JPS6324653A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPS6324653A
JPS6324653A JP61168548A JP16854886A JPS6324653A JP S6324653 A JPS6324653 A JP S6324653A JP 61168548 A JP61168548 A JP 61168548A JP 16854886 A JP16854886 A JP 16854886A JP S6324653 A JPS6324653 A JP S6324653A
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semiconductor integrated
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integrated circuit
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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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は半導体集積回路に係シ,内部論理回路と出力バ
ッファ回路と電源配線とを所定の関係にしたがって接続
してなる半導体集積回路に関する。
(従来の技術) 半導体集積回路、たとえばスタティック型ランダムアク
セスメモリ( SRAM )は出力!>Elピット構成
のものと多ピット(4ピット,8ピット,9ピツトなど
)構成のものとがある。出力が1ビツト構成のものは、
出力バッファ回路に電源から供給される電流の時間変化
値d1/dtはそれほど大きくない。しかし、出力が多
ぎット構成のものは、多ピットに対応する多数(たとえ
ば9個)の出力8177回路をほぼ同時に駆動するので
、充電電流あるいは放電電流のdi/dtが大きくなる
。このため、半導体チップに電流を供給するチップ内の
電源配線の寄生リアクタンス成分によって大きな・−ル
ス状の雑音信号が発生し、この電源配線に接続されてい
るチップ入力回路等が誤動作するおそれがあった。即ち
、従来の半導体チップにおいては、第5図に示すように
vDD電源端子5ノおよびvs11電源端子52からの
vDD電源WiA53およびVall電源54の中間部
および終端部に入力回路用の内部論理回路55およびそ
の他の回路用の内部論理回路56が接続されているもの
と見做すことができ、さらに上記中間部から出力バック
7回路57、〜57nKvDD電源線58.〜58nお
よびvas電源線59.〜5八が配線されている。ここ
で、上記各電源線の寄生リアクタンス成分を図示の如<
 L5!1〜L59nで表わすものとすれば、出力バッ
ファ回路57.〜5711のdi/dtによってインダ
クタンス成分L58.〜L59nに大きな雑音信号が誘
起されると、電源線53.54に大きな雑音信号が重畳
して内部論理回路55の誤動作を引き起す原因となる。
上記したように発生する雑音信号のレベルを抑えるため
、従来は、出力バッファ回路のMOS )ランノスタの
大きさを小さくすることによって急激な電流変化を制限
したシ、多ピット用の出力バッファ回路の全てを同時に
充放電させないように各出力バッファ回路が順次動作す
るように遅延させて急激な電流変化が発生しないように
していた。
しかし、出力バッファ用トランソスタを小さくすること
は、その負荷容量の充放電が遅くなるので回路動作の高
速化の上で支障がある。また、複数の出力バッファ回路
を時間差をつけて動作させることは、時間差をつけた時
間だけ信号出力動作が遅れることになフ、SRAMの場
合にはアクセスタイムが遅くなることになる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記したように出力バッファ回路の充放電に
伴なう電源線の雑音信号のレベルを抑えようとすると出
力バッファ回路の動作速度が低下するという問題を解決
すべくなされたもので。
出力バッファ回路の高速性を維持し、かつ上記電源線の
雑音信号のレベルを抑えることができ、高速SRAM等
に適用して有効な半導体集積回路を提供することを目的
とする。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明の半導体集積回路は、半導体集積回路チップの電
源端子から内部論理回路に電源線を配線し、この電源線
を延長して出カッ4ツ7ア回路へ配線してなることを特
徴とするものである。
(作用) 内部論理回路の大きな実効容量が電源端子と出力バッフ
ァ回路との間に付加されたことになシ。
電源線と出力バッファ回路との間で大きな電流変化が生
じても前記実効容量によシ吸収されるので、チップの電
源端子には少ない電流変化しか生じなくなり、電源線に
乗る雑音信号のレベルは抑えられ、高速の出力8177
回路の使用が可能になる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図(&)は半導体集積回路チツf1上のvDD電源
端子(・ザッド)2.vs、電源端子(・ぐラド)3、
vDD電源電源線4ェvo電源線5びたとえば8ビツト
出力用の8個の出力8177回路61〜68の配置関係
の一例を示しており、上記電源線4゜5はそれぞれ金属
配線(通常はAt配線)からなる。
上記チッf1上の回路はたとえば第1図(b)に示す等
価回路図のように構成されており、電源端子2゜3から
入力回路用の内部論理回路11を経てその他の論理回路
用(但し、出力バッファ回路は含まない)の内部論理回
路12に電源線4.5が配線され、この電源線4,5が
さらに延長された延長電源線13.14が出力バッファ
回路61〜68へ配線されている。上記出力パツファ回
路61〜6、は内部論理回路12の出力信号をチップ外
部へ出力するためのものであり、それぞれvDD電源側
の延長電源PJA13とv0電源側の延長電源線14と
の間にたとえばyIDS型の出力トランジスタが2個直
列に接続されて匹る。また、図中、L41〜L14は前
記各電源線の寄生インダクタンスを示しておシsC1お
よびC!は内部論理回路11゜12の冥効容量を示して
いる。この場合、内部論理回路11.12のうち、一方
の内部論理回路12にチップ上の論理回路の大部分が含
まれておシ、たとえば32 kX8ビットのSRAMに
おいてはC1が数千PFであり、CIは10・・・10
0FF’である。また、上記内部論理回路12から電源
端子2#3側を見た電源線4.5の寄生インダクタンス
(L41+L4□)、(L5.+ L5□)が、上記内
部論理回路12から出力バッファ回路61〜68側を見
た延長電源線13,14の寄生インダクタンスL13m
L14に比べて十分に大きくなるように、即ち(L41
 +L4□)>L、、、 (L、 +L5□)>Li2
となるように配線する仁とが望ましい。
上記構成の半導体集積回路においては、内部論理回路1
2の出力信号により複数個の出力バッフ7回路61〜6
sが同時に充電あるいは放電するよりに駆動された場合
、延長電源線13.14の電流変化di/dtが大きく
発生したとしても内部論理回路12の実効容量C2によ
シ上記電流変化を吸収するので、内部論理回路12と電
源端子2゜3との間の電源m4e5における電流変化が
抑えられ、この電源線4,5および電源端子2.3に発
生する雑音信号のレベルが抑えられる。したがって、上
記電源II4,5に接続されている入力回路用の内部論
理回路11の誤動作が生じることはなく、上記半導体集
積回路と同一電源゛を使用する他の回路に電源変動によ
る誤動作が生じるおそれが少なくなる。′1走、上記半
導体集積回路において、電源線の寄生インダクタンスは
内部論理回路12から電源端子2,3までの間の値が内
部論理回路12から出力バッファ回路61〜68までの
間の値よシも大きいので、内部論理回路12から出力バ
ッファ回路61〜6.までの間の延長電源線13.14
の寄生インダクタンスIJIS w Li14 に生じ
た雑音信号は実効容量C意に十分に吸収され、電源端子
2.3に殆んど現われることはない。
ここで、本実施例の半導体集積回路における出力2フフ
ァ回路6五〜5$の各出力が“12レベルから′″0”
レベルに変化したときに電流が流れ込む側のv、s電源
端子における電圧変化の様子の一例を第2図中に実線で
示している。同様に、従来例における電圧変化の様子を
第2図中に点線で示してお)、本実施例によれば電源雑
音信号のレベルが従来例の約173に減少している。ま
た、出力バッフ7回路61〜6・の各出力が″(Oaレ
ベルから′1”レベル(変化したときに電流が流れ出す
側のvDD電源端子における電圧変化の様子の一例につ
いて、第3図中に本実施例の場合(実WJ)と従来例の
場合(点線)とを示しておシ、やは〕本本実例によれば
電源雑音信号のレベルが従来例の約173に減少してい
る。
なお、上記実施例dパ各電源線として−J−の金属配線
を用いた場合を示し九が、二j−金属配線を用する場合
について第4図を参照して説明する。即ち、第4図に示
す半導体集積回路チップ1′にお込で、vDD電源端子
2およびvsJl電源端子3から内部論理回路(第1図
(b)の12に相当する)までは実線で示すように第1
層目の金属配線による電源配線41.51を行なりてお
り、上記内部論理回路から出力2フク7回路61〜6畠
までは点線で示すように第2層目の金属配線による電源
配線13/。
14′を行なっている。上記チッf 1’上の回路も、
前記第1図(b)を参照して前述した等価回路図と同様
に構成されている。したがって、上記実施例の半導体集
積回路においても、前記実施例とr!fJ様な効果が得
られる。
[発明の効果コ 上述したように本発明の半導体集積回路によれば、出力
2227回路の充放[K伴なう電流変化により生じるテ
ッグ内電源線に生じる雑音信号を内部論理回路の実効容
量により吸収して雑音レベルを抑えるようにチップ内回
路と電源配線との配置関係を設定したものである。した
がって、出カバッファ回路自体で雑音発生レベルを抑え
るためにその回路動作速度を犠牲にする必要がなくなシ
、高速の出力パラフッ回路を使用することが可能となシ
、高速の半導体集積回路を実現できるようになり、高速
SRAM等に適用して特に効果的である。また、前記雑
音信号をチップ内部回路で吸収することによってチップ
電源端子の雑音信号レベルを抑えることができるので、
この半導体集積回路と同一電源を使用する他の回路素子
に及ぼす悪影響が少なくなり、この半導体集積回路を装
着するが−ド上の電源ラインに従来は接続を必要として
いた雑音吸収用の大容量部品を省略することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(1は本発明の半導体集積回路の一実施
例を示すもので、同図(&)はチップ上の電源配線と出
力パラフッ回路との配置関係を示す図、同図(b)は同
図(a)のチップ上の回路の等価回路図、第2図および
第3図は第1図(b)の回路における出力パラフッ回路
の出力変化時におけるv88電源端子、v0電源端子の
電圧変化の様子を示す図、第4図は本発明の他の実施例
における半導体集積回路チップ上の電源配線と出力パラ
フッ回路との配置関係を示す図、第5図は従来の半導体
集積回路の等価回路図である。 1.1′・・・半導体集積回路チップ、2・・・vDD
電源端子(パッド)、3・−V□電源端子(パッド)。 4 、4’ 、 5 、5’・・・電源線、61〜68
・・・出力バッファ回路、11 、12−・・内部論理
回路、13゜13’、14.14’・・・延長電源線、
L4.、L4□”511L5□、L13”14・・・寄
生インダクタンス。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦(a) (b) 第1図 □晴間 第2図 7Il紡 @3図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内部論理回路の出力信号を外部に出力するための
    出力バッファ回路を有する半導体集積回路において、半
    導体集積回路チップ上の電源端子から前記内部論理回路
    に電源線を配線し、この電源線を延長して前記出力バッ
    ファ回路まで配線してなることを特徴とする半導体集積
    回路。
  2. (2)前記出力バッファ回路は同時に駆動される複数個
    の出力バッファ回路を有することを特徴とする前記特許
    請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。
  3. (3)前記電源線およびその延長部分の電源線は同一配
    線層に形成された金属配線であることを特徴とする前記
    特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路。
  4. (4)前記電源線およびその延長部分の電源線は二層金
    属配線の相異なる一方の層に形成されてなることを特徴
    とする前記特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路
  5. (5)前記内部論理回路から電源端子までの電源線の寄
    生インダクタンスが、内部論理回路から出力バッファ回
    路までの延長部分の電源線の寄生インダクタンスより大
    きいことを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の
    半導体集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005086050A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Nec Yamagata Ltd 半導体集積回路
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