JPH0456464B2 - - Google Patents
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- JPH0456464B2 JPH0456464B2 JP58127708A JP12770883A JPH0456464B2 JP H0456464 B2 JPH0456464 B2 JP H0456464B2 JP 58127708 A JP58127708 A JP 58127708A JP 12770883 A JP12770883 A JP 12770883A JP H0456464 B2 JPH0456464 B2 JP H0456464B2
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- wiring
- injector
- common
- terminal
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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
- H10D84/65—Integrated injection logic
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、半導体集積回路装置(以下ICと称
す)に関し、特に集積注入論理(Integrate
Injection Lojic,略してI2Lと称する)を有する
半導体装置、特に大規模なI2L・ICに関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC), and in particular to an integrated injection logic device (hereinafter referred to as an IC).
The present invention relates to semiconductor devices having injection logic (abbreviated as I 2 L), particularly large-scale I 2 L ICs.
相補形のトランジスタ一対でゲート回路を構成
するI2Lに関し本願出願人が以前に開発したレイ
アウトパターンを第1図に示す。すなわち一つの
半導体基体1の表面に、共通のインジエクシヨン
端子Inj.からアルミニウム配線2を介して複数の
インジエクタ3a,3b,…が並列に配列され、
各インジエクタの両側に複数のインバータ(逆方
向npnトランジスタ)4a1,4a2,…4b1…が対
向して配列されている。各インバータ近傍には破
線で示すように、別のアルミニウム配線5が形成
されておりこの配線5は、共通の接地端子GND
となつている。しかし、このようなレイアウト法
では、以下に述べる欠点があることが本願出願人
によつて明らかとされた。すなわち、I2L・ICに
おいては、これまでゲート数が多くて80程度であ
つたがゲート数をそれ以上に大規模化した場合、
共通のインジエクシヨン端子(Inj.)と各インジ
エクタ3a,3b,3c,3d…とを結ぶアルミ
ニウム配線2の長さが長くなるとともに端子Inj
に近い所に位置するインジエクターと遠いところ
に位置するインジエクターとでは、アルミ配線自
体の抵抗と流れる電流I1,I2によつて生ずる電圧
降下量が異なるため、図中、例えばA点とB点の
電位は、異なつてくる。すなわち端子Injより、
遠くにあるインジエクターほど、接続に要する
Alの配線の長さが長く、電圧降下が大となるこ
とから各インジエクタごとのインジエクシヨン電
圧にアンバランスを生じる。この結果それぞれの
インバータへ注入される電流に差が生じ、そのイ
ンバータの論理レベルが変り、スピード、温度特
性が変つてくるため、タイミングの狂いや誤動作
などの動作不良を生じさせることになつた。
FIG. 1 shows a layout pattern previously developed by the applicant regarding I 2 L, in which a gate circuit is constituted by a pair of complementary transistors. That is, a plurality of injectors 3a, 3b, . . . are arranged in parallel on the surface of one semiconductor substrate 1 via aluminum wiring 2 from a common injection terminal Inj.
A plurality of inverters (reverse direction npn transistors) 4a 1 , 4a 2 , . . . 4b 1 . . . are arranged facing each other on both sides of each injector. Another aluminum wiring 5 is formed near each inverter as shown by the broken line, and this wiring 5 connects to the common ground terminal GND.
It is becoming. However, the applicant has found that such a layout method has the following drawbacks. In other words, in I 2 L IC, the number of gates has been around 80 at most, but if the number of gates is increased to a larger scale,
As the length of the aluminum wiring 2 connecting the common injector terminal (Inj.) and each injector 3a, 3b, 3c, 3d... becomes longer, the terminal Inj.
The amount of voltage drop caused by the resistance of the aluminum wiring itself and the flowing currents I 1 and I 2 is different between an injector located close to the injector and an injector located far away. The potential of will be different. In other words, from terminal Inj,
The farther away the injector is, the longer it takes to connect.
The length of the Al wiring is long and the voltage drop is large, resulting in an imbalance in the injection voltage for each injector. As a result, a difference occurs in the current injected into each inverter, which changes the logic level of the inverter and changes its speed and temperature characteristics, resulting in malfunctions such as timing errors and malfunctions.
本発明の目的とするところは大規模ゲートの
I2L・ICにおいて、各ゲートにおけるインジエク
シヨン電流を均一化し、安定動作できるI2L構造
を提供することにある。
The purpose of the present invention is to
The purpose of this invention is to provide an I 2 L structure that can uniformize the injection current in each gate and operate stably in an I 2 L IC.
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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、一つの半導体基体の一主表面に共通
のインジエクシヨン端子をもつ複数のインジエク
タが配列され、各インジエクタに対向するインバ
ータが形成され、各インバータは共通の接地端子
をもつI2L半導体装置において、共通インジエク
シヨン端子と各インジエクタとを結ぶ配線はそれ
ぞれのインピーダンスが同一となるネツト状に形
成され、又は及び、各インバータと共通接地端子
とを結ぶ配線はそれぞれのインピーダンスが同一
となるネツト状に形成されていることにより各ゲ
ートにおけるインジエクシヨン電流を均一化し、
もつてI2L動作を安定化したものである。 That is, in an I 2 L semiconductor device, a plurality of injectors having a common injection terminal are arranged on one main surface of one semiconductor substrate, an inverter is formed facing each injector, and each inverter has a common ground terminal. The wiring connecting the common injector terminal and each injector is formed in a net shape with the same impedance, or the wiring connecting each inverter and the common ground terminal is formed in a net shape with the same impedance. By making the injection current at each gate uniform,
This stabilizes the I 2 L operation.
実施例 1
第2図は本発明の一実施例であつて、4列のイ
ンジエクタを有するI2Lの配線形態を示す平面図
である。同図以下の各図において、前掲第1図で
示したI2L装置と共通の構成部分に対しては同一
の指示記号を用いてある。Embodiment 1 FIG. 2 is an embodiment of the present invention, and is a plan view showing a wiring form of I 2 L having four rows of injectors. In the following figures, the same reference symbols are used for the same components as those of the I 2 L device shown in FIG. 1 above.
第2図に示すように、共通のインジエクシヨン
端子Injから各インジエクタ3a,3b,…に至
るアルミニウム配線は末広がりのネツト状に形成
されている。すなわち、共通配線2aから分岐し
て配線2a1,2a2となり、次いで分岐して2b1,
2b2,2b3、さらに2c1,2c2,2c3…に分岐し
て各インジエクス3a,3b…に接続する。この
ようにネツト状に配線において、分岐する配線の
幅と長さを等しくとれば、共通のインジエクシヨ
ン端子から各インジエクシヨンに至る配線の抵抗
値は等しくなり、各インジエクタ3a,3b…に
おけるい共通インピーダンスが均一になつて各イ
ンジエクターに流れこむ電流は、ほぼ等しくな
り、その結果I2Lのインジエクタ電流が各ゲート
によつてばらつかなくなる。 As shown in FIG. 2, the aluminum wiring from the common injection terminal Inj to each injector 3a, 3b, . . . is formed in the shape of a widening net. That is, it branches from the common wiring 2a to become wirings 2a 1 and 2a 2 , and then branches to become wirings 2b 1 and 2a 2 .
2b 2 , 2b 3 , and further branched into 2c 1 , 2c 2 , 2c 3 . . . and connected to each indexex 3a, 3b . In this way, in a net-like wiring, if the width and length of the branching wiring are equal, the resistance values of the wiring from the common injection exit terminal to each injection extension will be equal, and the common impedance of each injector 3a, 3b, etc. will be equal. The uniform current flowing into each injector becomes approximately equal, and as a result, the injector current of I 2 L does not vary depending on each gate.
なおさらに各インバータ(エミツタとなるエピ
タキシヤル半導体層)から取り出して共通の接地
端子GNDに接続するAl配線(破線5a,5b…
で示される)を同様にネツト状に形成すれば、
I2Lの各ゲートを動作させる電流を均一化でき動
作をさらに安定化することができる。 Furthermore, Al wiring (broken lines 5a, 5b...
) shown in ) is similarly formed into a net shape,
The current that operates each gate of I 2 L can be made uniform, and the operation can be further stabilized.
第3図は前記実施例を具体化したもので、低速
(77ゲート)のI2Lと高速(48ゲート)のI2Lを一
つの半導体チツプ上に形成したI2L半導体装置の
レイアウトパターンを示す。同図に示すようにチ
ツプ周辺部にそつて多数のボンデイングバツド
(端子)が配列され、このうち共通のインジエク
シヨン端子としてInj、共通の接地端子として
GND1が示され、電源端子VCC(5V)及び各ゲー
ト端子Ag〜Ar、Ba〜Bu等が示される。共通イ
ンジエクシヨン端子Injと低速側ゲート列のイン
ジエクタ3a,3b…とはネツト状の配線2a,
2b,2c…により接続され、共通の接地端子
GND1と各インバータとは、ネツト状の配線5
a,5b…によつて接続されている。 FIG. 3 is a concrete example of the above embodiment, and is a layout pattern of an I 2 L semiconductor device in which low-speed (77 gates) I 2 L and high-speed (48 gates) I 2 L are formed on one semiconductor chip. shows. As shown in the figure, a large number of bonding pads (terminals) are arranged along the periphery of the chip, and among them, Inj is the common injection terminal, and Inj is the common ground terminal.
GND1 is shown, the power supply terminal V CC (5V) and each gate terminal Ag to Ar, Ba to Bu, etc. are shown. The common injection terminal Inj and the injectors 3a, 3b... of the low-speed gate row are connected to a net-like wiring 2a,
Connected by 2b, 2c..., common ground terminal
GND 1 and each inverter are wired in a net 5
a, 5b...
実施例 2
第4図は本発明の他の一実施例であつて、共通
のインジエクシヨン端子Injと4列のインジエク
タの両端部との間にネツト状の配線が形成された
場合の配線形態を示す。Embodiment 2 FIG. 4 is another embodiment of the present invention, and shows a wiring form in which a net-like wiring is formed between a common injection terminal Inj and both ends of four rows of injectors. .
前記実施例では、図面で縦方向に配列されたイ
ンジエクタ3a,3b,3c…の間での電圧アン
バランスを問題としたが、この実施例では各イン
ジエクタの長辺にそつて対向させたインバータ
(逆方向トランジスタ)4a1,4a2,4a3…の横
方向の配列での電圧のアンバランスを解決したも
のである。 In the above embodiment, the problem was the voltage imbalance between the injectors 3a, 3b, 3c, etc. arranged vertically in the drawing, but in this embodiment, the inverters ( This solves the voltage imbalance in the horizontal arrangement of reverse direction transistors 4a 1 , 4a 2 , 4a 3 .
すなわち、4列の各インジエクタの各両端に対
して共通のインジエクシヨン端子Injよりそれぞ
れネツト状配線2a0−2a1−2a2−2b1…及び2
a0′−2a1′−2a2′…を介して接続することにより
各インジエクタのいかなる点においてもインピー
ダンスが等しくなり、各ゲートにおけるインジエ
クシヨン電流が均一化される。 That is, the net-like wirings 2a 0 -2a 1 -2a 2 -2b 1 . . . and 2
By connecting through a 0 '-2a 1 '-2a 2 '..., the impedance becomes equal at any point of each injector, and the injection current at each gate is made uniform.
なお、同図には省略されているが、共通の接地
端子と各インジエクタに対向するインバータの両
端部(エミツタとなるエピタキシヤル層の両端
部)との間に接続される配線をそれぞれにネツト
状に形成することによりI2Lの動作をさらに均一
化することができる。 Although it is omitted in the figure, the wiring connected between the common ground terminal and both ends of the inverter facing each injector (both ends of the epitaxial layer that becomes the emitter) is connected in the form of a net. The operation of I 2 L can be made more uniform by forming the I 2 L.
実施例 3
第5図は本発明のさらに他の一実施例であつ
て、一つの基板上にスタツク化(積層化)された
I2L・ICに適用した場合の例を示す。このスタツ
ク化したI2L・ICは一つの半導体基体上に接合分
離又は酸化膜分離によつて互に電気的分解(アイ
ソレーシヨン)された半導体島領域内にそれぞれ
複数のインジエクタ列を有するI2Lを形成して各
I2Lが高電位から低電位に移行するように結線し
たものである。同図において鎖線で囲まれた領域
を上段I2L、同じく領域を下段I2Lとし、上段
I2Lの接地側共通端子GND1は下段I2Lのインジエ
クシヨン共通端子から各インジエクタへの配線は
ネツト状に形成されるとともに、各I2Lにおける
インバータと接地側共通端子との間の配線は同様
にネツト状に形成されることにより、各I2Lにお
けるゲートのインジエクシヨン電流は均一化され
る。Embodiment 3 FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention, in which the components are stacked (laminated) on one substrate.
An example of application to I 2 L/IC is shown below. This stacked I 2 L IC has a plurality of injector rows each in a semiconductor island region that is electrically decomposed (isolated) from one another by junction isolation or oxide film isolation on one semiconductor substrate. Each to form 2 L
The wires are connected so that I 2 L shifts from high potential to low potential. In the figure, the area surrounded by the chain line is the upper stage I 2 L, and the same area is the lower stage I 2 L.
The I 2 L ground side common terminal GND 1 is the wiring from the lower I 2 L injector common terminal to each injector formed in a net shape, and the wiring between the inverter and the ground side common terminal in each I 2 L. are similarly formed in a net shape, so that the injection current of the gate in each I 2 L is made uniform.
実施例 4
ネツト状配線は、単に平面レイアウト形状を変
えて形成するのみならず第6図に示すように多層
配線技術を利用した形成することもできる。なお
同図中6はP-型Si基体、7はN+埋込層、8はN-
エピタキシヤル層、9はベース、10はインジエ
クタ、11はコレクタ引出し拡散層、12はAl
配線、13a〜13dは多層Al配線である。Embodiment 4 Net-like wiring can be formed not only by simply changing the planar layout shape, but also by using multilayer wiring technology as shown in FIG. In the figure, 6 is a P - type Si substrate, 7 is an N + buried layer, and 8 is an N -
Epitaxial layer, 9 is the base, 10 is the injector, 11 is the collector extraction diffusion layer, 12 is Al
Wirings 13a to 13d are multilayer Al wirings.
以上、各実施例で述べたように本発明によれ
ば、共通インジエクシヨン端子と各インジエクタ
間の配線をそれぞれの自己インピーダンスが同一
となるようにネツト状に形成し、又、各インバー
タと共通接地端子との間の配線を同様にネツト状
に形成することによつて、共通インピーダンス化
され、I2Lの各ゲートにおけるインジエクシヨン
電流の不均一がなくなり、タイミングのくるいや
誤動作のない安定な論理動作が得られ、I2L使用
の製品の特性、信頼性を向上できる効果をもたら
す。
As described above in each embodiment, according to the present invention, the wiring between the common injection terminal and each injector is formed in a net shape so that the self impedance of each injector is the same, and the wiring between each inverter and the common ground terminal is By similarly forming the wiring between the two in a net shape, a common impedance is created, and non-uniformity in injection current at each gate of I 2 L is eliminated, resulting in stable logic operation without timing fluctuations or malfunctions. This has the effect of improving the characteristics and reliability of products using I 2 L.
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。 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.
本発明はI2Lを有するIC、LSIに適用すること
ができ、特にチツプが大形化しゲート数が80ゲー
ト以上に増加する場合に有効である。
The present invention can be applied to ICs and LSIs having I 2 L, and is particularly effective when the chip size increases and the number of gates increases to 80 or more.
以上の説明では主として本発明者によつてなさ
れた発明をその背景となつた利用分野である
I2L・ICについて説明したが、本発明は電子回路
において配線に共通インピーダンスをもたせる場
合のすべてに応用できるものである。 The above explanation mainly describes the invention made by the present inventor and the field of application that is its background.
Although the I 2 L IC has been described, the present invention can be applied to all cases where wiring has a common impedance in an electronic circuit.
第1図はこれまでのI2Lのレイアウトパターン
を示すチツプの一部平面図である。第2図は本発
明の一実施例であつてI2Lの配線レイアウトを示
す平面図である。第3図は本発明の一実施例であ
つて、一つの基体上に高速I2Lと低速I2Lを有する
半導体チツプの配線レイアウトを示す全体平面図
である。第4図は本発明の他の一実施例であつ
て、インジエクタの両端に配線を形成した場合の
配線レイアウトを示すチツプの一部平面図であ
る。第5図は、本発明の他の一実施例であつて、
スタツク化されたI2Lを有する半導体装置の配線
レイアウトを示すチツプの一部平面図である。第
6図は本発明のさらに他の実施例であるI2Lの一
部拡大断面図である。
1……半導体チツプ、2……配線、3……イン
ジエクタ、4……インバータ、5……接地側配
線、6……P型半導体基板、7……N+拡散層、
8……N-エピタキシヤル層、9……ベース、1
0……インジエクタ、11……コレクタ引出し拡
散層、12……Al電極、13a〜13d……多
層Al配線。
FIG. 1 is a partial plan view of a chip showing a conventional I 2 L layout pattern. FIG. 2 is a plan view showing an I 2 L wiring layout according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an embodiment of the present invention, and is an overall plan view showing the wiring layout of a semiconductor chip having high-speed I 2 L and low-speed I 2 L on one substrate. FIG. 4 is another embodiment of the present invention, and is a partial plan view of a chip showing a wiring layout when wiring is formed at both ends of an injector. FIG. 5 shows another embodiment of the present invention,
1 is a partial plan view of a chip showing the wiring layout of a semiconductor device having stacked I 2 L; FIG. FIG. 6 is a partially enlarged sectional view of I 2 L, which is still another embodiment of the present invention. 1... Semiconductor chip, 2... Wiring, 3... Injector, 4... Inverter, 5... Ground side wiring, 6... P-type semiconductor substrate, 7... N + diffusion layer,
8...N - epitaxial layer, 9...Base, 1
0...Injector, 11...Collector extraction diffusion layer, 12...Al electrode, 13a to 13d...Multilayer Al wiring.
Claims (1)
備する半導体集積回路装置であつて、その基体内
にはそれぞれ一端部に端子をもつ細長の複数のイ
ンジエクタ3a,3b,3cが互いに並行に配列
され、その基体上に設けられた一つの共通配線部
2aから前記それぞれの端子に至るまではその共
通配線部からそれぞれのインジエクタに至るまで
の配線インピーダンスがほぼ等しくなるようにネ
ツト状配線を構成して成ることを特徴とする半導
体集積回路装置。1. A semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of integrated injection logic elements on a semiconductor substrate, in which a plurality of elongated injectors 3a, 3b, 3c each having a terminal at one end are arranged in parallel with each other. From one common wiring section 2a provided on the base to each of the terminals, a net-like wiring is constructed so that the wiring impedance from the common wiring section to each injector is approximately equal. A semiconductor integrated circuit device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127708A JPS6021557A (en) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127708A JPS6021557A (en) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021557A JPS6021557A (en) | 1985-02-02 |
| JPH0456464B2 true JPH0456464B2 (en) | 1992-09-08 |
Family
ID=14966739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127708A Granted JPS6021557A (en) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021557A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003257988A (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sharp Corp | Transistor circuit and communication device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56165351A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-18 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP58127708A patent/JPS6021557A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6021557A (en) | 1985-02-02 |
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