JP2016027701A - 半導体装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パイプライン処理を行う半導体装置において、実行ステージにおける第1の演算器と第2の演算器を設け、それぞれにパワーゲーティングを行うためのトランジスタを設ける。そして演算を行う演算器のみに電源供給を行うよう動作させることで、細粒度でのパワーゲーティングを行うことができ、半導体装置の低消費電力化を図ることができる。パワーゲーティングを行うためのトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、電源線間のリーク電流の低減を図ることができる。また、演算器が有するトランジスタと別の層に設けることができるため、トランジスタを増やしたことによる、面積オーバーヘッドを小さくすることができる。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、半導体装置の構成例について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した、演算器が有する組み合わせ回路について、図6とは異なる回路構成の一例について説明する。
本実施の形態では、図8で説明したトランジスタ18の断面構造とは異なる構成例について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る半導体装置を有するチップの一例、及び電子機器のモジュールの一例について説明する。
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、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、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15に示す。
A3−A4 一点鎖線
B_1 トランジスタ
Sl_1 制御信号
Sl_2 制御信号
T1 時刻
T3 時刻
T4 時刻
T5 時刻
T6 時刻
T7 時刻
T8 時刻
T9 時刻
T10 時刻
11 命令メモリ
12 デコーダ
13 レジスタファイル
14 演算部
14_1 演算部
14_2 演算部
15 データメモリ
16_1 パイプラインレジスタ
16_2 パイプラインレジスタ
16_3 パイプラインレジスタ
16_4 パイプラインレジスタ
17 演算器
17_1 演算器
17_2 演算器
17A 演算器
17B 演算器
17C 演算器
17D 演算器
18 トランジスタ
18_1 トランジスタ
18_2 トランジスタ
18A トランジスタ
18B_n トランジスタ
18B_1 トランジスタ
18n トランジスタ
19_iso 回路
19_n 回路
19_1 回路
20n トランジスタ
20p トランジスタ
21 AND回路
21n トランジスタ
21p トランジスタ
81 絶縁層
82a 酸化物半導体層
82b 酸化物半導体層
82c 酸化物半導体層
83 導電層
84 導電層
85 絶縁層
86 導電層
89 層
90 層
100 半導体装置
301 層
302 層
303 層
304 層
350 インターポーザ
351 チップ
352 端子
353 モールド樹脂
400 半導体基板
401 p型不純物領域
402 素子分離用絶縁層
403 n型不純物領域
404 ゲート絶縁層
406 ゲート電極
408 層間絶縁層
410 導電層
412 配線層
414 層間絶縁層
416 導電層
418 配線層
420 層間絶縁層
422 層間絶縁層
424 層間絶縁層
426 半導体層
428 配線層
430 ゲート絶縁層
432 ゲート電極
434 層間絶縁層
800 パネル
801 プリント配線基板
802 パッケージ
803 FPC
804 バッテリー
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 (6)
- パイプライン処理を行う半導体装置であって、
前記パイプライン処理を行うための実行ステージは、第1の演算部と、第2の演算部と、を有し、
前記第1の演算部は、第1の演算器と、第1のトランジスタと、を有し、
前記第1のトランジスタは、前記第1の演算器に電源電圧を与える配線間に設けられ、
前記第1のトランジスタは、非導通状態とすることで、前記第1の演算器への電源電圧の供給を停止する機能を有し、
前記第2の演算部は、第2の演算器と、第2のトランジスタと、を有し、
前記第2のトランジスタは、前記第2の演算器に電源電圧を与える配線間に設けられ、
前記第2のトランジスタは、非導通状態とすることで、前記第2の演算器への電源電圧の供給を停止する機能を有し、
記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタは、デコーダでデコードされた命令に従って、非導通状態が制御される
ことを特徴とする半導体装置。 - パイプライン処理を行う半導体装置であって、
前記パイプライン処理を行うための実行ステージは、第1の演算部と、第2の演算部と、を有し、
前記第1の演算部は、第1の演算器と、第1のトランジスタと、を有し、
前記第1のトランジスタは、前記第1の演算器に電源電圧を与える配線間に設けられ、
前記第1のトランジスタは、非導通状態とすることで、前記第1の演算器への電源電圧の供給を停止する機能を有し、
前記第2の演算部は、第2の演算器と、第2のトランジスタと、を有し、
前記第2のトランジスタは、前記第2の演算器に電源電圧を与える配線間に設けられ、
前記第2のトランジスタは、非導通状態とすることで、前記第2の演算器への電源電圧の供給を停止する機能を有し、
前記第1の演算器及び前記第2の演算器は、第3のトランジスタを有し、
記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタは、デコーダでデコードされた命令に従って、非導通状態が制御され、
前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタと、前記第3のトランジスタとは、異なる層に設けられている
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項2において、
前記第3のトランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタであることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一において、
前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有し、
前記酸化物半導体は、In、Ga、及びZnを有する
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一において、
前記第3のトランジスタのソース電極又はドレイン電極は、前記第1のトランジスタ又は前記第2のトランジスタのソース電極又はドレイン電極と、重なる領域を有する
ことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一に記載の半導体装置と、
表示装置、または、スピーカーと、を有する
ことを特徴とする電子機器。
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