JPH0574945A - セミカスタム集積回路 - Google Patents

セミカスタム集積回路

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JPH0574945A
JPH0574945A JP3238036A JP23803691A JPH0574945A JP H0574945 A JPH0574945 A JP H0574945A JP 3238036 A JP3238036 A JP 3238036A JP 23803691 A JP23803691 A JP 23803691A JP H0574945 A JPH0574945 A JP H0574945A
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悟 鎌倉
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恭輔 小川
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源端子数を増加させる場合にパッド空きスペ
ースを有効に利用でき、電源端子数の増加に伴ってチッ
プ面積が必要以上に増大することを防止し、チップの製
造コストを抑制し得るセミカスタム集積回路を提供す
る。 【構成】チップ周辺のパッド配置領域にパッド12が配
置され、その内側の領域に周辺回路セル13が配置さ
れ、さらに、その内側の領域に内部回路14が配置さ
れ、上記周辺回路セル上に重なるように電源ライン15
が配置されるセミカスタム集積回路において、上記周辺
回路セル13の配置領域でパッドとの接続が不要である
セルの上に重なるように電源供給セル20が配置されて
いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲートアレイやスタン
ダードセル方式のLSI(大規模集積回路)などのよう
なセミカスタム集積回路(IC)に係り、特にそのチッ
プレイアウトに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のセミカスタムICのチッ
プ上で周辺のパッド配置領域の内側の周辺回路領域に配
置される出力バッファ用セル60のパターンレイアウト
の一例を示している。
【0003】ここで、出力セル61…は例えば二段接続
されたインバータ回路からなる。一般に、出力セル単体
の出力電流では不足するような大電流出力が必要な場
合、2個の出力セル61…を並列接続するという手法が
とられる。即ち、2個の出力セル61…の各入力が配線
62により共通に接続され、各出力が配線63によりパ
ッド64に共通に接続されている。この場合、一方側の
出力セル61に対応するパッド配置領域にはパッド64
が配置されているが、他方側の出力セル61に対応する
パッド配置領域はパッドが配置されていないスペース
(パッド空きスペース65)となっている。同様に、複
数の入力セルを並列接続した場合にもパッドが配置され
ていないスペース(パッド空きスペース)が生じる。
【0004】図7は、従来のセミカスタムICのチップ
上で周辺のパッド配置領域の内側の周辺回路領域に配置
される内部回路駆動用セル71のパターンレイアウトの
一例を示している。
【0005】この内部回路駆動用セル71は例えば二段
接続されたインバータ回路からなり、配線72により内
部回路と接続されている。一般に、大きな負荷を持つク
ロックラインを駆動させるために大電流出力が必要な場
合や、バッファがスイッチングする時の電源ノイズを考
慮しなければならない場合は、内部回路駆動用セル71
を周辺回路領域に配置するという手法がとられる。この
場合、内部回路駆動用セル71はパッドとの接続が不要
であるので、内部回路駆動用セル71に対応するパッド
配置領域はパッド空きスペース73となっている。
【0006】ところで、近年、微細化技術の発達によ
り、LSIの集積度が向上するにつれてチップの端子数
はますます増加の傾向にある。一方、配線による寄生イ
ンダクタンスや出力セルの出力線に接続された負荷容量
からなる共振回路によって、駆動時に電源線、出力線に
大きな電圧変動が生じ、その結果、電源電圧が変動し、
同じ電源線に接続されている他の素子の誤動作やCMO
S回路のラッチアップ現象を誘発するという問題が生じ
る。これを防止するために、電源電圧を安定化する目的
でチップの電源端子数も増加の傾向にある。
【0007】しかし、前記したような従来のセミカスタ
ムICにおいては、多数使用される入出力セルの一部や
内部回路駆動用セル71には前記したようなパッド空き
スペース65や73が有るにも拘らず、その領域を有効
に利用していなかった。
【0008】このような状態で上記セミカスタムICを
使用する上で必要な所定の端子数を実現しても、電源端
子数の増加に伴ってチップ面積が必要以上に増大してし
まい、結果として、チップの製造コストが高くなるとい
う問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
セミカスタム集積回路は、パッド空きスペースが有るに
も拘らずその領域を有効に利用していないので、チップ
面積が必要以上に大きくなってしまい、チップの製造コ
ストが高くなるという問題があった。
【0010】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、電源端子数を増加させる場合にパッド空きス
ペースを有効に利用でき、電源端子数の増加に伴ってチ
ップ面積が必要以上に増大することを防止し、チップの
製造コストを抑制し得るセミカスタム集積回路を提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、チップ周辺の
パッド配置領域にパッドが配置され、その内側の領域に
周辺回路セルが配置され、さらに、その内側の領域に内
部回路が配置され、上記周辺回路セル上に重なるように
電源ラインが配置されるセミカスタム集積回路におい
て、上記周辺回路セルの配置領域でパッドとの接続が不
要であるセルの上に重なるように電源供給セルが配置さ
れていることを特徴とする。
【0012】
【作用】周辺回路セルの配置領域でパッドとの接続が不
要である特定のセルの上に重なるように電源供給セルが
配置されており、特定のセルに対応するパッド空きスペ
ースが有効に利用されている。従って、大電流入出力バ
ッファの駆動時に電源線、出力線に大きな電圧変動が生
じることを防止するために、電源電圧を安定化する目的
でチップの電源端子数を増加させた場合でも、チップ面
積が必要以上に増大することを防止し、チップの製造コ
ストを低減することが可能になる。しかも、大電流入出
力バッファ用のセルに対してその上に配置された電源供
給セルおよび電源ラインを通じて電源を供給することが
可能になり、バッファ駆動時の電源線に生じる電圧変動
を抑制し、同じ電源線に接続されている他の素子の誤動
作やCMOS回路のラッチアップ現象の誘発を抑制する
ことができる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明に係るセミカスタムICの
一実施例におけるチップレイアウトを示している。
【0014】図1に示すチップ11において、チップ周
辺のパッド配置領域にパッド12…が配置され、その内
側の周辺回路領域に入出力回路セルなどの周辺回路セル
13…が一定ピッチで配置され、さらに、その内側の領
域に内部回路14が配置されている。そして、上記周辺
回路セル13…上に重なるように電源ライン15が配置
されている。
【0015】そして、本実施例では、上記周辺回路領域
でパッド12との接続が不要である入出力セルおよび/
または内部回路駆動用セルの上に重なるように電源供給
セルが配置されている。
【0016】図2は、図1中の周辺回路領域における出
力バッファ用セルと、その上に重なるように配置された
電源ラインおよび電源供給セルのパターンレイアウトの
一例を示している。ここで、60は出力バッファ用セ
ル、151はVDD電源ライン、152はVSS電源(接地
電位)ライン、20は電源供給セルである。
【0017】上記出力バッファ用セル60は、例えば図
6を参照して前述した従来例と同様に、二段接続された
インバータ回路からなる出力セル61が用いられてい
る。そして、出力セル単体の出力電流では不足するよう
な大電流出力が必要な場合、2個の出力セル61を並列
接続するという手法がとられる。即ち、2個の出力セル
61の各入力が配線62により共通に接続され、各出力
が配線63によりパッドに共通に接続されている。この
場合、一方側の出力セル61に対応するパッド配置領域
にはパッド12が配置されているが、他方側の出力セル
61に対応するパッド配置領域はパッドが配置されてい
ないスペース(パッド空きスペース)となっている。
【0018】一方、前記電源供給セル20は、電源パッ
ド12と、この電源パッド12を前記VDD電源ライン1
51に接続するための配線22およびコンタクトホール
23を有する。この場合、電源パッド12は、前記出力
セルに対応するパッド空きスペースに配置されている。
また、複数の入力セルを並列に接続した場合に生じるパ
ッド空きスペースにも電源供給セルを配置することがで
きる。図3は、図2の出力バッファ用セル60、VDD電
源ライン151および電源供給セル20の配線層の断面
構造の一例を示す図である。
【0019】30は半導体基板(例えばシリコン基
板)、31は基板表層部の一部に拡散形成された出力セ
ル用MOSトランジスタのドレイン・ソース領域、32
は基板表面に形成されたゲート絶縁膜、33は出力セル
用MOSトランジスタのゲート電極、34は上記ドレイ
ン・ソース領域31に接続された一層目の金属配線、3
5は層間絶縁層、36はVDD電源ライン151用の二層
目の金属配線、12は電源供給セル20の電源パッド、
23は層間絶縁層35に開口されたコンタクトホール、
22は上記コンタクトホール23を通じて電源パッド1
2とVDD電源ライン151用の二層目の金属配線36と
を接続するための三層目の金属配線、37は表面保護膜
である。ここで、電源供給セル20を構成する電源パッ
ド12および三層目の金属配線22は、その他の素子や
配線層とは層間絶縁層35により分離されており、短絡
などの不具合は生じない。
【0020】図4は、図1中の周辺回路領域における内
部回路駆動用セルと、その上に重なるように配置された
電源ラインおよび電源供給セルのパターンレイアウトの
一例を示している。
【0021】ここで、内部回路駆動用セル71は、例え
ば図7を参照して前述した従来例と同様に、二段接続さ
れたインバータ回路からなり、配線72により内部回路
と接続されている。そして、大きな負荷を持つクロック
ラインを駆動させるために大電流出力が必要な場合や、
バッファがスイッチングする時の電源ノイズを考慮しな
ければならない場合は、内部回路駆動用セル71を周辺
回路領域に配置するという手法がとられる。この場合、
内部回路駆動用セル71は外部とのインターフェースの
ための入出力用パッドが不要であるので、内部回路駆動
用セル71に対応するパッド配置領域はパッド空きスペ
ースとなっている。
【0022】一方、前記電源供給セル20は、電源パッ
ド12と、この電源パッド12を前記VDD電源ライン1
51に接続するための配線22およびコンタクトホール
23を有する。この場合、電源パッド12は、前記内部
回路駆動用セル71に対応するパッド空きスペースに配
置されている。また、上記電源パッド12および配線2
2は、内部回路駆動用セル71やVDD電源ライン151
とは異なる配線層に形成され、その他の素子や配線層と
は層間絶縁層により分離されており、短絡などの不具合
は生じない。
【0023】上記したように、本実施例のセミカスタム
ICによれば、周辺回路セルの配置領域でパッドとの接
続が不要である特定のセルの上に重なるように電源供給
セルが配置されており、特定のセルに対応するパッド空
きスペースが有効に利用されている。従って、大電流入
出力バッファの駆動時に電源線、出力線に大きな電圧変
動が生じることを防止するために、電源電圧を安定化す
る目的でチップの電源端子数を増加させた場合でも、チ
ップ面積が必要以上に増大することを防止し、チップの
製造コストを低減することが可能になる。しかも、大電
流入出力バッファ用セルに対してその上に配置された電
源供給セルおよび電源ラインを通じて電源を供給するこ
とが可能になり、バッファ駆動時の電源線に生じる電圧
変動を抑制し、同じ電源線に接続されている他の素子の
誤動作やCMOS回路のラッチアップ現象の誘発を抑制
することができる。
【0024】図5は、図1中の周辺回路領域における内
部回路駆動用セルと、その上に重なるように配置された
電源ラインおよび電源供給セルのパターンレイアウトの
他の例を示している。
【0025】この例は、図4に示した例と比べて、電源
供給セル20の配線22´が前記VSS電源ライン152
と同じ配線層の配線により形成されると共に電源パッド
12をVSS電源ライン152に接続している点が異な
り、その他は同じであるので図4中と同一符号を付して
いる。この例でも、上記例と同様の効果が得られる。
【0026】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、電源端
子数を増加させる場合にパッド空きスペースを有効に利
用でき、電源端子数の増加に伴ってチップ面積が必要以
上に増大することを防止し、チップの製造コストを抑制
し得るセミカスタム集積回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るセミカスタムICの一実施例にお
けるチップレイアウトを示す図。
【図2】図1中の周辺回路領域における出力バッファ用
セルとその上に重なるように配置された電源ラインおよ
び電源供給セルのパターンレイアウトの一例を示す図。
【図3】図2の出力バッファ用セルおよび電源ラインお
よび電源供給セルの配線層の断面構造の一例を示す図。
【図4】図1中の周辺回路領域における内部回路駆動用
セルとその上に重なるように配置された電源ラインおよ
び電源供給セルのパターンレイアウトの一例を示す図。
【図5】図1中の周辺回路領域における内部回路駆動用
セルとその上に重なるように配置された電源ラインおよ
び電源供給セルのパターンレイアウトの他の例を示す
図。
【図6】従来のセミカスタムICにおける出力バッファ
用セルのパターンレイアウトを示す図。
【図7】従来のセミカスタムICにおける内部回路駆動
用セルのパターンレイアウトを示す図。
【符号の説明】
11…チップ、12…パッド、13…周辺回路セル、1
4…内部回路、15…電源ライン、151…VDD電源ラ
イン、152…VSS電源ライン、20…電源供給セル、
22、22´…配線、23…コンタクトホール、30…
半導体基板、31…出力セル用MOSトランジスタのド
レイン・ソース領域、32…ゲート絶縁膜、33…出力
セル用MOSトランジスタのゲート電極、34…一層目
の金属配線、35…層間絶縁層、36…二層目の金属配
線、37…表面保護膜、60…出力バッファ用セル、6
2…入力配線、63…出力配線、64…出力セル用パッ
ド、71…内部回路駆動用セル、72…内部回路接続用
配線。
───────────────────────────────────────────────────── 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 27/04 D 8427−4M E 8427−4M

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チップ周辺のパッド配置領域にパッドが
    配置され、その内側の領域に周辺回路セルが配置され、
    さらに、その内側の領域に内部回路が配置され、上記周
    辺回路セル上に重なるように電源ラインが配置されるセ
    ミカスタム集積回路において、 上記周辺回路セルの配置領域でパッドとの接続が不要で
    あるセルの上に重なるように電源供給セルが配置されて
    いることを特徴とするセミカスタム集積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のセミカスタム集積回路に
    おいて、前記パッドとの接続が不要であるセルは、並列
    接続された入出力セルの一部であることを特徴とするセ
    ミカスタム集積回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のセミカスタム集積回路に
    おいて、前記パッドとの接続が不要であるセルは、内部
    回路駆動用セルであることを特徴とするセミカスタム集
    積回路。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
    セミカスタム集積回路において、前記電源供給セルは、
    前記パッドとの接続が不要であるセルに対応するパッド
    配置領域に配置された電源パッドと、この電源パッドを
    前記電源ラインに接続するための配線を有することを特
    徴とするセミカスタム集積回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009150775A1 (ja) * 2008-06-10 2009-12-17 パナソニック株式会社 半導体集積回路
JP2015532530A (ja) * 2012-09-26 2015-11-09 ベイサンド インコーポレーテッドBaysand Inc. 集積回路に用いるフレキシブルで実装効率の良い入出力回路素子

Cited By (3)

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WO2009150775A1 (ja) * 2008-06-10 2009-12-17 パナソニック株式会社 半導体集積回路
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