JP2000323671A - Signal holding circuit, semiconductor device, gate array and ic card - Google Patents

Signal holding circuit, semiconductor device, gate array and ic card

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JP2000323671A
JP2000323671A JP11315278A JP31527899A JP2000323671A JP 2000323671 A JP2000323671 A JP 2000323671A JP 11315278 A JP11315278 A JP 11315278A JP 31527899 A JP31527899 A JP 31527899A JP 2000323671 A JP2000323671 A JP 2000323671A
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ferroelectric
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holding circuit
circuit
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a signal holding circuit and the like which can hold the results of computation or the like even if power is shut off and consumes less power. SOLUTION: A logic processing circuit 56 is provided with a combination logic block CB and a latch block LT. The latch block LT is provided with a line 104 for transmitting results OUT of computation from the combination logic block CB. A part of the line 104 is a loop signal path (feed back loop) provided with a line 106 and a line 108. An inverter circuit INV2 composed of ferroelectric transistors is interposed into the line 108. As a result, the results OUT of computation appearing on the line 104 can be held in a volatile manner and data just before the power shutoff can be restored on the line 104 as the power is restored. Also, a power control part 55 shutting off the power supplied to the latch block LT is provided for power savings.

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】この発明は信号保持回路等に
関し、特に、強誘電体を用いた信号保持回路等に関す
る。
The present invention relates to a signal holding circuit and the like, and more particularly to a signal holding circuit and the like using a ferroelectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】クレジットカードや流通過程等で用いら
れる識別用タグとして、ICカードが利用されている。
ICカードには、ロジックLSIを搭載したものや、マ
イクロコンピュータを搭載したもの等があるが、このよ
うなロジックLSIやマイクロコンピュータ等に用いる
シーケンス論理処理回路として、図26に示すような回
路が知られている。
2. Description of the Related Art IC cards are used as identification tags used in credit cards and distribution processes.
There are IC cards equipped with a logic LSI and those equipped with a microcomputer. A circuit as shown in FIG. 26 is known as a sequence logic processing circuit used in such a logic LSI or a microcomputer. Have been.

【0003】図26に示す論理処理回路2は、NAND
回路やOR回路等により構成される組合せ論理ブロック
CBと、当該組合せ論理ブロックCBの出力をラッチす
るラッチブロックLTとにより構成されている。
The logic processing circuit 2 shown in FIG.
It comprises a combinational logic block CB composed of a circuit, an OR circuit and the like, and a latch block LT for latching the output of the combinational logic block CB.

【0004】組合せ論理ブロックCBは、入力データI
Nに対して所定の論理演算等を施し、演算結果OUTを
出力する。ラッチブロックLTは、クロックパルスCp
の立ち上がり時(または、立ち上がり時)における演算
結果OUTをラッチする。出力Qには、ラッチした演算
結果OUTが出力される。
The combinational logic block CB has input data I
A predetermined logical operation or the like is performed on N, and an operation result OUT is output. The latch block LT outputs the clock pulse Cp
The operation result OUT at the time of rising (or at the time of rising) is latched. The latched operation result OUT is output to the output Q.

【0005】このように、論理処理回路2を用いると、
クロックパルスCpの立ち上がり(または、立ち下が
り)のタイミングで演算結果をラッチし、次のクロック
パルスCpが来るまでの間、ラッチした当該演算結果を
出力することができる。このため、演算結果からノイズ
を除去して、安定した出力を得ることができる。
As described above, when the logic processing circuit 2 is used,
The calculation result is latched at the timing of the rising (or falling) of the clock pulse Cp, and the latched calculation result can be output until the next clock pulse Cp comes. Therefore, a stable output can be obtained by removing noise from the operation result.

【0006】したがって、このような論理処理回路2を
多数組合せて用いることで、信頼性の高いシーケンス論
理処理などを行なうことができる。
Therefore, by using a large number of such logic processing circuits 2 in combination, highly reliable sequence logic processing can be performed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の論理処理回路2には、次のような問題点が
あった。従来の論理処理回路においては、処理中のデー
タを保持するために、回路に常に電圧を印加しておかな
ければならない。
However, the conventional logic processing circuit 2 as described above has the following problems. In a conventional logic processing circuit, a voltage must always be applied to the circuit in order to hold data being processed.

【0008】したがって、シーケンス論理処理の途中に
おいて電源が遮断されてしまったような場合、電源が回
復しても、遮断前の演算結果は残っておらず、当該シー
ケンス論理処理を電源遮断直前の状態に戻すには、改め
てシーケンス論理処理の最初からやり直さなければなら
なかった。これでは、無駄が多く、また、処理の信頼性
に欠ける。
Therefore, in the case where the power supply is cut off during the sequence logic processing, even if the power supply is restored, the operation result before the power cut-off does not remain, and the sequence logic processing is performed in the state immediately before the power cut-off. To return to, it was necessary to restart from the beginning of the sequence logic processing. This is wasteful and lacks processing reliability.

【0009】また、非接触のICカード等においては、
電波を介して電力を供給しているため、電力の供給が不
安定になる。ことに、リアルタイムで多量のデータ処理
が要求されるような場合には、電力の供給が止まると処
理が困難になる。
In a non-contact IC card or the like,
Since power is supplied via radio waves, power supply becomes unstable. In particular, when a large amount of data processing is required in real time, the processing becomes difficult when the supply of power is stopped.

【0010】さらに、回路の消費電力を抑えるために、
図27のような省電力型のラッチブロックLTが提案さ
れている。しきい値電圧の高いトランジスタを用いれば
消費電力を抑えることができる点に着目したものであ
る。
Further, in order to suppress the power consumption of the circuit,
A power-saving latch block LT as shown in FIG. 27 has been proposed. The focus is on the point that power consumption can be reduced by using a transistor with a high threshold voltage.

【0011】低しきい値回路部4は、消費電力は大きい
が動作速度の速い低しきい値トランジスタを用いて構成
したインバータ回路INV0およびINV1を備えた回
路である。高しきい値回路部6は、動作速度は遅いが消
費電力の小さい高しきい値トランジスタを用いて構成し
たインバータ回路INV2およびINV3を備えた回路
である。
The low-threshold circuit section 4 is a circuit including inverter circuits INV0 and INV1 formed by using low-threshold transistors which consume a large amount of power but operate at a high speed. The high-threshold circuit section 6 is a circuit including inverter circuits INV2 and INV3 configured using high-threshold transistors whose operation speed is low but whose power consumption is small.

【0012】電源制御部8は、動作時には、低しきい値
回路部4に給電し、スタンバイ時には、低しきい値回路
部4への給電を停止する。このようにすれば、動作時に
は、演算結果OUTは、動作速度の速いインバータ回路
INV0およびINV1を介して出力され、スタンバイ
時には、演算結果OUTは、消費電力の小さいインバー
タ回路INV2およびINV3により保持されるので、
好都合である。
The power control unit 8 supplies power to the low threshold circuit unit 4 during operation, and stops supplying power to the low threshold circuit unit 4 during standby. In this way, the operation result OUT is output via the inverter circuits INV0 and INV1 having a high operation speed during operation, and the operation result OUT is held by the inverter circuits INV2 and INV3 having low power consumption during standby. So
It is convenient.

【0013】しかしながら、図27に示す省電力型のラ
ッチブロックLTにおいても、スタンバイ時には消費電
力が小さくなるとはいえ、電力を消費することにはかわ
りない。
However, even in the power-saving latch block LT shown in FIG. 27, power consumption is reduced during standby, but power consumption is not changed.

【0014】この発明は、このような従来の論理処理回
路の問題点を解消し、電源が遮断されても演算結果等を
保持することができ、また、消費電力のより小さい信号
保持回路等を提供することを目的とする。
The present invention solves such a problem of the conventional logic processing circuit, and can maintain a calculation result or the like even when the power supply is cut off. The purpose is to provide.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段、発明の作用および効果】
請求項1の信号保持回路においては、信号を伝送する信
号路と、当該信号路に結合され、動作時に信号路に現れ
た信号に対応した分極状態を動作停止後も保持するとと
もに、保持した分極状態に基づいて動作復帰時に信号路
に信号を復元する強誘電体記憶部とを備えたことを特徴
としている。
Means for Solving the Problems, Functions and Effects of the Invention
The signal holding circuit according to claim 1, further comprising: a signal path for transmitting a signal; and a polarization state coupled to the signal path, the polarization state corresponding to the signal appearing in the signal path at the time of operation being maintained after the operation is stopped. A ferroelectric storage unit for restoring a signal to a signal path when the operation is restored based on the state.

【0016】したがって、信号路に現れる信号を、当該
信号に対応した分極状態の形で強誘電体記憶部が保持し
ている。このため、電源が遮断されても、強誘電体記憶
部によってデータが保持されていることになる。
Therefore, the signal appearing in the signal path is held in the ferroelectric storage unit in a polarization state corresponding to the signal. Therefore, even if the power is cut off, the data is held in the ferroelectric storage unit.

【0017】この結果、電源が回復したときに、保持さ
れている当該データを用いて、当該信号保持回路の状態
を、電源が遮断される前の状態に、確実かつ速やかに復
帰させることが可能となる。すなわち、電源が遮断され
ても演算結果等を保持することができる。
As a result, when the power supply is restored, the state of the signal holding circuit can be surely and promptly returned to the state before the power supply was cut off by using the held data. Becomes That is, even if the power is cut off, the calculation result and the like can be held.

【0018】請求項2の信号保持回路においては、信号
路の一部に、主信号路と帰還信号路とを有する環状信号
路を設け、主信号路および帰還信号路のうち少なくとも
一方に、強誘電体記憶部を結合したことを特徴としてい
る。
In the signal holding circuit according to the second aspect, an annular signal path having a main signal path and a feedback signal path is provided in a part of the signal path, and a strong signal path is provided in at least one of the main signal path and the feedback signal path. It is characterized in that a dielectric storage unit is connected.

【0019】したがって、帰還信号路を設けることによ
り、通常の動作や電源復帰時の動作を、より安定化させ
ることができる。
Therefore, by providing the feedback signal path, the normal operation and the operation when the power is restored can be further stabilized.

【0020】請求項3の信号保持回路においては、強誘
電体記憶部として、強誘電体トランジスタを用いたこと
を特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the signal holding circuit, a ferroelectric transistor is used as the ferroelectric storage unit.

【0021】したがって、非破壊読み出しを容易に実現
することができるため、容易に長寿命の信号保持回路を
実現することができる。
Therefore, nondestructive reading can be easily realized, and a long-life signal holding circuit can be easily realized.

【0022】請求項4の信号保持回路においては、強誘
電体トランジスタは、 A)半導体基板に形成された第1導電型のソース領域お
よびドレイン領域、 B)ソース領域とドレイン領域との間に配置された第2
導電型のチャネル形成領域、 C)チャネル形成領域の上に配置された絶縁層、 D)前記絶縁層の上に配置された第1の導電体層、 E)前記第1の導電体層の上に形成された強誘電体層、 F)強誘電体層の上に形成された第2の導電体層、 を有することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the signal holding circuit, the ferroelectric transistor includes: A) a source region and a drain region of a first conductivity type formed in a semiconductor substrate; and B) a source region and a drain region. The second
A channel forming region of a conductivity type; C) an insulating layer disposed on the channel forming region; D) a first conductor layer disposed on the insulating layer; E) on the first conductor layer. And F) a second conductor layer formed on the ferroelectric layer.

【0023】したがって、強誘電体トランジスタとし
て、上記構造のトランジスタを用いることで、通常のM
OSFETの製造工程に、強誘電体層および第2の導電
体層を積み上げる工程を追加するだけで、容易に、信号
保持回路を得ることが可能となる。
Therefore, by using a transistor having the above structure as a ferroelectric transistor, the ordinary M
A signal holding circuit can be easily obtained simply by adding a step of stacking a ferroelectric layer and a second conductor layer to the OSFET manufacturing process.

【0024】請求項5の信号保持回路においては、主信
号路および帰還信号路に、インバータ回路をそれぞれ挿
入し、当該インバータ回路のうち少なくとも一方を、強
誘電体トランジスタを用いた強誘電体記憶部としたこと
を特徴としている。
In the signal holding circuit according to the fifth aspect, an inverter circuit is inserted into each of the main signal path and the feedback signal path, and at least one of the inverter circuits is used as a ferroelectric storage unit using a ferroelectric transistor. It is characterized by having.

【0025】したがって、インバータ回路を構成するト
ランジスタを強誘電体トランジスタとすることにより、
信号路に現れる信号を、当該強誘電体トランジスタに保
持することができる。
Therefore, by making the transistor constituting the inverter circuit a ferroelectric transistor,
A signal appearing in the signal path can be held in the ferroelectric transistor.

【0026】請求項6の信号保持回路においては、環状
信号路より入力側において、信号路に、所定のゲート制
御信号に基づいて継断動作を行なう入力側ゲートを設け
たことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the signal holding circuit, on the input side of the ring-shaped signal path, an input side gate for performing a switching operation based on a predetermined gate control signal is provided in the signal path.

【0027】したがって、組合せ論理回路からの演算結
果にノイズが含まれているような場合であっても、ノイ
ズを除去して、安定した出力を得ることができる。
Therefore, even when the operation result from the combinational logic circuit includes noise, a stable output can be obtained by removing the noise.

【0028】請求項7の信号保持回路においては、主信
号路にインバータ回路を挿入し、当該インバータ回路の
入力側と所定の基準電位とを、制御入力端子を備えたス
イッチング回路を介して結合し、当該インバータ回路の
出力側と当該制御入力端子とを、帰還信号路により結合
するとともに、当該インバータ回路およびスイッチング
回路のうち少なくとも一方を、強誘電体トランジスタを
用いた強誘電体記憶部としたことを特徴としている。
In the signal holding circuit of the present invention, an inverter circuit is inserted into the main signal path, and the input side of the inverter circuit and a predetermined reference potential are connected via a switching circuit having a control input terminal. The output side of the inverter circuit and the control input terminal are coupled by a feedback signal path, and at least one of the inverter circuit and the switching circuit is a ferroelectric storage unit using a ferroelectric transistor. It is characterized by.

【0029】したがって、信号路がバスラインであるよ
うな場合、バスライン上の信号を当該信号に対応した分
極状態の形で強誘電体記憶部が保持している。すなわ
ち、電源が遮断されてもバスライン上の信号等を保持す
ることができる。
Therefore, when the signal path is a bus line, the signal on the bus line is stored in the ferroelectric storage unit in a polarization state corresponding to the signal. In other words, signals and the like on the bus line can be retained even when the power is cut off.

【0030】請求項8の信号保持回路においては、強誘
電体記憶部を、帰還信号路にのみ設けるよう構成したこ
とを特徴としている。
The signal holding circuit according to claim 8 is characterized in that the ferroelectric memory is provided only in the feedback signal path.

【0031】したがって、主信号路に強誘電体記憶部を
設けないことで、非ラッチ時における信号の伝送速度を
高速化することができる。
Therefore, by not providing the ferroelectric storage section in the main signal path, the signal transmission speed at the time of non-latching can be increased.

【0032】請求項9の信号保持回路においては、主信
号路を介して信号を伝送するときには帰還信号路を遮断
し、帰還信号路を介して信号を帰還させるときには帰還
信号路を接続する帰還ゲートを設けたことを特徴として
いる。
In the signal holding circuit according to the ninth aspect, a feedback gate for interrupting a feedback signal path when transmitting a signal via the main signal path and connecting the feedback signal path when feeding back the signal via the feedback signal path. It is characterized by having provided.

【0033】したがって、帰還信号路を遮断すること
で、非ラッチ時における消費電力を低減することができ
る。
Therefore, by cutting off the feedback signal path, it is possible to reduce the power consumption during non-latching.

【0034】請求項10の信号保持回路においては、強
誘電体記憶部として、強誘電体コンデンサを用いたこと
を特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the signal holding circuit, a ferroelectric capacitor is used as the ferroelectric storage unit.

【0035】したがって、安定した動作の得やすい強誘
電体コンデンサを用いることで、より信頼性の高い信号
保持回路を実現することができる。
Therefore, a more reliable signal holding circuit can be realized by using a ferroelectric capacitor capable of easily obtaining a stable operation.

【0036】請求項11の信号保持回路においては、所
定のゲート制御信号に基づいて継断動作を行なう入力側
ゲートと、当該ゲート制御信号に基づいて入力側ゲート
と逆の継断動作を行なう出力側ゲートとを、信号路に直
列に挿入し、強誘電体コンデンサの一端を、入力側ゲー
トと出力側ゲートとの間において信号路に結合するとと
もに、当該強誘電体コンデンサの他端に、ゲート制御信
号に同期した電圧を印加するよう構成したことを特徴と
している。
In the signal holding circuit according to the eleventh aspect, an input side gate that performs a disconnection operation based on a predetermined gate control signal, and an output that performs a reverse disconnection operation of the input side gate based on the gate control signal Side gate is inserted in series in the signal path, one end of the ferroelectric capacitor is coupled to the signal path between the input side gate and the output side gate, and the other end of the ferroelectric capacitor is connected to the gate. It is characterized in that a voltage synchronized with the control signal is applied.

【0037】したがって、たとえば、出力側ゲートを介
して、信号路とバスラインとを結合することで、バスラ
インに接続可能な信号保持回路を容易に実現することが
できる。
Therefore, for example, by connecting the signal path and the bus line via the output side gate, a signal holding circuit connectable to the bus line can be easily realized.

【0038】請求項12の信号保持回路においては、信
号路と強誘電体記憶部とを継断する記憶部ゲートを設け
たことを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the signal holding circuit, wherein a storage section gate for disconnecting the signal path from the ferroelectric storage section is provided.

【0039】したがって、必要に応じて、信号路と強誘
電体記憶部とを記憶部ゲートにより遮断することができ
る。このため、信号路により不用意に強誘電体記憶部の
分極状態が変化してしまうことを防止することが可能と
なる。
Therefore, the signal path and the ferroelectric memory can be cut off by the memory gate if necessary. For this reason, it is possible to prevent the polarization state of the ferroelectric storage unit from being carelessly changed due to the signal path.

【0040】請求項13の信号保持回路においては、記
憶部ゲートは、電源電圧の変動に対応して、信号路と強
誘電体記憶部とを継断することを特徴としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the signal holding circuit, the storage unit gate disconnects the signal path from the ferroelectric storage unit in response to a change in the power supply voltage.

【0041】したがって、電源電圧の低下など、電源電
圧の変動に起因して不用意に強誘電体記憶部の分極状態
が変化してしまうことを防止することが可能となる。
Therefore, it is possible to prevent the polarization state of the ferroelectric memory unit from being changed carelessly due to a change in the power supply voltage such as a decrease in the power supply voltage.

【0042】請求項14の信号保持回路においては、当
該信号保持回路に与える電力を、継断または調整する電
源制御部を設けたことを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the signal holding circuit, there is provided a power supply control unit for switching off or adjusting the power supplied to the signal holding circuit.

【0043】したがって、動作していないブロックを構
成する信号保持回路に与える電力を、電源制御部により
遮断したり、極めて小さくすることで、電力消費を抑え
ることができる。この場合、たとえば、信号保持回路に
与える電力を遮断したとしても、強誘電体記憶部の分極
状態は維持され、動作の再開にともなって電力供給を再
開すると、当該分極状態に対応した信号を信号路に与え
ることができるので、好都合である。
Therefore, the power supplied to the signal holding circuit constituting the inactive block is cut off by the power supply control unit or is extremely reduced, so that power consumption can be suppressed. In this case, for example, even if the power supplied to the signal holding circuit is cut off, the polarization state of the ferroelectric memory unit is maintained, and when the power supply is resumed with the restart of operation, a signal corresponding to the polarization state is output. It is convenient because it can be given to the road.

【0044】請求項15の信号保持回路においては、当
該信号保持回路は、信号路を介して組合せ回路に接続さ
れていることを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the signal holding circuit is connected to a combinational circuit via a signal path.

【0045】したがって、組合せ回路と不揮発性の信号
保持回路とを備えた論理処理回路を用いることで、信頼
性の高いシーケンス論理処理などを行なうことができ
る。
Therefore, by using a logic processing circuit having a combinational circuit and a nonvolatile signal holding circuit, highly reliable sequence logic processing can be performed.

【0046】請求項16の信号保持回路においては、組
合せ回路は、省電力型の回路であることを特徴としてい
る。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the signal holding circuit, the combinational circuit is a power saving type circuit.

【0047】したがって、省電力型の組合せ回路、たと
えば、電力調整の可能な組合せ回路や素子数の少ない組
合せ回路等を用いることで、省電力化をいっそう進める
ことができる。
Therefore, by using a power-saving combination circuit, for example, a combination circuit capable of adjusting power or a combination circuit having a small number of elements, power saving can be further promoted.

【0048】請求項17の半導体装置は、信号保持回路
および当該保持回路に接続された組合せ回路を用いたこ
とを特徴としている。
A semiconductor device according to a seventeenth aspect is characterized by using a signal holding circuit and a combinational circuit connected to the holding circuit.

【0049】したがって、電源が遮断されても演算結果
等を保持することができる半導体装置や、省電力型の半
導体装置を実現することができる。
Therefore, it is possible to realize a semiconductor device capable of holding a calculation result and the like even when the power is cut off, and a power-saving semiconductor device.

【0050】請求項18の半導体装置においては、さら
に強誘電体メモリ回路を備えたことを特徴としている。
The semiconductor device according to claim 18 is characterized by further comprising a ferroelectric memory circuit.

【0051】したがって、メモリを要する半導体装置に
おいて、当該メモリも、不揮発性とすることができる。
このため、さらに省電力効果の高い半導体装置を実現す
ることができる。
Therefore, in a semiconductor device requiring a memory, the memory can also be nonvolatile.
Therefore, a semiconductor device with higher power saving effect can be realized.

【0052】請求項19の半導体装置においては、当該
半導体装置が、マイクロコンピュータであることを特徴
としている。
The semiconductor device according to the nineteenth aspect is characterized in that the semiconductor device is a microcomputer.

【0053】したがって、電源が遮断されても演算結果
等を保持することができるマイクロコンピュータや、省
電力型のマイクロコンピュータを実現することができ
る。
Therefore, it is possible to realize a microcomputer capable of holding the operation result and the like even when the power is cut off, and a power-saving microcomputer.

【0054】請求項20の半導体装置においては、当該
半導体装置が、ゲートアレイを用いて構成されたことを
特徴としている。
According to a twentieth aspect of the present invention, the semiconductor device is configured using a gate array.

【0055】したがって、電源が遮断されても演算結果
等を保持することができる半導体装置や省電力型の半導
体装置を、容易に実現することができる。また、ゲート
アレイの接続を変更することで、別の機能を有するハー
ドウェアに、容易に変更することができる。
Therefore, it is possible to easily realize a semiconductor device or a power-saving semiconductor device which can hold the operation result and the like even when the power is cut off. Further, by changing the connection of the gate array, it is possible to easily change to hardware having another function.

【0056】請求項21のゲートアレイは、トランジス
タと、強誘電体により構成された素子とを備えたことを
特徴としている。
A gate array according to a twenty-first aspect is characterized by comprising a transistor and an element formed of a ferroelectric.

【0057】したがって、トランジスタと、強誘電体に
より構成された素子とを自由に組合せることで、電源が
遮断されても演算結果等を保持することができる半導体
装置や、省電力型の半導体装置を、容易に実現すること
ができる。
Therefore, by freely combining a transistor and an element made of a ferroelectric material, a semiconductor device capable of retaining an operation result or the like even when power is cut off, or a power-saving type semiconductor device Can be easily realized.

【0058】請求項22のICカードは、上述のいずれ
かの半導体装置を用いたことを特徴としている。
An IC card according to a twenty-second aspect is characterized by using any one of the above semiconductor devices.

【0059】したがって、とくに電力供給が不安定で、
かつ供給電力が小さい非接触型のICカードにおいて、
電源が遮断されても演算結果等を保持することができ、
また、電力消費量を低減することができるので好都合で
ある。
Therefore, the power supply is particularly unstable,
In a non-contact type IC card with low power supply,
Even if the power supply is cut off, the calculation result etc. can be held,
In addition, power consumption can be advantageously reduced.

【0060】なお、請求項において「強誘電体記憶部」
とは、強誘電体の履歴特性を用いて情報を記憶する部分
をいい、強誘電体トランジスタや強誘電体コンデンサそ
のものの他、これらを組合せた回路をも含む概念であ
る。実施形態では、図1に示すインバータ回路INV2
が、これに該当する。
In the claims, "ferroelectric storage unit"
The term "part" refers to a part for storing information using the hysteresis characteristics of a ferroelectric substance, and is a concept including a ferroelectric transistor, a ferroelectric capacitor itself, and a circuit in which these are combined. In the embodiment, the inverter circuit INV2 shown in FIG.
Corresponds to this.

【0061】「強誘電体トランジスタ」とは、強誘電体
を用いたトランジスタをいい、いわゆるMFMIS構造
のトランジスタやMFS構造のトランジスタ(後述)を
含む概念である。実施形態では、図4に示すトランジス
タNT、PTが、これに該当する。
The term “ferroelectric transistor” refers to a transistor using a ferroelectric, and is a concept including a transistor having a so-called MFMIS structure and a transistor having an MFS structure (described later). In the embodiment, the transistors NT and PT shown in FIG. 4 correspond to this.

【0062】[0062]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
よる半導体装置に用いられる論理処理回路50を示す回
路図である。論理処理回路50は、組合せ回路である組
合せ論理ブロックCBと、信号保持回路であるラッチブ
ロックLTとを備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 50 used in a semiconductor device according to one embodiment of the present invention. The logic processing circuit 50 includes a combinational logic block CB that is a combinational circuit, and a latch block LT that is a signal holding circuit.

【0063】組合せ論理ブロックCBは、NAND回路
やOR回路等により構成されており、入力データIN
(たとえば、A,B,C,Dの4入力)に対して所定の
論理演算等を施し、演算結果OUTを出力する。
The combinational logic block CB is composed of a NAND circuit, an OR circuit, etc.
(Eg, four inputs of A, B, C, and D) are subjected to a predetermined logical operation or the like, and an operation result OUT is output.

【0064】ラッチブロックLTは、演算結果OUTを
伝送する信号路を構成するライン104を備えている。
ライン104の一部は、主信号路を構成するライン10
6および帰還信号路を構成するライン108により構成
されている。ライン106およびライン108により、
環状信号路を構成している。
The latch block LT has a line 104 constituting a signal path for transmitting the operation result OUT.
A part of the line 104 is a line 10 constituting the main signal path.
6 and a line 108 constituting a feedback signal path. By lines 106 and 108,
It constitutes a ring signal path.

【0065】環状信号路より入力側において、ライン1
04に、ゲート制御信号であるクロックパルスCpに基
づいて継断動作を行なう入力側ゲートであるトランスミ
ッションゲートGT1が挿入されている。トランスミッ
ションゲートGT1は、クロックパルスCpが”H”の
ときにOFFになり、クロックパルスCpが”L”のと
きにONになるよう構成されている。
On the input side of the ring signal path, line 1
A transmission gate GT1, which is an input-side gate that performs a switching operation based on a clock pulse Cp, which is a gate control signal, is inserted in 04. The transmission gate GT1 is configured to be turned off when the clock pulse Cp is “H” and to be turned on when the clock pulse Cp is “L”.

【0066】ライン108には、帰還ゲートであるトラ
ンスミッションゲートGT2が挿入されている。トラン
スミッションゲートGT2は、トランスミッションゲー
トGT1と逆に、クロックパルスCpが”H”のときに
ONになり、クロックパルスCpが”L”のときにOF
Fになるよう構成されている。
A transmission gate GT2, which is a feedback gate, is inserted into the line 108. The transmission gate GT2 is turned on when the clock pulse Cp is “H”, and is turned off when the clock pulse Cp is “L”, contrary to the transmission gate GT1.
F.

【0067】このように、トランスミッションゲートG
T2を挿入して、ライン108を遮断することで、非ラ
ッチ時における消費電力を低減することができる。
As described above, the transmission gate G
By inserting T2 to cut off the line 108, power consumption during non-latching can be reduced.

【0068】ライン106には、インバータ回路INV
1が挿入されている。インバータ回路INV1は、CM
OSインバータ回路であり、PチャネルMOSFETと
NチャネルMOSFETとを直列に接続した構成を備え
ている。
The line 106 includes an inverter circuit INV
1 is inserted. The inverter circuit INV1 has a CM
An OS inverter circuit having a configuration in which a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET are connected in series.

【0069】このように、主信号路を構成するライン1
06に強誘電体トランジスタを設けないことで、非ラッ
チ時における信号の伝送速度を高速化することができ
る。
As described above, the line 1 constituting the main signal path
By not providing a ferroelectric transistor in 06, the signal transmission speed during non-latching can be increased.

【0070】ライン108には、強誘電体記憶部である
インバータ回路INV2が挿入されている。インバータ
回路INV2は、インバータ回路INV1と同様に、C
MOSインバータ回路であるが、図4に示すように、構
成要素であるPチャネルMOSFETであるトランジス
タPTとNチャネルMOSFETであるトランジスタN
Tが、ともに強誘電体トランジスタである点で、インバ
ータ回路INV1と異なる。
An inverter circuit INV2, which is a ferroelectric storage unit, is inserted into the line 108. The inverter circuit INV2 has the same configuration as the inverter circuit INV1.
Although it is a MOS inverter circuit, as shown in FIG. 4, a transistor PT which is a P-channel MOSFET which is a component and a transistor N which is an N-channel MOSFET
The difference from the inverter circuit INV1 is that T is a ferroelectric transistor.

【0071】トランジスタNTおよびトランジスタPT
は、いわゆるMFMIS構造の強誘電体トランジスタ
(上から、メタル層、強誘電体層、メタル層、絶縁層、
シリコン層をこの順に積層した構造を有するトランジス
タ)である。
Transistor NT and Transistor PT
Are ferroelectric transistors having a so-called MFMIS structure (from the top, a metal layer, a ferroelectric layer, a metal layer, an insulating layer,
(A transistor having a structure in which silicon layers are stacked in this order).

【0072】図3Aに、トランジスタNTの構造を示
す。半導体基板であるp型のシリコン基板20に、n型
(第1導電型)半導体で構成されたソース領域22およ
びドレイン領域24が形成されている。p型(第2導電
型)半導体で構成されたチャネル形成領域26の上に
は、酸化シリコン(SiO2)による絶縁層28が設けられ
ている。絶縁層28の上にはPoly-Si,IrO2,Irをこの順
に積層した下部導電体層(第1の導電体層)30が設け
られている。
FIG. 3A shows the structure of the transistor NT. A source region 22 and a drain region 24 made of an n-type (first conductivity type) semiconductor are formed on a p-type silicon substrate 20, which is a semiconductor substrate. An insulating layer 28 made of silicon oxide (SiO 2 ) is provided on the channel formation region 26 made of a p-type (second conductivity type) semiconductor. On the insulating layer 28, a lower conductive layer (first conductive layer) 30 in which Poly-Si, IrO 2 , and Ir are laminated in this order is provided.

【0073】その上にはPZT等により構成された強誘
電体層32が設けられている。強誘電体層32は、後述
するように、トランジスタNTの継断状態に対応した分
極状態を保持する。
A ferroelectric layer 32 made of PZT or the like is provided thereon. The ferroelectric layer 32 maintains a polarization state corresponding to the cutoff state of the transistor NT, as described later.

【0074】さらにその上にはIrO2,Irをこの順に積層
した上部導電体層(第2の導電体層)34が設けられて
いる。
An upper conductor layer (second conductor layer) 34 in which IrO 2 and Ir are laminated in this order is further provided thereon.

【0075】なお、絶縁層28としては上記の他に、窒
化シリコン(SiN)等を用いることもできる。また、下部
導電体層30、上部導電体層34としては上記の他に、
RuOx,ITO等の酸化物導電体や、Pt,Pb,Au,Ag,Al,Ni等の
金属を用いることができる。
The insulating layer 28 may be made of silicon nitride (SiN) or the like in addition to the above. The lower conductor layer 30 and the upper conductor layer 34 are, in addition to the above,
Oxide conductors such as RuOx and ITO, and metals such as Pt, Pb, Au, Ag, Al, and Ni can be used.

【0076】図3AのトランジスタNTを記号で表す
と、図3Bのようになる。上部導電体層34にはコント
ロールゲート電極CGが接続されている。下部導電体層
30には電極が接続されておらずフローティング状態と
なっている。ソース領域22にはソース電極Sが接続さ
れ、ドレイン領域24にはドレイン電極Dが接続されて
いる。
FIG. 3B shows the transistor NT in FIG. 3A by symbols. The control gate electrode CG is connected to the upper conductor layer 34. No electrodes are connected to the lower conductor layer 30 and the lower conductor layer 30 is in a floating state. The source electrode 22 is connected to the source region 22, and the drain electrode D is connected to the drain region 24.

【0077】コントロールゲート電極CG(インバータ
回路INV2の入力側)は、図1に示すインバータ回路
INV1の出力側に接続され、ドレイン電極D(インバ
ータ回路INV2の出力側)は、トランスミッションゲ
ートGT2に接続され、ソース電極Sは接地されてい
る。
The control gate electrode CG (the input side of the inverter circuit INV2) is connected to the output side of the inverter circuit INV1 shown in FIG. 1, and the drain electrode D (the output side of the inverter circuit INV2) is connected to the transmission gate GT2. , Source electrode S is grounded.

【0078】トランジスタNTとトランジスタPTと
は、一方が「Nチャネル型」のMOSFETであり、他
方が「Pチャネル型」のMOSFETである点を除き、
同様の構成である。すなわち、トランジスタPTも、M
FMIS構造の強誘電体トランジスタである。
The transistor NT and the transistor PT are one except that one is an “N-channel type” MOSFET and the other is a “P-channel type” MOSFET.
It has a similar configuration. That is, the transistor PT also has M
This is a ferroelectric transistor having an FMIS structure.

【0079】組合せ論理ブロックCBからの演算結果O
UTは、トランスミッションゲートGT1を介して入力
され、インバータ回路INV1で反転された後、インバ
ータ回路INV2で再反転され(すなわち、元に戻さ
れ)、ふたたび、インバータ回路INV1に入力され
る。つまり、インバータ回路INV2を有する帰還回路
を用いて、データ保持の安定化を図っている。なお、イ
ンバータ回路INV1の出力は、ラッチブロックLTの
出力Qとなる。
Operation result O from combinational logic block CB
The UT is input via the transmission gate GT1, is inverted by the inverter circuit INV1, is re-inverted (that is, is restored) by the inverter circuit INV2, and is input again to the inverter circuit INV1. That is, the data holding is stabilized using the feedback circuit having the inverter circuit INV2. Note that the output of the inverter circuit INV1 becomes the output Q of the latch block LT.

【0080】図1のラッチブロックLTの動作は、図2
7に示す従来のラッチブロックLTの動作と類似してい
るが、後述するように、電源が遮断されてもデータを保
持している点で、従来のラッチブロックLTと異なる。
なお、この実施形態においては、クロックパルスCpの
立ち上がりのタイミングで演算結果OUTをラッチする
ようにしている。
The operation of the latch block LT shown in FIG.
7 is similar to the operation of the conventional latch block LT shown in FIG. 7, but is different from the conventional latch block LT in that the data is retained even when the power is cut off, as described later.
In this embodiment, the operation result OUT is latched at the rising timing of the clock pulse Cp.

【0081】図2に示すタイミングチャートを用いて、
ラッチブロックLTの動作を説明する。クロックパルス
Cpが”L”から”H”になると(図2、(a)参
照)、トランスミッションゲートGT1がOFF(断状
態)になるとともに、トランスミッションゲートGT2
がON(継状態)になる。したがって、クロックパルス
Cpの立ち上がり時の演算結果OUTに対応するデータ
(出力Qは、演算結果OUTを反転した値になってい
る)がラッチブロックLTにラッチされるとともに、出
力Qとして出力される。クロックパルスCpが”H”の
間、ラッチした当該演算結果OUTに対応するデータが
出力される。
Using the timing chart shown in FIG.
The operation of the latch block LT will be described. When the clock pulse CP changes from "L" to "H" (see FIG. 2, (a)), the transmission gate GT1 is turned off (disconnected state) and the transmission gate GT2 is turned off.
Is turned ON (connected state). Therefore, the data corresponding to the operation result OUT at the rise of the clock pulse Cp (the output Q has a value obtained by inverting the operation result OUT) is latched by the latch block LT and output as the output Q. While the clock pulse Cp is "H", the data corresponding to the latched operation result OUT is output.

【0082】つぎに、クロックパルスCpが”H”か
ら”L”になると(図2、(b)参照)、トランスミッ
ションゲートGT1がON(継状態)になるとともに、
トランスミッションゲートGT2がOFF(断状態)に
なる。したがって、出力Qには、現在の演算結果OUT
に対応するデータ(出力Qは、演算結果OUTを反転し
た値になっている)が、そのまま出力される。
Next, when the clock pulse Cp changes from "H" to "L" (see FIG. 2, (b)), the transmission gate GT1 is turned on (in a continuous state), and
The transmission gate GT2 is turned off (disconnected state). Therefore, the output Q includes the current operation result OUT.
(The output Q has a value obtained by inverting the operation result OUT) is output as it is.

【0083】つぎに、クロックパルスCpが”L”か
ら”H”になると(図2、(c)参照)、再び、トラン
スミッションゲートGT1がOFF(断状態)になると
ともに、トランスミッションゲートGT2がON(継状
態)になる。したがって、クロックパルスCpの立ち上
がり時の演算結果OUTに対応するデータ(出力Qは、
演算結果OUTを反転した値になっている)がラッチブ
ロックLTにラッチされるとともに、出力Qとして出力
される。
Next, when the clock pulse Cp changes from "L" to "H" (see FIG. 2, (c)), the transmission gate GT1 is again turned off (disconnected state), and the transmission gate GT2 is turned on (disconnected state). State). Therefore, the data corresponding to the operation result OUT at the rising of the clock pulse Cp (the output Q is
The calculation result OUT is a value obtained by inverting the calculation result OUT) is latched by the latch block LT and output as the output Q.

【0084】このように、ラッチブロックLTにおいて
は、クロックパルスCpの立ち上がりのタイミングで演
算結果OUTをラッチし、クロックパルスCpが”H”
の間、ラッチした当該演算結果OUTに対応するデータ
を出力することができる。したがって、クロックパルス
Cpが”H”の間の出力Qを用いるようにすれば、組合
せ論理ブロックCBからの演算結果OUTにノイズが含
まれているような場合であっても、ノイズを除去して、
安定した出力を得ることができる。
As described above, in the latch block LT, the operation result OUT is latched at the timing of the rise of the clock pulse Cp, and the clock pulse Cp becomes “H”.
During this period, the data corresponding to the latched operation result OUT can be output. Therefore, if the output Q during which the clock pulse Cp is "H" is used, even if the operation result OUT from the combinational logic block CB includes noise, the noise is removed. ,
A stable output can be obtained.

【0085】上述のように、図1に示す論理処理回路5
0を構成するラッチブロックLTは、図26に示す従来
の論理処理回路2を構成するラッチブロックLTと異な
り、電源が遮断されてもデータを保持している。データ
の保持および再生の動作について説明する。
As described above, the logic processing circuit 5 shown in FIG.
Unlike the latch block LT forming the conventional logic processing circuit 2 shown in FIG. 26, the latch block LT forming 0 holds data even when power is cut off. The operation of holding and reproducing data will be described.

【0086】上述のように、クロックパルスCpの立ち
上がり時、すなわち、クロックパルスCpが”L”か
ら”H”になる直前の演算結果OUTに対応するデータ
がラッチブロックLTにラッチされる。説明の便宜のた
め、当該対応するデータが”H”(演算結果OUT自体
は”L”)であるとする。
As described above, at the rising of the clock pulse Cp, that is, the data corresponding to the operation result OUT immediately before the clock pulse Cp changes from “L” to “H”, is latched in the latch block LT. For convenience of description, it is assumed that the corresponding data is “H” (the operation result OUT itself is “L”).

【0087】クロックパルスCpの立ち上がり時におけ
るインバータ回路INV2の状態を、図4に示す。図4
に示すように、インバータ回路INV2のトランジスタ
NTのソース電極Sには”L”電位が与えられており、
トランジスタPTのソース電極Sには”H”電位が与え
られている。
FIG. 4 shows the state of the inverter circuit INV2 when the clock pulse Cp rises. FIG.
As shown in FIG. 7, the "L" potential is applied to the source electrode S of the transistor NT of the inverter circuit INV2.
The “H” potential is applied to the source electrode S of the transistor PT.

【0088】トランジスタNT,PTのコントロールゲ
ート電極CGは、ともに”H”電位になっている。コン
トロールゲート電極CGが”H”電位になると、トラン
ジスタNTは”ON”となるとともにトランジスタPT
は”OFF”となるように、トランジスタNT,PTそ
れぞれのしきい値Vthが設定されている。したがって、
この場合、トランジスタNT,PTのドレイン電極D
は、ともに”L”電位になっている。
The control gate electrodes CG of the transistors NT and PT are both at the “H” potential. When the control gate electrode CG goes to the “H” potential, the transistor NT turns “ON” and the transistor PT
The threshold value Vth of each of the transistors NT and PT is set so that is turned "OFF". Therefore,
In this case, the drain electrodes D of the transistors NT and PT
Are both at "L" potential.

【0089】このような状態において、トランジスタN
T,PTの強誘電体層32には、後述するように、所定
の分極状態が生じている。すなわち、データ”H”は、
トランジスタNT,PTの強誘電体層32生ずる所定の
分極状態として、ラッチブロックLTに書込まれる。
In such a state, the transistor N
The T and PT ferroelectric layers 32 have a predetermined polarization state, as described later. That is, the data “H” is
The predetermined polarization state generated in the ferroelectric layer 32 of the transistors NT and PT is written in the latch block LT.

【0090】このあと、クロックパルスCpが立ち上が
って”H”になると、トランスミッションゲートGT1
がOFFとなるが、インバータ回路INV1およびイン
バータ回路INV2による自己ラッチ機能により、トラ
ンジスタNTのON状態、およびトランジスタPTのO
FF状態は保持される。すなわち、データ”H”がラッ
チブロックLTにラッチされた状態になる。
Thereafter, when the clock pulse Cp rises and becomes "H", the transmission gate GT1
Is turned off, but the self-latch function of the inverter circuits INV1 and INV2 causes the ON state of the transistor NT and the O
The FF state is maintained. That is, data "H" is latched in latch block LT.

【0091】データ”H”の書込みからラッチ状態にい
たる間の、トランジスタNT、PTの状態について説明
する。まず、トランジスタNTの状態について説明す
る。
The state of the transistors NT and PT during the period from the writing of data "H" to the latch state will be described. First, the state of the transistor NT will be described.

【0092】図3A,Bに示すように、トランジスタN
Tは、上部導電体層34と下部導電体層30との間に形
成されたコンデンサである強誘電体容量Cferroと、下
部導電体層30とチャネル領域26との間に形成された
コンデンサであるMOS容量CMOSとを、直列に接続し
たものと考えることができる。強誘電体容量Cferro
MOS容量CMOSとを合成したコンデンサをGATE容
量CGATEと呼ぶ。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the transistor N
T is a ferroelectric capacitor C ferro formed between the upper conductor layer 34 and the lower conductor layer 30, and a capacitor formed between the lower conductor layer 30 and the channel region 26. a certain MOS capacitor C MOS, can be considered to be connected in series. A capacitor obtained by combining the ferroelectric capacitor C ferro and the MOS capacitor C MOS is called a GATE capacitor C GATE .

【0093】図5に、データ”H”を書込む場合におけ
るトランジスタNTの強誘電体容量CferroおよびMO
S容量CMOSの電圧・電荷特性の一例を示す。
FIG. 5 shows the ferroelectric capacitors C ferro and MO of the transistor NT when data “H” is written.
An example of the voltage-charge characteristics of the S capacitance CMOS is shown.

【0094】上述のように、トランジスタNTがONに
なっているので(図4参照)、チャネル領域26(図3
A参照)の電位は、ほぼ接地電位になっている。また、
トランジスタNTのコントロールゲート電極CGに”H
(VDD)”電位が与えられている。したがって、GAT
E容量CGATEには、チャネル領域26を基準として+V
DDの電圧が印加される。
As described above, since the transistor NT is ON (see FIG. 4), the channel region 26 (FIG. 3)
A) is almost at the ground potential. Also,
"H" is applied to the control gate electrode CG of the transistor NT.
(V DD ) "potential.
The E capacitance C GATE has + V with respect to the channel region 26.
The voltage of DD is applied.

【0095】このため、図5に示すように、強誘電体容
量Cferroの状態は、P4になる。同様に、MOS容量
MOSの状態は、S4になる。なお、S4点で示される
状態の電荷は、P4点で示される状態の電荷と同じ値で
ある。このときMOS容量C MOSに発生する電圧、すな
わち、下部導電体層30(フローティングゲート)に発
生する電圧は、V2となっている。
For this reason, as shown in FIG.
Quantity CferroIs P4. Similarly, MOS capacitance
CMOSState becomes S4. In addition, indicated by S4 point
The state charge has the same value as the state charge indicated by point P4.
is there. At this time, the MOS capacitor C MOSVoltage,
That is, the lower conductive layer 30 (floating gate)
The generated voltage is VTwoIt has become.

【0096】つぎに、トランジスタPTの状態について
説明する。図6に、データ”H”を書込む場合における
トランジスタPTの強誘電体容量CferroおよびMOS
容量CMOSの電圧・電荷特性を示す。なお、図6におい
ては、トランジスタNTとの対比が容易になるように、
電圧軸(横軸)の極性を図5におけるそれと逆にしてい
る。したがって、たとえば図6に示す電圧−Vは、実
際には正電位となる。
Next, the state of the transistor PT will be described. FIG. 6 shows the ferroelectric capacitance C ferro and the MOS of the transistor PT when data “H” is written.
5 shows the voltage-charge characteristics of the capacitance CMOS . In FIG. 6, in order to facilitate comparison with the transistor NT,
The polarity of the voltage axis (horizontal axis) is reversed from that in FIG. Thus, for example, a voltage -V 4 shown in FIG. 6 is actually a positive potential.

【0097】上述のように、図4に示すトランジスタP
TがOFFになっているので、トランジスタPTのチャ
ネル領域の電位は、ほぼ電源電位VDDの1/2になって
いる。また、トランジスタPTのコントロールゲート電
極CGに”H(VDD)”電位が与えられている。したが
って、GATE容量CGATEには、チャネル領域26を基
準として、1/2・VDDの電圧が印加される。
As described above, the transistor P shown in FIG.
Since T is OFF, the potential of the channel region of the transistor PT is almost half of the power supply potential V DD . Further, a potential “H (V DD )” is applied to the control gate electrode CG of the transistor PT. Therefore, a voltage of ・ · VDD is applied to the GATE capacitor C GATE with reference to the channel region 26.

【0098】このため、図6に示すように、強誘電体容
量Cferroの状態はP4になり、MOS容量CMOSの状態
はS4になる。なお、S4点で示される状態の電荷は、
P4点で示される状態の電荷と同じ値である。このとき
MOS容量CMOSに発生する電圧、すなわち、下部導電
体層30(フローティングゲート)に発生する電圧は、
−Vとなっている。
[0098] Therefore, as shown in FIG. 6, strong state of the dielectric capacitor C ferro becomes P4, MOS capacitor C MOS state becomes S4. The electric charge in the state indicated by the point S4 is
This is the same value as the charge in the state indicated by point P4. At this time, the voltage generated in the MOS capacitor CMOS , that is, the voltage generated in the lower conductor layer 30 (floating gate) is
It has become a -V 4.

【0099】つぎに、ラッチブロックLTの電源(図示
せず)を遮断し、その後、電源を再投入した場合の動作
を説明する。まず、トランジスタNTの状態について説
明する。
Next, an operation in the case where the power supply (not shown) of the latch block LT is cut off, and then the power supply is turned on again will be described. First, the state of the transistor NT will be described.

【0100】ラッチブロックLTがデータ”H”を記憶
した状態のまま電源を遮断すると、時間の経過に伴っ
て、トランジスタNTの強誘電体容量CferroおよびM
OS容量CMOSに現れる電圧・電荷は、それぞれ、図5
のP4点およびS4点で示される状態から、P5点およ
びS5点で示される状態となる。強誘電体容量Cferro
とMOS容量CMOSとは直列に接続されているから、P
5点およびS5点の電荷は等しくなる。また、P5点お
よびS5点の電圧の和は0Vとなっているはずである。
したがって、P5点の電圧とS5点の電圧とは、絶対値
が等しく極性が逆の関係になっている。
When the power supply is cut off while the latch block LT stores data “H”, the ferroelectric capacitors C ferro and M ferroelectric capacitors C ferro and M of the transistor NT change over time.
Voltage-charge appearing on OS capacitance C MOS, respectively, FIG. 5
The state indicated by points P4 and S4 changes from the state indicated by points P5 and S5. Ferroelectric capacitor C ferro
And the MOS capacitor C MOS are connected in series.
The charges at the points 5 and S5 become equal. Also, the sum of the voltages at points P5 and S5 should be 0V.
Therefore, the voltage at point P5 and the voltage at point S5 have a relationship in which the absolute values are equal and the polarities are opposite.

【0101】ここで、ラッチブロックLTの電源を再投
入すると、電源投入とともに、MOS容量CMOSに現れ
る電圧・電荷の状態は、S5点からS4点まで急変す
る。ここで、S4点で示される状態の電荷は、P4点で
示される状態の電荷と同じ値である。
[0102] Here, when power cycle the latch block LT, along with power-on, the state of the voltage-charge appearing at the MOS capacitor C MOS is suddenly changed S5 to point to S4 points. Here, the electric charge in the state indicated by the point S4 has the same value as the electric charge in the state indicated by the point P4.

【0102】このときMOS容量CMOSに発生する電
圧、すなわち、フローティングゲートに発生する電圧
は、V2となっている。つまり、トランジスタNTは、
電源遮断前と同じ、ON状態となるのである。
[0102] voltage generated at this time the MOS capacitor C MOS, i.e., the voltage generated in the floating gate has a V 2. That is, the transistor NT
This is the same ON state as before the power was turned off.

【0103】図5に示すように、強誘電体容量Cferro
の状態は、P5からP4に戻ることになる。同様に、M
OS容量CMOSの状態は、S5からS4に戻ることにな
る。
As shown in FIG. 5, the ferroelectric capacitor C ferro
Will return from P5 to P4. Similarly, M
OS capacitance C MOS state, the process returns from S5 is S4.

【0104】つぎに、トランジスタPTの状態について
説明する。ラッチブロックLTがデータ”H”を記憶し
た状態のまま電源を遮断すると、トランジスタPTの強
誘電体容量CferroおよびMOS容量CMOSに現れる電圧
・電荷は、それぞれ、図6のP4点およびS4点で示さ
れる状態から、P5点およびS5点で示される状態とな
る。
Next, the state of the transistor PT will be described. When the latch block LT blocks the power remains stored with data "H", the voltage-charge appearing on the ferroelectric capacitor C ferro and the MOS capacitor C MOS transistor PT, respectively, P4 points and S4 point 6 The state indicated by the point is changed to the state indicated by the points P5 and S5.

【0105】ここで、ラッチブロックLTの電源を再投
入すると、電源投入とともに、MOS容量CMOSに現れ
る電圧・電荷の状態は、S5点からS4点まで急変す
る。ここで、S4点で示される状態の電荷は、P4点で
示される状態の電荷と同じ値である。
[0105] Here, when power cycle the latch block LT, along with power-on, the state of the voltage-charge appearing at the MOS capacitor C MOS is suddenly changed S5 to point to S4 points. Here, the electric charge in the state indicated by the point S4 has the same value as the electric charge in the state indicated by the point P4.

【0106】このときMOS容量CMOSに発生する電
圧、すなわち、フローティングゲートに発生する電圧、
は−V4となっている。つまり、トランジスタPTは、
電源遮断前と同じ、OFF状態となるのである。
[0106] voltage generated at this time the MOS capacitor C MOS, i.e., the voltage generated in the floating gate,
It has become a -V 4. That is, the transistor PT
This is the same OFF state as before the power was turned off.

【0107】図6に示すように、強誘電体容量Cferro
の状態は、P5からP4に戻ることになる。同様に、M
OS容量CMOSの状態は、S5からS4に戻ることにな
る。
As shown in FIG. 6, the ferroelectric capacitor C ferro
Will return from P5 to P4. Similarly, M
OS capacitance C MOS state, the process returns from S5 is S4.

【0108】つまり、ラッチブロックLTの電源を遮断
し、その後、電源を再投入した場合、ラッチブロックL
Tは、電源を遮断する前の状態、すなわち、データ”
H”をラッチした状態に復帰することがわかる。
That is, when the power of the latch block LT is turned off and then turned on again,
T is the state before the power is turned off, that is, data "
It can be seen that the state returns to the state where "H" is latched.

【0109】ラッチブロックLTにデータ”H”がラッ
チされている場合を例に説明したが、ラッチブロックL
Tにデータ”L”がラッチされている場合の動作も、ほ
ぼ同様である。すなわち、ラッチブロックLTは、ラッ
チデータの内容にかかわらず、電源を遮断しても当該デ
ータを記憶しており、電源の復帰とともに、当該データ
を再生することができる。
The case where data “H” is latched in latch block LT has been described as an example.
The operation when data "L" is latched in T is almost the same. That is, regardless of the contents of the latch data, the latch block LT stores the data even when the power is turned off, and can reproduce the data when the power is restored.

【0110】このように、このラッチブロックLTにお
いては、強誘電体トランジスタにより構成されたインバ
ータ回路INV2を備えている。したがって、組合せ論
理ブロックCBからの演算結果OUTを、当該演算結果
OUTに対応した分極状態の形でインバータ回路INV
2が保持している。このため、電源が遮断されても、イ
ンバータ回路INV2によってデータが保持されている
ことになる。
As described above, this latch block LT includes the inverter circuit INV2 constituted by ferroelectric transistors. Therefore, the operation result OUT from the combinational logic block CB is converted into the inverter circuit INV in the form of a polarization state corresponding to the operation result OUT.
2 holds. Therefore, even if the power is cut off, the data is held by the inverter circuit INV2.

【0111】この結果、電源が回復したときに、保持さ
れている当該データを用いて、組合せ論理ブロックCB
からの演算結果OUTを、電源が遮断される前の値に、
確実かつ速やかに復帰させることが可能となる。すなわ
ち、不揮発性のラッチ回路を実現することができる。
As a result, when the power is restored, the combinational logic block CB is
To the value before the power was turned off,
It is possible to reliably and quickly return. That is, a nonvolatile latch circuit can be realized.

【0112】また、強誘電体の分極反転に要する時間は
短いので、データの書込みに際し、インバータ回路IN
V2が演算結果OUTに対応した分極状態に至るまでの
時間は短い。したがって、高速応答が可能となる。
Since the time required for the polarization inversion of the ferroelectric substance is short, the inverter circuit IN
The time required for V2 to reach the polarization state corresponding to the operation result OUT is short. Therefore, high-speed response is possible.

【0113】さらに、強誘電体の場合、データの書込
み、消去時に高電圧を要することはない。したがって、
チップ内に昇圧回路を設けたり、通常電源の他に高圧電
源を別途用意したりする必要がない。このため、チップ
サイズの増大や製造コストの上昇を抑制することができ
る。
Further, in the case of a ferroelectric material, a high voltage is not required for writing and erasing data. Therefore,
There is no need to provide a booster circuit in the chip or separately prepare a high-voltage power supply in addition to the normal power supply. Therefore, an increase in chip size and an increase in manufacturing cost can be suppressed.

【0114】なお、この実施形態においては、強誘電体
記憶部として、一対のトランジスタを強誘電体トランジ
スタNT,PTとしたインバータ回路INV2を用いて
いる。したがって、演算結果OUTに対応した分極状態
の形で強誘電体トランジスタNT,PTが保持してい
る。このため、電源が遮断されたあと回復したときに、
保持されている当該信号を用いて、ラッチブロックLT
の状態を、電源が遮断される前の状態に、より確実に復
帰させることが可能となる。
In this embodiment, an inverter circuit INV2 having a pair of transistors as ferroelectric transistors NT and PT is used as a ferroelectric memory. Therefore, the ferroelectric transistors NT and PT hold the polarization state corresponding to the operation result OUT. For this reason, when the power is restored after the power is cut off,
Using the held signal, the latch block LT
Can be more reliably returned to the state before the power was cut off.

【0115】ただし、インバータ回路INV2を構成す
るトランジスタNT,PTのうち、いずれか一方のみを
強誘電体トランジスタとすることができる。このように
すれば、処理速度がいっそう速くなる。
However, only one of the transistors NT and PT constituting the inverter circuit INV2 can be a ferroelectric transistor. In this case, the processing speed is further increased.

【0116】また、上述の実施形態においては、ラッチ
ブロックLTに含まれるインバータ回路INV1および
インバータ回路INV2のうち、帰還信号路に挿入され
たインバータ回路INV2にのみ、強誘電体トランジス
タを用いるよう構成したが、逆に、主信号路に挿入され
たインバータ回路INV1にのみ、強誘電体トランジス
タを用いるよう構成することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, of the inverter circuits INV1 and INV2 included in the latch block LT, only the inverter circuit INV2 inserted in the feedback signal path uses the ferroelectric transistor. However, conversely, it is also possible to use a ferroelectric transistor only for the inverter circuit INV1 inserted in the main signal path.

【0117】また、図7に示すこの発明の他の実施形態
による半導体装置に用いられる論理処理回路52のよう
に、ラッチブロックLTに含まれるインバータ回路IN
V1およびインバータ回路INV2の双方に強誘電体ト
ランジスタを用いるよう構成することもできる。
In addition, like a logic processing circuit 52 used in a semiconductor device according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 7, an inverter circuit IN included in a latch block LT is provided.
It is also possible to employ a configuration in which a ferroelectric transistor is used for both V1 and the inverter circuit INV2.

【0118】上述の各実施形態においては、強誘電体ト
ランジスタとして、いわゆるMFMIS構造の強誘電体
トランジスタを例に説明したが、強誘電体トランジスタ
はこれに限定されるものではない。強誘電体トランジス
タとして、たとえば、図13Aに示すようなトランジス
タNTを用いることもできる。
In each of the above embodiments, a ferroelectric transistor having a so-called MFMIS structure has been described as an example of a ferroelectric transistor, but the ferroelectric transistor is not limited to this. As the ferroelectric transistor, for example, a transistor NT as shown in FIG. 13A can be used.

【0119】図13Aに示すトランジスタNTは、nチ
ャンネルMOSFETである。半導体基板であるp型の
シリコン基板20に、n型半導体で構成されたソース領
域22とドレイン領域24が形成されている。p型半導
体で構成されたチャネル領域26の上には、PZT等の
強誘電体材料で構成した強誘電体層32が設けられてい
る。強誘電体層32の上には、導電体層40が設けられ
ている。
A transistor NT shown in FIG. 13A is an n-channel MOSFET. A source region 22 and a drain region 24 made of an n-type semiconductor are formed on a p-type silicon substrate 20, which is a semiconductor substrate. A ferroelectric layer 32 made of a ferroelectric material such as PZT is provided on the channel region 26 made of a p-type semiconductor. The conductor layer 40 is provided on the ferroelectric layer 32.

【0120】この構造のタイプのトランジスタを、MF
S構造のトランジスタ(上から、メタル層、強誘電体
層、シリコン層をこの順に積層した構造を有するトラン
ジスタ)という。なお、強誘電体層とシリコン層(半導
体基板)との間に絶縁物質を介在させたMFIS構造の
トランジスタを用いることもできる。
A transistor of this type is referred to as MF
It is referred to as an S-structure transistor (a transistor having a structure in which a metal layer, a ferroelectric layer, and a silicon layer are stacked in this order from the top). Note that a transistor having an MFIS structure in which an insulating material is interposed between a ferroelectric layer and a silicon layer (semiconductor substrate) can also be used.

【0121】図13AのトランジスタNTを記号で表す
と、図13Bのようになる。導電体層40にはゲート電
極Gが接続されている。ソース領域22にはソース電極
Sが接続され、ドレイン領域24にはドレイン電極Dが
接続されている。
FIG. 13B shows the transistor NT in FIG. 13A represented by a symbol. The gate electrode G is connected to the conductor layer 40. The source electrode 22 is connected to the source region 22, and the drain electrode D is connected to the drain region 24.

【0122】このトランジスタNTは、通常のMOSF
ETの絶縁層を、シリコン酸化物ではなくPZT等の強
誘電体材料で構成したトランジスタである。したがっ
て、従来のSRAM等に用いる記憶用トランジスタの材
料を一部変更するだけで、容易に不揮発性のラッチ回路
を得ることができる。なお、pチャンネルMOSFET
トランジスタPTについても、図13Aに示すトランジ
スタNTと同様の構成のものを用いることができる。
This transistor NT is a normal MOSF
This is a transistor in which the insulating layer of ET is made of a ferroelectric material such as PZT instead of silicon oxide. Therefore, a nonvolatile latch circuit can be easily obtained by only partially changing the material of a storage transistor used in a conventional SRAM or the like. The p-channel MOSFET
As the transistor PT, a transistor having a structure similar to that of the transistor NT illustrated in FIG. 13A can be used.

【0123】また、強誘電体記憶部は、強誘電体トラン
ジスタに限定されるものではない。たとえば、強誘電体
コンデンサを用いることもできる。この場合、たとえ
ば、図3に示す強誘電体トランジスタNTの代わりに、
通常のMOSFETのゲート電極に強誘電体コンデンサ
を直列に接続したものを用いればよい。
Further, the ferroelectric memory is not limited to the ferroelectric transistor. For example, a ferroelectric capacitor can be used. In this case, for example, instead of the ferroelectric transistor NT shown in FIG.
What is necessary is just to use a ferroelectric capacitor connected in series to the gate electrode of a normal MOSFET.

【0124】このように構成すれば、従来のラッチ回路
に用いる通常のMOSFETをそのまま用いるととも
に、新たに強誘電体コンデンサを追加するだけで、容易
に不揮発性のラッチ回路を得ることができる。
With such a configuration, a nonvolatile latch circuit can be easily obtained by using a normal MOSFET used for a conventional latch circuit as it is and adding a new ferroelectric capacitor.

【0125】また、上述の各実施形態においては、ゲー
トとしてトランスミッションゲートを用いたが、ゲート
はこれに限定されるものではない。ゲートとして、たと
えば、トランジスタやクロックドCMOSインバータ等
を用いることもできる。
Further, in each of the above embodiments, the transmission gate is used as the gate, but the gate is not limited to this. For example, a transistor or a clocked CMOS inverter can be used as the gate.

【0126】なお、上述の各実施形態においては、説明
の便宜のため、信号保持回路としてラッチブロックを一
つ用いた論理処理回路について説明したが、半導体装置
等に実際に用いる回路としては、信号保持回路として、
ラッチブロックを2つ直列に接続したフリップフロップ
回路を用いることが多い。
In each of the above embodiments, for convenience of explanation, a logic processing circuit using one latch block as a signal holding circuit has been described. However, a circuit actually used in a semiconductor device or the like is a signal processing circuit. As a holding circuit,
In many cases, a flip-flop circuit in which two latch blocks are connected in series is used.

【0127】図23は、この発明のさらに他の実施形態
による半導体装置に用いられる論理処理回路112を示
す回路図である。論理処理回路112においては、信号
保持回路として、ラッチブロックを2つ直列に接続した
フリップフロップ回路FFが用いられている。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 112 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention. In the logic processing circuit 112, a flip-flop circuit FF in which two latch blocks are connected in series is used as a signal holding circuit.

【0128】図24は、図23に示すフリップフロップ
回路FFの動作を示すタイミングチャートである。フリ
ップフロップ回路FFは、ラッチブロックLT1(マス
ターラッチ回路)とラッチブロックLT2(スレーブラ
ッチ回路)とを直列に接続して構成されている。なお、
図24のPAは、ラッチブロックLT1の出力信号、す
なわち、図23のPA点の信号を表す。
FIG. 24 is a timing chart showing the operation of flip-flop circuit FF shown in FIG. The flip-flop circuit FF is configured by connecting a latch block LT1 (master latch circuit) and a latch block LT2 (slave latch circuit) in series. In addition,
PA in FIG. 24 represents the output signal of the latch block LT1, that is, the signal at the point PA in FIG.

【0129】クロックパルスCpが”H”から”L”に
なると(図24、(a)参照)、ラッチブロックLT1
がラッチ状態となるとともにラッチブロックLT2がア
ンラッチ状態となる。したがって、クロックパルスCp
の立ち下がり時のデータ(組合せ論理ブロックCBの演
算結果OUT)Dn(現在のデータ)に対応するデータ
(PA点の信号は、データDnを反転した値になってい
る)がラッチブロックLT1にラッチされるとともに、
出力Qには、当該データDnが出力される。
When the clock pulse Cp changes from “H” to “L” (see FIG. 24A), the latch block LT1
Becomes latched, and the latch block LT2 becomes unlatched. Therefore, the clock pulse Cp
(The signal at the point PA is the inverted value of the data Dn) corresponding to the data at the time of falling (the operation result OUT of the combinational logic block CB) Dn (current data) is latched in the latch block LT1. As well as
The output D outputs the data Dn.

【0130】つぎに、クロックパルスCpが”L”か
ら”H”になると(図24、(b)参照)、ラッチブロ
ックLT1がアンラッチ状態となるとともにラッチブロ
ックLT2がラッチ状態となる。したがって、データD
nがラッチブロックLT2にラッチされるとともに、出
力Qには、やはり当該データDnが出力される。
Next, when the clock pulse Cp changes from “L” to “H” (see FIG. 24B), the latch block LT1 enters the unlatched state and the latch block LT2 enters the latched state. Therefore, data D
n is latched by the latch block LT2, and the data Dn is also output to the output Q.

【0131】つぎに、クロックパルスCpが”H”か
ら”L”になると(図24、(c)参照)、再び、ラッ
チブロックLT1がラッチ状態となるとともにラッチブ
ロックLT2がアンラッチ状態となる。したがって、ク
ロックパルスCpの立ち下がり時のデータDn+1(つぎの
データ)に対応するデータ(PA点の信号は、データD
nを反転した値になっている)がラッチブロックLT1
にラッチされるとともに、出力Qには、当該データDn+
1が出力される。
Next, when the clock pulse Cp changes from "H" to "L" (see FIG. 24, (c)), the latch block LT1 enters the latch state again, and the latch block LT2 enters the unlatched state again. Therefore, the data corresponding to the data Dn + 1 (next data) at the falling of the clock pulse Cp (the signal at the point PA is the data D
n is the inverted value) is the latch block LT1
And the output Q is applied to the data Dn +
1 is output.

【0132】このように、フリップフロップ回路FFを
用いると、クロックパルスCpの立ち下がりのタイミン
グでデータをラッチし、クロックパルスCpの1サイク
ルに相当する時間の間、ラッチした当該データを出力す
ることができる。このため、データ(組合せ論理ブロッ
クCBからの演算結果OUT)にノイズが含まれている
ような場合であっても、ノイズを除去して、さらに安定
した出力を得ることができる。
As described above, when the flip-flop circuit FF is used, data is latched at the falling timing of the clock pulse Cp, and the latched data is output for a time corresponding to one cycle of the clock pulse Cp. Can be. Therefore, even if the data (the operation result OUT from the combinational logic block CB) includes noise, the noise can be removed and a more stable output can be obtained.

【0133】したがって、このようなフリップフロップ
回路FFと、論理ゲートなどにより構成された組合せ論
理ブロックCBとを多数組合せて用いることで、より信
頼性の高いシーケンス処理などを行なうことができるの
である。
Therefore, by using a combination of such a flip-flop circuit FF and a combinational logic block CB constituted by logic gates and the like, a more reliable sequence processing can be performed.

【0134】なお、図23のフリップフロップ回路FF
においては、ラッチブロックLT1を構成するインバー
タ回路INV2の一つのトランジスタ(NチャネルMO
SFET)を強誘電体トランジスタとしたが、フリップ
フロップ回路FFを構成するいずれのラッチブロックの
いずれのインバータ回路のいずれのトランジスタを強誘
電体トランジスタとしてもよい。また、これら複数のト
ランジスタのうち2以上のトランジスタを強誘電体トラ
ンジスタとすることもできる。
The flip-flop circuit FF shown in FIG.
, One transistor (N-channel MO) of the inverter circuit INV2 forming the latch block LT1
SFET) is a ferroelectric transistor, but any transistor of any inverter circuit of any latch block constituting the flip-flop circuit FF may be a ferroelectric transistor. Further, two or more of the plurality of transistors may be ferroelectric transistors.

【0135】なお、上述の各バリエーションは、以下に
述べる種々の他の実施形態においても、同様に適用する
ことができる。
The above-described variations can be similarly applied to various other embodiments described below.

【0136】つぎに、図8に、この発明のさらに他の実
施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路54
の回路図を示す。図8の論理処理回路54は、ラッチブ
ロックLTに与える電力を、継断または調整する電源制
御部55を設けた点を除き、図1の論理処理回路50と
同様である。
FIG. 8 shows a logic processing circuit 54 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. The logic processing circuit 54 in FIG. 8 is the same as the logic processing circuit 50 in FIG. 1 except that a power supply control unit 55 that cuts or adjusts the power supplied to the latch block LT is provided.

【0137】電源制御部55は、PチャネルMOSFE
TおよびNチャネルMOSFETを備えており、電源制
御信号SCに基づいて、ラッチブロックLTへの電源の
供給を制御する。
The power supply control unit 55 includes a P-channel MOSFE
It includes T and N channel MOSFETs, and controls supply of power to the latch block LT based on a power control signal SC.

【0138】このように、電源制御部55を設けること
により、たとえば、動作していないラッチブロックLT
に与える電力を電源制御部55により遮断することで、
電力消費を抑えることができる。この場合、ラッチブロ
ックLTに与える電力を遮断したとしても、インバータ
回路INV2を構成する強誘電体トランジスタの分極状
態は維持され、動作の再開にともなって電力供給を再開
すると、当該分極状態に対応した信号をライン104に
与えることができる。
As described above, by providing power supply control unit 55, for example, inactive latch block LT
Is cut off by the power supply control unit 55,
Power consumption can be reduced. In this case, even if the power supplied to the latch block LT is cut off, the polarization state of the ferroelectric transistor included in the inverter circuit INV2 is maintained, and when the power supply is restarted with the restart of the operation, the polarization state is adjusted. A signal can be provided on line 104.

【0139】つぎに、図9に、この発明のさらに他の実
施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路56
の回路図を示す。図9の論理処理回路56は、ライン1
08と当該ライン108に挿入されたインバータ回路I
NV2とを継断する記憶部ゲートであるトランスミッシ
ョンゲートGT3を設け、当該トランスミッションゲー
トGT3を、電源電圧の変動に対応して動作させるよう
にした点を除き、図8の論理処理回路54と同様であ
る。
FIG. 9 shows a logic processing circuit 56 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. The logic processing circuit 56 of FIG.
08 and the inverter circuit I inserted in the line 108
8 is the same as the logic processing circuit 54 in FIG. 8 except that a transmission gate GT3, which is a storage unit gate for disconnecting from the NV2, is provided, and the transmission gate GT3 is operated in response to a change in the power supply voltage. is there.

【0140】低電圧検出部84により電源電圧の低下が
検出されると、トランスミッションゲートGT3がOF
Fとなるよう設定されている。このようにすれば、電源
電圧の低下に起因して不用意にインバータ回路INV2
を構成する強誘電体トランジスタの分極状態が変化して
しまうことを防止することができる。
When the low voltage detecting section 84 detects a decrease in the power supply voltage, the transmission gate GT3 is turned off.
F is set. With this configuration, the inverter circuit INV2 is inadvertently caused by a decrease in the power supply voltage.
Can be prevented from changing the polarization state of the ferroelectric transistor constituting the semiconductor device.

【0141】この実施形態においては、低電圧検出部8
4により電源電圧の低下が検出されるとトランスミッシ
ョンゲートGT3のみをOFFとするようにしたが、他
のトランスミッションゲート、たとえばトランスミッシ
ョンゲートGT2も、同時にOFFとするようにするこ
ともできる。
In this embodiment, the low voltage detector 8
4, when only the transmission gate GT3 is turned off when a decrease in the power supply voltage is detected, other transmission gates, for example, the transmission gate GT2, may also be turned off at the same time.

【0142】また、この実施形態においては、トランス
ミッションゲートGT3は、通常のクロックパルスCp
によっても動作するよう構成してあり、トランスミッシ
ョンゲートGT2と同じタイミングでON/OFFする
ようにしている。したがって、トランスミッションゲー
トGT3は、記憶部ゲートであると同時に帰還ゲートで
もある。
In this embodiment, the transmission gate GT3 is connected to the normal clock pulse Cp.
And is turned on / off at the same timing as the transmission gate GT2. Therefore, the transmission gate GT3 is not only a storage gate but also a feedback gate.

【0143】つぎに、図10に、この発明のさらに他の
実施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路5
8の回路図を示す。図10の論理処理回路58は、図7
に示す論理処理回路52と異なり、トランスミッション
ゲートGT1およびトランスミッションゲートGT2を
備えておらず、さらに、組合せ論理ブロックを2つ備え
ている。
FIG. 10 shows a logic processing circuit 5 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
8 is a circuit diagram. The logic processing circuit 58 of FIG.
Is not provided with the transmission gate GT1 and the transmission gate GT2, and is further provided with two combinational logic blocks.

【0144】組合せ論理ブロックCB1および組合せ論
理ブロックCB2は、入力データIN(たとえば、A,
B,C,Dの4入力)に対して、それぞれ所定の論理演
算等を施し、演算結果OUT1および演算結果OUT2
を出力する。
Combination logic block CB1 and combination logic block CB2 receive input data IN (for example, A,
B, C, and D) are subjected to a predetermined logical operation or the like, and an operation result OUT1 and an operation result OUT2
Is output.

【0145】組合せ論理ブロックCB1の演算結果OU
T1は、ライン104を介してインバータ回路INV1
の入力側に入力され、インバータ回路INV1の出力
が、ラッチブロックLTの出力Qとなる。組合せ論理ブ
ロックCB2の演算結果OUT2は、ライン105を介
してインバータ回路INV2の入力側に入力される。
Operation result OU of combinational logic block CB1
T1 is connected to the inverter circuit INV1 via the line 104.
And the output of the inverter circuit INV1 becomes the output Q of the latch block LT. The operation result OUT2 of the combinational logic block CB2 is input to the input side of the inverter circuit INV2 via the line 105.

【0146】なお、演算結果OUT1と演算結果OUT
2との関係は、特に限定されるものではないが、たとえ
ば、演算結果OUT1と演算結果OUT2とが、相補的
関係となるように組合せ論理ブロックCB1および組合
せ論理ブロックCB2を設定することができる。
The operation result OUT1 and the operation result OUT
The relationship with 2 is not particularly limited. For example, the combinational logic block CB1 and the combinational logic block CB2 can be set so that the operation result OUT1 and the operation result OUT2 have a complementary relationship.

【0147】上述のように、この論理処理回路58は、
図7に示す論理処理回路52と異なり、トランスミッシ
ョンゲートGT1およびトランスミッションゲートGT
2を備えていないが、そのかわり、組合せ論理ブロック
CB1、組合せ論理ブロックCB2に、トランスミッシ
ョンゲートと同様の機能をも持たせている。なお、その
他の構成は、図7に示す論理処理回路52と同様であ
る。
As described above, this logic processing circuit 58
Unlike the logic processing circuit 52 shown in FIG. 7, the transmission gate GT1 and the transmission gate GT
However, the combinational logic block CB1 and the combinational logic block CB2 have the same function as the transmission gate. The other configuration is the same as that of the logic processing circuit 52 shown in FIG.

【0148】この論理処理回路58の場合も上述の各実
施形態の場合と同様に、インバータ回路INV1および
インバータ回路INV2を構成する合計4つのトランジ
スタのうち、少なくとも一つが強誘電体トランジスタで
あればよい。インバータ回路INV1およびインバータ
回路INV2に用いる強誘電体トランジスタの数が少な
いほど、動作速度を上げることができる。
In the case of the logic processing circuit 58, as in the above embodiments, at least one of the four transistors constituting the inverter circuits INV1 and INV2 should be a ferroelectric transistor. . The operating speed can be increased as the number of ferroelectric transistors used in the inverter circuits INV1 and INV2 is reduced.

【0149】つぎに、図11に、この発明のさらに他の
実施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路6
0の回路図を示す。図11の論理処理回路60を構成す
るラッチブロックLTは、バスライン上のデータをラッ
チするためのものである。
FIG. 11 shows a logic processing circuit 6 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
0 shows a circuit diagram. The latch block LT configuring the logic processing circuit 60 in FIG. 11 is for latching data on the bus line.

【0150】信号路であるバスラインBUS1の一部
に、主信号路であるライン106と帰還信号路であるラ
イン108を備えた環状信号路が形成されている。
An annular signal path including a line 106 serving as a main signal path and a line 108 serving as a feedback signal path is formed in a part of the bus line BUS1 serving as a signal path.

【0151】ライン106にインバータ回路INV1を
挿入し、当該インバータ回路の入力側と所定の基準電位
である電源電位Vddとを、制御入力端子であるコントロ
ールゲート電極CGを備えたスイッチング回路であるト
ランジスタPTを介して結合するようにしている。
An inverter circuit INV1 is inserted into the line 106, and the input side of the inverter circuit and a power supply potential Vdd as a predetermined reference potential are connected to a transistor PT as a switching circuit having a control gate electrode CG as a control input terminal. Through the connection.

【0152】また、当該インバータ回路INV1の出力
側と上記コントロールゲート電極CGとを、帰還信号路
を構成するライン108により結合するようにしてい
る。この実施形態においては、インバータ回路INV1
を通常のMOSFETを用いたCMOSインバータ回路
とするとともに、トランジスタPTを、強誘電体トラン
ジスタとしている。したがって、トランジスタPTが強
誘電体部に該当する。
Further, the output side of the inverter circuit INV1 and the control gate electrode CG are connected by a line 108 constituting a feedback signal path. In this embodiment, the inverter circuit INV1
Is a CMOS inverter circuit using a normal MOSFET, and the transistor PT is a ferroelectric transistor. Therefore, the transistor PT corresponds to a ferroelectric part.

【0153】バスラインBUS1は、所定タイミングで
生成されるプリチャージ信号PCにより、”H”(電源
電位Vdd)にプリチャージされ、その後、トランジスタ
PTにより、”H”状態が維持される。
The bus line BUS1 is precharged to “H” (power supply potential Vdd) by a precharge signal PC generated at a predetermined timing, and thereafter, the “H” state is maintained by the transistor PT.

【0154】論理処理回路60は、多数の組合せ論理ブ
ロックCB1、CB2・・・を備えており、各組合せ論
理ブロックCB1、CB2・・・からの演算結果OUT
1,OUT2・・・に応じて、バスラインBUS1が”
L”状態(接地電位Vss)になるよう、構成されてい
る。このようにして、適当なタイミングで、各組合せ論
理ブロックCB1、CB2・・・からの演算結果OUT
1,OUT2・・・を、バスラインBUS1に出力する
ことができる。
The logic processing circuit 60 includes a number of combinational logic blocks CB1, CB2,..., And the operation result OUT from each of the combinational logic blocks CB1, CB2,.
1, OUT2,...
L "(ground potential Vss). In this manner, the operation result OUT from each of the combinational logic blocks CB1, CB2,.
, OUT2,... Can be output to the bus line BUS1.

【0155】上述のように、論理処理回路60において
は、トランジスタPTを強誘電体トランジスタとしてい
る。したがって、バスラインBUS1の状態、すなわ
ち、バスラインBUS1上の信号は、当該信号に対応し
た分極状態の形でトランジスタPTに記憶されることに
なる。このため、電源が遮断されてもバスラインBUS
1上の信号等を保持することができ、電源の復旧ととも
に、当該信号がバスライン上に再現される。
As described above, in the logic processing circuit 60, the transistor PT is a ferroelectric transistor. Therefore, the state of the bus line BUS1, that is, the signal on the bus line BUS1 is stored in the transistor PT in a polarization state corresponding to the signal. Therefore, even if the power is cut off, the bus line BUS
1 can be held, and when the power is restored, the signal is reproduced on the bus line.

【0156】この実施形態においては、ラッチブロック
LTに含まれるインバータ回路INV1を通常のMOS
FETを用いて構成することで、信号の伝送速度を上げ
るようにしたが、図12に示すこの発明のさらに他の実
施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路62
のように、インバータ回路INV1を、強誘電体トラン
ジスタを用いて構成することもできる。
In this embodiment, the inverter circuit INV1 included in the latch block LT is connected to a normal MOS transistor.
Although the signal transmission speed is increased by using an FET, the logic processing circuit 62 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention shown in FIG.
As described above, the inverter circuit INV1 can be configured using ferroelectric transistors.

【0157】図12に示す論理処理回路62における他
の構成は、図11に示す論理処理回路60と同様であ
る。なお、図12に示す論理処理回路62において、ト
ランジスタPTを、強誘電体トランジスタではなく通常
のPチャネルMOSFETとしてもよい。
The other configuration of the logic processing circuit 62 shown in FIG. 12 is the same as that of the logic processing circuit 60 shown in FIG. In the logic processing circuit 62 shown in FIG. 12, the transistor PT may be a normal P-channel MOSFET instead of a ferroelectric transistor.

【0158】つぎに、図14に、この発明のさらに他の
実施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路6
4の回路図を示す。論理処理回路64は、上述の各実施
形態と同様に、組合せ回路である組合せ論理ブロックC
Bと、信号保持回路であるラッチブロックLTとを備え
ている。
FIG. 14 shows a logic processing circuit 6 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram. The logic processing circuit 64 includes a combinational logic block C
B and a latch block LT as a signal holding circuit.

【0159】組合せ論理ブロックCBは、NAND回路
やOR回路等により構成されており、入力データIN
(たとえば、A,B,C,Dの4入力)に対して所定の
論理演算等を施し、演算結果OUT(およびその反転出
力)を出力する。
The combinational logic block CB is composed of a NAND circuit, an OR circuit, etc.
A predetermined logical operation or the like is performed on (for example, four inputs of A, B, C, and D), and an operation result OUT (and its inverted output) is output.

【0160】ラッチブロックLTは、演算結果OUTを
伝送する信号路を構成するライン104を備えている。
所定のゲート制御信号であるクロックパルスCpに基づ
いて継断動作を行なう入力側ゲートであるトランジスタ
TR1と、当該クロックパルスCpに基づいてトランジ
スタTR1と逆の継断動作を行なう出力側ゲートである
トランジスタTR2とを、ライン104に直列に挿入し
ている。
The latch block LT has a line 104 forming a signal path for transmitting the operation result OUT.
A transistor TR1 which is an input side gate that performs a switching operation based on a clock pulse Cp that is a predetermined gate control signal, and a transistor that is an output side gate that performs a switching operation reverse to the transistor TR1 based on the clock pulse Cp. TR2 is inserted in line 104 in series.

【0161】強誘電体記憶部である強誘電体コンデンサ
C1の一端を、トランジスタTR1とトランジスタTR
2との間においてライン104に結合するとともに、当
該強誘電体コンデンサC1の他端に、クロックパルスC
pに同期した電圧をプレートラインPLにより印加する
ようにしている。
One end of a ferroelectric capacitor C1, which is a ferroelectric memory, is connected to a transistor TR1 and a transistor TR1.
2 and a clock pulse C at the other end of the ferroelectric capacitor C1.
The voltage synchronized with p is applied by the plate line PL.

【0162】トランジスタTR2を介して、ライン10
4とバスラインBUS1とを結合するようにしている。
したがって、演算結果OUTは、トランジスタTR1、
トランジスタTR2を経て、バスラインBUS1に伝送
される。
The line 10 is connected via the transistor TR2.
4 and the bus line BUS1.
Therefore, the operation result OUT is determined by the transistors TR1,
The signal is transmitted to the bus line BUS1 via the transistor TR2.

【0163】強誘電体コンデンサC1は、2つの電極間
にPZT等により構成された強誘電体層を挟み込むよう
に形成したものである。強誘電体コンデンサC1は、後
述するように、演算結果OUTに対応した分極状態を保
持する。
The ferroelectric capacitor C1 is formed such that a ferroelectric layer made of PZT or the like is sandwiched between two electrodes. The ferroelectric capacitor C1, as described later, holds a polarization state corresponding to the operation result OUT.

【0164】演算結果OUTの反転出力を伝送する信号
路も、演算結果OUTを伝送する信号路と同様に構成さ
れている。したがって、演算結果OUTの反転出力を伝
送する信号路を構成するライン105は、トランジスタ
TR4を介して、バスラインBUS2に結合されること
になる。
The signal path for transmitting the inverted output of the operation result OUT has the same configuration as the signal path for transmitting the operation result OUT. Therefore, the line 105 forming the signal path for transmitting the inverted output of the operation result OUT is coupled to the bus line BUS2 via the transistor TR4.

【0165】一対のバスラインBUS1、BUS2に
は、プリチャージ回路PCCおよびセンスアンプSAが
接続されている。なお、一対のバスラインBUS1、B
US2と、接地電位との間には、それぞれ負荷容量C
3,C4が存在するものとする。
A precharge circuit PCC and a sense amplifier SA are connected to the pair of bus lines BUS1 and BUS2. Note that a pair of bus lines BUS1, B
A load capacitance C is connected between US2 and the ground potential.
3, C4 is assumed to exist.

【0166】このように構成することで、一対のバスラ
インBUS1、BUS2に接続可能なラッチブロックL
Tを容易に実現することができる。また、電源が遮断さ
れても演算結果OUT(およびその反転出力)を保持す
ることができる。
With this configuration, the latch block L that can be connected to the pair of bus lines BUS1 and BUS2
T can be easily realized. Further, even when the power is cut off, the operation result OUT (and its inverted output) can be held.

【0167】図15に示すタイミングチャートを用い
て、論理処理回路64を構成するラッチブロックLTの
動作を説明する。説明の便宜のため、ラッチブロックL
Tのうち、演算結果OUTを伝送する信号路に着目して
説明する。
The operation of the latch block LT forming the logic processing circuit 64 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. For convenience of explanation, the latch block L
The following description focuses on the signal path for transmitting the operation result OUT among T.

【0168】クロックパルスCpが”H”のとき(図1
5、(a)参照)、トランジスタTR1はONになり、
トランジスタTR2はOFFになっている。
When the clock pulse Cp is "H" (see FIG. 1)
5, (a)), the transistor TR1 is turned on,
The transistor TR2 is off.

【0169】この状態で、クロックパルスCpに同期し
た所定の電圧がプレートラインPLに印加される(図1
5、(b)参照)。これにより、強誘電体コンデンサC
1の分極状態は、演算結果OUT(図15の例では”
H”、図15、(c)参照)に対応した状態となる(図
15、(d)参照)。一方、クロックパルスCpに同期
して、プリチャージ回路PCCがONになる(図15、
(e)参照)。これにより、負荷容量C3が接地電位に
プリチャージされる。
In this state, a predetermined voltage synchronized with the clock pulse Cp is applied to the plate line PL (FIG. 1).
5, (b)). Thereby, the ferroelectric capacitor C
The polarization state of 1 is calculated based on the calculation result OUT (in the example of FIG. 15, “
H "(see FIGS. 15 and (c)) (see FIGS. 15 and (d)). On the other hand, the precharge circuit PCC is turned on in synchronization with the clock pulse Cp (see FIGS. 15 and 15).
(E)). As a result, the load capacitance C3 is precharged to the ground potential.

【0170】つぎに、クロックパルスCpが”L”にな
ると(図15、(f)参照)、トランジスタTR1はO
FFになり、トランジスタTR2はONになる。
Next, when the clock pulse Cp becomes "L" (see FIG. 15, (f)), the transistor TR1 is turned off.
It becomes FF, and the transistor TR2 turns on.

【0171】この状態で、クロックパルスCpに同期し
た所定の電圧が、再びプレートラインPLに印加される
(図15、(g)参照)。これにより、強誘電体コンデ
ンサC1の分極状態に対応した電圧が、バスラインBU
S1に現れる(図15、(h)参照)。
In this state, a predetermined voltage synchronized with the clock pulse Cp is applied to the plate line PL again (see FIG. 15, (g)). Thereby, the voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor C1 is changed to the bus line BU.
It appears in S1 (see FIG. 15, (h)).

【0172】その後、クロックパルスCpに同期して、
センスアンプSAがONになる(図15、(i)参
照)。センスアンプSAは、上述の強誘電体コンデンサ
C1の分極状態に対応した電圧(図15、(h)参照)
と、強誘電体コンデンサC2の分極状態に対応した電圧
(図示せず)とを比較し、バスラインBUS1の電位
を、所定の論理レベル(この場合は”H”)に引上げる
(図15、(j)参照)(または、”L”に引下げ
る)。バスラインBUS1の電位が、所定の論理レベル
になった状態で、クロックパルスCpに同期して、出力
Qが検出される(図15、(k)参照)。
Thereafter, in synchronization with the clock pulse Cp,
The sense amplifier SA is turned on (see FIG. 15, (i)). The sense amplifier SA operates at a voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor C1 (see FIG. 15, (h)).
And a voltage (not shown) corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor C2, and raises the potential of the bus line BUS1 to a predetermined logic level (in this case, "H") (FIG. 15, (See (j)) (or pull down to "L"). With the potential of the bus line BUS1 at a predetermined logic level, the output Q is detected in synchronization with the clock pulse Cp (see FIG. 15, (k)).

【0173】このようにして、演算結果OUTがラッチ
され、所定タイミングで出力される。演算結果OUTの
反転出力も、演算結果OUTと同様に処理される。
In this way, the operation result OUT is latched and output at a predetermined timing. The inverted output of the operation result OUT is processed in the same manner as the operation result OUT.

【0174】上述のように、このラッチブロックLT
は、電源が遮断されてもデータを保持している。したが
って、電源が復帰したときには、上述の読み出し時の動
作と同様の動作で、保持されたデータを、ラッチブロッ
クLTに読み出すことができる。
As described above, this latch block LT
Retains data even when the power is turned off. Therefore, when the power is restored, the held data can be read out to the latch block LT by the same operation as the above-described operation at the time of reading.

【0175】データの書き込み動作および読み出し動作
を、強誘電体コンデンサC1の分極状態に着目して説明
する。なお、説明の便宜のため、ラッチブロックLTの
うち、演算結果OUTを伝送する信号路について説明す
る。
The data write operation and the data read operation will be described focusing on the polarization state of the ferroelectric capacitor C1. For convenience of description, a signal path of the latch block LT that transmits the operation result OUT will be described.

【0176】図16に、ラッチブロックLTのうち演算
結果OUTを伝送する信号路に対応する部分の強誘電体
コンデンサC1および負荷容量C3近傍の回路図を示
す。図17に、強誘電体コンデンサC1に関する電圧
(図16に示すプレートラインPLを基準電位とした場
合のライン104の電位)と分極状態(図において
は、”分極状態”と等価な”電荷”で表わしている)と
の関係を表わす履歴曲線(電圧・電荷特性)を示す。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a portion of the latch block LT corresponding to the signal path for transmitting the operation result OUT in the vicinity of the ferroelectric capacitor C1 and the load capacitance C3. FIG. 17 shows a voltage (potential of the line 104 when the plate line PL shown in FIG. 16 is set as a reference potential) and a polarization state (in FIG. 17, "charge" equivalent to the "polarization state") with respect to the ferroelectric capacitor C1. (History curve) (voltage-charge characteristic) showing the relationship between the two.

【0177】図17において、残留分極Z1を生じてい
る状態を分極状態P1とし、残留分極Z2を生じている
状態を分極状態P2とする。
In FIG. 17, the state in which remanent polarization Z1 occurs is referred to as polarization state P1, and the state in which remanent polarization Z2 occurs is referred to as polarization state P2.

【0178】上述のように、書き込み時(クロックパル
スCpが”H”のとき(図15、(a)参照)、トラン
ジスタTR1はONになり、トランジスタTR2はOF
Fになっている。書き込み時において、クロックパルス
Cpに同期した所定の電圧がプレートラインPLに印加
される(図15、(b)参照)が、図15の例では、プ
レートラインに印加された電圧が立ち下がった時に、強
誘電体コンデンサC1に、データが書き込まれる。図1
6は、このときの強誘電体コンデンサC1および負荷容
量C3近傍の信号の状態を示している。
As described above, at the time of writing (when the clock pulse Cp is “H” (see FIG. 15A)), the transistor TR1 is turned on and the transistor TR2 is turned off.
It is F. At the time of writing, a predetermined voltage synchronized with the clock pulse Cp is applied to the plate line PL (see FIG. 15B), but in the example of FIG. 15, when the voltage applied to the plate line falls. Then, data is written to the ferroelectric capacitor C1. FIG.
6 shows the state of the signal near the ferroelectric capacitor C1 and the load capacitance C3 at this time.

【0179】このとき、図16に示すように、強誘電体
コンデンサC1の一端(ライン104)には、演算結果
OUT(この例では、データ”H”)により”H”電位
が与えられており、強誘電体コンデンサC1の他端(プ
レートラインPL)には”L”電位が与えられている。
At this time, as shown in FIG. 16, the "H" potential is given to one end (line 104) of the ferroelectric capacitor C1 by the operation result OUT (data "H" in this example). The "L" potential is applied to the other end (plate line PL) of the ferroelectric capacitor C1.

【0180】これにより、負荷容量C3とともに強誘電
体コンデンサC1が充電される。このとき、強誘電体コ
ンデンサC1は、図17に示す分極状態P3を呈する。
Thus, the ferroelectric capacitor C1 is charged together with the load capacitance C3. At this time, the ferroelectric capacitor C1 exhibits the polarization state P3 shown in FIG.

【0181】つぎに、読み出し時(クロックパルスCp
が”L”のとき(図15、(f)参照)においては、ト
ランジスタTR1はOFFになり、トランジスタTR2
はONになる。これにより、強誘電体コンデンサC1の
分極状態は、P3からP1に移行し始める。
Next, at the time of reading (clock pulse Cp
Is "L" (see FIG. 15, (f)), the transistor TR1 is turned off, and the transistor TR2 is turned off.
Turns ON. As a result, the polarization state of the ferroelectric capacitor C1 starts to shift from P3 to P1.

【0182】読み出し時において、クロックパルスCp
に同期した所定の電圧がプレートラインPLに印加され
ると(図15、(g)参照)、ライン104およびこれ
につながったバスラインBUS1には、強誘電体コンデ
ンサC1の分極状態に対応した電圧(図15、(h)参
照)V1が生ずる。
At the time of reading, the clock pulse Cp
Is applied to the plate line PL (see FIG. 15 (g)), a voltage corresponding to the polarization state of the ferroelectric capacitor C1 is applied to the line 104 and the bus line BUS1 connected to the line 104. (See FIG. 15, (h)) V1 occurs.

【0183】このときの強誘電体コンデンサC1の分極
状態は、図17のP6点で表わされる。この電圧V1
と、もう一方の強誘電体コンデンサC2の一端に結合さ
れたライン105およびこれにつながったバスラインB
US2の電圧との差に基づいて、上述のように、バスラ
インBUS1の電位を、所定の論理レベル(この場合
は”H”)に引上げる(図15、(j)参照)のであ
る。この状態において、上述のように、出力Qを読取る
ようにしている。
The polarization state of ferroelectric capacitor C1 at this time is represented by point P6 in FIG. This voltage V1
And a line 105 coupled to one end of the other ferroelectric capacitor C2 and a bus line B connected thereto.
As described above, the potential of the bus line BUS1 is raised to a predetermined logic level (in this case, “H”) based on the difference from the voltage of US2 (see FIG. 15, (j)). In this state, the output Q is read as described above.

【0184】つぎに、図18に、この発明のさらに他の
実施形態による半導体装置に用いられる論理処理回路6
6の回路図を示す。図18の論理処理回路66は、トラ
ンジスタTR1,TR2,TR3,TR4を、電源電圧
の変動に対応して動作させるようにした点を除き、図1
4の論理処理回路54と同様である。
FIG. 18 shows a logic processing circuit 6 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram. The logic processing circuit 66 of FIG. 18 operates the transistors TR1, TR2, TR3, and TR4 in response to the fluctuation of the power supply voltage,
4 is similar to the logic processing circuit 54.

【0185】低電圧検出部84により電源電圧の低下が
検出されると、トランジスタTR1,TR2,TR3,
TR4が、すべてOFFとなるよう設定されている。こ
のようにすれば、電源電圧の低下に起因して不用意に強
誘電体コンデンサC1,C2の分極状態が変化してしま
うことを防止することができる。すなわち、この実施形
態においては、トランジスタTR1,TR2,TR3,
TR4は、記憶部ゲートでもある。
When the low voltage detecting section 84 detects a drop in the power supply voltage, the transistors TR1, TR2, TR3
TR4 is set to be all OFF. In this way, it is possible to prevent the polarization states of the ferroelectric capacitors C1 and C2 from being changed carelessly due to a decrease in the power supply voltage. That is, in this embodiment, the transistors TR1, TR2, TR3,
TR4 is also a storage unit gate.

【0186】つぎに、図19Aに、この発明の各実施形
態による半導体装置に用いられる種々の論理処理回路を
構成する組合せ論理ブロックCBの一例を表わす回路図
を示す。図19Bは、当該組合せ論理ブロックCBを論
理ゲートを用いて表現したものである。
Next, FIG. 19A is a circuit diagram showing an example of a combinational logic block CB constituting various logic processing circuits used in the semiconductor device according to each embodiment of the present invention. FIG. 19B illustrates the combinational logic block CB using logic gates.

【0187】図19Aに示す回路は、省電力型の論理ブ
ロックCBの一つであり、電源制御部110を備えてい
る。電源制御部110は、NチャネルMOSFETを備
えており、電源制御信号SCに基づいて、組合せ論理ブ
ロックCBへの電源の供給を制御する。
The circuit shown in FIG. 19A is one of the power-saving logic blocks CB, and includes a power control unit 110. The power control unit 110 includes an N-channel MOSFET, and controls supply of power to the combinational logic block CB based on the power control signal SC.

【0188】このように、電源制御部110を設けるこ
とにより、たとえば、動作していない組合せ論理ブロッ
クCBに与える電力を電源制御部110により遮断する
ことで、電力消費を抑えることができる。
By providing power supply control unit 110 as described above, for example, power supply to inactive combinational logic block CB is cut off by power supply control unit 110, so that power consumption can be suppressed.

【0189】つぎに、図20に、この発明の各実施形態
による半導体装置に用いられる種々の論理処理回路を構
成する組合せ論理ブロックCBの他の一例を表わす回路
図を示す。
FIG. 20 is a circuit diagram showing another example of the combinational logic block CB constituting various logic processing circuits used in the semiconductor device according to each embodiment of the present invention.

【0190】図20に示す回路は、省電力型の論理ブロ
ックCBの一つであり、パスロジックと呼ばれる回路構
成法を用いて構成された回路である。この回路構成法を
用いれば、素子数をかなり低く抑えることができる。
The circuit shown in FIG. 20 is one of the power-saving logic blocks CB, and is a circuit configured using a circuit configuration method called path logic. With this circuit configuration method, the number of elements can be significantly reduced.

【0191】図21Aは、図20に示す回路に対応する
真理値表である。図21Bは、当該真理値表を、論理ゲ
ートを用いて表現したものである。図22は、図21A
に示す真理値表に対応する回路を、従来のCMOS構成
法を用いて構成した場合の一例である。
FIG. 21A is a truth table corresponding to the circuit shown in FIG. FIG. 21B illustrates the truth table using logic gates. FIG. 22 corresponds to FIG.
This is an example of a case where a circuit corresponding to the truth table shown in FIG.

【0192】図22に示す従来のCMOS構成法を用い
て構成した回路(22素子)に比し、図20に示す回路
(10素子)は、素子数がかなり少なくなっていること
がわかる。これは、従来のCMOS構成法においては、
論理処理経路として、FETの2端子(ドレインおよび
ゲート)のみを用いているのに対し、パスロジックと呼
ばれる回路構成法においては、論理処理経路として、F
ETの3端子(ソース、ドレインおよびゲート)を、フ
ルに活用するからである。
It can be seen that the number of elements of the circuit (10 elements) shown in FIG. 20 is considerably smaller than that of the circuit (22 elements) formed by using the conventional CMOS configuration method shown in FIG. This is because in the conventional CMOS configuration method,
While only the two terminals (drain and gate) of the FET are used as the logic processing path, in the circuit configuration method called path logic, F is used as the logic processing path.
This is because the three terminals (source, drain and gate) of ET are fully utilized.

【0193】このように、論理ブロックCBを構成する
素子数を低減することにより、消費電力を低減すること
ができる。
As described above, the power consumption can be reduced by reducing the number of elements constituting the logic block CB.

【0194】つぎに、図25に、この発明の各実施形態
による半導体装置を用いたICカードの一例を表わすブ
ロック図を示す。ICカードは、クレジットカードや流
通過程等で用いられる識別用タグ等として用いられる。
ICカードには、接触型のICカードと非接触型のIC
カードとがあるが、ここでは、非接触型のICカード7
0を例に説明する。
Next, FIG. 25 is a block diagram showing an example of an IC card using the semiconductor device according to each embodiment of the present invention. The IC card is used as a credit card, an identification tag used in a distribution process, or the like.
IC cards include contact type IC cards and non-contact type IC cards.
Card, but here, a non-contact type IC card 7
0 will be described as an example.

【0195】ICカード70は、アンテナ部72、アナ
ログ処理部74、ディジタル処理部76および、メモリ
部78を備えている。ICカード70は、ホストコンピ
ュータ100に接続されたID番号リーダ102を介
し、電波を用いて、電力の供給およびデータの授受を行
なうよう構成されている。
The IC card 70 includes an antenna section 72, an analog processing section 74, a digital processing section 76, and a memory section 78. The IC card 70 is configured to supply electric power and send and receive data using radio waves via an ID number reader 102 connected to the host computer 100.

【0196】アナログ部74は、整流部80、電源供給
部82、低電圧検出部84、検波部86、波形整形部8
8および変調部90を備えている。ディジタル部76
は、エンコーダ92、プロトコルコントローラ94、デ
コーダ96およびメモリインターフェース98を備えて
いる。
The analog section 74 includes a rectifying section 80, a power supply section 82, a low voltage detecting section 84, a detecting section 86, and a waveform shaping section 8.
8 and a modulation unit 90. Digital section 76
Includes an encoder 92, a protocol controller 94, a decoder 96, and a memory interface 98.

【0197】メモリ部78は、強誘電体トランジスタま
たは強誘電体コンデンサを用いた強誘電体メモリ回路を
用いて構成されている。このため、データ保持に電源が
不要で、かつ、書き込み速度なども速く、高電圧を必要
としないので、このような非接触のICカード70に用
いるのに好適である。
The memory section 78 is configured using a ferroelectric memory circuit using a ferroelectric transistor or a ferroelectric capacitor. Therefore, a power source is not required for data retention, the writing speed is high, and a high voltage is not required. Therefore, the present invention is suitable for use in such a non-contact IC card 70.

【0198】アンテナ部72に入力された電波は、整流
部80で整流されたのち電源供給部82に送られ、IC
カード70の電力となる。低電圧検出部84は、電源電
圧の低下を検出する。低電圧検出部84の出力に基づい
て、上述のように、たとえば、トランスミッションゲー
トGT3(図9参照)が継断される。
The radio wave input to the antenna unit 72 is rectified by the rectification unit 80 and then sent to the power supply unit 82,
The power of the card 70 is used. The low voltage detector 84 detects a drop in the power supply voltage. As described above, for example, transmission gate GT3 (see FIG. 9) is cut off based on the output of low-voltage detector 84.

【0199】アンテナ部72に入力された電波は、ま
た、検波部86において検波されたのち、波形整形部8
8において、波形が整えられる。
The radio wave input to the antenna unit 72 is detected by the detection unit 86, and then is detected by the waveform shaping unit 8.
At 8, the waveform is trimmed.

【0200】波形整形部88の出力は、プロトコルコン
トローラ94の指示に基づいてエンコーダ92で解読さ
れ、解読された情報に基づいて、必要であれば、メモリ
インターフェース98を介して、メモリ部78に記憶さ
れたデータに対する書き込みや読み出しを行なう。
The output of the waveform shaping section 88 is decoded by the encoder 92 based on an instruction from the protocol controller 94, and is stored in the memory section 78 via the memory interface 98, if necessary, based on the decoded information. Write and read for the written data.

【0201】デコーダ96は、プロトコルコントローラ
94の指示に基づいて、メモリ部78から読み出したデ
ータなどをデコードして変調部90に送る。変調部90
は、このデータを変調したのち、アンテナ部72から、
電波として出力する。
[0201] The decoder 96 decodes data read from the memory unit 78 and sends the data to the modulation unit 90 based on an instruction from the protocol controller 94. Modulation unit 90
After modulating this data,
Output as radio waves.

【0202】ホストコンピュータ100は、ID番号リ
ーダ102を介し、電波にのせられたデータを読取る。
このようにして、ホストコンピュータ100と、ICカ
ード70との間で、データの授受が行なわれる。
[0202] The host computer 100 reads the data on the radio wave via the ID number reader 102.
In this manner, data is exchanged between the host computer 100 and the IC card 70.

【0203】上述の各実施形態による半導体装置は、た
とえば、ICカード70のディジタル部76を構成する
ために用いられる。ディジタル部76が、マイクロプロ
セッサにより構成されている場合には、マイクロプロセ
ッサのシーケンス論理処理回路として、上述の各実施形
態による半導体装置を用いることができる。
The semiconductor device according to each of the above embodiments is used, for example, to configure the digital section 76 of the IC card 70. When the digital unit 76 is configured by a microprocessor, the semiconductor device according to each of the above embodiments can be used as a sequence logic processing circuit of the microprocessor.

【0204】また、ディジタル部76が、ロジックLS
Iにより構成されている場合には、ロジックLSIのシ
ーケンス論理処理回路として、上述の各実施形態による
半導体装置を用いることができる。
Further, the digital section 76 has a logic LS
In the case of using I, the semiconductor device according to each of the above embodiments can be used as a sequence logic processing circuit of a logic LSI.

【0205】ロジックLSIとして、専用のLSIを用
いることもできるが、汎用のゲートアレイを用いて構成
することもできる。この場合、汎用のゲートアレイとし
て、FET等のトランジスタと、強誘電体により構成さ
れた素子、たとえば強誘電体トランジスタや強誘電体コ
ンデンサ、を備えたゲートアレイを用いればよい。
As the logic LSI, a dedicated LSI can be used, but it can also be configured using a general-purpose gate array. In this case, as a general-purpose gate array, a gate array including a transistor such as an FET and a ferroelectric element such as a ferroelectric transistor or a ferroelectric capacitor may be used.

【0206】なお、この実施形態においては、半導体装
置を用いたICカードとして、非接触型のICカードを
例に説明したが、本発明の適用される半導体装置を用い
たICカードは、これに限定されるものではない。たと
えば、本発明は、接触型のICカードや、接触型・非接
触型兼用のICカード等にも適用することができる。
In this embodiment, a non-contact type IC card has been described as an example of an IC card using a semiconductor device. However, an IC card using a semiconductor device to which the present invention is applied is not limited to this. It is not limited. For example, the present invention can be applied to a contact type IC card, a contact type / non-contact type IC card, and the like.

【0207】また、本発明にかかる半導体装置は、IC
カードに適用されるものに限定されるものではない。F
PGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、D
PGA(ダイナミックプログラマブルゲートアレイ)な
ど種々のゲートアレイや、専用LSI、マイクロプロセ
ッサなどコンピュータのハードウェア等、半導体装置一
般に適用されるものである。
Further, the semiconductor device according to the present invention comprises an IC
It is not limited to those applied to cards. F
PGA (Field Programmable Gate Array), D
The present invention is generally applied to semiconductor devices such as various gate arrays such as PGA (dynamic programmable gate array), computer hardware such as dedicated LSIs and microprocessors, and the like.

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

【図1】この発明の一実施形態による半導体装置に用い
られる論理処理回路50を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 50 used in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】論理処理回路50のラッチブロックLTの動作
を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation of a latch block LT of a logic processing circuit 50;

【図3】図3Aは、トランジスタNTの構造を示す断面
図である。図3Bは、トランジスタNTを記号で表した
図面である。
FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor NT. FIG. 3B is a drawing in which the transistor NT is represented by a symbol.

【図4】クロックパルスCpの立ち上がり時におけるイ
ンバータ回路INV2の状態を示す図面である。
FIG. 4 is a diagram showing a state of an inverter circuit INV2 at the time of rising of a clock pulse Cp.

【図5】データ”H”を書込む場合におけるトランジス
タNTの強誘電体容量CferroおよびMOS容量CMOS
電圧・電荷特性の一例を示す図面である。
5 is a diagram showing an example of a ferroelectric capacitor C ferro and the MOS capacitor C MOS voltage-charge characteristic of the transistor NT when writing data "H".

【図6】データ”H”を書込む場合におけるトランジス
タPTの強誘電体容量CferroおよびMOS容量CMOS
電圧・電荷特性を示す図面である。
6 is a view showing a ferroelectric capacitor C ferro and the MOS capacitor C MOS voltage-charge characteristic of the transistor PT in the case of writing data "H".

【図7】この発明の他の実施形態による半導体装置に用
いられる論理処理回路52を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 52 used in a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【図8】この発明のさらに他の実施形態による半導体装
置に用いられる論理処理回路54を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a logic processing circuit used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図9】この発明のさらに他の実施形態による半導体装
置に用いられる論理処理回路56を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 56 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図10】この発明のさらに他の実施形態による半導体
装置に用いられる論理処理回路58を示す回路図であ
る。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 58 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図11】この発明のさらに他の実施形態による半導体
装置に用いられる論理処理回路60を示す回路図であ
る。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 60 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図12】この発明のさらに他の実施形態による半導体
装置に用いられる論理処理回路62を示す回路図であ
る。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 62 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図13】図13Aは、トランジスタNTの他の構造の
例を示す図面である。図13Bは、図13Aのトランジ
スタNTを記号で表した図面である。
FIG. 13A is a drawing showing another example of the structure of the transistor NT. FIG. 13B is a drawing in which the transistor NT of FIG. 13A is represented by a symbol.

【図14】この発明のさらに他の実施形態による半導体
装置に用いられる論理処理回路64を示す回路図であ
る。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 64 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図15】論理処理回路64を構成するラッチブロック
LTの動作を表わすタイミングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart illustrating an operation of a latch block LT included in the logic processing circuit 64.

【図16】強誘電体コンデンサC1および負荷容量C3
近傍の回路図である。
FIG. 16 shows a ferroelectric capacitor C1 and a load capacitance C3.
It is a circuit diagram of a vicinity.

【図17】強誘電体コンデンサC1に関する電圧と分極
状態との関係を表わす履歴曲線である。
FIG. 17 is a hysteresis curve showing a relationship between a voltage and a polarization state of the ferroelectric capacitor C1.

【図18】この発明のさらに他の実施形態による半導体
装置に用いられる論理処理回路66を示す回路図であ
る。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 66 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図19】図19Aは、この発明の各実施形態による半
導体装置に用いられる種々の論理処理回路を構成する組
合せ論理ブロックCBの一例を表わす回路図である。図
19Bは、当該組合せ論理ブロックCBを論理ゲートを
用いて表現した図面である。
FIG. 19A is a circuit diagram illustrating an example of a combinational logic block CB that forms various logic processing circuits used in the semiconductor device according to each embodiment of the present invention; FIG. 19B is a drawing in which the combinational logic block CB is expressed using logic gates.

【図20】この発明の各実施形態による半導体装置に用
いられる種々の論理処理回路を構成する組合せ論理ブロ
ックCBの他の一例を表わす回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing another example of the combinational logic block CB constituting various logic processing circuits used in the semiconductor device according to each embodiment of the present invention;

【図21】図21Aは、図20に示すパス論理回路に対
応する真理値表である。図21Bは、当該真理値表を、
CMOS論理ゲートを用いて表現した図面である。
FIG. 21A is a truth table corresponding to the path logic circuit shown in FIG. 20; FIG. 21B shows the truth table,
It is a drawing expressed using a CMOS logic gate.

【図22】図21Aに示す真理値表に対応する回路を、
従来のCMOS構成法を用いて構成した場合の一例を示
す図面である。
FIG. 22 shows a circuit corresponding to the truth table shown in FIG. 21A,
It is a figure showing an example at the time of constituted using the conventional CMOS composition method.

【図23】この発明のさらに他の実施形態による半導体
装置に用いられる論理処理回路112を示す回路図であ
る。
FIG. 23 is a circuit diagram showing a logic processing circuit 112 used in a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.

【図24】図23に示すフリップフロップ回路FFの動
作を表わすタイミングチャートである。
24 is a timing chart illustrating an operation of the flip-flop circuit FF illustrated in FIG.

【図25】この発明の各実施形態による半導体装置を用
いたICカードの一例を表わすブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram illustrating an example of an IC card using the semiconductor device according to each embodiment of the present invention.

【図26】従来の論理処理回路2を表わすブロック図で
ある。
FIG. 26 is a block diagram showing a conventional logic processing circuit 2.

【図27】省電力型のラッチブロックLTを備えた従来
の論理処理回路2の具体的回路の一例を示す図面であ
る。
FIG. 27 is a drawing illustrating an example of a specific circuit of a conventional logic processing circuit 2 including a power-saving latch block LT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

55・・・・・電源制御部 56・・・・・論理処理回路 104・・・・ライン 106・・・・ライン 108・・・・ライン CB・・・・・組合せ論理ブロック INV2・・・インバータ回路 LT・・・・・ラッチブロック 55 Power supply control unit 56 Logic processing circuit 104 Line 106 Line 108 Line CB Combination logic block INV2 Inverter Circuit LT Latch block

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/792 H01L 29/78 371 H03K 17/24 19/003 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/792 H01L 29/78 371 H03K 17/24 19/003

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号を所定期間保持する信号保持回路であ
って、 信号を伝送する信号路と、 当該信号路に結合され、動作時に信号路に現れた信号に
対応した分極状態を動作停止後も保持するとともに、保
持した分極状態に基づいて動作復帰時に信号路に信号を
復元する強誘電体記憶部と、 を備えたこと、 を特徴とする信号保持回路。
1. A signal holding circuit for holding a signal for a predetermined period, comprising: a signal path for transmitting the signal; and a polarization state corresponding to the signal appearing on the signal path during operation, which is coupled to the signal path. And a ferroelectric storage unit for restoring a signal to a signal path at the time of operation return based on the held polarization state.
【請求項2】請求項1の信号保持回路において、 信号路の一部に、主信号路と帰還信号路とを有する環状
信号路を設け、 主信号路および帰還信号路のうち少なくとも一方に、前
記強誘電体記憶部を結合したこと、 を特徴とするもの。
2. The signal holding circuit according to claim 1, wherein an annular signal path having a main signal path and a feedback signal path is provided in a part of the signal path, and at least one of the main signal path and the feedback signal path is provided. The ferroelectric storage unit is combined.
【請求項3】請求項2の信号保持回路において、 前記強誘電体記憶部として、強誘電体トランジスタを用
いたこと、 を特徴とするもの。
3. The signal holding circuit according to claim 2, wherein a ferroelectric transistor is used as said ferroelectric storage unit.
【請求項4】請求項3の信号保持回路において、 前記強誘電体トランジスタは、 A)半導体基板に形成された第1導電型のソース領域お
よびドレイン領域、 B)ソース領域とドレイン領域との間に配置された第2
導電型のチャネル形成領域、 C)チャネル形成領域の上に配置された絶縁層、 D)前記絶縁層の上に配置された第1の導電体層、 E)前記第1の導電体層の上に形成された強誘電体層、 F)強誘電体層の上に形成された第2の導電体層、 を有すること、 を特徴とするもの。
4. The signal holding circuit according to claim 3, wherein the ferroelectric transistor comprises: A) a first conductivity type source region and a drain region formed on a semiconductor substrate; and B) a region between the source region and the drain region. The second placed in
A channel forming region of a conductivity type; C) an insulating layer disposed on the channel forming region; D) a first conductor layer disposed on the insulating layer; E) on the first conductor layer. And F) a second conductor layer formed on the ferroelectric layer.
【請求項5】請求項3ないし請求項4のいずれかの信号
保持回路において、 前記主信号路および帰還信号路に、インバータ回路をそ
れぞれ挿入し、 当該インバータ回路のうち少なくとも一方を、前記強誘
電体トランジスタを用いた強誘電体記憶部としたこと、 を特徴とするもの。
5. The signal holding circuit according to claim 3, wherein an inverter circuit is inserted into each of the main signal path and the feedback signal path, and at least one of the inverter circuits is connected to the ferroelectric circuit. A ferroelectric storage unit using a body transistor.
【請求項6】請求項2ないし請求項5のいずれかの信号
保持回路において、 前記環状信号路より入力側において、前記信号路に、所
定のゲート制御信号に基づいて継断動作を行なう入力側
ゲートを設けたこと、 を特徴とするもの。
6. The signal holding circuit according to claim 2, wherein an input side of said signal path, on an input side of said annular signal path, performs a disconnection operation on said signal path based on a predetermined gate control signal. A gate is provided.
【請求項7】請求項3ないし請求項4のいずれかの信号
保持回路において、 前記主信号路にインバータ回路を挿入し、 当該インバータ回路の入力側と所定の基準電位とを、制
御入力端子を備えたスイッチング回路を介して結合し、 当該インバータ回路の出力側と当該制御入力端子とを、
前記帰還信号路により結合するとともに、 当該インバータ回路およびスイッチング回路のうち少な
くとも一方を、前記強誘電体トランジスタを用いた強誘
電体記憶部としたこと、 を特徴とするもの。
7. The signal holding circuit according to claim 3, wherein an inverter circuit is inserted into the main signal path, and an input side of the inverter circuit and a predetermined reference potential are connected to a control input terminal. And an output side of the inverter circuit and the control input terminal,
Coupling with the feedback signal path, and at least one of the inverter circuit and the switching circuit is a ferroelectric storage unit using the ferroelectric transistor.
【請求項8】請求項2ないし請求項7のいずれかの信号
保持回路において、 前記強誘電体記憶部を、帰還信号路にのみ設けるよう構
成したこと、 を特徴とするもの。
8. The signal holding circuit according to claim 2, wherein said ferroelectric storage section is provided only in a feedback signal path.
【請求項9】請求項2ないし請求項8のいずれかの信号
保持回路において、 主信号路を介して信号を伝送するときには帰還信号路を
遮断し、帰還信号路を介して信号を帰還させるときには
帰還信号路を接続する帰還ゲートを設けたこと、 を特徴とするもの。
9. A signal holding circuit according to claim 2, wherein a signal is transmitted via a main signal path, a feedback signal path is interrupted, and a signal is fed back via the feedback signal path. A feedback gate for connecting a feedback signal path is provided.
【請求項10】請求項1の信号保持回路において、 前記強誘電体記憶部として、強誘電体コンデンサを用い
たこと、 を特徴とするもの。
10. The signal holding circuit according to claim 1, wherein a ferroelectric capacitor is used as said ferroelectric storage unit.
【請求項11】請求項10の信号保持回路において、 所定のゲート制御信号に基づいて継断動作を行なう入力
側ゲートと、当該ゲート制御信号に基づいて入力側ゲー
トと逆の継断動作を行なう出力側ゲートとを、前記信号
路に直列に挿入し、 前記強誘電体コンデンサの一端を、入力側ゲートと出力
側ゲートとの間において前記信号路に結合するととも
に、当該強誘電体コンデンサの他端に、前記ゲート制御
信号に同期した電圧を印加するよう構成したこと、 を特徴とするもの。
11. The signal holding circuit according to claim 10, wherein an input side gate that performs a switching operation based on a predetermined gate control signal, and a reverse switching operation opposite to the input side gate is performed based on the gate control signal. An output-side gate is inserted in series with the signal path, and one end of the ferroelectric capacitor is coupled to the signal path between an input-side gate and an output-side gate. An end configured to apply a voltage synchronized with the gate control signal.
【請求項12】請求項1ないし請求項11のいずれかの
信号保持回路において、 前記信号路と強誘電体記憶部とを継断する記憶部ゲート
を設けたこと、 を特徴とするもの。
12. The signal holding circuit according to claim 1, further comprising: a memory gate for disconnecting the signal path from the ferroelectric memory.
【請求項13】請求項12の信号保持回路において、 前記記憶部ゲートは、電源電圧の変動に対応して、前記
信号路と強誘電体記憶部とを継断すること、 を特徴とするもの。
13. The signal holding circuit according to claim 12, wherein the storage section gate disconnects the signal path from the ferroelectric storage section in response to a change in power supply voltage. .
【請求項14】請求項1ないし請求項13のいずれかの
信号保持回路において、 当該信号保持回路に与える電力を、継断または調整する
電源制御部を設けたこと、 を特徴とするもの。
14. A signal holding circuit according to claim 1, further comprising a power supply control unit for cutting off or adjusting the power supplied to said signal holding circuit.
【請求項15】請求項1ないし請求項14のいずれかの
信号保持回路において、 当該信号保持回路は、前記信号路を介して組合せ回路に
接続されていること、 を特徴とするもの。
15. The signal holding circuit according to claim 1, wherein said signal holding circuit is connected to a combinational circuit via said signal path.
【請求項16】請求項15の信号保持回路において、 前記組合せ回路は、省電力型の回路であること、 を特徴とするもの。16. The signal holding circuit according to claim 15, wherein said combination circuit is a power saving circuit. 【請求項17】請求項15ないし請求項16のいずれか
の信号保持回路および当該保持回路に接続された前記組
合せ回路を用いたこと、 を特徴とする半導体装置。
17. A semiconductor device using the signal holding circuit according to claim 15 and said combination circuit connected to said holding circuit.
【請求項18】請求項17の半導体装置において、 さらに強誘電体メモリ回路を備えたこと、 を特徴とするもの。18. The semiconductor device according to claim 17, further comprising a ferroelectric memory circuit. 【請求項19】請求項17ないし請求項18のいずれか
の半導体装置において、 当該半導体装置が、マイクロコンピュータであること、 を特徴とするもの。
19. The semiconductor device according to claim 17, wherein said semiconductor device is a microcomputer.
【請求項20】請求項17ないし請求項18のいずれか
の半導体装置において、 当該半導体装置が、ゲートアレイを用いて構成されたこ
と、 を特徴とするもの。
20. The semiconductor device according to claim 17, wherein said semiconductor device is configured using a gate array.
【請求項21】請求項20の半導体装置に用いるための
ゲートアレイであって、 トランジスタと、 強誘電体により構成された素子と、 を備えたこと、 を特徴とするゲートアレイ。
21. A gate array for use in the semiconductor device according to claim 20, comprising: a transistor; and an element made of a ferroelectric substance.
【請求項22】請求項17ないし請求項20のいずれか
の半導体装置を用いたこと、 を特徴とするICカード。
22. An IC card using the semiconductor device according to claim 17.
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