JP2013211001A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置、演算装置、及びレジスタの機能を有するCPUコアと、単数行または複数行のメモリセルをそれぞれ有するブロックを、複数有する第1記憶装置と、上記CPUコアで扱うデータを、上記第1記憶装置が有する複数の上記ブロックのうち、上記CPUコアにより選択された第1ブロックから複製して記憶する第2記憶装置と、複数の上記ブロックへの電源電圧の供給をそれぞれ制御する複数のスイッチと、複数の上記ブロックのうち、上記第1ブロック以外の第2ブロックのアドレスを把握するメモリ管理ユニットと、上記アドレスを用いて、上記複数のスイッチのいずれかをオフにし、上記第2ブロックへの電源電圧の供給を停止するパワーコントローラと、を有する半導体装置。
【選択図】図1
Description
図1(A)に、本発明の一態様に係る半導体装置100の構成を、一例としてブロック図で示す。なお、図1(A)に示すブロック図では、半導体装置100内の回路を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして示しているが、実際の回路は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの回路が複数の機能に係わることもあり得る。
本実施の形態では、トランジスタのオフ電流の算出例について説明する。
本実施の形態では、図7(A)に示したメモリセル110の、断面構造の一例について説明する。なお、本実施の形態では、トランジスタ163t、トランジスタ164t、トランジスタ174乃至トランジスタ177が、非晶質、微結晶、多結晶又は単結晶である、シリコン又はゲルマニウムなどの半導体を活性層に用い、トランジスタ167及びトランジスタ168が、酸化物半導体を活性層に用いる場合を例に挙げて、メモリセル110の断面構造について説明する。
本発明の一態様に係る半導体装置は、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile Disc等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置)に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る半導体装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図14に示す。
101 CPUコア
102 メインメモリ
102−1 ブロック
102−2 ブロック
102−3 ブロック
102−4 ブロック
102−5 ブロック
102−6 ブロック
102−7 ブロック
102−8 ブロック
102−9 ブロック
102−10 ブロック
102−11 ブロック
102−12 ブロック
102−13 ブロック
102−14 ブロック
102−15 ブロック
102−16 ブロック
102a ブロック
102b ブロック
102c ブロック
102d ブロック
103 キャッシュ
104 MMU
105 パワースイッチ
105a スイッチ
105b スイッチ
105c スイッチ
105d スイッチ
106 パワーコントローラ
107 制御装置
108 演算装置
109 レジスタ
110 メモリセル
112 パワースイッチ
112a スイッチ
112d スイッチ
120 タグ
121 ダーティビット
122 データフィールド
130 行デコーダ
130a 行デコーダ
130d 行デコーダ
131 行デコーダ
132 列デコーダ
161 論理素子
161i インバータ
162 論理素子
162i インバータ
163 スイッチ
163t トランジスタ
164 スイッチ
164t トランジスタ
165 容量素子
166 容量素子
167 トランジスタ
168 トランジスタ
170 記憶回路
171 記憶回路
174 トランジスタ
175 トランジスタ
176 トランジスタ
177 トランジスタ
178 トランジスタ
179 トランジスタ
180 配線
181 配線
182 配線
183 配線
184 配線
185 配線
200 基板
201 絶縁膜
203n 半導体膜
203p 半導体膜
204n ゲート絶縁膜
204p ゲート絶縁膜
205n ゲート電極
205p ゲート電極
206 導電膜
207 導電膜
208 第1の領域
209 第2の領域
210 第2の領域
211 第3の領域
212 第3の領域
213 導電膜
214 第1の領域
215 第2の領域
216 第2の領域
217 第3の領域
218 第3の領域
219 絶縁膜
230 半導体膜
231 ゲート絶縁膜
232 導電膜
233 導電膜
234 ゲート電極
235 サイドウォール
236 絶縁膜
237 絶縁膜
238 絶縁膜
239 導電膜
700 インバータ
702 インバータ
704 NAND
707 NAND
712 バッファ
715 バッファ
801 測定系
811 トランジスタ
812 トランジスタ
813 容量素子
814 トランジスタ
815 トランジスタ
5001 筐体
5002 筐体
5003 表示部
5004 表示部
5005 マイクロホン
5006 スピーカー
5007 操作キー
5008 スタイラス
5101 車体
5102 車輪
5103 ダッシュボード
5104 ライト
5301 筐体
5302 冷蔵室用扉
5303 冷凍室用扉
5401 筐体
5402 表示部
5403 キーボード
5404 ポインティングデバイス
5601 筐体
5602 筐体
5603 表示部
5604 表示部
5605 接続部
5606 操作キー
5801 筐体
5802 筐体
5803 表示部
5804 操作キー
5805 レンズ
5806 接続部
Claims (7)
- 制御装置、演算装置、及びレジスタの機能を有するCPUコアと、
単数行または複数行のメモリセルをそれぞれ有するブロックを、複数有する第1記憶装置と、
前記CPUコアで扱うデータを、前記第1記憶装置が有する複数の前記ブロックのうち、前記CPUコアにより選択された第1ブロックから複製して記憶する第2記憶装置と、
複数の前記ブロックへの電源電圧の供給をそれぞれ制御する複数のスイッチと、
前記第1ブロックのアドレスを把握するメモリ管理ユニットと、
前記アドレスを用いて、前記複数のスイッチのいずれかをオフにし、複数の前記ブロックのうち、前記第1ブロック以外の第2ブロックへの電源電圧の供給を停止するパワーコントローラと、を有する半導体装置。 - 制御装置、演算装置、及びレジスタの機能を有するCPUコアと、
デコーダと、前記デコーダにより行ごとに選択される複数行のメモリセルを有するブロックとを、それぞれ複数有する第1記憶装置と、
前記CPUコアで扱うデータを、前記第1記憶装置が有する複数の前記ブロックのうち、前記CPUコアにより選択された第1ブロックから複製して記憶する第2記憶装置と、
複数の前記ブロックへの電源電圧の供給をそれぞれ制御する複数の第1スイッチと、
複数の前記デコーダへの電源電圧の供給をそれぞれ制御する複数の第2スイッチと、
前記第1ブロックのアドレスを把握するメモリ管理ユニットと、
前記アドレスを用いて、前記複数の第1スイッチのいずれかと、前記複数の第2スイッチのいずれかとをオフにして、複数の前記ブロックのうち、前記第1ブロック以外の第2ブロックと、複数の前記デコーダのうち、前記第2ブロックが有する複数行の前記メモリセルを行ごとに選択するデコーダとへの、電源電圧の供給を停止するパワーコントローラと、を有する半導体装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記メモリセルは、電源電圧が供給されると、入力端子の電位の極性を反転させて出力端子から出力する第1論理素子及び第2論理素子と、
前記第1論理素子が有する前記入力端子に接続された第1記憶回路と、
前記第2論理素子が有する前記入力端子に接続された第2記憶回路と、
前記第1論理素子が有する前記入力端子と第1配線の接続を制御する第1スイッチと、
前記第2論理素子が有する前記入力端子と第2配線の接続を制御する第2スイッチと、を有し、
前記第1論理素子が有する前記入力端子に前記第2論理素子が有する前記出力端子が接続され、
前記第2論理素子が有する前記出力端子に前記第1論理素子が有する前記入力端子が接続されている半導体装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記メモリセルは、電源電圧が供給されると、入力端子の電位の極性を反転させて出力端子から出力する第1論理素子及び第2論理素子と、
第1容量素子及び第2容量素子と、
前記第1論理素子が有する前記入力端子と前記第1容量素子の接続を制御する第1スイッチと、
前記第2論理素子が有する前記入力端子と前記第2容量素子の接続を制御する第2スイッチと、
前記第1論理素子が有する前記入力端子と第1配線の接続を制御する第3スイッチと、
前記第2論理素子が有する前記入力端子と第2配線の接続を制御する第4スイッチと、を有し、
前記第1論理素子が有する前記入力端子に前記第2論理素子が有する前記出力端子が接続され、
前記第2論理素子が有する前記出力端子に前記第1論理素子が有する前記入力端子が接続されている半導体装置。 - 請求項4において、前記第1スイッチまたは前記第2スイッチはトランジスタを有し、
前記トランジスタは、シリコンよりもバンドギャップが広く、真性キャリア密度がシリコンよりも低い半導体をチャネル形成領域に含む半導体装置。 - 請求項5において、前記半導体は酸化物半導体である半導体装置。
- 請求項3乃至請求項6のいずれか1項において、前記第1論理素子または前記第2論理素子はトランジスタを有し、
前記トランジスタは、結晶性を有するシリコンをチャネル形成領域に含むトランジスタを有する半導体装置。
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