JPH0434307B2 - - Google Patents

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JPH0434307B2
JPH0434307B2 JP57027109A JP2710982A JPH0434307B2 JP H0434307 B2 JPH0434307 B2 JP H0434307B2 JP 57027109 A JP57027109 A JP 57027109A JP 2710982 A JP2710982 A JP 2710982A JP H0434307 B2 JPH0434307 B2 JP H0434307B2
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JP
Japan
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power supply
wiring
potential power
wiring patterns
pad
Prior art date
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JP57027109A
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English (en)
Other versions
JPS58143550A (ja
Inventor
Katsu Sanada
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
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58143550A publication Critical patent/JPS58143550A/ja
Publication of JPH0434307B2 publication Critical patent/JPH0434307B2/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

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多層配線構造を有する大規模集積回路
に係り特にマスタースライス方式における電源配
線のパターンレイアウトに関するものである。
マスタースライス方式は第1図に示すチツプパ
ターン図のように、半導体基板1の対向辺の中心
付近に設けた最高電位(以後VCCと記す)電源パ
ツド2及び最低電位(以後Veeと記す)電源パツ
ド3より“セル”と称する、予め半導体基板1上
に形成されている半導体素子間を配線する事によ
り少くとも基本論理回路を構成できるブロツクが
マトリツクス状に配置された内部領域4へ、交互
に平行にVCC電源配線パターン5及びVee電源配
線パターン6を布線した構成になつており、該セ
ル間を“配線チヤンネル”と称する規格化された
配線領域を介して結線し、さらに入出力回路を介
して半導体基板1の周辺に配した入出力パツド7
に配線することにより所望の電気回路を得る方式
であるが、特に該セルにて構成される回路が
ECL(Emitter Coupled Logic)の時、電源パツ
ド2,3より布線された電源配線5,6の末端部
において該電源配線5,6の配線抵抗により回路
の出力電圧に大きな誤差が生じやすかつた。
すなわち、第2図に示す基本的ECL回路にお
いて、トランジスターT1,T2,T3は同一形
状であり、トランジスターT1,T2のコレクタ
ーより接続されるコレクター抵抗RC1,RC2は第
1図に示したVCC電源配線5による配線抵抗rc
介してVCC電源パツド2に接続されており、トラ
ンジスターT3のエミツターより接続されるエミ
ツター抵抗RE3は第1図に示したVee電源配線6
による配線抵抗reを介してVee電源パツド3に接
続されておりさらにトランジスターT1のベース
端子B1は信号入力端子であり、トランジスター
T2のベース端子B2はリフアレンス入力端子で
あり、トランジスターT3のベース端子B3は
ECL回路を駆動させる定電圧が入力する端子で
あり各々のベース端子電圧をVB1,VB2,VB3と表
わす。
今トランジスターT2のコレクター端子C2よ
り出力する出力電圧に注目した時、出力電圧VL
はT3のB−E間電圧をVF(T3)とおくとVB1<VB2
の時Veeを0vとすると、 VL=VCC−(rc+RC2) ×{VB3−VF(T3))}/(re+RE3) … と表わすことができる。
具体例として、VCC=5v、VB3=1.3v、VF(T3)
1mAにおいて800mv、RC1=RC2=RE3=500Ω、又
rc=100Ωとした時式のより本来rc=re=0Ωにおい
てVL≒4.5vであるものが配線抵抗の影響でVL
4.575vとなり75mvの出力電圧が上昇が伴つた。
従来実施していた方法は、電源配線の膜厚を厚
くするして該電源配線の配線抵抗値を減少させる
事により電源の電位変動を低くおさえていたが配
線膜厚を厚くする事はプロセスを複雑にし従つて
歩留りを低下させる欠点があり、又配線膜厚の増
加には限度があり、さらにかかる方法は根本的に
電位の変動を防ぐ対策にはなつていないため本規
模な集積化に進むにつれて電源の電位変動を防ぎ
きれなくなつてしまう欠点があつた。
さらに従来実施例しいてた方法は、電源の配線
抵抗による増加分をセル内部にて予め準備されて
いるコレクター抵抗RCやエミツター抵抗REの抵
抗値を可変に(例えば抵抗上に設ける抵抗コンタ
クトの位置を移動するように)することにより、
電源の配線抵抗に増加分を吸収する(すなわち式
のにおいて、Vee側抵抗はエミツター抵抗値RE3
をRE3−reの値に変えることによりRE3という値に
し、VCC側抵抗はコレクター抵抗値RC2をRC2−rc
の値に変えることによりRC2という値にする)こ
とにより出力電圧値VLを一定に保つていたがか
かる方法は少量多品種をDA処理にて短時間で設
計するというマスタースライス方式の利点を損う
事になり設計に時間がかかるという欠点があつ
た。さらに従来行われていた方法は式のにおいて
(rc+RC2)の項と(re+RE3)の項の比を一定に
すべくコレクター抵抗RCの抵抗値及びエミツタ
ー抵抗REの抵抗値を可変できるようにしていた
が、前記従来例同様設計に時間がかかるという欠
点があつた。
本発明の目的は従来のプロセス及びパターンレ
イアウトにて精度の良い論理回路の出力が期待で
き、さらにマスタースライスの利点を生かした
DA処理にて少量多品種を短時間で設計できる半
導体装置を提供することにある。
本発明は多層配線構造を有する半導体基板の最
上層配線パターンが、該半導体基板の周囲に配さ
れたボンデイング用パツドパターンと該パツドパ
ターンで囲まれた該半導体基板の内部領域に2分
割したパターンを含み、該2分割したパターンの
各々が任意の該ボンデイング用パツドパターンと
導通していることを特徴とする。
以下本発明の実施例を図に示しながら詳細を説
明する。
第3図、第4図は本発明の実施例を説明するた
めの一連の図であり、第3図は半導体基板11の
対向辺の中心部付近に設けたVCC電源パツド12
及びVee電源パツド13と、セルがマトリツクス
状に配置された内部領域14上に交互に平行に配
置されたVCC電源配線パターン15及びVee電源
配線パターン16間とが独立したパターン構成に
なつており、該セル間及び該セルより入出力回路
を介して半導体基板11の周囲に配置した入出力
用パツド17に配線されたマスタースライス方式
のチツプパターン図であり、該チツプは表面を被
つた絶縁膜の、該電源パツド12,13上及び該
入出力パツド17上及び電源配線15,16の中
心部上に開孔部18を有している。
第4図は第3図に示した半導体基板11上に設
けた開孔部18を被う配線パターンであり半導体
基板11の周辺に配した電源パツド22,23及
び入出力パツド27は各々第3図に示した電源パ
ツド12,13及び入出力パツド17の位置に対
応しており、さらにパツド12,13及び17で
囲まれた内部領域に2分割して設けた配線パター
ン25,26は該配線パターン25は第3図に示
したVCC電源配線15上に設けた開孔部18を介
して該VCC電源配線パターン15とVCC電源パツ
ド22とを導通させており、該配線パターン26
は第3図に示したVee電源配線16上に設けた開
孔部18を介して該Vee電源配線パターン16と
Vee電源パツド23とを導通させているため、セ
ルにて構成されているECL回路は任意のセル位
置において、VCC及びVeeの該ECL回路への供給
位置が同じであるため、第3図に示した該Vcc配
線15及び該Vee配線16の巾が同じである時、
第2図に示した配線抵抗はre=rcとなり、従つて
式のにおいて出力電圧VLはVL=VCC−{VB3
VF(T3)}となり具体例で示した数値を入力すると
VL≒4.5vとなり該計算通りの値が出力される。
一般に第2図に示したECL回路において、コ
レクター抵抗RC1,RC2とエミツター抵抗RE3の比
率が1:kにて設計された回路構成になつている
時はRE3=k・RC2が成立し出力電圧値VLは式の
より VL=VCC−(rc+RC2) ×{VB3−VF(T3)}/(re+k・RC2) … が成立するため、予め第3図におけるVCC電源配
線15の配線巾とVee電源配線16の配線巾の比
率を1:1/kとして布線しておけば電源配線の
配線抵抗rc,reはre=k・rcの関係が成立し従つ
て出力電圧値VLはVL=VCC−{VB3−VF(T3)}とな
り設計値通りの値が出力するため十分満足のいく
回路特性を得ることができ、さらにパターンレイ
アウトも無駄の無い配線巾を指定できるためチツ
プサイズを小さくできる。
第4図に示した配線パターンは従来例に区べて
1工程増加しているが、該配線パターンは第3図
に示した開孔部18を十分に被つたものであれ
ば、設計マージンもプロセスに合わせた任意のゆ
るいマージン系が取れるため1工程増加による歩
留りの減少はほとんど無視でき、さらに電源配線
の配線抵抗による該電源配線末端部の電位変動も
従来例の半分以下となり、又チツプ塔載ケースに
合わせた任意の位置に電源パツドを設けても上記
実施例の如く本発明を用いれば十分満足のいく特
性を得る半導体装置を短時間で設計することがで
きる。
本発明によれば配線の層抵抗のバラツキや電源
配線の配線抵抗による電位変動に対しても十分満
足すべき回路機能を得ることができるため歩留り
の向上に期待でき、さらに半導体素子の微細化に
伴い集積化が進むにつれて、消費電力が増大し、
従つて特に電源における著しい電位変動を伴つて
くるが本発明によれば十分満足いく特性を得られ
さらに電源配線の配線巾をおさえる事ができるた
めチツプサイズを小さくすることができ歩留りの
向上に大いに期待できる。
又マスタースライス方式による設計も電源の配
線巾をおさえる事が可能なため配線チヤンネルの
領域を増やすことができ従つて短時間で少量多品
種をDA処理する事が大いに期待でき今後大規模
に集積化され、歩留り良く生産されねばならない
半導体装置において大いな効果を期待できる事は
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図はマスターマライス方式で構成したチツ
プの従来例であり、第2図はセルにて構成された
基本回路の1つであるECLの回路構成であり第
3図、第4図は本発明の実施例を図解したチツプ
パターンである。 1,11…半導体基板、2,12,22…VCC
電源パツド、3,13,23…Vee電源パツド、
4,14…セルがマトリツクス状に配置された内
部領域、5,15,25…VCC電源配線パター
ン、6,16,26…Vee電源配線パターン、
7,17,27…入出力パツド、18…開孔部、
第2図における記号に関して、T1,T2,T3
…トランジスター、RC1,RC2…各々T1,T2
のコレクターに接続されたコレクター抵抗、RE3
…T3のエミツターに接続されたエミツター抵
抗、rc…VCC電源配線の配線抵抗、re…Vee電源配
線の配線抵抗、B1,B2,B3…各々トランジ
スターT1,T2,T3のベース端子、C2…ト
ランジスターT2のコレクター端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ECL回路を構成する複数のセルがマトリツ
    クス状に配置された内部領域と、該内部領域の周
    辺部に設けられた最高電位電源パツド及び最低電
    位電源パツドと、前記内部領域上に交互に平行に
    かつ互いに独立に配置されそれぞれ同一の巾を有
    する複数条の最高電位電源配線パターン及び最低
    電位電源配線パターンと、前記最高電位電源配線
    パターン及び最低電位電源配線パターン上に設け
    られた絶縁膜と、前記複数条の最高電位電源配線
    パターンの中央部をそれぞれ露出して前記絶縁膜
    に設けられた第1の開孔と、前記複数条の最低電
    位電源配線パターンの中央部をそれぞれ露出して
    前記絶縁膜に設けられた第2の開孔と、前記内部
    領域上の前記絶縁膜上のほぼ全面に2分割して設
    けられ、それらのうちの一方は前記最高電位電源
    パツドに接続されるとともに前記第1の開孔を介
    して前記複数条の最高電位電源配線パターンに接
    続され、他方は前記最低電位電源パツドに接続さ
    れるとともに前記第2の開孔を介して前記複数条
    の最低電位電源配線パターンに接続された第1及
    び第2の配線パターンとを有することを特徴とす
    る半導体装置。
JP57027109A 1982-02-22 1982-02-22 半導体装置 Granted JPS58143550A (ja)

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JP57027109A JPS58143550A (ja) 1982-02-22 1982-02-22 半導体装置

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JPS58143550A JPS58143550A (ja) 1983-08-26
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JPS58143550A (ja) 1983-08-26

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