JPS63306641A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
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- JPS63306641A JPS63306641A JP62143591A JP14359187A JPS63306641A JP S63306641 A JPS63306641 A JP S63306641A JP 62143591 A JP62143591 A JP 62143591A JP 14359187 A JP14359187 A JP 14359187A JP S63306641 A JPS63306641 A JP S63306641A
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- unit cell
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/90—Masterslice integrated circuits
- H10D84/903—Masterslice integrated circuits comprising field effect technology
- H10D84/907—CMOS gate arrays
Landscapes
- 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路に関し、特にCMOSゲート
アレイの下地工程に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to semiconductor integrated circuits, and in particular to a base process for CMOS gate arrays.
従来、CMOSゲートアレイは、Pチャンネルトランジ
スタとNチャンネルトランジスタを対とするCMOSト
ランジスタの2人力NAND (NOR)あるいは3人
力NAND (NOR)などを単位セル(以下第1単位
セルという)とし、マトリックス状に配置し、単位セル
のセル列の間は所望の理論機能を得るための配線チャン
ネルがあり、ちょうど配線チャンネル、セル列が交互に
設けられた構成となっている。単位セルのPチャンネル
トランジスタ、Nチャンネルトランジスタのゲートチャ
ンネル長とチャンネル幅は、最適値であり、人出力バッ
ファを除く内部は全て同じ基本単位セルで構成されてい
る。Conventionally, CMOS gate arrays are arranged in a matrix format, with unit cells (hereinafter referred to as first unit cells) consisting of two-man power NAND (NOR) or three-man power NAND (NOR) of CMOS transistors consisting of a pair of P-channel transistors and N-channel transistors. There are wiring channels between the cell rows of unit cells to obtain the desired theoretical function, and the structure is such that wiring channels and cell rows are alternately provided. The gate channel length and channel width of the P-channel transistor and N-channel transistor of the unit cell are optimum values, and the internal parts except the human output buffer are all composed of the same basic unit cell.
第5図(a)、(b)は従来のCMOSゲートアレイの
チップの一例の平面図およびそのA部拡大図を示す0図
中、11は基本単位セル列、12は配線チャンネル、1
3は人出力バッファ回路群、14は信号引き出しのパッ
ドである。破線で囲んだ部分15は内部理論構成部を示
している。5(a) and 5(b) show a plan view of an example of a chip of a conventional CMOS gate array and an enlarged view of part A thereof, in which 11 is a basic unit cell column, 12 is a wiring channel, 1
3 is a human output buffer circuit group, and 14 is a signal extraction pad. A portion 15 surrounded by a broken line indicates an internal theoretical component.
このA部拡大図は、マスクパターンの簡略図の一例であ
る。1は第1基本単位セルであり、2人力NAND (
NOR)系の例である。単位セル内に4本のゲートポリ
シリコン2と、P+拡散層3あるいはN+拡散層4で2
個のPチャンネルトランジスタと、2個のNチャンネル
トランジスタを構成した下地である。基本単位セル1が
マトリクラス状に配列してあり、基本単位セル1の1〜
数十個の下地に、インバータ、2NAND (2NOR
) 、3NAND (3NOR> 、デコーダ、セレク
タ、フリップフロラ1などの機能を金属配線で接続した
ファンクションブロックを基本にCADツールなどを利
用し、所望の理論機能を金属配線で接続し得るわけであ
る。This enlarged view of part A is an example of a simplified diagram of a mask pattern. 1 is the first basic unit cell, which is a two-manpower NAND (
This is an example of the NOR) system. Two gate polysilicon layers 2 and a P+ diffusion layer 3 or an N+ diffusion layer 4 are provided in a unit cell.
This is the base layer on which two P-channel transistors and two N-channel transistors are constructed. The basic unit cells 1 are arranged in a matrix shape, and the basic unit cells 1 to 1
Dozens of bases, inverters, 2NAND (2NOR)
), 3NAND (3NOR>), decoder, selector, flipflora 1, etc., are basically function blocks connected with metal wiring, and using a CAD tool, desired theoretical functions can be connected with metal wiring.
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したような従来のCMOSゲートアレイでは、多種
多様なファンクションブロックが1種の最適化された基
本単位セルlの下地上に構成されている。従って、遅延
時間を故意に遅くしなければならない時、スピードを遅
くするためにゲート段数を増やす必要があり、使用する
基本単位セル1の数が多くなり、非常に効率が悪くなっ
ている。近年、CMOSの微細化、低温使用などにより
ますます高速化されているため、プロセス変動や使用条
件の変動による遅延特性の最大値及び最小値のバラツキ
も大きくなり、最小遅延時間を保証すべきバスが増大し
、遅延回路のファンクションブロックがチップ全体のゲ
ート数を増やす原因の1つとなっている。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional CMOS gate array as described above, a wide variety of function blocks are constructed on the base of one type of optimized basic unit cell l. Therefore, when the delay time must be intentionally slowed down, it is necessary to increase the number of gate stages in order to slow down the speed, and the number of basic unit cells 1 used increases, resulting in very poor efficiency. In recent years, as CMOS has become increasingly faster due to miniaturization and low-temperature use, variations in the maximum and minimum values of delay characteristics due to process variations and variations in usage conditions have become large, making it difficult for buses that require minimum delay times to be guaranteed. The delay circuit function block is one of the causes of increasing the number of gates on the entire chip.
本発明の目的は、このような問題を解決し、固有の遅延
回路を挿入することにより、チップ全体を小型化し、高
集積化した半導体集積回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such problems and to provide a highly integrated semiconductor integrated circuit that reduces the size of the entire chip by inserting a unique delay circuit.
本発明の構成は、1乃至数個のPチャンネルトランジス
タと1乃至数個のNチャンネルトランジスタとを対とす
るCMOSゲートの第1基本単位セルを複数個配列した
単位セル列と、所定理論機能を得るように前記第1基本
単位セル間の′金属配線からなる配線チャンネルとが交
互に設けられたCMOSゲートアレイの半導体集積回路
において、・前記第1基本単位セルのPチャンネルトラ
ンジスタおよびNチャンネルトランジスタと異なるチャ
ンネル長あるいはチャンネル幅を有することにより所定
遅延量をもつ第2の基本単位セルを設け、この第2基本
単位セルを前記配線チャンネル内に、あるいは前記第1
基本セル間に任意に配置したことを特徴とする。The configuration of the present invention includes a unit cell row in which a plurality of first basic unit cells of CMOS gates each having a pair of one to several P-channel transistors and one to several N-channel transistors are arranged, and a unit cell row that has a predetermined theoretical function. In a semiconductor integrated circuit of a CMOS gate array, wiring channels consisting of metal wiring between the first basic unit cells are provided alternately so as to obtain: a P-channel transistor and an N-channel transistor of the first basic unit cell; A second basic unit cell having a predetermined delay amount by having a different channel length or channel width is provided, and this second basic unit cell is placed in the wiring channel or in the first basic unit cell.
It is characterized by being arbitrarily arranged between basic cells.
次に本発明を図面により詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例を簡略的に示したマスク
パターン図である6本実施例は、第1基本単位セル列1
1の間の配線チャンネル12に、第2の基本単位セル1
6を挿入したものである。FIG. 1 is a mask pattern diagram schematically showing a first embodiment of the present invention.6 In this embodiment, a first basic unit cell column 1
1 in the wiring channel 12 between the second basic unit cell 1
6 was inserted.
この第2の基本単位セル16は、ゲートポリシリコン1
7、P+拡散層18、およびN+拡散層19からなりP
チャンネル、Nチャンネルトランジスタが各1個ある下
地構成となってる。これはスピードを遅くするゲニトを
構成するために、第1基本単位セル1のトランジスタに
比べてゲートポリシリコン17のW/L (Wはチャン
ネル幅、Lはチャンネル長)を小さくしてあり、第2基
本単位セル16を従来の配線チャンネル内12に埋め込
むことにより、遅延回路が必要な際に第1基本単位セル
11で構成せず、第2基本単位セル16でインバータを
構成し、これをチェーンにして遅延時間を遅くすること
ができる。この第2基本単位セル16を必要としないと
時は、そのセル上を金属配線が通ることができるので従
来どおりの配線チャンネル11として利用すればよい。This second basic unit cell 16 has a gate polysilicon 1
7, P+ diffusion layer 18 and N+ diffusion layer 19
The base structure has one channel transistor and one N-channel transistor. This is because the W/L (W is the channel width, L is the channel length) of the gate polysilicon 17 is made smaller than that of the transistor of the first basic unit cell 1 in order to configure a transistor that slows down the speed. By embedding two basic unit cells 16 in the conventional wiring channel 12, when a delay circuit is required, instead of configuring it with the first basic unit cell 11, an inverter can be configured with the second basic unit cell 16, and this can be chained. You can slow down the delay time. When this second basic unit cell 16 is not required, it can be used as a conventional wiring channel 11 since metal wiring can pass over the cell.
第2図は本発明の第2の実施例のマスクパターン図であ
る0本実施例は、第1基本単位セル1の任意の場所に第
2基本単位セル21を挿入したものであり、ゲートポリ
シリコン22、P+拡散層23、N+拡散層24を含み
、Pチャンネル、Nチャンネルトランジスタ各2個の下
地構成である。この第2基本単位セル21において金属
配線でインバータ2段のチェーンでもよいし、インバー
タ1段各々独立で使用してもよい、この場合第1基本単
位セル1のトータル数は減少するが、遅延回路を多数使
用する場合は有効であり、第2基本セル21を、第1基
本単位セル1の間にある間隔ごとに挿入するとよい。FIG. 2 is a mask pattern diagram of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a second basic unit cell 21 is inserted at an arbitrary location of the first basic unit cell 1, and the gate polygon is It includes silicon 22, P+ diffusion layer 23, and N+ diffusion layer 24, and has a base structure of two each of P-channel and N-channel transistors. In this second basic unit cell 21, a chain of two stages of inverters may be used with metal wiring, or each stage of inverters may be used independently. In this case, the total number of first basic unit cells 1 will be reduced, but a delay circuit This is effective when a large number of unit cells are used, and it is preferable to insert the second basic cells 21 at intervals between the first basic unit cells 1.
第3図は本発明の第3の実施例のマスクパターン図で、
第1基本単位セル列11の間の配線チャンネル12に、
第2の基本単位セル31として、任意の容量CをもつP
+拡散層32、N+拡散層33を有するセルを並べた例
である。この例は、P”、N+拡散を埋め込んだ例であ
るが、いずれか一方でもかまわない、要するに遅延させ
ない分だけの容量Cを金属配線により接続し、ゲートを
遅らせるわけである。従って、遅延回路としてファンジ
ョンブロックを用意する必要がなく、当然第1基本単位
セル1で遅延回路を構成しないなめ、その公地のファン
クションブロックとして利用でき、第1基本単位セルを
十分有効に使用できる。また、容量Cとして使用しない
時は、その拡散層上を配線チャンネルとして利用できる
ことは、従来と何らかわりはない。FIG. 3 is a mask pattern diagram of a third embodiment of the present invention.
In the wiring channel 12 between the first basic unit cell rows 11,
As the second basic unit cell 31, P with an arbitrary capacitance C
This is an example in which cells having a + diffusion layer 32 and an N+ diffusion layer 33 are arranged. In this example, P" and N+ diffusions are buried, but either one is acceptable. In short, the gate is delayed by connecting as much capacitance C as is not delayed by metal wiring. Therefore, the delay circuit There is no need to prepare a function block as a function block, and since the first basic unit cell 1 does not constitute a delay circuit, it can be used as a public function block, and the first basic unit cell can be used effectively. When not used as a capacitor C, the top of the diffusion layer can be used as a wiring channel, which is no different from the conventional method.
第4図は本発明の第4の実施例のマスクパターン図で、
第1基本単位セル列11の間にある間隔をもって、第2
基本単位セル41を挿入したものである。第3図と同機
に、第2基本単位セル41はP“拡散層42とN+拡散
層43とから成り、遅延させたい分だけ容量Cを付加し
ゲートを遅らせる手法をとるが、この例では、P”、N
+拡散層42.43が長くなっているので、第3図の場
合と比べて、第1基本単位セル数は少なくなる。FIG. 4 is a mask pattern diagram of a fourth embodiment of the present invention.
With a certain interval between the first basic unit cell rows 11, the second
A basic unit cell 41 is inserted. In the same machine as in FIG. 3, the second basic unit cell 41 consists of a P" diffusion layer 42 and an N+ diffusion layer 43, and a method is used to delay the gate by adding a capacitance C as much as the desired delay, but in this example, P", N
+Since the diffusion layers 42 and 43 are longer, the number of first basic unit cells is smaller than in the case of FIG.
以上説明したように本発明は、従来CMOSゲートアレ
イに、第2の基本単位セルとしてゲートチャンネル長W
/ゲートチャンネル幅りの小さいトランジスタ、あるい
は容量CをもつP+拡散層、N+拡散層のセルを追加す
ることにより、遅延回路としてのファンクションブロッ
クを第1基本単位セルの下地で構成する必要がなくなり
、従来よりいっそう第1基本単位セルを有効に利用でき
、チップ全体として小型化され、高集積化することが可
能である。As explained above, the present invention provides a conventional CMOS gate array with a gate channel length W as a second basic unit cell.
By adding a transistor with a small gate channel width or a P+ diffusion layer or N+ diffusion layer cell with a capacitance C, it is no longer necessary to configure a function block as a delay circuit on the base of the first basic unit cell. The first basic unit cell can be used more effectively than before, and the entire chip can be made smaller and highly integrated.
第1図、第2図、第3図および第4図は本発明の第1、
第2、第3および第4の実施例のマスクパタンを示す平
面図、第5図(a>、(b)は従来のCMOSゲートア
レイのチップおよびそのA部のマスクパタンを示す平面
図である。
1・・・基本単位セル、2.17.22・・・ゲートポ
リシリコン、3.18.23.32.42・・・P+拡
散層、4.19.24.33.43・・・N1拡散層、
11・・・基本単位セル列、12・・・配線チャンネル
、13・・・入出力バッファ回路群、14・・・バッド
、15・・・内部理論構成部、16.21・・・第2基
本単位セル。
2ケニ腓刃ツソコフ
と−72
第3図
第4区
第5区 (α)
第 5 図 (bン1, 2, 3 and 4 are the first and second embodiments of the present invention.
FIGS. 5(a) and 5(b) are plan views showing mask patterns of the second, third and fourth embodiments, and FIGS. 1... Basic unit cell, 2.17.22... Gate polysilicon, 3.18.23.32.42... P+ diffusion layer, 4.19.24.33.43... N1 diffusion layer,
11... Basic unit cell string, 12... Wiring channel, 13... Input/output buffer circuit group, 14... Bad, 15... Internal theory configuration section, 16.21... Second basic unit cell. 2 Keni Tsusokov and -72 Fig. 3 Section 4 Section 5 (α) Fig. 5 (b
Claims (1)
個のNチャンネルトランジスタとを対とするCMOSゲ
ートの第1基本単位セルを複数個配列した単位セル列と
、所定理論機能を得るように前記第1基本単位セル間の
金属配線からなる配線チャンネルとが交互に設けられた
CMOSゲートアレイの半導体集積回路において、前記
第1基本単位セルのPチャンネルトランジスタおよびN
チャンネルトランジスタと異なるチャンネル長あるいは
チャンネル幅を有することにより所定遅延量をもつ第2
の基本単位セルを設け、この第2基本単位セルを前記配
線チャンネル内に、あるいは前記第1基本セル間に任意
に配置したことを特徴とする半導体集積回路。1) A unit cell row in which a plurality of first basic unit cells of CMOS gates each having a pair of one to several P-channel transistors and one to several N-channel transistors are arranged, and In a semiconductor integrated circuit of a CMOS gate array in which wiring channels consisting of metal wiring between first basic unit cells are provided alternately, a P channel transistor of the first basic unit cell and an N
A second transistor having a predetermined delay amount by having a channel length or channel width different from that of the channel transistor.
1. A semiconductor integrated circuit comprising: a basic unit cell; and a second basic unit cell disposed within the wiring channel or arbitrarily between the first basic cells.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62143591A JPS63306641A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62143591A JPS63306641A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63306641A true JPS63306641A (en) | 1988-12-14 |
Family
ID=15342288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62143591A Pending JPS63306641A (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63306641A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992022924A1 (en) * | 1991-06-18 | 1992-12-23 | Siarc | Basic cell architecture for mask programmable gate array |
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EP0528302B1 (en) * | 1991-08-09 | 2000-07-19 | Hughes Electronics Corporation | Dynamic circuit disguise for microelectronic integrated digital logic circuits |
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JPS6074644A (en) * | 1983-09-30 | 1985-04-26 | Fujitsu Ltd | CMOS gate array |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP62143591A patent/JPS63306641A/en active Pending
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