JPH0548052A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0548052A
JPH0548052A JP3208082A JP20808291A JPH0548052A JP H0548052 A JPH0548052 A JP H0548052A JP 3208082 A JP3208082 A JP 3208082A JP 20808291 A JP20808291 A JP 20808291A JP H0548052 A JPH0548052 A JP H0548052A
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JP
Japan
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gate
type field
effect transistor
source
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Pending
Application number
JP3208082A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Okawa
和彦 大川
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP3208082A priority Critical patent/JPH0548052A/ja
Publication of JPH0548052A publication Critical patent/JPH0548052A/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
    • H10D84/907—CMOS gate arrays

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【構成】マスタ−スライス方式の半導体装置において、
基本セルを各導電型4トランジスタで構成し、そのうち
2つずつのトランジスタのゲ−ト電極を1つのゲ−ト端
子取り出し部に接続し、かつ4つのトランジスタは一方
のソ−ス・ドレイン領域を共有する構造とし、かつその
領域上に電源配線と電源配線に接続するためのコンタク
トホ−ルを配置するための領域をもたせる。 【効果】1つの基本セルを用いて省消費電力型のマクロ
セルと高駆動型のマクロセルを使用トランジスタ数を変
更することなく構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
マスタ−スライス方式によるCMOS大規模集積回路の
基本セル構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマスタ−スライス半導体装置で
は、図4に示すように、基本セルはソ−ス・ドレイン領
域を共有する、2つあるいはそれ以上の併設されたトラ
ンジスタから構成され、各導電型のトランジスタにおけ
るチャネル幅は同一であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年より一層の微細化
が進む中で、マスタ−スライス方式の半導体装置に対し
ても、より高速、高集積が求められている。ところが高
集積になればなるほどチップ内で消費される電力は増加
してゆかざるを得ない。
【0004】しかし従来の基本セルではチャネル幅が1
種のみであるため、同一論理のマクロセルにおいては1
種のみの消費電力を持たせることしかでない。
【0005】通常省消費電力を目指した基本セルはチャ
ネル幅を小さくするが、このことは同時に駆動能力の低
下を招き、省消費電力と高速性を1種類の基本セルで同
時に満たすことは不可能であった。
【0006】そこで本発明はこのような問題を解決する
ものであり、その目的とするところは、基本セルを各導
電型4トランジスタで構成し、そのうち2つずつのトラ
ンジスタのゲ−ト電極を1つのゲ−ト端子取り出し部に
接続し、かつ4つのトランジスタは一方のソ−ス・ドレ
イン領域を共有する構造とし、かつその領域上に電源配
線と電源配線に接続するためのコンタクトホ−ルを配置
するための領域をもたせることによって省消費電力と高
速性を同時に満たす半導体装置を供給することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
入出力セルが複数個配列されて外部セル領域をなし、基
本セルが複数個配列されて内部セル領域をなし、複数の
前記基本セルと複数層からなる配線層によりマクロセル
が構成されるマスタ−スライス半導体装置において、前
記基本セルにおける、第1導電型の第1の絶縁ゲ−ト型
電界効果トランジスタと、第1導電型の第2の絶縁ゲ−
ト型電界効果トランジスタのゲ−ト電極は第1のゲ−ト
端子取り出し部に接続され、前記基本セルにおける、第
1導電型の第3の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタ
と、第1導電型の第4の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジ
スタのゲ−ト電極は第2のゲ−ト端子取り出し部に接続
され、前記第1導電型の第1、第2、第3、第4の絶縁
ゲ−ト型電界効果トランジスタは各々一方のソ−ス・ド
レイン領域を共有し、前記基本セルにおける、第2導電
型の第1の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタと、第2
導電型の第2の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタのゲ
−ト電極は第3のゲ−ト端子取り出し部に接続され、前
記基本セルにおける、第2導電型の第3の絶縁ゲ−ト型
電界効果トランジスタと、第2導電型の第4の絶縁ゲ−
ト型電界効果トランジスタのゲ−ト電極は第4のゲ−ト
端子取り出し部に接続され、前記第2導電型の第1、第
2、第3、第4の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタは
各々一方のソ−ス・ドレイン領域を共有し、前記第1導
電型の第1、第2、第3、第4の絶縁ゲ−ト型電界効果
トランジスタのソ−ス・ドレイン領域上には第1の電源
配線が配置され、前記第1の電源配線下のソ−ス・ドレ
イン領域は少なくとも1つのコンタクトホ−ルを配置し
うる領域を有し、前記第2導電型の第1、第2、第3、
第4の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタのソ−ス・ド
レイン領域上には第2の電源配線が配置され、前記第2
の電源配線下のソ−ス・ドレイン領域は少なくとも1つ
のコンタクトホ−ルを配置しうる領域を有することを特
徴とする。
【0008】
【実施例】図1は本発明による半導体装置の基本セルの
実施例の図である。Pチャネル絶縁ゲ−ト型電界効果ト
ランジスタ101、102、103、104はソ−ス・
ドレイン領域107を共有し、トランジスタ101及び
102はゲ−ト端子取り出し部105と同層によって接
続されて形成され、同じくトランジスタ103と104
は端子取り出し部106と同層で接続されている。Pチ
ャネル、Nチャネル各4つのトランジスタ上には第1層
配線からなるVDDおよびVSS電源配線がそれぞれ配
置され、コンタクトホ−ルを配置するための領域10
8、109、110、111、112、113にコンタ
クトホ−ルを配置することによってその領域をソ−スと
して使用することができる。
【0009】ここで電源配線はとくに第1層配線に限る
ものではなく、第2層配線を電源配線に使用し、この電
源配線とソ−ス領域とを第1層配線およびコンタクトホ
−ルを使用して接続してもかまわない。図1(b)およ
び図1(c)はそれぞれ図1におけるA−A’、B−
B’での断面図である。トランジスタ101と102と
の間はフィ−ルド酸化膜120により分離されている。
【0010】図2(a)はこの基本セルを使用して2入
力NANDを構成した図である。201は第1層配線か
らなるVDD電源配線、202は同じくVSS電源配線
であり、203は第1層配線、204はゲ−ト端子取り
出し部あるいはソ−ス・ドレイン領域と第1層配線とを
接続するコンタクトホ−ルである。
【0011】このときソ−ス・ドレイン領域205、2
06、210、211、213、214は各々電源配線
と接続されソ−スとして使用され、209および212
はドレインとして使用されているがソ−ス・ドレイン領
域208は使用されていない。したがって消費電力とし
てはソ−ス・ドレイン領域208の分だけ充放電電流か
軽減され、マクロセルとしての消費電力を小さくするこ
とができる。
【0012】これに対し図2(b)ではソ−ス・ドレイ
ン領域208もドレインとして使用することによって駆
動能力を損なわないマクロセルとして使用することがで
きる。
【0013】図3(a)および図3(b)は同じく本発
明による基本セルによってインバ−タを構成した例であ
る。図3(a)ではソ−ス・ドレイン領域305および
311をそれぞれソ−スとし304および308のみを
ドレインとして使用しているためドレイン面積を小さく
することができ消費電力を抑えることができる。ところ
が図3(b)ではソ−ス・ドレイン領域303および3
09をもドレインとして使用することによって高駆動用
のマクロセルを構成している。
【0014】
【発明の効果】以上に示したように、基本セルを各導電
型4トランジスタで構成し、そのうち2つずつのトラン
ジスタのゲ−ト電極を1つのゲ−ト端子取り出し部に接
続し、かつ4つのトランジスタは一方のソ−ス・ドレイ
ン領域を共有する構造とし、かつその領域上に電源配線
と電源配線に接続するためのコンタクトホ−ルを配置す
るための領域をもたせることにより、ソ−スドレイン領
域を使用するか否かの選択のみで同一論理かつ同一基本
セルでありながら省消費電力用マクロセルと高駆動用マ
クロセルを構成することが可能となる。従ってチップ全
体の消費電力を低く抑えたい場合には、省消費電力用の
マクロセルを使用し、消費電力を低く抑える必要がな
く、高駆動かつ高速な構成としたい場合には高駆動用マ
クロセルを使用することによって、より多様化した回路
構成を1つの基本セルで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による基本セルの図とその断面図であ
る。
【図2】本発明による基本セルを用いて省消費電力用2
入力NANDと高駆動用2入力NANDを構成した図で
ある。
【図3】本発明による基本セルを用いて省消費電力用イ
ンバ−タと高駆動用インバ−タを構成した図である。
【図4】従来の4トランジスタと6トランジスタ構成の
基本セルの図である。
【符号の説明】
101:第1のPチャネル絶縁ゲ−ト型電界効果トラン
ジスタ 102:第2のPチャネル絶縁ゲ−ト型電界効果トラン
ジスタ 103:第3のPチャネル絶縁ゲ−ト型電界効果トラン
ジスタ 104:第4のPチャネル絶縁ゲ−ト型電界効果トラン
ジスタ 105:第1のゲ−ト端子取り出し部 106:第2のゲ−ト端子取り出し部 107:ソ−ス・ドレイン領域 108〜113:コンタクトホ−ル配置領域 114:VDD電源配線 115:ゲ−ト電極 116:ゲ−ト酸化膜 117:拡散 118:ウエル 119:基板 120:フィ−ルド酸化膜 201:VDD電源配線 202:VSS電源配線 203:コンタクトホ−ル 204:第1層配線 205〜214:ソ−ス・ドレイン領域 215:ビアコンタクト 216:第2層配線 301:VDD電源配線 302:VSS電源配線 303:コンタクトホ−ル 304:第1層配線 305〜314:ソ−ス・ドレイン領域 315:ビアコンタクト 316:第2層配線 401:ゲ−ト電極 402:ソ−ス・ドレイン領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/092 H03K 19/173 7827−5J 7342−4M H01L 27/08 321 L

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入出力セルが複数個配列されて外部セル領
    域をなし、基本セルが複数個配列されて内部セル領域を
    なし、複数の前記基本セルと複数層からなる配線層によ
    りマクロセルが構成されるマスタ−スライス半導体装置
    において、前記基本セルにおける、第1導電型の第1の
    絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタと、第1導電型の第
    2の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタのゲ−ト電極は
    第1のゲ−ト端子取り出し部に接続され、前記基本セル
    における、第1導電型の第3の絶縁ゲ−ト型電界効果ト
    ランジスタと、第1導電型の第4の絶縁ゲ−ト型電界効
    果トランジスタのゲ−ト電極は第2のゲ−ト端子取り出
    し部に接続され、前記第1導電型の第1、第2、第3、
    第4の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタは各々一方の
    ソ−ス・ドレイン領域を共有し、前記基本セルにおけ
    る、第2導電型の第1の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジ
    スタと、第2導電型の第2の絶縁ゲ−ト型電界効果トラ
    ンジスタのゲ−ト電極は第3のゲ−ト端子取り出し部に
    接続され、前記基本セルにおける、第2導電型の第3の
    絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタと、第2導電型の第
    4の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタのゲ−ト電極は
    第4のゲ−ト端子取り出し部に接続され、前記第2導電
    型の第1、第2、第3、第4の絶縁ゲ−ト型電界効果ト
    ランジスタは各々一方のソ−ス・ドレイン領域を共有し
    ていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記第1導電型の第1、第2、第3、第4
    の絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタのソ−ス・ドレイ
    ン領域上には第1の電源配線が配置され、前記第1の電
    源配線下のソ−ス・ドレイン領域は少なくとも1つのコ
    ンタクトホ−ルを配置しうる領域を有し、前記第2導電
    型の第1、第2、第3、第4の絶縁ゲ−ト型電界効果ト
    ランジスタのソ−ス・ドレイン領域上には第2の電源配
    線が配置され、前記第2の電源配線下のソ−ス・ドレイ
    ン領域は少なくとも1つのコンタクトホ−ルを配置しう
    る領域を有することを特徴とする半導体装置。
JP3208082A 1991-08-20 1991-08-20 半導体装置 Pending JPH0548052A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740937B1 (en) 2000-06-05 2004-05-25 Oki Electric Industry Co., Ltd. Basic cells configurable into different types of semiconductor integrated circuits
US7940121B2 (en) 2007-12-19 2011-05-10 Panasonic Corporation Operational amplifier and pipeline AD converter
CN115796103A (zh) * 2021-09-10 2023-03-14 长鑫存储技术有限公司 Sram存储单元版图及设计方法、电路、半导体结构、存储器

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