JPS6337633A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS6337633A
JPS6337633A JP61181303A JP18130386A JPS6337633A JP S6337633 A JPS6337633 A JP S6337633A JP 61181303 A JP61181303 A JP 61181303A JP 18130386 A JP18130386 A JP 18130386A JP S6337633 A JPS6337633 A JP S6337633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type mos
transistor
mos transistors
drain
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP61181303A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Nakazato
浩 中里
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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 JPS6337633A publication Critical patent/JPS6337633A/ja
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  • 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〕 本発明は半導体集積回路装置に関し、特にマスタースラ
イス方式によるMOSトランジスタ大規模集積回路に関
する。
〔従来の技術〕
従来、この種のマスタースライス方式の半導体集積回路
装置の基本構成素子(以下基本セルと呼ぶ)は第11図
の不純物導入領域とゲート電極のパターン図が示すよう
に、ソース領域あるいはドレイ/領域を共有した領域4
と多結晶シリコンから出来ているゲート電極1を有する
2個のp型MOSトランジスタと、同様にソース領域あ
るいはドレイン領域を共有した領域7とゲート電極2を
有する2個のn型MOSトランジスタが構成され、各々
のトランジスタを導電層にて配線することによりインバ
ータやNAND 、NOHなどの相補型論理ゲートある
いはクリップ70ツクなどの順序回路を実現していた。
図中、p型MO8)7ンジスタのゲート電極の幅と長さ
とそれぞれWp。
Lp、n型MOSトランジスタのそれらをそれぞれWn
、Lnである。WpzWn、LpzLnO時の論理ゲー
トのしきい値電圧は、p型MOSトランジスタの移動度
がn型MOSトランジスタに比べて約172と小さく、
従ってp型MOSトランジスタのチャネル抵抗がn型M
OSトランジスタの約2倍となるため、電源電圧VDD
の1/2よシ低くなる。さらに論理ゲートのスイッチン
グ時の出力の立ち上がり波形の方が立ち下がりよ)大き
くなり、論理ゲー)1−組み合せである回路を実現した
時に遅延時間を悪化させる。立ち上が9と立ち下がシの
波形のなまシ方の違いは同期式論理回路のタイミング問
題にも影響し、特にクロック系のスキニーが大きくなる
原因となる。
上述した各種特性を改善する方法は、p型MOSトラン
ジスタのゲート幅Wpt−n現MOSトランジスタのゲ
ート幅Wnに比較して大きくシ、チャネル抵抗の差を小
さくすることである。しかし、この方法はp型MOSト
ランジスタの長大化につながh、p型、n型のそれぞれ
のMOSトランジスタ上の配線性にアンバランスが生ず
る。と同時に、基本セルの高さく第11図のAA’間の
長さ)が犬きくな)、集積度が落ちるという欠点がある
〔問題点を解決するための手段〕 本発明のマスタースライス方式の半導体集積回路装置は
、その基本セルが、ソース領域あるいはドレイン領域を
共有する2個のp型MOSトランジスタと、1個のn型
MOSトランジスタとを有し、先の2個のp型MOSト
ランジスタの各々のゲート電極と1個のn型MOSトラ
ンジスタのゲート電極とが共通の導電層にて構成されて
いる。
〔発明の従来技術に対する相違点〕
上述した従来のマスタースライス方式の半導体集積回路
装置で使われている基本セルの分割された2個のp型M
OSトランジスタと2個のn[MOSトランジスタに対
し、本発明は共通導電層にて接続されたゲート電極をも
つ2個のp型MOSトランジスタを1個のn型MOSト
ランジスタとによシ基本セルが構成されているという独
創的内容を有する。
〔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を示す基本セルのトランジス
タ回路図である。p型MO8)ランラスタ2個Qs、Q
zとn型MOS)ランジス21個Q3とから構成されて
いる。Ql、Qzはソースあるいはドレインを共有して
いる。第2図は、第1図に示した回路構成を実現する不
純物導入領域とゲート電極のパターン図である。図中、
1は多結晶シリコンから成るゲート電極、IA、IBお
よびICは端子取シ出し口である。3,4.5はp+拡
散領域、6,7はn+拡散領域、9はn拡散領域である
。但し、p型MO3トランジスタの実際のゲート幅は、
多結晶シリコンのゲート電極が曲がっているため、25
μmよシ苔干大きくなる。
第4図は、第3図に示した相補WMOSインバータのト
ランジスタ回路を実現したパターン図である。図中、X
印は低抵抗のオーミックコンタクト部を示し、X即問を
接続している実線は全て第1層アルミ配線である。電源
電圧VDDの供給線及び接地電位Vssの供給勝は、第
1層アルミ配線上の絶縁層(例えばシんシリケートガラ
ス、PSG)を介した第2層アルミである。第6図は、
第5図に示した相補型It、1082人力NANL)の
トランジスタ回路を実現したパターン図である。ここで
注目すべきことは、2個のp型MOSトランジスタを並
列に接続していることである。これにより基本セルの高
さを変えることなくp型MOSトランジスタのゲート幅
を単体のトランジスタのそれのほぼ2倍にできる。チャ
ネル抵抗はほぼ1/2に、論理しきい値はVDD/2に
近づくため、出力波形の立ち上がシ時間と立ち下がシ時
間とがほぼ等しくなる。さらに、ソースあるいはドレイ
ンを共通にしているため、出力端子01につながるp 
拡散領域の寄生容量は、同じゲート幅を実現した時に比
べて約半分になシ、遅延時間を小さくできる。
ゲート電極は多結晶シリコンのため、そのシート抵抗が
約40Ω/口(膜厚4oooXの時)と高い。
従って、p型MOSトランジスタのゲート電極を半分に
分けて2個のトランジスタにする方法は、ゲート抵抗の
減少につながる。
第7図は本発明の実施例2のトランジスタ回路図である
。ソースあるいはドレインを共通にした2個のp型MO
SトランジスタQl、Q2と1個のn型MOSトランジ
スタQ3およびQ3のソースあるいはドレインを共通に
した1個のn屋MOSトランジスタQ4と2個のp型M
OSトランジスタQs、Qaから構成されている。
第8図は、第7図の不純物導入領域とゲート電極のパタ
ーン図を示している。図中、1.2はそれぞれ2個のp
型MOSトランジスタと1個のn型MOSトランジスタ
の多結晶シリコンゲート電極であり、IA、IB 、I
C,2A、2B 、2Cは端子取り出し口、3,4.5
はp 拡散領域、6゜7.8はn 拡散領域、9はn拡
散領域である。
第9図は、第3図のインバータ回路を第8図の基本セル
を利用して実現したパターン図である。第10図は同様
に、第5図の2人力NAND回路を実現したパターン図
である。
この実施例では、ソースあるいはドレインを共通にした
n型MOSトランジスタがあるため、2人力NANDを
実現した時の縦積みのn屋MOsトランジスタをアルミ
配線で接続する必要がないため、余分のn+拡散領域と
配線とによる寄生容量が小さいという利点がある。また
、p型MOSトランジスタが接地電位Vssの配線に対
して、対称に存在するため、論理ゲートft構成する時
に配線の自由度が広がり、マスタースライス方式の半導
体集積回路において重要な配線性が改善される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、マスタースライス方式の
半導体集積回路装置の基本セルを、ゲート電極が共通の
導電層をもつソースあるいはドレインを共有した2個の
piMO3トランジスタと1個のn型MOSトランジス
タとによシ構成することによシ、論理ゲートのしきい値
をVDD/2に近づけ、出力波形の立ち上がり時間と立
ち下が9時間と金等しくシ、伝搬遅延時間を小さくでき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す基本セルのトランジス
タ回路図、第2図は第1図の不純物領域とゲート電極の
パターン図、第3図はインバータのトランジスタ回路図
、第4図はインバータを実現したパターン図、第5図は
2人力NANDのトランジスタ回路図、第6図は2人力
NANDのパターン図である。第7図は実施例2のトラ
ンジスタ回路図、第8図はそのパターン図、第9図は実
施例2によりインバータを実現したパターン図、第10
図は2人力NANDのパターン図、第11図は従来例の
基本セルを示すパターン図である。 1・・・・・・第1の多結晶シリコンゲート電極、2・
・・・・・第2の多結晶シリコンゲート電極、3,4.
5・・・・・・p+拡散領域、6,7.8・・・・・・
n+拡散領域、9・・・・・・n拡散領域。 代理人 弁理士  内 原   。   、ゝ−ノ″ 第l 図 IA 牛 2 凹 第3 図 第4 ロ 第 5 昭 彩6 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マスタースライス方式の半導体集積回路装置において、
    該基本構成素子がソース領域あるいはドレイン領域を共
    有する2個のp型MOSトランジスタと、1個のn型M
    OSトランジスタとを有し前記2個のp型MOSトラン
    ジスタの各々のゲート電極と前記1個のn型MOSトラ
    ンジスタのゲート電極とが共通の導電層にて構成されて
    成ることを特徴とする半導体集積回路装置。
JP61181303A 1986-07-31 1986-07-31 半導体集積回路装置 Pending JPS6337633A (ja)

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