JPH0199236A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0199236A
JPH0199236A JP62257691A JP25769187A JPH0199236A JP H0199236 A JPH0199236 A JP H0199236A JP 62257691 A JP62257691 A JP 62257691A JP 25769187 A JP25769187 A JP 25769187A JP H0199236 A JPH0199236 A JP H0199236A
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JP
Japan
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type
integrated circuit
gate electrodes
circuit device
semiconductor integrated
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Pending
Application number
JP62257691A
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English (en)
Inventor
Rikiichi Ikeda
池田 力一
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0199236A publication Critical patent/JPH0199236A/ja
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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
    • H10D84/90Masterslice integrated circuits
    • H10D84/903Masterslice integrated circuits comprising field effect technology
    • H10D84/907CMOS gate arrays

Landscapes

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

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装置に関し、特に相補型MOS
ゲートアレイの雑音余裕を改善する半導体集積回路装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の相補型MOSゲートアレイ(以下、CM
OSゲートアレイと称す)は複数個のPチャネル型MO
Sトランジスタと、複数個のNチャネル型MOSトラン
ジスタとをアレイ状に多数接続して構成されている。
第4図はCMOSトランジスタで構成した一般的な二人
力NOR回路図である。
第4図に示すように、この二人力NOR回路は、P−T
rとしてのPL、P2とN−TrとしてのNl、N2と
から構成され、P−TrPl。
P2の各ゲートに入力端子Vinl、Vin2が接続さ
れ、且つN−TrNl、N2側に出力端子Voutが接
続される。前記二つの入力端子のうぢ、入力端子Vin
2はGND電位に保たれているためP−TrとしてのP
2は導通状態、N−TrとしてのN2は遮断状態に保た
れ、且つ出力端子Voutには入力端子Vinlの反転
信号が出力されている。
すなわち、P−Trが2個縦積みされた回路においては
、P−TrとしてのPl及びP2が導通した時のVou
t−VDD間の抵抗値に比較して、N−TrとしてのN
1が導通した時のVout−GND間の抵抗値の方が低
い値になる。しかるに、入力電圧Vinlと出力電圧V
 o u を間の入出力伝達特性におけるしきい値電圧
は両者の比で決まるため、通常1/2VDDより低い値
となっている。
第5図は第4図に示す二人力NOR回路の入出力伝達特
性図である。
第5図の曲線Cに示すように、かかる二人力NOR回路
の入出力伝達特性におけるしきい値電圧は1/2VDD
よりも低い値になっている。
第6図は従来の一例を説明するためのCMOSゲートア
レイ・チップの平面図である。
第6図に示すように、このチップは、P型半導体基板1
に形成されたN型半導体領域2.このN型領域内に形成
された三列のP型拡散領域3a〜3c、その各々の間に
絶縁膜を介して形成される二本のゲート電極5a、5b
から構成され且つ前記P型拡散領域3bを共有した二個
のP−Trと、この二個のP−Trに対応して前記P型
半導体基板1に形成された三列のN型拡散領域4a〜4
cとその各々の間に絶縁膜を介して形成される二本のゲ
ート電極6a、6bとから構成され且つ前記N型拡散領
域4bを共有した二個のN−Trとをアレイ状に多数並
べた構成を有している。
第7図は第6図に示すチップ上に配線を施すことにより
、第4図の回路を実現した一例を示す半導体集積回路装
置の平面図である。
第7図に示すように、かかる集積回路装置は第6図で形
成したチップ上に層間絶縁膜を介して形成した第一のア
ルミ配線層(Ael)7と、この第一のアルミ配線N7
の上に眉間絶縁膜を介して形成した第二のアルミ配線層
(At?2)9とを有する。尚、8はチップと第一のア
ルミ配線層7との間の層間絶縁膜に開けられたコンタク
トホールであり、10は第一のアルミ配線層7と第二の
アルミ配線N9との間の眉間絶縁膜に開けられたスルー
ホールである。
ここで、P型拡散領域3a、3bとゲート電極5aとで
構成されるP−Trは第4図におけるPlに相当する。
以下、同様にP型拡散領域3b、3cとゲート電極5b
とで構成されるP−TrはP2に、またN型拡散領域4
a、4bとゲート電極6aとで構成されるN−TrはN
1に、N型拡散領域4b、4cとゲート電極6bとで構
成されるN−TrはN2にそれぞれ対応している。
このように、チップ上に並べられたP−TrおよびN−
Trを構成するP型およびN型拡散領域のゲート電極方
向の幅(以下、チャネル幅と称す)はすべて同一であっ
た。このため、前述したようにVout−VDD間の抵
抗値に比較しVout−GND間の抵抗値の方が低い値
になり、入力電圧Vinlと出力電圧Vout間の入出
力伝達特性におけるしきい値電圧が通常1/2VDDよ
りも低い値になってくる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の半導体集積回路装置は、P−Trおよび
N−Trのチャネル幅がすべて同一で′あった。従って
、出力端子とVDD間のP−Trの導通抵抗が出力端子
とGND間のN−trの導通抵抗と等しくならないなめ
、入出力伝達特性におけるしきい値電圧が1/2VDD
にならず、回路の雑音余裕度を小さくしているという欠
点がある。
本発明の目的は、入出力伝達特性におけるしきい値電圧
をほぼ電源電圧の半分である1/2VDDに近づけ、回
路の雑音余裕度を大幅に向上させる半導体集積回路装置
を提供することにある。
すなわち、本発明はP−TrおよびN−Trが少なくと
も2つ以上各々同一のゲート電極によって接続されてい
るため、使用するP −T rおよびN−Trを選択す
ることによって導通抵抗を調整し、もって入出力伝達特
性におけるしきい値電圧の値を1/2VDDに近ずける
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体集積回路装置は、一導電型トランジスタ
と逆導電型トランジスタとの対を列状に複数個並べて構
成する相補型MOSゲートアレイを有する半導体集積回
路装置において、列状に並べられた前記一導電型トラン
ジスタを構成するゲート電極をこのゲート電極と同一の
材料で複数個接続した回路と、列状に並べられた前記逆
導電型トランジスタを構成するゲート電極をこのゲート
電極と同一の材料で複数個接続した回路との少なくとも
一方を含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明の第一の実施例を示す半導体集積回路装
置の平面図である。
第1図に示すように、この集積回路装置は、P型半導体
基板1に形成されたN型半導体領域2と、このN型領域
内に形成された三列のP型拡散領域3a〜3cとその各
々の拡散領域の間に絶縁膜を介して形成される二本のゲ
ート電w15 a。
5bとから構成され、前記P型拡散領域3bを共有する
二個のP−Trと、前記P型半導体基板1に形成された
三列のN型拡散領域4a〜4cとその隣にさらに三列に
形成されたN型拡散領域4d〜4fとその各々の拡散領
域の間に絶縁膜を介して形成される二本のゲート電極6
a、6bとから構成され、前記N型拡散領域4b、4e
を各々共有する四個のN −T rとをアレイ状に多数
並べた構造を有している。すなわち、前述した四個のN
−Trは二本のゲート電極6a、6bによって二個ずつ
接続された形状を有する。また、前述した第4図に示す
二人力NOR回路と同様の回路を実現するため、P型拡
散領域3a〜3cおよびN型拡散領域4a〜4f上に層
間絶縁膜を介して被着される第一のAl配線層7と、前
記層間絶縁膜に形成されるコンタクトホール8と、第一
のAl配線層7上に眉間絶縁膜を介して被着される第二
のAl配線層9と、スールーホール1oとが設けられる
ここで、P型拡散領域3a、3bとゲート電極5aとか
ら構成されるP−Trは第4図に示すPlに対応し、以
下同様にP型拡散領域3b、3Cとゲート電極5bとか
ら構成されるP−TrはP2に、N型拡散領域4a、4
bとゲート電極6aとから構成されるN−TrはN1に
、N型拡散領域4b、4cとゲート電極6bとから構成
されるN−TrはN2にそれぞれ対応する。
かかる構成のトランジスタのチャネル幅についてみると
、P−TrとしてのPl及びP2のチャネル幅に対して
N−TrとしてのN1のチャネル幅の方が狭いため、縦
積みされたトランジスタP1及びP2が導通した時の抵
抗値に比較して、トランジスタN1が導通した時の抵抗
値は従来よりも上記抵抗値により近い値となる。従って
、この時の入出力伝達特性におけるしきい値電圧の値は
1/2VDDに近い値になり、回路における雑音余裕度
が大きくなる。
第2図は本発明の第二の実施例を示す半導体集積回路装
置の平面図である。
第2図に示すように、この第二の実施例が前述の第一の
実施例と比較して異なるのは、第一の実施例においてN
−TrとしてのNl、N2のほかに更にチャネル幅の狭
いN−Trを追加したものである。すなわち、前記第一
の実施例における二個のP−TrPl、P2は同一であ
るが、N−Trについてみると、P型半導体基板1に形
成された三列のN型拡散領域4a〜4cとその隣に三列
に形成されたN型拡散領域4d〜4fと4g〜41並び
にその各々の拡散領域の間に絶縁膜を介して形成される
二本のゲート電極6a、6bとから構成され且つ前記N
型拡散領域4b、4e。
4hを各々共有する六個のN−Trを有している点が異
っている。また、この第二の実施例は拡散領域4aと4
g、4bと4h、4cと41をそれぞれコンタクトホー
ル8を介して第一のAl配線層7で接続することにより
、前記第一の実施例における導通抵抗よりもP −T 
rとN−Trとの導通抵抗をより近ずけることができる
ため、入出力伝達特性におけるしきい値電圧の値を更に
1/2VDDに近い値に近づけ一層雑音余裕度を向上さ
せることができる。
第3図は本発明の上記二つの実施例における二人力N 
OR,回路の入出力伝達特性図である。
第3図に示すように、特性aは前述した第一の実施例に
おける入出力伝達特性を示し、また特性すは前述した第
二の実施例における入出力伝達特性を示す。これからも
分るように、第二の実施例におけるしきい値電圧はほぼ
1/2VDDとなっており、第5図に示した従来のしき
い値電圧(特性C)に比較し大幅に改善されている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の半導体集積回路装置は、
CMOSゲートアレイにおいて列状に並べられた第一導
電型トランジスタを構成するゲート電極を該ゲート電極
と同一の材料で複数個接続した回路と、列状に並べられ
た逆導電型トランジスタを構成するゲート電極をこのゲ
ート電極と同一の材料で複数個接続した回路との少なく
とも一方を有することにより、回路の構成によって使用
する一導電型および逆導電型トランジスタの数を311
113し雑音余裕度を向上させることができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す半導体集積回路装
置の平面図、第2図は本発明の第二の実施例を示す半導
体集積回路装置の平面図、第3図は本発明の上記二実施
例における二人力NOR回路の入出力伝達特性図、第4
図はCMO3)ランジスタで構成した一般的な二人力N
OR回路図、第5図は第4図に示す二人力NOR,回路
の入出力伝達特性図、第6図は従来の一例を説明するた
めのCMOSゲートアレイ・チップの平面図、第7図は
第6図に示すチップ上に第4図の回路を実現した従来の
一例を示す半導体集積回路装置の平面図である。 1・・・P型半導体基板、2・・・N型半導体領域、3
a〜3C・・・P型拡散領域、4a〜41・・・N型拡
散領域、5a、5b・−P−Trのゲート電極、6a、
6b・・・N−Trのゲート電極、7・・・第一のへ2
配線層、8・・・コンタクトホール、9・・・第二のA
e配線層、10・・・スルーホール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  一導電型トランジスタと逆導電型トランジスタとの対
    を列状に複数個並べて構成する相補型MOSゲートアレ
    イを有する半導体集積回路装置において、列状に並べら
    れた前記一導電型トランジスタを構成するゲート電極を
    このゲート電極と同一の材料で複数個接続した回路と、
    列状に並べられた前記逆導電型トランジスタを構成する
    ゲート電極をこのゲート電極と同一の材料で複数個接続
    した回路との少なくとも一方を含むことを特徴とする半
    導体集積回路装置。
JP62257691A 1987-10-12 1987-10-12 半導体集積回路装置 Pending JPH0199236A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03212021A (ja) * 1990-01-17 1991-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 入力バッファ回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03212021A (ja) * 1990-01-17 1991-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 入力バッファ回路

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