JPH0358546B2 - - Google Patents
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- JPH0358546B2 JPH0358546B2 JP59021811A JP2181184A JPH0358546B2 JP H0358546 B2 JPH0358546 B2 JP H0358546B2 JP 59021811 A JP59021811 A JP 59021811A JP 2181184 A JP2181184 A JP 2181184A JP H0358546 B2 JPH0358546 B2 JP H0358546B2
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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
- H10D84/60—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D10/00 or H10D18/00, e.g. integration of BJTs
- H10D84/611—Combinations of BJTs and one or more of diodes, resistors or capacitors
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- H10D84/615—Combinations of vertical BJTs and one or more of resistors or capacitors
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Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野]
本発明は、一般に、LSI半導体装置の不要素子
部を容量として利用する技術に関し、特に、マス
タスライス方式の半導体装置に適用して有効な技
術に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention generally relates to a technique for using a non-element part of an LSI semiconductor device as a capacitor, and particularly to a technique that is effective when applied to a master slice type semiconductor device.
[背景技術]
LSI(大規模集積回路)半導体装置の内部ゲー
トのスイツチング速度を高速化するためには、第
1図に示すようにスピードアツプ容量を付加する
ことが考えられる。図において符号1は、スピー
ドアツプ容量を示し、スピードアツプ容量1は入
力ゲートトランジスタ2のエミツタ抵抗3に並列
に接続されている。入力ゲートトランジスタ2の
コレクタ抵抗4から得られる論理信号は、出力ト
ランジスタ5およびそのエミツタに接続された負
荷抵抗6を介して出力信号となつて取り出されて
いる。このような構成になるNTL(ノンスレツシ
ユホルド トランジスタ ロジツク)のスイツチ
ングスピードをある程度以上に高速化するために
は、スピードアツプ容量1が必要である。[Background Art] In order to increase the switching speed of the internal gates of an LSI (large scale integrated circuit) semiconductor device, it is conceivable to add a speed-up capacitor as shown in FIG. In the figure, reference numeral 1 indicates a speed-up capacitor, and the speed-up capacitor 1 is connected in parallel to the emitter resistor 3 of the input gate transistor 2. A logic signal obtained from the collector resistor 4 of the input gate transistor 2 is taken out as an output signal via an output transistor 5 and a load resistor 6 connected to its emitter. In order to increase the switching speed of the NTL (non-threshold transistor logic) having such a configuration to a certain level, a speed-up capacitor 1 is required.
ところで、マスタスライス方式のLSI半導体装
置において、たとえば一例として2図に示すよう
な3入力内部ゲート7を4個有したLSI半導体装
置において、たとえば6入力内部ゲートを構成す
る場合には、2個の3入力内部ゲートから1個の
6入力内部ゲートを第3図の符号8で示すように
構成している。この場合、一方の3入力内部ゲー
トと、他方の3入力内部ゲートの3個の入力ゲー
トトランジスタ2とから6入力内部ゲートを構成
しているので、不要なトランジスタおよび抵抗を
形成している素子部が生じてしまう。 By the way, in a master slice type LSI semiconductor device, for example, in an LSI semiconductor device having four 3-input internal gates 7 as shown in FIG. 2, when forming a 6-input internal gate, for example, two One 6-input internal gate is constructed from the 3-input internal gates as shown by reference numeral 8 in FIG. In this case, a 6-input internal gate is constructed from the three input gate transistors 2 of one 3-input internal gate and the other 3-input internal gate, so the element part that forms unnecessary transistors and resistors will occur.
また、前述したように高速化のためのスピード
アツプ容量1に小さな別個形成した接合容量素子
を使用したり、あるいは、内部ゲートをCML(カ
レント モード ロジツク)で構成するときに、
たとえば、特公昭53−11810号「トランジスタ論
理回路」で開示されているベース−エミツタ間接
合容量を使用したりしている。このため、内部ゲ
ートのチツプサイズの増大、あるいは、素子構造
工程の複雑さ等が生じるという欠点を有してい
た。 Also, as mentioned above, when using a small separately formed junction capacitance element as the speed-up capacitor 1 to increase speed, or when configuring the internal gate with CML (current mode logic),
For example, the base-emitter junction capacitance disclosed in Japanese Patent Publication No. 11810/1983 ``Transistor Logic Circuit'' is used. For this reason, there are drawbacks such as an increase in the chip size of the internal gates or the complexity of the device structure process.
[発明の目的]
従つて本発明の目的は、ともに整数n、n′であ
らわされるn′個のn入力内部ゲートからn′×n入
力内部ゲートを構成するのに必要な素子部以外の
不要素子部をも利用し、かつ、この不要素子部を
容量として利用した、素子面積を広げないで容量
が大きくできる容量付加半導体装置を提供するこ
とにある。[Object of the Invention] Therefore, the object of the present invention is to eliminate unnecessary elements other than those necessary to construct an n'×n input internal gate from n' n-input internal gates, both of which are expressed by integers n and n'. It is an object of the present invention to provide a capacitor-adding semiconductor device that also utilizes an element part and uses this non-element element part as a capacitor, and can increase the capacitance without increasing the element area.
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な
特徴は、本明細書の記述および添付図面からあき
らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[発明の概要]
本願において開示される発明のうち代表的なも
のの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、同一基板上に形成されたn′個のn入
力内部ゲートからn′×n入力内部ゲートを構成す
るのに必要な素子部以外の接合容量を利用するこ
とにより、これを容量として付加することがで
き、かつ、素子面積を広げることなく大きな容量
を有する容量付加半導体装置を達成しうるもので
ある。 In other words, by using the junction capacitance other than the element part necessary to construct an n'×n input internal gate from n' n-input internal gates formed on the same substrate, this is added as a capacitance. In addition, it is possible to achieve a capacitor-added semiconductor device having a large capacitance without increasing the device area.
[実施例]
以下本発明の一実施例を第4図から第6図を参
照して詳細に説明する。以下に説明する一実施例
は、本発明の容量付加半導体装置をNTL構成の
6入力内部ゲートに適用したものである。第4図
は入力内部ゲートのレイアウトの一例を示す図で
あり、第5図はこれと等価な6入力内部ゲート回
路図である。第4図と第5図を対応させながら6
入力内部ゲートの構成を説明する。符号9は半導
体基板であつて、たとえば、P型シリコン半導体
基板である。この半導体基板9上には、一例とし
て、2個の3入力内部ゲート10(G1、G2)が
各々の素子領域内に形成されている。入力ゲート
トランジスタ11が各々3個形成され、第5図に
示すように互いに並列に接続され、コレクタおよ
びエミツタが共通接続されている。この入力ゲー
トトランジスタ11のベースは3入力内部ゲート
の各入力として用いられている。入力ゲートトラ
ンジスタ11のコレクタにはコレクタ抵抗12が
接続され、エミツタにはエミツタ抵抗13が各々
接続されている。コレクタ抵抗12およびエミツ
タ抵抗13の一端には電圧VccおよびVEEが供給
されている。一方、入力ゲートトランジスタ11
のエミツタと電圧Vccが供給される端子間には、
トランジスタ14が接続されている。また、入力
ゲートトランジスタ11のコレクタより出力信号
をとりだすための出力トランジスタ15は、その
ベースが入力ゲートトランジスタ11のコレクタ
に接続され、そのコレクタは電圧Vccが供給され
る端子に接続され、そのエミツタが負荷抵抗16
に接続されている。負荷抵抗16の一端には電圧
VTTが供給されている。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 4 to 6. In an embodiment described below, the capacitance-added semiconductor device of the present invention is applied to a 6-input internal gate with an NTL configuration. FIG. 4 is a diagram showing an example of the layout of input internal gates, and FIG. 5 is an equivalent 6-input internal gate circuit diagram. 6 while corresponding figures 4 and 5.
The configuration of the input internal gate will be explained. Reference numeral 9 denotes a semiconductor substrate, for example, a P-type silicon semiconductor substrate. On this semiconductor substrate 9, as an example, two three-input internal gates 10 (G 1 , G 2 ) are formed in each element region. Three input gate transistors 11 are formed, and as shown in FIG. 5, they are connected in parallel to each other, and their collectors and emitters are commonly connected. The base of this input gate transistor 11 is used as each input of a 3-input internal gate. A collector resistor 12 is connected to the collector of the input gate transistor 11, and an emitter resistor 13 is connected to the emitter. Voltages Vcc and VEE are supplied to one end of the collector resistor 12 and the emitter resistor 13. On the other hand, input gate transistor 11
Between the emitter of and the terminal to which voltage Vcc is supplied,
Transistor 14 is connected. Further, the output transistor 15 for taking out an output signal from the collector of the input gate transistor 11 has its base connected to the collector of the input gate transistor 11, its collector connected to the terminal to which voltage Vcc is supplied, and its emitter Load resistance 16
It is connected to the. A voltage is applied to one end of the load resistor 16.
V TT is supplied.
このような2個の3入力内部ゲート10(G1、
G2)を利用して、NTL構成の6入力内部ゲート
をつくるためには、基本的には、一方(G2)の
3入力内部ゲート10の3個の入力ゲートトラン
ジスタ11を第5図の点線で示すように他方
(G1)の3入力内部ゲート10の3個の入力ゲー
トトランジスタ11に並列接続すればよい。そし
てこの場合、第5図において左側の3入力内部ゲ
ートG1のトランジスタ14のベース電圧VEEの供
給される端子に接続して、トランジスタ14のベ
ース−エミツタ接合容量をエミツタ抵抗13に対
して並列接続している。 Two such three-input internal gates 10 (G 1 ,
In order to create a 6-input internal gate with an NTL configuration using G 2 ), basically the three input gate transistors 11 of the 3-input internal gate 10 on one side (G 2 ) are As shown by the dotted line, it may be connected in parallel to the three input gate transistors 11 of the other (G 1 ) three-input internal gate 10. In this case, the 3-input internal gate G1 on the left in FIG . Connected.
ところで、第5図において右側の点線で囲まれ
た3入力内部ゲートG2の抵抗12,13,16
およびトランジスタ14,15は以上のように構
成された6入力内部ゲートにおいてはその論理を
構成するためには使用されない部分、つまり不要
素子部となつている。本発明の容量付加半導体装
置によれば、これら不要素子部の接合容量を積極
的に利用しようとするものである。すなわち、第
5図で示すNTL構成の6入力内部ゲートにあつ
ては、これら接合容量を入力ゲートトランジスタ
11のエミツタ抵抗13の両端子間に並列に付加
し6入力内部ゲートのスピードアツプを素子面積
を増やすことなく行つている。たとえば、第5図
において右側に示されるゲートG2のトランジス
タ14の接合容量を利用する場合を第6図を参照
して説明する。第6図において、符号9はP型シ
リコン半導体基板を示し、この半導体基板9上に
はN+型埋込み層17、コレクタ領域であるN型
エピタキシヤル層18、ベース領域であるP型拡
散層19が形成されている。符号20はフイール
ド酸化膜、符号21は絶縁膜である。ベース領域
のP型拡散層19上の絶縁膜21は、トランジス
タ14のエミツタを覆うためのものである。な
お、エミツタは形成していない。このような状態
でN+型埋込み層17の一端と、ベース領域のP
型拡散層19上にたとえばAlの電極22を形成
している。そして、埋込み層17の一端のAl電
極22を左側のゲートG1の電圧VEEの供給される
端子に接続し、P型拡散層19上のAl電極を左
側のゲートG1の入力ゲートトランジスタ11の
エミツタに接続している。従つて、等価的に第5
図において左側のゲートG1のエミツタ抵抗13
の両端子間に、ベースのP型拡散層19とN+型
埋込み層17との間の接合容量であるベース−コ
レクタ接合容量が付加されたこととなる。同様に
トランジスタ15の場合も、N+型埋込み層と、
このN+型埋込み層内に拡散されたP型ベース層
との間の接合容量を利用することができる。 By the way, in FIG. 5, the resistors 12, 13, 16 of the 3-input internal gate G2 are surrounded by the dotted line on the right side.
In the six-input internal gate configured as described above, the transistors 14 and 15 are portions that are not used to configure the logic, that is, non-element portions. According to the capacitance-adding semiconductor device of the present invention, the junction capacitance of these non-element elements is actively utilized. In other words, in the case of the 6-input internal gate with the NTL configuration shown in FIG. 5, these junction capacitances are added in parallel between both terminals of the emitter resistor 13 of the input gate transistor 11 to increase the speed of the 6-input internal gate by reducing the device area. This has been done without increasing. For example, a case where the junction capacitance of the transistor 14 of the gate G2 shown on the right side in FIG. 5 is utilized will be described with reference to FIG. In FIG. 6, reference numeral 9 indicates a P-type silicon semiconductor substrate, and on this semiconductor substrate 9 are an N + type buried layer 17, an N-type epitaxial layer 18 which is a collector region, and a P-type diffusion layer 19 which is a base region. is formed. Reference numeral 20 is a field oxide film, and reference numeral 21 is an insulating film. The insulating film 21 on the P-type diffusion layer 19 in the base region is for covering the emitter of the transistor 14. Incidentally, emitters are not formed. In this state, one end of the N + type buried layer 17 and P of the base region
An electrode 22 made of Al, for example, is formed on the type diffusion layer 19. Then, the Al electrode 22 at one end of the buried layer 17 is connected to the terminal to which the voltage V EE of the left gate G 1 is supplied, and the Al electrode on the P-type diffusion layer 19 is connected to the input gate transistor 11 of the left gate G 1 . It is connected to Emitsuta. Therefore, equivalently the fifth
In the figure, the emitter resistor 13 of the gate G1 on the left side
This means that a base-collector junction capacitance, which is a junction capacitance between the P type diffusion layer 19 of the base and the N + type buried layer 17, is added between both terminals. Similarly, in the case of the transistor 15, an N + type buried layer,
The junction capacitance between the N + type buried layer and the P type base layer diffused into the N + type buried layer can be utilized.
不要素子部の接合容量を利用しているので、新
たな容量を形成することなく素子面積を縮小でき
るという効果が得られる。
Since the junction capacitance of the non-element element portion is utilized, it is possible to reduce the element area without forming a new capacitor.
また、不要素子部の接合容量を内部入力ゲート
のスピードアツプ容量として利用できるので、内
部入力ゲートの高速化に寄与するという効果が得
られる。 Further, since the junction capacitance of the non-element element portion can be used as a speed-up capacitance of the internal input gate, an effect of contributing to speeding up the internal input gate can be obtained.
以上本発明者によつてなされた発明を実施例に
もとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。たとえば、抵抗12,13,16の場合
も、ベース領域19と同時に形成された抵抗領域
とこれを囲むN型エピタキシヤル層との間のPN
接合容量を同様に用いることができる。他の素子
と電気的に絶縁分離された領域(N+型埋込み層
形成後に形成される領域)の間にできる容量を用
いるのが好ましい。また、使用する電位に対する
制限、他の素子への影響を考慮した上で不要素子
の他のPN接合を同様に用いることもできる。 Although the invention made by the present inventor has been specifically explained based on the examples above, the present invention is not limited to the above examples, and it is understood that various changes can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, in the case of resistors 12, 13, and 16, the PN between the resistor region formed at the same time as the base region 19 and the N-type epitaxial layer surrounding it is
Junction capacitance can be used as well. It is preferable to use a capacitance formed between a region electrically isolated from other elements (a region formed after forming the N + type buried layer). Furthermore, other PN junctions of non-element elements can be used in the same way, taking into account limitations on the potential used and the influence on other elements.
[利用分野]
本発明はマスタスライスLSIに適用して最も効
果のあるものであるが、これに限らず、たとえ
ば、回路素子を規則正しくならべてLSIを設計す
るとき、不要素子部の接合容量を利用する本発明
を適用することができる。[Field of Application] The present invention is most effective when applied to master slice LSIs, but is not limited to this. For example, when designing an LSI by regularly arranging circuit elements, the present invention can be applied to the junction capacitance of non-element elements. The present invention can be applied to
第1図は、スピードアツプ容量を付加した
CMLの基本回路図、第2図は、4個の3入力内
部ゲートを示す図、第3図は、4個の3入力内部
ゲートより形成した2個の6入力内部ゲートを示
す図、第4図は、2個の3入力内部ゲートのレイ
アウトの一例を示す図、第5図は、本発明の容量
付加半導体装置を6入力内部ゲートNTLに適用
した一実施例の回路図、第6図は、不要素子部の
トランジスタのベース−コレクタ接合容量を利用
する場合の素子構造と電極とを示した図である。
1……スピードアツプ容量、2,11……入力
ゲートトランジスタ、3,13……エミツタ抵
抗、17……N+型埋込み層、18……N型エピ
タキシヤル層、19……ベース領域のP型拡散
層。
Figure 1 shows the added speed-up capacity.
Basic circuit diagram of CML. Figure 2 shows four 3-input internal gates. Figure 3 shows two 6-input internal gates formed from four 3-input internal gates. The figure shows an example of the layout of two 3-input internal gates, FIG. 5 is a circuit diagram of an embodiment in which the capacitive addition semiconductor device of the present invention is applied to a 6-input internal gate NTL, and FIG. 6 is a diagram showing an example of the layout of two 3-input internal gates. , is a diagram showing an element structure and electrodes in the case of utilizing the base-collector junction capacitance of a transistor in a non-element element part. 1... Speed up capacitance, 2, 11... Input gate transistor, 3, 13... Emitter resistance, 17... N + type buried layer, 18... N type epitaxial layer, 19... P type in base region Diffusion layer.
Claims (1)
ートをn′個用いてn′×n入力ゲートを形成する半
導体装置において、前記n′×n入力ゲートを構成
するのに必要な素子部以外の不要素子部によつて
形成される接合容量を、前記n′×n入力ゲートに
付加したことを特徴とする容量付加半導体装置。 2 前記不要素子部によつて形成される接合容量
が、埋込み層と、埋込み層と逆導電型の、トラン
ジスタおよび抵抗を形成する不純物半導体領域と
の間の接合容量であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の容量付加半導体装置。[Scope of Claims] 1. In a semiconductor device in which an n'×n input gate is formed by using a plurality of n' input gates formed on the same semiconductor substrate, for forming the n'×n input gate, A capacitance-added semiconductor device characterized in that a junction capacitance formed by a non-element element part other than a necessary element part is added to the n'×n input gate. 2. A patent characterized in that the junction capacitance formed by the non-element element portion is a junction capacitance between a buried layer and an impurity semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the buried layer and forming a transistor and a resistor. A capacitance-adding semiconductor device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021811A JPS60167443A (en) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | Semiconductor device with capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021811A JPS60167443A (en) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | Semiconductor device with capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167443A JPS60167443A (en) | 1985-08-30 |
| JPH0358546B2 true JPH0358546B2 (en) | 1991-09-05 |
Family
ID=12065437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021811A Granted JPS60167443A (en) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | Semiconductor device with capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167443A (en) |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59021811A patent/JPS60167443A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60167443A (en) | 1985-08-30 |
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