JPS59938A - 集積回路のゲ−ト・アレイのための基本セル - Google Patents

集積回路のゲ−ト・アレイのための基本セル

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JPS59938A
JPS59938A JP58058808A JP5880883A JPS59938A JP S59938 A JPS59938 A JP S59938A JP 58058808 A JP58058808 A JP 58058808A JP 5880883 A JP5880883 A JP 5880883A JP S59938 A JPS59938 A JP S59938A
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JP58058808A
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マルコ・ガンデイ−ニ
ダンテ・トレヴイサン
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TIM SpA
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CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni SpA
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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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/923Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with means to optimize electrical conductor current carrying capacity, e.g. particular conductor aspect ratio

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (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】 論理ゲートの配列(以下ゲート・アレイという)に関し
、特にゲート・アレイの基本セルに関する。
(従来技術) ICゲート・アレイを生産する場合、主目標は設計およ
び製作費用の最小化、回路の占有空間の最小化(つまり
所与の空間の面積当りのゲート密度)および消費電力の
最小化であり、これ等の目標はまた高い信頼性を有する
回路によって達成されなければならない。
費用を最小化する技法として、最後の金属配線の段階の
みを特別にするという原則を用いている。
すなわち、最後の段階を除く全製作段階は、回路の機能
に無関係に常に同じであり、最後の段階において回路に
異なる機能を付与するのである。このような技法を適用
すると、回路は複数の同じ基本セルの組合わせとして得
られ、それは最後の段階で適当に相互接続されたもので
ある。従ってセルは最小の表面積でなければならず、他
のセルとの接続が容易でなければならない上に、複雑な
機能を行うことのできる論理アレイ、特に動的(ダイナ
ミック)論理アレイ(例えば、記憶素子として容量素子
を使用するアレイ)を作るのに適していなければならな
い。
例えば、1910年7月3日のエレクトロニクス誌上の
クレーガ( J.H.Kroeger )とトーズン(
 0.N.Tozen)による論文[計算機による設計
によって半極チツプが標準スライスに抵抗できる( O
AD pits semicustom chips 
against standardslices) J
には、6箇のトランジスタおよび2本1の金属電源線上
を通る1つのポリシリコン通路を含むセルが記載されて
いる。このセルは多くの欠点を有する。即ちt箇のトラ
ンジスタは比較的広い表面を要し、わずかコまたはり簡
のトランジスタで済むような簡単な機能のためには余分
であり、入出力接点は簡単な機能のためには多過ぎ、ま
たセル内部でトランジスタ・ゲートを接続できず、ダイ
ナミック機能を実行できない。
6箇のトランジスタによるサイズ過大の問題は、わずか
j箇のトランジスタを有するセルを基本とする商用の論
理アレイにおいては除去される。しかしその論理アレイ
にしても、ダイナミック機能を行わせることができない
し、セルの大きさができ得る限り最小にならないから、
セル内部においてトランジスタ・ゲートと対応する接点
を有しない。その上に、このセルはポリシリコンの通路
を提供しないから、金属電源線に関して反対側に位置す
る素子を接続することができない。
(目 的) これ等の問題は、本発明のびトランジスタ・セルによれ
ば解決される。本発明によるセルにおいては、セルの表
面を最小化するように接点が配列されており、また金属
電源線に関して反対側に位置する素子を接続することが
できる。
(構 成) 本発明の目的は特に、つぎの構成の10ゲート・アレイ
のための基本セルを提供することである。
すなわち、チャンネルの/端に置かれた電極の7つを同
型のトランジスタが共有するように配置された2つのP
型のFET(電界効果トランジスタ)と2つのN型FE
Tを含む基本セルであって、セルの中心点に関して対称
なP型トランジスタのゲートとN型ト・ランジスタのゲ
ートが、2本の金属電源線を横断する第1のポリシリコ
ン通路に接続されており、上記の金属電源線はまたその
電源線によって設定される帯域の反対側同志に位置する
面域を結合する第2のポリシリコン通路によって横断さ
れていることを特徴とする基本セルである。
(実施例) 第1図において、本発明によるセルはT/。
T、2.T、?、T4/のtつのFITより 成り、T
T/、T2はP型で、TJ、TグはN型である。
同型のトランジスタはソースあるいはドレインを共有す
るように作られている。以下の説明においては、ドレイ
ンが共通電極であるとし、それ等の接点をT1.I#に
つぃてはAで、T3 、 TlについてはBでそれぞれ
示す。F、G、H,Iはtつのトランジスタのそれぞれ
のソースの接点ヲ示す。セルの中心点に関して対称なP
型トランジスタおよびN型トランジスタ(例えばT、2
 、T3)のゲートはポリシリコン通路l(点線)によ
って接続されており、ポリシリコン通路は2本の金属電
源11JVss、 Vdd  (太m>を横切っている
ゲートに対応する接点は0,0’で示される。DEi;
tT/およびTIIのゲートの接点を表わし、それ等は
Cとは違ってそれぞれ独立である。
第2のポリシリコン通路2が2本の金属電源線を横断し
ており、それによって電源線の両側に位置する素子の接
続ができるようになっている。更にポリシリコン通路3
およびtが、金属電源線によって設定される帯域の外部
に位置するT/、TIIのゲートの接点り、Eを上記帯
域内側に位置する接点D’、Wに接続する。
最後にM、Nは電源線の接点を示す。
第2図は、第1図において既述の素子の他に、トランジ
スタのソースおよびドレンが得られる活性域(アクチブ
・エリア)jおよび乙ならびにN型トランジスタを作る
のに必要なP型井戸(ウェル)とN型拡散のためのマス
ク7およびざを示す。
第2図において、金属電源線によって設定される帯域の
外部に、入出力接点F、D、O,GおよびH,O’、E
、Iが金属電源線と平行に整列していることに注目され
たい。これは人出力域をできるだけ小さくしてセルの大
きさを減小する要因の7つである。
/方、λ対のトランジスタのドレインの接点A1Bは金
属電源線によって設定される帯域の内側に置かれる。こ
の方法によって活性域の大きさが減少しく従ってセルの
大きさが更に小さくなり)、一方、人出力点は僅かII
箇、すなわち複数の入出力を必要とする動作にとって必
要最小限の数しがない。更に、入出力接点および金属電
源線によって設定される帯域の内部の接点は、グっの帯
域CZ/、Z2.Z3.Z’lで示す)のそれ以上の配
線を自由にしており、それ等の帯域数は全論理機能を実
行するのに必要な最小数である。
最後に、「横断」通路/は容量性の記憶素子を作ること
ができる。
第3〜グ9図は、第1図および第2図のセルあるいは複
数のセルの組合わせのいずれかによって所望の論理アレ
イを得るために設計された特別なマスクを示す。
もつと詳しく云うならば、下記のとおりである(括弧内
の数字は図番を示す)。
(1)7つのセルで下記機能を実行するもの。
高速インバータ(3)、2重インバータ(4’)、2人
力NANDゲートC!;)’  2人カNORゲー)(
/、り、3状態出力(32)。
(2)2つのセルで下記機能を実行するもの2人力NA
ND/ANDゲートとインバータ(7)、3人力NOR
ゲートとインバータ(ざ)、3人力NAND/ANDゲ
ート(9)、l入力NORゲート(10)、2人力N0
R10ILゲートとインバータ(/3)、3人力NOR
ゲートとインバータタ(ハ・、3人力N0R10Rゲー
)(15)、ゲ入力NORゲート(/乙)、2つのAN
Dゲートと1つのNORゲート<20)、2人カマルチ
プレクサ(3II) 、NANDゲートで作ったセット
−リセット・フリップ・フロップ(−24)、ORゲー
トで作ったセット・リセット・フリップ・フロップ(2
7)、ダイナミック・シフトレジスタの中間ビット(3
乙)、同レジスタの最終ビット(3、r )、ラッチ・
レジスタの中間ビット(ll夕)、同レジスタの最終ビ
ット(4’乙)、人力トリガ(l17)。
(3)3つのセルで下記機能を実行するものり入力NA
ND/ANDゲートとインバータ(//)、グ入力N0
R10Rゲートとインバータ(/7)、排他的ORゲー
トとNORゲート(/ざ)、2重AND−NORゲート
とORゲートおよびインバータ(,2/)、D−ラッチ
(3/)、セット付Dラッチ(/9)、リセット付Dラ
ッチ(2S)。
(4)1つのセルで下記機能を実行するもの。
半加算器とインバータ(23>、セット・リセット付D
ラッチ(30)、ダイナミック・レジスタとクロック・
ドライバ(37)、シフトレジスタの中間ビット(39
)、同レジスタの最終ビット(4(1))、Dレジスタ
のクロック・ドライバ(ttlI)の中間ビット(4’
、り又は最終ビット(19)。
(5)jつのセルで下記機能を実行するものt入カマル
チプレクサ(3,5−)、D型フリップ・フロップ、3
状態出力付きドライバ(乙)。
(6)  4つのセルで下記機能を実行するもの。
セット付り型フリップ・フロップ(22)、リセット付
り型フリップ・フロップ(39)、クロック・ドライバ
(lIO)、セット・リセット付Dレジスタの中間ビッ
ト(&、r)、同レジスタの最終ビット(13)。
(7)7つのセルで下記機能を実行するもの。
全加算a(211)、セット・りセット付り型フリップ
・フロップ(,29)。
第3〜lI9図に示す付属配線は、特定の機能を得るた
めに必要な普通の接続を確立しており、従って詳細な説
明は不要である。X印は不使用の接点を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるセルの簡略化した回路図である
。 第2図は第1図のセルの配線図である。 第3図〜第1ヲ図は本発明を使用して実施することので
きる論理アレイの実例の配線図である。 〔主要箇所の符号の説明〕 T/、T?  ’  P型FiT又はP型トランジスタ
T、、?、T+   N型FE’l’又はN型トランジ
スタc 、 c’     ゲート又はゲートの電極ま
たは接点 Vs s + Vd d    金属電源線/    
  第1のポリシリコン通路2      第2のポリ
シリコン通路代理人の氏名  川原1)−穂 手続ネjlf正書(方式) 3.補正をする者 ・事件との関係    特許出願人 4、代理人 郵便番号  105 5、補正命令の日付   昭和58年7月6日6、補正
により増加する発明の数 7、補正の対象     図 面 (f11全図)8、
補正の内容     別紙の通り  図面の浄書(内容
に変更なし)171−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  同型のトランジスタがチャンネルの/端に設
    置された電極の7つを共有するように作成された2つの
    P型FET(T/、T、2)および2つの同型:FET
    (T3.T4’)を含む集積回路のゲート・アレイのた
    めの基本セルにおいて、セルの中心点に関して対称に位
    置するP型トランジスタ(T2)のゲート(0)とN型
    トランジスタ(T3)のゲーr(0’)は2つの平行な
    金属電源線(VS8%Vdd )を横断する第1のポリ
    シリコン通路(1)によって接続され、前記金属電源線
    はまた前記金属電源線によって設定される帯域の両反対
    側に位置する面域を結合する第2のポリシリコン通路(
    2)によって横断されることを特徴とする前記基本セル
    。 (2、特許請求の範囲第1項記載のセルにおいて、同型
    の2つのトランジスタ(T/とT2 、T3とT4’)
    のゲートは、同一トランジスタの他のチャンネル端に置
    かれた電極と関連する接点(F、G)と整列する接点(
    C!、D)と関連し、前記金属電源線によって設定され
    る帯域の外側に前記金属電源線と平行に配列されて、セ
    ルの入出力接点の組を形成することを特徴とする前記セ
    ル。 (3)特許請求の範囲第1項または第2項記載のセルに
    おいて、前記入出力接点の各組と近傍の前記金属電源線
    との間の距離は、単一の特別な配線のための自由空間を
    残すようにとられていることを特徴とする前記セル。 (4)特許請求の範囲第1乃至第3項のいずれかに記載
    のセルにおいて、前記相互接続されているゲートの電極
    に対応する接点から離れた入出力接点(F、D、G、H
    ,E、I)は前記金属電源線によって設定される帯域の
    内側に置かれた対応する接点(F’、 D’、 G’、
     H’、 E’、 I’)と関連することを特徴とする
    前記セル。 (5)特許請求の範囲第1項記載のセルにおいて、同型
    のトランジスタに共通な前記電極は、前記金属電源線に
    よって設定される帯域の内側の、近傍の金属電源線に隣
    接する接点(A、B)と関連することを特徴とする前記
    セル。 (6)特許請求の範囲第を項記載のセルにおいて、前記
    金属電源線によって設定される帯域の内側に置かれた接
    点(F’、 D’、 G’、 H’、 E’、 I’)
    は、前記i域の中央部において、同型の2つのトランジ
    スタが共用する電極と関係する1つの接点(A又はB−
    )のそれぞれからの距離が、単一の特別配線を許容する
    ように群集されることを特徴とする前記セル。
JP58058808A 1982-04-15 1983-04-05 集積回路のゲ−ト・アレイのための基本セル Granted JPS59938A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT67501A/82 1982-04-15
IT67501/82A IT1191188B (it) 1982-04-15 1982-04-15 Cella elementare per reti di porte logiche a circuito integrato

Publications (2)

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JPS59938A true JPS59938A (ja) 1984-01-06
JPH0254670B2 JPH0254670B2 (ja) 1990-11-22

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JP58058808A Granted JPS59938A (ja) 1982-04-15 1983-04-05 集積回路のゲ−ト・アレイのための基本セル

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EP (1) EP0092176B1 (ja)
JP (1) JPS59938A (ja)
AT (1) ATE36207T1 (ja)
CA (1) CA1187624A (ja)
DE (2) DE92176T1 (ja)
DK (1) DK162867C (ja)
ES (1) ES521503A0 (ja)
IT (1) IT1191188B (ja)
NO (1) NO164947C (ja)

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DE3377603D1 (en) 1988-09-08
ATE36207T1 (de) 1988-08-15
JPH0254670B2 (ja) 1990-11-22
DE92176T1 (de) 1985-10-24
CA1187624A (en) 1985-05-21
DK162867C (da) 1992-05-04
DK158383A (da) 1983-10-16
DK158383D0 (da) 1983-04-11
NO164947B (no) 1990-08-20
ES8404111A1 (es) 1984-04-01
EP0092176A3 (en) 1985-08-21
NO164947C (no) 1990-11-28
IT8267501A0 (it) 1982-04-15
DK162867B (da) 1991-12-16
EP0092176A2 (en) 1983-10-26
IT8267501A1 (it) 1983-10-15
EP0092176B1 (en) 1988-08-03
NO831320L (no) 1983-10-17
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