JPS60103643A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPS60103643A JPS60103643A JP58211220A JP21122083A JPS60103643A JP S60103643 A JPS60103643 A JP S60103643A JP 58211220 A JP58211220 A JP 58211220A JP 21122083 A JP21122083 A JP 21122083A JP S60103643 A JPS60103643 A JP S60103643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- layer
- basic
- conductive path
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
不発明は電界効果トランジスタよpなるベーシックセル
をアレイ状に配設し、配線パターンによって任意の論理
回路を形成するゲートアレイマスタスライス集積回路装
置にかがり、特にゲート電極材料による導電路が配線に
用いられてより高い集積化が行われる半導体装置に関す
る。Detailed Description of the Invention (a) Technical Field of the Invention The invention relates to a gate array master slice integrated circuit device in which basic cells such as field effect transistors are arranged in an array and an arbitrary logic circuit is formed by a wiring pattern. In particular, the present invention relates to a semiconductor device in which a conductive path made of a gate electrode material is used as wiring to achieve higher integration.
(b)技術の背景
大規模集積N路が大戯化するにつれて多品種少量生産の
傾向が著るしい今日、製造コストを低減し、製造期間を
短縮する友めに、マスタースライス(master 5
lice3万式による大規模集積N路の製造が注目され
ている。(b) Background of technology Today, as large-scale integration becomes a big deal, there is a remarkable trend toward high-mix, low-volume production.
The production of large-scale integrated N-way using LICE30,000 is attracting attention.
マスタースライス方式とは、一つの半導体個片(チップ
)中に%基本素子集合I(通常は複数のトランジスタや
抵抗からなる基本1g1j6)t−1予め大蓋に作成し
ておき、開発品種に応じて配線マスクを作成しこれらの
トランジスタや抵抗間を結合して所望の電気1路動作を
有する大規模集積回路を完成させるものである。The master slicing method is a method in which % basic element set I (usually a basic 1g1j6 consisting of multiple transistors and resistors) t-1 is prepared in advance on a large lid in one semiconductor chip (chip), and Then, a wiring mask is created and these transistors and resistors are connected to complete a large-scale integrated circuit having the desired electrical single-path operation.
マスタースライス方式によれば、トランジスタ及び抵抗
等からなる基本素子集合は、予め大量に形成されている
ので、品独開発の要望が生じた時点で配線用のマスクの
みを作ればよく、開発期間が短縮される。また、その基
本素子集合は種々の大規模集積回路に共通して使用可能
であるから、開発コストも低減される0
このようなマスタースライス方式の大規模集積回路は、
トランジスタ及び抵抗等からなる基本素子集合を半導体
テップの所望領域に整然とした行列形式に配置するのが
一般であル、このように標準化することにより電子計算
機による自動配置、配線処理が効果的に採用される。According to the master slicing method, the basic element set consisting of transistors, resistors, etc. is formed in large quantities in advance, so when a request for independent development of a product arises, only the wiring mask needs to be made, which shortens the development period. be shortened. In addition, since the basic element set can be commonly used in various large-scale integrated circuits, development costs are also reduced. Such master slice large-scale integrated circuits are
Generally, a set of basic elements such as transistors and resistors are arranged in an orderly matrix in a desired area of a semiconductor chip, and by standardizing them in this way, automatic placement and wiring processing using a computer can be effectively adopted. be done.
前記基本素子集合は一般にベーシックセルと呼ばれ、ベ
ーシックセルをアレイ状に配置し、更にその周囲に周辺
回路形成の丸めの入出力セル及び入出力パッドを配置す
るゲートアレイ集積向wr装置が多く用いられており、
更に使用者の要求の多様化への対応が強く望1れている
0
(Cン 従来技術と問題点
前記ベーシックセルが相補型MO8(0MO8)電界効
果トランジスタ(PET)m造によって第1図(IL)
、 (b)及び(e)に示す様に構成されるCMOS
ゲートアレイが最も多く用いられている0
第1図(a)はベーシックセルBCの最も代表的な例を
示す。本ベーシックセルは2個のpチャネルMOS F
E T + Tra、5Tra2と2個のnチャネA
/MOS FET r Tram *Tra、とからな
る。そして同一チャネルのトランジスタはソース又はド
レイン領域past又はNa54を共有し、またTra
lとTra3及びTramとTra4がそれぞれ直結さ
れたグー)GaS−Qa、−Ga、又はGa、 −Ga
4− Gas ’fr備えている。The basic element set is generally called a basic cell, and gate array integrated WR devices are often used, in which basic cells are arranged in an array, and rounded input/output cells and input/output pads for forming peripheral circuits are arranged around the basic cells. has been
In addition, there is a strong desire to respond to the diversification of user requirements. Conventional Technology and Problems The basic cell is constructed using a complementary MO8 (MO8) field effect transistor (PET) as shown in Figure 1. IL)
, CMOS configured as shown in (b) and (e)
Gate arrays are most commonly used. FIG. 1(a) shows the most typical example of basic cells BC. This basic cell consists of two p-channel MOS F
E T + Tra, 5Tra2 and 2 n-channel A
/MOS FET r Tram *Tra. Transistors of the same channel share the source or drain region past or Na54, and
GaS-Qa, -Ga, or Ga, -Ga in which L and Tra3 and Tram and Tra4 are respectively directly connected
4- Gas 'fr.
−のゲートとが分離されている。- are separated from the gate.
まm第1図(c)に示したベーシックセルはpチャネA
/MOS F ET # Trcl # TrCy +
TrcsとnチャネルMO8FET e Tra4e
TrclI# Trcsとからなり、同一チャネルの
隣接するFET、例えばTrcsとT−rc、とがソー
ス又はドレイン領域Pcm、を共有し、また、Trcl
とTra4等が直結されたゲートGc@ −Ga4−
Gcv等を備えている0
M1図(a)のベーシックセルを用いて構成した論理ゲ
ートの例を第2図(a) * (bt * (c) +
(ψに示す0第2図(a) 、 (b) 、 (c)
、(d)はそれぞれ2人力NANDゲート、2人力N
ORゲート、4人力NANDゲート及び2人力AND
2つとこの2人力ANDの出力を入力する2人力NOR
からなる論理ゲートを構成している。第2図(asン=
(bt ) −(+!1)−(dl)は第2図(a)
−(bJ 、 (cJ 、 (dJのそれぞれの論理
ゲート@賂である。そしてこれ等の論理ゲート単位をユ
ニットセルUCと称することにする0そしてこのユニッ
トセルは少くとも1つのベーシックセルから構成され、
論理機能を呈するものがあるO尚、第2図(a) 、
(b) 、 (c) 、 (d)のO印は5i−Atコ
ンタクトホールCで必り各配線層間配線の接続に用いら
れている。The basic cell shown in Figure 1(c) is p-channel A.
/MOS FET # Trcl # TrCy +
Trcs and n-channel MO8FET e Tra4e
TrclI# Trcs, adjacent FETs of the same channel, for example, Trcs and T-rc, share a source or drain region Pcm, and Trcl
Gate Gc@-Ga4- to which Tra4 etc. are directly connected
FIG. 2(a) * (bt * (c) +
(0 shown in ψ Figure 2 (a), (b), (c)
, (d) are two-person NAND gate and two-person NAND gate, respectively.
OR gate, 4-person NAND gate, and 2-person AND
Two-man power NOR inputting the output of two and this two-man power AND
It constitutes a logic gate consisting of. Figure 2 (asun=
(bt) -(+!1)-(dl) is shown in Figure 2(a)
−(bJ, (cJ, (dJ) are each logic gate@Given.The unit of these logic gates will be called a unit cell UC.0And this unit cell is composed of at least one basic cell. ,
There are some things that exhibit logical functions, as shown in Figure 2 (a).
The O marks in (b), (c), and (d) are 5i-At contact holes C, which are necessarily used to connect the wiring between each wiring layer.
第2図(IL)−(at)に於いてPチャンネルMO8
F E T + Trs + Tr2はドレインD1が
共通で、それぞれのソースif St # Stに5i
−AtコンタクトホールCを介して電源VCCのノくタ
ーンが配設されている。一方、nチャンネルM OS
F E T Tra e Tr4はTrmのドレインD
3とTr、のソースS4が共通でTr4の■はTrl
+ TrtのDIと接続し、TgのソースS、に5t−
AtコンタクトホールCを介して電源Vt+のパターン
が配設されている。そして、ゲート端子A、、 B1が
入力でTry 、 TryのドレインD、とTr4のド
レインD4から8l−AtコンタクトホールCを介して
出力X1が取り出される。この論理式はXt =At
” B+となり、入力A1#BKに%H〃レベルの場合
のみ出力は鬼し〃レベルとなり、その他の条件では出力
は%H〃レベルとなる2人力NAND論理ゲートが構成
されている。In Fig. 2 (IL)-(at), P channel MO8
F E T + Trs + Tr2 have a common drain D1, and each source if St # St has 5i
A node for power supply VCC is provided through the -At contact hole C. On the other hand, n-channel MOS
F E T Tra e Tr4 is the drain D of Trm
The source S4 of 3 and Tr is common, and ■ of Tr4 is Trl
+ Connect to DI of Trt, and connect 5t- to source S of Tg.
A power supply Vt+ pattern is provided through the At contact hole C. Then, the gate terminals A, B1 are inputs, and the output X1 is taken out from the drain D of Try, the drain D4 of Tr4, and the drain D4 of Tr4 through an 8l-At contact hole C. This logical formula is Xt = At
A two-man power NAND logic gate is configured in which the output is at the high level only when the input A1#BK is at the %H level, and the output is at the %H level under other conditions.
第2図(b)、(bs)に於て、pチャンネルMO8F
ET Trg a Tra l nチャンネルMO8
FETTry*Tgの配置は第2図(a)と同様に設け
られている。In Figure 2 (b) and (bs), p channel MO8F
ET Trg a Tra l n channel MO8
The FET Try*Tg is arranged in the same manner as in FIG. 2(a).
そしてF E T Tr、のソースは5t−Atコンタ
クトホールCを介して電源Vccのパターンに配設され
、Tr、のソースはTryのドレインであり而も前記T
−r、のドレインを成している領域に5i−Atコンタ
クトを介して接続されている。前記FETTrマのソー
スとTraのソースは電源vcIψのパターンに5i−
AtコンタクトホールCを介して配線されている〇そし
て金属配線が為されているゲートA□B * u FE
TTrBとTry # FET Tr6とTr6のそれ
ぞれのゲートが接続され久方端子となっている。更KF
ETTraのドレインからS 1−A4コンタクトホー
ルCを介して出力X、が取り出されている。又図示され
ている如(FET Tr、のドレインでありTgのドレ
インでも有る共通領域から5l−Atlンタクトホール
Cを介して出方為が取り出されている。The source of the FET Tr is arranged in the pattern of the power supply Vcc via the 5t-At contact hole C, and the source of the Tr is the drain of the Try.
-r, is connected to the region forming the drain through a 5i-At contact. The source of the FET Tr and the source of the FET are connected to the pattern of the power supply vcIψ.
Gate A□B*u FE wired via At contact hole C〇and metal wired
The respective gates of TTrB and Try #FET Tr6 and Tr6 are connected to form a close terminal. Sara KF
Output X is taken out from the drain of ETTra via S1-A4 contact hole C. Also, as shown in the figure, an output voltage is taken out from a common region which is the drain of the FET Tr and the drain of Tg via a 5l-Atl contact hole C.
従ってm記FETTr@〜Trlの配線の結果、2人力
NOR(Xz = At ”Bt )の論理ゲートが構
成されることになる0従ってこれは入力At、B、の両
方が%Llの時に% Hlレベルが出力され、それ以外
の条件に於て気Llレベルが出力される。Therefore, as a result of the wiring of m FETs Tr@~Trl, a two-manpower NOR (Xz = At "Bt) logic gate will be constructed. Therefore, this means that when both inputs At and B are %Ll, %Hl level is output, and under other conditions, the Qi Ll level is output.
第2図(c)=(at)はpチャンネルFETTro”
Tr12snチャンネルF ET Trtx 〜TrI
mと第2図(a)に示し7tBCの2倍を使用し、前述
したように8l−AtコンタクトホールCを介して配線
され4人カNAND(xs=Aa@B!@csIID8
)カ構成すレテいる。前記FETTr4とTrts a
FET TrtoとTr14 tFETTrttとTr
ts * FLTTrt*とTrBのゲートにそれぞれ
金属配線が為され、入力As1Bs、c8.D、を取シ
出せる様に配設されている0出カX3は前記PE〜シ出
せるように配線されている同図に示す様に構成、配線さ
れた結果、前記論理ゲートは、入力As。Figure 2 (c) = (at) is a p-channel FET
Tr12sn channel FET Trtx ~TrI
m and twice the 7tBC shown in FIG. 2(a), and as mentioned above, it is wired through the 8l-At contact hole C and is connected to a 4-person NAND (xs=Aa@B!@csIID8
) There is a list of configurations. The FET Tr4 and Trts a
FET Trto and Tr14 tFETTrtt and Tr
Metal wiring is provided to the gates of ts*FLTTTrt* and TrB, respectively, and the inputs As1Bs, c8 . The 0 output X3, which is arranged so as to be able to take out D and D, is wired so that it can be taken out from the PE.
Bs−C5−DBが全て蒐Hlレベルの時、出力X3が
鬼Llレベルとな9、その他の条件に於て1Hlレベル
が出力、おれる。When Bs-C5-DB are all at the HI level, the output X3 is at the LL level, and under other conditions, the output is at the 1 HL level.
第2図(d)e(dl)は第2図(c)同様に、Pチャ
ンネルFET Trsy 〜Trio x nチャンネ
ルFETTru〜T Tr4が配設され、論理式
取り出せる構成をなしている。Similarly to FIG. 2(c), FIGS. 2(d) and 2(dl) have a configuration in which P-channel FETs Trsy to Trio x and n-channel FETs Tru to TTr4 are arranged, and a logical formula can be taken out.
以上4種類の論理ゲートが配線された例を示し友が、そ
の他のユニットセルもマスクのバl−7を変えて配線プ
ロセス工程を行なう事で構成することができる。そして
前記配線プロセスは、配線層を重ね、各配線層間を5t
−AtコンタクトホールCで接続を行なう。Although the above example shows an example in which four types of logic gates are wired, other unit cells can also be constructed by changing the mask bar 1-7 and performing the wiring process. In the wiring process, the wiring layers are stacked, and the distance between each wiring layer is 5t.
-Connection is made through the At contact hole C.
ゲートアレイLSIにおいては、通常第3図に示す如く
、チップの中央部分にベーシックセルBCがアレイ状に
配列され、その周囲にLSI外部との接続に必要な入出
力回路I10が設けられ、更に入出力回路I、10の外
側に入出カバ、ドPが設けられている。そしてアレイ状
に設けられているベーシックセルBCの中間に配線チャ
ネル領域印があり、At等による配線ができるようにな
っている。In a gate array LSI, as shown in FIG. 3, basic cells BC are usually arranged in an array in the center of the chip, and around the basic cells BC are provided an input/output circuit I10 necessary for connection with the outside of the LSI. An input/output cover and a door P are provided outside the output circuits I and 10. There is a wiring channel region mark in the middle of the basic cells BC arranged in an array, so that wiring can be done using At or the like.
CMOSゲートアレイの配線は通常2層の配線層を用い
て行なわれており、ユニットセル内の配線は原則として
その領域内で第1層の配設層で行なわれ、ユニットセル
聞及び入出力などの配線に前記配線チャネル領域内の第
4層の配線層及び第2層の配線層をあてている。大規模
な論理ゲートLSIにお−で、ユニットセルの配置並び
にユニットセル相互間及び入出力回路の配線の多くは電
子計算機を使用する自動設計が行なわれている。CMOS gate array wiring is usually done using two wiring layers, and wiring within a unit cell is generally done in the first layer within that area, and wiring between unit cells, input/output, etc. The fourth wiring layer and the second wiring layer in the wiring channel region are applied to the wiring. In large-scale logic gate LSIs, most of the arrangement of unit cells and the wiring between unit cells and input/output circuits are automatically designed using a computer.
先に述べたユニットセル外の配線の1従来例を第4図に
示す。図に見られる如く、ベーシックセルアレイが配線
チャネル領域CHを挾んで複数列設けられている。配線
チャネル領域にベータ、クセルアレイと平行な実線で示
されている配線は第1層のAt配線層LAで、ベージ、
クセルアレイ上を横切り之破線で示されている配線は第
2層のAt配線層LBである。両配線の交点にある0印
は両層の配線を接続するコンタクトホールであり、ベー
シックセルBC枠上に示したO印は第2層の配線とユニ
ットセル内の第1層の配線又はゲート電極との接続を示
す0配線チヤネル領域CH′ft横断する切断面による
模式断面図を第5図に示す。FIG. 4 shows a conventional example of the above-mentioned wiring outside the unit cell. As seen in the figure, a plurality of basic cell arrays are provided in a plurality of rows sandwiching a wiring channel region CH. The wiring shown by solid lines parallel to the Beta and Qcell arrays in the wiring channel region is the first layer At wiring layer LA,
The wiring shown by the broken line crossing over the cell array is the second layer At wiring layer LB. The 0 mark at the intersection of both wirings is a contact hole that connects the wiring in both layers, and the O mark shown on the basic cell BC frame is the connection between the 2nd layer wiring and the 1st layer wiring or gate electrode in the unit cell. FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view taken across the 0 wiring channel region CH'ft showing the connection with the 0 wiring channel region CH'ft.
図において、1は半導体基板、2はフィールド酸化膜、
3はゲート電極、5及び7は層間絶縁膜、6は第1Mi
配線LA、8は第2層配線LBである。In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a field oxide film,
3 is a gate electrode, 5 and 7 are interlayer insulating films, and 6 is a first Mi
Wirings LA and 8 are second layer wirings LB.
以上説明した如く配線を行なう場合に、回路の規模が増
大するにつれて配線数もほぼ比例して増加する為に、配
憩領域をLSIチップに収容しているベーシックセルの
数に比例、又はそれ以上に増加させる必要がh’)、更
に各配線の長さも増加する問題を有している。又、前記
配線数の増加によってその設計の困8さけ急激に高1っ
て計算機の稼動時間が増大し、未結線の増加所謂結線の
遅れ等の悪影響を及ぼす問題を有している。又、前記配
線領域の増加に対しては、新たな配線層、即ち3層目の
金属配線を用いることにより対応する事が可能であるが
、これも前述同様に自動設計により大きな負担がかがり
更にLSIのマスクスライスのプロセス工程がより複雑
となりその歩留フの低下を来す問題を有している。As explained above, when performing wiring, as the scale of the circuit increases, the number of wires also increases almost proportionally. h'), and the length of each wiring also increases. In addition, the increase in the number of wires causes design difficulties and the operating time of the computer increases rapidly, resulting in problems such as an increase in unconnected wires and a so-called delay in connection. In addition, it is possible to cope with the increase in the wiring area by using a new wiring layer, that is, a third layer of metal wiring, but as mentioned above, this also imposes a large burden on automatic design, and There is a problem in that the LSI mask slicing process becomes more complicated, resulting in a decrease in yield.
一方、論理回路の大規模化に対して有効な対策として、
ユニットセルの論理をより大きく1とめて定義し、自動
設計段階で設計すべき配線数を減少させる方法がある0
この考え方は、CMOSゲー甘
グーせイのkytらず、すべての論理VLS]j用でき
る。しかしながらユニットセル内の論理が大きくなると
その中の配線数も増加してくる之めに、ユニットセル内
の配線がその領域上の第1層の配線層のみでは実現でき
ず、ユニットセル間及び入出力用配線のための第2層の
配線及び配線チャネル領域をも使用して、自動配線設計
を制限する危検性が多い。On the other hand, as an effective countermeasure against increasing the scale of logic circuits,
There is a way to reduce the number of wiring lines to be designed at the automatic design stage by defining the logic of the unit cell as 1.
This idea can be used not only for CMOS games but also for all logic VLS. However, as the logic within a unit cell increases, the number of wires within it also increases, so wiring within a unit cell cannot be realized only with the first layer of wiring on that area, and the wiring between unit cells and inputs increases. There is also a risk of using second layer wiring and wiring channel areas for output wiring, limiting automatic wiring design.
(d) 発明の目的
本発明は前記従来の問題点に対処して、配線層数などパ
ターニング層数の増加、プロセス工程数の増加及び配線
領域の拡大すなわちチップ面積の増加などを伴なうこと
なく、ゲートアレイの規模が拡大される半導体装置を提
供することを目的とする。(d) Purpose of the Invention The present invention addresses the above-mentioned conventional problems and involves an increase in the number of patterning layers such as wiring layers, an increase in the number of process steps, and an enlargement of the wiring area, that is, an increase in the chip area. An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the scale of the gate array can be expanded without any problems.
(e) 発明の構成
本発明の前記目的は、電界効果トランジスタからなるベ
ーシックセルがアレイ状に配置され、かつ前記電界効果
トランジスタのゲート電極材料よりなる導電路が該ベー
シックセルに近接して配置されて、前記ベーシックセル
アレイ及び前記導電路上に設けられた配線層と前記導電
路とによって配線が構成されてなる半導体装置により達
成される。(e) Structure of the Invention The object of the present invention is to provide a method in which basic cells made of field effect transistors are arranged in an array, and a conductive path made of a gate electrode material of the field effect transistors is arranged close to the basic cells. This is achieved by a semiconductor device in which wiring is constituted by the basic cell array, a wiring layer provided on the conductive path, and the conductive path.
(f) 発明の実施例
以下本発明を実施例により図面を参照して具体的に説明
する。(f) Embodiments of the Invention The present invention will be specifically described below by way of embodiments with reference to the drawings.
第6図は不発明による半導体基体の1例を示すを
線チャネル領域に、ベーシックセルのMOS FETの
ゲート電極と同一の導体層を用いてゲート電極と同一工
程でアレイ状に形成されている。導電路LGはベーシッ
クセル1個に対して最大4不程度設けることができるが
、各導電路相互間及び導電路とベーシックセルとの間は
電気的に分離されている。FIG. 6 shows an example of a semiconductor substrate according to the invention, in which a line channel region is formed in an array shape using the same conductor layer as the gate electrode of a MOS FET of a basic cell and in the same process as the gate electrode. A maximum of about four conductive paths LG can be provided for one basic cell, but the conductive paths are electrically isolated from each other and between the conductive paths and the basic cell.
前記の半導体基体上に2W1の配線層を設けることによ
って、不発明によるゲートアレイLSIの配線チャネル
領域を横断する模式断面図は第7図の様になる。図にお
いて、1は半導体基板、2はフィールド酸化膜、3はゲ
ート電極、4は前記導電路LG、5及び7は層間絶縁膜
、6は第1層配線LA、8は第2層配線LBであるO
前記導電路LGを第6図に示し定例の如くベーシックセ
ル領域内に達する長さにして、ユニットセル内配線の入
出力端子として処理してもよく、またベーシックセル領
域外で終端させて接続をユニットセル外部配線として処
理してもよい。何れの場合においてもユニットセルと導
電路LGとの接続には第1層配線LAが通常用いられる
。この構造によればユニットセル内の接続配線が必要な
らば若干延長され、またゲート電極の接続点と導電路L
Gの端坐との間に第1層配線LAが設けられるが、これ
によってユニットセル間の配線に制限が加わることはな
い。なおゲート電極と第2層配線LBとの間を第1層配
線LAを介して接続することは従来もしばしば行なわれ
ている。By providing a 2W1 wiring layer on the semiconductor substrate, a schematic cross-sectional view across the wiring channel region of the gate array LSI according to the invention becomes as shown in FIG. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a field oxide film, 3 is a gate electrode, 4 is the conductive path LG, 5 and 7 are interlayer insulation films, 6 is a first layer wiring LA, and 8 is a second layer wiring LB. The conductive path LG shown in FIG. 6 may be made long enough to reach inside the basic cell area as usual, and may be treated as an input/output terminal of wiring within the unit cell, or may be terminated outside the basic cell area. The connection may be treated as a unit cell external wiring. In either case, the first layer wiring LA is usually used to connect the unit cell and the conductive path LG. According to this structure, the connection wiring within the unit cell can be slightly extended if necessary, and the connection point of the gate electrode and the conductive path L
Although the first layer wiring LA is provided between the G and the end seats, this does not impose any restrictions on the wiring between unit cells. Note that connecting the gate electrode and the second layer wiring LB via the first layer wiring LA has often been done in the past.
なお先に述べた如く導電路アレイLGは高密度に配役で
きるために、1個の導電路LGは通常1配線のみに使用
する0
本発明を先に第4図に示した接続例に適用し之配線の例
を第8図に示す。第4図と同様に、第1層配線LAは実
線で、第2層配線LBは破線で示し、本発明の特徴とす
る導電路LGを点線で示す〇また○印は第4図と同様な
導電路LGに無関係な接続、◎印は導電路LGと第1層
配線LAとの接続を示す。As mentioned above, since the conductive path array LG can be arranged in high density, one conductive path LG is normally used for only one wiring.The present invention was applied to the connection example shown in FIG. 4 earlier. An example of wiring is shown in FIG. Similarly to FIG. 4, the first layer wiring LA is shown by a solid line, the second layer wiring LB is shown by a broken line, and the conductive path LG, which is a feature of the present invention, is shown by a dotted line. A connection unrelated to the conductive path LG, ◎ indicates a connection between the conductive path LG and the first layer wiring LA.
第8図と第4図とを比較すれば第2層配線LBが大幅に
減少していることが知られろ。これらの矢印で示したチ
ャネルを活用して配線領域を拡大することなく配線数全
増加することができる。If you compare FIG. 8 with FIG. 4, it will be seen that the second layer wiring LB has been significantly reduced. By utilizing the channels indicated by these arrows, the total number of wiring lines can be increased without expanding the wiring area.
ま九本発明によれば第9図に示す例の如く、配線チャネ
ル領域内にある第1層配線LAの配列順り
序を導電路βGを用いて任意に置換することができる。(9) According to the present invention, as in the example shown in FIG. 9, the arrangement order of the first layer wiring LA in the wiring channel region can be arbitrarily replaced using the conductive path βG.
従来はこの目的のためにも第2層配線LBが用いられて
おり、本発明の構造によってこの点でも第2層の配線層
LBの負担が軽減される。Conventionally, the second layer wiring layer LB has been used for this purpose as well, and the structure of the present invention reduces the burden on the second layer wiring layer LB in this respect as well.
更に本発明によれば配線チャネル領域によって隔てられ
たベーシックセル相互間を、謳2膚の配線層LBを用い
ることなく接続することが可能である。これによって配
線設計のみならずセルの配置設計の自由度が大きく拡張
される。Further, according to the present invention, it is possible to connect basic cells separated by wiring channel regions without using the obvious wiring layer LB. This greatly expands the degree of freedom not only in wiring design but also in cell placement design.
(g) 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、例えば0リ−Sゲート
アレイ集積回路装置等において、導電路をゲート電極層
を利用して配設することによってバターニング層数及び
プロセス工程数を増加することなく新たな配線層が得−
られて、その上に設けいて構成することによって、上部
配線層特にその第2層の負担が大幅に軽減され、ユニッ
トセル配置並びに配線?自由度が増加して、配線領域を
拡大することなく配線規模を拡大すること或いは配線領
域の面積縮少が可能となる。更にこの余裕を利用してベ
ーシックセル数を増加し集積規模を増大することも可能
である。(g) As described in detail, according to the present invention, for example, in an 0-S gate array integrated circuit device, the number of patterning layers and the process can be reduced by arranging conductive paths using gate electrode layers. New wiring layers can be created without increasing the number of processes.
By providing and configuring the structure on top of the upper wiring layer, the burden on the upper wiring layer, especially the second layer, can be greatly reduced, and the burden on the unit cell arrangement and wiring can be greatly reduced. The degree of freedom increases, and it becomes possible to expand the wiring scale or reduce the area of the wiring area without enlarging the wiring area. Furthermore, it is also possible to use this margin to increase the number of basic cells and increase the scale of integration.
また前記ユニットセル配置並びに配線の自由度の増加は
その設計を容易にし、かつ回路構成の最適化を進めて特
性を向上する効果を有する。Furthermore, the increase in the degree of freedom in unit cell arrangement and wiring facilitates the design, and has the effect of optimizing the circuit configuration and improving characteristics.
第1図(a) 、 (b)及び(e)はCMOSベーシ
ックセルの例を示す図、第2図(a)乃至(d)はユニ
ットセルの例を示す図、第2図(al)乃至(dl)は
前記ユニットセルの等価回路図、第3図はCMOSゲー
トアレイLSI基体のセルアレイ等の配置を示す平面図
、第4図は従来の配線パターン例を示す平面図、第5図
は従来の配線チャネル領域の例を示す断面図、第6図は
本発明の実施例を示す要部拡大平面図、第7図は本発明
の実施例の配線チャネル領域を示す断面図、第8図及び
第9図は本発明による配線パターンの例を示す平面図で
ある。
図において、BCはベーシックセル、CHF1配線チヤ
ネル領域、Iloは入出力セル領域、Pは入出力パッド
、LGは本発明による導電路、LAは第1層配線、LB
は嬉2層配線、1は半導体基板、2はフィールド酸化膜
、3はゲート電極、4は導電路LG、5及び7は層間絶
縁膜、6は第1層配線LA、8は第2層配線LBを示す
。
代理人 弁理士 松 岡 宏四部
察 (口
(α) (閃 (C)
、Ω 〜 N
滲 3 口
単 42
葉 S 口
≦FIGS. 1(a), (b), and (e) are diagrams showing examples of CMOS basic cells, FIGS. 2(a) to (d) are diagrams showing examples of unit cells, and FIGS. 2(al) to (dl) is an equivalent circuit diagram of the unit cell, FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of the cell array of the CMOS gate array LSI substrate, FIG. 4 is a plan view showing an example of a conventional wiring pattern, and FIG. 5 is a conventional 6 is an enlarged plan view of essential parts showing an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a sectional view showing an example of a wiring channel region of an embodiment of the present invention, FIGS. FIG. 9 is a plan view showing an example of a wiring pattern according to the present invention. In the figure, BC is a basic cell, CHF1 wiring channel region, Ilo is an input/output cell region, P is an input/output pad, LG is a conductive path according to the present invention, LA is a first layer wiring, LB
2-layer wiring, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a field oxide film, 3 is a gate electrode, 4 is a conductive path LG, 5 and 7 are interlayer insulation films, 6 is a first layer wiring LA, 8 is a second layer wiring Indicates LB. Agent Patent Attorney Hiroshi Matsuoka Shibu Inspection (口(α) (例(C)、Ω〜N 滲 3 口 Single 42 lobes S 口≦
Claims (2)
プレイ状に配置され、かつ前記電界効果トランジスタの
ゲート電極材料よりなる導電路が該べ一7ックセルに近
接して配置されて、前記ページ、クセルアレイ及び前記
導電路上に設けられた配線層と前記導′譲路とによって
配線が構成されてなることを特徴とする半導体装置。(1) Basic cells made of field effect transistors are arranged in a play shape, and conductive paths made of a gate electrode material of the field effect transistors are arranged close to the basic cells, and the page, the cell array, and the 1. A semiconductor device characterized in that wiring is constituted by a wiring layer provided on a conductive path and the conductive path.
ネル領域に前記4電路が複数不配設されてなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of the four electric paths are not provided in a wiring channel region adjacent to the basic cell array.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211220A JPS60103643A (en) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211220A JPS60103643A (en) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60103643A true JPS60103643A (en) | 1985-06-07 |
Family
ID=16602278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211220A Pending JPS60103643A (en) | 1983-11-10 | 1983-11-10 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60103643A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115740A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Nec Corp | Integrated circuit device |
| US10987779B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-04-27 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Hollow spring and manufacturing method thereof |
-
1983
- 1983-11-10 JP JP58211220A patent/JPS60103643A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115740A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-27 | Nec Corp | Integrated circuit device |
| US10987779B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-04-27 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Hollow spring and manufacturing method thereof |
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