JPH0531310B2 - - Google Patents

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JPH0531310B2
JPH0531310B2 JP59205504A JP20550484A JPH0531310B2 JP H0531310 B2 JPH0531310 B2 JP H0531310B2 JP 59205504 A JP59205504 A JP 59205504A JP 20550484 A JP20550484 A JP 20550484A JP H0531310 B2 JPH0531310 B2 JP H0531310B2
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JP
Japan
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basic cell
basic
column
row
wiring
Prior art date
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JP59205504A
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Japanese (ja)
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JPS6184030A (en
Inventor
Shigeru Fujii
Yoshihisa Takayama
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0531310B2 publication Critical patent/JPH0531310B2/ja
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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
    • H10D84/90—Masterslice integrated circuits
    • H10D84/903—Masterslice integrated circuits comprising field effect technology

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はゲートアレイマスタスライス集積回路
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a gate array master slice integrated circuit device.

一般に、複雑な集積論理回路のような大規模集
積回路(以下、論理LSI)は顧客の要求に応じて
製造されるために、多品種少量生産されている。
このような多品種少量生産の論理LSIを迅速且つ
低コストで製造する方法としてマスタスライス方
式が提案されている。
In general, large-scale integrated circuits (hereinafter referred to as logic LSIs) such as complex integrated logic circuits are produced in small quantities in a wide variety of products in order to be manufactured according to customer requirements.
A master slicing method has been proposed as a method for manufacturing such high-mix, low-volume logic LSIs quickly and at low cost.

マスタスライス方式とは、多数の基本セルを規
則的に予め製造しておき、顧客の要求あるいは開
発品種に応じたユニツトセル用の配線パターンマ
スクを製造してこれらの基本セル内の配線および
基本セル間の配線のみを個別的に後に製造するも
のである。従つて、製造もしくは開発期間は短縮
され、また、基本セル構造は各論理LSIに共通で
あるので製造もしくは開発コストも低減される。
なお、基本セル構造は半導体基板内の不純物拡散
領域と必要最小限の基本セル内の配線とによつて
決定されるので、バルク構造とも呼ばれる。
In the master slicing method, a large number of basic cells are manufactured in advance in a regular manner, and a wiring pattern mask for each unit cell is manufactured according to customer requirements or developed product types, and the wiring within these basic cells and between the basic cells are divided. Only the wiring of 1 is manufactured separately later. Therefore, the manufacturing or development period is shortened, and since the basic cell structure is common to each logic LSI, the manufacturing or development cost is also reduced.
Note that the basic cell structure is determined by the impurity diffusion region in the semiconductor substrate and the minimum necessary wiring in the basic cell, so it is also called the bulk structure.

本発明は上述の基本セルをアレイ状に配置した
ゲートアレイマスタスライス論理LSIにおけるバ
ルク構造の改良を行うものである。
The present invention improves the bulk structure of a gate array master slice logic LSI in which the basic cells described above are arranged in an array.

従来の技術 第2図は相補形MIS(CMIS)ゲートアレイに
用いられる基本セルと一例を示す等価回路を示
し、第3図にその平面図、第4図、第5図に第3
図の−線断面図、−線断面図をそれぞれ
示す。第2図に示すように、この基本セルは、ソ
ース(もしくはドレイン)を共有した1対のPチ
ヤネルトランジスタQP1、QP2と、ソース(もし
くはドレイン)を共有した1対のNチヤネルトラ
ンジスタQo1、Qo2とからなり、これらの異なる
導電形のトランジスタ対QP1、Qo1、およびQP2、
Qo2のゲート同志が共通接続されている。第3図
〜第5図を参照して製造方法について説明する
と、上記基本セルはN-シリコン基板1にNチヤ
ネルトランジスタQo1、Qo2形成領域としてのP-
ウエル2を形成し、次いで、アイソレーシヨンと
してのフイールド酸化膜3を形成する。次に各ト
ランジスタ用のゲート酸化膜4を形成し、さら
に、N-シリコン基板1内にPチヤネルトランジ
スタQP1、QP2用のP+不純物拡散層5を形成し、
他方、P-ウエル内にNチヤネルトランジスタ用
のN+不純物拡散層6を形成し、最後に、各トラ
ンジスタQP1、Qo1のゲートおよび各トランジス
タQP2、Qo2のゲートを共通接続したポリシリコ
ン層7を形成してバルク構造形成としての前工程
を終了する。つまり、この後の工程は顧客の要求
あるいは開発品種に応じたユニツトセル用のマス
クによつて行われる。
2. Prior Art FIG. 2 shows a basic cell used in a complementary MIS (CMIS) gate array and an example equivalent circuit, FIG. 3 shows a plan view thereof, and FIGS.
A cross-sectional view taken along the - line and a cross-sectional view taken along the - line in the figure are respectively shown. As shown in Figure 2, this basic cell consists of a pair of P-channel transistors Q P1 and Q P2 that share a source (or drain), and a pair of N-channel transistors Q o1 that share a source (or drain ). , Q o2 , and these pairs of transistors of different conductivity types Q P1 , Q o1 , and Q P2 ,
Q o2 gates are commonly connected. The manufacturing method will be explained with reference to FIGS. 3 to 5. The above basic cell has P - as N channel transistors Q o1 and Q o2 forming regions on an N - silicon substrate 1.
A well 2 is formed, and then a field oxide film 3 is formed as an isolation layer. Next, a gate oxide film 4 for each transistor is formed, and a P + impurity diffusion layer 5 for P channel transistors Q P1 and Q P2 is formed in the N - silicon substrate 1.
On the other hand, an N + impurity diffusion layer 6 for an N channel transistor is formed in the P - well, and finally, a polysilicon layer is formed to commonly connect the gates of each transistor Q P1 and Q o1 and the gate of each transistor Q P2 and Q o2 . The layer 7 is formed to complete the preliminary process for forming the bulk structure. In other words, the subsequent steps are performed using masks for unit cells according to customer requirements or developed product types.

従来の基本セルは、第6図に示すごとく、チツ
プの中央部にアレイ状に配列されている。つま
り、各アレイBC1は一列の基本セルからなつて
おり、その間には配線チヤネル領域CHが設けら
れている。なお、第6図において、I/Oは外部
との接続のための入出力回路、Pはパツドであ
る。
Conventional basic cells are arranged in an array in the center of a chip, as shown in FIG. In other words, each array BC1 consists of one row of basic cells, and a wiring channel region CH is provided between them. In FIG. 6, I/O is an input/output circuit for connection with the outside, and P is a pad.

上述の一列型基本セルアレイBC1にユニツト
セルを構成した一例を第7図に示すと、基本セル
アルイBC1に平行な実線で示す配線LAは第1層
のアルミニウム層で形成され、基本セルアレイ
BCに垂直な点線で示す配線LBは第2層のアルミ
ニウム層で形成する。このような配線LA,LBに
よつてユニツトセルおよびユニツトセル間の配線
がなされる。
FIG. 7 shows an example in which unit cells are configured in the above-mentioned single-row basic cell array BC1. The wiring LA shown by the solid line parallel to the basic cell array BC1 is formed of the first layer of aluminum, and
The wiring LB shown by the dotted line perpendicular to BC is formed from the second aluminum layer. The wiring LA and LB provide wiring between the unit cells and between the unit cells.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の1列型基本セルアレイ
BC1にユニツトセルを構成すると、1ユニツト
セルの縦長が大きくなり、従つて、上述の配線
LA,LBも長くなり、信号伝達速度等の特性を招
き、また、配線LA,LBが長くなる結果、基本セ
ルアレイ間の配線チヤネル領域CHを大きくしな
ければならず、集積度の点で不利であるという問
題点があつた。
Problems to be Solved by the Invention However, the above-mentioned one-row type basic cell array
When a unit cell is configured in BC1, the vertical length of one unit cell becomes large, and therefore the above-mentioned wiring
LA and LB also become longer, which affects characteristics such as signal transmission speed, and as a result of longer wiring LA and LB, the wiring channel area CH between basic cell arrays must be enlarged, which is disadvantageous in terms of integration. There was a problem.

問題点を解決するための手段 本発明の目的は、上述の従来形の問題点に鑑
み、基本セルアレイを2列の基本セルにより構成
することにより、同一のユニツトセルを構成する
場合はその縦長を小さくし、従つて、上述の配線
LA,LBを短かくして信号伝達速度等の特性を向
上させ、しかも基本エルアレイ間の配線チヤネル
領域も小さくして集積度を向上せしめることにあ
る。
Means for Solving the Problems In view of the problems of the conventional type described above, an object of the present invention is to configure a basic cell array with two rows of basic cells, thereby reducing the vertical length of the same unit cell. Therefore, the above wiring
The goal is to improve characteristics such as signal transmission speed by shortening LA and LB, and also to reduce the wiring channel area between basic L arrays to improve the degree of integration.

実施例 第1図Aは本発明に係る基本セルアレイの一実
施例を示す平面図である。第1図Aにおいては、
第3図〜第5図に示したCMIS基本セルを2列に
配列した2列型基本セルアレイBC2を示してあ
る。つまり、2列型基本セルアレイBC2の外側
には配線チヤネル領域CHが設けられているが、
2列型基本セルアレイBC2内の各1列型基本セ
ルアレイBC1,BC1′間には配線チヤネル領域
は存在せず、しかも、1列型基本セルアレイBC
1,BC1′は左右対称に配列されている。また、
第1図Bには第1図Aの2列型基本セルを含むゲ
ートアレイマスタスライス装置の全体を示してあ
る。
Embodiment FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of a basic cell array according to the present invention. In Figure 1A,
A two-column basic cell array BC2 is shown in which the CMIS basic cells shown in FIGS. 3 to 5 are arranged in two columns. In other words, although the wiring channel region CH is provided outside the two-row basic cell array BC2,
There is no wiring channel region between each of the single-row basic cell arrays BC1 and BC1' in the two-row basic cell array BC2.
1, BC1' are arranged symmetrically. Also,
FIG. 1B shows the entire gate array master slicing device including the two-row type basic cells of FIG. 1A.

第8図は本発明に係る2列型基本セルアレイに
あるユニツトセル用の配線を施した一例を示す平
面図であり、第9図は従来の1列型基本セルアレ
イに同一のユニツトセル用の配線を施した平面図
である。第8図と第9図と比較して分るように、
第8図においては、使用された基本セル段数は4
であるのに対し、第9図においては、使用された
基本セル段数は2倍の8であり、従つて、基本セ
ルアレイ内部の第1層アルミニウム(点線で示
し、そのコンタクトを一重丸で示す)の配線は第
9図に比較して第8図の場合の方が総じて短か
い。また、他のユニツトセルとの接続のための第
2層アルミニウム(点線で示し、そのコンタクト
を二重丸で示す)の配線LB1〜LB5の間隔も短か
い。この結果、他のユニツトセルとの接続のため
の配線チヤネル領域CHを通過する配線数が少な
くでき、しかも配線長も短かくできる。
FIG. 8 is a plan view showing an example of wiring for unit cells in a two-row basic cell array according to the present invention, and FIG. 9 is a plan view showing wiring for the same unit cells in a conventional single-row basic cell array. FIG. As can be seen by comparing Figures 8 and 9,
In Figure 8, the number of basic cell stages used is 4.
In contrast, in FIG. 9, the number of elementary cell stages used is doubled to 8, and therefore the first layer of aluminum inside the elementary cell array (shown as a dotted line and its contacts as single circles) The wiring in FIG. 8 is generally shorter than that in FIG. 9. Further, the intervals between the wirings LB 1 to LB 5 of the second layer aluminum (indicated by dotted lines, and the contacts thereof are indicated by double circles) for connection with other unit cells are also short. As a result, the number of wires passing through the wiring channel region CH for connection with other unit cells can be reduced, and the length of the wires can also be shortened.

なお、上述の実施例においては、基本セルとし
て2つのPチヤネルトランジスタおよび同数のN
チヤネルトランジスタにより構成し各対のPチヤ
ネル/Nチヤネルトランジスタのゲートを共通接
続したものを用いたが、3以上のPチヤネルトラ
ンジスタおよび同数のNチヤネルトランジスタに
より構成したもの、あるいは各対のPチヤネル/
Nチヤネルのトランジスタのゲートを共通接続し
たものであつてもよい。
In the above embodiment, two P channel transistors and the same number of N channel transistors are used as basic cells.
In this example, we used a structure composed of P-channel transistors and the gates of each pair of P-channel/N-channel transistors connected in common, but a structure composed of three or more P-channel transistors and the same number of N-channel transistors, or
The gates of N-channel transistors may be commonly connected.

発明の効果 以上説明したように本発明によれば、基本セル
アレイを2列の基本セルにより構成したので、ユ
ニツトセルを構成するとその縦長を小さくでき、
従つて、配線長さを短かくできるので信号特性を
向上でき、しかも、配線数、配線長の減少によ
り、配線チヤネル領域も減少できるので集積度の
向上にも役立つものである。
Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, since the basic cell array is constituted by two rows of basic cells, when a unit cell is constituted, its vertical length can be reduced.
Therefore, the signal characteristics can be improved because the wiring length can be shortened, and the wiring channel area can also be reduced by reducing the number of wiring lines and the wiring length, which is useful for improving the degree of integration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図Aは本発明に係るゲートアレイマスタス
ライス集積回路装置の基本セルアレイの一例を示
す平面図、第1図Bはその全体図、第2図は相補
形MISゲートアレイに用いられる基本セルの一例
を示す等価回路、第3図は第2図の平面図、第4
図および第5図はそれぞれ第3図の−線断面
図および−線断面図、第6図は従来のゲート
アレイマスタスライス集積回路装置の平面図、第
7図は第6図の1列型基本セルアレイにユニツト
セル用配線を施した図、第8図は本発明に係る2
列型基本セルアレイにユニツトセル用配線の一例
を施こした図、第9図は従来の1列型基本セルア
レイに第8図のユニツトセルと同一の配線を施し
た図である。 BC1:1列型基本セルアレイ、BC2:2列型
基本セルアレイ、CH:配線チヤネル領域。
FIG. 1A is a plan view showing an example of a basic cell array of a gate array master slice integrated circuit device according to the present invention, FIG. 1B is an overall view thereof, and FIG. 2 is a plan view of a basic cell array used in a complementary MIS gate array. An equivalent circuit showing an example, Figure 3 is a plan view of Figure 2, Figure 4 is a plan view of Figure 2.
5 and 5 are a sectional view and a sectional view, respectively, of FIG. 3, FIG. 6 is a plan view of a conventional gate array master slice integrated circuit device, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing wiring for unit cells in a cell array.
FIG. 9 is a diagram showing an example of wiring for unit cells in a column-type basic cell array. FIG. 9 is a diagram showing a conventional one-row basic cell array with the same wiring as the unit cell shown in FIG. BC1: 1-row basic cell array, BC2: 2-row basic cell array, CH: wiring channel area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数の2列型基本セル列BC2を具備し、 前記各2列型基本セル列は、少なくとも一対の
PチヤネルMISトランジスタとNチヤネルMISト
ランジスタとが並置された第1の基本セルBC1
と、トランジスタの配置が該第1の基本セルと鏡
像関係にある第2の基本セルBC1′とをそれぞれ
複数有し、 該2列型基本セル列内における前記第1の基本
セルの列と前記第2の基本セルの列との間隔が該
第1の基本セルの幅よりも狭くなるように、該第
1の基本セルの列と該第2の基本セルの列とは近
接して並置され、かつ該第1の基本セルの列と該
第2の基本セルの列との間に列に平行な方向に信
号線が配線されて該信号線によつて該第1の基本
セルと該第2の基本セルとは相互に接続され、 前記複数の2列型基本セル列の間の間隔が前記
第1の基本セルの幅と同程度となるように該複数
の2列型基本セル列は並置され、かつ該複数2列
型基本セル列の間に列に平行な方向に信号線が配
置されて該信号線によつて該複数の2列型基本セ
ル列は相互に接続されてなるゲートアレイマスタ
スライス集積回路。
[Scope of Claims] 1. A plurality of two-row type basic cell rows BC2 are provided, each of the two-row type basic cell rows having a first type in which at least one pair of P-channel MIS transistors and an N-channel MIS transistor are juxtaposed. Basic cell BC1
and a plurality of second basic cells BC1' whose transistor arrangement is a mirror image of the first basic cell, and the column of the first basic cell in the two-row type basic cell column and the The first basic cell column and the second basic cell column are juxtaposed closely such that the distance between the second basic cell column and the second basic cell column is narrower than the width of the first basic cell. , and a signal line is wired between the first basic cell column and the second basic cell column in a direction parallel to the column, and the signal line connects the first basic cell to the second basic cell column. The two basic cells are connected to each other, and the plurality of two-row basic cell rows are arranged such that the spacing between the plurality of two-row basic cell rows is approximately the same as the width of the first basic cell. gates arranged in parallel and having a signal line arranged in a direction parallel to the columns between the plurality of two-row type basic cell columns, and the plurality of two-row type basic cell columns are interconnected by the signal line; Array master slice integrated circuit.
JP59205504A 1984-10-02 1984-10-02 Gate array master slice integrated circuit device Granted JPS6184030A (en)

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