まれる。この回路ブロック領域21に隣接して配線
領域が設けられ、ここに互いに交差する信号入力用配線
群24と信号出力用配線群23が配設される。各信号入
力用配線24はそのままそれぞれ回路ブロックの信号入
力端子に接続される。各信号出力用配線23はT7路を
なす分岐配線によりそれぞれ回路ブロックの信号出力端
子に接続される。そしてこの配線領域の信号出力用配線
群23と信号入力用配線群24の各交差部には、信号出
力用配線と信号入力用配線を接続づ゛るための電気的に
ON、OFF状態を書込むことのできるスイッチ素子2
2が設けられている。スイッチ素子22は例えば、E2
 PROMや1ビツトメモリを備えたMOSFET等で
ある。
この方式によれば、チップの機能がフィールド・プログ
ラマブルであるため、ユーザーは自分の手で電気的に論
理機能を書込むことにより、高い論理機能を備えた所望
のLSIを著しく速く手にすることができる。しかも、
ある定まった論理機能を有する回路ブロックの入力信号
と出力信号を接続するという形式でLSIの設計を行な
うことができ、ボード上での論理設計に慣れた設計者に
とっても理解しやすい。
ところでこの方式では、フィールドでユーザーが何度も
結線関係を変更したいという要求を満たすためには前述
のように、スイッチ素子としてE2 PROMのような
技術的に製造が難しく高価な素子を使うことが必要であ
る。この結果LSIチップは高価なものとなる。一方ユ
ーザーとしては、所望の論理LSIを構築した後、同じ
論理機能をもつ論理LSIチップを大量に確保したい場
合がある。これは、論理設計時に用いたのと同じプログ
ラマブルなLSIチップを用いてスイッチ素子の結線状
態を同じように設定することにより可能である。しかし
前述のように、このプログラマブルなLSIチップは高
価なスイッチ素子を大量に使用しているため、数多くの
同一チップを得るにはコストがかかりすぎる。
〔発明の目的〕
本発明は上記した点に鑑み、プログラマブルLSIの結
線状態が確定した後、その論理LSIと同−論理LSI
チップを大量に複製するに際して低コスト化を図った半
導体集積回路の製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、前)ホしたスイッチ・マトリクスによりチッ
プの機能をプログラマブルとしたLSIにより基本論理
LSIを構築した後、この基本論理LSIのON状態の
スイッチ素子位置情報を用いてその位置にスルーホール
を形成するためのマスクを作製し、このマスクを用いて
、スイッチ素子形成工程を省略して他の部分のレイアウ
ト及び工程を基本論理LSIと同じとして基本論理LS
Iと同じ論理機能の論理LSIを複製するようにしたこ
とを特徴とする。
〔発明の効果〕
本発明によれば、プログラマブルLSIを用いて実現さ
れた論理機能をもつLSIを、大量に且つ安価に複製す
ることができる。換言すれば本発明の方法によると、論
理LSIを量産する場合に、前述したスイッチ・マトリ
クスを用いたプログラマブルLSIを日産用論理LSI
実現のための設計手段として利用して、スイッチ素子の
結線関係を何度も変更して所望の論理機能を実現し、量
産される論理LSIはスイッチ・マトリクスを含まない
安価なものとすることができ、また複雑なスイッチ素子
を用いない分だけ信頼性の高い論理LSI@得ることが
できる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
先ず、基本論理LSIを構築するプログラマブルLSI
のレイアウトを第2図を用いて説明する。
図に示すように81ウエーへの一辺に複数の回路ブロッ
ク211,212.・・・、21Nが作り込まれて回路
ブロック領域21が形成されている。各回路ブロックは
、4インプツトNANDゲートなど、論理機能素子の一
つ以上により構成されている。この論理機能素子は例え
ば0MO8構成であり、専用IC即ち標準セル方式にお
ける手書きの標準セルあるいは配線済みのゲートアレイ
である。
複雑な論理機能素子は標準セル方式により種々の標準セ
ルを相互配線で組合わせて形成してもよい・具体的な回
路ブロック領域の構成例は次の通りである。
(1)4インプツトNANDゲートを2つもつブロック
           ・・・・・・15個(2)2イ
ンプツトNANDゲートを4つもつブロック     
     ・・・・・・14個(3)8インプツトNA
NDゲートを1つもつブロック           
 ・・・・・・1個(4)4つのインバータをもつブロ
ック・・・・・・100個 (5)8ビツトレジスタのブロック ・・・・・・19
個(6)2つのDタイプフリップ70ツブをもつブロッ
ク           ・・・・・・19個(7)4
インプツトのANDゲートを2つもつブロック    
       ・・・・・・17個(8)2対1データ
・セレクタを4つもつブロック           
              ・・・・・・ 13個(
9)4ビツト・バイナリカウンタを2つもつブロック 
          ・・・・・・11個(10)2−
4ラインデコーダを2つもつブロック・・・・・・7個 (11)3−8ラインデコーダをもつブロック・・・・
・・3゛個 <12>4−1セレクタを2つもつブロック・・・・・
・5個 (13)8−1セレクタをもつブロック ・・・・・・
4個(14)8ビット直列入カー並列出力シフトレジス
タをもつブロック       ・・・・・・3個(1
5)8ビット並列入カー直列出力シフトレジスタをもつ
ブロック       ・・・・・・3個(16)8ビ
ット直列入カー直列出力シフトレジスタをもつブロック
       ・・・・・・2個(17)単安定マルチ
バイブレータを2つもつブロック          
  00160.4個(18) 2インプツトORゲー
トを4つもつブロック               
             ・・・・・・4 個(19
) 2インプツトNORゲートを4つもつブロック  
          ・・・・・・3個(20)AND
−ORインバータを2つもつブロック        
                    ・・・・・
・3個(21)64ピットRAMのブロック  ・・・
・・・3個(22)2インブy トEXcLLJs I
VE−OR’F’−トを4つもつブロック    ・・
・・・・2個(23) 4ビツト・コンパレータのブロ
ック・・・・・・3個 (24)J−にフリップフロップを2つもつブロック 
                         
  ・・・・・・4個(25)9ビツトの偶/奇パリテ
ィ・ジェネレータ/チェッカのブロック     ・・
・・・・3個(26) 4ビツト・バイナリ全加算器の
ブロック・・・・・・2個 (27) 2インプツト・マルチプレクサを4つもつブ
ロック          ・・・・・・5個(28)
S−Rラッチを4つもつブロック・・・・・・2個(2
9)ALUのブロック       ・・・・・・1個
(30)8ビツト・アドレサブルラッチのブロック・・
・・・・1個 (31)ルックアヘッド・キャリージェネレータのブロ
ック            ・・・・・・1個以上、
274個のMSIからなる回路ブロックが回路ブロック
領域21に形成されて、一種のチップからあらゆる機能
のLSIを作ることができるようにされている。各回路
ブロックの平均入力数は8、出力数は4である。論理機
能素子の入力部、出力部は回路ブロックの入力部、出力
部をなしている訳であるが、その出力部にはそれぞれ出
力バッファが設けられている(図示しない)。そして出
力部は1字路をなすように信号出力用配線23に固定的
に接続され、入力部はこの出力用配線23と交差する信
号入力用配線24にそれぞれ接続されている。信号出力
用配線23と信号入力用配線24の各交差部にはそれぞ
れスイッチ素子22が設けられている。このスイッチ素
子22は外部からの制御によりON、OFFできるもの
で、これにより信号出力用配線23と信号入力用配線2
4の接続を行ない得るようになっている。即ち入出力部
の結線は基本的に1スイツチで済み、1つの電流パスに
伴う等電位配線長は第2図から明らかなように、配線領
域の辺の長さをりとしたとき、平均2.52になる。
このプログラマブルしSIを用いて、所望の論理機能を
もつ論理LSIを構築することができる。
こうして得られた論理LSIを基本論理LSIと呼ぶ。
本発明ではこの基本論理LSIと同じ論理機能をもつ論
理LSIを、スイッチ・マトリクスを用いることなく複
製する。すなわち、複製される論理LSIは、基本論理
LSIのON状態のスイッチ素子部分ではスルーホール
を介して信号入力用配線と信号出力用配線が直接接続さ
れるようにし、それ以外のレイアウトや製造工程は基本
論理LSIのそれと同じとする。
このようにして複製される論理LSIのレイアウトを第
1図に示す。111,112.・・・。
11Nは回路ブロックであり、その構成及びレイアウト
は第2図の基本論理LSIと同じである。
第2層配線である信号出力用配線12は黒丸で示すスル
ーホール13の部分で1字路をなし、第1層配線12−
を介して各回路ブロックに接続されている。この部分の
構成も第2図の基本論理LSIと同じである。14は第
1層配線である信号入力用配線であり、これと信号出力
用配線12の交差点の内所定箇所にスルーホール15が
形成されて、このスルーホール15を介して信号入力用
配線14と信号出力用配線12の結線が行なわれる。こ
のスルーホール15の位置が、基本論理LSIでのON
状態のスイッチ素子位置の対応する。即ち、基本論理L
SIのON状態のスイッチ素子位置情報に基づいてその
位置にスルーホールを形成するためのマスクを作製し、
これを用いて層間絶縁膜にスルーホールを形成すること
により、第1層配線である信号入力用配線14と第2層
配線である信号出力用配線12の間の結線関係を基本論
理LSIと同じにする。このような複製論理LSIは、
スイッチ・マトリクスを用いない点及び基本論理LSI
のON状態のスイッチ素子位置にスルーホールを形成す
る点を除いて、基本論理LSIの製造条件と同じ条件で
作られる。
以上のように本実施例によれば、スイッチ・マトリクス
を用いたプログラマブルLSIにより実現した基本論理
LSIと同じ機能の論理LSIを簡単に複製することが
できる。しかも複製論理LSIは高価なスイッチ・マト
リクスを用いないから、大量に複製する場合にコスト的
に極めて有利である。またスイッチ素子に比べてスルー
ホールの作り易さは格段に優れており、信頼性の高い複
製論理LSIを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による複製論理LSIのレイ
アウトを示す図、第2図はそのLSIの基になるプログ
ラマブルLSIのレイアウトを示す図である。 21 (211,212,・・・、21N)・・・回路
ブロック、22・・・スイッチ素子、23・・・信号出
力用配線、24・・・信号入力用配線、11(111゜
112、・・・、11N)・・・回路ブロック、12・
・・信号出力用配線、14・・・信号入力用配線、15
・・・スルーホール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板に作り込まれた、それ自体論理機能を有し、かつ信
    号の入力部及び信号の出力部を有する複数の回路ブロッ
    クと、この複数の回路ブロックからなる回路ブロック領
    域に隣接して前記基板上に形成された配線領域とを有し
    、前記回路ブロック領域は複数種の論理機能素子の集合
    から構成され、前記配線領域は互いに交わる信号入力用
    配線群及び信号出力用配線群から構成され、前記信号入
    力用配線群は各回路ブロックの信号入力部にそれぞれ接
    続され、前記信号出力用配線群は各回路ブロックの信号
    出力部にそれぞれ接続され、かつこれらの接続はその回
    路ブロックが隣接する前記配線領域において行われ、前
    記信号入力用配線群と前記信号出力用配線群との交差部
    にはそれぞれスイッチ素子が設けられ、このスイッチ素
    子のON、OFF状態を制御することにより各回路ブロ
    ック間の入出力関係が決定されて所望の論理回路が構築
    される基本論理LSIを用いて、この基本論理LSIの
    ON状態にあるスイッチ素子の位置情報を基にその位置
    にのみスルーホールを形成するマスクを作製し、このマ
    スクを用いて、スイッチ素子形成工程を省略して前記O
    N状態のスイッチ素子位置でスルーホールを介して信号
    入力用配線と信号出力用配線を接続する工程を設ける他
    、他の部分のレイアウトと工程を前記基本論理LSIと
    同一とする製造工程により前記基本論理LSIと同じ機
    能を有する論理LSIを複製することを特徴とする半導
    体集積回路の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5252507A (en) * 1990-03-30 1993-10-12 Tactical Fabs, Inc. Very high density wafer scale device architecture
US5315130A (en) * 1990-03-30 1994-05-24 Tactical Fabs, Inc. Very high density wafer scale device architecture
JP2010258334A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタ装置およびその製造方法

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