JP2000216267A - Semiconductor circuit device - Google Patents

Semiconductor circuit device

Info

Publication number
JP2000216267A
JP2000216267A JP11017304A JP1730499A JP2000216267A JP 2000216267 A JP2000216267 A JP 2000216267A JP 11017304 A JP11017304 A JP 11017304A JP 1730499 A JP1730499 A JP 1730499A JP 2000216267 A JP2000216267 A JP 2000216267A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mosfet
channel
channel mosfet
gate
circuit device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11017304A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshisuke Yatsuyanagi
俊祐 八柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP11017304A priority Critical patent/JP2000216267A/en
Publication of JP2000216267A publication Critical patent/JP2000216267A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the occurrence of leakage currents in a semiconductor circuit device and to improve drivability of the device. SOLUTION: The gate electrode of a second P-channel MOSFET (MP2) for cutting stand-by leakage currents is formed of a non-doped silicon film (non-doped silicon gate), and the gate electrodes of a first P-channel MOSFET (MP1) and an N-channel MOSFET (MN1) constituting an input amplifier are formed of impurity-doped silicon films.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体回路装置に
関するものであり、特に、1.5V以下の低電源電圧で
動作する回路ブロックのスタンバイ時におけるリーク電
流を低減した半導体回路装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor circuit device, and more particularly to a semiconductor circuit device in which a circuit block operating at a low power supply voltage of 1.5 V or less has a reduced leakage current during standby.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯用電子機器などの普及に伴い、LS
Iの電源電圧は、消費電流を低減するために、3Vから
1.5V以下へと低電圧化しつつある。しかし、電源電
圧の低電圧化に伴って、MOSFETのしきい値電圧も
低く設定する必要があり、このためスタンバイ時におけ
るLSIのリーク電流の増加が問題となっている。
2. Description of the Related Art With the spread of portable electronic devices, LS
The power supply voltage of I is being reduced from 3 V to 1.5 V or less in order to reduce current consumption. However, as the power supply voltage decreases, the threshold voltage of the MOSFET also needs to be set lower, which causes a problem of an increase in the leakage current of the LSI during standby.

【0003】図8は、水晶発振器1の発振出力に位相同
期した信号を得るためのPLL回路である。水晶発振器
1の出力は、入力アンプ2を通して位相比較器3に入力
され、VCO4(電圧制御型発振器)の出力と位相比較
される。その位相比較器3の出力は、ローパスフィルタ
5によって平滑化してVCO4の発振周波数を制御す
る。この回路のスタンバイ時には、入力アンプのリーク
電流カット用MOSFET6をオフにして消費電流を低
減している。
FIG. 8 shows a PLL circuit for obtaining a signal phase-locked to the oscillation output of the crystal oscillator 1. The output of the crystal oscillator 1 is input to the phase comparator 3 through the input amplifier 2 and compared with the output of the VCO 4 (voltage-controlled oscillator). The output of the phase comparator 3 is smoothed by a low-pass filter 5 to control the oscillation frequency of the VCO 4. During standby of this circuit, the current consumption is reduced by turning off the leak current cutting MOSFET 6 of the input amplifier.

【0004】上記の回路において、電源電圧を例えば、
1.5V低電圧化する際に、MOSFETのしきい値を
低くすることが必要である。特に入力アンプ2は、水晶
発振器の周波数が200MHZ以上と高い場合には、周
波数特性を良くするために、MOSFETのしきい値を
0.3V程度と低く設定しなければならない。
In the above circuit, the power supply voltage is, for example,
When lowering the voltage by 1.5 V, it is necessary to lower the threshold value of the MOSFET. In particular, when the frequency of the crystal oscillator is as high as 200 MHZ or more, the input amplifier 2 must set the threshold value of the MOSFET as low as about 0.3 V in order to improve the frequency characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、電流カット用
MOSFET6のしきい値を0.3V以上に高く設定し
て、リーク電流を抑制することが考えられる。しかし、
そのしきい値を高くすると、動作時の電流が減少してい
しまい、入力アンプ2の駆動能力が不足するという問題
があった。一方、電流カット用MOSFET6のしきい
値を低くすると、従来のPチャネル型MOSFETで
は、オフ時のリーク電流が大きいために、スタンバイ時
の消費電流を十分低減できないという問題があった。
Therefore, it is conceivable to set the threshold value of the current cutting MOSFET 6 higher than 0.3 V to suppress the leak current. But,
If the threshold value is increased, the current during operation decreases, and the driving capability of the input amplifier 2 becomes insufficient. On the other hand, if the threshold value of the current cutting MOSFET 6 is lowered, the conventional P-channel MOSFET has a problem that the current consumption during standby cannot be sufficiently reduced due to a large leakage current at the time of OFF.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
鑑みて為されたものであり、スタンバイ時において回路
ブロックのリーク電流をカットするためのPチャネル型
MOSFETのゲート電極が、不純物をドープしないシ
リコン膜から成ることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a gate electrode of a P-channel MOSFET for cutting a leakage current of a circuit block at the time of standby is provided with an impurity. It is characterized by being made of an undoped silicon film.

【0007】回路ブロックとしては、上記のようなPL
L回路に用いる入力アンプ(インバータ)が適してい
る。
As a circuit block, the above-described PL
An input amplifier (inverter) used for the L circuit is suitable.

【0008】従来の半導体回路装置においては、MOS
FETのゲート電極として、Pチャネル型MOSFE
T、Nチャネル型MOSFETの両方に対して、リンな
どのN型不純物を1×1020-21/cm3程度の高濃度に
ドープしたポリシリコン膜(ドープトポリシリコン)を
用いていた。本発明によれば、回路ブロックのリーク電
流カットPチャネル型MOSFETについては、ゲート
電極に不純物ドープを行わない(ノンドープ)ため、実
質的にイントリンシックな半導体シリコンである。
In a conventional semiconductor circuit device, a MOS
P-channel MOSFE as gate electrode of FET
For both T-channel and N-channel MOSFETs, a polysilicon film (doped polysilicon) doped with an N-type impurity such as phosphorus at a high concentration of about 1 × 10 20 -21 / cm 3 has been used. According to the present invention, the leakage current cut P-channel MOSFET of the circuit block is substantially intrinsic silicon because the gate electrode is not doped with impurities (non-doped).

【0009】そのため、エネルギーバンドから見て、そ
のゲート電極のエネルギーレベルはシリコンのバンドギ
ャップの中央にあり、ドープト・シリコンゲートと仕事
関数がバンドギャップ電圧の1/2だけ異なることにな
る。これをMOSFETのしきい値電圧でみると、同一
のチャネル不純物濃度に対して、ノンドープト・シリコ
ンゲートのMOSFETは、従来のドープト・ポリシリ
コンから成るゲート電極を有するMOSFETに比して
0.5V程度低くなる。同じしきい値に対しては、ノン
ドープト・シリコンゲートのMOSFETの方がチャネ
ル不純物濃度は高くなり、リーク電流は低減される。
Therefore, when viewed from the energy band, the energy level of the gate electrode is at the center of the band gap of silicon, and the work function of the gate electrode is different from that of the doped silicon gate by half the band gap voltage. Looking at this from the viewpoint of the threshold voltage of the MOSFET, for the same channel impurity concentration, the non-doped silicon gate MOSFET is about 0.5 V compared to the conventional MOSFET having a gate electrode made of doped polysilicon. Lower. For the same threshold value, the non-doped silicon gate MOSFET has a higher channel impurity concentration and a reduced leakage current.

【0010】このため、回路ブロックのリーク電流カッ
ト用として、ノンドープト・シリコンゲートのPチャネ
ル型MOSFETを用いることにより、同一しきい値電
圧に対しては、従来に比してリーク電流を低減できる。
一方、同じリーク電流値であれば、よりしきい値を下げ
られるので、動作時の電流駆動能力を増大できる。
For this reason, the use of a non-doped silicon gate P-channel MOSFET for cutting the leak current of the circuit block makes it possible to reduce the leak current for the same threshold voltage as compared with the conventional case.
On the other hand, if the leak current value is the same, the threshold value can be further reduced, so that the current driving capability during operation can be increased.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態に係る
半導体回路装置について、図1乃至図7を参照しながら
説明する。この半導体回路は、図8に示したPLL回路
を構成する入力アンプ部であり、その具体的な構成を図
1に示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a semiconductor circuit device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This semiconductor circuit is an input amplifier that constitutes the PLL circuit shown in FIG. 8, and the specific configuration is shown in FIG.

【0012】入力アンプは、第1のPチャネル型MOS
FET(MP1)及びNチャネル型MOSFET(MN
1)を直列接続したインバータで構成される。この入力
アンプには、水晶発振器の出力が印加される。第1のP
チャネル型MOSFET(MP1)と電源VCCの間に
は、スタンバイ時のリーク電流カット用の第2のPチャ
ネル型MOSFET(MP2)が接続されている。この
MOSFET(MP2)のゲートにはスタンバイ信号Φ
が印加されており、スタンバイ時にスタンバイ信号Φは
ハイレベルとなり、MOSFET(MP2)はオフ状態
となり、リーク電流をカットする。一方、動作時には、
スタンバイ信号Φはローレベルとなり、MOSFET
(MP2)はオン状態となり、入力アンプは、電源VC
Cに接続される。そして、入力アンプは、水晶発振器の
出力を増幅して、位相比較器に伝達する。
The input amplifier is a first P-channel type MOS.
FET (MP1) and N-channel MOSFET (MN
1) is composed of inverters connected in series. The output of the crystal oscillator is applied to this input amplifier. 1st P
A second P-channel MOSFET (MP2) is connected between the channel MOSFET (MP1) and the power supply VCC to cut off a leakage current during standby. The standby signal Φ is applied to the gate of the MOSFET (MP2).
Is applied, the standby signal φ becomes high level at the time of standby, the MOSFET (MP2) is turned off, and the leak current is cut. On the other hand, during operation,
The standby signal Φ goes low and the MOSFET
(MP2) is turned on, and the input amplifier is powered by the power supply VC.
Connected to C. Then, the input amplifier amplifies the output of the crystal oscillator and transmits it to the phase comparator.

【0013】本発明の特徴とする点は、第2のPチャネ
ル型MOSFET(MP2)のゲート電極を不純物をド
ープしないシリコン膜で形成し(ノンドープト・シリコ
ンゲート)、第1のPチャネル型MOSFET(MP
1)及びNチャネル型MOSFET(MN1)について
は、不純物をドープしたシリコン膜で形成することであ
る。シリコン膜は、ポリシリコン膜でもよいし、アモル
ファスシリコン膜でもよい。
A feature of the present invention is that the gate electrode of the second P-channel MOSFET (MP2) is formed of a silicon film not doped with impurities (non-doped silicon gate), and the first P-channel MOSFET (MP2) MP
1) and the N-channel MOSFET (MN1) are formed of a silicon film doped with impurities. The silicon film may be a polysilicon film or an amorphous silicon film.

【0014】ノンドープト・シリコンゲートのPチャネ
ル型MOSFETは、以下で詳しく説明するように、リ
ーク電流が非常に少ないため、上記の入力アンプのよう
な低電圧でかつ低しきい値で動作する回路ブロックのス
タンバイ時におけるリーク電流を低減するのに効果的で
ある。一方、同じリーク電流値であれば、よりしきい値
を下げられるので、動作時の電流駆動能力を増大でき
る。例えば、図4に示すオフリーク電流のデータによれ
ば、同じリーク電流値に対して、ノンドープト・シリコ
ンゲートのPチャネル型MOSFETは従来に比して
0.1V程度しきい値を下げられる。
As will be described in detail below, a non-doped silicon gate P-channel MOSFET has a very small leak current, and therefore operates at a low voltage and a low threshold like the above-described input amplifier. This is effective in reducing the leakage current during standby. On the other hand, if the leak current value is the same, the threshold value can be further reduced, so that the current driving capability during operation can be increased. For example, according to the data of the off-leak current shown in FIG. 4, the threshold value of the non-doped silicon gate P-channel MOSFET can be lowered by about 0.1 V as compared with the conventional one for the same leak current value.

【0015】また、入力アンプそのものは、高い駆動能
力を必要とするため、駆動能力に優れた、ドープ・シリ
コンゲートのMOSFETを用いるのが好ましい。
Further, since the input amplifier itself requires a high driving capability, it is preferable to use a doped silicon gate MOSFET having an excellent driving capability.

【0016】次に、本発明の半導体回路装置を構成する
ノンドープト・シリコンゲートのPチャネル型MOSF
ETのトランジスタ特性について説明する。
Next, a non-doped silicon gate P-channel type MOSF constituting the semiconductor circuit device of the present invention.
The transistor characteristics of the ET will be described.

【0017】図2はLDD構造のPチャネル型MOSFE
Tを示す断面図である。n型半導体基板もしくはnウェ
ル1上に厚さ100Å程度のゲート絶縁膜2を介して、厚
さ1010Åのノンドープポリシリコンよりなるポリシリコ
ン膜3及び1000Å程度のタングステンシリサイド膜4の
ポリサイド構造よりなるゲート電極5が形成されてい
る。半導体基板1の表面にはp型不純物が1E20cm-3前後
に添加されたソース、ドレイン領域6が形成されてい
る。ソース、ドレイン領域6の間のチャネル領域7に
は、p型不純物が添加された埋め込みチャネルが形成さ
れている。
FIG. 2 shows a P-channel type MOSFE having an LDD structure.
It is sectional drawing which shows T. A gate having a polycide structure of a polysilicon film 3 made of non-doped polysilicon and a tungsten silicide film 4 having a thickness of about 1010 mm on an n-type semiconductor substrate or n-well 1 via a gate insulating film 2 having a thickness of about 100 mm. An electrode 5 is formed. Source / drain regions 6 to which p-type impurities are added at about 1E20 cm −3 are formed on the surface of the semiconductor substrate 1. A buried channel doped with a p-type impurity is formed in the channel region 7 between the source and drain regions 6.

【0018】図3にこのMOSFETと、ドープト・シ
リコンゲート(N+Poly)のMOSFETの、オフ
リーク電流Isd0pのゲート長依存性を示す。ゲート長と
は、ゲート電極下部のソース、ドレイン領域6の間隔、
換言すればチャネル領域のソース、ドレイン領域方向の
長さである。なお、ポリシリコン膜の厚さは1010Åであ
る。○はドープト・シリコンゲートのMOSFET、△
及び▲は、ノンドープト・シリコンゲートのMOSFE
Tのデータを示している。それぞれのしきい値(MOS
FETのオン電圧)は、○が0.61V、△が0.67V、▲が0.
49Vである。しきい値は、埋め込みチャネルの濃度を変
化させることによって調節することができる。ゲート長
が短くなるに従って、オフリーク電流が増加する現象
は、一般に短チャネル効果と呼ばれる現象である。まず
○と▲を比較して、ノンドープト・シリコンゲートのM
OSFETは、しきい値が約0.1V低いにも関わらず、ほ
ぼ同じオフリーク電流値である。次に、○と△を比較し
て、本発明のMOSFETは、しきい値が約0.06V高い
だけで、オフリーク電流値は二桁近く小さい。このよう
に、ノンドープト・シリコンゲートのMOSFETは、
同じしきい値であれば、オフリーク電流を従来よりも小
さく抑えることができる。
FIG. 3 shows the gate length dependence of off-leak current Isd0p of this MOSFET and a doped silicon gate (N + Poly) MOSFET. The gate length refers to the distance between the source and drain regions 6 below the gate electrode,
In other words, it is the length of the channel region in the source / drain region direction. Note that the thickness of the polysilicon film is 1010 °. ○: MOSFET with doped silicon gate, △
And ▲ are MOSFE of non-doped silicon gate
The data of T is shown. Each threshold (MOS
The ON voltage of the FET) is 0.61 V for ○, 0.67 V for Δ, and 0 for ▲.
It is 49V. The threshold can be adjusted by changing the concentration of the buried channel. The phenomenon in which the off-leak current increases as the gate length becomes shorter is a phenomenon generally called a short channel effect. First, by comparing ○ and ▲, the M of the undoped silicon gate
The OSFET has substantially the same off-leakage current value despite the threshold value being about 0.1 V lower. Next, comparing O and Δ, the MOSFET of the present invention has an off-leak current value that is nearly two orders of magnitude smaller only by a threshold of about 0.06 V higher. Thus, a non-doped silicon gate MOSFET
With the same threshold value, the off-leak current can be suppressed smaller than in the conventional case.

【0019】次に、図4にオフリーク電流のしきい値Vt
ep依存性を示す。しきい値を低く設定するとオフリーク
電流が増えるが、ノンドープト・シリコンゲートのMO
SFETは、従来のMOSFETよりも一桁小さいオフ
リーク電流値である。
Next, FIG. 4 shows the threshold value Vt of the off-leak current.
Indicates ep dependency. Setting a lower threshold increases the off-leakage current, but increases the MO of the undoped silicon gate.
The SFET has an off-leak current value one order of magnitude smaller than that of a conventional MOSFET.

【0020】次に、図5にしきい値Vtepの埋め込みチャ
ネルイオン注入量依存性を示す。埋め込みチャネルの濃
度の上昇と共にしきい値が低下する。ただし、例えばし
きい値を0.35Vとする場合の埋め込みチャネルの注入量
は3.0×1012cm-2であり、これは、ドープト・シリコン
ゲートのMOSFETで必要な濃度の60%程度である。
ノンドープト・シリコンゲートのMOSFETは、より
少ない不純物の注入で、ドープト・シリコンゲートのM
OSFETと同等のしきい値に設定することができる。
また、同一のチャネルイオン注入量に対して、両者のし
きい値は、0.5V程度異なる。すると、ノンドープト
・シリコンゲートのMOSFETのしきい値を0.3V
に設定すると、ドープト・シリコンゲートのMOSFE
Tのしきい値は、0.8Vとなる。
FIG. 5 shows the dependence of the threshold value Vtep on the amount of implanted buried channel ions. The threshold value decreases as the concentration of the buried channel increases. However, for example, when the threshold value is 0.35 V, the implantation amount of the buried channel is 3.0 × 10 12 cm −2 , which is about 60% of the concentration required for the MOSFET of the doped silicon gate.
Non-doped silicon gate MOSFETs can be used with a doped silicon gate M
It can be set to a threshold value equivalent to that of the OSFET.
Also, for the same channel ion implantation amount, the threshold values of both differ by about 0.5V. Then, the threshold value of the undoped silicon gate MOSFET is set to 0.3V.
Is set to
The threshold value of T is 0.8V.

【0021】ノンドープト・シリコンゲートのPチャネ
ル型MOSFETのオフリーク電流が比較的小さいこと
は、埋め込みチャネルの濃度が低くなっていると共に埋
め込みチャネルの形成されている深さが浅くなっている
ことが要因であると考えられる。埋め込みチャネルとソ
ース、ドレイン領域は、同じ導電型の不純物を添加され
た領域であるので、基本的に導通であり、埋め込みチャ
ネルの濃度が低いので電気抵抗が比較的高いにすぎな
い。
The relatively small off-leakage current of a non-doped silicon gate P-channel MOSFET is due to the fact that the concentration of the buried channel is low and the depth at which the buried channel is formed is small. It is believed that there is. Since the buried channel and the source and drain regions are regions to which impurities of the same conductivity type are added, the buried channel is basically conductive, and since the concentration of the buried channel is low, the electric resistance is only relatively high.

【0022】従って、埋め込みチャネルの濃度が上昇す
ると、オフリーク電流が増大する。また、濃度が増加す
ると、それに付随して埋め込みチャネルの形成される深
さも深くなり、埋め込みチャネル領域の電気抵抗を低下
させるのである。従って、埋め込みチャネルの濃度が上
昇するとオフリーク電流が増加する。ノンドープト・シ
リコンゲートのPチャンエル型MOSFETは、ドープ
ト・シリコンゲートのMOSFETよりも低い埋め込み
チャネル濃度で同じしきい値にすることができるので、
同じしきい値であれば、オフリーク電流を1/10に抑える
ことができる。
Therefore, as the concentration of the buried channel increases, the off-leak current increases. Also, as the concentration increases, the depth at which the buried channel is formed also increases, thereby lowering the electric resistance of the buried channel region. Therefore, as the concentration of the buried channel increases, the off-leak current increases. Since a non-doped silicon gate P-channel MOSFET can have the same threshold with a lower buried channel concentration than a doped silicon gate MOSFET,
With the same threshold value, the off-leak current can be suppressed to 1/10.

【0023】次に、ノンドープポリシリコン膜3の厚さ
について述べる。ノンドープポリシリコン膜3の厚さ
は、1010Å、285Å、247Åとして作成した。以下、ポリ
シリコン膜3の厚さが1010Åのものをサンプル1、285
Åのものをサンプル2、247Åのものをサンプル3と記
す。
Next, the thickness of the non-doped polysilicon film 3 will be described. The thickness of the non-doped polysilicon film 3 was 1010 °, 285 °, and 247 °. In the following, samples 1 and 285 having a thickness of 1010 mm
The sample of {circle around (2)} is referred to as Sample 2, and the sample of {247} is referred to as Sample 3.

【0024】図6はサンプル1乃至サンプル3及び比較
対象として、ポリシリコン膜53の厚さを1010Åとした
ドープト・シリコンゲートのMOSFET(以下従来サ
ンプルと記す)のチャネル電流Ids0のゲート電圧依存性
である。チャネル電流は、従来サンプルのチャネル電流
に比較して、サンプル1〜3ともに小さい。サンプル1
に比較して、サンプル2、3のチャネル電流値が大き
く、チャネル電流値からは、サンプル2及びサンプル3
がよいといえる。
FIG. 6 shows the dependence of the channel current Ids0 on the gate voltage of a MOSFET of a doped silicon gate (hereinafter referred to as a conventional sample) in which the thickness of the polysilicon film 53 is set to 1010 ° as a comparison object. is there. The channel current of each of the samples 1 to 3 is smaller than the channel current of the conventional sample. Sample 1
The channel current values of Samples 2 and 3 are larger than those of Samples 2 and 3.
Can be said to be good.

【0025】図7は、しきい値(MOSFETのオン電
圧)を0.65V程度とした時の従来(ドープト・シリコン
ゲートのMOSFET)及びノンドープト・シリコンゲ
ートのMOSFETの特性である。1段目はサンプル
1、2段目はサンプル2、3段目はサンプル3、4段目
は従来サンプルの特性をそれぞれ示している。オフリー
ク電流は従来のMOSFETが6.40pAであるのに比較し
て、各条件において0.05pA〜0.09pAと、二桁程度小さ
く、オフリーク電流が十分に抑制されていることが分か
る。βはゲート電圧に対するチャネル電流値の傾きであ
り、FETの駆動能力を示す値である。βはサンプル2、
3は従来とほぼ同等の値を示しているが、サンプル1は
若干低い。これは、ノンドープト・シリコンゲートの内
部が空乏化するため、膜厚が厚いほど、空乏化領域が厚
くなるためである。
FIG. 7 shows the characteristics of a conventional (doped silicon gate MOSFET) and non-doped silicon gate MOSFET when the threshold value (on voltage of the MOSFET) is about 0.65V. The first stage shows the characteristics of sample 1, the second stage shows sample 2, the third stage shows sample 3, and the fourth stage shows the characteristics of the conventional sample. The off-leakage current is 6.40 pA for the conventional MOSFET, which is 0.05 pA to 0.09 pA under each condition, which is about two orders of magnitude smaller, indicating that the off-leakage current is sufficiently suppressed. β is the slope of the channel current value with respect to the gate voltage, and is a value indicating the driving capability of the FET. β is sample 2,
3 shows almost the same value as the conventional one, but sample 1 is slightly lower. This is because the inside of the non-doped silicon gate is depleted, and the thicker the film thickness, the thicker the depletion region.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低電源電圧で動作する半導体回路装置のスタンバイ時に
おけるリーク電流を大幅に低減することが出来る。
As described above, according to the present invention,
Leakage current during standby of a semiconductor circuit device operating at a low power supply voltage can be significantly reduced.

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

【図1】本発明の実施形態に係る半導体回路の構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】ノンドープト・シリコンゲートMOSFETの
断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a non-doped silicon gate MOSFET.

【図3】MOSFETのオフリーク電流Isd0pのゲート
長依存性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a gate length dependency of an off-leak current Isd0p of a MOSFET.

【図4】オフリーク電流のしきい値依存性を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the threshold value dependence of off-leak current.

【図5】しきい値の埋め込みチャネルイオン注入量依存
性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the dependence of a threshold value on a buried channel ion implantation dose.

【図6】チャネル電流Ids0のゲート電圧依存性を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a gate voltage dependency of a channel current Ids0.

【図7】MOSFETの特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a MOSFET.

【図8】PLL回路の回路ブロック構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit block configuration of a PLL circuit.

フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB01 BB28 BB40 CC05 FF14 GG10 HH20 5F040 DA02 DB03 EC01 EC07 EC13 EE04 EF02 5F048 AA00 AB04 AC03 BA01 BB05 BB06 BB08 BB12 BB15 BC06 BD05 5J056 AA00 BB10 BB18 BB49 DD13 DD28 EE11 FF07 KK02 Continued on the front page F-term (reference) 4M104 BB01 BB28 BB40 CC05 FF14 GG10 HH20 5F040 DA02 DB03 EC01 EC07 EC13 EE04 EF02 5F048 AA00 AB04 AC03 BA01 BB05 BB06 BB08 BB12 BB15 BC06 BD05 5J056 AA00 BB10 BB18 BB10 BB10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回路ブロックと、この回路ブロックと電源
との間に接続され回路ブロックのスタンバイ時における
リーク電流をカットするためのPチャネル型MOSFE
Tとを備えた半導体回路装置において、前記MOSFE
Tのゲート電極が不純物をドープしないシリコン膜から
成ることを特徴とする半導体回路装置。
1. A P-channel MOSFE connected between a circuit block and a power supply connected between the circuit block and a power supply for cutting off a leakage current in a standby state of the circuit block.
T, the MOSFE
A semiconductor circuit device, wherein a gate electrode of T is made of a silicon film not doped with an impurity.
【請求項2】第1のPチャネル型MOSFETとNチャ
ネル型MOSFETとを直列に接続してなるインバータ
と、この第1のPチャネル型MOSFETと電源の間に
接続された第2のPチャネル型MOSFETとを備え、
スタンバイ時に前記第2のPチャネル型MOSFETを
オフにするようにした半導体回路装置において、前記第
1のPチャネル型MOSFETとNチャネル型MOSF
ETのゲート電極がN型不純物をドープしたシリコン膜
から成り、前記第2のPチャネル型MOSFETのゲー
ト電極が不純物をドープしないシリコン膜から成ること
を特徴とする半導体回路装置。
2. An inverter comprising a first P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET connected in series, and a second P-channel MOSFET connected between the first P-channel MOSFET and a power supply. MOSFET and
In a semiconductor circuit device in which the second P-channel MOSFET is turned off during standby, the first P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET may be turned off.
A semiconductor circuit device, wherein the gate electrode of the ET is made of a silicon film doped with an N-type impurity, and the gate electrode of the second P-channel MOSFET is made of a silicon film not doped with an impurity.
【請求項3】前記第2のPチャネル型MOSFETのし
きい値を第1のPチャネル型MOSFETのしきい値よ
り高くしたことを特徴とする請求項2に記載の半導体回
路装置。
3. The semiconductor circuit device according to claim 2, wherein a threshold value of said second P-channel MOSFET is higher than a threshold value of said first P-channel MOSFET.
【請求項4】前記シリコン膜は、ポリシリコン膜または
アモルファスシリコン膜であることを特徴とする請求項
2又は請求項3に記載の半導体回路装置。
4. The semiconductor circuit device according to claim 2, wherein said silicon film is a polysilicon film or an amorphous silicon film.
JP11017304A 1999-01-26 1999-01-26 Semiconductor circuit device Pending JP2000216267A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11017304A JP2000216267A (en) 1999-01-26 1999-01-26 Semiconductor circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11017304A JP2000216267A (en) 1999-01-26 1999-01-26 Semiconductor circuit device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000216267A true JP2000216267A (en) 2000-08-04

Family

ID=11940281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11017304A Pending JP2000216267A (en) 1999-01-26 1999-01-26 Semiconductor circuit device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000216267A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012178582A (en) * 2001-07-17 2012-09-13 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012178582A (en) * 2001-07-17 2012-09-13 Renesas Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method of the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6525377B1 (en) Low threshold voltage MOS transistor and method of manufacture
US6228725B1 (en) Semiconductor devices with pocket implant and counter doping
JP4360702B2 (en) Semiconductor device
TW530417B (en) Semiconductor device
KR100288818B1 (en) Semiconductor integrated circuit
US20020140109A1 (en) Decoupling capacitors for thin gate oxides
US6211725B1 (en) Low powder CMOS circuit
WO1996007205A1 (en) Dynamic threshold voltage mosfet for ultra-low voltage operation
US6535034B1 (en) High performance integrated circuit devices adaptable to use lower supply voltages with smaller device geometries
US6674127B2 (en) Semiconductor integrated circuit
US20040119114A1 (en) N-channel pull-up element & logic circuit
Huang et al. Scalability and biasing strategy for CMOS with active well bias
EP0573009B1 (en) Semiconductor device
JP2004214408A (en) Voltage controlled variable capacitor element
EP0870332B1 (en) Method for manufacturing a MOSFET semiconductor device with reduced off-state gate oxide field
JP2000216267A (en) Semiconductor circuit device
WO1992013390A1 (en) Low standby current intermediate dc voltage generator
KR930009810B1 (en) Semiconductor device with substrate bias circuit
Falk Leakage current mechanisms and leakage reduction techniques in deep-submicrometer CMOS circuits
Yagishita et al. Dynamic threshold voltage damascene metal gate MOSFET (DT-DMG-MOS) technology for very low voltage operation of under 0.7 V
WO2008137992A1 (en) Method and apparatus for powering down analog integrated circuits
JP2000216260A (en) Semiconductor integrated circuit device
EP1233451A2 (en) Integrated radio frequency circuit devices
JP4471408B2 (en) CMOS semiconductor device
JP2001203357A (en) Semiconductor device