JP3119589B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路装置
に関し、特にCMOS型の基本セルから成る高集積度の
ゲートアレイ型の半導体集積回路装置に関する。The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a highly integrated gate array type semiconductor integrated circuit device comprising CMOS basic cells.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、この種のゲートアレイ方式の半導
体集積回路装置は、コンピュータ支援設計・製造(CA
D,CAM)技術の適用により、短納期かつ低コストで
設計及び製造できるので、パソコン、通信機器、家電製
品等に用いられる多品種少量生産の半導体集積回路装置
として広く使用されるようになってきている。2. Description of the Related Art In recent years, this type of gate array type semiconductor integrated circuit device has been developed by computer-aided design and manufacturing (CA).
(D, CAM) technology can be designed and manufactured at a short delivery time and at low cost, so that it is widely used as a semiconductor integrated circuit device of various kinds and small-quantity production used for personal computers, communication devices, home electric appliances and the like. ing.
【0003】また、製造プロセスの微細化・高集積度化
が進み、特にゲート長が0.5μm(0.5μmルー
ル)以下のゲートアレイ型半導体集積回路装置では、搭
載回路規模が500Kゲートを超え、動作周波数も15
0MHz以上となってきている。これらの大規模回路は
高速動作のために、PLLやクロック・ツリー・シンセ
シスの技術を用いて数十ピコ秒の精度で同期動作をする
回路構成となっている。そのため、回路規模の拡大・高
速化によって、同時動作するトランジスタ数が増大し、
その結果生じるノイズによって回路が誤動作してしまう
という問題が生じている。In addition, the miniaturization and high integration of the manufacturing process are progressing. Particularly, in a gate array type semiconductor integrated circuit device having a gate length of 0.5 μm (0.5 μm rule) or less, the mounted circuit scale exceeds 500K gates. Operating frequency is 15
It is becoming higher than 0 MHz. These large-scale circuits have a circuit configuration that performs synchronous operation with an accuracy of several tens of picoseconds by using PLL or clock tree synthesis technology for high-speed operation. Therefore, the number of transistors operating simultaneously increases due to the increase in circuit scale and speed,
There is a problem that the circuit malfunctions due to the resulting noise.
【0004】一般的なこの種の従来の第1の半導体集積
回路装置の半導体チップ上の内部領域内に並べて形成さ
れた複数のCMOS型の基本セルの1つをレイアウト平
面図で示す図4(A)を参照すると、この従来の第1の
半導体集積回路装置のCMOS型基本セルは、P型拡散
領域(P型領域)1と、N型拡散領域(N型領域)2と
を含み、P型領域1に形成されそれぞれ同一のゲート幅
Wpとゲート長Wlが2個のPチャネル型MOSトラン
ジスタP1,P2と、同様にN型領域2に形成されチャ
ネル幅Wnとチャネル長が同一の2個のNチャネル型M
OSトランジスタN1,N2とにより構成されている。FIG. 4 is a layout plan view showing one of a plurality of CMOS basic cells formed side by side in an internal region on a semiconductor chip of a general first semiconductor integrated circuit device of this kind. Referring to FIG. 1A, the CMOS basic cell of the first conventional semiconductor integrated circuit device includes a P-type diffusion region (P-type region) 1 and an N-type diffusion region (N-type region) 2; P-channel MOS transistors P1 and P2 formed in the n-type region 1 and having the same gate width Wp and gate length Wl, respectively, and two P-channel MOS transistors similarly formed in the n-type region 2 and having the same channel width Wn and channel length. N-channel type M
It is composed of OS transistors N1 and N2.
【0005】P型領域1内にPチャネル型MOSトラン
ジスタP1,P2のソ−ス/ドレイン(トランジスタ)
領域を含み、N型領域2内にNチャネル型MOSトラン
ジスタN1,N2のトランジスタ領域を含む。Source / drain (transistor) of P-channel MOS transistors P1 and P2 in P-type region 1
The N-type region 2 includes transistor regions of N-channel MOS transistors N1 and N2.
【0006】P,N各チャネル型MOSトランジスタP
1,N1の組及びP2,N2の組はそれぞれポリシリコ
ンで形成した共通のゲ−ト電極(ポリシリゲート)GC
1,GC2を有して構成される。P, N channel type MOS transistor P
The set of N1, N1 and the set of P2, N2 are each a common gate electrode (polysilicide) GC formed of polysilicon.
1 and GC2.
【0007】また、このレイアウト平面図には、設計支
援用に基本セルの各部の位置座標である配線格子(×
印)を指示する横方向の格子K1〜K12と縦方向の格
子KA〜KCを示す。公知のようにこの種の半導体集積
回路装置では、全ての配線をこれらの格子に沿って配設
する。Further, in this layout plan view, a wiring grid (×
) Indicate horizontal grids K1 to K12 and vertical grids KA to KC. As is well known, in this type of semiconductor integrated circuit device, all wirings are arranged along these lattices.
【0008】この基本セルの回路構成を回路図で示す図
4(B)を参照すると、トランジスタP1,P2はソー
ス同志が共通接続されこの共通接続点にソース端子SP
が接続され、各々のドレインがそれぞれ端子DP1,D
P2に接続される。トランジスタN1,N2はソース同
志が共通接続され、この共通接続点にソース端子SNが
接続され、各々のドレインがそれぞれ端子DN1,DN
2に接続される。トランジスタP1,N1の各々のゲー
ト端子同志及びトランジスタP2,N2の各々のゲート
端子同志はそれぞれ共通接続されそれぞれゲート電極G
C1,GC2上のゲート端子G1,G2に接続される。Referring to FIG. 4B which shows a circuit diagram of the basic cell, the transistors P1 and P2 have their sources connected in common, and the source terminal SP is connected to the common connection point.
Are connected, and the respective drains are connected to terminals DP1 and D2, respectively.
Connected to P2. Sources of the transistors N1 and N2 are commonly connected to each other, a source terminal SN is connected to the common connection point, and respective drains are connected to terminals DN1 and DN, respectively.
2 is connected. The gate terminals of the transistors P1 and N1 and the gate terminals of the transistors P2 and N2 are commonly connected to each other, and the respective gate electrodes G are connected.
It is connected to gate terminals G1 and G2 on C1 and GC2.
【0009】この基本セルを縦横に敷詰めることによ
り、ゲートアレイ型の半導体集積回路装置の下地を構成
する。By laying out the basic cells vertically and horizontally, a base of a gate array type semiconductor integrated circuit device is formed.
【0010】次に、図4の基本セルで構成したインバー
タ回路のレイアウト図とその回路構成及び等価回路をそ
れぞれ示す図5(A),(B),(C)を参照すると、
この図では説明の便宜上トランジスタP1,N1のみか
ら成る1つのインバータ回路I1の構成を示す。この回
路は電源VDD及び接地GND用のアルミニュームの配
線W1,W3の各々を格子KB−K3(KBとK3の交
点の×を示す)及び格子KB−K10の各々に配設され
それぞれ電極SP,SNに対応するコンタクトC1,C
2に接続し、出力用の配線W3を格子KA−K5,KA
−K8の各々に配設されそれぞれ電極DP1,DN1に
対応するコンタクトC3,C4に接続してこのコンタク
トC3を出力端子TOとし、入力用の配線W4により格
子KA−K6に配設した入力端子TIに対応するコンタ
クトC5と格子KA−K7で電極G1対応のゲート電極
GC1とを接続する。Next, referring to FIGS. 5A, 5B and 5C which respectively show a layout diagram of an inverter circuit constituted by the basic cells of FIG. 4 and its circuit configuration and equivalent circuit, respectively.
This figure shows a configuration of one inverter circuit I1 including only transistors P1 and N1 for convenience of explanation. In this circuit, aluminum wirings W1 and W3 for power supply VDD and ground GND are respectively disposed on lattice KB-K3 (indicating the crossing point of KB and K3) and lattice KB-K10 and electrodes SP, Contact C1, C corresponding to SN
2 and output wiring W3 is connected to lattices KA-K5 and KA
-K8 connected to the contacts C3 and C4 respectively corresponding to the electrodes DP1 and DN1 to make this contact C3 an output terminal TO, and the input terminal TI arranged on the grid KA-K6 by the input wiring W4. And the gate electrode GC1 corresponding to the electrode G1 is connected to the contact C5 corresponding to the gate electrode GC1 by the lattice KA-K7.
【0011】次に、図5を参照して、従来の半導体集積
回路装置の動作について説明すると、まず、入力端子T
IのレベルがLレベルからHレベルに変化した場合は、
トランジスタP1が遮断状態にトランジスタN1が導通
状態にそれぞれ変化し、出力端子TOのレベルは、Hレ
ベルからLレベルに変化する。逆に、入力端子TIのレ
ベルがHレベルからLレベルに変化した場合は、トラン
ジスタP1が遮断状態から導通状態にトランジスタN1
が導通状態から遮断状態にそれぞれ変化し、出力端子T
Oのレベルは、LレベルからHレベルに変化する。Next, the operation of the conventional semiconductor integrated circuit device will be described with reference to FIG.
When the level of I changes from L level to H level,
The transistor P1 changes to the cut-off state and the transistor N1 changes to the conductive state, and the level of the output terminal TO changes from the H level to the L level. Conversely, when the level of the input terminal TI changes from the H level to the L level, the transistor P1 changes from the cut-off state to the conductive state.
Changes from the conducting state to the blocking state, and the output terminal T
The level of O changes from L level to H level.
【0012】これらの動作の瞬間にはインバータ回路I
1の入力端子TIはH,Lのいずれのレベルでもない中
間レベルになるため、電源VDDから接地GNDにわず
かな瞬間電流が流れ、ノイズ発生要因となる。これはイ
ンバータ回路に限らず、この基本セルで構成するNAN
D回路やNOR回路等の全ての論理回路において同様で
ある。At the moment of these operations, the inverter circuit I
Since the input terminal TI of 1 has an intermediate level other than H or L, a slight instantaneous current flows from the power supply VDD to the ground GND, which causes noise. This is not limited to the inverter circuit.
The same applies to all logic circuits such as the D circuit and the NOR circuit.
【0013】上述したように、ゲートアレイ型の半導体
集積回路装置は、これらインバータ回路やNAND回路
やOR回路等の基本回路を敷き詰めたの下地回路上に構
成し、これらを組合わせることで一つのLSIを構成す
る。したがって、上述した0.5μmルール以下で搭載
回路規模が500Kゲートを超え動作周波数も150M
Hz以上の大規模回路は、高集積度化・高速化によっ
て、同時動作するトランジスタ数が増大し、その結果生
じる上記ノイズによって回路が誤動作してしまうという
問題が生じている。As described above, a gate array type semiconductor integrated circuit device is formed on a base circuit in which basic circuits such as an inverter circuit, a NAND circuit and an OR circuit are laid, and these are combined to form one circuit. Construct an LSI. Therefore, when the above-mentioned 0.5 μm rule or less, the mounted circuit scale exceeds 500K gates and the operating frequency is 150M.
In a large-scale circuit of Hz or higher, the number of simultaneously operating transistors increases due to the increase in the degree of integration and the speed of operation, and the circuit malfunctions due to the resulting noise.
【0014】一方、従来の0.8μmルール以上で中集
積度の一般的なゲートアレイ型半導体集積回路装置にお
いても、LSI外部への信号を出力するサイズの大きい
外部出力バッファの同時動作によるノイズ発生の問題が
ある。その対策として特開平3−290721号公報
(文献1)及び特開平4−249421号公報(文献
2)記載の従来の第2の半導体集積回路装置は、遅延回
路等を用いて複数の外部出力バッファの動作タイミング
をずらし、同時動作を回避するものである。On the other hand, even in a conventional gate array type semiconductor integrated circuit device having a medium density of 0.8 μm or more, noise is generated due to simultaneous operation of a large external output buffer for outputting a signal to the outside of the LSI. There is a problem. As a countermeasure, a second conventional semiconductor integrated circuit device described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-290721 (Document 1) and 4-249421 (Document 2) uses a plurality of external output buffers using a delay circuit or the like. Are shifted to avoid simultaneous operation.
【0015】また、特開平1−119051号公報(文
献3)記載の従来の第3の半導体集積回路装置は、同時
動作するトランジスタの回路定数を変化させて動作のタ
イミングをずらすことにより同時動作を回避するもの
で、下地が固定されるゲートアレイ型半導体集積回路装
置では、トランジスタのソース・ドレインのコンタクト
の配置及び数を変化させることで実現している。Further, a third conventional semiconductor integrated circuit device according JP flat 1 -119051 discloses (Document 3), simultaneous operation by shifting the timing of operation by changing the circuit constant of the transistor operated simultaneously In a gate array type semiconductor integrated circuit device in which the base is fixed, this is realized by changing the arrangement and the number of the source / drain contacts of the transistor.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第1の
半導体集積回路装置は、大規模回路が同時動作すること
により、多数のトランジスタが同時動作する瞬間に流れ
る大電流に起因するノイズが発生し、回路が誤動作して
しまうという欠点があった。In the above-mentioned first conventional semiconductor integrated circuit device, noise caused by a large current flowing at the moment when a large number of transistors simultaneously operate is generated by simultaneous operation of large-scale circuits. However, there is a disadvantage that the circuit malfunctions.
【0017】遅延回路の追加により出力バッファの動作
タイミングをずらすことにより、上記欠点の緩和を図っ
た従来の第2の半導体集積回路装置は、原回路の規模が
大きくそれにさらに上記付加回路を追加することは回路
規模をさらに増大させ非現実的であるので、適用困難で
あるという欠点があった。The conventional second semiconductor integrated circuit device in which the above-mentioned disadvantages are alleviated by shifting the operation timing of the output buffer by adding a delay circuit has a large original circuit and further adds the additional circuit. This has the drawback that it is difficult to apply since it is impractical to further increase the circuit scale.
【0018】また、トランジスタのソース・ドレインの
コンタクトの配置及び数を変化させることにより動作タ
イミングをずらして上記欠点の緩和を図った従来の第3
の半導体集積回路装置は、本発明対象である0.5μm
(以下)ルールの大規模ゲートアレイのプロセスでは、
高速化のためトランジスタのソース・ドレインをシリサ
イド化しており、コンタクトの数・配置でのトランジス
タ定数の変化はほとんどないため適用が不可能であると
いう欠点があった。[0018] Further, by changing the arrangement and number of the source / drain contacts of the transistor, the operation timing is shifted so as to alleviate the above-mentioned disadvantage.
Of the present invention is 0.5 μm
(Below) In the process of large-scale gate array of rules,
The source / drain of the transistor is silicided for speeding up, and there is a disadvantage that the transistor constant is hardly changed depending on the number and arrangement of the contacts, so that application is impossible.
【0019】本発明の目的は、大規模回路を搭載し同時
動作させた場合でも動作ノイズによる誤動作を抑圧した
高集積度のゲートアレイ型の半導体集積回路装置を提供
することにある。An object of the present invention is to provide a highly integrated gate array type semiconductor integrated circuit device which suppresses a malfunction due to operation noise even when a large-scale circuit is mounted and operated simultaneously.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、複数個のCMOS型基本セルを縦及び横の各方
向に配列して構成したゲートアレイ方式の半導体集積回
路装置において、前記CMOS型基本セルが、第1の導
電型の拡散領域に形成された第1のトランジスタ領域を
共有し各々がドレイン及びソースを並列接続し所定のゲ
ート幅をN分割した分割ゲート幅のN個の分割トランジ
スタから成る第1の導電型の第1,第2のトランジスタ
と、 前記第1のトランジスタ領域に隣接して配置された
第2の導電型の拡散領域に形成された第2のトランジス
タ領域を共有し各々がドレイン及びソースを並列接続し
た前記分割ゲート幅のN個の分割トランジスタから成る
第2の導電型の第3,第4のトランジスタと、 それぞれ
ポリシリコンで形成され前記第1及び第3のトランジス
タの共通の第1のゲート電極及び前記第2及び第4のト
ランジスタの共通の第2のゲート電極と、 前記ポリシリ
コンで形成され前記第1〜第4のトランジスタの各々を
構成する前記N個の分割トランジスタの各々のゲートを
直列に接続するN−1個の抵抗素子とを備えて構成され
ている。The semiconductor integrated circuit device of the present invention According to an aspect of the semiconductor integrated circuit device of the gate array type constructed by arranging several CMOS type basic cells double in the vertical and the direction of the lateral, the The CMOS type basic cell is the first conductive type.
The first transistor region formed in the electrical diffusion region is
Sharing the first, each drain and connected in parallel to the predetermined gate <br/> over-wide source of N divided transistors of split gate width divided by N of the first conductivity type Ru formed, the second transistor
And disposed adjacent to the first transistor region.
A second transistor formed in the diffusion region of the second conductivity type
Each share a drain region and a drain and source connected in parallel.
And N divided transistors having the divided gate width.
Third and fourth transistors of the second conductivity type, respectively
The first and third transistors formed of polysilicon;
A common first gate electrode and the second and fourth gates.
A common second gate electrode of the transistor and the polysilicon
Each of the first to fourth transistors formed by
The gate of each of the N divided transistors constituting
It is constituted by a N -1 single resistor elements to connect in series.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態をの半
導体集積回路装置の基本セルの1つをレイアウト平面図
で示す図1(A)を参照すると、この図に示す本実施の
形態の半導体集積回路装置の基本セルは、P型拡散領域
(P型領域)1と、N型拡散領域(N型領域)2とを含
み、P型領域1に形成され従来と同一のゲート長Wlで
従来の1/2のゲート幅Wp/2の4個のPチャネル型
MOSトランジスタP1A,P1B,P2A,P2B
と、同様にN型領域2に形成されゲート幅Wn/4の4
個のNチャネル型MOSトランジスタN1A,N1B,
N2A,N2Bとにより構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring now to FIG. 1A, which shows a layout plan view of one of the basic cells of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. The basic cell of the semiconductor integrated circuit device according to the embodiment includes a P-type diffusion region (P-type region) 1 and an N-type diffusion region (N-type region) 2, and is formed in the P-type region 1 and has the same gate length as the conventional one. Wl, four P-channel MOS transistors P1A, P1B, P2A, P2B having a gate width Wp / 2 of 1/2 of the prior art.
And 4 of the gate width Wn / 4 similarly formed in the N-type region 2.
N-channel MOS transistors N1A, N1B,
N2A and N2B.
【0022】P型領域1内にPチャネル型MOSトラン
ジスタP1A,P1B,P2A,P2Bのソ−ス/ドレ
イン(トランジスタ)領域を含み、N型領域2内にNチ
ャネル型MOSトランジスタN1A,N1B,N2A,
N2Bのトランジスタ領域を含む。The P-type region 1 includes source / drain (transistor) regions of P-channel MOS transistors P1A, P1B, P2A, P2B, and the N-type region 2 includes N-channel MOS transistors N1A, N1B, N2A. ,
Includes N2B transistor region.
【0023】P,N各チャネル型MOSトランジスタP
1A,P1B,N1A,N1Bの組及びP2A,P2
B,N2A,N2Bの組はそれぞれポリシリコンで形成
した共通のゲ−ト電極(ポリシリゲート)GC1A,G
C2Aを有して構成される。上述のように、ゲート幅を
2分割する、すなわちトランジスタを折り返すレイアウ
トとし、その折り返し部分で生じるゲート電極GC1
A,GC2Aの各々の冗長部分を抵抗RP1,RP2,
RN1,RN2としている。P and N channel type MOS transistors P
A set of 1A, P1B, N1A, N1B and P2A, P2
A set of B, N2A, N2B is a common gate electrode (polysilicide) GC1A, G formed of polysilicon, respectively.
It is configured to have C2A. As described above, the gate width is divided into two, that is, the transistor is folded so that the gate electrode GC1 is formed at the folded portion.
A, GC2A are respectively connected to resistors RP1, RP2,
RN1 and RN2.
【0024】また、このレイアウト平面図には、従来と
同様に、設計支援用に基本セルの各部の位置座標である
配線格子(×印)を指示する横方向の格子K1〜K6と
縦方向の格子KA〜KEを示す。In the layout plan view, as in the conventional case, the horizontal grids K1 to K6 and the vertical grids K1 to K6 indicating the wiring grids (marked by X) which are the position coordinates of each part of the basic cell are provided for design support. 4 shows lattices KA to KE.
【0025】この基本セルの回路構成を回路図で示す図
1(B)を参照すると、トランジスタP1A,P1Bは
ドレイン同志が共通接続されこの共通接続点にドレイン
端子DP1が接続され、トランジスタP1Aのソースが
ソース端子SP1に接続される。トランジスタP2A,
P2Bはドレイン同志が共通接続されこの共通接続点に
ドレイン端子DP2が接続され、トランジスタP2Aの
ソースがソース端子SP2に接続される。トランジスタ
P1B,P2Bはソース同志が共通接続されこの共通接
続点にソース端子SPが接続される。トランジスタN1
A,N1Bはドレイン同志が共通接続されこの共通接続
点にドレイン端子DN1が接続され、トランジスタN1
Aのソースがソース端子SN1に接続される。トランジ
スタN2A,N2Bはドレイン同志が共通接続されこの
共通接続点にドレイン端子DN2が接続され、トランジ
スタN2Aのソースがソース端子SN2に接続される。
トランジスタN1B,N2Bはソース同志が共通接続さ
れこの共通接続点にソース端子SNが接続される。Referring to FIG. 1B, which shows a circuit configuration of the basic cell in a circuit diagram, the drains of transistors P1A and P1B are commonly connected, a drain terminal DP1 is connected to this common connection point, and the source of transistor P1A is connected. Is connected to the source terminal SP1. Transistor P2A,
The drains of P2B are commonly connected, the drain terminal DP2 is connected to this common connection point, and the source of the transistor P2A is connected to the source terminal SP2. The sources of the transistors P1B and P2B are commonly connected, and the source terminal SP is connected to this common connection point. Transistor N1
The drains A and N1B are commonly connected to each other, and a drain terminal DN1 is connected to this common connection point to form a transistor N1B.
The source of A is connected to the source terminal SN1. The drains of the transistors N2A and N2B are commonly connected, the drain terminal DN2 is connected to this common connection point, and the source of the transistor N2A is connected to the source terminal SN2.
The sources of the transistors N1B and N2B are commonly connected, and the source terminal SN is connected to this common connection point.
【0026】トランジスタP1A,N1Aの各々のゲー
ト端子同志及びトランジスタP2A,N2Aの各々のゲ
ート端子同志はそれぞれ共通接続されそれぞれゲート電
極GC1A,GC2A上のゲート端子G1,G2に接続
される。The gate terminals of the transistors P1A and N1A and the gate terminals of the transistors P2A and N2A are commonly connected to the gate terminals G1 and G2 on the gate electrodes GC1A and GC2A, respectively.
【0027】次に、図1の基本セルで構成したインバー
タ回路のレイアウト図とその回路構成及び等価回路をそ
れぞれ示す図2(A),(B),(C)を参照すると、
この図では説明の便宜上トランジスタP1A,P1B,
N1A,N1Bのみから成る1つのインバータ回路I2
の構成を示す。この回路は電源VDDのアルミニューム
の配線W1を格子KA−K1及び格子KC−K1の各々
に配設されそれぞれ電極SP1,SPに対応するコンタ
クトC1A,C1Bに接続し、接地GND用の配線W3
を格子KA−K6及び格子KC−K6の各々に配設され
電極SN1,SNに対応するコンタクトC2A,C2B
に接続し、出力用の配線W3を格子KB−K2,KB−
K5の各々に配設されそれぞれ電極DP1,DN1に対
応するコンタクトC3,C4に接続してこのコンタクト
C3を出力端子TOとし、入力用の配線W4により格子
KA−K3に配設した入力端子TIに対応するコンタク
トC5と格子KA−K4で電極G1対応のゲート電極G
C1Aとを接続する。Next, referring to FIGS. 2A, 2B and 2C which respectively show a layout diagram of an inverter circuit constituted by the basic cells of FIG.
In this figure, the transistors P1A, P1B,
One inverter circuit I2 consisting of only N1A and N1B
Is shown. This circuit connects the aluminum wiring W1 of the power supply VDD to the contacts C1A and C1B disposed on each of the grids KA-K1 and KC-K1 and corresponding to the electrodes SP1 and SP, respectively, and the wiring W3 for the ground GND.
Are disposed on each of the lattices KA-K6 and KC-K6, and the contacts C2A and C2B corresponding to the electrodes SN1 and SN.
And the output wiring W3 is connected to the lattice KB-K2, KB-
K5 is connected to the contacts C3 and C4 corresponding to the electrodes DP1 and DN1, respectively, and the contact C3 is used as the output terminal TO. The input terminal W is connected to the input terminal TI provided on the lattice KA-K3 by the input wiring W4. Gate electrode G corresponding to electrode G1 with corresponding contact C5 and lattice KA-K4
Connect to C1A.
【0028】すなわち、トランジスタP1A,P1B及
びトランジスタN1A,N1Bの各々の組はそれぞれド
レイン,ソース同志が並列接続し、ゲート同志が抵抗R
P1及びRN1をそれぞれ介して並列接続している。し
たがって、静的状態の等価のトランジスタ能力はゲート
幅がWp/2と1/2であるのにも拘らず従来のトラン
ジスタP1,N1と同一となる。That is, in each set of the transistors P1A and P1B and the transistors N1A and N1B, the drain and source are connected in parallel, and the gate is connected to the resistor R.
They are connected in parallel via P1 and RN1, respectively. Therefore, the equivalent transistor capability in the static state is the same as the conventional transistors P1 and N1, even though the gate widths are Wp / 2 and 1/2.
【0029】次に、図2を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、入力端子TIのレベルがLレベル
からHレベルに変化した場合は、まず、トランジスタP
1Aが遮断状態にトランジスタN1Aが導通状態にそれ
ぞれ変化し、同時に端子TIのレベル変化が抵抗RP
1,RN1を経由してトランジスタP1B,N1Bに伝
達しこれら抵抗とトランジスタの入力容量を含む寄生容
量によりわずかに遅れてこれらトランジスタP1Bが遮
断状態にトランジスタN1Bが導通状態にそれぞれ変化
することにより出力端子TOのレベルは、Hレベルから
Lレベルに変化する。逆に、入力端子TIのレベルがH
レベルからLレベルに変化した場合は、トランジスタP
1Aが遮断状態から導通状態にトランジスタN1Aが導
通状態から遮断状態にそれぞれ変化するとともに抵抗R
P1,RN1によりわずかに遅れてトランジスタP1B
が導通状態にトランジスタN1Bが遮断状態にそれぞれ
変化し、出力端子TOのレベルは、LレベルからHレベ
ルに変化する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 2. When the level of the input terminal TI changes from L level to H level, first, the transistor P
1A is turned off and the transistor N1A is turned on, and at the same time, the level change of the terminal TI is caused by the resistance RP.
1 and RN1 to the transistors P1B and N1B, and the transistor P1B is turned off and the transistor N1B is turned on with a slight delay due to the resistance and the parasitic capacitance including the input capacitance of the transistor. The level of TO changes from H level to L level. Conversely, when the level of the input terminal TI is H
When the level changes from L level to L level, the transistor P
1A changes from the cut-off state to the conductive state, and the transistor N1A changes from the conductive state to the cut-off state.
The transistor P1B is slightly delayed by P1 and RN1.
Is turned on and the transistor N1B is turned off, and the level of the output terminal TO changes from L level to H level.
【0030】このように、個々のトランジスタのゲート
幅は従来の基本セルのトランジスタのゲート幅の1/2
となっていれため、各トランジスタの動作時の状態遷移
により流れる瞬間電流は小さくなる。すなわち、従来の
1個分のトランジスタが2分割されてその各々が時間的
なずれをもって動作することにより瞬間電流が流れるタ
イミングが分散されるため、時間的な電流ピークが小さ
くなり、これにより生じるノイズも低減する。一方、静
的な電流能力は従来と同等であるので、回路の駆動能力
は同等の水準を保持でき、したがって、従来の回路にそ
のまま置換することが可能である。As described above, the gate width of each transistor is 1 / of the gate width of the transistor of the conventional basic cell.
Therefore, the instantaneous current flowing due to the state transition during the operation of each transistor becomes small. That is, the conventional transistor is divided into two parts, each of which operates with a time lag, thereby dispersing the timing at which the instantaneous current flows, so that the temporal current peak is reduced and the noise generated by this is reduced. Is also reduced. On the other hand, since the static current capability is equivalent to the conventional one, the driving capability of the circuit can be maintained at the same level, and therefore, it is possible to replace the conventional circuit as it is.
【0031】また、上述のように、この基本セルのレイ
アウトでは、トランジスタを折り返すレイアウトとし、
その折り返し部分で生じるゲート電極の冗長部分を折り
返したトランジスタのゲート入力遅延用の抵抗としてい
るため、面積的に従来の基本セルに比べても大きくなら
ず、高集積の阻害要因にはならない。As described above, the layout of the basic cell is such that the transistor is folded back.
Since the redundant portion of the gate electrode generated at the folded portion is used as a gate input delay resistor of the folded transistor, the area is not larger than that of a conventional basic cell, and does not become a hindrance to high integration.
【0032】次に、本発明の第2の実施の形態の基本セ
ルを平面図で示す図3を参照すると、この実施の形態の
前述の第1の実施の形態との相違点は、ゲート幅を1/
4Wp,1/4Wnとし、基本セルの分割数を増やし4
分割とし、従来のトランジスタP1,P2,N1,N2
の各々に対応するトランジスタP1A,P1B,P1
C,P1D,P2A,P2B,P2C,P2D及びトラ
ンジスタN1A,N1B,N1C,N1D,N2A,N
2B,N2C,N2Dを備えることである。Next, referring to FIG. 3, which is a plan view showing a basic cell according to a second embodiment of the present invention, the difference between this embodiment and the first embodiment is the gate width. To 1 /
4Wp, 1 / 4Wn, and the number of basic cell divisions is increased to 4
Divided, the conventional transistors P1, P2, N1, N2
Of transistors P1A, P1B, P1 corresponding to
C, P1D, P2A, P2B, P2C, P2D and transistors N1A, N1B, N1C, N1D, N2A, N
2B, N2C, and N2D.
【0033】これに対応してトランジスタP1A,P1
Bの各々のゲート間,P1B,P1Cの各々のゲート間
及びトランジスタP1C,P1Dの各々のゲート間にそ
れぞれ抵抗RP1A,RP1B,RP1Cを、トランジ
スタP2A,P2Bの各々のゲート間,トランジスタP
2B,P2Cの各々のゲート間及びトランジスタP2
C,P2Dの各々のゲート間にそれぞれ抵抗RP2A,
RP2B,RP2Cを備える。同様に、トランジスタN
1A,N1Bの各々のゲート間,トランジスタN1B,
N1Cの各々のゲート間及びトランジスタN1C,N1
Dの各々のゲート間にそれぞれ抵抗RN1A,RN1
B,RN1Cを、トランジスタN2A,N2Bの各々の
ゲート間,トランジスタN2B,N2Cの各々のゲート
間及びトランジスタN2C,N2Dの各々のゲート間に
それぞれ抵抗RN2A,RN2B,RN2Cを備える。In response, the transistors P1A, P1
B, the resistors RP1A, RP1B, RP1C, the gates of the transistors P2A, P2B, the gates of the transistors P2A, P2C, and the gates of the transistors P2A, P2B.
2B, between the gates of P2C and the transistor P2
A resistor RP2A between each gate of C and P2D,
RP2B and RP2C are provided. Similarly, transistor N
1A, between the gates of N1B, transistors N1B,
N1C between each gate and transistors N1C, N1
A resistor RN1A, RN1 between each gate of D
B and RN1C are provided with resistors RN2A, RN2B and RN2C between the gates of the transistors N2A and N2B, between the gates of the transistors N2B and N2C, and between the gates of the transistors N2C and N2D, respectively.
【0034】本実施の形態は第1の実施の形態に比較し
て同一能力の回路の場合は面積的にはやや大きくなる
が、瞬間電流がさらに分散されるため、今後一層増加す
る傾向にある同時動作によるこの種のノイズ低減には一
層優れている。In this embodiment, the area of the circuit having the same capacity is slightly larger than that of the first embodiment, but the instantaneous current is further dispersed, so that it will tend to increase in the future. This type of noise reduction by simultaneous operation is even better.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体集
積回路装置は、基本セル内の各トランジスタのゲート幅
をN分割し、分割したトランジスタの各々のゲートを直
列に接続するN−1個の抵抗素子を付加して遅延回路と
して動作するようにしたので、各回路の1個分のトラン
ジスタの各々に対応する1/NサイズのトランジスタN
個が相互に時間ずれを有して動作することにより、レベ
ル遷移動作時の瞬間電流値が低減され、大規模回路の同
時動作による誤動作要因を抑圧できるという効果があ
る。As described above, in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, the gate width of each transistor in the basic cell is divided by N , and each gate of the divided transistor is directly connected.
A delay circuit by adding N-1 resistance elements connected to the column
Transistor N of and so was to operate, 1 / N size corresponding to each of one of the transistor in each circuit
Since the components operate with a time lag from each other, the instantaneous current value at the time of the level transition operation is reduced, and there is an effect that a malfunction factor due to simultaneous operation of the large-scale circuit can be suppressed.
【図1】本発明の半導体集積回路装置の第1の実施の形
態を示す平面図及び回路図である。FIG. 1 is a plan view and a circuit diagram showing a first embodiment of a semiconductor integrated circuit device of the present invention.
【図2】本実施の形態の半導体集積回路装置で構成した
インバータ回路の一例を示す平面図とその回路図及び等
価回路を示す回路図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of an inverter circuit formed by the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, a circuit diagram thereof, and a circuit diagram showing an equivalent circuit.
【図3】本発明の半導体集積回路装置の第2の実施の形
態を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the semiconductor integrated circuit device of the present invention.
【図4】従来の半導体集積回路装置の一例を示す平面図
及び回路図である。FIG. 4 is a plan view and a circuit diagram showing an example of a conventional semiconductor integrated circuit device.
【図5】従来の半導体集積回路装置で構成したインバー
タ回路の一例を示す平面図とその回路図及び等価回路を
示す回路図である。FIG. 5 is a plan view showing an example of an inverter circuit constituted by a conventional semiconductor integrated circuit device, a circuit diagram thereof, and a circuit diagram showing an equivalent circuit.
1 P型領域 2 N型領域 N1,N2,N1A,N1B,N1C,N1D,N2
A,N2B,N2C,N2D,P1,P2,P1A,P
1B,P1C,P1D,P2A,P2B,P2C,P2
D トランジスタ C1〜C5 コンタクト GC1,GC2,GC1A,GC2A,GC1B,GC
2B ゲート電極 RN1,RN2,RP1,RP2,RN1A,RN1
B,RN2A,RN2B,RP1A,RP1B,RP2
A,RP2B 抵抗 W1〜W4 配線1 P-type region 2 N-type region N1, N2, N1A, N1B, N1C, N1D, N2
A, N2B, N2C, N2D, P1, P2, P1A, P
1B, P1C, P1D, P2A, P2B, P2C, P2
D transistors C1 to C5 contacts GC1, GC2, GC1A, GC2A, GC1B, GC
2B Gate electrodes RN1, RN2, RP1, RP2, RN1A, RN1
B, RN2A, RN2B, RP1A, RP1B, RP2
A, RP2B resistance W1-W4 wiring
Claims (4)
の各方向に配列して構成したゲートアレイ方式の半導体
集積回路装置において、前記CMOS型基本セルが、第1の導電型の拡散領域に
形成された第1のトランジスタ領域を共有し 各々がドレ
イン及びソースを並列接続し所定のゲート幅をN分割し
た分割ゲート幅のN個の分割トランジスタから成る第1
の導電型の第1,第2のトランジスタと、 前記第1のトランジスタ領域に隣接して配置された第2
の導電型の拡散領域に形成された第2のトランジスタ領
域を共有し各々がドレイン及びソースを並列接続した前
記分割ゲート幅のN個の分割トランジスタから成る第2
の導電型の第3,第4のトランジスタと、 それぞれポリシリコンで形成され前記第1及び第3のト
ランジスタの共通の第1のゲート電極及び前記第2及び
第4のトランジスタの共通の第2のゲート電極と、 前記ポリシリコンで形成され 前記第1〜第4のトランジ
スタの各々を構成する前記N個の分割トランジスタの各
々のゲートを直列に接続するN−1個の抵抗素子とを備
えることを特徴とする半導体集積回路装置。1. A semiconductor integrated circuit device of the gate array type constructed by arranging multiple several CMOS type basic cells in the vertical and the direction of the transverse, the CMOS-type basic cell, the diffusion of the first conductivity type In the area
The each share a first transistor region is formed Ru formed parallel connection of drain <br/> in and source a predetermined gate width from the N divide transistor of split gate width divided by N 1
A first transistor and a second transistor of the first conductivity type, and a second transistor disposed adjacent to the first transistor region.
Transistor region formed in the conductive diffusion region of
Before sharing drains and sources in parallel
The second is composed of N divided transistors having the divided gate width.
And the third and fourth transistors of the conductivity type, respectively, and the first and third transistors formed of polysilicon , respectively.
A common first gate electrode of the transistor and the second and
Fourth and common second gate electrode of the transistor, to connect the gate of each of the N divided transistors are formed in the polysilicon constituting each of the first to fourth transistors in series N the semiconductor integrated circuit device characterized by comprising a -1 resistive element.
第2のゲート電極の前記N分割後の前記拡散領域範囲外
の領域に形成されることを特徴とする請求項1記載の半
導体集積回路装置。2. A pre-Symbol N -1 single resistor elements, the first,
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein formed in the diffusion region outside the region after the N-divided characterized Rukoto the second gate electrode.
3及び第4のトランジスタの各々が、各々のドレイン及
びソースを並列接続し前記所定のゲート幅を2分割した
分割ゲート幅の第1,第2の分割トランジスタから成
り、 前記第1,第2の分割トランジスタの各々のゲート間を
接続する1個の抵抗素子を備え、 前記第1のトランジスタの前記第1の分割トランジスタ
のゲートと前記第3のトランジスタの前記第1の分割ト
ランジスタのゲートとを共通接続して第1の入力端子を
構成し、前記2のトランジスタの前記第1の分割トラン
ジスタのゲートと前記第4のトランジスタの前記第1の
分割トランジスタのゲートとを共通接続して第2の入力
端子を構成することを特徴とする請求項1記載の半導体
集積回路装置。3. The transistor according to claim 1, wherein N is 2, and each of the first, second, third and fourth transistors has its drain and source connected in parallel to divide the predetermined gate width into two.
The first transistor includes a first and a second divided transistor having a divided gate width, and includes one resistive element that connects between the gates of the first and the second divided transistors. The gate of the split transistor and the gate of the first split transistor of the third transistor are commonly connected to form a first input terminal, and the gate of the first split transistor of the two transistors and the gate of the first transistor are connected to each other. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the second input terminal is formed by commonly connecting the gates of said four transistors to said first divided transistor.
3及び第4のトランジスタの各々が、前記所定のゲート
幅を4分割した分割ゲート幅の第1〜第4の分割トラン
ジスタから成ることを特徴とする請求項1記載の半導体
集積回路装置。Wherein said Ri N is 4 der, the first, second,
Each of the third and fourth transistors is connected to the predetermined gate.
The first to fourth divided transformers each having a divided gate width obtained by dividing the width into four.
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the formed Rukoto from register.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08296324A JP3119589B2 (en) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08296324A JP3119589B2 (en) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | Semiconductor integrated circuit device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10144893A JPH10144893A (en) | 1998-05-29 |
| JP3119589B2 true JP3119589B2 (en) | 2000-12-25 |
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ID=17832071
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08296324A Expired - Fee Related JP3119589B2 (en) | 1996-11-08 | 1996-11-08 | Semiconductor integrated circuit device |
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|---|---|
| JP (1) | JP3119589B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8684702B2 (en) | 2009-03-09 | 2014-04-01 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Variable displacement pump |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100541656B1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-01-11 | 삼성전자주식회사 | Cmos device with improved performance and fabrication method thereof |
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1996
- 1996-11-08 JP JP08296324A patent/JP3119589B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US8684702B2 (en) | 2009-03-09 | 2014-04-01 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Variable displacement pump |
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| JPH10144893A (en) | 1998-05-29 |
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