JPH0250627B2 - - Google Patents

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JPH0250627B2
JPH0250627B2 JP57188554A JP18855482A JPH0250627B2 JP H0250627 B2 JPH0250627 B2 JP H0250627B2 JP 57188554 A JP57188554 A JP 57188554A JP 18855482 A JP18855482 A JP 18855482A JP H0250627 B2 JPH0250627 B2 JP H0250627B2
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JP
Japan
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power supply
mos transistor
region
channel
wiring
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JP57188554A
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Inventor
Teruo Noguchi
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、マスタスライス形式の相補形
MOS集積回路装置に係り、特に内部ゲート領域
に記憶素子を構成する方式に関するものである。
マスタスライス形集積回路は、それを構成する
半導体装置により、モス形とバイポーラ形に分類
される。マスタスライス形集積回路においても、
高集積化を指向する情況がある。高集積化におい
ては、モス形が有利であることは一般的であり、
その中でも、高集積化された時に問題となる消費
電力の点で長所のある相補形モス(CMOSと呼
ぶ)で構成されたCMOSマスタスライス形集積
回路が主流になりつつある。
第1図は、マスタスライス形集積回路装置にお
いて、一般的に採用されるチツプ構造を示す概略
平面図である。図において、11〜14は周辺ブ
ロツク、21〜24は内部ゲート領域、31〜3
3は配線帯である。内部ゲート領域には、トラン
ジスタ等の回路素子が規則的に配置されており、
コンタクトホールや配線を形成することにより、
各種の論理ゲートが構成される。第2図に、第1
図に示した内部ゲート領域22近傍の拡大平面図
を示した。第2図において、22は内部ゲート領
域、31,32はそれに隣接する配線帯、10
0,90はそれぞれ配線帯31,32において、
縦配線が置かれる位置(縦格子と呼ぶことにす
る。)を示すもの、10は内部ゲート領域22に
構成された論理ゲート、101〜104は論理ゲ
ート10の入出力端子に接続された縦配線であ
る。第2図に示すように、論理ゲート10の入出
力端子と配線帯31,32内の配線は、縦配線に
より接続され、縦配線は縦格子に乗つているこ
と、縦格子間隔は一定であるのが普通である。
CMOSマスタスライス形集積回路の一例を第
3〜8図に示す。第3図に内部ゲート領域22と
それに隣接する配線帯31,32を示した。内部
ゲート領域22において、41〜48はpチヤネ
ルトランジスタのゲート、141〜148はnチ
ヤネルトランジスタのゲート、60はpチヤネル
トランジスタのソース・ドレイン領域、80はn
チヤネルトランジスタのソース・ドレイン領域、
51〜58はpチヤネルトランジスタの基板接続
用領域、71〜78はnチヤネルトランジスタの
基板接続用領域、91〜98,101〜108は
それぞれ配線帯32,31における縦格子であ
る。
また、第3図に示す−,−,−,
−,−における断面図を、n形ウエル・
シリコンゲートCMOS構造を例として、それぞ
れ第4,5,6,7,8図に示す。第4〜8図に
おいて、41〜48はpチヤネルトランジスタの
ゲート、141〜148はnチヤネルトランジス
タのゲート、60はpチヤネルトランジスタのソ
ース・ドレイン拡散領域、80はnチヤネルトラ
ンジスタのソース・ドレイン拡散領域、201は
nチヤネルトランジスタの基板としてのp形シリ
コン基板、202はpチヤネルトランジスタの基
板としてのn形ウエル拡散領域、51〜58はp
チヤネルトランジスタの基板(n形ウエル拡散領
域)に同じ導電形の拡散領域、71〜78はnチ
ヤネルトランジスタの基板(p形シリコン基板)
に同じ導電形の拡散領域、203は素子間分離用
の厚い酸化、204はゲート酸化膜である。
すなわち、第3図ないし第8図から明らかなよ
うに本例における相補形集積回路は、pチヤネル
MOSトランジスタとnチヤネルMOSトランジス
タの一対を有する領域(単位セルと呼ぶことにす
る。)を隣接して配置することによつて得られる
内部ゲート領域22とそれに隣接する配線帯3
1,32を少なくとも1個以上持つゲートアレイ
構造を一部に持ち、上記単位セルの幅と配線帯に
おける内部ゲート領域に垂直方向の配線ピツチが
一致するようにした構成、および単位セル毎に、
上記pチヤネルMOSトランジスタの近傍に、ト
ランジスタの基板に正電源電位を供給するための
領域51〜58と、上記nチヤネルMOSトラン
ジスタの近傍に、トランジスタの基板に接地電源
電位を供給するための領域71〜78とを設けた
構成に特徴がある。
第9図は、第3図に示した内部ゲート領域にお
いて、一例として第10図に示すような、入力端
子111,112,113と出力端子114を有
する3入力NOR回路を構成した場合の配線と第
3図に示した各領域との接続を模式的に示した図
である。第9図において、111〜118は配線
で、その配線上の黒丸印は第3図に示した各領域
との接続を示している。111〜114はNOR
回路の入出力配線、116は内部配線、117は
正電源配線、118は接地電源配線である。
第3図に示すように、本例においては、帯状の
ソース・ドレイン領域60,80にトランジスタ
を並べた構成を採つており、トランジスタ間に分
離領域が無い。このため、同一内部ゲート領域2
2に、2個以上の論理ゲートを配置する時、論理
ゲート間の電気的分離が必要になる。第11図
に、本例における論理ゲート間の分離方法を示
す。第11図に、第4図に示した内部ゲート領域
22に、第12図に示す111,112,113
を入力端子とし、114を出力端子とする第1の
3入力NOR回路と、211,212,213を
入力端子とし214を出力端子とする第2の3入
力NOR回路とを隣接させて置いた場合を示す。
図において、111〜114は第1の3入力
NOR回路の入出力配線で、211〜214は第
2の3入力NOR回路の入出力配線であり、11
7は正電源配線、118は接地電源配線、601
は正電源配線117に接続された配線で、配線1
14と211とに挾まれたpチヤネルトランジス
タのゲートに接続され、602は接地電源配線1
18に接続された配線で、配線601に接続され
たゲートに対応する位置にあるnチヤネルトラン
ジスタのゲートに接続されている。
第11図に示すように、両3入力NOR回路間
にあるp及びnチヤネルトランジスタのゲートは
それぞれ正電源電位、接地電源電位に固定される
ため、それらのトランジスタは遮断状態になり、
3入力NOR回路間が電気的に分離される。
また、CMOS集積回路において、寄生バイポ
ーラトランジスタによるラツチアツプ現象が、し
ばしば問題になる。ラツチアツプ現象は、何らか
の原因でバルク内に注入された電荷により、nチ
ヤネルトランジスタの基板が接地電源電位より高
くなつたり、pチヤネルトランジスタの基板電位
が正電源電位より低下することが原因で起るもの
である。したがつて、ラツチアツプを防ぐ方法と
して、トランジスタの基板電位を、正電源電位あ
るいは接地電源電位に固定する方法が提案されて
いる。第13図に、本例における基板電位を固定
する方法を示す。第13図において、117は正
電源配線、118は接地電源配線、700は正電
源配線117に接続され、第3図に示したpチヤ
ネルトランジスタの基板接続用領域51〜58に
接続された配線、701は接地電源配線118に
接続されnチヤネルトランジスタの基板接続用領
域71〜78に接続された配線である。配線70
0,701によつて、n及びpチヤネルトランジ
スタの基板を、トランジスタ毎に接地電源電位及
び正電源電位に固定することができ、ラツチアツ
プ現象の発生を防ぐことができる。
以上述べたCMOSマスタスライス形集積回路
において、記憶素子を構成する従来の方法を説明
する。
第14図に、従来の6トランジスタ構成の
CMOS記憶素子の回路を示す。図において、
T143〜T146はそれぞれゲート143〜146を有
するnチヤネルトランジスタ、T43,T44はそれ
ぞれゲート43,44を有するpチヤネルトラン
ジスタ、123,124は記憶回路を構成するた
めの配線、117は正電源配線、118は接地電
源配線、120はマトリツクス状に配列された記
憶素子におけるX方向選択線(以下ワードライン
と呼ぶ)、121,122はY方向選択線(以下
デジツトラインと呼ぶ)である。
ワードライン120に、高(“H”)レベルの電
位が与えられると、トランスフアゲートT143
T146が導通状態になり、デジツトライン121,
122を用いて、この記憶素子の読み出し、書き
込みを行うことができる。
第14図に示した回路を第4図に示した内部ゲ
ート領域22上に構成した一例を第15図に示
す。図において、101〜107及び91〜97
は縦配線、42〜47はpチヤネルトランジスタ
のゲートポリシリコン、60はnチヤネルトラン
ジスタのソース・ドレイン領域、142〜147
はnチヤネルトランジスタのゲートポリシリコ
ン、80はnチヤネルトランジスタのソース・ド
レイン領域、123,124は記憶回路を構成す
るための配線、117は正電源配線、118は接
地電源配線、120はワードライン、121,1
22はデジツトラインである。ただし、第15図
においては、第3図の51〜59及び72〜78
に相当する領域の記述を、煩雑さを除くために省
略した。
ゲートポリシリコン42,45及び72,77
はそれぞれ正電源配線、接地電源配線に接続し
て、隣接して配置される記憶素子との電気的分離
を行つた。
第15図から、従来の回路で記憶素子を内部ゲ
ート領域に構成すると、5個の縦格子間隔を占有
し、ゲートポリシリコン46,47を未使用のま
ま残すことになり、素子の使用効率が低いことが
わかる。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、素子の使用効率を上げ、集積密度の高い記
憶素子を提供することを目的としている。
第16図にこの発明の一実施例の回路図を示
す。図において、T143〜T145はそれぞれゲートポ
リシリコン143〜145を有するnチヤネルト
ランジスタ、T43〜T45はそれぞれゲートポリシ
リコン43〜45を有するpチヤネルトランジス
タ、123,124は記憶素子を構成するための
配線、117は正電源配線、118は接地電源配
線、119,120はワードライン、121,1
22はデジツトラインである。
この実施例の特徴は、ワードラインが2本ある
ことで、それによつてトランジスタT143,T45
それぞれnチヤネルトランジスタ、pチヤネルト
ランジスタ(従来のものでは両方共nチヤネルト
ランジスタである。)を使用することができるこ
とにある。すなわち、記憶素子からの読み出し、
記憶素子への書き込みは、ワードライン120を
“H”レベル電位、ワードライン119を低
(“L”)レベル電位にすることによつて、トラン
スフアゲートT143,T45を導通状態にして行うこ
とができる。
第16図に示したこの実施例の回路を、第3図
に示した内部領域ン22に構成した一例を第17
図に示す。101〜106及び91〜96は縦格
子、42〜46はpチヤネルトランジスタのゲー
トポリシリコン、60はpチヤネルトランジスタ
のソース・ドレイン領域、142〜146はnチ
ヤネルトランジスタのゲートポリシリコン、80
はnチヤネルトランジスタのソース・ドレイン領
域、123,124は記憶回路を構成するための
配線、117は正電源配線、118は接地電源配
線、119,120はワードライン、121,1
22はデジツトラインである。ただし、第17図
では第4図の51〜58及び71〜78に相当す
る領域の記述を煩雑さを除くために省略した。
第17図からこの実施例によれば、トランジス
タ等の回路素子の使用効率が従来のものより高く
でき、その結果内部領域において4個の縦格子間
隔の占有で済み、従来のものより集積密度を高く
できることがわかる。
以上の実施例においては、前記例に示した
CMOSマスタスライス形集積回路について述べ
たが、他の形式のCMOSマスタスライス形集積
回路においても、この発明が有効であることは、
その回路構成から明らかである。
以上のように、この発明はCMOSマスタスラ
イス形集積回路上に記憶素子を構成する上で、高
集積化に極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図はマスタスライス形集積回路装置におい
て一般的に採用されているチツプ構造を示す概略
平面図、第2図は第1図における内部ゲート領域
近傍の拡大平面図、第3図はCMOSマスタスラ
イス形集積回路装置の一例の内部ゲート領域近傍
の要部を示す平面図、第4図、第5図、第6図、
第7図および第8図はそれぞれ第3図の−
線、−線、−線、−線、−線に
おける拡大断面図、第9図はこの構成を用いて3
入力NOR論理ゲート回路を形成した一例を示す
平面図、第10図はその論理回路図、第11図は
同じく第3図の構成を用いて2つの3入力NOR
論理ゲート回路を構成した一例を示す平面図、第
12図はその論理回路図、第13図は本例におけ
る基板変位固定の方法を示す平面図、第14図は
CMOS構成のメモリ素子の従来例を示す回路図、
第15図は第14図の回路を上記第3図の構成を
用いて形成した従来例を示す平面図、第16図は
この発明の一実施例のメモリ素子の回路図、第1
7図は第16図の回路を上記第3図の構成を用い
て形成したこの発明の一実施例を示す平面図であ
る。 図において、22は内部ゲート領域、41〜4
8はpチヤネルMOSトランジスタのゲート、5
1〜58は正電源電圧供給領域、71〜78は接
地電源電圧供給領域、141〜148はnチヤネ
ルMOSトランジスタのゲート、60はpチヤネ
ルMOSトランジスタのソース・ドレイン領域、
80はnチヤネルMOSトランジスタのソース・
ドレイン領域、119,120はワードライン、
121,122はデイジツトライン、T143は第1
のトランスフアゲート、T45は第2のトランスフ
アゲートである。なお、図中同一符号は同一また
は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マスタスライス方式の相補形MOS集積回路
    装置において、 素子形成領域内に本来の論理回路と混在させて
    形成される記憶回路であつて、一対のpチヤネル
    MOSトランジスタとnチヤネルMOSトランジス
    タとを有する単位セルが複数個並べて配設されて
    なる内部ゲート領域、及びこれに隣接して設けら
    れた配線帯を備え、第1の上記単位セルで構成さ
    れるインバータと第2の上記単位セルで構成され
    るインバータとによつて単位記憶素子が構成され
    たものにおいて、 相補的に動作する一対のワードラインを設けそ
    の一方のワードラインでnチヤネルMOSトラン
    ジスタからなり上記第1の単位セルで構成される
    インバータの出力端子につながつた第1のトラン
    スフアゲートを駆動し、上記一方のワードライン
    と相補的に働く他方のワードラインでpチヤネル
    MOSトランジスタからなり上記第2の単位セル
    で構成されるインバータの出力端子につながつた
    第2のトランスフアゲートを駆動するようにした
    ことを特徴とする相補形MOS集積回路装置。 2 各単位セルにはpチヤネルMOSトランジス
    タ部の基板に正電源電圧を供給する領域と、nチ
    ヤネルMOSトランジスタ部の基板に接地電源電
    圧を供給する領域とが設けられたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の相補形MOS集積
    回路装置。
JP57188554A 1982-10-25 1982-10-25 相補形mos集積回路装置 Granted JPS5976446A (ja)

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