JPS6394666A - 半導体素子のレイアウト方式 - Google Patents

半導体素子のレイアウト方式

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JPS6394666A
JPS6394666A JP23901186A JP23901186A JPS6394666A JP S6394666 A JPS6394666 A JP S6394666A JP 23901186 A JP23901186 A JP 23901186A JP 23901186 A JP23901186 A JP 23901186A JP S6394666 A JPS6394666 A JP S6394666A
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mos
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Kunio Ono
小野 邦夫
Junya Sakami
酒見 淳也
Makoto Kutsuwada
轡田 誠
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    • 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
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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、半導体素子のレイアウト方式に係り、特にN
MOS引抜き型B1CMOS論理回路のレイアウトに好
適なレイアウト方式に関する。
〔従来の技術〕
従来のN M OS引抜き型BiCMOS論理回路のレ
イアウト方式では、同一の入力信号が任意の位置にある
3個のMOSFETのゲートに入力するため、これらを
つなぐ配線の占める面積が大きくセルレイアウト面積を
小さくすることができなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、入力信号の配線で占める面積について
配慮がされておらず、セルレイアウト面積を小さくする
ことができなかった。
本発明の目的は、NMOS引抜き型BiCMOS論理回
路のセルレイアウト面積を小さくすることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、NMO3引抜き型RiCにO3論理回路の
、論理を構成するPMOSFETとNMO3FET 、
及びPMOSFETが接続するバイポーラトランジスタ
のベース電荷を引抜< NMOSFETを3段に積み重
ね、これらのゲートを直線で貫くように配置することに
より、達成される。
〔作用〕
NMO3引抜き型BiCMOS論理回路では、1つない
しは複数個の入力信号は、それぞれ論理を構成するPM
OSFETとNMOSFET 、及びPMOSFETが
接続するバイポーラトランジスタのベース電荷を引抜く
NMOSFETのゲートに接続する。そこで、この3個
のFETを3段に積み重ね、各ゲートを直線で貫くよう
に配置すれば、ゲートをつなぐ配線が占める面積が小さ
くなるので、小さいセルレイアウト面積でこの回路をレ
イアウトすることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図、第2図、第3図、第
4図により説明する。
第1図には、本発明によるNMOS引抜き型BiCMO
S論理回路のトランジスタ配置モデルが示されている。
第2図には、NMOS引抜き型BiCMOS論理回路の
一例として4人力NOR論理の回路図が示されている。
第3図及び第4図には、本発明の一実施例として、第2
図のNMOS引抜き型BiCMO5論理回路(4人力N
OR論理)のセルレイアウト図が示されている。
NMOS引抜き型BiCMOS論理回路は、第2図に示
す様に、論理を構成するPMOSFET・・・1とNM
OSFET・・・2、及びトーテムポール接続したバイ
ポーラトランジスタ・・・5と6、及びバイポーラトラ
ンジスタのベース電荷を引抜< NMOSFET・・・
3と4より成る。4人力NOR論理の場合、外部と接続
するノードは、入力信号・・・11,12,13゜14
と、出力信号・・・15と、電源・・・20と、接地・
・・30であるゆ第2図において、入力信号・・・11
゜12.13.14に注目して見ると、各入力信号は、
論理を構成するPMOSFET・・・1とNMOSFE
T・・・2、及びPMOSFETが接続しているバイポ
ーラトランジスタ・・・5のベース電荷を引抜< NM
OSFET・・・3の各ゲートに接続していることが分
かる。これらのMOSFET・・・1,2.3のゲート
間を最適に接続するには、特にその配置順は制限しない
が、第1図で示す様に上から論理を構成するPMOSF
ET・・・1゜PMOSFETが接続するバイポーラト
ランジスタ・・・5のベース電荷を引抜< NMOSF
ET・・・3、論理を構成するNMOSFET・・・2
の順に各MO3FETを配置し、各MOSFET列・・
・1,2,3内のFET配置順をゲートのノードが等し
くなる様にし、入力信号・・・11゜12.13,14
力酊08FIミT列間で交差しない様にすればよい、こ
の時、バイポーラトランジスタ・・・5と6、及びNM
O3が接続するバイポーラトランジスタ・・・6のベー
ス電荷を引抜< NMOSFET・・・4の配置は、第
1図に制限されることなくどこに置いてもよい。
第1図のトランジスタ配置モデルに従って作画したセル
レイアウトの1例が第3図である。第3図に示す一実施
例は、Po1ySiWが1層、メタル層が1層と制限し
ている。このセルレイアウト例は、拡散層−101、P
olySi層−102、メタル第1層・・・103、P
olySi層または拡散層とメタル第1層をつなぐコン
タクトホール・・・105より成る。
また、バイポーラトランジスタは、コレクタ端子の拡散
層およびメタル第1Plとのコンタクトホール・・・1
07、ベース端子のコンタクトホール・・・108、エ
ミッタ端子のコンタクトホール・・・109より成る。
第3図に示すNMO9引抜き型BiCMOS論理回路の
ルイアウト例では、トランジスタの配置は第1図に示す
とおりである。各入力信号・・・11゜12.13,1
4は、MOSFET列・・・to  2.3を一直線で
通過している。またNMOSFETが接続するバイポー
ラトランジスタ・・・6のベース電荷を引抜くNMOS
FET・・・4は、論理を構成するNMOSFET・・
・2と拡散層を共有し、隣接して配置しである。バイポ
ーラトランジスタ・・・5と6は、MOSFETの右側
に配置しである。!!!源・・・20及び接地・・・3
0は、メタル第1層でそれぞれセルの一ヒ下辺を横方向
に通過している。出力端子・・・15は、メタル第1層
のセル内端子である。
第3図の実施例では、メタル層を1層に制限していたが
、メタル第2層をセルレイアウトで沌用可能にすれば、
セルレイアウト面積を更に小さくすることができる。第
4図は、メタル第2層を使用したセルレイアウトの1例
である。このレイアウト例では、メタル第2層・・・1
04とメタル第1層とメタル第2層をつなぐコンタクト
ホール・・・106の各層が、第3図のレイアウト例で
使用した層に追加される。
第4図のレイアウト例のトランジスタ配置も、第1図に
従っている。このレイアウト例は、第3図のレイアウト
例に対して、論理を構成するNMOSFET・・・2と
、NMOSFETが接続するバイポーラトランジスタ・
・・6、及びこのバイポーラトランジスタのベース電荷
を引抜< NMOSFET・・・4が縦方向に反転して
おり、接地・・・30がセル内を通過していることが異
なっている。また、接地・・・30がメタル第1層であ
るため、出力信号・・・15がメタル第2層となり、出
力端子がメタル第2層のセル内端子となる。
以上本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、この
発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまで
もない1例えば、本発明は1本ないしは複数本の入力信
号が、3種類のMOSFETのゲートに入力する回路の
セルレイアウトの方式であるので、これを1本ないしは
複数本の入力信号が、n種類のMOSFETのゲートに
入力する回路のセルレイアウトの方式に変更することが
可能である。このような、入力信号がn種類のMOSF
ETのゲートに入力するレイアウト例を、第5図、第6
図、第7図を用いて説明する。
第5図には、本発明を適用することが可能なCMO3の
論理図が示されている。第5図で示した論理は、入力信
号・・・1001と1002を共通する2人力NAND
と2人力NORである第6図には、第5図で示したCM
O8論理の回路図が示されている。入力信号・・・10
01と1002は、NANDとPMOSFET ・・・
1011.NANDのNMOSFET・・・1012.
NORのPMOSFET・・・1013゜NOR(7)
NMQSFET−1014(7)4種類171 MOS
FET ニ入力している。第7図には、第5図で示した
CMO3論理を、本発明の要旨に従って作画したレイア
ウト例が示されている。このレイアウト例では、MOS
FET列が4段に積み重ねられ、入力信号・・・100
1と1002は、MOSFET列・・・1011,10
12゜1013.1014を一直線に通過している。出
力信号・・・1003,1004はメタル第1層でセル
内端子となっている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、NMOS引抜き型BiCMOS論理回
路のセルレイアウト面積を小さくすることができるので
、NMOS引抜き型BiCMOS論理回路を内蔵するL
Siの実装密度が高くなる効果がある。
また、セル内の配線長が短くなるため配線抵抗を小さく
することができるので、1ゲート当りのNMOS抜引き
型BiCMOS論理回路の遅延時間を短かくする効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるNMOS引抜き型BiCMOS
論理回路のトランジスタ配置モデルである。 第2図は、NMOS引抜き型BiCMOS論理回路例で
ある。第3図は、本発明の一実施例である。第4図は、
メタル第2R4を用いた本発明の一実施例である。第5
図は、本発明適用可能なCMO8論理の論理図である。 第6図は、第5図のCMO3論理の回路図である。第7
図は、第5図のCMOS論理に本発明を実施した例であ
る。 1・・・論理を構成するPMOSFET 、2・・・論
理を構成するNMOSFET 、3・・・PMOSFE
Tが接続するバイポーラトランジスタのベース電荷を引
抜<NMOSFET 、4・・・NMOSFETが接続
するバイポーラトランジスタのベース電荷を引抜<NM
OSFET 、 5・・・PMOSFETが接続するバ
イポーラトランジスタ、6・・・NMOSFETが接続
するバイポーラトランジスタ、11,12゜13.14
・・・入力信号、15・・・出力信号、20・・・電源
、30・・・接地、101・・・拡散層、102・・・
PolySi層、103・・・メタル第1層、104 
・・・メタル第2)ciI、105・・・PolySi
層または拡散層とメタル第1層をつなぐコンタクトホー
ル、106・・・メタル第1層とメタル第2層をつなぐ
コンタクトホール、107・・・バイポーラトランジス
タのコレク夕端子の拡散層およびメタル第1層とのコン
タクトホール、108・・・バイポーラトランジスタの
ベース端子のコンタクトホール、109・・・バイポー
ラトランジスタのエミッタ端子のコンタクトホール、1
001.1002・・・入力信号、1003−・・出力
信号(NAND) 、1004・・・出力信号(NOR
)、1011・・・PMO3FI!T  (N A N
 D )、1012・・・NMO3FET  (NAN
D) 、1013・・・PMOSFET (N OR)
 、 1014 ・NMO3Fr:T(No R)。 第 /  目 第 3  の 第 5 目     第 i

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、論理を構成するPMOSFETとNMOSFET、
    及びトーテムポール接続したバイポーラトランジスタ、
    及びバイポーラトランジスタのベース電荷を引抜くNM
    OSFETから成るNMOS引抜き型BiCMOS論理
    回路をレイアウトする時に、論理を構成するPMOSF
    ETとNMOSFET、及びPMOSFETが接続する
    バイポーラトランジスタのベース電荷を引抜くNMOS
    FETを3段に積み重ねることを特徴とする半導体素子
    のレイアウト方式。 2、上記のレイアウトをする時に、論理を構成するPM
    OSFETとNMOSFET、及びPMOSFETが接
    続するバイポーラトランジスタのベース電荷を引抜くN
    MOSFETのゲートを直線で貫く様に配置することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体素子のレ
    イアウト方式。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5939060A (ja) * 1982-08-27 1984-03-03 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS61224519A (ja) * 1985-03-28 1986-10-06 Toshiba Corp 論理回路
JPS61225924A (ja) * 1985-03-30 1986-10-07 Toshiba Corp インバ−タ回路

Patent Citations (3)

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JPS61225924A (ja) * 1985-03-30 1986-10-07 Toshiba Corp インバ−タ回路

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