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JPH0770596B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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JPH0770596B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

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JPH0770596B2
JPH0770596B2 JP58051263A JP5126383A JPH0770596B2 JP H0770596 B2 JPH0770596 B2 JP H0770596B2 JP 58051263 A JP58051263 A JP 58051263A JP 5126383 A JP5126383 A JP 5126383A JP H0770596 B2 JPH0770596 B2 JP H0770596B2
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郁郎 増田
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    • 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
    • H10D84/996Masterslice integrated circuits using combined field effect technology and bipolar technology

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体集積回路装置に係り、特に低消費電力で
高速動作が可能な半導体集積回路装置の製造方法に関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device capable of operating at high speed with low power consumption.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

近年の半導体技術の進歩により素子の微細化,高速化が
進み数ミリメートル四方の半導体チツプに数千〜数万の
高速トランジスタが集積できるようになつた。しかしな
がら、このような高集積化半導体チツプに多くの回路を
組込むと回路相互間の接続配線が長くなり、回路の動作
速度が低下する。
Recent advances in semiconductor technology have made devices finer and faster, enabling the integration of thousands to tens of thousands of high-speed transistors in a semiconductor chip of several millimeters square. However, if many circuits are incorporated in such a highly integrated semiconductor chip, the connection wiring between the circuits becomes long, and the operation speed of the circuits decreases.

また、このような高集積化回路を人手で設計するのはも
はや不可能になりつつあり、電算機による自動設計が多
用されるようになつた。電算機による自動設計では第1
図に示すように予め設計された可能回路ブロツクを半導
体チツプ上に複数個自動配置し、これらの機能回路ブロ
ツク相互間を一定のルールに従つて自動配線し、LSIを
完成させる。第1図において、10は半導体チツプであ
り、半導体チツプ10上にはブロツク列11−a,11−b,11−
cを含み各ブロツク列には予め設計された機能回路ブロ
ツク13,14,15等が配置される。そして、各ブロツク列の
周囲の余白部は機能回路ブロツク間を相互接続するため
の配線チヤネルとして割当てられ、図中に示したような
配線が電算機により行われる。なお、図中、12はLSI内
部の配線を半導体チツプの外部に引出すためのボンデイ
ングパツドである。機能回路ブロツクとしては、NAND回
路やNOR回路等論理ゲートのみから構成されるもの、論
理ゲートが複数組み合わされた組合せ論理回路、フリツ
プフロツプやカウンタやシフトレジスタ等の順序論理回
路,バツフア回路等が予め設計されている。第2図
(A)は機能回路ブロツクの一例で2入力NAND回路のシ
ンボル図である。図において、20は機能回路ブロツクの
領域を示し、21,22は入力端子、23は出力端子である。
また、第2図(B)は2入力NAND回路の構成例を示す。
この回路はTTL NAND回路として周知であり、その構成
と動作の説明は省略する。
In addition, it is no longer possible to manually design such a highly integrated circuit, and automatic design by a computer has come to be widely used. First in automatic design by computer
As shown in the figure, a plurality of pre-designed possible circuit blocks are automatically arranged on a semiconductor chip, and the functional circuit blocks are automatically wired according to a certain rule to complete an LSI. In FIG. 1, reference numeral 10 is a semiconductor chip, and on the semiconductor chip 10, there are block rows 11-a, 11-b, 11-.
Pre-designed functional circuit blocks 13, 14, 15 and the like are arranged in each block row including c. A blank space around each block row is assigned as a wiring channel for interconnecting the functional circuit blocks, and the wiring shown in the figure is performed by a computer. In the figure, reference numeral 12 is a bonding pad for pulling out the wiring inside the LSI to the outside of the semiconductor chip. As functional circuit blocks, those that consist only of logic gates such as NAND circuits and NOR circuits, combinational logic circuits that combine multiple logic gates, sequential logic circuits such as flip-flops, counters and shift registers, and buffer circuits are designed in advance. Has been done. FIG. 2A is a symbol diagram of a 2-input NAND circuit as an example of a functional circuit block. In the figure, 20 is a functional circuit block region, 21 and 22 are input terminals, and 23 is an output terminal.
Further, FIG. 2 (B) shows a configuration example of a 2-input NAND circuit.
This circuit is known as a TTL NAND circuit, and a description of its configuration and operation will be omitted.

ところで、このように自動設計されたものにおいては機
能回路ブロツク間を接続する個々の配線長は最短さまざ
まで、信号送出回路の負荷駆動能力が低いと配線による
遅延が大きくなるばかりでなく、受信側に複数の信号が
到達する時間がまちまちになり、回路の種類によつて正
常に動作しなかつたり、またはハザードが発生し、その
ハザードが次の回路を不正に動作させるなどの問題点が
ある。
By the way, in such an automatic design, the individual wiring lengths that connect the functional circuit blocks are as short as possible, and if the load driving capability of the signal transmission circuit is low, not only will the delay due to the wiring increase, but also at the receiving side. However, there is a problem in that a plurality of signals arrive at different times, the circuit does not operate normally depending on the type of the circuit, or a hazard occurs, and the hazard causes the next circuit to operate illegally.

このような問題点を解決する現実的な方法の一つは機能
回路ブロツクをすべて負荷駆動能力の高いバイポーラ回
路で構成し、配線による遅延時間と配線長のバラツキに
よる回路の遅延時間の変動を極力小さくすることであ
り、その代表的なものとしてECL回路やTTL回路を使つた
バイポーラLSIがある。しかしながら、バイポーラ回路
は本質的に消費電力が大きく高集積化に限界があり、ま
た、LSIを実装するパツケージも高価なものを使わざる
を得ない欠点がある。低消費電力で高集積化を図るには
CMOS回路が最適である。しかしながら、CMOS回路は遅延
時間の負荷依存性がバイポーラ回路に比べて格段に大き
く高速動作には極めて不都合である。CMOS回路の負荷依
存性はすべてのトランジスタのチヤネル幅/チヤネル長
を大きくして、ある程度改善することが可能である。し
かしながら、この方法による高速化には限界があり、ま
た高集積化が阻害されるという欠点がある。
One of the practical methods to solve such a problem is to configure all functional circuit blocks with bipolar circuits with high load driving capability, and to minimize fluctuations in the circuit delay time due to wiring delay time and wiring length variations. It is to make it smaller, and a typical example is a bipolar LSI using ECL circuits or TTL circuits. However, the bipolar circuit inherently consumes a large amount of power and has a limit to high integration, and also has a drawback that an expensive package for mounting an LSI must be used. To achieve high integration with low power consumption
The CMOS circuit is the best. However, the CMOS circuit has a much larger load dependency of the delay time than the bipolar circuit, and is extremely inconvenient for high-speed operation. The load dependency of the CMOS circuit can be improved to some extent by increasing the channel width / channel length of all transistors. However, there is a limit to the speedup by this method, and there is a drawback that high integration is hindered.

CMOS回路の負荷依存性を改善する他の方法に第3図に示
す従来の組み合わせ論理回路の例がある。図において30
は3入力NAND回路、31,32−a〜32−cはインバータ回
路であり、並列接続されたインバータ32−a〜32−cに
より負荷駆動能力を3倍に改善できる。しかしながら、
この方法では3入力NAND回路30の遅延時間にさらにイン
バータ31と並列インバータ32−a〜32−cの遅延時間が
加算されるため低負荷領域における遅延時間が増加する
欠点がある。また、バイポーラトランジスタ相当の駆動
能力を得るにはさらに多くの並列接続が必要になり高集
積化が阻害される欠点がある。
Another example of the conventional combinational logic circuit shown in FIG. 3 is another method for improving the load dependency of the CMOS circuit. In the figure 30
Is a 3-input NAND circuit, and 31, 32-a to 32-c are inverter circuits, and the load driving capability can be tripled by the inverters 32-a to 32-c connected in parallel. However,
In this method, the delay time of the inverter 31 and the parallel inverters 32-a to 32-c is added to the delay time of the 3-input NAND circuit 30, and therefore, the delay time in the low load region increases. Further, in order to obtain a driving capability equivalent to that of a bipolar transistor, a larger number of parallel connections are required, which has a drawback of hindering high integration.

第4図にさらに他の従来例を示す。図において41,42はC
MOS回路であり、43は中間バツフア回路である。この方
法では中間バツフアとして駆動能力の大きいトランジス
タを配置するためチツプのかなりの面積を占有するばか
りでなくCMOS回路と中間バツフアを接続する配線のため
に配線チヤネルが占有され、他の配線を行う上での障害
になる。また、CMOS回路と中間バツフア間の配線により
CMOS回路の遅延時間が大きくなる欠点がある。
FIG. 4 shows still another conventional example. In the figure, 41 and 42 are C
Reference numeral 43 is a MOS circuit, and 43 is an intermediate buffer circuit. In this method, since a transistor having a large driving capacity is arranged as an intermediate buffer, not only occupies a considerable area of the chip, but also a wiring channel is occupied for the wiring connecting the CMOS circuit and the intermediate buffer, and other wiring is required. Becomes an obstacle. In addition, the wiring between the CMOS circuit and the intermediate buffer
There is a drawback that the delay time of the CMOS circuit becomes large.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は上記した従来技術の欠点を除去し、低消費電
力,高速動作が可能な半導体集積回路装置の製造方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device capable of low power consumption and high speed operation.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

上記目的を達成するための本発明の特徴とするところ
は、1つの半導体チップ上に、デジタル信号を入力し、
上記デジタル信号の論理演算を行い、デジタル信号を出
力し、CMOSトランジスタ回路で構成されるCMOSブロック
か、出力部がバイポーラトランジスタで構成され上記出
力部を駆動する駆動部がMOSトランジスタで構成されるB
i−MOSブロックのどちらかで構成されるデジタル論理回
路ブロックを複数有し、上記CMOSブロックと上記Bi−MO
Sブロックを混在して配置する半導体集積回路装置の製
造方法において、少なくとも1つの上記デジタル論理回
路ブロックは、このデジタル論理回路ブロックに接続さ
れる他のデジタル論理回路ブロックの負荷が、上記CMOS
ブロックの負荷に対する遅延時間が上記Bi−MOSブロッ
クの負荷に対する遅延時間より小さい第1の負荷領域に
あるなら、上記CMOSブロックを選択し、少なくとも1つ
の他の上記デジタル論理回路ブロックは、このデジタル
論理回路ブロックに接続される他のデジタル論理回路ブ
ロックの負荷が、上記CMOSブロックの負荷に対する遅延
時間が上記Bi−MOSブロックの負荷に対する遅延時間よ
り大きい第2の負荷領域にあるなら、上記Bi−MOSブロ
ックを選択することにある。
The feature of the present invention for achieving the above object is to input a digital signal onto one semiconductor chip,
A CMOS block configured by performing a logical operation on the digital signal and outputting a digital signal and including a CMOS transistor circuit, or an output unit configured by a bipolar transistor and a drive unit driving the output unit configured by a MOS transistor B
It has a plurality of digital logic circuit blocks each composed of one of the i-MOS blocks, the CMOS block and the Bi-MO
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which S blocks are mixedly arranged, at least one of the digital logic circuit blocks has a load of another digital logic circuit block connected to this digital logic circuit block,
If the delay time with respect to the load of the block is in the first load region smaller than the delay time with respect to the load of the Bi-MOS block, the CMOS block is selected, and at least one other digital logic circuit block selects the digital logic circuit block. If the load of the other digital logic circuit block connected to the circuit block is in the second load region where the delay time for the load of the CMOS block is larger than the delay time for the load of the Bi-MOS block, the Bi-MOS To choose a block.

本発明の好ましい実施例ではCMOS回路の低消費電力且つ
低負荷領域における高速動作とバイポーラ回路の高速,
高負荷駆動能力とに着目し、機能回路ブロツクの内部回
路で負荷が小さく高速動作が可能な回路の一部または大
部分をCMOS回路で構成し、内部回路相互間の接続で高負
荷駆動能力を必要とする部分や機能回路ブロツクの出力
信号となるもののうち、機能回路ブロツク相互間の接続
のため高負荷駆動能力を必要とするものについてはバイ
ポーラ出力段を有するバイポーラCMOS複合回路で構成す
る。
In the preferred embodiment of the present invention, the high speed operation of the low power consumption and low load region of the CMOS circuit and the high speed operation of the bipolar circuit,
Focusing on the high load drive capability, the internal circuit of the functional circuit block has a small load and is capable of high-speed operation. Of the required parts and the output signals of the functional circuit blocks, those that require a high load driving capability for the connection between the functional circuit blocks are configured with a bipolar CMOS composite circuit having a bipolar output stage.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、図面に従つて本発明を説明する。第5図はCMOS回
路とバイポーラ回路の負荷と遅延時間の関係を示してい
る。図において50はCMOS回路の遅延時間特性、51はバイ
ポーラ回路の遅延時間特性を示している。図より明らか
なようにCMOS回路は負荷依存性が大きく低負荷と高負荷
における遅延時間の差が顕著であり、LSIとしての高速
動作や確実な回路動作には極めて不都合である。しかし
ながら、微細化されたCMOSでは図中に示すように負荷が
C1以下の低負荷領域ではバイポーラ回路と同等もしくは
それ以上の高速動作が可能である。一方、バイポーラ回
路の遅延時間は負荷依存性が極めて小さく低負荷と高負
荷における遅延時間の差が小さいためLSIとしての高速
動作や確実な回路動作には極めて好都合である。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 shows the relationship between the load and the delay time of the CMOS circuit and the bipolar circuit. In the figure, 50 is the delay time characteristic of the CMOS circuit, and 51 is the delay time characteristic of the bipolar circuit. As is clear from the figure, the CMOS circuit has a large load dependency and the difference in the delay time between the low load and the high load is remarkable, which is extremely inconvenient for high-speed operation and reliable circuit operation as an LSI. However, in miniaturized CMOS, the load is reduced as shown in the figure.
In the low load region of C 1 or less, high speed operation equivalent to or higher than that of a bipolar circuit is possible. On the other hand, the delay time of the bipolar circuit has very little load dependency, and the difference between the delay times of low load and high load is small, which is very convenient for high-speed operation and reliable circuit operation as an LSI.

したがつて、半導体チツプに複数の機能回路ブロツクを
配置し、該機能ブロツク間を配線導体により相互接続し
て半導体集積回路装置を形成するものにおいて、該機能
回路ブロツクの内部回路の軽負荷部分をCMOS回路で構成
し、高負荷駆動能力を必要とする部分をMOSトランジス
タに隣接して形成されたバイポーラトランジスタを使用
したバイポーラCMOS複合回路で構成する。
Accordingly, in a semiconductor chip in which a plurality of functional circuit blocks are arranged in a semiconductor chip and the functional blocks are interconnected by wiring conductors to form a semiconductor integrated circuit device, a light load portion of an internal circuit of the functional circuit block is It is composed of a CMOS circuit, and a part requiring high load driving capability is composed of a bipolar CMOS composite circuit using a bipolar transistor formed adjacent to a MOS transistor.

第6図は本発明に適用して好適なバイポーラCMOS複合回
路の基本ゲートの一例であり、このような基本ゲートは
IEEE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICE,VOL.ED−16,
No.11 NOV.1969にHUNG CHANGLIN等により発表されて
いる。図において、60はPMOSトランジスタ、61はNMOSト
ランジスタ、62,63はNPNトランジスタである。また、64
は入力端子、65は出力端子である。いま、入力端子64に
低レベルの信号が印加されたとき、NMOSトランジスタ61
がオフし、NPNトランジスタ63がオフする。一方、PMOS
トランジスタ60がオンし、NPNトランジスタ62がオンす
るため出力端子65は高レベルになる。また、入力端子64
に高レベルの信号が印加されたとき、RMOSトランジスタ
60がオフし、NPNトランジスタ62がオフする。一方、NMO
Sトランジスタ61がオンし、NPNトランジスタ63がオンす
るため、出力端子65は低レベルになる。したがつて、本
回路はインバータとして動作する。また、本回路は定常
状態のとき電源VDDと基準電位Vssとの間に電流通路が形
成されないためCMOS回路の低消費電力性が維持されてい
る。
FIG. 6 shows an example of a basic gate of a bipolar CMOS composite circuit suitable for application to the present invention.
IEEE TRANSACTION ON ELECTRON DEVICE, VOL.ED−16,
It was announced by HUNG CHANGLIN in No.11 NOV.1969. In the figure, 60 is a PMOS transistor, 61 is an NMOS transistor, and 62 and 63 are NPN transistors. Also, 64
Is an input terminal, and 65 is an output terminal. Now, when a low level signal is applied to the input terminal 64, the NMOS transistor 61
Turns off, and the NPN transistor 63 turns off. On the other hand, PMOS
Since the transistor 60 turns on and the NPN transistor 62 turns on, the output terminal 65 becomes high level. Also, input terminal 64
When a high level signal is applied to the RMOS transistor
60 turns off and NPN transistor 62 turns off. On the other hand, NMO
Since the S transistor 61 is turned on and the NPN transistor 63 is turned on, the output terminal 65 becomes low level. Therefore, this circuit operates as an inverter. Further, in this circuit, a current path is not formed between the power supply V DD and the reference potential V ss in the steady state, so that the low power consumption of the CMOS circuit is maintained.

第7図(A)はバイポーラCMOS複合回路によつて構成さ
れる基本ゲートの他の例を示す。
FIG. 7A shows another example of the basic gate configured by the bipolar CMOS composite circuit.

図において、71,72はPMOSトランジスタ、73,74はNMOSト
ランジスタ、75,76はNPNトランジスタであり、x1,x2
入力端子、yは出力端子である。この回路は2入力NAND
回路として動作するが動作の説明は省略する。なお、第
7図(A)において、77,78はNPNトランジスタ75,76、N
MOSトランジスタ73,74、PMOSトランジスタ73がオフする
とき、その蓄積電荷を速やかに消滅させるための放電通
路を形成する抵抗である。
In the figure, 71 and 72 are PMOS transistors, 73 and 74 are NMOS transistors, and 75 and 76 are NPN transistors. X 1 and x 2 are input terminals and y is an output terminal. This circuit is a 2-input NAND
Although it operates as a circuit, description of the operation is omitted. In FIG. 7 (A), 77 and 78 are NPN transistors 75, 76 and N.
This is a resistor that forms a discharge path for promptly extinguishing the accumulated charges when the MOS transistors 73, 74 and the PMOS transistor 73 are turned off.

第7図(B)は第7図(A)のバイポーラCMOS複合回路
を構成するためのレイアウト概略図を示し、第8図に理
解を助けるためのデバイス断面概略構造を示している。
これらの図において、第7図(A)と相当部分は同一番
号で示している。尚、抵抗77,78は省略してある。第7
図(B)において、81,82は入力端子x1,x2に接がるゲー
ト電極であり、83はP+拡散層、84はN+拡散層である。PM
OSトランジスタ71はP+拡散層83上のゲート電極81の下に
形成され、PMOSトランジスタ72はP+拡散層83上のゲート
電極82の下に形成される。また、NMOSトランジスタ73は
N+拡散層84上のゲート電極82の下に形成され、NMOSトラ
ンジスタ74はN+拡散層上のゲート電極81の下に形成され
る。NPNトランジスタ75のコレクタは配線85により電源V
DDに接続され、ベースは配線86によりPMOSトランジスタ
71,72の共通ドレイン電極に接続される。NPNトランジス
タ76のエミツタは配線87により基準電位Vssに接続さ
れ、ベースは配線88によりNMOSトランジスタ74のソース
電極に接続される。そしてコレクタは配線91によりNMOS
トランジスタ73のドレインに接続されるとともに配線89
によりNPNトランジスタ75のエミツタと接続され、配線9
0により出力端子yに接続される。なお、第7図(B)
中×印は拡散層と配線を接続するためのコンタクトホー
ルである。
FIG. 7 (B) shows a layout schematic diagram for constructing the bipolar CMOS composite circuit of FIG. 7 (A), and FIG. 8 shows a device cross-sectional schematic structure for easier understanding.
In these figures, parts corresponding to those in FIG. 7 (A) are indicated by the same numbers. The resistors 77 and 78 are omitted. 7th
In FIG. 1B, 81 and 82 are gate electrodes in contact with the input terminals x 1 and x 2 , 83 is a P + diffusion layer, and 84 is an N + diffusion layer. PM
The OS transistor 71 is formed under the gate electrode 81 on the P + diffusion layer 83, and the PMOS transistor 72 is formed under the gate electrode 82 on the P + diffusion layer 83. Also, the NMOS transistor 73 is
The NMOS transistor 74 is formed below the gate electrode 82 on the N + diffusion layer 84, and the NMOS transistor 74 is formed below the gate electrode 81 on the N + diffusion layer. The NPN transistor 75 collector has a power supply V
Connected to DD , the base is a PMOS transistor by wiring 86
It is connected to the common drain electrode of 71 and 72. The emitter of the NPN transistor 76 is connected to the reference potential V ss by the wiring 87, and the base is connected to the source electrode of the NMOS transistor 74 by the wiring 88. And the collector is NMOS by wiring 91
Connected to the drain of transistor 73 and wiring 89
Is connected to the emitter of NPN transistor 75 by
It is connected to the output terminal y by 0. Incidentally, FIG. 7 (B)
The middle x mark is a contact hole for connecting the diffusion layer and the wiring.

第9図に機能回路ブロツクの他の好ましい構成例を示
す。第9図(A)は周知の順序論理回路であるD−TYPE
フリツプフロツプであり、第9図(B)にその真理値表
を示す。また、第9図(C)はその回路を示している。
本発明に使用する機能回路ブロツクの好ましい構成とし
ては負荷が小さく高速動作が可能な91の部分をすべてCM
OS回路で構成し、負荷駆動能力が要求される92の部分を
バイポーラCMOS複合回路で構成する。
FIG. 9 shows another preferred configuration example of the functional circuit block. FIG. 9A shows a well-known sequential logic circuit D-TYPE.
This is a flip-flop, and the truth table is shown in FIG. 9 (B). Further, FIG. 9C shows the circuit.
As a preferable configuration of the functional circuit block used in the present invention, CM is used for all 91 parts that can operate at high speed with a small load.
It is composed of an OS circuit, and 92 parts that are required to have a load driving capability are composed of a bipolar CMOS composite circuit.

第14図(A)に第9図(C)の91の部分の論理ゲート回
路G5,G6のCMOS回路による構成を示す。図において、PMO
Sトランジスタ451,452,453とNMOSトランジスタ461,462,
463で3入力NANDゲートG5を構成し、PMOSトランジスタ4
54,455,456とNMOSトランジスタ464,465,466で3入力NAN
DゲートG6を構成している。そして、G5の出力cをG6
入力の一つ(PMOS454とNMOS464の共通ゲート電極)に接
続し、G6の出力dをG5の入力の一つ(PMOS453とNMOS463
の共通電極)に接続することにより、3入力NANDゲート
G5とG6でフリツプフロツプ回路を構成している。
FIG. 14 (A) shows the configuration of the logic gate circuits G 5 and G 6 in the portion 91 of FIG. 9 (C) by the CMOS circuit. In the figure, PMO
S transistors 451,452,453 and NMOS transistors 461,462,
463 configures a 3-input NAND gate G 5 , and a PMOS transistor 4
3-input NAN with 54,455,456 and NMOS transistors 464,465,466
It constitutes the D gate G 6 . The output c of G 5 is connected to one of the inputs of G 6 (common gate electrode of PMOS 454 and NMOS 464), and the output d of G 6 is connected to one of the inputs of G 5 (PMOS 453 and NMOS 463).
3 input NAND gate
Constitute a flip-flop circuit in G 5 and G 6.

第14(B)に第9図(C)の92の部分のバイポーラCMOS
複合回路によつて構成される論理ゲートB1の具体的な回
路例を示す。図において、PMOSトランジスタ471、NMOS
トランジスタ472、NPNトランジスタ475,476、抵抗473,4
74でインバータ回路を構成している。すなわち、いま、
入力cが低レベルのとき、NMOSトランジスタ472とNPNト
ランジスタ476がオフになる。一方、PMOSトランジスタ4
71とNPNトランジスタ475がオンになるため、出力は高
レベルになる。また、入力cが高レベルのとき、PMOSト
ランジスタ471とNPNトランジスタ475がオフになる。一
方、NMOSトランジスタ472とNPNトランジスタ476がオン
になるため、出力は低レベルになる。なお、抵抗473
は入力cが高レベルでPMOSトランジスタ471とNPNトラン
ジスタ475とがオフのときのPMOSトランジスタ471の蓄積
電荷及びNPNトランジスタ475のベース蓄積電荷の放電通
路を形成する。同様に抵抗474は入力cが低レベルでNMO
Sトランジスタ472とNPNトランジスタ476とがオフのとき
のNMOSトランジスタ472の蓄積電荷及びNPNトランジスタ
476のベース蓄積電荷の放電通路を形成する。
FIG. 14 (B) shows the bipolar CMOS of the portion 92 in FIG. 9 (C).
A specific circuit example of the logic gate B 1 configured by a composite circuit is shown. In the figure, PMOS transistor 471, NMOS
Transistor 472, NPN transistor 475,476, resistor 473,4
The inverter circuit is composed of 74. That is, now
When input c is low, NMOS transistor 472 and NPN transistor 476 are off. On the other hand, PMOS transistor 4
The output goes high because 71 and NPN transistor 475 turn on. When the input c is high level, the PMOS transistor 471 and the NPN transistor 475 are turned off. On the other hand, since the NMOS transistor 472 and the NPN transistor 476 are turned on, the output becomes low level. Note that the resistance 473
Forms a discharge path for the accumulated charge of the PMOS transistor 471 and the base accumulated charge of the NPN transistor 475 when the input c is at a high level and the PMOS transistor 471 and the NPN transistor 475 are off. Similarly, the resistance 474 is NMO when input c is low level.
Charge accumulated in the NMOS transistor 472 and the NPN transistor when the S transistor 472 and the NPN transistor 476 are off
A discharge path for the base accumulated charge of 476 is formed.

第10図(A)は本発明に使用する機能回路ブロツクの典
型的な組合せ論理回路の一例の構成を示す。図におい
て、100は機能回路ブロツクを示し、内部にA,B,C,Dの四
個の回路単位(単一ゲート回路もしくは複数のゲート回
路を組合せた回路)を含んで一つの機能回路ブロツクを
構成している。101,102,103は機能回路ブロツクの入力
端子であり、104,105,106,107は出力端子である。回路
Aには101,102からの信号が入力され、その出力(図中
▽印で示す)はCMOS回路によつて構成される論理ゲート
の出力(以下図中実線で示す)により回路Cの入力に接
続されるとともに出力端子104に接続される。回路Bに
は102,103からの信号が入力され、その出力の一つはCMO
S回路によつて構成された論理ゲートの出力により出力
端子107に接続される。回路Bの残りの出力はバイポー
ラCMOS複合回路によつて構成された論理ゲートの出力
(以下図中点線で示す)により、回路C,Dの入力に接続
される。回路Cの入力には前記回路Aの出力と回路Bの
出力が接続され、その出力はバイポーラCMOS複合回路に
よつて構成される論理ゲートの出力端子105に接続され
る。回路Dの入力には入力端子102の信号と回路Bの一
方の出力が接続され、その出力はバイポーラCMOS複合回
路によつて構成される論理ゲートの出力端子106に接続
される。要するに本実施例ではチツプ上の配列単位であ
る機能回路ブロツク内部の回路単位の個々のレベルでCM
OS回路によつて構成される論理ゲートの出力にするかバ
イポーラCMOS複合回路出力によつて構成される論理ゲー
トにするかの選択が行われる点に特徴がある。
FIG. 10A shows an example of the configuration of a typical combinational logic circuit of the functional circuit block used in the present invention. In the figure, reference numeral 100 indicates a functional circuit block, and one functional circuit block is included by including four circuit units A, B, C and D (a single gate circuit or a circuit combining a plurality of gate circuits) inside. I am configuring. 101, 102, 103 are input terminals of the functional circuit block, and 104, 105, 106, 107 are output terminals. The signals from 101 and 102 are input to the circuit A, and the output (indicated by ∇ in the figure) is connected to the input of the circuit C by the output of a logic gate configured by a CMOS circuit (indicated by a solid line in the figure below). And is connected to the output terminal 104. The signals from 102 and 103 are input to the circuit B, and one of the outputs is CMO.
The output of the logic gate constituted by the S circuit is connected to the output terminal 107. The remaining output of the circuit B is connected to the inputs of the circuits C and D by the output of the logic gate constituted by the bipolar CMOS composite circuit (shown by the dotted line in the figure below). The input of the circuit C is connected to the output of the circuit A and the output of the circuit B, and the output thereof is connected to the output terminal 105 of the logic gate constituted by the bipolar CMOS composite circuit. The signal of the input terminal 102 and one output of the circuit B are connected to the input of the circuit D, and the output thereof is connected to the output terminal 106 of the logic gate constituted by the bipolar CMOS composite circuit. In short, in this embodiment, CM is provided at each level of the circuit unit inside the functional circuit block which is the array unit on the chip.
The feature is that selection is made between the output of the logic gate configured by the OS circuit and the logic gate configured by the output of the bipolar CMOS composite circuit.

第10図(B)は第10図(A)の機能回路ブロツクを内部
の回路単位レベルに展開したものであり、第10図(A)
と同一部分は同一番号で示す。図において、110は従来
知られているCMOS回路によつて構成される2入力NANDゲ
ートであり、第10図(A)の回路単位Aを構成してい
る。120はバイポーラCMOS複合回路によつて構成される
2入力NORゲートであり、CMOS回路によつて構成される
インバータ150とともに回路単位Bを構成している。130
はバイポーラCMOS複合回路によつて構成される2入力NO
Rゲートであり、回路単位Cを構成している。そして、1
40はバイポーラCMOS複合回路による2入力NANDゲートで
あり、回路単位Dを構成している。
FIG. 10 (B) is an expansion of the functional circuit block of FIG. 10 (A) into an internal circuit unit level.
The same parts as are indicated by the same numbers. In the figure, 110 is a two-input NAND gate configured by a conventionally known CMOS circuit, and constitutes a circuit unit A in FIG. 10 (A). Reference numeral 120 is a two-input NOR gate composed of a bipolar CMOS composite circuit, which constitutes a circuit unit B together with an inverter 150 composed of a CMOS circuit. 130
Is a 2-input NO constructed by a bipolar CMOS composite circuit
It is an R gate and constitutes a circuit unit C. And 1
Reference numeral 40 denotes a 2-input NAND gate formed of a bipolar CMOS composite circuit, which constitutes a circuit unit D.

第15図は第10図(B)に示した5ケの回路単位からなる
機能回路ブロツクの具体的な回路構成の例である。図に
おいて、PMOSトランジスタ501,502とNMOSトランジスタ5
03,504で第10図(B)のCMOS2入力NANDゲート110を構成
している。次にPMOSトランジスタ511,512、NMOSトラン
ジスタ513,514,NPNトランジスタ517,518、抵抗515,516
でバイポーラCMOS複合回路による2入力NORゲート130を
構成している。なお、抵抗515,516は第14図(B)の抵
抗473,474と同じく、トランジスタベース蓄積電荷の放
電通路を形成するものである。次にPMOSトランジスタ52
1、522、NMOSトランジスタ523,524、NPNトランジスタ52
7,528、抵抗525,526でバイポーラCMOS複合回路による2
入力NORゲート120を構成している。次にPMOSトランジス
タ531とNMOSトランジスタ532でCMOSインバータ150を構
成している。最後にPMOSトランジスタ541,542、NMOSト
ランジスタ543,544、NPNトランジスタ547,548、抵抗54
5,546でバイポーラCMOS複合回路による2入力NANDゲー
ト140を構成している。
FIG. 15 is an example of a specific circuit configuration of the functional circuit block including the five circuit units shown in FIG. 10 (B). In the figure, PMOS transistors 501 and 502 and NMOS transistor 5
03 and 504 form the CMOS 2-input NAND gate 110 of FIG. 10 (B). Next, PMOS transistors 511 and 512, NMOS transistors 513 and 514, NPN transistors 517 and 518, and resistors 515 and 516.
The two-input NOR gate 130 is composed of a bipolar CMOS composite circuit. Note that the resistors 515 and 516 form a discharge path for the transistor base accumulated charges, like the resistors 473 and 474 of FIG. 14B. Next, the PMOS transistor 52
1,522, NMOS transistors 523,524, NPN transistor 52
7,528, resistor 525,526 with bipolar CMOS composite circuit 2
It constitutes the input NOR gate 120. Next, the PMOS transistor 531 and the NMOS transistor 532 form the CMOS inverter 150. Finally, PMOS transistors 541 and 542, NMOS transistors 543 and 544, NPN transistors 547 and 548, resistor 54
5,546 constitutes a 2-input NAND gate 140 by a bipolar CMOS composite circuit.

第11図(A)に本発明の一実施例を示す。図において、
200は半導体チツプであり、ブロツク列201−a〜201−
cが配列されている。ブロツク列201−aは機能回路ブ
ロツク211,212,213,214を含み、ブロツク列201−bは機
能回路ブロツク221,222を含み、ブロツク列201−cは機
能回路ブロツク231,232,233を含んでいる。そして、こ
れらの各機能回路ブロツク間を相互接続してLSIを構成
するにあたり、機能回路ブロツク211はCMOS回路によつ
て構成される論理ゲートの出力とバイポーラCMOS複合回
路によつて構成される論理ゲートの出力を有し、近距離
の機能回路ブロツク212と221間を配線251と252によつて
CMOS回路によつて構成される論理ゲートの出力で接続
し、遠距離の機能回路ブロツク213,214,231,232間を配
線253によつてバイポーラCMOS複合回路出力で接続して
いる。また、機能回路ブロツク233はCMOS回路出力のみ
を有し、配線261によつて機能回路ブロツク232に接続し
ている。さらにまた、機能回路ブロツク232はバイポー
ラCMOS複合回路出力のみを有し、配線262によりボンデ
ングパツド270に接続している。
FIG. 11A shows an embodiment of the present invention. In the figure,
Reference numeral 200 denotes a semiconductor chip, which is a block row 201-a to 201-
c are arranged. The block row 201-a includes functional circuit blocks 211, 212, 213, 214, the block row 201-b includes functional circuit blocks 221, 222, and the block row 201-c includes functional circuit blocks 231, 232, 233. When the functional circuit blocks are interconnected to form an LSI, the functional circuit block 211 includes an output of a logic gate formed by a CMOS circuit and a logic gate formed by a bipolar CMOS composite circuit. Of the output of the short-circuited functional circuit block 212 and 221 by wiring 251 and 252.
The output of a logic gate formed by a CMOS circuit is connected, and the functional circuit blocks 213, 214, 231 and 232 at a long distance are connected by a wiring 253 by a bipolar CMOS composite circuit output. Further, the functional circuit block 233 has only a CMOS circuit output and is connected to the functional circuit block 232 by the wiring 261. Furthermore, the functional circuit block 232 has only a bipolar CMOS composite circuit output and is connected to the bonding pad 270 by the wiring 262.

第11図(B)は第11図(A)において、ボンデングパツ
ド201,202を経てチツプの外部から信号を導入して論理
動作を行い、その出力を内部の複数の機能回路ブロツク
に分配している可能回路ブロツク211と機能回路ブロツ
ク211の出力253と機能回路ブロツク233の出力261を導入
して論理動作を行い、その出力262をボンデングパツド2
70を経てチツプの外部に出力する機能回路ブロツク232
を取り出したものである。図において、機能回路ブロツ
ク211はボンデングパツド201,202を経て信号を導入して
論理動作を行い、一つのCMOS回路出力251を内部の機能
回路ブロツク221へ供給する。同様に残りのCMOS回路出
力252を機能回路ブロツク212に供給する。さらにバイポ
ーラCMOS複合回路出力253を機能回路ブロツク213,214,2
31へ供給するとともに機能回路ブロツク232に供給して
いる。次に、機能回路ブロツク232は機能回路ブロツク2
11の出力253と機能回路ブロツク233の出力261を導入し
て論理動作を行い、バイポーラCMOS複合回路出力262に
よつてボンデングパツド270を経てチツプの外部に出力
する。
FIG. 11 (B) is a circuit in which, in FIG. 11 (A), a signal is introduced from outside the chip via the bonding pads 201 and 202 to perform a logical operation, and the output is distributed to a plurality of internal functional circuit blocks. The output 253 of the block 211 and the functional circuit block 211 and the output 261 of the functional circuit block 233 are introduced to perform a logical operation, and the output 262 is connected to the bonding pad 2
Functional circuit block 232 that outputs to the outside of the chip via 70
Is taken out. In the figure, a functional circuit block 211 introduces a signal through a bonding pad 201, 202 to perform a logical operation and supply one CMOS circuit output 251 to an internal functional circuit block 221. Similarly, the remaining CMOS circuit output 252 is supplied to the functional circuit block 212. Furthermore, the bipolar CMOS composite circuit output 253 is connected to the functional circuit block 213, 214, 2
31 and the functional circuit block 232. Next, the functional circuit block 232 is the functional circuit block 2
An output 253 of 11 and an output 261 of the functional circuit block 233 are introduced to perform a logical operation, and a bipolar CMOS composite circuit output 262 outputs it via a bonding pad 270 to the outside of the chip.

第16図は第11図(B)の具体的な構成例を示している。
図において、機能回路ブロツク211は2入力NANDゲート6
01,602,603とインバータ604,605の5個の回路単位から
なつており、このうち、2入力NANDゲート603のみがバ
イポーラCMOS複合回路で構成され、他の4個はCMOS回路
で構成されている。
FIG. 16 shows a specific configuration example of FIG. 11 (B).
In the figure, the functional circuit block 211 is a 2-input NAND gate 6
It is composed of five circuit units 01, 602, 603 and inverters 604, 605. Of these, only the 2-input NAND gate 603 is composed of a bipolar CMOS composite circuit, and the other four are composed of CMOS circuits.

次に、機能回路ブロツク232は2入力NORゲート606が1
個の回路単位からなり、それはバイポーラCMOS複合回路
で構成されている。
Next, the functional circuit block 232 has 2 input NOR gate 606 1
It consists of individual circuit units, which are composed of bipolar CMOS composite circuits.

第17図は第16図の回路構成の一例を示している。図にお
いて、PMOSトランジスタ611,612とNMOSトランジスタ61
3,614で第16図のCMOS2入力NANDゲート601を構成してい
る。同様に、PMOSトランジスタ621,622とNMOSトランジ
スタ623,624でCMOS2入力NANDゲート602を構成してい
る。次に、PMOSトランジスタ631,632、NMOSトランジス
タ633,634、NPNトランジスタ635,636、抵抗637,638でバ
イポーラCMOS複合回路による2入力NANDゲート603を構
成している。次に、PMOSトランジスタ661,662、NMOSト
ランジスタ663,664、NPNトランジスタ665,666、抵抗66
7,668でバイポーラCMOS複合回路による2入力NORゲート
606を構成している。最後に、PMOSトランジスタ641でNM
OSトランジスタ642でCMOSインバータ604を構成し、PMOS
トランジスタ651とNMOSトランジスタ652でCMOSインバー
タ605を構成している。
FIG. 17 shows an example of the circuit configuration of FIG. In the figure, PMOS transistors 611 and 612 and NMOS transistor 61
3,614 constitute the CMOS 2-input NAND gate 601 in FIG. Similarly, the PMOS transistors 621 and 622 and the NMOS transistors 623 and 624 form a CMOS 2-input NAND gate 602. Next, the PMOS transistors 631 and 632, the NMOS transistors 633 and 634, the NPN transistors 635 and 636, and the resistors 637 and 638 form a 2-input NAND gate 603 of a bipolar CMOS composite circuit. Next, PMOS transistors 661 and 662, NMOS transistors 663 and 664, NPN transistors 665 and 666, and resistor 66.
2-input NOR gate with 7,668 bipolar CMOS composite circuit
It comprises 606. Finally, the PMOS transistor 641
CMOS transistor 604 is composed of OS transistor 642,
The transistor 651 and the NMOS transistor 652 form a CMOS inverter 605.

第12図に本発明の他の実施例を示す。半導体集積回路装
置の集積度が向上し、一つの半導体チツプにより多くの
回路が形成できるようになると回路相互間の接続が増々
複雑で長くなり、半導体集積回路の性能を低下させる一
因となる。また、これらの回路の配置,配線を行う電算
機の処理時間もぼう大になつてくる。このため、一つの
半導体チツプを複数のサブチツプに計算上分割定義し、
各サブチツプ単位で回路の配置,配線を行い、しかる
後、各サブチツプ間を相互配線を行つて半導体集積回路
装置を完成させる方法が行われている。本発明はこのよ
うなサブチツプレベルを単位とする半導体集積回路の構
成に対しても極めて有効である。
FIG. 12 shows another embodiment of the present invention. When the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device is improved and more circuits can be formed by one semiconductor chip, the connection between the circuits becomes more complicated and longer, which is one of the causes for lowering the performance of the semiconductor integrated circuit. In addition, the processing time of a computer for arranging and wiring these circuits will also become very long. Therefore, one semiconductor chip is computationally divided and defined into a plurality of sub-chips,
A circuit is arranged and wired for each sub-chip unit, and thereafter, interconnection is provided between the sub-chips to complete a semiconductor integrated circuit device. The present invention is also extremely effective for the configuration of the semiconductor integrated circuit having such a sub-chip level as a unit.

第12図において、300は一つの半導体チツプであり、半
導体チツプ上に4つのサブチツプ301〜304が定義されて
おり、これらサブチツプ間の余白部はサブチツプ相互間
を接続するための配線チヤネルとして割合てられる。
In FIG. 12, 300 is one semiconductor chip, and four sub-chips 301 to 304 are defined on the semiconductor chip. The margin between these sub-chips is a wiring channel for connecting the sub-chips to each other. To be

第13図はサブチツプを構成する場合の本発明の実施例を
示す。このサブチツプには401〜413までの13個の機能回
路ブロツクが配置されている。また、入力端子として42
1〜423の3個が設けられ、出力端子として431〜436の6
個の出力端子が設けられている。個々の機能回路ブロツ
クはCMOS回路出力のみを持つもの(402,405,412)、バ
イポーラCMOS複合回路出力のみを持つもの(403,404,40
6,407,409,411,413)、両方の出力を持つもの(401,40
8,410)があり、主として負荷駆動能力により使い分け
る。すなわち、フアンアウトや総配線長が短い軽負荷の
部分にはCMOS回路出力を使用し、負荷の重い部分や複合
機能回路ブロツクの出力端子に接続される部分はバイポ
ーラCMOS複合回路出力を使用する。複合回路機能ブロツ
クの実際の設計において、機能回路ブロツクの配置と相
互間の配線をマニユアルで設計する場合、相互間の配線
長を予め算定できるためCMOS回路出力にすべきかバイポ
ーラCMOS複合回路出力にすべきかの選択は容易である。
しかし、配置と配線を電算機による自動設計で行う場
合、相互間の配線長を正確に見積ることは困難である。
したがつて、このような場合、複合機能回路ブロツクの
大きさや複雑さから判断して機能回路ブロツクの出力の
ほとんどをバイポーラCMOS複合回路にするなどの決定が
必要である。しかし、この場合でも個々の機能回路ブロ
ツクの内部回路はその出力部分を除く部分はCMOS回路で
構成されるためバイポーラトランジスタを組入れたこと
による面積の増加は最小限に抑えることができる。
FIG. 13 shows an embodiment of the present invention in the case of constructing a sub chip. In this sub-chip, 13 functional circuit blocks 401 to 413 are arranged. Also, as an input terminal 42
3 of 1 to 423 are provided, and 6 of 431 to 436 are provided as output terminals.
Output terminals are provided. Each functional circuit block has only CMOS circuit output (402,405,412), bipolar CMOS composite circuit output only (403,404,40)
6,407,409,411,413), with both outputs (401,40
8,410), which is used mainly depending on the load driving capacity. That is, the CMOS circuit output is used for the fanout and the light load portion where the total wiring length is short, and the bipolar CMOS composite circuit output is used for the heavy load portion and the portion connected to the output terminal of the complex function circuit block. In the actual design of the composite circuit function block, when designing the layout of the function circuit blocks and the interconnection between them manually, it is necessary to use CMOS circuit output or bipolar CMOS composite circuit output because the interconnection length can be calculated in advance. Choosing a tree is easy.
However, it is difficult to accurately estimate the mutual wiring length when the layout and wiring are automatically designed by a computer.
Therefore, in such a case, it is necessary to judge from the size and complexity of the composite function circuit block that most of the outputs of the function circuit block are bipolar CMOS composite circuits. However, even in this case, since the internal circuit of each functional circuit block except the output part is composed of a CMOS circuit, the increase in area due to the incorporation of the bipolar transistor can be minimized.

尚、本発明でいう「機能回路ブロツク」とは、NOT回路
やNAND回路やNOR回路等の論理ゲート、論理ゲートが複
数組み合わされて所望の論理演算を行なう組合せ論理回
路、フリツプフロツプやカウンタやシフトレジスタ等の
順序論理回路だけでなく、例えば第14図(B)に示され
る様なインバータを入力バツフア回路や、出力バツフア
回路として使用する場合をも含むものである。
The "functional circuit block" referred to in the present invention is a logical circuit such as a NOT circuit, a NAND circuit, and a NOR circuit, a combinational logical circuit in which a plurality of logical gates are combined to perform a desired logical operation, a flip-flop, a counter, and a shift register. This includes not only the sequential logic circuits such as the above, but also the case where an inverter as shown in FIG. 14B is used as an input buffer circuit and an output buffer circuit.

以上の説明で明らかなように、本実施例ではCMOS回路の
低消費電力性と軽負荷における高速性の特長とバイポー
ラ回路の高負荷駆動能力との特長を生かし、機能回路ブ
ロツク内の回路レベルで適宜バイポーラCMOS複合回路を
使用するため、必要最小限のチツプ面積の増加で高速、
低消費電力のLSIを実現できる。本発明は人手によるLSI
の配置,配線設計にも有効であるが、信号ごとの配線長
がまちまちになる電算機による自動設計を適用する場合
に特に効果が大である。
As is clear from the above description, the present embodiment makes use of the features of the CMOS circuit, such as low power consumption and high speed at light load, and the high load driving capability of the bipolar circuit, and at the circuit level in the functional circuit block. Since a bipolar CMOS composite circuit is used as appropriate, high-speed operation with the minimum required chip area increase,
A low power consumption LSI can be realized. The present invention is a manual LSI
It is also effective for the layout and wiring design, but it is particularly effective when the automatic design by a computer in which the wiring length for each signal varies.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べた様に、本発明によれば、低消費電力,高速動
作が可能な半導体集積回路装置を得ることができ、更に
負荷駆動能力に応じて回路を使い分けているので、自動
化をする際に有利な設計方法を得ることができる。
As described above, according to the present invention, a semiconductor integrated circuit device capable of low power consumption and high-speed operation can be obtained, and the circuit is selectively used according to the load driving capability. An advantageous design method can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はLSIのチツプレイアウト図、第2図は機能回路
ブロツクの例を示す図、第3図はCMOSに並列駆動の例を
示す図、第4図は中間バツフアによる駆動例を示す図、
第5図はCMOSとバイポーラ回路の負荷特性を示す図、第
6図はバイポーラCMOS複合回路の例を示す図、第7図は
バイポーラCMOS複合回路の他の例を示す図、第8図は第
7図の回路のデバイ概略断面構造を示す図、第9図はD
−タイプ フリツプフロツプの例を示す図、第10図は本
発明の機能回路ブロツクの一般構成を示す図、第11図は
本発明の一実施例を示す図、第12図は4つのサブチツプ
からなる半導体集積回路装置を示す図、第13図は本発明
の他の実施例を示す図、第14図は第9図(C)の具体的
回路例を示す図、第15図は第10図(B)の具体的回路例
を示す図、第16図は第11図(B)の具体的構成例を示す
図、第17図は第16図の具体的回路例を示す図である。 10……半導体基板、13,14,15……機能回路ブロツク、4
1,42……CMOS回路、43……中間バツフア、60,71,72……
PMOSトランジスタ、61,73,74……NMOSトランジスタ、6
2,63,75,76……NPNトランジスタ、91……CMOS回路、92
……バイポーラCMOS複合回路、200……半導体チツプ、2
11〜214,221〜222,231〜233……機能回路ブロツク、300
……半導体基板、301〜304……サブチツプ。
1 is a chip layout diagram of an LSI, FIG. 2 is a diagram showing an example of a functional circuit block, FIG. 3 is a diagram showing an example of parallel driving in CMOS, FIG. 4 is a diagram showing an example of driving by an intermediate buffer,
FIG. 5 is a diagram showing load characteristics of CMOS and a bipolar circuit, FIG. 6 is a diagram showing an example of a bipolar CMOS composite circuit, FIG. 7 is a diagram showing another example of a bipolar CMOS composite circuit, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the circuit of FIG. 7, and FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a general structure of a functional circuit block of the present invention, FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a semiconductor consisting of four sub-chips. FIG. 13 is a diagram showing an integrated circuit device, FIG. 13 is a diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 14 is a diagram showing a concrete circuit example of FIG. 9 (C), and FIG. 15 is FIG. 10 (B). 16) is a diagram showing a concrete circuit example, FIG. 16 is a diagram showing a concrete configuration example of FIG. 11 (B), and FIG. 17 is a diagram showing a concrete circuit example of FIG. 10 ... Semiconductor substrate, 13,14,15 ... Functional circuit block, 4
1,42 …… CMOS circuit, 43 …… Intermediate buffer, 60,71,72 ……
PMOS transistor, 61, 73, 74 ... NMOS transistor, 6
2,63,75,76 …… NPN transistor, 91 …… CMOS circuit, 92
...... Bipolar CMOS composite circuit, 200 …… Semiconductor chip, 2
11〜214,221〜222,231〜233 …… Functional circuit block, 300
…… Semiconductor substrate, 301-304 …… Sub chip.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/08 A 8839−5J (56)参考文献 特開 昭57−212827(JP,A) 「電子材料」Vol.18No.8 (1979.8)P.44−49 「電子材料」Vol.21No.1 (1982.1)P.67−73 「Ricoh Technical R eport」No.8 November 1982.P.40−45Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H03K 19/08 A 8839-5J (56) Reference JP-A-57-212827 (JP, A) "Electronic material" Vol. 18 No. 8 (1979.8) P. 44-49 "Electronic Materials" Vol. 21 No. 1 (1982.1) P. 67-73 "Ricoh Technical Report" No. 8 November 1982. P. 40-45

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1つの半導体チップ上に、デジタル信号を
入力し、上記デジタル信号の論理演算を行い、デジタル
信号を出力し、CMOSトランジスタ回路で構成されるCMOS
ブロックか、出力部がバイポーラトランジスタで構成さ
れ上記出力部を駆動する駆動部がMOSトランジスタで構
成されるBi−MOSブロックかのどちらかで構成されるデ
ジタル論理回路ブロックを複数有し、上記CMOSブロック
と上記Bi−MOSブロックを混在して配置する半導体集積
回路装置の製造方法において、 少なくとも1つの上記デジタル論理回路ブロックは、こ
のデジタル論理回路ブロックに接続される他のデジタル
論理回路ブロックの負荷が、上記CMOSブロックの負荷に
対する遅延時間が上記Bi−MOSブロックの負荷に対する
遅延時間より第1の負荷領域にあるなら、上記CMOSブロ
ックを選択し、 少なくとも1つの他の上記デジタル論理回路ブロック
は、このデジタル論理回路ブロックに接続される他のデ
ジタル論理回路ブロックの負荷が、上記CMOSブロックの
負荷に対する遅延時間が上記Bi−MOSブロックの負荷に
対する遅延時間より大きい第2の負荷領域にあるなら、
上記Bi−MOSブロックを選択することを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
1. A CMOS configured by inputting a digital signal on one semiconductor chip, performing a logical operation of the digital signal, outputting a digital signal, and comprising a CMOS transistor circuit.
A plurality of digital logic circuit blocks each of which is composed of either a block or a Bi-MOS block whose output section is composed of bipolar transistors and which drives the output section is composed of MOS transistors. In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which the above and the Bi-MOS blocks are mixedly arranged, at least one of the digital logic circuit blocks has a load of another digital logic circuit block connected to the digital logic circuit block, If the delay time with respect to the load of the CMOS block is in the first load region with respect to the delay time with respect to the load of the Bi-MOS block, select the CMOS block, and at least one other digital logic circuit block The load of the other digital logic circuit block connected to the logic circuit block is If the delay time for locking of the load is in the second load range greater than the delay time for the load of the Bi-MOS blocks,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising selecting the Bi-MOS block.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、 上記CMOSブロックの入力又は出力は少なくとも1つの他
のデジタル論理回路ブロック又はボンディングパッドに
接続され、 上記Bi−MOSブロックの入力又は出力は少なくとも1つ
の他のデジタル論理回路ブロック又はボンディングパッ
ドに接続され、 上記1つの半導体チップ上に混在して配置することを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. The input or output of the CMOS block is connected to at least one other digital logic circuit block or bonding pad, and the input or output of the Bi-MOS block is at least 1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the semiconductor integrated circuit device is connected to two other digital logic circuit blocks or bonding pads, and is arranged in a mixed manner on the one semiconductor chip.
【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項におい
て、 上記1つの半導体チップ上に上記デジタル論理回路ブロ
ックを複数個組合せた複数個のサブチップを構成し、1
つのサブチップから他のサブチップへの出力を形成する
少なくとも1つのデジタル論理回路ブロックは、その出
力部が上記バイポーラトランジスタで構成され、上記出
力部を制御する制御部はMOSトランジスタで構成されるB
i−MOSブロックを含むことを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
3. The sub-chip according to claim 1, wherein a plurality of sub-chips are formed by combining a plurality of the digital logic circuit blocks on the one semiconductor chip.
At least one digital logic circuit block forming an output from one sub-chip to another sub-chip has its output part composed of the bipolar transistor, and the control part controlling the output part is composed of a MOS transistor B
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including an i-MOS block.
【請求項4】特許請求の範囲第1項、第2項または第3
項において、 上記デジタル論理回路ブロックは、論理ゲート、組合せ
論理回路、順序論理回路、論理機能ブロック間のドライ
バ回路のうちの一つ又はそれらを組合せた回路を含むこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
4. Claims 1, 2 or 3
In the paragraph, the digital logic circuit block includes one of a logic gate, a combination logic circuit, a sequential logic circuit, and a driver circuit between logic function blocks, or a circuit in which these are combined, a semiconductor integrated circuit device. Manufacturing method.
【請求項5】特許請求の範囲第1項、第2項、第3項ま
たは第4項において、 上記バイポーラトランジスタと上記MOSトランジスタと
の複合回路である上記Bi−MOSブロックは、出力を高レ
ベルに駆動するトランジスタと出力を低レベルに駆動す
るトランジスタの少なくとも一方がバイポーラトランジ
スタで構成される出力部と、上記バイポーラトランジス
タを含む上記出力部を駆動する駆動部がMOSトランジス
タで構成することを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
5. The Bi-MOS block, which is a composite circuit of the bipolar transistor and the MOS transistor according to claim 1, claim 2, claim 3, or claim 4, wherein the output is at a high level. And a drive unit for driving the output unit including the bipolar transistor, and a drive unit for driving the output unit including the bipolar transistor. Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、
第4項または第5項において、 上記デジタル論理回路ブロックのうち少なくとも1つは
上記CMOSブロックと上記Bi−MOSブロックとを有する組
合せブロックであって、上記組合せブロックは上記CMOS
ブロックからのCMOS出力信号と上記Bi−MOSブロックか
らのBi−MOS出力信号の少なくとも2つの出力信号を出
力することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
6. Claims 1, 2, 3,
In Claim 4 or 5, at least one of the digital logic circuit blocks is a combination block including the CMOS block and the Bi-MOS block, and the combination block is the CMOS.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: outputting at least two output signals of a CMOS output signal from a block and a Bi-MOS output signal from the Bi-MOS block.
【請求項7】特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、
第4項、第5項または第6項において、 上記CMOSブロックの入力部又は出力部は少なくとも1つ
の他のデジタル論理回路ブロックに接続され、 上記Bi−MOSブロックの入力部又は出力部は少なくとも
1つの他のデジタル論理回路ブロックに接続され、 上記組み合わせブロックの出力部は、上記CMOSブロック
からのCMOS出力部と上記Bi−MOSブロックからのBi−MOS
出力部とを有し、 上記CMOS出力部は少なくとも他の1つの上記デジタル論
理回路ブロックに接続され、上記Bi−MOS出力部は少な
くとも他の1つの上記デジタル論理回路ブロックに接続
することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
7. Claims 1, 2, 3,
In paragraph 4, paragraph 5, or paragraph 6, the input portion or output portion of the CMOS block is connected to at least one other digital logic circuit block, and the input portion or output portion of the Bi-MOS block is at least one. Connected to two other digital logic circuit blocks, the output of the combination block is a CMOS output from the CMOS block and a Bi-MOS from the Bi-MOS block.
An output section, the CMOS output section is connected to at least one other digital logic circuit block, and the Bi-MOS output section is connected to at least one other digital logic circuit block. Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device.
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