JPS6064447A - ゲ−トアレイ型集積回路 - Google Patents
ゲ−トアレイ型集積回路Info
- Publication number
- JPS6064447A JPS6064447A JP58172712A JP17271283A JPS6064447A JP S6064447 A JPS6064447 A JP S6064447A JP 58172712 A JP58172712 A JP 58172712A JP 17271283 A JP17271283 A JP 17271283A JP S6064447 A JPS6064447 A JP S6064447A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- regions
- ram
- basic
- gate array
- 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
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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
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、半導体基板に各種論理回路などを構成するに
必要な基本回路を予め形成してなるゲートアレイ型集積
回路に関する。
必要な基本回路を予め形成してなるゲートアレイ型集積
回路に関する。
従来技術と問題点
ゲートアレイと呼ばれるセミ・カスタム・ロジックIC
(LSI)は通常、ストライプ状のベーシックセル領域
を半導体基i(チップ)に複数列形成し、それらの間隙
を配線領域とし、基板周囲には入出力(Ilo)バッフ
ァ領域を形成する力感が一般的である。ベーシックセル
領域には基本トランジスタ要素が多数構成されており、
これらを結線してナンド(NAND) 、ノア(NOR
)、フリップフロップ(FF)、カウンタ(COU N
T E R)等の基本的な論理機能を自するユニットセ
ルを形成し、各セルを適宜配線で接続することにより所
要とする(ユーザ希望の)ロジック回路を構成する。
(LSI)は通常、ストライプ状のベーシックセル領域
を半導体基i(チップ)に複数列形成し、それらの間隙
を配線領域とし、基板周囲には入出力(Ilo)バッフ
ァ領域を形成する力感が一般的である。ベーシックセル
領域には基本トランジスタ要素が多数構成されており、
これらを結線してナンド(NAND) 、ノア(NOR
)、フリップフロップ(FF)、カウンタ(COU N
T E R)等の基本的な論理機能を自するユニットセ
ルを形成し、各セルを適宜配線で接続することにより所
要とする(ユーザ希望の)ロジック回路を構成する。
この場合、ユーザにとっては同じチップ内に上記ナンド
、ノアなどのロジック回路のみならず、ランダムアクセ
スメモリ(1’?AM)を組み込めたいこともある。ロ
ジックとメモリとは別チップにするのが一般的であるが
、この場合はチップ間で信号を送受するに要する時間を
考慮する必要があり、それもワーストケースを考えねば
ならないから設計がきつくなる。この点同じチップ内な
ら信号伝播遅延時間は僅少であり、特性は同じとしてよ
いから各チップのバラつきを考慮したワーストケースの
積を考える必要はなく、設計は非雷に楽になる。かへる
点が、ロジック用チップにRAMを組み込む要求が出る
背景であるが、ロジック用ゲートアレイは論理ゲートの
構築を前提としてパターン形成されており、これはメモ
リセルの構成には不向きで、ゲートアレイの基本トラン
ジスタを用いてメモリセルを構成すると多くの面積を要
し、特に希望するRAMの容量が比較的大きい場合には
1チツプ内に収めきれないことがある(コシツクに要す
るユニソI・セル数を圧迫する)。
、ノアなどのロジック回路のみならず、ランダムアクセ
スメモリ(1’?AM)を組み込めたいこともある。ロ
ジックとメモリとは別チップにするのが一般的であるが
、この場合はチップ間で信号を送受するに要する時間を
考慮する必要があり、それもワーストケースを考えねば
ならないから設計がきつくなる。この点同じチップ内な
ら信号伝播遅延時間は僅少であり、特性は同じとしてよ
いから各チップのバラつきを考慮したワーストケースの
積を考える必要はなく、設計は非雷に楽になる。かへる
点が、ロジック用チップにRAMを組み込む要求が出る
背景であるが、ロジック用ゲートアレイは論理ゲートの
構築を前提としてパターン形成されており、これはメモ
リセルの構成には不向きで、ゲートアレイの基本トラン
ジスタを用いてメモリセルを構成すると多くの面積を要
し、特に希望するRAMの容量が比較的大きい場合には
1チツプ内に収めきれないことがある(コシツクに要す
るユニソI・セル数を圧迫する)。
発明の目的
本発明は、ベーシックセル領域外である配線領域に予め
RAM構成用の基本回路を形成しておくことで上記の問
題点を解決しようとするものである。
RAM構成用の基本回路を形成しておくことで上記の問
題点を解決しようとするものである。
発明の構成
本発明は、半導体基板に各種論理1幾能をイjするユニ
ソI・セルを構成する多数の基本(・ランジスタを形成
したベーシックセル領域を複数列、相互間に配線領域を
残して形成しておき、その後の配線工程によって該ベー
シックセル領域にユニットセルを構成しかつ相互を結線
して所要のl′Jシック回路とする半完成品のゲートア
レイ型集積回路において、予め該配線領域の半導体基板
部分にラングJ・アクセスメモリの構成に必要な基本回
路を形成しておき、該メモリの必要時には該基本回路を
配線で接続して該メモリを構成するようにしてなること
を特徴とするが、以下図示の実施例を参照しながらこれ
を6゛1.細に説明する。
ソI・セルを構成する多数の基本(・ランジスタを形成
したベーシックセル領域を複数列、相互間に配線領域を
残して形成しておき、その後の配線工程によって該ベー
シックセル領域にユニットセルを構成しかつ相互を結線
して所要のl′Jシック回路とする半完成品のゲートア
レイ型集積回路において、予め該配線領域の半導体基板
部分にラングJ・アクセスメモリの構成に必要な基本回
路を形成しておき、該メモリの必要時には該基本回路を
配線で接続して該メモリを構成するようにしてなること
を特徴とするが、以下図示の実施例を参照しながらこれ
を6゛1.細に説明する。
発明の実施例
第1図は本発明の一実施例を示す概略平面図で、1はゲ
ートアレイチップ、2はそのベーシックセル領域、3は
入出カバソファ領域である。ベーシックセル領域2の構
成については前述した通りであるが、該領域2がストラ
イブ状に複数列形成されている場合の、隣接する領域2
.2間の間隙は通常配線領域として残され、その下地で
ある半導体基板(バルク)には素子形成用の加工(拡散
等)は行われていない。そこで、本発明ではこの配線領
域に予めRAM構成に必要な基本回路を形成しておき(
埋込んでおき)、領域2にロジック回路を構成する配線
工程で同時にRAMを構成するようにする。それ故、こ
こでは配線領域をRAM用トランジスタ領域4と呼ふく
図中斜線領域)。RAMが必要でない場合は単なる配線
領域として使用するが、RAM構成用基本回路は基板内
に形成され、表面は絶縁膜で覆われているから、配線形
成には何ら支障ない。
ートアレイチップ、2はそのベーシックセル領域、3は
入出カバソファ領域である。ベーシックセル領域2の構
成については前述した通りであるが、該領域2がストラ
イブ状に複数列形成されている場合の、隣接する領域2
.2間の間隙は通常配線領域として残され、その下地で
ある半導体基板(バルク)には素子形成用の加工(拡散
等)は行われていない。そこで、本発明ではこの配線領
域に予めRAM構成に必要な基本回路を形成しておき(
埋込んでおき)、領域2にロジック回路を構成する配線
工程で同時にRAMを構成するようにする。それ故、こ
こでは配線領域をRAM用トランジスタ領域4と呼ふく
図中斜線領域)。RAMが必要でない場合は単なる配線
領域として使用するが、RAM構成用基本回路は基板内
に形成され、表面は絶縁膜で覆われているから、配線形
成には何ら支障ない。
第2図は領域4に形成されるメモリセルMの一例で、(
alばその等価回路図である。11〜13はCMOSイ
ンバータ、21〜23はpチャネルFE′Fとnチャネ
ルFETを並列接続してなるゲートで、データ入力用の
ゲート21と帰還用のゲート22ばクロックCKI、C
KIにより、またデータ出力用のゲート23はクロック
CK2.CK2により制御される。このメモリセルMは
スタティック型(ラッチ回路)であり、1!1込め時に
はゲ−1−21,22がオンになり、読出し時にばゲー
ト23がオンにな・る。Dはデータ入力、Xは同出力で
、インバータ12の状態が記1.α内容となる。
alばその等価回路図である。11〜13はCMOSイ
ンバータ、21〜23はpチャネルFE′Fとnチャネ
ルFETを並列接続してなるゲートで、データ入力用の
ゲート21と帰還用のゲート22ばクロックCKI、C
KIにより、またデータ出力用のゲート23はクロック
CK2.CK2により制御される。このメモリセルMは
スタティック型(ラッチ回路)であり、1!1込め時に
はゲ−1−21,22がオンになり、読出し時にばゲー
ト23がオンにな・る。Dはデータ入力、Xは同出力で
、インバータ12の状態が記1.α内容となる。
同図(blばこのメモリセルMをゾロツクで表わしたも
のである。このメモリセルはベーシックセル領域2がC
MO5構成なのでそれに合せたものであり、ベーシック
セル領域が他の構成例えばバイポーラ型ならメモリセル
Mもバイポーラ型とするのがよい。
のである。このメモリセルはベーシックセル領域2がC
MO5構成なのでそれに合せたものであり、ベーシック
セル領域が他の構成例えばバイポーラ型ならメモリセル
Mもバイポーラ型とするのがよい。
第3図はRAM用トランジスタ領域4に必要な配線を施
こして構成したRAMの概略図で、Mは第2図に示した
メモリセルである。DI、D2゜・・・・・・は入力デ
ータ、WDl、WD2.・・・・・・はワード選択信号
、Bl、B2.・・・・・・ば各ワードのピッ1−で、
これは入力データ(書込みデータ)DI。
こして構成したRAMの概略図で、Mは第2図に示した
メモリセルである。DI、D2゜・・・・・・は入力デ
ータ、WDl、WD2.・・・・・・はワード選択信号
、Bl、B2.・・・・・・ば各ワードのピッ1−で、
これは入力データ(書込みデータ)DI。
D2.・・・・・・の続出し出力で第2図のリードデー
タ出力Xに相当する。アドレス信号Sl、32. ・・
・・・・を受けてワード選択信号WDI、WD2.・・
・・・・を出力するワードセレクタ30ばベーシソクセ
ル領域2のゲートを用いて構成するが、メモリセル部分
は全てRAM用1−ランジスタ領域4の基本回路を用い
て構成する。この基本回路ではメモリセルMの他に、イ
ンハーク41.ナンドゲ−1・42等も構成する。第3
図のメモリセルMのアレイで縦(コラム)方1iil
4より−ド、横(ロー)方向はワード内ビットを構成す
る。1ワード8ビツト構成のメモリなら縦方向には8X
nliのメモリセルを並べ(nは整数)、か\るコラム
をベーシックセル領域2間の間隙の個数m内で設け、最
大で8×nxmピッ1−のRAMとする。即ち第3図の
メモリセルアレイの各コラムかベーシックセル領域2の
各間隙に収まる。
タ出力Xに相当する。アドレス信号Sl、32. ・・
・・・・を受けてワード選択信号WDI、WD2.・・
・・・・を出力するワードセレクタ30ばベーシソクセ
ル領域2のゲートを用いて構成するが、メモリセル部分
は全てRAM用1−ランジスタ領域4の基本回路を用い
て構成する。この基本回路ではメモリセルMの他に、イ
ンハーク41.ナンドゲ−1・42等も構成する。第3
図のメモリセルMのアレイで縦(コラム)方1iil
4より−ド、横(ロー)方向はワード内ビットを構成す
る。1ワード8ビツト構成のメモリなら縦方向には8X
nliのメモリセルを並べ(nは整数)、か\るコラム
をベーシックセル領域2間の間隙の個数m内で設け、最
大で8×nxmピッ1−のRAMとする。即ち第3図の
メモリセルアレイの各コラムかベーシックセル領域2の
各間隙に収まる。
ワード選択信号WDi (i=1.2.・・・・・・)
を共通にするメモリセルM配列(上記コラム)は同時に
選択される。即らワード選択信号WDiは同じコラム上
の各メモリセルへ直接及びインバータ41で反転されて
入力し、第2図で合えばクロックCK2となってゲー1
−23を開く。詳しくはWDi=CK2=II(ハイ)
のときゲー;・23を開き、メモリセルMの記憶データ
を出力する。書込み時にばライ1−イネーブルWEがt
lレベノ1ノになり、WDi=IIのナンドゲ−1・4
2の出力がL (ロー)となり、そのコラムのメモリセ
ルMのクロ・ツク入力CKIを■5にする。CK l
== LになるとCI<1=H1第2図(a)のゲート
21がオンになり、ヲ1−タ入力DI、D2.・・・・
・・によるP:込めが行なわわ。
を共通にするメモリセルM配列(上記コラム)は同時に
選択される。即らワード選択信号WDiは同じコラム上
の各メモリセルへ直接及びインバータ41で反転されて
入力し、第2図で合えばクロックCK2となってゲー1
−23を開く。詳しくはWDi=CK2=II(ハイ)
のときゲー;・23を開き、メモリセルMの記憶データ
を出力する。書込み時にばライ1−イネーブルWEがt
lレベノ1ノになり、WDi=IIのナンドゲ−1・4
2の出力がL (ロー)となり、そのコラムのメモリセ
ルMのクロ・ツク入力CKIを■5にする。CK l
== LになるとCI<1=H1第2図(a)のゲート
21がオンになり、ヲ1−タ入力DI、D2.・・・・
・・によるP:込めが行なわわ。
る。WE及びまたはWU)tが1.になってナンF ’
J’−1・42の出力が)lになるとデー1−2目′、
l:閉じ、代ってゲート22が開き、記1a内容がう・
ノチーさ]1゜る。続出し時にはWE=LであるのでW
D i= Hのナンドゲ−1・42の出力はIIでゲ
ート2Nよ[)1じ、ゲー1−22が開いている。
J’−1・42の出力が)lになるとデー1−2目′、
l:閉じ、代ってゲート22が開き、記1a内容がう・
ノチーさ]1゜る。続出し時にはWE=LであるのでW
D i= Hのナンドゲ−1・42の出力はIIでゲ
ート2Nよ[)1じ、ゲー1−22が開いている。
かかるメモリ構成およびメモリ動作は特Gこ限定される
ものでばないが、上述のよ・うGこ一応の目安として領
域4にはセルアレイの1コラノ^分力くJ形成され、入
力データDI、D2.・・・・・・及び出ソノデータB
l、B2.・・・・・・の線は必要に応して1偵域4゜
2を横1#rシて走り、全体としC例えc、t: 8ビ
・ノド×256ワードのようなRAMが構成される。人
。
ものでばないが、上述のよ・うGこ一応の目安として領
域4にはセルアレイの1コラノ^分力くJ形成され、入
力データDI、D2.・・・・・・及び出ソノデータB
l、B2.・・・・・・の線は必要に応して1偵域4゜
2を横1#rシて走り、全体としC例えc、t: 8ビ
・ノド×256ワードのようなRAMが構成される。人
。
出力データDi、Biの信号線は領域2.4上を横切る
ように形成されるので、その分は領域2で構成できるロ
ジック回路の量が減少する。しかし、RAM用の素子、
特にメモリセルMは全くベーシックセル領域2の素子を
使用しないので、従来に比しさほど遜色のない量のロジ
ック回路と、これに追加する形でのI?AMを使用でき
る利点は大きい。メモリは領域4の全間隙を利用してそ
れに各コラムを設りる他、数コラムを1メモリとして複
数メモリを構成することも勿論可能であり、この場合は
Di、Biの信号線が領域2,4を全て横断する必要は
ない。
ように形成されるので、その分は領域2で構成できるロ
ジック回路の量が減少する。しかし、RAM用の素子、
特にメモリセルMは全くベーシックセル領域2の素子を
使用しないので、従来に比しさほど遜色のない量のロジ
ック回路と、これに追加する形でのI?AMを使用でき
る利点は大きい。メモリは領域4の全間隙を利用してそ
れに各コラムを設りる他、数コラムを1メモリとして複
数メモリを構成することも勿論可能であり、この場合は
Di、Biの信号線が領域2,4を全て横断する必要は
ない。
このRAM組込み可能ゲートアレイは例えばデザインマ
ニュアルで公表しておき、これを見たユーザがRAMを
組込んだ論理回路を設計し、それをメーカに渡して製作
を依頼するなどの手順になる。
ニュアルで公表しておき、これを見たユーザがRAMを
組込んだ論理回路を設計し、それをメーカに渡して製作
を依頼するなどの手順になる。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、ゲートアレイ型集積
回路において本来配線領域として残されている部分にR
A M用の基本回路を形成しておき、必要時にロジック
回路と同様にAe等の配線により必要量のRAMを構成
するようにしたので、lチップにして比較釣人容量のR
AMを()′、威し、なお充分な量のロジック回路を構
成できろ利点がある。
回路において本来配線領域として残されている部分にR
A M用の基本回路を形成しておき、必要時にロジック
回路と同様にAe等の配線により必要量のRAMを構成
するようにしたので、lチップにして比較釣人容量のR
AMを()′、威し、なお充分な量のロジック回路を構
成できろ利点がある。
第1図は本発明の一実施例を示す概略平面図、第2図は
メモリセルの構成図、第3図はRAM(7)構成図であ
る。 図中、■はゲートアレイチ、ブ、2はベーシックセル領
域、3は入出カバソファ領域、4はRAM用l・ランジ
スク領域である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
メモリセルの構成図、第3図はRAM(7)構成図であ
る。 図中、■はゲートアレイチ、ブ、2はベーシックセル領
域、3は入出カバソファ領域、4はRAM用l・ランジ
スク領域である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
Claims (1)
- 半導体基板に各種論理機能を有するユニットセルを構成
する多数の基本トランジスタを形成したベーシックセル
領域を複数列、相互間に配線領域を残して形成しておき
、その後の配線工程によって該ベーシックセル領域にユ
ニットセルを構成しかつ相互を結線して所要のロジック
回路とする半完成品のゲートアレイ型集積回路において
、予め該配線領域の半導体基板部分にランダムアクセス
メモリの構成に必要な基本回路を形成しておき、該メモ
リの必要時には該基本回路を配線で接続して該メモリを
構成するようにしてなることを特徴とするゲートアレイ
型集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172712A JPS6064447A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | ゲ−トアレイ型集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172712A JPS6064447A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | ゲ−トアレイ型集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064447A true JPS6064447A (ja) | 1985-04-13 |
Family
ID=15946933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58172712A Pending JPS6064447A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | ゲ−トアレイ型集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064447A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258661A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-14 | Ricoh Co Ltd | 複合ゲ−トアレイ方式の半導体集積回路装置 |
| JPH03225956A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-04 | Nec Corp | 全面素子形成型ゲートアレイ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183048A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
| JPS5851557A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-26 | Hitachi Ltd | 大規模集積回路装置 |
| JPS5882533A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-05-18 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS58169937A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-06 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP58172712A patent/JPS6064447A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183048A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
| JPS5882533A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-05-18 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS5851557A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-26 | Hitachi Ltd | 大規模集積回路装置 |
| JPS58169937A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-06 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6258661A (ja) * | 1985-09-02 | 1987-03-14 | Ricoh Co Ltd | 複合ゲ−トアレイ方式の半導体集積回路装置 |
| JPH03225956A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-04 | Nec Corp | 全面素子形成型ゲートアレイ |
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