JPH02290069A - Large-scale integrated circuit - Google Patents
Large-scale integrated circuitInfo
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- JPH02290069A JPH02290069A JP11024589A JP11024589A JPH02290069A JP H02290069 A JPH02290069 A JP H02290069A JP 11024589 A JP11024589 A JP 11024589A JP 11024589 A JP11024589 A JP 11024589A JP H02290069 A JPH02290069 A JP H02290069A
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- scale integrated
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマスタースライス方式の大規模集積回路に関し
、特にB i−CMOS型の内部セルを構成できる大規
模集積回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a master slice type large-scale integrated circuit, and more particularly to a large-scale integrated circuit capable of configuring a Bi-CMOS type internal cell.
大規模集積回路(以下LSIと記す)の設計期間の短縮
のために従来より種々のマスタースライスが設計され、
使用されている。従来のマスタースライス方式LSIの
技術について、ゲートアレイを例にして説明する。Various master slices have been designed in the past in order to shorten the design period of large-scale integrated circuits (hereinafter referred to as LSI).
It is used. The conventional master slice type LSI technology will be explained using a gate array as an example.
第6図は従来のゲートアレイLSIの一例を示す平面図
である。FIG. 6 is a plan view showing an example of a conventional gate array LSI.
LSIチップ37は外周部にポンディングパード4及び
入出力回路領域3を有し、内部には内部セル]をX方向
に繰り返し配置した内部セル領域2を有している。The LSI chip 37 has a bonding pad 4 and an input/output circuit area 3 on its outer periphery, and has an internal cell area 2 in which internal cells are repeatedly arranged in the X direction.
上述した従来のマスクスライス方式のゲートアレイLS
Iにおいて、B i−CMOS型内部セルで所望の論理
を構成する場合、予め用意された機能ブロックを使用す
るたけであった。The conventional mask slice method gate array LS described above
In I, when configuring the desired logic using the B i-CMOS type internal cells, only the functional blocks prepared in advance were used.
上述した従来の大規模集積回路は、Bi−CMOS型の
内部セルを構成した際、予め用意された機能ブロックを
使用するだけであるため、該当機能ブロックの負荷容量
が増大するに従って遅延時間が増大するといった問題が
生じ、また機能ブロックで最初から駆動能力を高め、遅
延時間の低減可能な回路を構成したものを使用した場合
、消費電力が増大してしまうという問題が生じ、これら
の問題のなめに回路構成の自由度が少なくなってしまう
という欠点があった。In the conventional large-scale integrated circuit described above, when constructing a Bi-CMOS type internal cell, only functional blocks prepared in advance are used, so the delay time increases as the load capacity of the relevant functional block increases. In addition, if a functional block is used that has a circuit configured to increase drive capability and reduce delay time from the beginning, power consumption will increase. However, there was a drawback that the degree of freedom in circuit configuration was reduced.
本発明は、複数のバイポーラトランジスタが配置されゲ
ートアレイの出力段を構成する出力部を有する入出力回
路領域と、前記出力部のバイポーラトランジスタを駆動
し論理をとるためのP及びNチャネルのMOS}−ラン
ジスタが配置され機能ブロックを構成する内部セルが設
けられている内部セル領域とを有するマスタースライス
方式の大規模集積回路において、前記機能ブロックの負
荷容量に応じて前記バイポーラトランジスタ駆動用MO
Sトランジスタを任意数並列接続できるように複数個並
列配置したことを特徴とする。The present invention provides an input/output circuit area having an output section in which a plurality of bipolar transistors are arranged and forming an output stage of a gate array, and a P- and N-channel MOS for driving the bipolar transistors in the output section and providing logic. - In a master slice type large-scale integrated circuit having an internal cell area in which transistors are arranged and internal cells constituting a functional block are provided, the MO for driving the bipolar transistor is
A feature is that a plurality of S transistors are arranged in parallel so that an arbitrary number of S transistors can be connected in parallel.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例の平面図である。FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the present invention.
本実施例は、Bi−CMOS型てあり、出力段のバイポ
ーラトランジスタを駆動するためのMOSトランジスタ
を負荷容量の違いに応じて任意に並列接続した回路が構
成可能な内部セル1とその内部セルを複数繰り返し並べ
な内部セル領域2、入出力回路領域3及びボンディング
パッド4を有する。This embodiment is a Bi-CMOS type, and includes an internal cell 1 and its internal cells that can configure a circuit in which MOS transistors for driving bipolar transistors in the output stage are arbitrarily connected in parallel according to differences in load capacitance. It has an internal cell area 2, an input/output circuit area 3, and a bonding pad 4 that are arranged in a plurality of repetitions.
第2図はインバータの一例の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an example of an inverter.
この回路は第1図に示す実施例に機能ブロックとして組
入れようとしている回路である。第2図において、5お
よび6はNPN トランジスタ、7および8はPチャネ
ルMOSトランジスタ、9,10および11はNチャネ
ルMOSトランジスタ、12は抵抗素子、13は電源端
子、14は入力端子、15は出力端子を示す。This circuit is intended to be incorporated into the embodiment shown in FIG. 1 as a functional block. In Figure 2, 5 and 6 are NPN transistors, 7 and 8 are P-channel MOS transistors, 9, 10 and 11 are N-channel MOS transistors, 12 is a resistance element, 13 is a power supply terminal, 14 is an input terminal, and 15 is an output Indicates terminal.
チップ上の機能ブロックの配置決定および配線パターン
の決定後に、該当機能ブロックの負荷容量が小さい場合
は、NPNトランジスタ5のベースと電源端子13間に
PチャネルMOSトランジスタ7を接続し、NPNトラ
ンジスタ6を駆動するためNPNトランジスタ6のベー
スと出力端子15間に接続されたNチャネルMOSトラ
ンジスタ10を接続しているだけであったものを、該当
機能ブロックの負荷容量が大きいと遅延時間も増大して
しまうので、高速動作が要求される場合、PチャネルM
OSトランジスタ7と並列にPチャネルMOSトランジ
スタ8を接続し、NチャネルMOSトランジスタ10と
並列にNチャネルMOSトランジスタ11を接続し、こ
こでNPNトランジスタ5のベース、電源端子間のPチ
ャネルMOSトランジスタおよびNPNトランジスタ6
のベース、出力端子間のNヂャネルMOS}ラジスタが
オンした場合のオン抵抗をMOSトランジスタの並列接
続化により低減し、NPNトランジスタ5および6のオ
ンを早めることでより高速動作が可能となる。After determining the layout of the functional blocks on the chip and the wiring pattern, if the load capacitance of the relevant functional block is small, connect the P-channel MOS transistor 7 between the base of the NPN transistor 5 and the power supply terminal 13, and connect the NPN transistor 6. For driving, the N-channel MOS transistor 10 connected between the base of the NPN transistor 6 and the output terminal 15 is simply connected, but if the load capacitance of the corresponding functional block is large, the delay time will also increase. Therefore, when high-speed operation is required, P channel M
A P-channel MOS transistor 8 is connected in parallel with the OS transistor 7, an N-channel MOS transistor 11 is connected in parallel with the N-channel MOS transistor 10, and the P-channel MOS transistor and NPN are connected between the base of the NPN transistor 5 and the power supply terminal. transistor 6
By connecting the MOS transistors in parallel, the on-resistance when the N-channel MOS} radiator is turned on between the base and the output terminal of the NPN transistors is reduced, and faster operation is possible by turning on the NPN transistors 5 and 6 earlier.
第3図は第2図に示す回路を半導体チップに形成したも
のの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the circuit shown in FIG. 2 formed on a semiconductor chip.
第1図に示したマスタースライスを用いて第2図に示す
回路を半導体チップに形成する。内部セル1の一基本単
位内に抵抗素子12,NPNトランジスタ5および6を
構成し、]6および17はコレクタと、]8および19
はエミッタと、2oおよび21はベースとそれぞれアル
ミニウム配線とのコンタクトを示し、領域22および2
4でNチャネルMOSトランジスタを構成し、領域22
でPチャネルMOSトランジスタを構成する。The circuit shown in FIG. 2 is formed on a semiconductor chip using the master slice shown in FIG. A resistance element 12 and NPN transistors 5 and 6 are configured in one basic unit of the internal cell 1, ]6 and 17 are collectors, ]8 and 19
indicates the emitter, 2o and 21 indicate the base and the contacts with the aluminum wiring, respectively, and regions 22 and 2
4 constitutes an N-channel MOS transistor, and the region 22
constitutes a P-channel MOS transistor.
25および26はPおよびNチャネルMosトランジス
タ共有のゲート電極、27および28はNチャネルMO
Sトランジスタのゲート電極である。口印はM O S
トランジスタのソース、ドレインおよびゲートあるい
は抵抗素子とアルミニウム配線とのコンタクトを示し、
29および3oはGND電位配線,1は電源電位配線を
示す。25 and 26 are gate electrodes shared by P and N channel Mos transistors, 27 and 28 are N channel MO transistors.
This is the gate electrode of the S transistor. The seal is MOS
Indicates the source, drain, and gate of a transistor, or the contact between a resistive element and aluminum wiring,
29 and 3o are GND potential wirings, and 1 is a power supply potential wiring.
出力段のバイポーラトランジスタを駆動ずるMost〜
ランジスタを、負荷容量の違いにより2個並列に接続し
たものと並列接続しないもの2個の回路構成が可能とな
る。この場合、この2個の回路に対応するレイアウトパ
ターンを用意しなければならないが、この2個のレイア
ウトパターンの共通部分を機能ブロックの基本型とし、
これにチップ上の機能ブロックの配置決定および配線パ
ターンの決定後に該当ブロックの負荷容量の違いに応じ
てコンタクトやアルミニウム配線を重ね合わせることに
より、容易に本発明が意図した回路がチップ上に構成可
能となる。Most to drive the bipolar transistor in the output stage
Depending on the difference in load capacity, two circuit configurations are possible, one in which two transistors are connected in parallel and one in which they are not connected in parallel. In this case, layout patterns corresponding to these two circuits must be prepared, but the common part of these two layout patterns is used as the basic form of the functional block,
After determining the layout of the functional blocks on the chip and determining the wiring pattern, the circuit intended by the present invention can be easily configured on the chip by overlapping contacts and aluminum wiring according to the difference in the load capacity of the corresponding blocks. becomes.
第4図は第3図に示す回路素子及び配線のレイアウトを
機能ブロックで構成する際の基本型となるレイアウトを
示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a basic layout in which the layout of circuit elements and wiring shown in FIG. 3 is constructed by functional blocks.
コンタクト32,33.34とアルミニウム配線35.
36のパターンとを重ね合わせることにより、第2図の
回路図におけるPチャネルMOSトランジスタ8および
NチャネルMOSトランジスタ11を接続していない回
路をチップ上に構成する。このとき、コンタクト34お
よびアルミニウム配線35によりゲート電極27を接地
電位に接続し電荷の蓄積を防いでおり、また第2図の回
路チップ上に構成するときも同様である。Contacts 32, 33, 34 and aluminum wiring 35.
36 patterns, a circuit in which the P channel MOS transistor 8 and the N channel MOS transistor 11 in the circuit diagram of FIG. 2 are not connected is constructed on the chip. At this time, the gate electrode 27 is connected to the ground potential by the contact 34 and the aluminum wiring 35 to prevent accumulation of charge, and the same applies when the circuit is constructed on the circuit chip shown in FIG. 2.
以上のことから、B i−CMOS型の内部セルにおい
て、バイポーラトランジスタを駆動するためのMOS}
ラジスタを、チップ上の機能ブロックの配置決定および
配線パターンの決定後に、負荷容量の違いに応じて任意
に並列接続した回路を構成することが可能となる。From the above, in the internal cell of Bi-CMOS type, MOS for driving the bipolar transistor}
After determining the layout of the functional blocks on the chip and determining the wiring pattern, it is possible to configure a circuit in which radiators are arbitrarily connected in parallel according to the difference in load capacitance.
なお、本実施例では、第2図に示す回路についてのもの
であるが、他のB i−CMOS回路においても出力段
のバイポーラトランジスタを駆動するMOSトランジス
タに本発明を適用することが可能である。また、本実施
例では、インバータ回路の例を示したが、他の論理回路
でも適用可能である。さらに、本実施例では出力段のバ
イポーラトランジスタを駆動するMOS}ラジスタを2
個並列に接続したが、任意の個数を並列接続しても良い
ことは明らかである。また本実施例は、機能ブロックに
おいて負荷容量が増大した場合について高速化を図るた
めに本発明を適用したものであるが、これに限定されず
、所望の機能ブロックについても本発明を適用し遅延時
間を短縮することが可能である。Although this embodiment concerns the circuit shown in FIG. 2, the present invention can also be applied to the MOS transistor that drives the bipolar transistor in the output stage in other Bi-CMOS circuits. . Further, in this embodiment, an example of an inverter circuit is shown, but other logic circuits are also applicable. Furthermore, in this embodiment, the MOS}radiator that drives the bipolar transistor in the output stage is
Although these are connected in parallel, it is clear that any number of them may be connected in parallel. Further, in this embodiment, the present invention is applied to increase the speed when the load capacity increases in a functional block, but the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a desired functional block to increase the speed. It is possible to shorten the time.
以上説明したように、本発明は、マスクスライス方式の
ゲートアレイLSIにおいて、BiCMOS型の内部セ
ルを構成した際、機能ブロックの出力段のパイボーラト
ラジスタを駆動するためのMOSトランジスタを任意に
所望の個数並列接続した回路を構成することで、負荷容
量が大きい場合や高速動作が要求される場合に遅延時間
の低減が可能となる。As described above, the present invention provides a mask slicing type gate array LSI in which when BiCMOS type internal cells are configured, MOS transistors for driving the piezoelectric transistors in the output stage of the functional blocks can be arbitrarily selected. By configuring a circuit in which the number of transistors is connected in parallel, it is possible to reduce the delay time when the load capacity is large or when high-speed operation is required.
第1図は本発明の一実施例の平面図、第2図はインバー
タの一例の回路図、第3図は第2図に示す回路を半導体
チップに形成したものの平面図、第4図は第3図に示す
回路素子及び配線のレイアウトを機能ブロックで構成す
る際の基本型となるレイアウトを示す平面図、第5図は
第4図に示す基本型レイアウトをもとにして機能ブロッ
クを構成したレイアウトの平面図、第6図は従来のゲー
トアレイLSIの一例を示す平面図である。
1・・・内部セル、2・・内部セル領域、3・・・入出
力回路領域、4・・・ボンディングパッド、5,6・・
・NPNトランジスタ、7.8・・・PチャネルMOS
トランジスタ、9,10.11・・・NチャネルMOS
トランジスタ、12・・抵抗素子、13・・・電源端子
、14・・・入力端子、15・・・出力端子、16,コ
,7・・・コレクタとアルミニウム配線とのコンタクト
、18.19・・・エミッタとアルミニウム配線とのコ
ンタクト、20.21・・・ベースとアルミニウム配線
とのコンタクト、22・・・PチャネルMOSトランジ
スタを構成ずる領J々、23.24・・・NチャネルM
OSトランジスタを構成する領域、25.26・・・P
およびNチャネルMOSトランジスタ共有のゲート電極
、27.28・・・NチャネルMOSトランジスタのゲ
ー1・電極、29.30・・・GND電位配線、31・
・電源電位配線、32,33.34・・コンタクト、3
5.36・・アルミニウム配線、37・・・LSIチッ
プ。FIG. 1 is a plan view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an example of an inverter, FIG. 3 is a plan view of the circuit shown in FIG. 2 formed on a semiconductor chip, and FIG. Figure 3 is a plan view showing a basic layout when configuring the layout of circuit elements and wiring shown in functional blocks, and Figure 5 is a plan view showing a basic layout in which functional blocks are constructed based on the basic layout shown in Figure 4. A plan view of the layout. FIG. 6 is a plan view showing an example of a conventional gate array LSI. 1... Internal cell, 2... Internal cell area, 3... Input/output circuit area, 4... Bonding pad, 5, 6...
・NPN transistor, 7.8...P channel MOS
Transistor, 9, 10, 11...N channel MOS
Transistor, 12... Resistance element, 13... Power supply terminal, 14... Input terminal, 15... Output terminal, 16, Co, 7... Contact between collector and aluminum wiring, 18.19...・Contact between emitter and aluminum wiring, 20.21... Contact between base and aluminum wiring, 22... Areas forming P channel MOS transistor, 23.24... N channel M
Region configuring the OS transistor, 25, 26...P
and N-channel MOS transistor shared gate electrode, 27.28... Gate 1 electrode of N-channel MOS transistor, 29.30... GND potential wiring, 31.
・Power potential wiring, 32, 33. 34... Contact, 3
5.36...Aluminum wiring, 37...LSI chip.
Claims (1)
の出力段を構成する出力部を有する入出力回路領域と、
前記出力部のバイポーラトランジスタを駆動し論理をと
るためのP及びNチャネルのMOSトランジスタが配置
され機能ブロックを構成する内部セルが設けられている
内部セル領域とを有するマスタースライス方式の大規模
集積回路において、前記機能ブロックの負荷容量に応じ
て前記バイポーラトランジスタ駆動用MOSトランジス
タを任意数並列接続できるように複数個並列配置したこ
とを特徴とする大規模集積回路。an input/output circuit area having an output section in which a plurality of bipolar transistors are arranged and forming an output stage of a gate array;
A master slice type large-scale integrated circuit having an internal cell region in which P and N channel MOS transistors for driving the bipolar transistor of the output section and providing logic are arranged and internal cells constituting a functional block are provided. A large-scale integrated circuit, characterized in that a plurality of the bipolar transistor driving MOS transistors are arranged in parallel so that an arbitrary number of the bipolar transistor driving MOS transistors can be connected in parallel according to the load capacitance of the functional block.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11024589A JPH02290069A (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Large-scale integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11024589A JPH02290069A (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Large-scale integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02290069A true JPH02290069A (en) | 1990-11-29 |
Family
ID=14530792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11024589A Pending JPH02290069A (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Large-scale integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02290069A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0476950A (en) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Toshiba Corp | semiconductor equipment |
-
1989
- 1989-04-27 JP JP11024589A patent/JPH02290069A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0476950A (en) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Toshiba Corp | semiconductor equipment |
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