JPS5944843A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS5944843A
JPS5944843A JP57157253A JP15725382A JPS5944843A JP S5944843 A JPS5944843 A JP S5944843A JP 57157253 A JP57157253 A JP 57157253A JP 15725382 A JP15725382 A JP 15725382A JP S5944843 A JPS5944843 A JP S5944843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistors
channel
type
transistor
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP57157253A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroichi Ishida
博一 石田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS5944843A publication Critical patent/JPS5944843A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半導体集積回路装置に係り、特にマスタース
ライス方式ゲートアレイLSIにおいて用いられる相補
型内部論理機能素子の構成方式の改良に関するものであ
る。
一般に上記方式のゲートアレイは、第1図に示すように
、シリコンチップ(lOl)の周辺にLSI外部回路と
後述する内部回路を接続する入出力回路(102)およ
び、入出力回路(102)の内側にトランジスタのゲー
トをアレイ状に配列し、この内部ゲートを第1層アルミ
および第2層アルミによυ配線して内部論理機能素子の
集合体である内部回路(103)とにより構成され、内
部回路(103)の上側と下側に隣接して配線帯領域が
設けられているものである。なお、内部回路(103)
は、PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルM
O8)ランジスタからなる複数個の対をなしてこれら6
対の間に分離領域を設けることなく互いに隣接する6対
についてPチャンネル、NチャンネルMO8)ランジス
タがそれぞれ相隣合って並ぶように構成され、上記複数
個の対のうち所定個数の対を用いて論理機能を有する機
能素子が構成されている。
第2図は第1図における回路の一例を示す従来の3ステ
一トバツフア回路のシリコンチップ上のパターンの平面
図、第3図は同じく3ステ一トバツフア回路の論理回路
図および第4図はその等価回路図であシ、第2図におい
て右上シの斜線部分は第1層アルミ配線(第1アルミと
略す)を、左上シの斜線部分は第2層アルミ配線(第2
アルミと略す)を示し、そしてX印部分はコンタクトホ
ール(コンタクトと略す)を示している。これらの図に
おいて、(1) 、 (3) 、 (5) 、 (7)
 、 (91、(11)および(13)はシリコンチッ
プの一部に列状に配列されるPチャンネルMO8)ラン
ジスタ(以下、P型トランジスタト略す)、(2)、(
4L(6)、 (8)、<10)、(121オ、1: 
(#4)IrJl記各PチャンネルMO8)ランジスタ
とそれぞれ対をなすように互に隣接して列状に配列され
るNチャンネルMO8)ランジスタ(以下、N型トラン
ジスタと略す)、aっは入力端子、θeはコントロール
端子、a7)は出力端子、α(至)は正電源電圧VDD
が印加される電源端子と接続されるアルミなどの電源配
線、α■は負電源電圧VSSが印加される電源端子と接
続されるアルミなどの電源配線である。また、QυはP
型トランジスタ(3) 、 (5)とN型トランジスタ
(J 、 (6)からなる2人力ナンド(NAND)回
路、04はP型トランジスタ(1)とN型トランジスタ
(2)からなるインバータ、(ハ)はP型トランジスタ
(7) 、 (9)とN型トランジスタ(8) 、 Q
Oからなる2人力ノア(Nort)回路、C4)はP型
トランジスタaυ、 (13)からなるPチャンネル出
力トランジスタ、c!■はN型トランジスタa’a 、
 a4)からなるNチャンネル出力トランジスタである
。
ここで、コントロール端子0eは、第1アルミと分離さ
れた第2アルミ01)、第1アルミと第2アルミを接続
するスルーホールG湯、第1アルミとP型およびN型ト
ランジスタ(1) 、 (2)のコンタクト01゜04
)を通して各トランジスタ(1) 、 (2)のゲート
に接続され、これらトランジスタ(1) 、 (2)で
構成されるインバータ(23の入力側に接続されるとと
もに、P型。
N型トランジスタ(η〜00)で構成される2人力ノア
回路(2,1の一方の入力側、すなわち第1アルミ<3
7)。
コンタクト0ωおよび(3G)を通してP型、N型トラ
ンジスタ(7) 、 (8)のゲートに接続される。そ
して、このもう一方の入力側つまりP型、N型トランジ
スタ(9) 、 (o)の各ゲートには入力端子0ωか
ら第2アルミ0樟、スルホール(41,第1アルミ艷お
よびコンタク) (41) 、 (421を通して接続
されている。この入力端子(1ωは、P型、N型トラン
ジスタ(3)〜(6)で構成される2人力ナンド回路e
υの一方の入力側、すなわち第1アルミ01よりコンタ
クトG13 、 (44)を通してP型およびN型トラ
ンジスタ(3) 、 (4Jの各ゲートに接続される。
さらに、2人力ナンド回路CDの他方の入力側つt!l
lp型、N型トランジスタ(5) 、 (6)のゲート
はインバータ(2邊の出力側つまりP型、N型トランジ
スタ(1) 、 (2)の各ドレイン(4!it 、 
(4G)がコンタクト(47) 、 (4Sおよび第1
アルミ(41力を経てコンタクト0へ61)を通して接
続されている。
また、2人力ナンド回路(2I)の出力側すなわちN型
トランジスタ(6)のドレインりおよびP型トランジス
タ(3)’、 (5)のドレイン531はコンタクトe
54) 、 as)および第1アルミを経て、P型トラ
ンジスタ(II) t、 (+31から構成されるPチ
ャンネル出力トランジスタ(24)のゲートつまシコン
タクト(56) 、 67)を通してP型トランジスタ
α0菖lのゲートに接続される。そして、2人力ノア回
路C2漕の出力側、すなわちP型トランジスタ(9)の
ドレイン6槌はコンタクト6j、第1アルミと第2アル
ミのスルーホール釦0)を通して第2アルミIO,スル
ーホール鏝に接続されるとともに、N型トランジスタ(
8) 、 (10)のドレイン(631はコンタク) 
、(64)を通して第1アルミを経てN型トランジスタ
(12,θ4)から構成されるNチャンネル出力トラン
ジスタ(2つのゲートつま#)N型トランジスタθa 
、 (141のゲートにコンタクト[F]■−頭を通し
て接続されている。壕だ、上記各出力トランジスタ&4
) 、 (2つのドレインすなわちP型トランジスタa
υおよび0階のドレイン(7(i)はコンタクト(67
)、第1アルミ鏝およびスルーホール(6俤を通し、一
方N型トランジスタa乃およびQ4)のドレインσ0)
はコンタクト(71)、  スルホール(721を通し
て第2アルミ(73)により出力端子αηに接続されて
いる。なお、P型トランジスタ<11) 、θりのソー
スは正電源電圧VDDが印加される電源配線(1f0に
。
N型トランジスタ(+2 、 (+(イ)のソースは負
電源電圧V8Bが印加される電源配線ぐ1にそれぞれ接
続されている。
このように構成された回路においては、第3図に示す論
理回路から明らかなように、入力端子θ勤の入力信号を
人、コントロール端子(+6)の入力信号をCとし、か
つ2人力ナンド回路C!I)の出力をY、。
2人力ノア回路(2漠の出力をY!とじ、出力端子(1
7)の出力をYとすると、これら入力信号A、Cに対す
る出力Yの真理値表υ、下記第1表のとおりとなる。
第  1  表 ただし、第1表においてHは高い方の論理レベル(VD
D)、Lは低い方の論理レベル(vss)を示し、2は
出力の不定状態を示している。
しかしながら、上記した従来のものでは、第2図のパタ
ーンに示すように、Pチャンネル出力トランジスタ、N
チャンネル出力トランジスタのゲート間隔が非常に小さ
いため、それらアルミ配Rり間において短絡を起しやす
くなる。そのため、−1ユ記各Pチヤンネル、Nチャン
ネルトランジスタのゲートを異なる電位で駆動できず、
第3し1に示1“出力トランジスタ024) 、 (2
’3rのP型、N型トランジスタを隣接して上下に配置
せずに、P型トランジスタ(+1> 、 (13)の片
側およびN型トランジスタa邊、a4)の片側を遊ばせ
るパターン配置になっていだので、その分だけチツプザ
イズが犬きくなシ、集積度が低下するという欠点があっ
た。
この発明はこのような欠点を解消するためになされたも
ので、その目的は、半導体チップ上に互に隣接して列状
に配列されるP型トランジスタとN型トランジスタを有
効に使用可能なパターン配置にすることによシ、集積度
を向上させた半導体集積回路装置を提供することにある
。
このような目的を達成するだめに、この発明は、マスタ
ースライス方式半導体集積回路の内部ゲート領域の少な
くとも一部がP型トランジスタとN型トランジスタから
なる複数個の対をこれら6対の間に分離領域を設けるこ
となく互に隣接する上記対についてP型トランジスタお
よびN型トランジスタがそれぞれ相附合って並ぶように
構成され、上記複数個の対のうちの所要個数の対を用い
て論理機能を有する機能素子を構成し、かつ上記機能素
子に隣接する対のP型トランジスタおよびN型トランジ
スタのゲート電極をそれぞれ正電源電位負電源電位に保
持して当該P型トランジスタおよびN型トランジスタを
しゃ断させることによって上記機能素子を残余の部分か
ら電気的に分離する構成を1ケ所以上有する半導体集積
回路装置において、相隣シ合う1つ以上のP型トランジ
スタおよびN型トランジスタのゲート電極間を広げるこ
とによシ、これらP型トランジスタ、N型トランジスタ
のゲートに別々の信号を印加し得るようにしたものであ
る。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第5図はこの発明による一実施例を示す第2図相当のシ
リコンチップ上のパターンの平面図である。この実施例
の回路においては、P型およびN型トランジスタQl)
〜Q4)以外は上記した従来の回路と同様であるが、上
下に隣接するP型トランジスタ0υ、θ3)、!:Nm
)ランジスタO”lJ 、 (14)のゲート間隔を広
けることにより、このトランジスタθl) 、 (13
)のゲートにP型、N型トランジスタ(3)〜(6)か
ら構成される2人力ナンド回路Qυの出力を印加すると
ともに、上記トランジスタ(1′21. (+4)のゲ
ートにP型。
N型トランジスタ(η〜00)から構成される2人力ノ
ア回路(23)の出力を印加せしめて動作させるように
したものである。なお、マスタースライス方式にて回路
を構成する場合、上記各トランジスタθυ〜04)の動
作を満足するように、これらトランジスタのゲート間隔
を広げると、それに伴ってトランジスタθ1)〜(14
)以外のゲート間隔も広くなる。
このように、この発明は、互いに隣合うP型トランジス
タ(II)、(1■とN型トランジスタθ21.(+4
)のゲート間隔を広げることによってこれらP型トラン
ジスタQI) 、 (+31(!: N型トランジスタ
02)、(I4)ノ各ゲートに異種の電圧を加えて動作
できるので、第5図に示すように9片側のP型およびN
型トランジスタを遊ばせることなく上下に配置すること
ができ、その結果、集積度を向上させることができる。
なお、上述の実施例では3ステ一トバツフア回路の出力
トランジスタに適用した場合について示したが、この発
明は、3ステ一トバツフア回路の出力トランジスタ以外
でも適用でき、例えばトランスミッションゲートを用い
たフリップフロップ回路、シフトレジスタ回路、メモリ
回路等に適用することができる。
以上説明したように、この発明によれば、半導体チップ
上において遊んでいるトランジスタを低減化できるので
、集積度を向上させることができる。特に今後、  C
MOSゲートアレイにランダムアクセスメモリ等が入る
ようになると、トランスミッションゲートを使用せずに
して構成することができなくなり、lチップに例えば5
00ケのメモリが入ったとすると、500のn倍の遊ん
でいるトランジスタを使用することができ、高集積度化
にすぐれた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はゲートアレイの概略構成図、第2図は従来の一
例を示す3ステ一トバツフア回路の半導体チップ上のパ
ターンの平面図、第3図は同じく3ステ一トバツフア回
路の論理回路図、第4図はその等価回路図、第5図し1
、この発明による一9!:雄側を示す3ステ一トバツフ
ア回路の半導体チップ上のパターンの平面図である。 (1) 、 (3) 、(5)、(力、 (9) 、 
(+D 、θ3)・・・・PチャンネルMO8)ランジ
スタ(P型トランジスタ)、(2) 、 (41゜(6
) 、 (8) 、 00) 、 (1の、θ4)・・
・・NチャンネルMO8)ランジスタ(N型トランジス
タ)、0ω・・・・入力HM 子)(1,6)・・・・
コントロール端子、07)・・・・出力端子、(21)
・・・・2人力ナンド回路、(社)・・・・インバータ
、e:n・・・・2人力ノア回路、(2a°°°・Pチ
ャンネル出力トランジスタ、(2句・・・・Nチャンネ
ル出力トランジスタ。 代理人  葛  野  信  − 第1図 +02 第2図 19 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体チップの一部にトランジスタが列状に並べられて
    成る内部ゲート領域と、該内部ゲート領域に隣接して設
    けられた配線帯領域を有するマスタースライス方式半導
    体集積回路の上記内部ゲート領域の少なくとも一部が、
    PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルMO8
    )ランジスタとからなる複数個の対をこれら各対の間に
    分離領域を設けることなく互いに隣接する上記対につい
    て各PチャンネルMO8)ランジスタおよびNチャンネ
    ルMO8)ランジスタがそれぞれ相隣合って並ぶように
    構成され、上記複数個の対のうちの所要個数の対を用い
    て論理機能を有する機能素子を構成し、かつ上記機能素
    子に隣接する上記対の各Pチャンネルトランジスタおよ
    びNチャンネルトランジスタのゲート電極をそれぞれ正
    電源電位および負電源電位に保持して当該Pチャンネル
    MOSトランジスタおよびNチャンネルMO8)ランジ
    スタをしゃ断させることによって上記機能素子を残余の
    部分から電気的に分離する構成を1ケ所以上有する半導
    体集積回路装置において、上記PチャンネルMO8)ラ
    ンジスタ、NチャンネルMOSトランジスタのゲート電
    極間を広げることによシ、これらPチャンネルMO8)
    ランジスタウNチャンネルMO8)ランジスタのゲート
    に別々の信号を印加できるようにしたことを特徴とする
    半導体集積回路装置。
JP57157253A 1982-09-07 1982-09-07 半導体集積回路装置 Pending JPS5944843A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62281444A (ja) * 1986-05-30 1987-12-07 Hitachi Micro Comput Eng Ltd 半導体集積回路装置
US5436485A (en) * 1991-07-18 1995-07-25 Fujitsu Limited Transistor arrangement for forming basic cell of master-slice type semiconductor integrated circuit device and master-slice type semiconductor integrated circuit device

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