JPH0669472A - マスタースライス型半導体集積回路 - Google Patents

マスタースライス型半導体集積回路

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Publication number
JPH0669472A
JPH0669472A JP4219353A JP21935392A JPH0669472A JP H0669472 A JPH0669472 A JP H0669472A JP 4219353 A JP4219353 A JP 4219353A JP 21935392 A JP21935392 A JP 21935392A JP H0669472 A JPH0669472 A JP H0669472A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel transistor
channel
transistor group
gate electrode
drain region
Prior art date
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Pending
Application number
JP4219353A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobunari Matsubara
伸成 松原
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP4219353A priority Critical patent/JPH0669472A/ja
Publication of JPH0669472A publication Critical patent/JPH0669472A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H10D84/903Masterslice integrated circuits comprising field effect technology
    • H10D84/907CMOS gate arrays

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明はマスタースライス型半導体集積回路
に関し、従来と比べさらに高密度化を図ることのできる
基本セル構造とする。 【構成】 従来の基本セルと同様なPチャンネルトラン
ジスタ群10、Nチャンネルトランジスタ群20に加
え、これらPチャンネルトランジスタ群、Nチャンネル
トランジスタ群に対し所定の位置関係をもって形成され
た、互いに並行に左右方向に延びる2本のゲート電極6
1、62とこれら2本のゲート電極により互いに上下に
隔てられた3つのNチャンネルソースドレイン領域6
3、64、65とからなる第2のNチャンネルトランジ
スタ群60を有する基本セルを構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゲート使用効率を高めた
マスタースライス型半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりマスタースライス方式の半導体
集積回路が多用されている。このマスタースライス方式
とは、所定の構造の基本セルをあらかじめLSIチップ
上に多数形成しておき、基本セル間の配線を追加するこ
とにより所望の動作を行なう集積回路を完成させる方式
をいう。このマスタースライス方式では配線に関するマ
スクパターンを作成するだけで種々の集積回路を完成さ
せることができ、少量多品種生産に向いている。
【0003】図3は、マスタースライス方式の一般的な
基本セルの構造を示した図である。図の上下方向に第1
及び第2のゲート電極11,12が延び、これら第1及
び第2のゲート電極11,12により、第1、第2及び
第3のPチャンネルソースドレイン領域13,14,1
5が互いに左右に隔てられて形成されており、これによ
り、2個のPチャンネルトランジスタからなるPチャン
ネルトランジスタ群10が形成されている。
【0004】またこのPチャンネルトランジスタ群10
の、図の下方に隣接して、2個のNチャンネルトランジ
スタからなるNチャンネルトランジスタ群20が形成さ
れている。このNチャンネルトランジスタ群20もPチ
ャンネルトランジスタ群10と同様の構造であり、図の
上下方向に第3及び第4のゲート電極21,22が延
び、これら第3及び第4のゲート電極21,22によ
り、第1、第2及び第3のNチャンネルソースドレイン
領域23,24,25が互いに左右に隔てられて形成さ
れている。
【0005】これらPチャンネルトランジスタ群10と
Nチャンネルトランジスタ群20とにより基本セルが構
成され、この基本セルがウェハ上に多数配列されてい
る。上記のように構成された基本セルを用いてRAMを
構成する場合について説明する。図4,図5は、RAM
の最小の単位であるメモリセルを表した回路図である。
【0006】図の縦方向にビット線31、ビットバー線
32が延び、図の横方向にワード線33が延びている。
ビット線31と、インバータ36の入力及びインバータ
37の出力との間にNチャンネルトランジスタ34が接
続されており、該Nチャンネルトランジスタ34のゲー
トはワード線33に接続されている。また、ビットバー
線32と、インバータ37の入力及びインバータ36の
出力との間にはNチャンネルトランジスタ35が接続さ
れており、該Nチャンネルトランジスタ35のゲートは
ワード線33に接続されている。インバータ36;37
は、図5に示すように、Pチャンネルトランジスタ36
a;37aとNチャンネルトランジスタ36b;37b
により構成されている。
【0007】図6は、図3に示す基本セルを用いて図
4,図5に示すメモリセルを構成する場合の実体配線図
である。図中に示す白丸印はコンタクトを表わす。図3
に示す基本セルを用いる場合、基本セルを2つ用いて図
6のような配線を行なうことによりRAMのメモリセル
が構成される。このメモリセルは、図5に示すようにP
チャンネルトランジスタ2個、Nチャンネルトランジス
タ4個で構成されるため、図6に示すように、図の上部
左側の、ゲート電極11、ソースドレイン領域13,1
4からなるPチャンネルトランジスタ、および図の上部
右側のゲート電極12、ソースドレイン領域14,15
からなるPチャンネルトランジスタが使用されず無駄と
なる。
【0008】図7は、従来の提案に係る他の基本セルの
構造を示した図である(特公平2−43349号公報参
照)。図3に示す基本セルと同一の要素には図3に付し
た番号と同一の番号を付して示し、相違点についてのみ
説明する。この基本セルは、図3に示すPチャンネルト
ランジスタ群10のゲート電極11,12とNチャンネ
ルトランジスタ群20のゲート電極21,22が接続さ
れた構造をなしており、さらに、Nチャンネルトランジ
スタ群20の下方に小型のトランジスタからなる第2の
Nチャンネルトランジスタ群50が形成されている。こ
の第2のNチャンネルトランジスタ群50は、図の左右
方向に延びるゲート電極51と、該ゲート電極51によ
り上下に分離されたNチャンネルソースドレイン電極5
2,53と、やはりゲート電極51により上下に分離さ
れたNチャンネルソースドレイン電極54,55とによ
り構成されている。
【0009】図8は、図7に示す基本セルを用いて図
4,図5に示すメモリセルを構成する場合の実体配線図
である。図7に示す基本セルを用いると、使用されない
無駄なトランジスタが発生することはなくなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように図3に
示す一般的な基本セルを用いてメモリセルを構成した場
合無駄なトランジスタが発生し、高密度化の妨げとなる
という問題がある。また、図7に示す基本セルの場合ト
ランジスタの無駄は生じないが、第2のN型トランジス
タ群50において2つのNチャンネルトランジスタが図
の左右に並べられており、このことがやはり高密度化の
妨げとなるという問題がある。
【0011】本発明は、上記事情に鑑み、従来と比べさ
らに高密度化を図ることのできる基本セル構造をもつマ
スタースライス型半導体集積回路を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のマスタースライス型半導体集積回路は、
(1)互いに並行に上下方向に延びる第1及び第2のゲ
ート電極とこれら第1及び第2のゲート電極により互い
に左右に隔てられた第1、第2及び第3のPチャンネル
ソースドレイン領域とからなるPチャンネルトランジス
タ群、(2)該Pチャンネルトランジスタ群に上下方向
に隣接して配置された、互いに並行に上下方向に延びる
第3及び第4のゲート電極とこれら第3及び第4のゲー
ト電極により互いに左右に隔てられた第1、第2及び第
3のNチャンネルソースドレイン領域とからなる第1の
Nチャンネルトランジスタ群、並びに、(3)該第1の
Nチャンネルトランジスタ群に上下方向に隣接して配置
された、互いに並行に左右方向に延びる第5及び第6の
ゲート電極とこれら第5及び第6のゲート電極により互
いに上下に隔てられた第4、第5及び第6のNチャンネ
ルソースドレイン領域とからなる第2のNチャンネルト
ランジスタ群を有し、(4)上記第1のゲート電極、上
記第1のPチャンネルソースドレイン領域、上記第3の
ゲート電極、上記第1のNチャンネルソースドレイン領
域、並びに上記第5及び第6のゲート電極の各コンタク
トが上下方向に延びる第1の直線上に配置され、(5)
上記第2のPチャンネルソースドレイン領域、上記第2
のNチャンネルソースドレイン領域、並びに上記第4、
第5及び第6のNチャンネルソースドレイン領域の各コ
ンタクトが上下方向に延びる第2の直線上に配置され、
さらに、(6)上記第2のゲート電極、上記第3のPチ
ャンネルソースドレイン領域、上記第4のゲート電極、
前記第3のNチャンネルソースドレイン領域、並びに上
記第5及び第6のゲート電極の各コンタクトが上下方向
に延びる第3の直線上に配置されてなる基本セルが多数
配列されてなることを特徴とするものである。
【0013】
【作用】本発明のマスタースライス型半導体集積回路
は、図3に示すPチャンネルトランジスタ群10及びN
チャンネルトランジスタ群20と同様の、Pチャンネル
トランジスタ群(上記(1))及びNチャンネルトラン
ジスタ群(上記(2))に加え、図7に示す基本セルと
同様に、第2のNチャンネルトランジスタ群(上記
(3))を備えた基本セルが多数配列されたものである
が、本発明の第2のNチャンネルトランジスタ群は、互
いに並行に左右方向に延びる第5及び第6のゲート電極
とこれら第5及び第6のゲート電極により互いに上下に
隔てられた第4、第5及び第6のNチャンネルソースド
レイン領域とから構成され、かつ上記(4),(5),
(6)に示す位置関係にあることから、従来よりも一層
高密度に基本セルを配置することができる。
【0014】ここで、本発明において、メモリセルを構
成する場合は、第2のNチャンネルトランジスタ群を構
成するNチャンネルトランジスタも使用して1つの基本
セルで無駄なくメモリセルが構成されるが、ロジックを
構成する場合は、第2のNチャンネルトランジスタ群を
構成するNチャンネルトランジスタは使用されず、した
がってこの場合一見無駄のように思われるが、この部分
はそれぞれのロジック間の配線領域として使用すること
が可能であり、したがって無駄な領域とはならない。こ
の点についてさらに補足する。近年のLSIの大規模化
に伴い、1つのチップ内で使用される基本セルの数は著
しく増加してきている。この増加に伴い、基本セルで構
成されたロジック間の配線も増加しており、この配線に
使用するチップ内の面積は50〜70%にも達してい
る。したがってロジックを構成する場合、この第2のN
チャンネルトランジスタ群が形成された領域を配線領域
として使用することによりロジックを構成する場合の無
駄も生じないこととなる。
【0015】このように、本発明の基本セル構造を採用
することにより、メモリセルを構成する場合は従来より
もさらに高密度に構成され、ロジックを構成する場合も
無駄が増加することはなく、したがって全体として高密
度の回路構成が可能となる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明の一実施例に係る基本セルの構造を示した
図である。図中の丸印はコンタクトを形成することので
きる位置を示している。この図1に示す基本セルを構成
するPチャンネルトランジスタ群10及びNチャンネル
トランジスタ群20は、図3に示すPチャンネルトラン
ジスタ群10及びNチャンネルトランジスタ群20とそ
れぞれ同一の構造を有している。
【0017】また、小型のNチャンネルトランジスタか
ら構成される第2のNチャンネルトランジスタ群60
は、互いに並行に左右方向に延びる第5及び第6のゲー
ト電極61,62、およびこれら第5及び第6のゲート
電極61,62により互いに上下に隔てられた第4、第
5及び第6のNチャンネルソースドレイン領域63,6
4,65により構成されている。
【0018】ここで、図1に示すように、第1のゲート
電極11、第1のPチャンネルソースドレイン領域1
3、第3のゲート電極21、第1のNチャンネルソース
ドレイン領域23、並びに第5及び第6のゲート電極6
1,62の各コンタクトが図に一点鎖線で示した上下方
向に延びる第1の直線101上に配置され、第2のPチ
ャンネルソースドレイン領域14、第2のNチャンネル
ソースドレイン領域24、並びに第4、第5及び第6の
Nチャンネルソースドレイン領域63,64,65の各
コンタクトが、図に第一点鎖線で示した上下方向に延び
る第2の直線102上に配置され、さらに、第2のゲー
ト電極12、第3のPチャンネルソースドレイン領域1
5、第4のゲート電極22、第3のNチャンネルソース
ドレイン領域25、並びに第5及び第6のゲート電極6
1,62の各コンタクトが、図に一点鎖線で示す上下方
向に延びる第3の直線103上に配置されている。
【0019】図2は、図1に示す基本セルを用いて図
4,図5に示すメモリセルを構成する場合の実体配線図
である。図中の白丸印はコンタクトの位置を示してい
る。基本セルは上下左右に多数配列されており、ここで
は配線の都合上、Pチャンネルトランジスタ群10の図
の上方に隣接して配置された第2のNチャンネルトラン
ジスタ群60の下側のトランジスタと、第1のNチャン
ネルトランジスタ群20の図の下方に隣接して配置され
た第2のNチャンネルトランジスタ群60の上側のトラ
ンジスタとが使用されている。この図2に示すメモリセ
ルが図の上下左右に多数配置されRAMが構成される。
【0020】次に、図1に示す本発明の一実施例に係る
基本セルと、従来例である図3に示す基本セル、および
図7に示す基本セルの寸法について比較する。図1に示
す基本セルは、縦方向20グリッド(1グリッドはここ
では例えば2.4μm)、横方向3グリッドで構成する
ことができる。これと同一の条件で比較すると、図3に
示す基本セルの場合、メモリセルを構成するために2つ
の基本セルを使用するとして(図6参照)、縦方向17
グリッド、横方向6グリッドで構成される。したがっ
て、 (従来型(図3)における面積)/(本発明(図1)に
おける面積) =(20×3)/(17×6) =1.7 ・・・・(a) となり、図3に示す基本セルとの比較では(a)式に示
す分だけ高密度のメモリセルが構成される。
【0021】図7に示す基本セルの場合、縦方向19グ
リッド、横方向3グリッドで構成することができ、した
がってグリッド数だけ考えると一見図7に示す基本セル
の方が小型化されるようであるが、第2のNチャンネル
トランジスタ群を構成するNチャンネルトランジスタの
ゲート幅W(図1,図7参照)を同一に合わせると、図
1に示す基本セルにおける1グリッド=2.4μmに対
し、図7に示す基本セルでは縦方向については1グリッ
ド=2.4μmのままでよいが横方向については1グリ
ッド=3.2μmとする必要があり、したがって (従来型(図7)における面積)/(本発明(図1)に
おける面積) =437.76/345.6 =1.26 ・・・・(b) となる。したがってやはり図1に示す基本セルを採用し
た方が(b)式に示す分だけ高密度のメモリセルが構成
される。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマスター
スライス型半導体集積回路は、従来の基本セルと同様な
Pチャンネルトランジスタ群、Nチャンネルトランジス
タ群に加え、これらPチャンネルトランジスタ群、Nチ
ャンネルトランジスタ群に対し前述した所定の位置関係
をもって形成された、互いに並行に左右方向に延びる2
本のゲート電極とこれら2本のゲート電極により互いに
上下に隔てられた3つのNチャンネルソースドレイン領
域とからなる第2のNチャンネルトランジスタ群を有す
る基本セルが多数配列されたものであるため、ロジック
を構成する場合従来と比べ余計な無駄が生じることな
く、RAMのメモリセルを構成する場合に高密度化を図
ることができ、したがって全体として従来と比べ高密度
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る基本セルの構造を示し
た図である。
【図2】図1に示す基本セルを用いて図4,図5に示す
メモリセルを構成する場合の実体配線図である。
【図3】マスタースライス方式の一般的な基本セルの構
造を示した図である。
【図4】RAMの最小の単位であるメモリセルを表わし
た回路図である。
【図5】RAMの最小の単位であるメモリセルを表わし
た回路図である。
【図6】図3に示す基本セルを用いて図4,図5に示す
メモリセルを構成する場合の実体配線図である。
【図7】従来の提案に係る他の基本セル構造を示した図
である。
【図8】図7に示す基本セルを用いて図4,図5に示す
メモリセルを構成する場合の実体配線図である。
【符号の説明】
10 Pチャンネルトランジスタ群 11 第1のゲート電極 12 第2のゲート電極 13 第1のPチャンネルソースドレイン領域 14 第2のPチャンネルソースドレイン領域 15 第3のPチャンネルソースドレイン領域 20 第1のNチャンネルトランジスタ群 21 第3のゲート電極 22 第4のゲート電極 23 第1のNチャンネルソースドレイン領域 24 第2のNチャンネルソースドレイン領域 25 第3のNチャンネルソースドレイン領域 60 第2のNチャンネルトランジスタ群 61 第7のゲート電極 62 第8のゲート電極 63 第4のNチャンネルソースドレイン領域 64 第5のNチャンネルソースドレイン領域 65 第6のNチャンネルソースドレイン領域 101 第1の直線 102 第2の直線 103 第3の直線
───────────────────────────────────────────────────── 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 8728−4M H01L 27/10 321

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに並行に上下方向に延びる第1及び
    第2のゲート電極とこれら第1及び第2のゲート電極に
    より互いに左右に隔てられた第1、第2及び第3のPチ
    ャンネルソースドレイン領域とからなるPチャンネルト
    ランジスタ群、 該Pチャンネルトランジスタ群に上下方向に隣接して配
    置された、互いに並行に上下方向に延びる第3及び第4
    のゲート電極とこれら第3及び第4のゲート電極により
    互いに左右に隔てられた第1、第2及び第3のNチャン
    ネルソースドレイン領域とからなる第1のNチャンネル
    トランジスタ群、並びに該第1のNチャンネルトランジ
    スタ群に上下方向に隣接して配置された、互いに並行に
    左右方向に延びる第5及び第6のゲート電極とこれら第
    5及び第6のゲート電極により互いに上下に隔てられた
    第4、第5及び第6のNチャンネルソースドレイン領域
    とからなる第2のNチャンネルトランジスタ群を有し、 前記第1のゲート電極、前記第1のPチャンネルソース
    ドレイン領域、前記第3のゲート電極、前記第1のNチ
    ャンネルソースドレイン領域、並びに前記第5及び第6
    のゲート電極の各コンタクトが上下方向に延びる第1の
    直線上に配置され、 前記第2のPチャンネルソースドレイン領域、前記第2
    のNチャンネルソースドレイン領域、並びに前記第4、
    第5及び第6のNチャンネルソースドレイン領域の各コ
    ンタクトが上下方向に延びる第2の直線上に配置され、
    さらに、 前記第2のゲート電極、前記第3のPチャンネルソース
    ドレイン領域、前記4のゲート電極、前記第3のNチャ
    ンネルソースドレイン領域、並びに前記第5及び第6の
    ゲート電極の各コンタクトが上下方向に延びる第3の直
    線上に配置されてなる基本セルが多数配列されてなるこ
    とを特徴とするマスタースライス型半導体集積回路。
JP4219353A 1992-08-18 1992-08-18 マスタースライス型半導体集積回路 Pending JPH0669472A (ja)

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A02 Decision of refusal

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Effective date: 20010201