JPH1154733A - 半導体集積回路装置及びその製造方法、半導体集積回路装置用半導体基板 - Google Patents
半導体集積回路装置及びその製造方法、半導体集積回路装置用半導体基板Info
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- JPH1154733A JPH1154733A JP20431997A JP20431997A JPH1154733A JP H1154733 A JPH1154733 A JP H1154733A JP 20431997 A JP20431997 A JP 20431997A JP 20431997 A JP20431997 A JP 20431997A JP H1154733 A JPH1154733 A JP H1154733A
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- semiconductor
- wafer
- chip
- integrated circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 1種類の拡散ウェーハを用意してチップサイ
ズの異なる複数の種類のチップ、チップサイズは同じで
もパッドなどの配置が異なるチップを含む半導体集積回
路装置及びその製造方法、半導体基板を提供する。 【解決手段】 ゲートアレー方式の半導体集積回路装置
において、チップ1全面に同一のトランジスタから構成
された同一のユニットセル9を配置する。拡散ウェーハ
を配線して形成されるチップを構成する入出力回路3及
び内部回路2は、同一のユニットセルを構成する同一の
トランジスタから形成される。任意の位置に入出力回路
及び内部回路を配置することにより、同一拡散ウェーハ
から任意のパッド配置を有する半導体集積回路や任意の
チップサイズの半導体集積回路を作成することができ
る。
ズの異なる複数の種類のチップ、チップサイズは同じで
もパッドなどの配置が異なるチップを含む半導体集積回
路装置及びその製造方法、半導体基板を提供する。 【解決手段】 ゲートアレー方式の半導体集積回路装置
において、チップ1全面に同一のトランジスタから構成
された同一のユニットセル9を配置する。拡散ウェーハ
を配線して形成されるチップを構成する入出力回路3及
び内部回路2は、同一のユニットセルを構成する同一の
トランジスタから形成される。任意の位置に入出力回路
及び内部回路を配置することにより、同一拡散ウェーハ
から任意のパッド配置を有する半導体集積回路や任意の
チップサイズの半導体集積回路を作成することができ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に係り、とくにゲートアレー方式の半導体集積回路装
置に使用される配線工程前のセル構成に関するものであ
る。
置に係り、とくにゲートアレー方式の半導体集積回路装
置に使用される配線工程前のセル構成に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ゲートアレー(Gate Array)は、論理回路
の基本となる、例えば、インバータ、NANDなどのゲ
ートを半導体チップ(以下、チップという)の上で列状
に配置したもので規則的な構造による設計の単純化を目
的にしている。すべての論理をある限られた種類の基本
ゲート(以下、ユニットセルという)で表現しながら設
計を進めるので論理設計、レイアウト設計ともに単純に
なる。配置されたゲートの相互結線は、ゲート列間の通
路(チャネル)を用いて行われる。一般に、ゲートアレ
ー方式の半導体集積回路装置では、拡散工程までは共通
なパターンを形成し、次の工程である配線工程で製品に
固有のパターンを形成している。従来のゲートアレー方
式の半導体集積回路装置(ゲートアレーチップ)では、
論理回路を形成するユニットセルを構成する内部回路セ
ルと入出力回路を形成するユニットセルを構成するI/
Oセルは、互いに異なるパターンを持ち、内部セルはチ
ップ中心領域に配置され、I/Oセルは、チップ周辺領
域に配置されている。すなわち、論理回路など内部回路
を構成するセルと入出力回路を構成するセルとはゲート
長やゲート幅など構造が異なっている。
の基本となる、例えば、インバータ、NANDなどのゲ
ートを半導体チップ(以下、チップという)の上で列状
に配置したもので規則的な構造による設計の単純化を目
的にしている。すべての論理をある限られた種類の基本
ゲート(以下、ユニットセルという)で表現しながら設
計を進めるので論理設計、レイアウト設計ともに単純に
なる。配置されたゲートの相互結線は、ゲート列間の通
路(チャネル)を用いて行われる。一般に、ゲートアレ
ー方式の半導体集積回路装置では、拡散工程までは共通
なパターンを形成し、次の工程である配線工程で製品に
固有のパターンを形成している。従来のゲートアレー方
式の半導体集積回路装置(ゲートアレーチップ)では、
論理回路を形成するユニットセルを構成する内部回路セ
ルと入出力回路を形成するユニットセルを構成するI/
Oセルは、互いに異なるパターンを持ち、内部セルはチ
ップ中心領域に配置され、I/Oセルは、チップ周辺領
域に配置されている。すなわち、論理回路など内部回路
を構成するセルと入出力回路を構成するセルとはゲート
長やゲート幅など構造が異なっている。
【0003】図16及び図17は、従来の半導体ウェー
ハ(以下、ウェーハという)の一部を示す平面図であ
る。図16が拡散工程までの処理を施したウェーハ(拡
散ウェーハ)の一部であり、図17は、次工程の配線工
程を施して製品に固有のパターンを形成したウェーハの
一部である。拡散ウェーハのチップ形成領域11には中
央部分に内部回路形成領域12が形成されその回りに入
出力回路形成領域13が区画されている。この拡散ウェ
ーハに配線工程が施されて製品としての固有のパターン
が形成されたウェーハは、内部回路2と入出力回路3が
配置され周辺部分の素子が形成されていない領域にパッ
ド電極(パッド)4が形成されている。図18は、従来
のウェーハのチップ形成領域の平面図、図19は、従来
のチップを示す平面図である。図18に示すように内部
回路形成領域12には、同一のトランジスタから構成さ
れたユニットセル5がマトリックス状に配列されてい
る。入出力回路形成領域13には、トランジスタの種類
及び大きさが一定しないトランジスタから構成されたユ
ニットセル6が複数配置されている。入出力回路のトラ
ンジスタは、内部回路のトランジスタと同一であるとは
限らず、通常は種類及び大きさが一定していない。図1
8のウェーハに配線工程を施して図19に示すチップ1
が形成される。チップ1には、周辺部にパッド4が形成
され、さらにパッド4と入出力回路3、入出力回路3と
内部回路2がそれぞれ配線7で電気的に接続されてい
る。
ハ(以下、ウェーハという)の一部を示す平面図であ
る。図16が拡散工程までの処理を施したウェーハ(拡
散ウェーハ)の一部であり、図17は、次工程の配線工
程を施して製品に固有のパターンを形成したウェーハの
一部である。拡散ウェーハのチップ形成領域11には中
央部分に内部回路形成領域12が形成されその回りに入
出力回路形成領域13が区画されている。この拡散ウェ
ーハに配線工程が施されて製品としての固有のパターン
が形成されたウェーハは、内部回路2と入出力回路3が
配置され周辺部分の素子が形成されていない領域にパッ
ド電極(パッド)4が形成されている。図18は、従来
のウェーハのチップ形成領域の平面図、図19は、従来
のチップを示す平面図である。図18に示すように内部
回路形成領域12には、同一のトランジスタから構成さ
れたユニットセル5がマトリックス状に配列されてい
る。入出力回路形成領域13には、トランジスタの種類
及び大きさが一定しないトランジスタから構成されたユ
ニットセル6が複数配置されている。入出力回路のトラ
ンジスタは、内部回路のトランジスタと同一であるとは
限らず、通常は種類及び大きさが一定していない。図1
8のウェーハに配線工程を施して図19に示すチップ1
が形成される。チップ1には、周辺部にパッド4が形成
され、さらにパッド4と入出力回路3、入出力回路3と
内部回路2がそれぞれ配線7で電気的に接続されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のゲートアレー方
式の半導体集積回路装置において、パッドは、I/Oセ
ル部から引き出されているので、その配置はチップ周辺
部に制限され、かつパッド数は特定の数となっている。
そのために、パッド数を増やすかあるいはパッドをチッ
プ中心部に配置する場合には別な拡散ウェーハ(配線工
程を経ていない未配線状態のウェーハ:DW(Diffusion
Wafer) )を用意する必要があった。最近の実装技術の
進歩により半導体集積回路の電極ピン数の使用範囲が広
がっており(20〜300ピン程度)、幅広いピン数の
製品群をカバーするのでチップサイズの異なる多数の拡
散ウェーハDWを用意する必要があった。また、同一の
チップサイズであってもチップの中心部にパッドを必要
とする製品では別々の拡散ウェーハを用意する必要があ
り、開発費の増大を招くという問題があった。図20
は、拡散ウェーハ(DW)から配線工程を施すことによ
って形成されたウェーハ(W)までの製造工程を説明す
る断面図である。拡散ウェーハ10にはトランジスタを
構成する拡散領域(図示しない)が形成されている。こ
の拡散領域を複数含んで同一の大きさのチップ形成領域
11がマトリックス状に区画されている。
式の半導体集積回路装置において、パッドは、I/Oセ
ル部から引き出されているので、その配置はチップ周辺
部に制限され、かつパッド数は特定の数となっている。
そのために、パッド数を増やすかあるいはパッドをチッ
プ中心部に配置する場合には別な拡散ウェーハ(配線工
程を経ていない未配線状態のウェーハ:DW(Diffusion
Wafer) )を用意する必要があった。最近の実装技術の
進歩により半導体集積回路の電極ピン数の使用範囲が広
がっており(20〜300ピン程度)、幅広いピン数の
製品群をカバーするのでチップサイズの異なる多数の拡
散ウェーハDWを用意する必要があった。また、同一の
チップサイズであってもチップの中心部にパッドを必要
とする製品では別々の拡散ウェーハを用意する必要があ
り、開発費の増大を招くという問題があった。図20
は、拡散ウェーハ(DW)から配線工程を施すことによ
って形成されたウェーハ(W)までの製造工程を説明す
る断面図である。拡散ウェーハ10にはトランジスタを
構成する拡散領域(図示しない)が形成されている。こ
の拡散領域を複数含んで同一の大きさのチップ形成領域
11がマトリックス状に区画されている。
【0005】この拡散ウェーハ10に配線を施してチッ
プ形成領域11に入出力回路、内部回路及びパッドを有
するチップ1が形成されたウェーハ(W)が形成され
る。チップ1の大きさはウェーハ(W)10によって異
なり、第1のウェーハ(W1)10のチップ1は、第2
のウェーハ(W2)10のチップ1より大きい。このよ
うに、チップサイズの異なる製品を作るには、前述のよ
うに第1のウェーハ(W1)には第1の拡散ウェーハ
(DW1)、第2のウェーハ(W2)には第2の拡散ウ
ェーハ(DW2)のように、別々の拡散ウェーハを用い
る必要があった。本発明は、このような事情によりなさ
れたものであり、1種類の拡散ウェーハを用意してチッ
プサイズの異なる複数の種類の集積回路チップあるいは
チップサイズは同じでもパッドなどの配置が異なる集積
回路チップを含む半導体集積回路装置及びその製造方法
及びその半導体集積回路装置が形成された半導体基板を
提供する。
プ形成領域11に入出力回路、内部回路及びパッドを有
するチップ1が形成されたウェーハ(W)が形成され
る。チップ1の大きさはウェーハ(W)10によって異
なり、第1のウェーハ(W1)10のチップ1は、第2
のウェーハ(W2)10のチップ1より大きい。このよ
うに、チップサイズの異なる製品を作るには、前述のよ
うに第1のウェーハ(W1)には第1の拡散ウェーハ
(DW1)、第2のウェーハ(W2)には第2の拡散ウ
ェーハ(DW2)のように、別々の拡散ウェーハを用い
る必要があった。本発明は、このような事情によりなさ
れたものであり、1種類の拡散ウェーハを用意してチッ
プサイズの異なる複数の種類の集積回路チップあるいは
チップサイズは同じでもパッドなどの配置が異なる集積
回路チップを含む半導体集積回路装置及びその製造方法
及びその半導体集積回路装置が形成された半導体基板を
提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】ゲートアレー方式の半導
体集積回路装置において、チップ全面に同一のトランジ
スタから構成された同一のユニットセルを配置すること
を特徴とする。したがって、拡散ウェーハを配線して形
成されるチップを構成する入出力回路及び内部回路は、
同一のユニットセルを構成する同一のトランジスタから
形成される。また、ウェーハを切断して複数のチップを
形成する際にウェーハ上に形成されるスクライブライン
領域に配置されたテスト用素子やマークなどを上記ユニ
ットセルのトランジスタを利用することもできる。任意
の位置に入出力回路及び内部回路を配置することによ
り、同一拡散ウェーハから任意のパッド配置を有する半
導体集積回路や任意のチップサイズの半導体集積回路を
作成することができる。すなわち、本発明の半導体集積
回路装置用半導体基板は、半導体ウェーハと、前記半導
体ウェーハに形成され、マトリックス状に配列された同
一形状の複数のトランジスタから構成された複数のユニ
ットセルとを備えていることを第1の特徴とし、半導体
ウェーハと、前記半導体ウェーハに形成され、マトリッ
クス状に配列された同一形状の複数のトランジスタから
構成されたユニットセルと、前記ユニットセルのトラン
ジスタを配線して形成された入出力回路及び内部回路が
配置されている複数の半導体チップ領域と、前記半導体
チップ領域間に形成されたスクライブラインとを備えて
いることを第2の特徴とする。
体集積回路装置において、チップ全面に同一のトランジ
スタから構成された同一のユニットセルを配置すること
を特徴とする。したがって、拡散ウェーハを配線して形
成されるチップを構成する入出力回路及び内部回路は、
同一のユニットセルを構成する同一のトランジスタから
形成される。また、ウェーハを切断して複数のチップを
形成する際にウェーハ上に形成されるスクライブライン
領域に配置されたテスト用素子やマークなどを上記ユニ
ットセルのトランジスタを利用することもできる。任意
の位置に入出力回路及び内部回路を配置することによ
り、同一拡散ウェーハから任意のパッド配置を有する半
導体集積回路や任意のチップサイズの半導体集積回路を
作成することができる。すなわち、本発明の半導体集積
回路装置用半導体基板は、半導体ウェーハと、前記半導
体ウェーハに形成され、マトリックス状に配列された同
一形状の複数のトランジスタから構成された複数のユニ
ットセルとを備えていることを第1の特徴とし、半導体
ウェーハと、前記半導体ウェーハに形成され、マトリッ
クス状に配列された同一形状の複数のトランジスタから
構成されたユニットセルと、前記ユニットセルのトラン
ジスタを配線して形成された入出力回路及び内部回路が
配置されている複数の半導体チップ領域と、前記半導体
チップ領域間に形成されたスクライブラインとを備えて
いることを第2の特徴とする。
【0007】本発明の半導体集積回路装置は、半導体基
板と、前記半導体基板に形成されマトリックス状に配列
された同一形状の複数のトランジスタから構成されたユ
ニットセルと、前記ユニットセルのトランジスタを配線
して形成された内部回路と、前記内部回路に電気的に接
続され前記ユニットセルのトランジスタを配線して形成
された入出力回路と、前記入出力回路に電気的に接続さ
れ前記ユニットセル上に絶縁膜を介して形成されたパッ
ド電極とを備えていること特徴とする。本発明の半導体
集積回路装置の製造方法は、同一形状の複数のトランジ
スタから構成されたユニットセルを半導体ウェーハにマ
トリックス状に配列する第1の工程と、前記ユニットセ
ルのトランジスタを配線して形成された入出力回路及び
内部回路が配置されている半導体チップ領域を前記半導
体ウェーハに配列する第2の工程とを備えていることを
特徴とする。
板と、前記半導体基板に形成されマトリックス状に配列
された同一形状の複数のトランジスタから構成されたユ
ニットセルと、前記ユニットセルのトランジスタを配線
して形成された内部回路と、前記内部回路に電気的に接
続され前記ユニットセルのトランジスタを配線して形成
された入出力回路と、前記入出力回路に電気的に接続さ
れ前記ユニットセル上に絶縁膜を介して形成されたパッ
ド電極とを備えていること特徴とする。本発明の半導体
集積回路装置の製造方法は、同一形状の複数のトランジ
スタから構成されたユニットセルを半導体ウェーハにマ
トリックス状に配列する第1の工程と、前記ユニットセ
ルのトランジスタを配線して形成された入出力回路及び
内部回路が配置されている半導体チップ領域を前記半導
体ウェーハに配列する第2の工程とを備えていることを
特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図1乃至図5を参照して第1
の実施例を説明する。図1は、トランジスタが形成され
た拡散工程終了後のウェーハ(拡散ウェーハ)上の4チ
ップ形成領域の平面図である。ウェーハ上の各チップ形
成領域11には、そのほぼ全面にユニットセル領域8が
形成されている。ユニットセル領域8の詳細は、図2に
示されている。図2は、拡散ウェーハ上の1チップ形成
領域の平面図である。この図のように、ユニットセル領
域8にはユニットセル9がマトリックス状に配列されて
おり、しかもすべて同一である。拡散工程に続く配線工
程では、ユニットセル9の配線接続を行い内部回路や入
出力回路を形成する。このユニットセル9は、4個のト
ランジスタから構成されている。図3は、拡散ウェーハ
に配線処理を施してチップを形成したウェーハ上の4チ
ップの平面図である。各チップ1のユニットセル領域8
に集積回路が形成されている。チップ1の中心部に内部
回路2が形成され、内部回路2の回りのチップ周辺部に
入出力(I/O)回路3が配置形成されている。さら
に、入出力回路3の外側にユニットセル領域8の周辺部
に沿って外部接続用のパッド電極4が配置形成されてい
る。
の形態を説明する。まず、図1乃至図5を参照して第1
の実施例を説明する。図1は、トランジスタが形成され
た拡散工程終了後のウェーハ(拡散ウェーハ)上の4チ
ップ形成領域の平面図である。ウェーハ上の各チップ形
成領域11には、そのほぼ全面にユニットセル領域8が
形成されている。ユニットセル領域8の詳細は、図2に
示されている。図2は、拡散ウェーハ上の1チップ形成
領域の平面図である。この図のように、ユニットセル領
域8にはユニットセル9がマトリックス状に配列されて
おり、しかもすべて同一である。拡散工程に続く配線工
程では、ユニットセル9の配線接続を行い内部回路や入
出力回路を形成する。このユニットセル9は、4個のト
ランジスタから構成されている。図3は、拡散ウェーハ
に配線処理を施してチップを形成したウェーハ上の4チ
ップの平面図である。各チップ1のユニットセル領域8
に集積回路が形成されている。チップ1の中心部に内部
回路2が形成され、内部回路2の回りのチップ周辺部に
入出力(I/O)回路3が配置形成されている。さら
に、入出力回路3の外側にユニットセル領域8の周辺部
に沿って外部接続用のパッド電極4が配置形成されてい
る。
【0009】図4には、ユニットセル領域8に形成され
た集積回路の詳細が示されており、この図は、配線処理
が施されたウェーハ上の1チップの平面図である。図の
ように、チップ1上のユニットセル9は、配線7を用い
て集積回路を構成するように適宜のパターンで接続さ
れ、内部回路2、入出力回路3、パッド4が形成され
る。内部回路2と入出力回路3とは配線7で電気的に接
続され、入出力回路3とパッド4も配線7により電気的
に接続されている。図4に示すチップは、図3に示すチ
ップと異なり、内部回路2は、チップ1の一辺に偏って
配置形成されている。パッド4は、内部回路2が配置さ
れている辺と対向する1辺に偏って配置形成されてい
る。そして、入出力回路3は、内部回路2とパッド4の
間に配置されている。このように、本発明では入出力回
路3及び内部回路2は、チップ内の自由な場所に配置す
ることができる。
た集積回路の詳細が示されており、この図は、配線処理
が施されたウェーハ上の1チップの平面図である。図の
ように、チップ1上のユニットセル9は、配線7を用い
て集積回路を構成するように適宜のパターンで接続さ
れ、内部回路2、入出力回路3、パッド4が形成され
る。内部回路2と入出力回路3とは配線7で電気的に接
続され、入出力回路3とパッド4も配線7により電気的
に接続されている。図4に示すチップは、図3に示すチ
ップと異なり、内部回路2は、チップ1の一辺に偏って
配置形成されている。パッド4は、内部回路2が配置さ
れている辺と対向する1辺に偏って配置形成されてい
る。そして、入出力回路3は、内部回路2とパッド4の
間に配置されている。このように、本発明では入出力回
路3及び内部回路2は、チップ内の自由な場所に配置す
ることができる。
【0010】次に、図5を参照して図4のA−A′線に
沿う部分のパッドの下の内部構造を説明する。チップを
構成する、例えば、シリコンなどの半導体基板1の表面
領域には、LOCOS法などにより素子分離領域となる
フィールド酸化膜21が形成されている。そして、素子
分離領域に囲まれた素子領域にはソース/ドレイン領域
22が形成されている。半導体基板1上のソース/ドレ
イン領域22間の上にはゲート酸化膜23を介してポリ
シリコンなどからなるゲート電極24が形成している。
ソース/ドレイン領域22、ゲート酸化膜23及びゲー
ト電極24が図4に示すユニットセル9を構成するトラ
ンジスタを構成している。半導体基板1上には、ゲート
電極24を被覆するシリコン酸化膜などの第1の層間絶
縁膜25が形成され、その上にアルミニウムなどの金属
配線7がパターニングされている。配線7は、シリコン
酸化膜などの第2の層間絶縁膜26が形成されている。
第2の層間絶縁膜26には、配線7の上にコンタクト孔
が形成される。次に、第2の層間絶縁膜26の上にアル
ミニウムなどからなるパッド4がパターニング形成され
る。パッド4は、コンタクト孔を介して配線7と電気的
に接続される。この時、このパッド4下のトランジスタ
は、入出回路3及び内部回路2のいずれをも構成してい
ないので、配線7とは電気的に接続されていない。第2
の層間絶縁膜26の上にはシリコン窒化膜などの絶縁保
護膜27が施されている。
沿う部分のパッドの下の内部構造を説明する。チップを
構成する、例えば、シリコンなどの半導体基板1の表面
領域には、LOCOS法などにより素子分離領域となる
フィールド酸化膜21が形成されている。そして、素子
分離領域に囲まれた素子領域にはソース/ドレイン領域
22が形成されている。半導体基板1上のソース/ドレ
イン領域22間の上にはゲート酸化膜23を介してポリ
シリコンなどからなるゲート電極24が形成している。
ソース/ドレイン領域22、ゲート酸化膜23及びゲー
ト電極24が図4に示すユニットセル9を構成するトラ
ンジスタを構成している。半導体基板1上には、ゲート
電極24を被覆するシリコン酸化膜などの第1の層間絶
縁膜25が形成され、その上にアルミニウムなどの金属
配線7がパターニングされている。配線7は、シリコン
酸化膜などの第2の層間絶縁膜26が形成されている。
第2の層間絶縁膜26には、配線7の上にコンタクト孔
が形成される。次に、第2の層間絶縁膜26の上にアル
ミニウムなどからなるパッド4がパターニング形成され
る。パッド4は、コンタクト孔を介して配線7と電気的
に接続される。この時、このパッド4下のトランジスタ
は、入出回路3及び内部回路2のいずれをも構成してい
ないので、配線7とは電気的に接続されていない。第2
の層間絶縁膜26の上にはシリコン窒化膜などの絶縁保
護膜27が施されている。
【0011】このように、パッドは、層間絶縁膜を介し
てユニットセルを構成するトランジスタの上に形成する
ことになるが、このトランジスタは、内部回路や入出力
回路とは無関係なので、パッドに機械的な応力が働いて
もこれら回路には何等影響を与えるものではない。次
に、図6を参照して第2の実施例を説明する。図は、チ
ップの平面図である。この実施例では図1に示した拡散
ウェーハから図3もしくは図4とは異なる構造のチップ
を形成する。このチップ1は、拡散ウェーハの4チップ
分をまとめて一つの集積回路を組んでいる。この場合は
2種類のチップサイズの製品を1種類の拡散ウェハから
作る実施例であるが、基本のチップサイズを小さくして
おけば、1種類の拡散ウェハから任意のチップサイズの
製品を作成することができる。図に示すように、拡散ウ
ェーハに配線処理を施して4チップ形成領域を1チップ
としている。チップ1の中心部に内部回路2が形成さ
れ、内部回路2の回りのチップ周辺部に入出力回路3が
配置形成されている。さらに、入出力回路3の外側にユ
ニットセル領域8の周辺部に沿って外部接続用のパッド
電極4が配置形成されている。
てユニットセルを構成するトランジスタの上に形成する
ことになるが、このトランジスタは、内部回路や入出力
回路とは無関係なので、パッドに機械的な応力が働いて
もこれら回路には何等影響を与えるものではない。次
に、図6を参照して第2の実施例を説明する。図は、チ
ップの平面図である。この実施例では図1に示した拡散
ウェーハから図3もしくは図4とは異なる構造のチップ
を形成する。このチップ1は、拡散ウェーハの4チップ
分をまとめて一つの集積回路を組んでいる。この場合は
2種類のチップサイズの製品を1種類の拡散ウェハから
作る実施例であるが、基本のチップサイズを小さくして
おけば、1種類の拡散ウェハから任意のチップサイズの
製品を作成することができる。図に示すように、拡散ウ
ェーハに配線処理を施して4チップ形成領域を1チップ
としている。チップ1の中心部に内部回路2が形成さ
れ、内部回路2の回りのチップ周辺部に入出力回路3が
配置形成されている。さらに、入出力回路3の外側にユ
ニットセル領域8の周辺部に沿って外部接続用のパッド
電極4が配置形成されている。
【0012】次に、図7乃至図10を参照して第1及び
第2の実施例に用いられたウェーハに形成されたユニッ
トセルの構造を説明する。図は、いずれもユニットセル
の模式回路図である。ユニットセル9は、所定の数のト
ランジスタを有し、それらが機能的に接続されてインバ
ータやNANDなどの基本ゲートを構成してなるもので
ある。図7は、図16や図3のチップに用いられる4個
のトランジスタを有するユニットセルである。トランジ
スタは、NチャネルMOSトランジスタ(Nch)とP
チャネルMOS(Pch)をそれぞれ2個使用してい
る。図8のユニットセル9では、トランジスタはNチャ
ネルMOSトランジスタ(Nch)とPチャネルMOS
(Pch)をそれぞれ3個使用している。図9に示すユ
ニットセル9では、トランジスタはNチャネルMOSト
ランジスタ(Nch)とPチャネルMOS(Pch)を
それぞれ4個使用している。また、図10に示すユニッ
トセル9では、6個のNPNトランジスタ(NPN)と
2個の抵抗(R)を使用している。
第2の実施例に用いられたウェーハに形成されたユニッ
トセルの構造を説明する。図は、いずれもユニットセル
の模式回路図である。ユニットセル9は、所定の数のト
ランジスタを有し、それらが機能的に接続されてインバ
ータやNANDなどの基本ゲートを構成してなるもので
ある。図7は、図16や図3のチップに用いられる4個
のトランジスタを有するユニットセルである。トランジ
スタは、NチャネルMOSトランジスタ(Nch)とP
チャネルMOS(Pch)をそれぞれ2個使用してい
る。図8のユニットセル9では、トランジスタはNチャ
ネルMOSトランジスタ(Nch)とPチャネルMOS
(Pch)をそれぞれ3個使用している。図9に示すユ
ニットセル9では、トランジスタはNチャネルMOSト
ランジスタ(Nch)とPチャネルMOS(Pch)を
それぞれ4個使用している。また、図10に示すユニッ
トセル9では、6個のNPNトランジスタ(NPN)と
2個の抵抗(R)を使用している。
【0013】一般に、半導体装置の設計工程では、論理
設計と回路設計とがある。論理設計は、機能設計データ
に基づいて集積回路がインバータやNANDなどのロン
リゲートを単位としたレベルにまで具体化される。論理
設計ではゲートとゲートの接続関係、即ち論理回路構造
を主眼においた設計が行われる。回路設計工程は、論理
セルライブラリに使用する基本論理単位とデバイス設計
によってえられたトランジスタライブラリを組み合わせ
て実現し、その性能を回路シュミレータによって予測し
てパラメータの形で提供する工程である。従来のゲート
アレー方式の半導体集積回路装置は、論理設計によって
内部回路や入出力回路に用いるトランジスタの構造や大
きさが決められるのに対し、本発明では所定の性能を持
った1種類のトランジスタで回路設計が行われる。
設計と回路設計とがある。論理設計は、機能設計データ
に基づいて集積回路がインバータやNANDなどのロン
リゲートを単位としたレベルにまで具体化される。論理
設計ではゲートとゲートの接続関係、即ち論理回路構造
を主眼においた設計が行われる。回路設計工程は、論理
セルライブラリに使用する基本論理単位とデバイス設計
によってえられたトランジスタライブラリを組み合わせ
て実現し、その性能を回路シュミレータによって予測し
てパラメータの形で提供する工程である。従来のゲート
アレー方式の半導体集積回路装置は、論理設計によって
内部回路や入出力回路に用いるトランジスタの構造や大
きさが決められるのに対し、本発明では所定の性能を持
った1種類のトランジスタで回路設計が行われる。
【0014】図11は、本発明の拡散ウェーハ(DW)
から配線工程を施して形成されたウェーハ(W)までの
製造工程を説明する断面図である。拡散ウェーハ(D
W)10にはトランジスタを構成する拡散領域(図示し
ない)が形成されている。そして、トランジスタは、マ
トリックス状に配置されたユニットセルを構成してい
る。この拡散ウェーハには、どのユニットセルも同じな
ので、チップ形成領域を予め区画する必要はない。この
拡散ウェーハ(DW)10に配線を施して入出力回路、
内部回路及びパッドを有するチップ1が形成されたウェ
ーハ(W)が形成される。チップ1の大きさはウェーハ
(W)10によって異なり、第1のウェーハ(W1)1
0のチップ1は、第2のウェーハ(W2)10のチップ
1より大きい。このように、チップサイズの異なる製品
が同一の拡散ウェーハから作られる。1つの拡散ウェー
ハから、さらにチップサイズの異なる第3、第4、・・
・のウェーハを形成することができる。
から配線工程を施して形成されたウェーハ(W)までの
製造工程を説明する断面図である。拡散ウェーハ(D
W)10にはトランジスタを構成する拡散領域(図示し
ない)が形成されている。そして、トランジスタは、マ
トリックス状に配置されたユニットセルを構成してい
る。この拡散ウェーハには、どのユニットセルも同じな
ので、チップ形成領域を予め区画する必要はない。この
拡散ウェーハ(DW)10に配線を施して入出力回路、
内部回路及びパッドを有するチップ1が形成されたウェ
ーハ(W)が形成される。チップ1の大きさはウェーハ
(W)10によって異なり、第1のウェーハ(W1)1
0のチップ1は、第2のウェーハ(W2)10のチップ
1より大きい。このように、チップサイズの異なる製品
が同一の拡散ウェーハから作られる。1つの拡散ウェー
ハから、さらにチップサイズの異なる第3、第4、・・
・のウェーハを形成することができる。
【0015】次に、図12を参照して第3の実施例を説
明する。図は、拡散ウェーハに対して配線工程を施して
複数のチップが形成されたウェーハの平面図である。配
線工程処理を施されたウェーハ10には、複数のチップ
1がマトリックス状に形成されている。各チップ1は、
中央部分に内部回路2、その周辺に入出力回路3が形成
されている。さらに、チップ1の4辺にはパッド(図示
せず)が形成されている。ウェーハ10にはトランジス
タなどから構成されたユニットセル9がウェーハ10の
1主面のほぼ全面に形成されている。一部はチップ領域
内の内部回路2及び入出力回路3に用いられる。その用
途以外のユニットセルは、なにもしないか、必要に応じ
て何等かの役割を与えられる。例えば、チップ1間の領
域にもユニットセル9が配置形成されている。この領域
は、ウェーハ10を切断してチップ1を切り出すときに
用いられるスクライブラインが配置形成されるところで
あり、ウェーハ10は、このラインに沿って切断され
る。この位置に形成されているユニットセル9は、内部
回路2や入出力回路3に用いないので、チップ1の性能
を検査するテスト回路や切断時のアライメントマークに
用いることができる。
明する。図は、拡散ウェーハに対して配線工程を施して
複数のチップが形成されたウェーハの平面図である。配
線工程処理を施されたウェーハ10には、複数のチップ
1がマトリックス状に形成されている。各チップ1は、
中央部分に内部回路2、その周辺に入出力回路3が形成
されている。さらに、チップ1の4辺にはパッド(図示
せず)が形成されている。ウェーハ10にはトランジス
タなどから構成されたユニットセル9がウェーハ10の
1主面のほぼ全面に形成されている。一部はチップ領域
内の内部回路2及び入出力回路3に用いられる。その用
途以外のユニットセルは、なにもしないか、必要に応じ
て何等かの役割を与えられる。例えば、チップ1間の領
域にもユニットセル9が配置形成されている。この領域
は、ウェーハ10を切断してチップ1を切り出すときに
用いられるスクライブラインが配置形成されるところで
あり、ウェーハ10は、このラインに沿って切断され
る。この位置に形成されているユニットセル9は、内部
回路2や入出力回路3に用いないので、チップ1の性能
を検査するテスト回路や切断時のアライメントマークに
用いることができる。
【0016】次に、図13乃至図15に示す入出力回路
を参照して本発明の作用効果を説明する。図13は、本
発明及び従来の入出力回路を示す回路図、図14は、本
発明の入出力回路の内部構造を模式的に示すブロック
図、図15は、従来の入出力回路の内部構造を模式的に
示すブロック図である。入出力回路は、出力バッファと
入力バッファとを備え、一端がパッド(入出力端子)に
接続され、他端が内部回路に接続されている。トランジ
スタは、NチャネルMOSトランジスタQ1、Q3、Q
5及びPチャネルMOSトランジスタQ2、Q4、Q6
から構成されている。トランジスタQ1は、ソース/ド
レイン領域の一方がパッドに接続され、他方が接地され
ている。トランジスタQ2は、ソース/ドレイン領域の
一方がパッドに接続されると共にトランジスタQ1のソ
ース/ドレイン領域の一方に接続され、他方が電源に接
続されている。トランジスタQ3は、ソース/ドレイン
領域の一方がトランジスタQ2のゲートに接続され、他
方が接地されている。トランジスタQ4は、ソース/ド
レイン領域の一方がトランジスタQ2のゲートに接続さ
れると共にトランジスタQ3のソース/ドレイン領域の
一方に接続され、他方が電源に接続されている。トラン
ジスタQ5は、ソース/ドレイン領域の一方がトランジ
スタQ1のゲートに接続され、他方が接地されている。
トランジスタQ6は、ソース/ドレイン領域の一方がト
ランジスタQ1のゲートに接続されると共にトランジス
タQ5のソース/ドレイン領域の一方に接続され、他方
が電源に接続されている。
を参照して本発明の作用効果を説明する。図13は、本
発明及び従来の入出力回路を示す回路図、図14は、本
発明の入出力回路の内部構造を模式的に示すブロック
図、図15は、従来の入出力回路の内部構造を模式的に
示すブロック図である。入出力回路は、出力バッファと
入力バッファとを備え、一端がパッド(入出力端子)に
接続され、他端が内部回路に接続されている。トランジ
スタは、NチャネルMOSトランジスタQ1、Q3、Q
5及びPチャネルMOSトランジスタQ2、Q4、Q6
から構成されている。トランジスタQ1は、ソース/ド
レイン領域の一方がパッドに接続され、他方が接地され
ている。トランジスタQ2は、ソース/ドレイン領域の
一方がパッドに接続されると共にトランジスタQ1のソ
ース/ドレイン領域の一方に接続され、他方が電源に接
続されている。トランジスタQ3は、ソース/ドレイン
領域の一方がトランジスタQ2のゲートに接続され、他
方が接地されている。トランジスタQ4は、ソース/ド
レイン領域の一方がトランジスタQ2のゲートに接続さ
れると共にトランジスタQ3のソース/ドレイン領域の
一方に接続され、他方が電源に接続されている。トラン
ジスタQ5は、ソース/ドレイン領域の一方がトランジ
スタQ1のゲートに接続され、他方が接地されている。
トランジスタQ6は、ソース/ドレイン領域の一方がト
ランジスタQ1のゲートに接続されると共にトランジス
タQ5のソース/ドレイン領域の一方に接続され、他方
が電源に接続されている。
【0017】このような入出力回路を構成するトランジ
スタの大きさを図の面積で表現すると図14及び図15
のようになる。つまり、ゲートが形成された拡散領域
(SDG)の大きさがトランジスタの大きさを表わして
いる。図15に示すように従来ではトランジスタの大き
さにあった拡散領域を形成しているので、面積の異なる
拡散領域が複数種形成されているのに対し、図14に示
す本発明のトランジスタは、すべて同じ大きさの拡散領
域からなり、1つのトランジスタが複数の拡散領域から
構成されている。すなわち、1つのトランジスタは、少
なくとも1つの小さなトランジスタからなり、チップに
はこの小さなトランジスタのみが形成されている。
スタの大きさを図の面積で表現すると図14及び図15
のようになる。つまり、ゲートが形成された拡散領域
(SDG)の大きさがトランジスタの大きさを表わして
いる。図15に示すように従来ではトランジスタの大き
さにあった拡散領域を形成しているので、面積の異なる
拡散領域が複数種形成されているのに対し、図14に示
す本発明のトランジスタは、すべて同じ大きさの拡散領
域からなり、1つのトランジスタが複数の拡散領域から
構成されている。すなわち、1つのトランジスタは、少
なくとも1つの小さなトランジスタからなり、チップに
はこの小さなトランジスタのみが形成されている。
【0018】
【発明の効果】これまでのゲートアレー方式の半導体集
積回路装置では、ピン数の異なる製品を開発する場合に
は、5〜7種類のチップサイズの異なる拡散ウェーハを
準備しておく必要があった。また、同一チップサイズで
もチップ内部にパッド電極を配置する場合には別の拡散
ウェーハが必要となり、拡散ウェーハを準備するための
開発費用及び多数の拡散ウェーハの保管に膨大な費用を
必要としていた。本発明により1種類の拡散ウェーハを
用意しておくだけで、チップサイズの異なる集積回路あ
るいはパッド配置の異なる集積回路などを提供すること
ができる。
積回路装置では、ピン数の異なる製品を開発する場合に
は、5〜7種類のチップサイズの異なる拡散ウェーハを
準備しておく必要があった。また、同一チップサイズで
もチップ内部にパッド電極を配置する場合には別の拡散
ウェーハが必要となり、拡散ウェーハを準備するための
開発費用及び多数の拡散ウェーハの保管に膨大な費用を
必要としていた。本発明により1種類の拡散ウェーハを
用意しておくだけで、チップサイズの異なる集積回路あ
るいはパッド配置の異なる集積回路などを提供すること
ができる。
【図1】本発明の拡散ウェーハのチップ形成領域平面
図。
図。
【図2】本発明の拡散ウェーハのチップ形成領域の拡大
平面図。
平面図。
【図3】本発明のウェーハに形成されたチップ平面図。
【図4】本発明のチップの拡大平面図。
【図5】図4のA−A′線に沿う部分の断面図。
【図6】本発明のチップ平面図。
【図7】本発明のチップに形成されたユニットセルの模
式回路図。
式回路図。
【図8】本発明のチップに形成されたユニットセルの模
式回路図。
式回路図。
【図9】本発明のチップに形成されたユニットセルの模
式回路図。
式回路図。
【図10】本発明のチップに形成されたユニットセルの
模式回路図。
模式回路図。
【図11】本発明の製造工程を説明するウェーハ平面
図。
図。
【図12】本発明のウェーハ平面図。
【図13】本発明の半導体集積回路装置の入出力回路の
回路図。
回路図。
【図14】本発明の半導体集積回路装置の入出力回路の
回路図。
回路図。
【図15】従来の半導体集積回路装置の入出力回路の回
路図。
路図。
【図16】従来の拡散ウェーハのチップ形成領域平面
図。
図。
【図17】従来のウェーハのチップ領域平面図。
【図18】従来のウェーハのチップ形成領域の拡大平面
図。
図。
【図19】従来のチップの拡大平面図。
【図20】従来の製造工程を説明するウェーハの平面
図。
図。
1・・・チップ(半導体基板)、 2・・・内部回
路、3・・・入出力回路、 4・・・パッド、5、
6、9・・・ユニットセル(基本ゲート)、 7・・
・配線、8・・・ユニットセル領域、 10・・・ウ
ェーハ、11・・・チップ形成領域、 12・・・内
部回路形成領域、13・・・入出力回路形成領域、
21・・・フィールド酸化膜、22・・・ソース/ドレ
イン領域、 23・・・ゲート酸化膜、24・・・ゲ
ート電極、 25、26・・・層間絶縁膜、27・・
・保護絶縁膜。
路、3・・・入出力回路、 4・・・パッド、5、
6、9・・・ユニットセル(基本ゲート)、 7・・
・配線、8・・・ユニットセル領域、 10・・・ウ
ェーハ、11・・・チップ形成領域、 12・・・内
部回路形成領域、13・・・入出力回路形成領域、
21・・・フィールド酸化膜、22・・・ソース/ドレ
イン領域、 23・・・ゲート酸化膜、24・・・ゲ
ート電極、 25、26・・・層間絶縁膜、27・・
・保護絶縁膜。
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体ウェーハと、 前記半導体ウェーハに形成され、マトリックス状に配列
された同一形状の複数のトランジスタから構成された複
数のユニットセルとを備えていることを特徴とする半導
体集積回路装置用半導体基板。 - 【請求項2】 半導体ウェーハと、 前記半導体ウェーハに形成され、マトリックス状に配列
された同一形状の複数のトランジスタから構成されたユ
ニットセルと、 前記ユニットセルのトランジスタを配線して形成された
入出力回路及び内部回路が配置されている複数の半導体
チップ領域と、 前記半導体チップ領域間に形成されたスクライブライン
とを備えていることを特徴とする半導体集積回路装置用
半導体基板。 - 【請求項3】 前記スクライブラインが形成された領域
に配置された前記ユニットセルのトランジスタは、位置
決め用マークもしくはテスト用素子に用いられることを
特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路装置用半導
体基板。 - 【請求項4】 半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、マトリックス状に配列され
た同一形状の複数のトランジスタから構成されたユニッ
トセルと、 前記ユニットセルのトランジスタを配線して形成された
内部回路と、 前記内部回路に電気的に接続され、前記ユニットセルの
トランジスタを配線して形成された入出力回路と、 前記入出力回路に電気的に接続され、前記ユニットセル
上に絶縁膜を介して形成されたパッド電極とを備えてい
ることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 前記パッド電極は、前記半導体基板上の
中央部分に配置されていることを特徴とする請求項4に
記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項6】 前記パッド電極は、前記半導体基板上の
周辺部分に配置されていることを特徴とする請求項4に
記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項7】 同一形状の複数のトランジスタから構成
されたユニットセルを半導体ウェーハにマトリックス状
に配列する第1の工程と、 前記ユニットセルのトランジスタを配線して形成された
入出力回路及び内部回路が配置されている半導体チップ
領域を前記半導体ウェーハに配列する第2の工程とを備
えていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項8】 前記第1の工程の後に前記ユニットセル
のトランジスタを配線して所定の大きさの半導体チップ
領域を第1の半導体ウェーハに配列する工程を行い、次
に、前記第1の工程の後に第2の半導体ウェーハに前記
ユニットセルのトランジスタを配線して前記第1の半導
体ウェーハに配列された半導体チップ領域より大きい半
導体チップ領域を配列し、以下、複数の半導体ウェーハ
に対してそれぞれ大きさの異なる半導体チップ領域を配
置する工程を有するとを特徴とする請求項7に記載の半
導体集積回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431997A JPH1154733A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 半導体集積回路装置及びその製造方法、半導体集積回路装置用半導体基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431997A JPH1154733A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 半導体集積回路装置及びその製造方法、半導体集積回路装置用半導体基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154733A true JPH1154733A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16488524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20431997A Pending JPH1154733A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 半導体集積回路装置及びその製造方法、半導体集積回路装置用半導体基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4659421A (en) * | 1981-10-02 | 1987-04-21 | Energy Materials Corporation | System for growth of single crystal materials with extreme uniformity in their structural and electrical properties |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20431997A patent/JPH1154733A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4659421A (en) * | 1981-10-02 | 1987-04-21 | Energy Materials Corporation | System for growth of single crystal materials with extreme uniformity in their structural and electrical properties |
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