JPS62249450A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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Publication number
JPS62249450A
JPS62249450A JP61093614A JP9361486A JPS62249450A JP S62249450 A JPS62249450 A JP S62249450A JP 61093614 A JP61093614 A JP 61093614A JP 9361486 A JP9361486 A JP 9361486A JP S62249450 A JPS62249450 A JP S62249450A
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JP
Japan
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wiring
basic
cells
basic cells
basic cell
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Pending
Application number
JP61093614A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshimasa Usui
敏正 薄井
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS62249450A publication Critical patent/JPS62249450A/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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集権回路装置に係シ、特にMOSFE
Tによって構成されたマスタスライス方式のゲートアレ
ーに関する。
〔従来の技術〕
マスタースライス方式によるゲートアレーは、あらかじ
め共通に使用される基本セルをマトリックス状に配列し
ておき、金属配線層を各集積回路ごとに異なることによ
って所望の回路域能を有した集積回路を短期間に、しか
も少量でもあまりコストが上ることなく得られるもので
ある為、近年多く使用される様になって来た。
第9図に従来のゲートアレーのチップレイアウト図の1
例を示す。テップの中央部分に基本セルが配設され、周
辺部分に外部との信号をやりと9をする為の人出カバッ
ファ−2があり、基本セル列の間には配線領域3と呼ば
れる配線の為の空き領域がある。第10図に基本セルと
配線領域の一部を取り出した図を示す。
この配線領域3はそのチップに搭載されているゲート数
によって最適な配線チャンネル数に応じてその幅が決め
られており一般にゲート数が多くなるほど広く取られる
事が多い。
第11図に相補形MO8FET(以下CMO8と略す)
を使用した基本セルの1例を示す。第11図において、
電源配線4がポリシリゲート6とP+拡散層7とから成
るPチャンネル形MOSトランジスタ9(以下Pch 
Tr  と略す)を横切っており、GUD配線5がポリ
シリゲート6とN+拡散層8とからなるNチャンネル形
MO8)ランジスタ10(以下Nch Tr  と略す
)を横切っている。
第12図においても配線チャンネル領域3が設けである
第12図に従来のゲートアレーにおける配線の一例を示
す。第12図の例は金属2層配線を使用して配線した例
である、基本セル列1の間に配線領域、3,3′がち9
2層目の配線20が主に縦方向の配線に使用され、1層
目の配線21は主に横方の配線に使用され、基本セル上
は、機能ブロックを実現する為の配線が存在する為に、
1層目の配線は、主に配線領域3を通る事が多く、基本
セル上に機能ブロックの配線がなければ機能ブロック間
の配線に使用される場合もある。
従って配線の数によって、第12図に示すように配線領
域3のすべてを使用する場合もあれば、第12図に示す
配線領域3′の様に配線領域に空きが存在する場合もあ
る。この配線に使用されなかった空き領域は、全くムダ
な領域であシ、この領域をつめることが出来ればそれだ
けチップサイズを小さくすることが出来、コストを下げ
ることが出来る。しかしながら、同じゲート数であって
もゲートアレーの場合には実現される回路機能によって
は、非常に配線数が多い場合もあシ、そのような場合に
は配線領域が不足し配線が不可能となる為、よシ大きな
ゲートアレーを用いる場合もある。
また最近は、よシ基本セルを有効利用する為に第13図
の様に配線領域を設けずに基本セルを配列するゲートア
レーも開発されて来た。第13図に示す様なゲートアレ
ーにおいては機能プロ、り間の配線は未使用の基本セル
及び配置された機能ブロック上の空いている領域を使用
して行なわれる為配線の数が多くなると使用するゲート
数を下げなければならない。また、一般的に数千ゲート
程度のゲートアレーにおいては、配線領域の幅より基本
セル列の幅の方が大きいので第13図の様なゲートアレ
ーにおいて、基本セル列を交互に使用し第12図に示す
様な配線を行なったとすれば第12図の配線領域の方が
小さい分、チップサイズは小さくする事が出来る。
すなわち配線数が多くなり、セルの使用率が下った場合
には第12図に示す様なレイアウトの方が有利である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、従来のゲートアレーにおいてはより広
い配線領域を取シ配線性を向上させるとチップサイズが
犬きくなシ、配線領域を狭くしチップサイズを小さくす
ると基本セルを有効利用することが出来ないという欠点
がある。
すなわち、ゲート数によ、って必要とされる配線領域の
幅を見込みで設定しているため、実現する回路機能によ
っては、配線領域が余ったシネ足するという欠点がある
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、大きさの異なる基本セルを2種類有し、その
各々の基本セルを横方向は同じ櫨類のセルが並べられ縦
方向には異なった種類の基本セルが交互に並ぶ様に配列
することによって、基本セルの有効利用と同時に高い配
線性を得るものである。
本発明の半導体集積回路装置は、第14電型のMOS)
ランジスタと第24電型のMOSトランジスタよシなる
複数の基本セルをマトリックス状に配列してなるマスタ
ースライス方式の半導体果積回路装置において、基本セ
ルがそれぞれゲート電極の長さの異なる第1の基本セル
と第2の基本セルとからなり、横方向には同一セルが並
べられ縦方向には第1および第2の基本セルが又互に並
べられたことを特徴とする。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例でめる。基本セル1と基本セ
ル1′はセルの横方向の長さは同じであるが、縦方向の
長さは基本セル1の方が大きく、また、セル列間に配線
領域は設けられていない。
第2図は第1図の基本セルの配列の一部分だけ取シ出し
たものである。電源上[4がポリシリゲート6とP+拡
散領域7とからなるPch Tr9を横切っており、G
ND配線5がポリシリゲート6とN+拡散層8とからな
るNch Trを横切っている基本セル1はPch T
r9とNchTrlOとによって構成され、基本セル1
′は電源上#!4が横切らないPcki Tr9’とG
ND配線5が横切らないNch’l[’r10’とによ
って構成されている。すなわち、基本セル1ではPch
 Tr 9が第2図の上側におるのに対して基本セル1
′においてはPchTr9’が下側にある。基本セル1
はほぼ従来の基本セルと同じ大きさにしておき基本セル
1′は、従来配線領域として設けられていた領域よりも
多少小さくなる程度の大きさにしておく。
そして、回路機能を実現する為に配置配線処理を行なう
際に、その回路の配線が多くなければ、第3図に示す様
に基本セル1上に機能プロ、りを配置し、基本セル1′
上を配線領域として使用し、逆に配線の数が多くて基本
セル1′上だけでは配線することが出来ない場合には、
第4図に示す様に基本セル1′に機能ブロックを配置し
、基本セル1上を配線領域として使用する。
第3図及び第4図において、基本セル1,1′の他は第
13図と同等のものは同一記号で示しである。第3図の
様に従来と同じ大きさの基本セルを使用しているならば
出来上った回路のスピードは全く同じであるが、第4図
の様に、配線が多い為従来より小さい基本セルを使用し
、配置配線を行なった場合、出来上った回路のスピード
は従来よシも若干落ちることが予想される。しかしなが
らあまシ高速性を要求し危い様な回路であれば、実用上
特に問題とはならない、それよシも従来であれば配線性
が悪い為によシ大きなチップサイズのゲートアレーを使
用して実現していたものがよシ小さいチップサイズで実
現出来る為、大幅なコストダウンが可能となる。
また、0MO8の欠点として、信号の伝搬時間(以下t
pdと略す)の負荷依存性が悪いことがよく知られてい
る。この欠点を改善する為には、MOS)ランジスタの
幅(W)を大きくすればよいがWを大きくする為には、
基本セルを太きくしなけれはならず、チップが大きくな
ってしまう為現実的にはある程度以上の改善は難かしい
従って現在はより多くの負荷をドライブする様な信号線
には、第5図及び第6図に示す様にMO8トランジスタ
を2ヶ以上並列にしたバッファブロックが使用されてい
る。
第5図はバッファブロックのレイアウトの1例であり、
第6図はその等価回路である。第5図において・は砿散
層または、ポリシリゲートと配線との接続すなわちコン
タクトホール11を示している。従って、Pch  T
rのゲートポリシリとNchTrのゲートポリシリはす
べて共通接続され、PchTrの中央のソース、ドレイ
ン領域と、NchTrの中央のソース、ドレイン領域は
互いに接続され、Pch Trの両側のソース、ドレイ
ン領域は電源配線と接続されておりNchTrの両側の
ソース、ドレイン領域も()NL)配線と接続され0M
08回路におけるインバータを構成している。
今、第5図に示すバッファブロックよシ大きな負荷ドラ
イブ能力を得ようとした時には、本発明の様に基本セル
を配列しておけば、よシ大きい負荷ドライブ能力を得た
い場合のみその基本セルの上下方向に余っている別な種
類の基本セルを使用して並列接続して負荷ドライブ能力
を向上させることが出来る。
第7図にそのレイアウトの一例を、WJs図にその等価
回路を示す。第7図において・はコンタクト、口は1層
配線と2層配線を接続するスルーホールであシ実線は2
層配線を、破線は1層配線を表わしている。従って第7
図のレイアウトの例は第5図のレイアウト例に、未使用
であった上下方向のPch Tr9’とNch Tr 
IQ’とを並列に接続し、より負荷駆動能力を上げたも
のである。
また、複数の基本セルを使用して機能ブロックを設計す
る場合でも大きい基本セルと小さな基本セルを適当に組
み合せることによって、よシ小さな面積で機能プロ、り
を実現することも出来る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、大きさの異なる2種類の
基本セルを用い、その各々の基本セルを横方向は同じ種
類を並べ、縦方向は2種類の基本セルを交互に並べるこ
とによシ、よシ小さなチ。
プ面槓でよシ配線性が高く、かつ配線の自由度の高い半
導体集積回路装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の基本セルの配列の概略図、
第2図は第1図の基本セルの一部分のレイアウト図、第
3図、第4図は本発明の一実施例における配線の例を示
すレイアウト図、第5図は本発明の一実施例におけるバ
ッファブロックのレイアウト図、第6図は第5図の等価
回路図、第7図は本発明の一実施例における他のバッフ
ァブロックのレイアウト図、第8図は第7図の等価回路
図、第9図は従来のゲートアレーの概略図、第10図は
第9図の一部分のレイアウト図、第11図は従来の基本
セルの配列の一例を示すレイアウト図、第12図は従来
の配線の例を示すレイアウト図、第13図は従来の基本
セルの配列の他の例を示すレイアウト図である。 1.1′・・・・・・基本セル、2・・・・・・入出力
用セル、3・・・・・・配線領域、4,4′・・・・・
・電源配線及び電源への接続、5,5′・・・・・・G
ND配線、及びGNDへの接続、6・・・・・・ポリシ
リゲート、7,7′・・・・−・P+拡散領域、8,8
′・・・・・・N 拡散領域、9,9′・・・・・・P
チャンネルMOSトランジスタ、10.10’・・・・
・・NチャンネルMO8)ランジスタ、11・・・・・
・コンタクトホール、12・・・・・・スルーホール、
20・・・・・・第2層配線、21・・・・・・第1層
配線、22・・・・・・端子、23・・・・・・スルー
ホール。 ゝ・、−二゛′ 業 I ダ 茅 3T5!J 第 + 図 募7図      第8図 多f9c $ lθ ヅ 芋l1図 華 /2 図 茅 13  fff

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型のMOSトランジスタと第2導電型の
    MOSトランジスタよりなる複数の基本セルをマトリツ
    クス状に配列してなるマスタースライス方式の半導体集
    積回路装置において、前記基本セルが、それぞれゲート
    電極の長さの異なる第1の基本セルと第2の基本セルと
    からなり、横方向には同一のセルが並べられ縦方向には
    第1および第2の基本セルが交互に並べられた事を特徴
    とする半導体集積回路装置。
  2. (2)前記第1の基本セルと第2の基本セルとは第一導
    電型のMOSトランジスタと第2導電型のMOSトラン
    ジスタとの配置が互いに逆である事を特徴とする特許請
    求の範囲記載の第1項記載の半導体集積回路装置。
JP61093614A 1986-04-22 1986-04-22 半導体集積回路装置 Pending JPS62249450A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61093614A JPS62249450A (ja) 1986-04-22 1986-04-22 半導体集積回路装置

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JP61093614A JPS62249450A (ja) 1986-04-22 1986-04-22 半導体集積回路装置

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JPS62249450A true JPS62249450A (ja) 1987-10-30

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ID=14087205

Family Applications (1)

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JP61093614A Pending JPS62249450A (ja) 1986-04-22 1986-04-22 半導体集積回路装置

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JP (1) JPS62249450A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639132A (ja) * 1986-06-30 1988-01-14 Toshiba Corp マスタ−スライス型半導体集積回路装置
WO1993010561A1 (en) * 1991-11-18 1993-05-27 Vlsi Technology, Inc. Gate array bases with flexible routing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639132A (ja) * 1986-06-30 1988-01-14 Toshiba Corp マスタ−スライス型半導体集積回路装置
WO1993010561A1 (en) * 1991-11-18 1993-05-27 Vlsi Technology, Inc. Gate array bases with flexible routing

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