JPH0194722A - イオン注入によるプログラム可能論理素子 - Google Patents
イオン注入によるプログラム可能論理素子Info
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- JPH0194722A JPH0194722A JP62253044A JP25304487A JPH0194722A JP H0194722 A JPH0194722 A JP H0194722A JP 62253044 A JP62253044 A JP 62253044A JP 25304487 A JP25304487 A JP 25304487A JP H0194722 A JPH0194722 A JP H0194722A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/173—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
- H03K19/177—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form
- H03K19/1778—Structural details for adapting physical parameters
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- H03K19/17728—Reconfigurable logic blocks, e.g. lookup tables
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- H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
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- Logic 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。
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〉
本発明は各種の応用に対応した論理LSIを実現する回
路構成及びプロセス技術に関するもので、さらに詳しく
言えば、個々の応用にかかわらず成るプロセス工程まで
進めておき、その後、各応用に応じてイオン注入により
回路変更を可能にした論理LSI用回路構成及びプロセ
ス技術に関するものである。
路構成及びプロセス技術に関するもので、さらに詳しく
言えば、個々の応用にかかわらず成るプロセス工程まで
進めておき、その後、各応用に応じてイオン注入により
回路変更を可能にした論理LSI用回路構成及びプロセ
ス技術に関するものである。
〈従来技術〉
個々の応用にかかわらず成るプロセス工程まで進めてお
き、その後、各応用に応じて回路変更を可能とした論理
LSIとして、ゲートアレイとプログラム可能論理素子
P L D (PrograrrmableLogic
Device)が知られている。
き、その後、各応用に応じて回路変更を可能とした論理
LSIとして、ゲートアレイとプログラム可能論理素子
P L D (PrograrrmableLogic
Device)が知られている。
ゲートアレイは一般にメタル工程前まで共通に作シ、そ
れ以降の2層のメタル及び2層のメタル間を接続するコ
ンタクト(スルーホール9ビアとも称する)の3工程に
関し各応用に応じた専用のマスクパターンを使用してそ
れぞれの応用に対応した論理LSIt−実現している。
れ以降の2層のメタル及び2層のメタル間を接続するコ
ンタクト(スルーホール9ビアとも称する)の3工程に
関し各応用に応じた専用のマスクパターンを使用してそ
れぞれの応用に対応した論理LSIt−実現している。
PLDは一般に複数の入力部から入った入力信号の論理
積ANDをとるためのANDプレイがあシ、且つこの出
力線束の論理和ORをとるためのORアレイがろシ、こ
の出力をそのまま出力信号とする。ANDアレイとOR
アレイの両アレイ又はどちらかの7レイ部は各応用に応
じて設定可能である。ORプレイの一部の出力を7リツ
プフロツグに入力し、その出力をANDアレイの入力部
に戻す構成のものもある。ANDアレイ、ORアレイの
論理設定はヒユーズ式になっているものが多い。
積ANDをとるためのANDプレイがあシ、且つこの出
力線束の論理和ORをとるためのORアレイがろシ、こ
の出力をそのまま出力信号とする。ANDアレイとOR
アレイの両アレイ又はどちらかの7レイ部は各応用に応
じて設定可能である。ORプレイの一部の出力を7リツ
プフロツグに入力し、その出力をANDアレイの入力部
に戻す構成のものもある。ANDアレイ、ORアレイの
論理設定はヒユーズ式になっているものが多い。
〈発明が解決しようとする問題点〉
従来のゲートアレイでは各応用に対応して第1層メタル
、第2層メタル及びそのメタル間を接続するコンタクト
の3工程用のフォトマスクを必要とし、当然メタル工程
を含めた以降の工程を必要とする。この結果、3枚のフ
ォトマスク作成の為の時間及びメタル工程以降のプロセ
ス処理の時間が必要となる。これらの時間は短納期を必
要とする市場の要望に対して十分対応しきれず問題点と
なる。
、第2層メタル及びそのメタル間を接続するコンタクト
の3工程用のフォトマスクを必要とし、当然メタル工程
を含めた以降の工程を必要とする。この結果、3枚のフ
ォトマスク作成の為の時間及びメタル工程以降のプロセ
ス処理の時間が必要となる。これらの時間は短納期を必
要とする市場の要望に対して十分対応しきれず問題点と
なる。
また、従来のPLDではANDアレイとORアレイの組
合でだけであって、少し複雑な論理は実現できず、自由
度が少ないという問題点がるる。
合でだけであって、少し複雑な論理は実現できず、自由
度が少ないという問題点がるる。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は上述する問題点を解決するためになされたもの
で、 MOSトランジスタで構成された論理セルと、縦積みさ
れた複数個のNMOSトランジスタ(PMO5トランジ
スタ)であって、選択、非選択に対応してイオン注入に
ょシェンハンスメント形成或りはデプリージョン形に形
成され、且つ一方の端が前記論理セルの入力端子に接続
された入力信号発生回路と、 前記入力信号発生回路をなすNMOSトランジスタ(P
MO5トランジスタ)のゲートに接続された信号線と、 該信号線と電源の一方のレベルとの間に配置された負荷
素子と、 前記各信号線と電源の他方のレベル間に配置され、且つ
選択的なイオン注入により閾値が制御されたゲートに前
記論理セルからの出力信号が与えられるNMOSトラン
ジスタ(PMO5トランジスタ)を備えた出力負荷トラ
ンジスタ群とからなるイオン注入によるプログラム可能
論理素子を提供するものである。
で、 MOSトランジスタで構成された論理セルと、縦積みさ
れた複数個のNMOSトランジスタ(PMO5トランジ
スタ)であって、選択、非選択に対応してイオン注入に
ょシェンハンスメント形成或りはデプリージョン形に形
成され、且つ一方の端が前記論理セルの入力端子に接続
された入力信号発生回路と、 前記入力信号発生回路をなすNMOSトランジスタ(P
MO5トランジスタ)のゲートに接続された信号線と、 該信号線と電源の一方のレベルとの間に配置された負荷
素子と、 前記各信号線と電源の他方のレベル間に配置され、且つ
選択的なイオン注入により閾値が制御されたゲートに前
記論理セルからの出力信号が与えられるNMOSトラン
ジスタ(PMO5トランジスタ)を備えた出力負荷トラ
ンジスタ群とからなるイオン注入によるプログラム可能
論理素子を提供するものである。
或いは、本発明は、MOSトランジスタで構成された論
理セルと、 並列接続された複数個のNMOSトランジスタ(PMO
5トランジスタ)でろって、選択、非選択に対応してイ
オン注入によりエンハンスメント形成いはデプリージ言
ン形に形成され、且つ一方の端が前記論理セルの入力端
子に接続された入力信号発生回路と、 前記入力信号発生回路をなすNMOSトランジスタ(P
MO5トランジスタ)のゲートに接続された信号線と、 該信号線と電源の一方のレベルとの間に配置された負荷
素子と、 前記各信号線と電源の他方のレベルとの間に配置され、
且つ選択的なイオン注入により閾値が制御されたゲ′−
トに前記論理セルからの出力信号が代鰭、4,7い2.
□05b57い。
理セルと、 並列接続された複数個のNMOSトランジスタ(PMO
5トランジスタ)でろって、選択、非選択に対応してイ
オン注入によりエンハンスメント形成いはデプリージ言
ン形に形成され、且つ一方の端が前記論理セルの入力端
子に接続された入力信号発生回路と、 前記入力信号発生回路をなすNMOSトランジスタ(P
MO5トランジスタ)のゲートに接続された信号線と、 該信号線と電源の一方のレベルとの間に配置された負荷
素子と、 前記各信号線と電源の他方のレベルとの間に配置され、
且つ選択的なイオン注入により閾値が制御されたゲ′−
トに前記論理セルからの出力信号が代鰭、4,7い2.
□05b57い。
を備えた出力負荷トランジスタ群とからなるイオン注入
によるプログラム可能論理素子を提供するものである。
によるプログラム可能論理素子を提供するものである。
また、上記MO8トランジスタにおいて、該MO5トラ
ンジスタのチャネル部上部にはメタル層が配置されず、
メタル処理工程後にMOS)?ンジスタへのイオン注入
を可能とするレイアウトが行われてなるものである。
・ く作 用〉 上述の如く、ノーマリ−オン形MO9トランジスタやノ
ーマリ−オフ形MO5トランジスタを選択的に作9、こ
れらのゲート入力となっている信号線の信号レベルに影
響を受けない状態を作シ、一方エンハンスメント形MO
5トランジスタハケート入力となっている信号線の信号
レベルに応じてオン/オフ状態となる構成にすることに
より、論理素子製造工程に必要なフォトマスク数が減少
し、且つメタル工程以降のプロセス処理時間が大幅に減
少する。更にはフィールドプログラム可能(製品完成後
、使用者がプログラム装置を使用して任意のプログラム
が構成できる)ではないが、従来のPLDに比べてよシ
複雑な論理を実現することが可能になる。
ンジスタのチャネル部上部にはメタル層が配置されず、
メタル処理工程後にMOS)?ンジスタへのイオン注入
を可能とするレイアウトが行われてなるものである。
・ く作 用〉 上述の如く、ノーマリ−オン形MO9トランジスタやノ
ーマリ−オフ形MO5トランジスタを選択的に作9、こ
れらのゲート入力となっている信号線の信号レベルに影
響を受けない状態を作シ、一方エンハンスメント形MO
5トランジスタハケート入力となっている信号線の信号
レベルに応じてオン/オフ状態となる構成にすることに
より、論理素子製造工程に必要なフォトマスク数が減少
し、且つメタル工程以降のプロセス処理時間が大幅に減
少する。更にはフィールドプログラム可能(製品完成後
、使用者がプログラム装置を使用して任意のプログラム
が構成できる)ではないが、従来のPLDに比べてよシ
複雑な論理を実現することが可能になる。
く実施例〉
第1図は本発明の1実施例でろって、101は1つの論
理ブロック、102及び103は論理ブロック闇の接続
関係を設定するスイッチ・プロッタである。各構成要素
とその働きは動作の説明と共に以下に述べる。(第1図
に示されるMOSトランジスタは論理セル内のトランジ
スタを除き、例えばNMOSトランジスタとする。)1
10〜llnは論理セルでアリ、冨個ないし複数個の入
力と1個ないし複数個の出力を有したフリップフロップ
や論理ゲートである。論理セル内の機能は任意のもので
よい。たとえば、11GがD形の7リツプフロツプ、1
11がR5形の7リツプフロツプ、112〜llnが4
人力NORゲートといりように前もって固定しておいて
もよいし、前もって論理を固定せずMOSトランジスタ
のチャネル部にイオン注入することにより論理を決定す
る方式にしてもよい。1例を第2図に示す。下表に示す
ように選択的にデプレッション形MO5トランジスタを
作ることにより第2図の回路はNANDゲートとにもN
ORゲートにもすることができる。
理ブロック、102及び103は論理ブロック闇の接続
関係を設定するスイッチ・プロッタである。各構成要素
とその働きは動作の説明と共に以下に述べる。(第1図
に示されるMOSトランジスタは論理セル内のトランジ
スタを除き、例えばNMOSトランジスタとする。)1
10〜llnは論理セルでアリ、冨個ないし複数個の入
力と1個ないし複数個の出力を有したフリップフロップ
や論理ゲートである。論理セル内の機能は任意のもので
よい。たとえば、11GがD形の7リツプフロツプ、1
11がR5形の7リツプフロツプ、112〜llnが4
人力NORゲートといりように前もって固定しておいて
もよいし、前もって論理を固定せずMOSトランジスタ
のチャネル部にイオン注入することにより論理を決定す
る方式にしてもよい。1例を第2図に示す。下表に示す
ように選択的にデプレッション形MO5トランジスタを
作ることにより第2図の回路はNANDゲートとにもN
ORゲートにもすることができる。
E:エンハンスメント形MOSトランジスタD:デプレ
ッション形MO8トランジスタ第1図に戻り、110〜
Ilnの論理セルに必要な電源と接地は図示していない
。論理セルにクロック信号等不可欠な信号線があれば専
用線を作っても本発明とは矛盾しない。論理セルの1部
にクロック信号等の共通信号を必要とする場合には特別
信号線201のような配線も可能であり、これも1本に
限る理由はなく複数本あってもかまわない。論理セルl
liが特別信号201を必要とする場合は当該論理セル
Iliに接続されているNMOSトランジスタ26iが
イオン注入によってデプレッション形に形成されてノー
マ輩−オン状態とする。特別信号線201に接続された
その他のイオン注入しなかったNMOSトランジスタは
エンハンスメント形であシ、ゲート電位が接地レベルで
あるからノーマリオフ状態である。
ッション形MO8トランジスタ第1図に戻り、110〜
Ilnの論理セルに必要な電源と接地は図示していない
。論理セルにクロック信号等不可欠な信号線があれば専
用線を作っても本発明とは矛盾しない。論理セルの1部
にクロック信号等の共通信号を必要とする場合には特別
信号線201のような配線も可能であり、これも1本に
限る理由はなく複数本あってもかまわない。論理セルl
liが特別信号201を必要とする場合は当該論理セル
Iliに接続されているNMOSトランジスタ26iが
イオン注入によってデプレッション形に形成されてノー
マ輩−オン状態とする。特別信号線201に接続された
その他のイオン注入しなかったNMOSトランジスタは
エンハンスメント形であシ、ゲート電位が接地レベルで
あるからノーマリオフ状態である。
202〜20ffiは信号線であシ、それぞれに負荷素
子212〜21mが付いている。これらの負荷素子はエ
ンハンスメント形MO8トランジスタ。
子212〜21mが付いている。これらの負荷素子はエ
ンハンスメント形MO8トランジスタ。
デプレッション形MO5トランジスタ、ポリシリコン高
抵抗素子もしくはその他の構成のものであってもかまわ
ない。202〜20mの信号線をゲート信号とするNM
OSトランジスタ群(122〜12m)、(1:(2〜
13ffl)、及び(142〜14m)を夫々縦積接線
し、NMOSトランジスタt2m、1am及び14mの
ソースを接地レベルにし、NMOSトランジスタ122
,132及び142のドレインにそれぞれ上記負荷素子
121.131.及び141を付け、これらのNMOS
トランジスタ群の出力信号120,180゜及び140
を上記論理セル!10の入力信号としている。論理セル
1夏0は3人力の場合について示してるるか、この入力
数が増減してもいっこうにかまわない。論理セル110
が2本の出力信号M1150と160を持つ場合を図示
したが、この出力数も増減してもかまわない。出力信号
150をゲート入力とするNMOSトランジスタ152
〜15fflのソースは全て接地し、各ドレインはそれ
ぞれ信号9202〜20mにつながっている。
抵抗素子もしくはその他の構成のものであってもかまわ
ない。202〜20mの信号線をゲート信号とするNM
OSトランジスタ群(122〜12m)、(1:(2〜
13ffl)、及び(142〜14m)を夫々縦積接線
し、NMOSトランジスタt2m、1am及び14mの
ソースを接地レベルにし、NMOSトランジスタ122
,132及び142のドレインにそれぞれ上記負荷素子
121.131.及び141を付け、これらのNMOS
トランジスタ群の出力信号120,180゜及び140
を上記論理セル!10の入力信号としている。論理セル
1夏0は3人力の場合について示してるるか、この入力
数が増減してもいっこうにかまわない。論理セル110
が2本の出力信号M1150と160を持つ場合を図示
したが、この出力数も増減してもかまわない。出力信号
150をゲート入力とするNMOSトランジスタ152
〜15fflのソースは全て接地し、各ドレインはそれ
ぞれ信号9202〜20mにつながっている。
出力信t160をゲート入力とするNMOSトランジス
タ162〜ILfflのソースは全て接地し、各ドレイ
ンはそれぞれ信号線202〜20mにつながっている。
タ162〜ILfflのソースは全て接地し、各ドレイ
ンはそれぞれ信号線202〜20mにつながっている。
論理セル110の入力につながっている縦積トランジス
タで信号@202〜2(llの信号レベルの変化に対し
てオン/オフする必要のないNMOSトランジスタ(こ
れを以下、非選択MOSトランジスタと呼ぶ)に対しイ
オン注入を行ないデプレッション形にする。残シはエン
ハンスメント形でるる(これを以下、選択MO3トラン
ジスタと呼ぶ)。信号9202〜20mの有効レベルは
低レベルでアシ、非有効レベルは高レベルでるる。1例
として、NMOSトランジスタ122が選択MOSトラ
ンジスタでめり、エンハンスメント形MO5トランジス
タであるとし、123〜12mは全て非選択MO5トラ
ンジスタでデプレッション形MO8トランジスタである
とする。信号線208〜20mの信号線レベルにかかわ
らずMOSトランジスタ123〜12mはオン状態でろ
シ、信号線202が非選択状態、つまシ高レベルのとき
NMOSトランジスタ!22はオン状態となっており、
入力120は低レベルとなっている。次に信号線202
が選択状態、つまり低レベルのとき、NMOSトランジ
スタ122はオフ状態となって、入力120は高レベル
となっている。
タで信号@202〜2(llの信号レベルの変化に対し
てオン/オフする必要のないNMOSトランジスタ(こ
れを以下、非選択MOSトランジスタと呼ぶ)に対しイ
オン注入を行ないデプレッション形にする。残シはエン
ハンスメント形でるる(これを以下、選択MO3トラン
ジスタと呼ぶ)。信号9202〜20mの有効レベルは
低レベルでアシ、非有効レベルは高レベルでるる。1例
として、NMOSトランジスタ122が選択MOSトラ
ンジスタでめり、エンハンスメント形MO5トランジス
タであるとし、123〜12mは全て非選択MO5トラ
ンジスタでデプレッション形MO8トランジスタである
とする。信号線208〜20mの信号線レベルにかかわ
らずMOSトランジスタ123〜12mはオン状態でろ
シ、信号線202が非選択状態、つまシ高レベルのとき
NMOSトランジスタ!22はオン状態となっており、
入力120は低レベルとなっている。次に信号線202
が選択状態、つまり低レベルのとき、NMOSトランジ
スタ122はオフ状態となって、入力120は高レベル
となっている。
論理セルの出力信号をゲート入力とするNMOSトラン
ジスタ(152〜15m、 162〜16m)で必要
なトランジスタはエンハンスメント形MOSトランジス
タとし、不要なトランジスタには適当な不純物をイオン
注入してしきい値電圧を高くしてノーマリ−オフ状態に
する。1例としてNMOSトランジスタ152だけをエ
ンハンスメント形MO5トランジスタとし、他の出力側
NMO5トランジスタ(153〜15m、162〜16
m)を全て高しきい値のノーマリ−オフ状態のMOSト
ランジスタであるとする。出力160のレベル変化に対
して信号線202〜20mは全く変化しないが、出力!
50が高レベルになればエンハンスメント形MO5トラ
ンジスタ152がオン状態となシ、信号線202を低レ
ベルにして有効信号を伝達する。もし論理セル110が
D形フリップフロップで入力120がD入力、出力15
0が出力の反転Q出力であるとすれば、論理セル110
は信号線201をクロック信号とするトグル形フリップ
フロップとして動作し、クロック信号の1/2分周した
出力を出力150に出力する。信号線202の情報はM
OSトランジスタ172又は182を介して論理セルI
lnの入力へ伝えることもできるし、スイッチMO5ト
ランジスタ222又は242を介して隣接する論理ブロ
ックへ伝えることもできる。例えば信号線202の情報
を信号線232へ伝える場合には、スイッチNMOSト
ランジスタ222にイオン注入を行なってデプレッショ
ン形MO5トランジスタとしてノーマリ−オン状態にす
ればよい。
ジスタ(152〜15m、 162〜16m)で必要
なトランジスタはエンハンスメント形MOSトランジス
タとし、不要なトランジスタには適当な不純物をイオン
注入してしきい値電圧を高くしてノーマリ−オフ状態に
する。1例としてNMOSトランジスタ152だけをエ
ンハンスメント形MO5トランジスタとし、他の出力側
NMO5トランジスタ(153〜15m、162〜16
m)を全て高しきい値のノーマリ−オフ状態のMOSト
ランジスタであるとする。出力160のレベル変化に対
して信号線202〜20mは全く変化しないが、出力!
50が高レベルになればエンハンスメント形MO5トラ
ンジスタ152がオン状態となシ、信号線202を低レ
ベルにして有効信号を伝達する。もし論理セル110が
D形フリップフロップで入力120がD入力、出力15
0が出力の反転Q出力であるとすれば、論理セル110
は信号線201をクロック信号とするトグル形フリップ
フロップとして動作し、クロック信号の1/2分周した
出力を出力150に出力する。信号線202の情報はM
OSトランジスタ172又は182を介して論理セルI
lnの入力へ伝えることもできるし、スイッチMO5ト
ランジスタ222又は242を介して隣接する論理ブロ
ックへ伝えることもできる。例えば信号線202の情報
を信号線232へ伝える場合には、スイッチNMOSト
ランジスタ222にイオン注入を行なってデプレッショ
ン形MO5トランジスタとしてノーマリ−オン状態にす
ればよい。
第1図の構成において、もう−度整理すると、各論理セ
ルの入力側にあるMOSトランジスタは、非選択の場合
デプレッシ曹ン形MO8トランジスタとし、選択されて
いるMOSトランジスタはエンハンスメント形MO5ト
ランジスタとする。出力側にあるMOSトランジスタは
非選択の場合高しきい値のNMOSトランジスタとし、
選択されているMOSトランジスタはエンハンスメント
形MO5トランジスタとする。信号線202〜20mの
有効レベルは低レベルである。
ルの入力側にあるMOSトランジスタは、非選択の場合
デプレッシ曹ン形MO8トランジスタとし、選択されて
いるMOSトランジスタはエンハンスメント形MO5ト
ランジスタとする。出力側にあるMOSトランジスタは
非選択の場合高しきい値のNMOSトランジスタとし、
選択されているMOSトランジスタはエンハンスメント
形MO5トランジスタとする。信号線202〜20mの
有効レベルは低レベルである。
第1図の実施例では論理セル以外のMOSトランジスタ
は全てNMOSトランジスタで構成できる利点はあるが
、論理セルの入力回路で非選択入力は低レベルであシ、
このときそり非選択入力回路部では電力消費が生じる。
は全てNMOSトランジスタで構成できる利点はあるが
、論理セルの入力回路で非選択入力は低レベルであシ、
このときそり非選択入力回路部では電力消費が生じる。
システム全体でみれば、非選択入力回路の数は選択入力
回路数に比べて非常に多いのが一般的で、1、非選択入
力回路部での電力消費は第1図の実施例での1つの欠点
である。
回路数に比べて非常に多いのが一般的で、1、非選択入
力回路部での電力消費は第1図の実施例での1つの欠点
である。
第3図は本発明の他の実施例であシ、第1図の実施例が
持つ非選択入力回路部での電力消費をなくしたものであ
る。
持つ非選択入力回路部での電力消費をなくしたものであ
る。
第3図で50璽は論理ブロック、5o2及び508は論
理ブロック間の接続関係を設定するスイッチ・ブロック
である二各構成要素とその働きは動作の説明と共に以下
に述べる。第3図において論理セル5!0.・・・51
nの出力線に接続したMOS トランジスタ552〜5
5m、562〜56m。
理ブロック間の接続関係を設定するスイッチ・ブロック
である二各構成要素とその働きは動作の説明と共に以下
に述べる。第3図において論理セル5!0.・・・51
nの出力線に接続したMOS トランジスタ552〜5
5m、562〜56m。
592〜59miiPMO5トランジスタでアシ、その
他はNMOSトランジスタである。
他はNMOSトランジスタである。
第8図の特別信号線601.NMOSトランジスタロ6
0〜66nは第1図の特別信号線201゜NMOSトラ
ンジスタ260〜26nと同じであシ、第3図のスイッ
チブロック502,503゜スイッチNMO5トランジ
スタロ22〜62m。
0〜66nは第1図の特別信号線201゜NMOSトラ
ンジスタ260〜26nと同じであシ、第3図のスイッ
チブロック502,503゜スイッチNMO5トランジ
スタロ22〜62m。
642〜64m、信号線682〜68ff!、652〜
65mはそれぞれ第1図のスイッチブロック102.1
03.スイッチMO5トランジスタ222〜22m、2
42〜24m、信号18282〜2Bm、262〜25
mと同じである。
65mはそれぞれ第1図のスイッチブロック102.1
03.スイッチMO5トランジスタ222〜22m、2
42〜24m、信号18282〜2Bm、262〜25
mと同じである。
論理セル510は入力線520,580及び540によ
り入力され、信号線602〜60mをゲート入力とする
NMOSトランジスタ522〜52m、582〜53m
、542〜54mをそれぞれ並列接続にし、ソースは全
て接地とし、且つドレイン側は各入力ごとに電源との間
にそれぞれ負荷素子521,531及び541が付いて
いる。
り入力され、信号線602〜60mをゲート入力とする
NMOSトランジスタ522〜52m、582〜53m
、542〜54mをそれぞれ並列接続にし、ソースは全
て接地とし、且つドレイン側は各入力ごとに電源との間
にそれぞれ負荷素子521,531及び541が付いて
いる。
信号線602〜60fflの有効レベルは高レベルでア
シ、非選択時には低レベルになっている。論理セル51
0〜51nの入力回路を構成するMOSトランジスタ(
522〜52m、582〜58m。
シ、非選択時には低レベルになっている。論理セル51
0〜51nの入力回路を構成するMOSトランジスタ(
522〜52m、582〜58m。
542〜54m、572〜57m、582〜58m)で
、非選択MO3トランジスタはイオン注入により高しき
い値NMOSトランジスタにし、つまシノーマリ−オフ
状態にし、選択MO5トランジスタはエンハンスメント
形MO5トランジスタとする0 論理セル510〜51nの出力信号をゲート入力とする
PMO5トランジスタ552〜55m。
、非選択MO3トランジスタはイオン注入により高しき
い値NMOSトランジスタにし、つまシノーマリ−オフ
状態にし、選択MO5トランジスタはエンハンスメント
形MO5トランジスタとする0 論理セル510〜51nの出力信号をゲート入力とする
PMO5トランジスタ552〜55m。
562〜56ffl、592〜59mの内、非選択MO
8トランジスタはイオン注入にょシ負の高しきい値PM
O8トランジスタ、っまシレーマリ−オフ状態のトラン
ジスタとし、選択MO9トランジスタはエンハンスメン
)形PMO5トランジスタとする。1例として、552
が選択されたエンハンスメント形PMO8トランジスタ
で、558〜55fFlは全て非選択のノーマリ−オフ
状態のPMO8トランジスタであると考える。論理セル
51Gの出力550が低レベルであればエンハンスメン
ト型PMO8トランジスタ552はオン状態と゛なり、
信号線602は高レベルとなる。次KNMOSト5ンジ
スタ522が選択されたエンハンスメント形NMOSト
ランジスタで、523〜52FFlが非選択のノーマリ
−オフ状態のトランジスタであるとする。この場合、信
号線602が高レベルのためNMOSトランジスタ52
2はオン状態となって通常は高レベルの入力線520が
低レベルとなる。もし論理セル510がD形スリップフ
ロップで520がD入力、550がQ出力でるるとすれ
ば602をクロック偲号とするトグル形フリップフロッ
プとして動作することになる。
8トランジスタはイオン注入にょシ負の高しきい値PM
O8トランジスタ、っまシレーマリ−オフ状態のトラン
ジスタとし、選択MO9トランジスタはエンハンスメン
)形PMO5トランジスタとする。1例として、552
が選択されたエンハンスメント形PMO8トランジスタ
で、558〜55fFlは全て非選択のノーマリ−オフ
状態のPMO8トランジスタであると考える。論理セル
51Gの出力550が低レベルであればエンハンスメン
ト型PMO8トランジスタ552はオン状態と゛なり、
信号線602は高レベルとなる。次KNMOSト5ンジ
スタ522が選択されたエンハンスメント形NMOSト
ランジスタで、523〜52FFlが非選択のノーマリ
−オフ状態のトランジスタであるとする。この場合、信
号線602が高レベルのためNMOSトランジスタ52
2はオン状態となって通常は高レベルの入力線520が
低レベルとなる。もし論理セル510がD形スリップフ
ロップで520がD入力、550がQ出力でるるとすれ
ば602をクロック偲号とするトグル形フリップフロッ
プとして動作することになる。
(但し、660はノーマリ−オン状態にあるとする)信
号線602〜60mのそれぞれに接続されている全ての
PMOSトランジスタが非選択のときには、接地側に付
いている負荷素子612〜61mの働きによって低レベ
ルになる。
号線602〜60mのそれぞれに接続されている全ての
PMOSトランジスタが非選択のときには、接地側に付
いている負荷素子612〜61mの働きによって低レベ
ルになる。
第4図はレイアウト図の1例を示す。第4図では第3図
の入力線540と出力線560を省略して示してるる。
の入力線540と出力線560を省略して示してるる。
同図に示す如く、MOSトランジスタ相互或いは他の素
子との接続に用いられるメタル層をMOSトランジスタ
のチャネル上部に形成させないレイアウトを行えば、各
MO5トランジスタチャネル部の上部にはメタルがない
ので、メタル処理工程後であってもMOSトランジスタ
のチャネル部に対してイオン注入が可能であって、イオ
ン注入後の製造工程が短縮できる。
子との接続に用いられるメタル層をMOSトランジスタ
のチャネル上部に形成させないレイアウトを行えば、各
MO5トランジスタチャネル部の上部にはメタルがない
ので、メタル処理工程後であってもMOSトランジスタ
のチャネル部に対してイオン注入が可能であって、イオ
ン注入後の製造工程が短縮できる。
第1図と第3図において、スイッチ・ブロック102.
103,502,503を構成するMOSトランジスタ
株全てNMOSトランジスタで構成すると説明してきた
か、PMOSトランジスタであっても同様の効果は得ら
れる。例えばPMOSトランジスタを使用する場合、そ
のゲート入力は電源とすればよい。当然、PMOSトラ
ンジスタとNMOSトランジスタを混用してもかまわな
いし、各スイッチ毎にNMOS トランジスタとPMO
Sトランジスタを並列接続して使用しても同様である。
103,502,503を構成するMOSトランジスタ
株全てNMOSトランジスタで構成すると説明してきた
か、PMOSトランジスタであっても同様の効果は得ら
れる。例えばPMOSトランジスタを使用する場合、そ
のゲート入力は電源とすればよい。当然、PMOSトラ
ンジスタとNMOSトランジスタを混用してもかまわな
いし、各スイッチ毎にNMOS トランジスタとPMO
Sトランジスタを並列接続して使用しても同様である。
第1図と第3図において、特別信号線201゜601と
各論理セルとの間の接続を制御するNMOSトランジス
タ260〜26n、660〜66nをPMOSトランジ
スタで構成することも可能である。これは上述したスイ
ッチ・ブロックの場合と同様であるので説明は省略する
。
各論理セルとの間の接続を制御するNMOSトランジス
タ260〜26n、660〜66nをPMOSトランジ
スタで構成することも可能である。これは上述したスイ
ッチ・ブロックの場合と同様であるので説明は省略する
。
第1図の論理セルの入力信号発生回路及び出力負荷MO
5トランジスタ群は全てNMOSトランジスタで構成さ
れている。これらを全てPMOSトランジスタで構成す
ることも可能である。この場合、入力信号発生回路の縦
積MOSトランジスタのソースは接地の代りに電源に接
続し、負荷素子の対向電位な電源の代シに接地とする。
5トランジスタ群は全てNMOSトランジスタで構成さ
れている。これらを全てPMOSトランジスタで構成す
ることも可能である。この場合、入力信号発生回路の縦
積MOSトランジスタのソースは接地の代りに電源に接
続し、負荷素子の対向電位な電源の代シに接地とする。
出力負荷PMO5トランジスタ群のソースは接地の代シ
に電源に接続し、信号線の負荷素子の対向電位は電源の
代シに接地とする。
に電源に接続し、信号線の負荷素子の対向電位は電源の
代シに接地とする。
第8図の論理セルの入力信号発生回路はNMOSトラン
ジスタで構成され、出力負荷MO5トランジスタ群はP
MOS トランジスタで構成されているが、これを逆に
して、入力信号発生回路をPMOSトランジスタで構成
し、出力負荷MO8トランジスタ群をNMOS トラン
ジスタで構成する。ことも可能でるる。この場合、入力
信号発生回路の並列接続PMO5トランジスタの全ソー
スを接地の代シに電源に接続し、負荷素子の対向電位は
電源の代シに接地とする。出力負荷NMOSトランジス
タ群の全ソースは電源の代りに接地とし、信号線の負荷
素子の対向電位は接地の代りに電源とする。
ジスタで構成され、出力負荷MO5トランジスタ群はP
MOS トランジスタで構成されているが、これを逆に
して、入力信号発生回路をPMOSトランジスタで構成
し、出力負荷MO8トランジスタ群をNMOS トラン
ジスタで構成する。ことも可能でるる。この場合、入力
信号発生回路の並列接続PMO5トランジスタの全ソー
スを接地の代シに電源に接続し、負荷素子の対向電位は
電源の代シに接地とする。出力負荷NMOSトランジス
タ群の全ソースは電源の代りに接地とし、信号線の負荷
素子の対向電位は接地の代りに電源とする。
〈発明の効果〉
本発明により、必要なフォトマスク数が減少し、且つメ
タル工程以降のプロセス処理時間が大幅に減少するため
、短納期を要する市場の要求に十分対応しきることが可
能になる。また、よシ複雑な論理構成が可能となるため
、非常に大きな自由度をもつ論理回路を実現することが
可能となる。
タル工程以降のプロセス処理時間が大幅に減少するため
、短納期を要する市場の要求に十分対応しきることが可
能になる。また、よシ複雑な論理構成が可能となるため
、非常に大きな自由度をもつ論理回路を実現することが
可能となる。
第1図は本発明のl実施例を示す回路構成図、第2図は
本発明の論理セルの1例を示す回路構成図、第8図は本
発明の他の1実施例を示す回路構成図、第4図は本発明
のレイアウト例を示す図である。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至(他1名)第2図 第4図
本発明の論理セルの1例を示す回路構成図、第8図は本
発明の他の1実施例を示す回路構成図、第4図は本発明
のレイアウト例を示す図である。 代理人 弁理士 杉 山 毅 至(他1名)第2図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)MOSトランジスタで構成された論理セルと、縦積
みされた複数個のNMOSトランジスタ(PMOSトラ
ンジスタ)であって、選択、非選択に対応してイオン注
入によりエンハンスメント契約いはデプリージョン形に
形成され、且つ一方の端が前記論理セルの入力端子に接
続された入力信号発生回路と、 前記入力信号発生回路をなすNMOSトランジスタ(P
MOSトランジスタ)のゲートに接続された信号線と、 該信号線と電源の一方のレベルとの間に配置された負荷
素子と、 前記各信号線と電源の他方のレベル間に配置され、且つ
選択的なイオン注入により閾値が制御されたゲートに前
記論理セルからの出力信号が与えられるNMOSトラン
ジスタ(PMOSトランジスタ)を備えた出力負荷トラ
ンジスタ群とからなることを特徴とするイオン注入によ
るプログラム可能論理素子。 2)MOSトランジスタで構成された論理セルと、並列
接続された複数個のNMOSトランジスタ(PMOSト
ランジスタ)であって、選択、非選択に対応してイオン
注入によりエンハンスメント形或いはデプリージョン形
に形成され、且つ一方の端が前記論理セルの入力端子に
接続された入力信号発生回路と、 前記入力信号発生回路をなすNMOSトランジスタ(P
MOSトランジスタ)のゲートに接続された信号線と、 該信号線と電源の一方のレベルとの間に配置された負荷
素子と、 前記各信号線と電源の他方のレベルとの間に配置され、
且つ選択的なイオン注入により閾値が制御されたゲート
に前記論理セルからの出力信号が与えられるPMOSト
ランジスタ(NMOSトランジスタ)を備えた出力負荷
トランジスタ群とからなることを特徴とするイオン注入
によるプログラム可能論理素子。 3)上記MOSトランジスタにおいて、該MOSトラン
ジスタのチャネル部上部にはメタル層が配置されず、メ
タル処理工程後にMOSトランジスタへのイオン注入を
可能とするレイアウトが行われてなることを特徴とする
特許請求の範囲第1、又は第2記載のイオン注入による
プログラム可能論理素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62253044A JPH0194722A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | イオン注入によるプログラム可能論理素子 |
US07/255,450 US4952824A (en) | 1987-10-07 | 1988-10-07 | Ion implantation programmable logic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62253044A JPH0194722A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | イオン注入によるプログラム可能論理素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0194722A true JPH0194722A (ja) | 1989-04-13 |
Family
ID=17245700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62253044A Pending JPH0194722A (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | イオン注入によるプログラム可能論理素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4952824A (ja) |
JP (1) | JPH0194722A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5274282A (en) * | 1990-10-02 | 1993-12-28 | Sgs-Thomson Microelectronics, S.R.L. | Monostabilized dynamic programmable logic array in CMOS technology |
JP2925287B2 (ja) * | 1990-10-17 | 1999-07-28 | 富士通株式会社 | 半導体装置 |
US5099149A (en) * | 1990-12-19 | 1992-03-24 | At&T Bell Laboratories | Programmable integrated circuit |
US5202591A (en) * | 1991-08-09 | 1993-04-13 | Hughes Aircraft Company | Dynamic circuit disguise for microelectronic integrated digital logic circuits |
GB2300983A (en) * | 1995-05-13 | 1996-11-20 | Holtek Microelectronics Inc | Flexible CMOS IC layout method |
US6781409B2 (en) * | 2001-10-10 | 2004-08-24 | Altera Corporation | Apparatus and methods for silicon-on-insulator transistors in programmable logic devices |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57147269A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-11 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPS60237700A (ja) * | 1985-04-05 | 1985-11-26 | Hitachi Ltd | 論理回路 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4124899A (en) * | 1977-05-23 | 1978-11-07 | Monolithic Memories, Inc. | Programmable array logic circuit |
US4431928A (en) * | 1981-06-22 | 1984-02-14 | Hewlett-Packard Company | Symmetrical programmable logic array |
JP2540794B2 (ja) * | 1985-03-04 | 1996-10-09 | 株式会社日立製作所 | プログラマブルロジツクアレイ回路 |
DE3514266A1 (de) * | 1985-04-19 | 1986-10-23 | Nixdorf Computer Ag, 4790 Paderborn | Baustein zur erzeugung integrierter schaltungen |
US4644191A (en) * | 1985-09-19 | 1987-02-17 | Harris Corporation | Programmable array logic with shared product terms |
US4703206A (en) * | 1985-11-19 | 1987-10-27 | Signetics Corporation | Field-programmable logic device with programmable foldback to control number of logic levels |
US4772811A (en) * | 1986-07-04 | 1988-09-20 | Ricoh Company, Ltd. | Programmable logic device |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP62253044A patent/JPH0194722A/ja active Pending
-
1988
- 1988-10-07 US US07/255,450 patent/US4952824A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57147269A (en) * | 1981-03-05 | 1982-09-11 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPS60237700A (ja) * | 1985-04-05 | 1985-11-26 | Hitachi Ltd | 論理回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4952824A (en) | 1990-08-28 |
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