JP2780553B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP2780553B2
JP2780553B2 JP116992A JP116992A JP2780553B2 JP 2780553 B2 JP2780553 B2 JP 2780553B2 JP 116992 A JP116992 A JP 116992A JP 116992 A JP116992 A JP 116992A JP 2780553 B2 JP2780553 B2 JP 2780553B2
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淳 岸
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置に関
し、特に下地固定式セミカスタムの半導体集積回路装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】下地固定式とは、MOSトランジスタ,
バイポーラトランジスタ,抵抗,コンデンサ等をあらか
じめ拡散層形成まで進めてこれらを用意しておき、回路
構成に応じて配線を施して、製品化するもので、開発期
間,開発費の点ですぐれたものである。次に、従来技術
によるこの種の半導体集積回路装置をアナログ回路の場
合について図面を参照して説明する。
【0003】この半導体集積回路装置は、図4(A)に
示すように、基板11上に、複数の抵抗素子REが一定
方向に順次配列形成された第1の回路素子形成領域EA
11、この第1の回路素子形成領域EA11と近接しか
つ平行に設けられ複数のPNPトランジスタ素子PTE
が一定方向に順次配列形成された第2の回路素子形成領
域EA12と、この第2の回路素子領域EA12と近接
しかつ平行に設けられ複数のNPNトランジスタ素子N
TEが一定方向に順次配列形成された第3の回路素子形
成領域EA13と、この第3の回路素子形成領域EA1
3と近接しかつ平行に設けられた複数の抵抗素子REが
一定方向に順次配列形成された第4の回路素子形成領域
EA14とを含む下地回路を形成し、この下地回路の上
に絶縁膜(図示省略)を施した後、この絶縁膜上にこれ
ら回路素子形成領域EA11〜EA14の抵抗素子R
E,PNPトランジスタ素子PTE,NPNトランジス
タ素子NTEの電極を接続する配線WL及び電源供給用
の電源配線PL1,PL2を形成する構成となってい
た。図4(B)は、上述の配線WL,電源配線PL1,
PL2を形成して得られた増幅回路の回路図である。
【0004】アナログ回路のレイアウトで重要なポイン
トは布線の設計と回路素子配置である。
【0005】すなわち布線の設計においては布線インピ
ーダンス,アルミニウム配線マイグレーション等を注意
し、布線分け布線幅を設計する。回路素子配置は、ペア
で使用する場合、その特性の差が小さい(以下ペア性と
いう)ことが必要であり、これに注意し、近接配置す
る。
【0006】次に、このペア性及び回路素子配置の重要
性について述べる。
【0007】通常、ウェハーから半導体チップを生成す
る場合、その半導体チップ,ウェハー上の位置によりト
ランジスタの特性,抵抗の絶対値はばらつく。その要因
は、第1に拡散時のエッチングによる影響、第2にウェ
ハーから半導体チップを切り出し、ボンディングしモー
ルディングする時に発生する組立上の影響があげられ
る。
【0008】さらに詳細に説明すると、エッチングによ
る影響は、パターニング時の場所による酸化膜及びレジ
ストの厚みの不均一性が原因で、トランジスタサイズ,
抵抗素子幅にちがいが出来ることによるものである。こ
れはトランジスタのベース・エミッタ間電圧Vbeや抵
抗値が場所により異なる異を示し、ペア性を要する回路
素子の配置に制限を与える。
【0009】次に組立上の影響は、シリコンの結晶格子
の構造も関係するが、ウェハーから半導体チップの切り
出し、ボンディング時、モールディング時樹脂歪み等に
よる物性の機械的応力の影響はチップ上の位置で大きく
異なることによるものである。
【0010】図4の半導体集積回路装置の下地回路の配
列では同一回路素子を同一の段に配列している。これら
の回路素子を無作為にレイアウトするとペア性を要する
素子が大きくはなれてしまい、特性に影響をおよぼしが
ねない。
【0011】そこで、図4(B)の増幅回路ではオフセ
ット電圧が小さくなる様、わざわざペアとなる回路素子
を隣接配置指定している。すなわち、絶対値がずれても
ペアとなる回路素子の値の相対比は相殺されるからであ
る。
【0012】このように、従来技術による下地回路構成
では、下地回路の規模が大きくなればなる程注意を要
し、人手作業が必要となる。
【0013】対応策として、1つの回路素子形成領域
を、1つの回路を構成するに必要な最低限の数の回路素
子を包含する構成にすれば、距離が近づくことになる
が、それでもアナログ回路の構成上、1つの回路素子形
成領域には約100素子が含まれているのが現状であ
る。
【0014】図5(A),(B)は上述のペア性及び回
路素子配置についてわかりやすく説明するためのトラン
ジスタのペア性の特性図及び配置図である。
【0015】2つのNPNトランジウタNTE1,NT
E2の間隔をd、これらNPNトランジスタのベース・
エミッタ間電圧Vbeの差をΔbeとすると、Δbeは
間隔dに比例する。ΔVbeが2mV以下であることが
要求されると、2つのNPNトランジスタNTE1,N
TE2は、これらの間隔がΔVbeが2mV(間隔d
s)以下になるような範囲内のものに限定される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
集積回路装置では、1種類の回路素子が一定方向に順次
配列形成された複数の回路素子形成領域EA11〜EA
14を互いに近接し平行して設けた構成となっており、
これら回路素子形成領域EA11〜EA14の長さが長
くなるため、ペア性を必要とする2つの回路素子を無作
為に選択して回路を構成する所定の特性が得られること
があり、従って自動化が困難なため手作業が必要とな
り、制作期間が長くなるという問題点があった。
【0017】本発明の目的は、ペア性を必要とする回路
素子でも無作為に選択することができ、従って自動化が
容易となって製作期間を短縮することができる半導体集
積回路装置を提供することにある。
【0018】
【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、基板上に、予め設定された第1の直径の円内に
複数の能動回路素子が形成された第1の回路素子形成領
域と、予め設定された第2の直径の円内に複数の受動回
路素子が形成された第2の回路素子形成領域と、前記第
1及び第2の回路素子形成領域上にこれら回路素子形成
領域内の能動素子及び受動素子の電極を接続して所定の
機能をはたす回路を形成する配線とを有している。
【0019】また、回路素子形成領域に、複数の能動回
路素子及び受動回路素子が形成された構成を有してい
る。
【0020】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0021】図1は本発明の第1の実施例を示す半導体
チップの配置図である。
【0022】この実施例は、基板11上に、予め設定さ
れた第1の直径d1円内に複数の抵抗素子REが形成さ
れた第1の回路素子形成領域EA1と、予め設定された
第2の直径d2の円内に複数のPNPトランジスタ素子
PTEが形成され第1の回路素子形成領域EA1に近接
して設けられた第2の回路素子領域EA2と、予め設定
された第3の直径d3の円内に複数のNPNトランジス
タ素子NTEが形成された第2の回路素子形成領域EA
2に近接して設けられた第3の回路素子形成領域EA3
と、予め設定された第4の直径の円内に複数の抵抗素子
REが形成され第3の回路素子形成領域EA4とを含む
下地回路を形成し、この下地回路の上に絶縁膜(図示省
略)を施した後、この絶縁膜上にこれら回路素子形成領
域EA1〜EA4の抵抗素子RE,PNPトランジスタ
素子PTE,NPNトランジスタ素子NTEの電極を接
続する配線WL及び電源供給用の電源配線PL1,PL
2を形成した構成となっている。なお、直径d1〜d4
は、それぞれの回路素子形成領域EA1〜EA4内の回
路素子を無作為に選択してペアとして使用してもペア性
を満足するように設定されている。
【0023】今、10μm×20μmの回路素子150
個を従来例の方法で配列した場合、50個ずつ3段に配
列したとしても、60μm×500μmとなる。これに
対し本発明では直径196μmの円内に納めることがで
きる。ペア性が要求される2つの回路素子の最大間隔が
例えば200μmとすると、本発明では150個すべて
を無作為に選択することができるが、従来例では、全体
の約1/3程度の範囲内しかペア性を満足するものが得
られないことになる。
【0024】図2は本発明の第2の実施例の回路素子形
成領域の配置図である。
【0025】この実施例の回路素子形成領域EA5に
は、複数の抵抗素子RE,PNPトランジスタ素子PT
E,NPNトランジスタ素子NTEが形成されている。
従って1つの回路素子形成領域EA5で所定の機能をも
つ回路を構成することができ、配線の長さを短かくする
ことができるので、高周波特性の優れた回路を構成する
ことができる利点がある。
【0026】図3は本発明の第3の実施例を示す半導体
チップの配置図である。
【0027】第1の実施例においては、回路素子形成領
域EA1〜EA4が互いに近接して一列に整然と配置さ
れた下地回路となっているが、この実施例では、回路素
子形成領域EA1〜EA4,EA6が任意の配置の下地
回路となっている。この配置は、この下地回路上に形成
される回路を予測し、回路素子の使用効率,配線の引き
まわし等を考慮し行なわれる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、予め設定
された直径の円内に複数の回路素子が形成された回路素
子形成領域を含む下地回路を形成し、この下地回路上に
配線を形成して所定の機能をもつ回路を形成する構成と
することにより、1つの回路素子形成領域内の2つの回
路素子を無作為に選択してこれらをペアとして使用して
もペア性を満足するので、自動化が容易となり、製作期
間を短縮することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体チップの配
置図である。
【図2】本発明の第2の実施例の回路素子形成領域の配
置図である。
【図3】本発明の第3の実施例の半導体チップの配置図
である。
【図4】従来の半導体集積回路装置の一例を示す半導体
チップの配置図及びこの半導体チップ上に形成された回
路を回路図である。
【図5】図4に示された半導体集積回路装置のペア性を
必要とするトランジスタのペア性の特性図及び配置図で
ある。
【符号の説明】
1,1a,1x 半導体チップ 11 基板 EA1〜EA5,EA11〜EA14 回路素子形成
領域 MTE MOSトランジスタ素子 NTE NPNトランジスタ素子 PTE PNPトランジスタ素子 PL1,PL2 電源配線 RE 抵抗素子 WL 配線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、予め設定された第1の直径の
    円内に複数の能動回路素子が形成された第1の回路素子
    形成領域と、予め設定された第2の直径の円内に複数の
    受動回路素子が形成された第2の回路素子形成領域と、
    前記第1及び第2の回路素子形成領域上にこれら回路素
    子形成領域内の能動素子及び受動素子の電極を接続して
    所定の機能をはたす回路を形成する配線とを有すること
    を特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 回路素子形成領域に、複数の能動回路素
    子及び受動回路素子が形成された請求項1記載の半導体
    集積回路装置。
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