JPH04306876A - gate array integrated circuit - Google Patents
gate array integrated circuitInfo
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- JPH04306876A JPH04306876A JP3100429A JP10042991A JPH04306876A JP H04306876 A JPH04306876 A JP H04306876A JP 3100429 A JP3100429 A JP 3100429A JP 10042991 A JP10042991 A JP 10042991A JP H04306876 A JPH04306876 A JP H04306876A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/90—Masterslice integrated circuits
- H10D84/996—Masterslice integrated circuits using combined field effect technology and bipolar technology
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】この発明はゲートアレイと呼ばれるトラン
ジスタ拡散層を共通パターンとし、その上の配線パター
ンで種々の論理を実現するゲートアレイ集積回路に関す
るもので、特に、同一チップ内に相補型トランジスタ(
以下、CMOSトランジスタと称す)とバイポーラトラ
ンジスタとを規則的に敷き詰めるゲートアレイ(Sea
of Gate Array) 集積回路に関するも
のである。The present invention relates to a gate array integrated circuit in which a transistor diffusion layer called a gate array is used as a common pattern, and various logics are realized by wiring patterns on the gate array.
Gate arrays (hereinafter referred to as CMOS transistors) and bipolar transistors arranged regularly (Sea
of Gate Array) This relates to integrated circuits.
【0002】0002
【従来の技術】近年、メモリやプロセッサに代表される
VLSIは大規模化の傾向にあり、その要求に対処する
為、高集積化が可能で、低消費電力という特徴をもつC
MOSトランジスタが主流になってきている。しかし、
高速化の要求に対しては、微細化技術の進展に依りMO
Sの動作速度が向上しているとはいえ、充分に応えられ
ないのが現状である。通常、高速の分野では、ECLを
中心とするバイポーラトランジスタが主流であるが、バ
イポーラ素子は消費電力が極めて大きく、高集積化の大
きな制約になっている。[Prior Art] In recent years, VLSIs, represented by memories and processors, have tended to become larger in scale.
MOS transistors are becoming mainstream. but,
In response to the demand for higher speed, MO
Even though the operating speed of S has improved, the current situation is that it cannot fully meet the demands. Normally, in the high-speed field, bipolar transistors, mainly ECL, are mainstream, but bipolar elements consume extremely high power, which is a major constraint on high integration.
【0003】このような背景において、高速,低消費電
力のデバイスを実現すべく,CMOSトランジスタの高
集積・低消費電力という特徴とバイポーラトランジスタ
の高速性を併せ持つことを可能とするBiCMOS技術
が注目されてきている。[0003] Against this background, in order to realize high-speed, low-power consumption devices, BiCMOS technology is attracting attention because it combines the characteristics of high integration and low power consumption of CMOS transistors with the high-speed performance of bipolar transistors. It's coming.
【0004】図11は従来のバイポーラトランジスタと
CMOSトランジスタを備えたゲートアレイ(以下、B
iCMOSゲートアレイと称す) として、2入力NA
NDゲートの基本セルの構造例を示す図であり、これは
例えば特開昭60−165751号公報に示されている
。FIG. 11 shows a gate array (hereinafter referred to as B) comprising conventional bipolar transistors and CMOS transistors.
(referred to as iCMOS gate array), 2 input NA
1 is a diagram showing an example of the structure of a basic cell of an ND gate, which is shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 165751/1983.
【0005】図11において、4はゲートアレイの基本
セルであり、該基本セル4内には、PMOSトランジス
タ1、NMOSトランジスタ2、バイポーラトランジス
タ14,15、抵抗16,17が形成されている。28
はゲート電極、34,35はそれぞれバイポーラトラン
ジスタ14,15の分離領域、36はNウエルであり、
Nウエル36内にはPMOSトランジスタ1のチャネル
領域及びソース,ドレイン拡散領域としての拡散層32
が形成されている。また、33はNMOSトランジスタ
2のチャネル領域及びソース,ドレイン拡散領域として
の拡散層である。In FIG. 11, reference numeral 4 denotes a basic cell of a gate array, and inside the basic cell 4, a PMOS transistor 1, an NMOS transistor 2, bipolar transistors 14 and 15, and resistors 16 and 17 are formed. 28
is a gate electrode, 34 and 35 are isolation regions of bipolar transistors 14 and 15, respectively, and 36 is an N well.
In the N-well 36, there is a diffusion layer 32 as a channel region, source, and drain diffusion region of the PMOS transistor 1.
is formed. Further, 33 is a diffusion layer serving as a channel region, source, and drain diffusion region of the NMOS transistor 2.
【0006】このような基本セル4でゲートアレイを構
成すると、全てのゲート電極28がBiCMOSゲート
になる必要がないため、CMOSトランジスタに対して
分離されたバイポーラトランジスタ14,15が多く存
在することになり、集積度が低くなるという問題が生じ
る。When a gate array is constructed from such basic cells 4, all gate electrodes 28 do not need to be BiCMOS gates, so there are many bipolar transistors 14 and 15 separated from CMOS transistors. Therefore, a problem arises in that the degree of integration becomes low.
【0007】そこでこの問題を解決し、領域を少しでも
有効に使えるように、複数個のCMOSトランジスタに
対して1個のバイポーラトランジスタをもつ基本セル構
造としたものが、アイ・イー・イー・イー カスタム
インテグレィテッド サーキッツカンファレンス
1989年 8.5.1 〜8.5.4 頁(I
EEE CICC 1989 P.P. 8.5.1
−8.5.4 )に示されており、これを図12に示す
。また、図13は図12の基本セルを用いてBiCMO
S論理ゲートを構成する時の概念を示す基本セルのパタ
ーンレイアウトを示す平面図である。これらの図におい
て、図11と同一符号は同一または相当部分を示し、1
aはPMOSトランジスタのゲート、37はNウエルと
電位をとるためのN+ 拡散層、38はPウエルと電位
をとるためのP+ 拡散層を示している。また、18は
PMOSトランジスタ1,NMOSトランジスタ2,抵
抗17,バイポーラトランジスタ14,15により構成
されるBiCMOSトランジスタの論理ゲートであり、
19はその配線領域を示している。In order to solve this problem and use the area as effectively as possible, IE developed a basic cell structure with one bipolar transistor for multiple CMOS transistors. Custom Integrated Circuits Conference 1989 8.5.1 - 8.5.4 pages (I
EEE CICC 1989 P. P. 8.5.1
-8.5.4), which is shown in FIG. In addition, FIG. 13 shows BiCMO using the basic cell of FIG.
FIG. 2 is a plan view showing a basic cell pattern layout showing a concept when configuring an S logic gate. In these figures, the same reference numerals as in FIG. 11 indicate the same or corresponding parts, and 1
Reference numeral a indicates the gate of the PMOS transistor, numeral 37 indicates an N+ diffusion layer for obtaining a potential with the N well, and numeral 38 indicates a P+ diffusion layer for obtaining a potential with the P well. Further, 18 is a logic gate of a BiCMOS transistor composed of a PMOS transistor 1, an NMOS transistor 2, a resistor 17, and bipolar transistors 14 and 15.
Reference numeral 19 indicates the wiring area.
【0008】図12に示した基本セル4を同一半導体基
板上に敷き詰めて配置したBiCMOSゲートアレイ回
路は、分離されたバイポーラトランジスタの数を最小化
し、必要とする場合は、上下に隣接する基本セルのバイ
ポーラトランジスタを利用する。これにより、1つのC
MOSトランジスタに対して分離されたバイポーラトラ
ンジスタが1個と従来の半分になり、チップサイズの増
大が抑制される。The BiCMOS gate array circuit shown in FIG. 12 in which the basic cells 4 are arranged on the same semiconductor substrate minimizes the number of separated bipolar transistors, and if necessary, the basic cells adjacent above and below can be connected to each other. Bipolar transistors are used. This results in one C
The number of bipolar transistors separated from the MOS transistors is one, which is half of the conventional number, and an increase in chip size is suppressed.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
図12のBiCMOSゲートアレイ用の基本セル4は、
依然としてバイポーラ部分の面積がかなり大きく、例え
ば、同一設計ルールでは、約2〜3倍以上もCMOSゲ
ートアレイに比べてセル面積が大きくなり、集積度がか
なり低下するという欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the basic cell 4 for the BiCMOS gate array shown in FIG.
The area of the bipolar portion is still quite large, and for example, with the same design rules, the cell area is about 2 to 3 times larger than that of a CMOS gate array, resulting in a considerable reduction in the degree of integration.
【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、集積度を上げることができ、か
つ、高速化が可能なBiCMOSのゲートアレイ集積回
路を提供することを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a BiCMOS gate array integrated circuit that can increase the degree of integration and speed up. do.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に係るゲートア
レイ集積回路は、内部領域と分離したバイポーラトラン
ジスタ領域を設けることなく、CMOSトランジスタと
、CMOSトランジスタのNMOSトランジスタ,PM
OSトランジスタのそれぞれのソースまたはドレイン拡
散領域をそのベースと共有するように形成した2つのバ
イポーラトランジスタ、あるいは、NMOSトランジス
タ,PMOSトランジスタのいずれか一方のトランジス
タのソースまたはドレイン拡散領域をそのベースと共有
するように形成した1つのバイポーラトランジスタとを
有する基本セルを、内部ゲート領域に敷き詰めて配置し
、BiCMOSゲートアレイとしたものである。[Means for Solving the Problems] A gate array integrated circuit according to the present invention provides a CMOS transistor, an NMOS transistor of a CMOS transistor, a PM
Two bipolar transistors formed so that the respective source or drain diffusion regions of the OS transistors are shared with their bases, or the source or drain diffusion regions of either an NMOS transistor or a PMOS transistor are formed so as to share their bases. Basic cells each having one bipolar transistor formed in the above manner are arranged in an internal gate region to form a BiCMOS gate array.
【0012】0012
【作用】この発明に係るゲートアレイ集積回路は、CM
OSトランジスタと、CMOSトランジスタのPMOS
トランジスタ,NMOSトランジスタのそれぞれに融合
された2つのバイポーラトランジスタ、あるいはPMO
SトランジスタあるいはNMOSトランジスタのいずれ
か一方に融合されたバイポーラトランジスタのみを用い
て基本セルを構成したので、基本セル内に内部領域と分
離された独立したバイポーラトランジスタの領域がなく
なり、チップ全体の領域を有効に活用することができる
。また、配線長が短くなるので、負荷容量が減少し、高
速化が図れる。[Operation] The gate array integrated circuit according to the present invention has a CM
OS transistor and PMOS of CMOS transistor
transistor, two bipolar transistors fused to each NMOS transistor, or PMO
Since the basic cell is constructed using only bipolar transistors fused to either the S transistor or the NMOS transistor, there is no independent bipolar transistor area separated from the internal area within the basic cell, and the area of the entire chip is reduced. It can be used effectively. Furthermore, since the wiring length is shortened, the load capacitance is reduced and the speed can be increased.
【0013】[0013]
【実施例】図1はこの発明の一実施例によるゲートアレ
イ集積回路の基本セル構造を示す図である。図において
、1はPMOSトランジスタ、2はNMOSトランジス
タ、3はPMOSトランジスタ1に融合されたNPNバ
イポーラトランジスタであり、これらにより基本セル4
を構成している。また、20はPMOSトランジスタ1
のNウエル電位固定領域,及びNPNバイポーラトラン
ジスタトランジスタ3のコレクタ領域、21,24,2
6は分離酸化膜領域、22はP+ ソース・ドレイン拡
散領域,及びPMOSトランジスタ1のチャネル領域、
23はNPNバイポーラトランジスタ3のベース,エミ
ッタ領域、25はN+ ソース・ドレイン拡散領域,及
びNMOSトランジスタ2のチャネル領域、27はNM
OSトランジスタのPウエル電位固定領域であり、28
はゲート電極である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a basic cell structure of a gate array integrated circuit according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a PMOS transistor, 2 is an NMOS transistor, and 3 is an NPN bipolar transistor fused to the PMOS transistor 1, which makes the basic cell 4
It consists of In addition, 20 is a PMOS transistor 1
N-well potential fixing region and collector region of NPN bipolar transistor transistor 3, 21, 24, 2
6 is an isolation oxide film region, 22 is a P+ source/drain diffusion region, and a channel region of PMOS transistor 1;
23 is the base and emitter region of the NPN bipolar transistor 3, 25 is the N+ source/drain diffusion region and the channel region of the NMOS transistor 2, and 27 is the NM
This is the P-well potential fixing region of the OS transistor, and 28
is the gate electrode.
【0014】また、図2はプルアップ側だけBiCMO
Sとした、 Pull−upBiCMOSタイプの2入
力NANDゲートの回路図を示しており、図2において
、1はPMOSトランジスタ、2はNMOSトランジス
タ、3はPMOSトランジスタ1のソース拡散領域また
はドレイン拡散領域をそのベースとして形成した、PM
OSトランジスタに融合されたNPNバイポーラトラン
ジスタ、5は電源端子、6はグランド電位を供給する端
子、7,8はともにNMOSトランジスタ2のゲートに
接続された入力ピン、9は出力ピン、10はPMOSト
ランジスタ1に融合されたバイポーラトランジスタ3の
ベース電荷引き抜き抵抗であり、これはそのゲートがグ
ランド6に接続されたPMOSトランジスタから構成さ
れている。In addition, in FIG. 2, only the pull-up side is BiCMO.
2 shows a circuit diagram of a pull-up BiCMOS type 2-input NAND gate, denoted by S. In FIG. PM formed as a base
NPN bipolar transistor integrated into the OS transistor, 5 is a power supply terminal, 6 is a terminal that supplies ground potential, 7 and 8 are both input pins connected to the gate of NMOS transistor 2, 9 is an output pin, 10 is a PMOS transistor 1 is a base charge extraction resistor of a bipolar transistor 3 fused to 1, which consists of a PMOS transistor whose gate is connected to ground 6.
【0015】また、図3に図2に対応する本発明の一実
施例によるゲートアレイ集積回路のレイアウトパターン
例を、図4に図3のIV−IV’断面図を示す。図3,
図4において、図1及び図2と同一符号は同一または相
当部分を示しており、1aはPMOSトランジスタ1の
ゲートであり、1bはPMOSトランジスタのソースあ
るいはドレイン領域、11はアルミ配線である。また、
1cはPMOSトランジスタのNウエル、3a,3b,
3cはそれぞれPMOSトランジスタに融合されたバイ
ポーラトランジスタ3のエミッタ領域,ベース領域,コ
レクタ領域を示しており、12は分離酸化膜、30はP
型半導体基板、31はN+ 半導体層である。FIG. 3 shows an example of a layout pattern of a gate array integrated circuit according to an embodiment of the present invention corresponding to FIG. 2, and FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along line IV-IV' in FIG. Figure 3,
In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding parts, 1a is the gate of the PMOS transistor 1, 1b is the source or drain region of the PMOS transistor, and 11 is an aluminum wiring. Also,
1c is the N-well of the PMOS transistor, 3a, 3b,
3c shows the emitter region, base region, and collector region of the bipolar transistor 3 integrated into a PMOS transistor, 12 is an isolation oxide film, and 30 is a PMOS transistor.
type semiconductor substrate, 31 is an N+ semiconductor layer.
【0016】図2において、バイポーラトランジスタ3
のベース電荷引き抜き抵抗10は、作り付けの抵抗では
なく、PMOSトランジスタのON抵抗を利用している
。また、バイポーラトランジスタ3はコレクタ3cが常
に電源電位5に接続されている。このため図4に示した
ように、バイポーラトランジスタ3のコレクタ3cをP
MOSトランジスタ1のウェル1cと共通化することが
可能である。従って、PMOSトランジスタのソース・
ドレイン1bと接してバイポーラトランジスタ3のベー
ス3bを作り、その中にエミッタ3aを作ることができ
る。In FIG. 2, bipolar transistor 3
The base charge extraction resistor 10 uses the ON resistance of a PMOS transistor instead of a built-in resistor. Further, the collector 3c of the bipolar transistor 3 is always connected to the power supply potential 5. Therefore, as shown in FIG. 4, the collector 3c of the bipolar transistor 3 is set to P
It is possible to share the well 1c of the MOS transistor 1. Therefore, the source of the PMOS transistor
The base 3b of the bipolar transistor 3 is made in contact with the drain 1b, and the emitter 3a can be made therein.
【0017】このようにして作られたセルのレイアウト
パターンが図1である。図1において、基本セル4はP
MOSトランジスタ1,NMOSトランジスタ2とPM
OSトランジスタ1に融合されたNPNバイポーラトラ
ンジスタ3とから構成されている。MOSトランジスタ
の分離はゲート分離方式を採用しており、PMOSトラ
ンジスタ1のソース・ドレイン1a内に作られたバイポ
ーラトランジスタ3同士の分離もゲート分離方式を用い
ている。このためバイポーラトランジスタ3をMOSト
ランジスタ1,2と同じ間隔で配置できる。また、バイ
ポーラトランジスタ3のベース領域3bはPMOSトラ
ンジスタ1のドレイン領域と接続されているため、この
ための配線が不要であり、集積度を大幅に上げることが
できる。また、配線が不要となるので、負荷容量が減少
でき、高速化が図れる。FIG. 1 shows the layout pattern of the cell created in this manner. In FIG. 1, the basic cell 4 is P
MOS transistor 1, NMOS transistor 2 and PM
It is composed of an NPN bipolar transistor 3 integrated with an OS transistor 1. A gate separation method is used to separate the MOS transistors, and a gate separation method is also used to separate the bipolar transistors 3 formed in the source/drain 1a of the PMOS transistor 1. Therefore, the bipolar transistor 3 can be arranged at the same spacing as the MOS transistors 1 and 2. Further, since the base region 3b of the bipolar transistor 3 is connected to the drain region of the PMOS transistor 1, wiring for this is not necessary, and the degree of integration can be greatly increased. Furthermore, since no wiring is required, the load capacity can be reduced and the speed can be increased.
【0018】このように、本実施例においては内部領域
と分離されたバイポーラトランジスタを用いず、PMO
Sトランジスタ1に融合されたバイポーラトランジスタ
3を用いるので、全てがMOSトランジスタと同じ間隔
で配置されることとなり、回路の配置に無駄がなく、バ
イポーラトランジスタを使用しているにも関わらず高集
積化,高速化を実現できる。In this way, in this embodiment, a bipolar transistor separated from the internal region is not used, and the PMO
Since the bipolar transistor 3 combined with the S transistor 1 is used, all of them are arranged at the same spacing as the MOS transistors, so there is no waste in the circuit arrangement, and high integration is achieved even though bipolar transistors are used. , high speed can be achieved.
【0019】また、図6は図1に示した基本セル4をゲ
ートアレイ集積回路内に配置した状態を示しており、こ
れは、基本セル4をY方向だけ折り返して配置し、内部
領域を敷き詰めたものである。図において、図1と同一
符号は同一または相当部分を示している。このようなY
方向の折り返し配置でゲートアレイ集積回路を構成した
場合、使用しない部分を配線領域として扱うことが可能
である。また、このような配置によれば、隣接する基本
セルにおいて、PMOSトランジスタ1,NMOSトラ
ンジスタ2のウエル電位固定領域20,27を共通にで
きるため、電位固定のための領域の面積を半分にでき、
集積化を図ることができる。さらに、大規模なまとまっ
た回路を搭載する場合は、用いる論理ゲートに合わせて
容易に配線領域の位置を変更することが可能であり、レ
イアウトの配線が短く、集積度の高い回路を構成するこ
とができる。また、配線長を短くできるので、負荷容量
を減少でき高速化も図れる。Furthermore, FIG. 6 shows a state in which the basic cells 4 shown in FIG. 1 are arranged in a gate array integrated circuit. It is something that In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. Y like this
When a gate array integrated circuit is configured with a folded arrangement, the unused portion can be treated as a wiring area. Further, according to such an arrangement, since the well potential fixing regions 20 and 27 of the PMOS transistor 1 and the NMOS transistor 2 can be shared in common in adjacent basic cells, the area of the potential fixing region can be halved.
Integration can be achieved. Furthermore, when mounting a large-scale integrated circuit, it is possible to easily change the position of the wiring area according to the logic gate used, and the layout wiring is short and a highly integrated circuit can be constructed. Can be done. Furthermore, since the wiring length can be shortened, the load capacity can be reduced and the speed can be increased.
【0020】また、図2に示したPull−up Bi
CMOSタイプはCMOS,BiCMOS(Push−
PullBiCMOSタイプ)と比べて、ほとんどのフ
ァンアウトと配線容量から求められる負荷容量の範囲で
は高速である。しかし、NMOSトランジスタ2のドラ
イブ能力不足を補う必要がある場合には、NMOSトラ
ンジスタ2のゲート長をPMOSトランジスタ1のそれ
より小さくしたり、また、NMOSトランジスタ1を並
列に接続するとよく、これにより、バイポーラトランジ
スタを用いた場合(Push−PullBiCMOSタ
イプ)と同様の高速化が期待できる。図5に Pull
−upBiCMOSタイプの2入力NANDゲートの回
路において、NMOSトランジスタ2を並列に接続した
状態を示す。[0020] Furthermore, the Pull-up Bi shown in FIG.
CMOS types include CMOS, BiCMOS (Push-
(PullBiCMOS type), it is faster within the range of load capacitance required from most fan-outs and wiring capacitances. However, if it is necessary to compensate for the lack of drive ability of the NMOS transistor 2, the gate length of the NMOS transistor 2 may be made smaller than that of the PMOS transistor 1, or the NMOS transistors 1 may be connected in parallel. A speed increase similar to that achieved when bipolar transistors are used (Push-Pull BiCMOS type) can be expected. Figure 5 shows the Pull
-upBi A state in which NMOS transistors 2 are connected in parallel in a CMOS type 2-input NAND gate circuit is shown.
【0021】以下、この発明の他の実施例によるゲート
アレイ集積回路の基本セルを図7にを用いて説明する。
図7において、図1と同一符号は同一または相当部分を
示している。基本セル4を1つのPMOSトランジスタ
1と2つのNMOSトランジスタ2とPMOSトランジ
スタ1に融合された1つのNPNバイポーラトランジス
タ3とから構成している。本実施例ではNMOSトラン
ジスタ2の数を2個と上記実施例の2倍に増やしている
が、これは上述の図5に示した回路、つまりNMOSト
ランジスタ2を2個並列に接続した場合のように、PM
OSトランジスタ1よりもNMOSトランジスタ2の数
が多いときに非常に有効である。A basic cell of a gate array integrated circuit according to another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 7, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. The basic cell 4 consists of one PMOS transistor 1, two NMOS transistors 2 and one NPN bipolar transistor 3 integrated into the PMOS transistor 1. In this embodiment, the number of NMOS transistors 2 is increased to two, which is twice as large as that in the above embodiment, but this is similar to the circuit shown in FIG. 5 above, that is, when two NMOS transistors 2 are connected in parallel. To, PM
This is very effective when the number of NMOS transistors 2 is greater than the number of OS transistors 1.
【0022】このようにNMOSトランジスタ2の数が
増加した場合においても、上記実施例と同様に、MOS
トランジスタの分離,及びバイポーラトランジスタ3同
士の分離にゲート分離方式を用いているため、バイポー
ラトランジスタ3をMOSトランジスタ1,2と同じ間
隔で配置でき、無駄なくこれらをレイアウトすることが
でき、これにより集積度を上げることができる。また、
配線長を短くすることができるので負荷容量を減少でき
高速化を図ることもできる。Even when the number of NMOS transistors 2 increases in this way, the MOS
Since the gate separation method is used to separate the transistors and the bipolar transistors 3, the bipolar transistors 3 can be arranged at the same spacing as the MOS transistors 1 and 2, and they can be laid out without waste, making it possible to integrate them. You can increase the degree. Also,
Since the wiring length can be shortened, the load capacity can be reduced and the speed can be increased.
【0023】また、図7に示した本実施例による基本セ
ル4に関しても、これを用いてゲートアレイ集積回路を
構成する場合には、基本セル4をY方向だけ折り返して
配置してその内部領域を敷き詰めるとよく、これにより
、上記実施例と同様の効果が期待できる。また、図5に
対応する本実施例のレイアウトパターンを図8に示す。Regarding the basic cell 4 according to the present embodiment shown in FIG. 7, when a gate array integrated circuit is constructed using this, the basic cell 4 is arranged by being folded back only in the Y direction, and its internal area is It is preferable to spread them all over the place, and by doing so, the same effect as in the above embodiment can be expected. Further, a layout pattern of this embodiment corresponding to FIG. 5 is shown in FIG.
【0024】さらに、図9はこの発明のさらに他の実施
例によるゲートアレイ集積回路の基本セルを示す図であ
る。図において、図1と同一符号は同一または相当部分
を示しており、本実施例の基本セルは、PMOSトラン
ジスタ1に融合されたバイポーラトランジスタ3のベー
ス電荷引き抜き抵抗として、作り付けの抵抗13を用い
たものである。このため、上記の実施例に比してさらに
高集積化が可能となる。また、図10は図9に示した基
本セル4の配置を示す図であるが、これは上記の実施例
と同様に、基本セル4をY方向だけ折り返し配置で内部
領域を敷き詰めるというものである。Furthermore, FIG. 9 is a diagram showing a basic cell of a gate array integrated circuit according to still another embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. It is something. Therefore, higher integration is possible than in the above embodiments. Further, FIG. 10 is a diagram showing the arrangement of the basic cells 4 shown in FIG. 9, which is similar to the above embodiment, in which the basic cells 4 are folded back only in the Y direction and the internal area is covered. .
【0025】以上のように、幾つかの実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記の実施例のみに限定
されるものではない。As mentioned above, although the present invention has been specifically explained based on several embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments.
【0026】即ち、上記実施例では基本セル内の1つの
バイポーラトランジスタとして、PMOSトランジスタ
に融合したNPNバイポーラトランジスタを用いた例に
ついて示したが、これはNMOSトランジスタに融合し
たPNPバイポーラトランジスタであってもよく、この
場合においても上記実施例と同様の効果を奏する。That is, in the above embodiment, an example was shown in which an NPN bipolar transistor combined with a PMOS transistor was used as one bipolar transistor in the basic cell, but this also applies to a PNP bipolar transistor combined with an NMOS transistor. In this case as well, the same effects as in the above embodiment can be achieved.
【0027】また、さらには、上記実施例では基本セル
を、CMOSトランジスタとPMOSトランジスタに融
合したNPNバイポーラトランジスタにより構成したが
、NMOSトランジスタにも同様に1つのバイポーラト
ランジスタを融合してPNPバイポーラトランジスタと
し、これを含めて基本セルを構成するようにしてもよい
。Furthermore, in the above embodiment, the basic cell was constructed of an NPN bipolar transistor combined with a CMOS transistor and a PMOS transistor, but a single bipolar transistor could be similarly combined with the NMOS transistor to form a PNP bipolar transistor. , may be included in the basic cell.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように、この発明によるゲートア
レイ集積回路は、その基本セルを、CMOSトランジス
タと、CMOSトランジスタを構成する1つあるいは2
つのMOSトランジスタと融合したバイポーラトランジ
スタとにより構成したので、基本セル内で内部ゲート領
域と分離されたバイポーラトランジスタの領域をなくす
ことができ、これにより、基本セル面積の削減ができ、
チップ全体の領域を有効に活用でき、集積度を上げるこ
とが可能となるという効果がある。また、配線長を短く
することができるので負荷容量が減少でき、高速化にも
役立つという効果がある。As described above, the gate array integrated circuit according to the present invention has a basic cell that is composed of a CMOS transistor and one or two of the CMOS transistors.
Since the structure is composed of two MOS transistors and a bipolar transistor fused, it is possible to eliminate the bipolar transistor region separated from the internal gate region within the basic cell, thereby reducing the basic cell area.
This has the effect that the entire area of the chip can be used effectively and the degree of integration can be increased. Furthermore, since the wiring length can be shortened, the load capacity can be reduced, which is also useful for speeding up the process.
【図1】この発明の一実施例によるゲートアレイ集積回
路におけるPull−up BiCMOSタイプの基本
セルを示す図である。1 shows a pull-up BiCMOS type basic cell in a gate array integrated circuit according to an embodiment of the invention; FIG.
【図2】2入力NANDゲート(Pull−upBiC
MOSタイプ)の回路図を示す図である。[Figure 2] 2-input NAND gate (Pull-up BiC
FIG. 3 is a diagram showing a circuit diagram of a MOS type.
【図3】図2に対応する本発明の一実施例によるゲート
アレイ集積回路の基本セルのレイアウトパターンを示す
図である。FIG. 3 is a diagram showing a layout pattern of basic cells of a gate array integrated circuit according to an embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 2;
【図4】図3のIV−IV’断面を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a cross section taken along IV-IV' in FIG. 3;
【図5】2入力NANDゲート(Pull−upBiC
MOSタイプ)において、NMOSトランジスタを並列
に接続した回路を示す図である。[Figure 5] 2-input NAND gate (Pull-up BiC
2 is a diagram showing a circuit in which NMOS transistors are connected in parallel in a MOS type.
【図6】図1に示した基本セルのゲートアレイ集積回路
内の配置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of the basic cells shown in FIG. 1 in a gate array integrated circuit.
【図7】この発明の他の実施例によるPull−up
BiCMOSタイプの基本セルを示す図である。FIG. 7: Pull-up according to another embodiment of the present invention
1 is a diagram showing a basic cell of BiCMOS type; FIG.
【図8】図5に対応する本発明の他の実施例によるゲー
トアレイ集積回路の基本セルのレイアウトパターンを示
す図である。FIG. 8 is a diagram showing a layout pattern of basic cells of a gate array integrated circuit according to another embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 5;
【図9】この発明のさらに他の実施例によるPull−
up BiCMOSタイプの基本セルを示す図である。FIG. 9: Pull-
2 is a diagram showing a basic cell of up BiCMOS type; FIG.
【図10】図9に示した基本セルのゲートアレイ集積回
路内の配置を示す図である。10 is a diagram showing the arrangement of the basic cells shown in FIG. 9 in a gate array integrated circuit; FIG.
【図11】従来のBiCMOSゲートアレイ用の基本セ
ルを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a basic cell for a conventional BiCMOS gate array.
【図12】従来のBiCMOSゲートアレイ用の基本セ
ルを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a basic cell for a conventional BiCMOS gate array.
【図13】図12の基本セルを用いてBiCMOS論理
ゲートを構成する時の概念を示すパターン平面図である
。13 is a pattern plan view showing the concept of configuring a BiCMOS logic gate using the basic cell of FIG. 12; FIG.
1 PMOSトランジスタ1a
PMOSトランジスタのウエル2
NMOSトランジスタ3
PMOSトランジスタに融合されたバイポーラトラ
ンジスタ
3a PMOSトランジスタに融合され
たバイポーラトランジスタのエミッタ
3b PMOSトランジスタに融合され
たバイポーラトランジスタのベース
3c PMOSトランジスタに融合され
たバイポーラトランジスタのコレクタ
4 基本セル
5 電源端子
6 グランド
7,8 入力ピン
9 出力ピン
10 バイポーラトランジスタのベース
電荷引き抜き抵抗
11 アルミ配線
12 酸化膜
13 作り付けの抵抗
20 PMOSトランジスタのNウエル
電位固定領域及びNPNバイポーラトランジスタトラン
ジスタのコレクタ領域
21,24,26 分離酸化膜領域
22 P+ ソース・ドレイン拡散領域
及びPMOSトランジスタのチャネル領域
23 NPNバイポーラトランジスタ3
のベース,エミッタ領域
25 N+ ソース・ドレイン拡散領域
及びNMOSトランジスタのチャネル領域
27 NMOSトランジスタのPウエル
電位固定領域
28 ゲート電極
29 P+ 拡散領域
30 P型半導体基板
31 N+ 拡散領域1 PMOS transistor 1a
PMOS transistor well 2
NMOS transistor 3
Bipolar transistor fused to a PMOS transistor 3a Emitter of a bipolar transistor fused to a PMOS transistor 3b Base of a bipolar transistor fused to a PMOS transistor 3c Collector of a bipolar transistor fused to a PMOS transistor 4 Basic cell 5 Power supply terminal 6 Ground 7 , 8 Input pin 9 Output pin 10 Base charge extraction resistor 11 of bipolar transistor Aluminum wiring 12 Oxide film 13 Built-in resistor 20 N-well potential fixing region of PMOS transistor and collector region 21, 24, 26 of NPN bipolar transistor transistor Isolation oxide film Region 22 P+ Source/drain diffusion region and channel region of PMOS transistor 23 NPN bipolar transistor 3
base and emitter region 25 N+ source/drain diffusion region and channel region of the NMOS transistor 27 P-well potential fixing region of the NMOS transistor 28 gate electrode 29 P+ diffusion region 30 P-type semiconductor substrate 31 N+ diffusion region
Claims (1)
スタとバイポーラトランジスタとを含む基本セルを規則
的に敷き詰めてなる、ゲートアレイ集積回路ににおいて
、前記基本セルは、少なくとも、1つの相補型トランジ
スタと、該相補型トランジスタを構成する第1導電型ト
ランジスタ,第2導電型トランジスタのそれぞれのソー
スまたはドレイン拡散領域をそのベースと共有するよう
に形成した2つのバイポーラトランジスタ、あるいは、
前記第1導電型トランジスタ,第2導電型トランジスタ
のいずれか一方のトランジスタのソースまたはドレイン
拡散領域をそのベースと共有するように形成した1つの
バイポーラトランジスタと、からなることを特徴とする
ゲートアレイ集積回路。1. A gate array integrated circuit comprising basic cells including complementary transistors and bipolar transistors arranged regularly on the same semiconductor substrate, wherein the basic cells include at least one complementary transistor and bipolar transistors. , two bipolar transistors formed so that the source or drain diffusion region of each of the first conductivity type transistor and the second conductivity type transistor constituting the complementary transistor is shared with the base thereof, or
and one bipolar transistor formed so that the source or drain diffusion region of either the first conductivity type transistor or the second conductivity type transistor is shared with its base. circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100429A JPH04306876A (en) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | gate array integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3100429A JPH04306876A (en) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | gate array integrated circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04306876A true JPH04306876A (en) | 1992-10-29 |
Family
ID=14273714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3100429A Pending JPH04306876A (en) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | gate array integrated circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04306876A (en) |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3100429A patent/JPH04306876A/en active Pending
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