JP2008283039A - Semiconductor device - Google Patents

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Takami Shimazawa
澤 貴 美 島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which wiring between cells is easily possible over different power supply regions without affecting any timing characteristic, wireability and element area. <P>SOLUTION: The semiconductor device includes: a cell 101 that is provided in a power supply region A to which a power supply voltage VDD-A is supplied and is operated by a supply of the power supply voltage VDD-A and outputs a signal; relay cells 111 to 113 that are provided in a power supply region D to which a power supply voltage VDD-D is supplied and are operated by the supply of the power supply voltage VDD-A to receive and output a signal outputted from the cell 101; and a cell 102 that is provided in the power supply region A and is operated by the supply of the power supply voltage VDD-A and receives a signal outputted from the relay cell 113. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device.

半導体装置では、微細化が進むにつれサブスレッシュホールド・リーク電流やゲート・リーク電流が増大し、これらの電流により消費される電力が全体に占める割合も増大している。   In the semiconductor device, as the miniaturization progresses, the subthreshold leakage current and the gate leakage current increase, and the ratio of the power consumed by these currents to the whole increases.

携帯機器用半導体装置では、その用途ゆえに低消費電力が要求される。しかしその一方で、高機能化に対応するため非常に高いパフォーマンスも要求されている。従って、低消費電力化とハイパフォーマンスという相反する要求を同時に満たさなければならない。   In a semiconductor device for portable equipment, low power consumption is required because of its use. However, on the other hand, very high performance is also required in order to cope with high functionality. Therefore, the conflicting requirements of low power consumption and high performance must be satisfied at the same time.

現状では、ハイパフォーマンスでありながら低消費電力を実現するために、機能ブロックごとに異なる電源電圧を供給するなど様々な工夫が行われている。また、機能ブロックの能力を最大限に必要としない場合は電源電圧を下げたり、機能ブロックの能力を全く必要としない場合は電源の供給を遮断することによりリーク電流を低減している。   At present, in order to achieve high performance and low power consumption, various ideas have been made such as supplying different power supply voltages for each functional block. Further, the leakage current is reduced by lowering the power supply voltage when the function block capability is not required to the maximum, or by cutting off the power supply when the function block capability is not required at all.

例えば、4つの電源領域A、B、C、Dが設けられており、電源領域Aには1.2Vの電源電圧が常に供給され、電源領域Bには1.0Vの電源電圧が常に供給されているものとする。電源領域Cには、動作モードに応じて1.2V/1.0V/0Vのいずれかの電源電圧が供給され、電源領域Dには、動作モードに応じて1.2V/0Vのいずれかの電源電圧が供給され、また動作不要な場合には電源が遮断されるものとする。   For example, four power supply regions A, B, C, and D are provided. A power supply voltage of 1.2 V is always supplied to the power supply region A, and a power supply voltage of 1.0 V is always supplied to the power supply region B. It shall be. The power supply region C is supplied with any one of 1.2V / 1.0V / 0V depending on the operation mode, and the power supply region D is supplied with any of 1.2V / 0V depending on the operation mode. It is assumed that the power supply voltage is supplied and the power supply is cut off when no operation is required.

このような装置において、電源領域Aに配置されたセルXとセルYとを配線する際に、両者間の距離が長く途中経路に中継セルが必要な場合がある。しかし、セルXとセルYとの間に、異なる電源領域Dが存在する場合、この電源領域D内に中継セルを配置することはできない。   In such an apparatus, when the cell X and the cell Y arranged in the power supply region A are wired, the distance between the two is long and a relay cell may be required on the way. However, when a different power supply region D exists between the cell X and the cell Y, a relay cell cannot be arranged in the power supply region D.

何故なら、電源領域Dが電源遮断時である場合、中継セルが動作しなくなり、セルYが受け取る信号のレベルが不定になるからである。そこで、電源領域Dを迂回するように、長い距離に渡って中継セルを配置せざるを得なくなるが、信号のタイミング制約を満たすことができない場合がある。   This is because when the power supply region D is when the power supply is shut off, the relay cell does not operate and the level of the signal received by the cell Y becomes indefinite. Therefore, the relay cell must be arranged over a long distance so as to bypass the power supply region D, but there may be a case where the signal timing constraint cannot be satisfied.

タイミング制約を満たすよう迂回を回避するためには、セルXとセルYとの間に存在する電源領域Dを二つに分割して両者を短距離で接続する経路を確保するか、あるいは送信側のセルXの駆動能力を高くして中継セルの必要性を排除する以外になかった。   In order to avoid the detour so as to satisfy the timing constraint, the power supply region D existing between the cell X and the cell Y is divided into two, and a route for connecting the two at a short distance is secured, or the transmission side The driving ability of the cell X is increased to eliminate the necessity of the relay cell.

しかし、電源領域Dを分割すると、電源領域Dにおけるセルのタイミング特性や配線性に重大な影響を与えることになる。また、送信側のセルXを駆動能力の高いセルにした場合であっても、信号経路の配置や長さによっては完全に中継セルを不要とできない場合があった。   However, dividing the power supply region D significantly affects the cell timing characteristics and the wiring characteristics in the power supply region D. Even when the cell X on the transmission side is a cell having a high driving capability, the relay cell may not be completely required depending on the arrangement and length of the signal path.

さらには、電源領域D内を中継セルが通過する場合には、クロストークが生じないように配慮する必要があり、中継セルの配線経路の両隣を配線禁止領域にする等の措置が必要となる。この結果、素子面積の増加を招いていた。   Furthermore, when a relay cell passes through the power supply area D, it is necessary to consider so that crosstalk does not occur, and measures such as setting a wiring prohibited area on both sides of the wiring path of the relay cell are necessary. . As a result, the area of the element has been increased.

以下に、従来の複数電源を用いるスタンダードセルに関する技術を開示した文献名を以下に記載する。
特開2004−22877号公報
The following is a list of document names disclosing techniques related to a standard cell using a plurality of conventional power supplies.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-22877

本発明は、タイミング特性や配線性、素子面積に影響を与えることなくセル間の配線が可能である半導体装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which wiring between cells is possible without affecting timing characteristics, wiring properties, and element area.

本発明の一態様による半導体装置は、第1の電源電圧が供給される第1の電源領域内に設けられ、前記第1の電源電圧を供給されて動作し、信号を出力する第1のセルと、第2の電源電圧が供給される第2の電源領域内に設けられ、前記第1の電源電圧を供給されて動作し、前記第1のセルから出力された前記信号を与えられて出力する少なくとも1段の中継セルと、前記第1の電源領域内に設けられ、前記第1の電源電圧を供給されて動作し、前記中継セルから出力された前記信号を受信する第2のセルとを備えることを特徴とする。   A semiconductor device according to one embodiment of the present invention is provided in a first power supply region to which a first power supply voltage is supplied, operates by being supplied with the first power supply voltage, and outputs a signal. Provided in a second power supply region to which a second power supply voltage is supplied, operates by being supplied with the first power supply voltage, and is provided with the signal output from the first cell. And at least one relay cell, and a second cell that is provided in the first power supply region, operates by being supplied with the first power supply voltage, and receives the signal output from the relay cell; It is characterized by providing.

本発明の半導体装置によれば、タイミング特性や配線性、素子面積に影響を与えることなくセル間の配線を容易に行うことが可能である。   According to the semiconductor device of the present invention, it is possible to easily perform wiring between cells without affecting timing characteristics, wiring performance, and element area.

以下、本発明の実施の形態による半導体装置について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, semiconductor devices according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(1)実施の形態1
本発明の実施の形態1による半導体装置は、図1に示された構成を備えている。
(1) Embodiment 1
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention has the configuration shown in FIG.

4つの電源領域A、B、C、Dが設けられており、電源領域Aには電源遮断が行われることなく常時1.2Vの電源電圧VDD−Aが供給される。電源領域Bには、1.0Vの電源電圧VDD−Bが常に供給される。電源領域Cには、動作モードに応じて1.2V/1.0V/0Vのいずれかの電源電圧VDD−Cが供給される。電源領域Dには、動作モードに応じて1.2V/0Vのいずれかの電源電圧VDD−Dが供給され、また動作不要な場合は電源遮断が行われるものとする。また、接地電圧VSSは全ての領域A〜Dにおいて同一であるとする。   Four power supply regions A, B, C, and D are provided, and the power supply region A is constantly supplied with a power supply voltage VDD-A of 1.2 V without being shut off. The power supply region B is always supplied with a power supply voltage VDD-B of 1.0V. The power supply region C is supplied with any one of the power supply voltages VDD-C of 1.2V / 1.0V / 0V depending on the operation mode. It is assumed that any power supply voltage VDD-D of 1.2 V / 0 V is supplied to the power supply region D according to the operation mode, and when the operation is unnecessary, the power supply is shut off. Further, it is assumed that the ground voltage VSS is the same in all the regions A to D.

電源領域Aにスタンダードセル101、102が配置されており、スタンダードセル101からスタンダードセル102へ信号が出力される。両者の間には、電源遮断が行われる電源領域Dが配置されている。   Standard cells 101 and 102 are arranged in the power supply region A, and a signal is output from the standard cell 101 to the standard cell 102. A power supply region D in which the power is shut off is disposed between the two.

スタンダードセル101からスタンダードセル102への信号経路には、3つの中継セル、具体的にはバッファ111、112、113が配置され、信号線121によって直列に接続されている。そして、バッファ111、112、113には、電源領域Aにおける電源電圧VDD−Aが印加される電源電圧端子131から電源線132を介して、それぞれ電源電圧VDD−Aが供給される。   In the signal path from the standard cell 101 to the standard cell 102, three relay cells, specifically, buffers 111, 112, and 113 are arranged and connected in series by a signal line 121. The buffers 111, 112, and 113 are supplied with the power supply voltage VDD-A from the power supply voltage terminal 131 to which the power supply voltage VDD-A in the power supply region A is applied via the power supply line 132.

これにより、スタンダードセル101から102への経路を、電源遮断のある電源領域Dを迂回することなく最短距離で接続することができるので、タイミング特性や配線性に影響を与えることがない。また、電源領域Dを分割する必要がないので電源領域D内の配線性や素子面積にも影響を及ぼすことがない。   As a result, the path from the standard cell 101 to 102 can be connected at the shortest distance without detouring the power source region D where the power is shut off, so that the timing characteristics and wiring properties are not affected. Further, since it is not necessary to divide the power supply region D, the wiring property and the element area in the power supply region D are not affected.

図2に、本実施の形態1による半導体装置における、バッファ111、112、113が有する素子のレイアウトを示す。   FIG. 2 shows a layout of elements included in the buffers 111, 112, and 113 in the semiconductor device according to the first embodiment.

図中水平方向に沿って、電源領域Dにおける電源電圧VDD−Dが印加される電源線VDD−D1と、接地電圧VSSが印加される接地線VSS1とが配置され、その間の領域に、縦方向に沿って1つのPチャネル型MOSFET P1及びNチャネル型MOSFET N1から成るインバータIN1が形成され、その横に同様に1つのPチャネル型MOSFET P2及びNチャネル型MOSFET N2から成るインバータIN2が形成されている。   A power supply line VDD-D1 to which a power supply voltage VDD-D is applied in a power supply region D and a ground line VSS1 to which a ground voltage VSS is applied are arranged in a horizontal direction in the figure, and a vertical direction is provided in the region between them. Is formed with an inverter IN1 composed of one P-channel MOSFET P1 and an N-channel MOSFET N1, and similarly, an inverter IN2 composed of one P-channel MOSFET P2 and an N-channel MOSFET N2 is formed on the side. Yes.

2段のインバータIN1、IN2のそれぞれのPチャネル型MOSFET P1、P2のソース領域PS1、PS2は、電源領域Aにおける電源電圧VDD−Aが供給される電源線VDD−A1に接続されており、それぞれのドレイン領域PD1、PD2は対応するNチャネル型MOSFET N1、N2のドレイン領域ND1、ND2に接続されている。Nチャネル型MOSFET N1、N2のソース領域NS1、NS2は接地線VSS1に接続されている。   The source regions PS1 and PS2 of the P-channel MOSFETs P1 and P2 of the two-stage inverters IN1 and IN2, respectively, are connected to the power supply line VDD-A1 to which the power supply voltage VDD-A in the power supply region A is supplied. The drain regions PD1 and PD2 are connected to the drain regions ND1 and ND2 of the corresponding N-channel MOSFETs N1 and N2. The source regions NS1 and NS2 of the N-channel MOSFETs N1 and N2 are connected to the ground line VSS1.

図中左側に配置された前段のインバータIN1におけるPチャネル型MOSFET P1のドレイン領域PD1及びNチャネル型MOSFET N1のドレイン領域ND1は、入力端子Aに接続されている。右側に配置された後段のインバータIN2におけるPチャネル型MOSFET P2のドレイン領域PD2及びNチャネル型MOSFET ND2のドレイン領域ND2は出力端子Zに接続されている。   The drain region PD1 of the P-channel MOSFET P1 and the drain region ND1 of the N-channel MOSFET N1 in the previous stage inverter IN1 arranged on the left side in the drawing are connected to the input terminal A. The drain region PD2 of the P-channel MOSFET P2 and the drain region ND2 of the N-channel MOSFET ND2 in the subsequent inverter IN2 arranged on the right side are connected to the output terminal Z.

このように本実施の形態1による半導体装置では、電源領域Aにおけるスタンダードセル101、102を接続する際に、その途中の経路に存在する電源領域D内において、電源領域Dの電源線VDD−D1と接地線VSS1との間の領域に、電源領域Aの電源電圧VDD−Aが印加される電源線VDD−A1に接続された、2段のインバータIN1、IN2から成るバッファ101〜103が配置されている。   As described above, in the semiconductor device according to the first embodiment, when the standard cells 101 and 102 in the power supply region A are connected, the power supply line VDD-D1 in the power supply region D is present in the power supply region D existing in the middle path. Buffers 101 to 103 composed of two-stage inverters IN1 and IN2 connected to the power supply line VDD-A1 to which the power supply voltage VDD-A of the power supply area A is applied are arranged in the region between the ground line VSS1 and the ground line VSS1. ing.

このインバータIN1、IN2に接続された電源線VDD−A1は、図1に示されたように、電源領域Aに配置されたスタンダードセル101から102へ信号を出力する際に、途中の電源領域D内を通過させるために、信号線121の如く電源線132として設けられたものである。これにより、本実施の形態1によれば、電源領域Dの配置配線性やタイミングに悪影響を与えることなく、バッファ101〜103を電源領域D内の任意の位置に配置することが可能である。   The power supply line VDD-A1 connected to the inverters IN1 and IN2 is connected to the power supply region D in the middle when a signal is output from the standard cells 101 to 102 arranged in the power supply region A as shown in FIG. In order to pass through the inside, a signal line 121 is provided as a power line 132. As a result, according to the first embodiment, the buffers 101 to 103 can be arranged at arbitrary positions in the power supply region D without adversely affecting the arrangement and wiring property and timing of the power supply region D.

図3に、本実施の形態1における2つのスタンダードセルと、両者を接続するバッファとの間の電源線、接地線の配置を示す。図中上部に配置された電源領域A1においてスタンダードセル101が配置され、下部に配置された電源領域A2においてスタンダードセル102が配置されており、その間の電源領域Dにおいて中継セルとして2段のバッファ111、112が配置されている。   FIG. 3 shows the arrangement of power supply lines and ground lines between the two standard cells in the first embodiment and the buffer connecting them. In the figure, the standard cell 101 is arranged in the power supply area A1 arranged in the upper part, the standard cell 102 is arranged in the power supply area A2 arranged in the lower part, and the two-stage buffer 111 as a relay cell in the power supply area D between them. , 112 are arranged.

スタンダードセル101の出力端子Zとバッファ111の入力端子Aとが信号線121aで接続され、バッファ111の出力端子Zとバッファ112の入力端子Aとが信号線121bとが信号線121bで接続され、バッファ112の出力端子Zとスタンダードセル102の入力端子Aとが信号線121cで接続されている。   The output terminal Z of the standard cell 101 and the input terminal A of the buffer 111 are connected by a signal line 121a, the output terminal Z of the buffer 111 and the input terminal A of the buffer 112 are connected by a signal line 121b, The output terminal Z of the buffer 112 and the input terminal A of the standard cell 102 are connected by a signal line 121c.

また、電源領域Dを縦断するように、一方の電源領域A1における電源線VDD−Aに、バッファ111、112におけるそれぞれの電源電圧VDD−A端子が接続され、さらに他方の電源領域A2における電源線VDD−Aに接続されている。   Further, the respective power supply voltage VDD-A terminals in the buffers 111 and 112 are connected to the power supply line VDD-A in one power supply area A1 so as to cut through the power supply area D, and the power supply line in the other power supply area A2 is further connected. Connected to VDD-A.

ここで、信号線、電源線の配置は図3に示されたように必ずしも直線状である必要はない。図4に示されたように、途中でL字型に屈曲した部分を有する信号線121d、121e、121fを用いてもよい。また、電源領域A1における電源線VDD−Aと電源領域A2における電源線VDD−Aとを直線状の電源線132で接続し、途中に設けられたバッファ111、112に対し分岐した電源線132a、132bを用いて接続してもよい。   Here, the arrangement of the signal lines and the power supply lines is not necessarily linear as shown in FIG. As shown in FIG. 4, signal lines 121d, 121e, and 121f having portions bent in an L shape in the middle may be used. Further, the power supply line VDD-A in the power supply area A1 and the power supply line VDD-A in the power supply area A2 are connected by a linear power supply line 132, and the power supply line 132a branched to the buffers 111 and 112 provided in the middle. You may connect using 132b.

あるいは図5に示されたように、直線状あるいはL字型の信号線121g、121h、121jを使用し、さらに直線状あるいはL字型の電源線132c、132d、132eを用いて電源領域A1における電源線VDD−A、バッファ111、112の電源端子VDD−A、電源領域A2における電源線VDD−Aとを接続してもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 5, linear or L-shaped signal lines 121g, 121h, and 121j are used, and further, linear or L-shaped power lines 132c, 132d, and 132e are used in the power supply region A1. The power supply line VDD-A, the power supply terminals VDD-A of the buffers 111 and 112, and the power supply line VDD-A in the power supply area A2 may be connected.

さらには、図6に示されたように、スタンダードセル101の出力端子Zとバッファ111の入力端子とを接続する信号線121k、バッファ111の出力端子とバッファ112の入力端子とを接続する信号線121m、バッファ112の出力端子とスタンダードセル102の入力端子Aとを接続する信号線121nを所定間隔を空けて並行し両側から挟むように、それぞれ固定電位の電源線132a及び132a2、132b1及び132b2、132c1及び132c2を配置してもよい。これにより、信号線121k、121m、121nのレベルの変化が周囲に影響を与える現象が抑制され、かつ信号線121k、121m、121nが周囲の配線のレベル変化から受ける影響を抑制することができ、容易にクロストーク対策を施すことができる。   Further, as shown in FIG. 6, the signal line 121 k that connects the output terminal Z of the standard cell 101 and the input terminal of the buffer 111, and the signal line that connects the output terminal of the buffer 111 and the input terminal of the buffer 112. 121 m, fixed potential power supply lines 132 a and 132 a 2, 132 b 1 and 132 b 2, respectively, so that the signal line 121 n connecting the output terminal of the buffer 112 and the input terminal A of the standard cell 102 is parallel to each other with a predetermined interval. 132c1 and 132c2 may be arranged. Thereby, the phenomenon in which the change in the level of the signal lines 121k, 121m, and 121n affects the surroundings can be suppressed, and the influence that the signal lines 121k, 121m, and 121n are affected by the level change in the surrounding wirings can be suppressed. It is possible to easily take measures against crosstalk.

(2)実施の形態2
本発明の実施の形態2による半導体装置について、図7を用いて説明する。
(2) Embodiment 2
A semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

上記実施の形態1において説明したように、電源領域D内に配置されたバッファ111〜113には、電源領域Dの電源電圧VDD−Dとは異なる電源領域Aにおける電源電圧VDD−Aが供給される。このため、基板に電源電圧が印加される場合は、電源領域Dにおいて電源遮断が行われた際に、バッファ111〜113において電源電圧VDD−Aが供給されるNウエルの基板電位が維持されるようにする必要がある。   As described in the first embodiment, the power supply voltage VDD-A in the power supply region A different from the power supply voltage VDD-D in the power supply region D is supplied to the buffers 111 to 113 arranged in the power supply region D. The For this reason, when a power supply voltage is applied to the substrate, the substrate potential of the N well to which the power supply voltage VDD-A is supplied is maintained in the buffers 111 to 113 when the power supply is cut off in the power supply region D. It is necessary to do so.

本実施の形態2では、電源領域D内に配置され電源領域Aの電源電圧VDD−Aで動作するバッファ111〜113が、図7に示されたように形成されている。   In the second embodiment, buffers 111 to 113 arranged in the power supply region D and operating with the power supply voltage VDD-A of the power supply region A are formed as shown in FIG.

Nチャネル型MOSFETN11及びPチャネル型MOSFETP11を有する1つのインバータIN11と、Nチャネル型MOSFETN12とPチャネル型MOSFETP12とを有するインバータIN12とが、電源電圧VDD−Dが印加される電源線VDD−D1を境界として、バックツーバック(Back to Back)でダブルハイト(Double Height)構造、即ち図中縦方向に2段配置されている。   One inverter IN11 having an N-channel type MOSFET N11 and a P-channel type MOSFET P11 and an inverter IN12 having an N-channel type MOSFET N12 and a P-channel type MOSFET P12 border the power supply line VDD-D1 to which the power supply voltage VDD-D is applied. As shown, the back-to-back (Double Height) structure, that is, two stages are arranged in the vertical direction in the figure.

また、電源領域D内において、電源領域Dの電源電圧VDD−Dと異なる電源電圧VDD−Aが供給される、Pチャネル型MOSFETP11、P12が形成されたNウエルと、隣接する図示されていない電源領域D内のセルが形成され電源電圧VDD−Dが印加されるNウエルとの間で、分離領域201〜204が設けられている。   Further, in the power supply region D, a power supply voltage VDD-A different from the power supply voltage VDD-D of the power supply region D is supplied, and an N well in which P-channel MOSFETs P11 and P12 are formed and an adjacent power supply (not shown) Isolation regions 201 to 204 are provided between the N well to which cells in region D are formed and to which power supply voltage VDD-D is applied.

これにより、電源領域D内において電源遮断が行われた際においても、この領域内に配置されたバッファに含まれるPチャネル型MOSFETP11、P12が形成されたnウエル領域には、電源電圧VDD−Aが引き続き供給されて基板電位が維持される。このため、バッファ111〜113と、電源領域Dにおける周囲のセルとの間で、電源電圧のみならず基板電位も分離することができるので、バッファ111〜113が支障なく動作することができる。   As a result, even when the power supply is cut off in the power supply region D, the power supply voltage VDD-A is applied to the n-well region in which the P-channel MOSFETs P11 and P12 included in the buffer arranged in this region are formed. Is continuously supplied to maintain the substrate potential. For this reason, since not only the power supply voltage but also the substrate potential can be separated between the buffers 111 to 113 and the surrounding cells in the power supply region D, the buffers 111 to 113 can operate without trouble.

(3)実施の形態3
本発明の実施の形態3による半導体装置について、その配置を示した図8を用いて説明する。
(3) Embodiment 3
A semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

上記実施の形態1では、電源領域Aと電源領域Dとの間で、電源電圧のみが相違し、接地電圧は同一であった。これに対し、本実施の形態3では電源電圧のみならず、接地電圧も相違する。   In the first embodiment, only the power supply voltage is different between the power supply region A and the power supply region D, and the ground voltage is the same. On the other hand, in the third embodiment, not only the power supply voltage but also the ground voltage is different.

4つの電源領域A、B、C、Dが設けられており、電源領域Aには電源遮断が行われることなく常時1.2Vの電源電圧VDD−Aが供給され、接地電圧VSS−Aが供給される。電源領域Bには、1.0Vの電源電圧VDD−Bが常に供給され、接地電圧VSS−Bが供給される。電源領域Cには、動作モードに応じて1.2V/1.0V/0Vのいずれかの電源電圧VDD−Cが供給され、接地電圧VSS−Cが供給される。電源領域Dには、動作モードに応じて1.2V/0Vのいずれかの電源電圧VDD−Dが供給され、電圧VSS−Aと異なる接地電圧VSS−Dが供給され、さらに動作不要な場合は電源遮断が行われるものとする。ここで、接地電圧VSS−B、VSS−Cは、他の接地電圧VSS−A、あるいはVSS−Dとそれぞれ同一であってもよい。   Four power supply areas A, B, C, and D are provided. The power supply area A is always supplied with the power supply voltage VDD-A of 1.2 V without being shut off, and supplied with the ground voltage VSS-A. Is done. The power supply region B is always supplied with a power supply voltage VDD-B of 1.0 V and supplied with a ground voltage VSS-B. The power supply region C is supplied with one of the power supply voltages VDD-C of 1.2V / 1.0V / 0V according to the operation mode and the ground voltage VSS-C. Depending on the operation mode, any one of the power supply voltages VDD-D of 1.2V / 0V is supplied to the power supply region D, and a ground voltage VSS-D different from the voltage VSS-A is supplied. It is assumed that the power is cut off. Here, the ground voltages VSS-B and VSS-C may be the same as the other ground voltages VSS-A and VSS-D, respectively.

電源領域Aにスタンダードセル101、102が配置されており、スタンダードセル101からスタンダードセル102へ信号が出力されるものとする。両者の間には、電源遮断が行われる電源領域Dが配置されている。   It is assumed that standard cells 101 and 102 are arranged in the power supply region A, and a signal is output from the standard cell 101 to the standard cell 102. A power supply region D in which the power is shut off is disposed between the two.

スタンダードセル101からスタンダードセル102への信号経路には、3つのバッファ111、112、113が配置され、信号線121によって直列に接続されている。そして、バッファ111、112、113には、電源領域Aにおける電源電圧VDD−Aが印加される電圧端子131から電源線132を介して、それぞれ電源電圧VDD−Aが供給される。さらにバッファ111〜113において、電源領域Aにおける接地電圧VSS−Aが印加される接地端子141から接地線142を介して、それぞれ接地電圧VSS−Aが供給される。   Three buffers 111, 112, and 113 are arranged on the signal path from the standard cell 101 to the standard cell 102, and are connected in series by a signal line 121. The buffers 111, 112, and 113 are supplied with the power supply voltage VDD-A through the power supply line 132 from the voltage terminal 131 to which the power supply voltage VDD-A in the power supply region A is applied. Further, in the buffers 111 to 113, the ground voltage VSS-A is supplied via the ground line 142 from the ground terminal 141 to which the ground voltage VSS-A in the power supply region A is applied.

これにより、二つのスタンダードセル101、102の間に、電源電圧及び接地電圧が異なる電源領域Dが間に配置された場合であっても、スタンダードセル101から102への経路を、電源遮断のある電源領域Dを迂回することなく最短距離で接続することができるので、タイミング特性や配線性に影響を与えることがない。また、電源領域Dを分割する必要がないので電源領域D内の配線性や素子面積にも影響を及ぼす事態を回避することができる。   As a result, even when the power supply region D having different power supply voltage and ground voltage is disposed between the two standard cells 101 and 102, the path from the standard cell 101 to the power supply 102 is interrupted. Since the connection can be made at the shortest distance without detouring the power supply region D, the timing characteristics and wiring properties are not affected. Further, since it is not necessary to divide the power supply region D, it is possible to avoid a situation that affects the wiring property and the element area in the power supply region D.

上述した実施の形態はいずれも一例であって、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。例えば、上記実施の形態では中継セルとしてのバッファが2段乃至3段直列に設けられているが、これに限らず少なくとも1段あればよい。   The above-described embodiments are merely examples and do not limit the present invention, and various modifications can be made within the technical scope of the present invention. For example, in the above embodiment, buffers as relay cells are provided in two to three stages in series.

本発明の実施の形態1による半導体装置の構成を示したレイアウト図。1 is a layout diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 同半導体装置におけるバッファの構成を示したレイアウト図。FIG. 4 is a layout diagram illustrating a configuration of a buffer in the semiconductor device. 同半導体装置における電源線、接地線の配置に関する一例を示したレイアウト図。FIG. 3 is a layout diagram showing an example of the arrangement of power supply lines and ground lines in the semiconductor device. 同半導体装置における電源線、接地線の配置に関する他の例を示したレイアウト図。FIG. 6 is a layout diagram illustrating another example regarding the arrangement of power supply lines and ground lines in the semiconductor device. 同半導体装置における電源線、接地線の配置に関する他の例を示したレイアウト図。FIG. 6 is a layout diagram illustrating another example regarding the arrangement of power supply lines and ground lines in the semiconductor device. 同半導体装置における電源線、接地線の配置に関する他の例を示したレイアウト図。FIG. 6 is a layout diagram illustrating another example regarding the arrangement of power supply lines and ground lines in the semiconductor device. 本発明の実施の形態2による半導体装置におけるバッファの構成を示したレイアウト図。The layout figure which showed the structure of the buffer in the semiconductor device by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による半導体装置の構成を示したレイアウト図。FIG. 6 is a layout diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 電源領域A
14 電源領域D
101〜102 スタンダードセル
111〜113 バッファ
121 信号線
132 電源線
11 Power supply area A
14 Power supply area D
101-102 Standard cells 111-113 Buffer 121 Signal line 132 Power supply line

Claims (5)

第1の電源電圧が供給される第1の電源領域内に設けられ、前記第1の電源電圧を供給されて動作し、信号を出力する第1のセルと、
第2の電源電圧が供給される第2の電源領域内に設けられ、前記第1の電源電圧を供給されて動作し、前記第1のセルから出力された前記信号を与えられて出力する少なくとも1段の中継セルと、
前記第1の電源領域内に設けられ、前記第1の電源電圧を供給されて動作し、前記中継セルから出力された前記信号を受信する第2のセルと、
を備えることを特徴とする半導体装置。
A first cell that is provided in a first power supply region to which a first power supply voltage is supplied, operates by being supplied with the first power supply voltage, and outputs a signal;
Provided in a second power supply region to which a second power supply voltage is supplied, operates by being supplied with the first power supply voltage, and receives and outputs the signal output from the first cell. A one-stage relay cell;
A second cell provided in the first power supply region, operated by being supplied with the first power supply voltage, and receiving the signal output from the relay cell;
A semiconductor device comprising:
前記中継セルは、前記第2の電源領域内において、前記第2の電源電圧が印加される第2の電源線と、接地電圧が印加される接地線との間のセル領域に配置されており、
前記セル領域内に、前記第1の電源電圧が印加される第1の電源線を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
The relay cell is arranged in a cell region between the second power supply line to which the second power supply voltage is applied and the ground line to which the ground voltage is applied in the second power supply region. ,
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a first power supply line to which the first power supply voltage is applied in the cell region.
前記第1のセルから前記中継セルへ前記信号を転送する第1の信号線が、前記第1の電源電圧が印加された1対の第3の電源線により所定間隔を空けて両側を挟まれるように並行に配置されており、
前記中継セルから前記第2のセルへ前記信号を転送する第2の信号線が、前記第1の電源電圧が印加された1対の第4の電源線により所定間隔を空けて両側を挟まれるように並行に配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
A first signal line for transferring the signal from the first cell to the relay cell is sandwiched on both sides at a predetermined interval by a pair of third power supply lines to which the first power supply voltage is applied. Are arranged in parallel,
A second signal line for transferring the signal from the relay cell to the second cell is sandwiched on both sides at a predetermined interval by a pair of fourth power lines to which the first power voltage is applied. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor devices are arranged in parallel.
前記中継セルは、前記第2の電源領域内において、前記第1の電源電圧が印加されたウエルに形成された素子を有し、
前記ウエルは、前記第1の電源電圧と異なる電圧が印加された領域との間に、電気的に分離された分離領域を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。
The relay cell has an element formed in a well to which the first power supply voltage is applied in the second power supply region,
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the well has an electrically isolated region between a region to which a voltage different from the first power supply voltage is applied. 5. apparatus.
前記第1の電源領域に前記第1の電源電圧が供給されている間、前記第2の電源領域に前前記第2の電源電圧が供給されない期間が存在することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。   The first power supply voltage is supplied to the first power supply region, and there is a period in which the second power supply voltage is not supplied to the second power supply region. 5. The semiconductor device according to any one of 4.
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