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JPH0329187B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0329187B2
JPH0329187B2 JP58125288A JP12528883A JPH0329187B2 JP H0329187 B2 JPH0329187 B2 JP H0329187B2 JP 58125288 A JP58125288 A JP 58125288A JP 12528883 A JP12528883 A JP 12528883A JP H0329187 B2 JPH0329187 B2 JP H0329187B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
transistors
basic cell
basic
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58125288A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6017930A (ja
Inventor
Shinji Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP58125288A priority Critical patent/JPS6017930A/ja
Priority to EP84304668A priority patent/EP0131463B1/en
Priority to KR1019840003972A priority patent/KR890004568B1/ko
Priority to DE8484304668T priority patent/DE3477312D1/de
Publication of JPS6017930A publication Critical patent/JPS6017930A/ja
Priority to US07/008,042 priority patent/US4816887A/en
Publication of JPH0329187B2 publication Critical patent/JPH0329187B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、マスタ・スライス方式を適用して製
造される大規模集積回路(LSI)を構成する為の
基本セルの改良に関する。
従来技術と問題点 マスタ・スライス方式は、一つの半導体チツプ
中に複数のトランジスタや抵抗からなる基本セル
を予め大量に作製しておき、必要品種に応じて配
線マスクを作製し、その配線マスクを用いてトラ
ンジスタや抵抗間を接続する加工を施して所望の
動作をするLSIを完成させるものである。
従来、前記マスタ・スライス方式を実施する際
に適用される基本セルとして第1図及び第2図に
関して説明されるものが知られている。
第1図は従来の基本セルの要部等価回路図であ
る。
図に於いて、QP1及びQP2はpチヤネル・ト
ランジスタ、QN1及びQN2はnチヤネル・ト
ランジスタをそれぞれ示している。
図から判るように、同一チヤネルのトランジス
タQP1及びQP2、或いは、QN1及びQN2は、
そのソース或いはドレインのうち、いずれか一方
を共有し、また、異なるチヤネルのトランジスタ
例えばQP1及びQN1、或いは、QP2及びQN
2をそれぞれ一組としてそれぞれゲートを共有し
ている。
第2図は第1図に示した基本セルの回路構成を
具現化した所謂バルク・パターンを表わす要部平
面図であり、第1図に関して説明した部分と同部
分は同記号で指示してある。
図に於いて、1はp型不純物拡散領域、2はn
型不純物拡散領域、3G1及び3G2は多結晶シ
リコン・ゲート電極、4CNはn型基板コンタク
ト・パターン、4CPはp型基板コンタクト・パ
ターンをそれぞれ示している。尚、p型不純物拡
散領域1はpチヤネル・トランジスタQP1及び
QP2のソース領域或いはドレイン領域を構成す
るものであり、そして、n型不純物拡散領域2は
nチヤネル・トランジスタQN1及びQN2のソ
ース領域或いはドレイン領域を構成するものであ
る。
通常のLSIでは、半導体チツプ中に第2図に見
られる基本セルを縦に並べた形状の基本セル列が
間隔をおいて配設され、回路は基本セル上にアル
ミニウム(A)からなる配線を施すことに依り
形成される。
ところで、第1図及び第2図に関して説明した
基本セルは、2入力NAND或いは2入力NOR等
の論理回路を作製する場合には有効であるが、
RAM(random access memory)、トランスミツ
シヨン・ゲート回路、クロツクド(clockd)ゲ
ート回路(C2MOS回路)等の回路を形成する場
合は、多数を必要としたり、余剰トランジスタが
生じたりする欠点がある。
例えば、RAMセルを形成するには、前記基本
セルでは4個を必要とし、しかも、使用しないト
ランジスタが6個も生ずる。また、トランスミツ
シヨン・ゲート回路を形成する場合、一つの基本
セルを用いて二つ作製することしかできない。更
にまた、クロツクド・ゲート回路を形成する場合
では、前記基本セルを2個必要とし、そして、そ
こに含まれるトランジスタのうち半分は使用され
ることなく余剰のものとなつてしまう。
発明の目的 本発明は、前記の如きマスタ・スライス方式を
適用して製造されるLSIを構成する為の基本セル
の構成に改良を加え、従来可能であつたNAND
を或いはNOR等の論理回路の作製は勿論のこと、
RAM、トランスミツシヨン・ゲート回路、クロ
ツクド・ゲート回路等を少ない基本セル数で容易
に構成することができるように、また、余剰トラ
ンジスタが生じないようにし、従来技術に依る場
合に比較して、占有面積を少なくしようとするも
のである。
発明の構成 本発明に依る基本セルでは、ソース領域或いは
ドレイン領域を共有する2個のpチヤンネル・ト
ランジスタからなるpチヤネル・トランジスタ領
域及びソース領域或いはドレイン領域を共有する
2個のnチヤネル・トランジスタからなるnチヤ
ネル・トランジスタ領域を有し且つ前記2個ずつ
のpチヤネル・トランジスタ及びnチヤネル・ト
ランジスタのうち1個のpチヤネル・トランジス
タと1個のnチヤネル・トランジスタの各ゲート
を共通接続すると共に残りのpチヤネル・トラン
ジスタの各ゲートを共通接続してなる基本セルに
於いて、前記pチヤネル領域の外側に更に2個の
pチヤネル(或いはnチヤネル)トランジスタが
並設されると共に前記nチヤネル領域の外側に更
に2個のnチヤネル(或いはpチヤネル)トラン
ジスタが並設されてなる構成を採ることに依り、
従来の基本セルで有効に形成することができた
NAND或いはNORなどの論理回路は勿論のこ
と、RAM、トランスミツシヨン・ゲート回路、
クロツクド・ゲート回路なども少ない基本セル数
で、しかも、余剰トランジスタが生じないよう
に、従つて、小さな占有面積で実現させ得る。
発明の実施例 第3図は本発明一実施例の要部等価回路図であ
り、第1図及び第2図に関して説明した部分と同
部分は同記号で指示してある。
図に於いて、QP3及びQP4は新たに付加した
pチヤネル・トランジスタ、QN3及びQN4は
新たに付加したnチヤネル・トランジスタをそれ
ぞれ示している。尚、付加するトランジスタの位
置は、pチヤネル・トランジスタとnチヤネル・
トランジスタを図示されている状態と逆にしても
良い。
第4図は第3図に示した基本セルの回路構成を
具現化した所謂バルク・パターンを表わす要部平
面図であり、第3図に関して説明した部分と同部
分は同記号で指示してある。
図に於いて、5及び6はp型不純物拡散領域、
7G1及び7G2は多結晶シリコン・ゲート電
極、8及び9はn型不純物拡散領域、10G1及
び10G2は多結晶シリコン・ゲート電極をそれ
ぞれ示している。尚、p型不純物拡散領域5はp
チヤネル・トランジスタQP3の、p不純物拡散
領域6はpチヤネル・トランジスタQP4のそれ
ぞれのソース領域或いはドレイン領域を構成し、
n型不純物拡散領域8はnチヤネル・トランジス
タQN3の、n型不純物拡散領域9はnチヤネ
ル・トランジスタQN4のそれぞれのソース領域
或いはドレイン領域を構成するものである。尚、
第3図に関して説明したように、pチヤネル・ト
ランジスタQP3及びQP4とnチヤネル・トラン
ジスタQN3及びQN4との位置を反対にしても
良い。
次に、前記第3図及び第4図に関して説明した
基本セルを用いて種々の回路を構成する場合を例
示して説明する。
第5図はRAMセルを構成した場合の要部等価
回路図であり、第3図及び第4図に関して説明し
た部分と同部分は同記号で指示してある。尚、
RAMを構成する場合、前記付加したトランジス
タのチヤネル幅は従来の基本セルの構成と同じ部
分に含まれるトランジスタのチヤネル幅よりも大
にする必要がある。
図に於いて、INV1及びINV2はインバータ、
WRDは読み出しワード線、は書き込みワー
ド線、Diは入力データ信号、は反転入力デー
タ信号、は反転出力データ信号をそれぞれ示
している。
この回路に於けるインバータINV1及びINV
2はpチヤネル・トランジスタQP1及びQP2、
nチヤネル・トランジスタQN1及びQN2で構
成されるものである。
第6図は第5図に示した回路構成を具現化した
バルク・パターンを表わす要部平面図であり、第
5図に関して説明した部分と同部分は同記号で指
示してある。
図に於いて、LAは第1層目のA配線(太い
実線)、LBは第2層目のA配線(太い破線)、
NAは第1層目のA配線LAと半導体基板との
コンタクト部分(白丸:〇)、NBは第2層目の
A配線LBと第1層目のA配線LAとのコンタ
クト部分(2重丸:◎)、VDDは正測電源レベル、
VSSは接地側電源レベルをそれぞれ示している。
因に、この実施例に依れば、従来の基本セルを使
用した場合と比較して、同一プロセスであれば、
面積は1/2にすることができる。尚、従来の基本
セルでRAMセルを構成するには4個が必要であ
り、しかも、不使用のトランジスタが6個も生ず
ることは前記した通りである。
第7図はトランスミツシヨン・ゲート回路を構
成した場合の要部等価回路図であり、第3図乃至
第6図に関して説明した部分と同部分は同記号で
指示してある。
図に於いて、Aは入力信号、Xは出力信号、
CKはクロツク信号、は反転クロツク信号をそ
れぞれ示している。
トランスミツシヨン・ゲート回路を構成するに
は、相隣る基本セル列に於けるpチヤネル・トラ
ンジスタとnチヤネル・トランジスタとを各々1
個宛用いる。この構成は、第7図の回路構成を具
現化したバルク・パターンを表わす要部平面図で
ある第8図を見ると良く理解できる。尚、第8図
では第3図乃至第7図に関して説明した部分と同
部分は同記号で指示してある。
図に於いて、BC1は或る基本セル列に所属す
る基本セル、BC2は前記基本セル列の隣の基本
セル列に所属する基本セルである。
図から判るように、トランスミツシヨン・ゲー
ト回路を構成するには、或る基本セル列に所属す
る基本セルBC1に於けるnチヤネル・トランジ
スタQN4と前記基本セル列の隣の基本セル列に
所属する基本セルBC2に於けるpチヤネル・ト
ランジスタQP3とを用いると良い。この例に見
られるように、基本セルが相隣つている場合に於
いては、各々の一部を使用することに依つてトラ
ンスミツシヨン・ゲート回路を構成することがで
きる。
第9図はクロツクド・ゲート回路を構成した場
合の要部等価回路図であり、第3図乃至第8図に
関して説明した部分と同部分は同記号で指示して
ある。
この場合、相隣る基本セル列に於けるpチヤネ
ル・トランジスタとnチヤネル・トランジスタと
を各々2個宛用いて構成するものであり、その様
子は第8図の回路構成を具現化したバルク・パタ
ーンを表わす要部平面図である第10図を参照す
れば良く理解できる。尚、第10図では第3図乃
至第9図に関して説明した部分と同部分は同記号
で指示してある。
図から判るように、クロツクド・ゲート回路を
構成するには、或る基本セル列に所属する基本セ
ルBC1に於けるnチヤネル・トランジスタQN
3及びQN4と前記基本セル列の隣の基本セル列
に所属する基本セルBC2に於けるpチヤネル・
トランジスタQP3及びQP4を用いて構成すれば
良い。因に、従来の基本セルを用いてクロツク
ド・ゲート回路を構成するには2個を必要とし、
また、面積で見ると、本発明の基本セルに依つた
場合、従来の約1/2にすることができる。
この外、従来の基本セルに依つて構成し得る回
路と同様な回路を構成することができるのは明ら
かであるが、その場合、本発明に於いて新たに付
加されたpチヤネル・トランジスタQP3及びQP
4、nチヤネル・トランジスタQN3及びQN4
が使用されなければ、それ等が位置する部分は配
線領域として使用することができる。尚、複数の
基本セル列が存在する場合、相隣る基本セルの
各々の一部を用いて従来の基本セルに依る場合と
同様の回路、例えば2入力NAND、インバータ
等を構成することができる。
第11図は他の実施例を表わす要部平面図であ
り、第3図乃至第10図に関して説明した部分と
同部分は同記号で指示してある。
この実施例では、基本セルとしてBC1a,BC
1b,BC1c,BC1dの4個が縦に並べて配設
されているが、そのうち、基本セルBC1a,BC
1b,BC1cでは新たに付加した2個のpチヤ
ネル・トランジスタQP3及びQP4、2個のnチ
ヤネル・トランジスタQN3及びQN4の向きが
第4図に関して説明した実施例と相違しているだ
けで他は同じである。即ち、第4図に見られる実
施例では、各トランジスタQP3,QP4,QN
3,QN4のゲート長方向がトランジスタQP1,
QP2,QN1,QN2のそれに対して直交する方
向、即ち、横方向(紙面で見て左右方向)に向い
て配設されているが、第11図の実施例では、全
トランジスタのゲート長方向は同方向、即ち、縦
方向(紙面で見て上下方向)に向いて配設されて
いる。尚、基本セルCB1dは第4図に示したも
のと同じ方向になつている。
発明の効果 本発明に依るマスタ・スライス方式に於ける基
本セルでは、ソース領域或いはドレイン領域を共
有する2個のpチヤネル・トランジスタからなる
pチヤネル・トランジスタ領域及びソース領域或
いはドレイン領域を共有する2個のnチヤネル・
トランジスタからなるnチヤネル・トランジスタ
領域を有し且つ前記2個ずつのpチヤネル・トラ
ンジスタ及びnチヤネル・トランジスタのうち1
個のpチヤネル・トランジスタと1個のnチヤネ
ル・トランジスタの各ゲートを共通接続すると共
に残りのpチヤネル・トランジスタ及びnチヤネ
ル・トランジスタの各ゲートを共通接続してなる
基本セルに於いて、前記pチヤネル領域の外側に
更に2個のpチヤネル(或いはnチヤネル)トラ
ンジスタが並設されると共に前記nチヤネル領域
の外側に更に2個のnチヤネル(或いはpチヤネ
ル)トランジスタが並設されてなる構成になつて
いる。即ち、従来の基本セルる構造に対し、2個
のpチヤネル・トランジスタ及び2個のnチヤネ
ル・トランジスタが付加された構成になつている
ものであり、このような構成を採ることに依り、
例えば、2入力NAND或には2入力NORを構成
する場合は従来の基本セルを用いたときと同様に
配線を行ない、また、RAMセル、トランスミツ
シヨン・ゲート回路、クロツクド・ゲート回路を
構成する場合には、新たに付加した4個のトラン
ジスタを使用することに依り、従来の基本セルを
用いて構成した場合と比較すると1/2〜1/3の面積
に回路を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の基本セルの要部等価回路図、第
2図は第1図に示した基本セルのバルク・パター
ンを表わす要部平面図、第3図は本発明一実施例
の要部等価回路図、第4図は第3図に示した基本
セルのバルク・パターンを表わす要部平面図、第
5図はRAMセルを構成した場合の要部等価回路
図、第6図は第5図に示した回路のバルク・パタ
ーンを表わす要部平面図、第7図はトランスミツ
シヨン・ゲート回路を構成した場合の要部等価回
路図、第8図は第7図に示した回路のバルク・パ
ターンを表わす要部平面図、第9図はクロツク
ド・ゲート回路を構成した場合の要部等価回路
図、第10図は第9図に示した回路のバルク・パ
ターンを表わす要部平面図、第11図は他の実施
例のバルク・パターンを表わす要部平面図であ
る。 図に於いて、QP1及びQP2はpチヤネル・ト
ランジスタ、QN1及びQN2はnチヤネル・ト
ランジスタ、1はp型不純物拡散領域、2はn型
不純物拡散領域、3G1及び3G2は多結晶シリ
コン・ゲート電極、4CNはn型基板コンタク
ト・パターン、4CPはp型基板コンタクト・パ
ターン、QP3及びQP4はpチヤネル・トランジ
スタ、QN3及びQN4はnチヤネル・トランジ
スタ、5及び6はp型不純物拡散領域、7G1及
び7G2は多結晶シリコン・ゲート電極、8及び
9はn型不純物拡散領域、10G1及び10G2
は多結晶シリコン・ゲート電極、INV1及び
INV2はインバータ、WRDは読み出しワード
線、は書き込みワード線、Diは入力データ
信号、は反転入力データ信号、は反転出力
データ信号、LAは第1層目のA配線、LBは第
2層目のA配線、NAは第1層目のA配線
LAと半導体基板とのコンタクト部分、NBは第
2層目のA配線LBと第1層目のA配線LAと
のコンタクト部分、VDDは正側電源レベル、VSS
は接地側電源レベル、Aは入力信号、Xは出力信
号、CKはクロツク信号、は反転クロツク信
号、BC1は或る基本セル列に所属する基本セル、
BC2は基本セルBC1が所属する基本セル列の隣
の基本セル列に所属する基本セル、BC1a,BC
1b,BC1c,BC1dは基本セルである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ソース領域或いはドレイン領域を共有する2
    個のpチヤネル・トランジスタからなるpチヤネ
    ル・トランジスタ領域及びソース領域或いはドレ
    イン領域を共有する2個のnチヤネル・トランジ
    スタからなるnチヤネル・トランジスタ領域を有
    し且つ前記2個ずつのpチヤネル・トランジスタ
    及びnチヤネル・トランジスタのうち1個のpチ
    ヤネル・トランジスタと1個のnチヤネル・トラ
    ンジスタの各ゲートを共通接続すると共に残りの
    pチヤネル・トランジスタ及びnチヤンネル・ト
    ランジスタの各ゲートを共通接続してなる基本セ
    ルに於いて、前記pチヤネル領域の外側に更に2
    個のpチヤネル(或いはnチヤネル)トランジス
    タが並設されると共に前記nチヤネル領域の外側
    に更に2個のnチヤネル(或いはpチヤネル)ト
    ランジスタが並設されてなることを特徴とするマ
    スタ・スライス方式に於ける基本セル。
JP58125288A 1983-07-09 1983-07-09 マスタ・スライス方式に於ける基本セル Granted JPS6017930A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58125288A JPS6017930A (ja) 1983-07-09 1983-07-09 マスタ・スライス方式に於ける基本セル
EP84304668A EP0131463B1 (en) 1983-07-09 1984-07-09 Masterslice semiconductor device
KR1019840003972A KR890004568B1 (ko) 1983-07-09 1984-07-09 마스터슬라이스형 반도체장치
DE8484304668T DE3477312D1 (de) 1983-07-09 1984-07-09 Masterslice semiconductor device
US07/008,042 US4816887A (en) 1983-07-09 1987-01-21 CMOS gate array with orthagonal gates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58125288A JPS6017930A (ja) 1983-07-09 1983-07-09 マスタ・スライス方式に於ける基本セル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6017930A JPS6017930A (ja) 1985-01-29
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ID=14906364

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Families Citing this family (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2868016B2 (ja) * 1988-12-28 1999-03-10 沖電気工業株式会社 ゲートアレイの基本セル
EP0394598B1 (en) * 1989-04-28 1996-03-06 International Business Machines Corporation An improved gate array cell having FETS of different and optimized sizes
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