JP4036096B2 - モノトニック動型−静型疑似nmos論理回路およびロジックゲートアレイ形成方法 - Google Patents
モノトニック動型−静型疑似nmos論理回路およびロジックゲートアレイ形成方法 Download PDFInfo
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- H03K19/0963—Synchronous circuits, i.e. using clock signals using transistors of complementary type
Description
複数出力ノードではない現行ノードの全ての先行ノードに対する出力部からの回路Nのポストオーダートラバーサル(postorder traversal)を実行する間に、
先行ノードとは現行ノードの先行ノードであって、
a)関係を断絶するための第一入力部からの最大距離と、
b)最小数の直列トランジスタと、
を含むものであり、
結合先行ノードおよび現行ノードがノード限度を満たす場合には、
先行物を現行ノードに結合し、
ノードの色をアップデートし、
色の対立を解消させる、
ことを含む。
処理終了
図4は疑似NMOS静型論理回路58を示す。図4の回路58は、ロジック機能を提供する回路59を含む。回路59が2入力型NANDを提供するのに使用される一方で、異なるロジック機能が提供可能である。疑似NMOS静型論理回路では、PMOS装置は増大消耗NMOS静型論理回路の消耗モード負荷装置と似た負荷装置の役割を果たす。配線の複雑性は著しく減少するが、静型DC電力消費に問題がある。静型DC電力消費は、ドミノCMOSあるいはNORA(no race)動型ロジックのごときクロック順動型ロジック系、あるいは動型ロジックと静型ロジックとの組み合わせを使用して防ぐことができる。その他の回路技術はジッパーCMOSおよび連続クロックあるいはクロック遅延式論理回路を含む。
製造技術実施例
チャネル全長を減少させるため、たとえばチャネル全長が0.1ミクロン、100nmあるいは1000A未満になるサブミクロン領域までMOSFET(モス電界効果トランジスタ)技術を縮小させ続けることは、従来のトランジスタ構造に大きな問題を引き起こす。接合部深度はチャネル全長よりも相当に小さくならなければならない。すなわち、1000オングストロームのチャネル全長では、接合部深度は数百オングストロームである。このような浅い接合部は従来の埋め込み技術や拡散技術では形成が困難である。ドレーン 型バリア降下、閾値電圧ロールオフ、サブ閾値伝導のごとき短チャネル効果を抑制するために非常に高レベルのチャネルドーピングが必要となる。サブ閾値伝導はキャパシタノード上の充電保存保持時間を減少させるため、動型回路技術では特に問題である。これらの極端に高いドーピングレベルの結果、漏損が増加し、キャリア移動度が低減する。ゆえに、チャネルを短くすることによるパフォーマンスの改善は、キャリア移動度の減少によって有用でなくなる。
(i)軽くドープ処理したp型
(ii)絶縁体基板(例:SIMOX)上の従来シリコン
(iii)米国特許第5、691、230号(Forbes)で記述されているような技術に
よって形成された絶縁体上のシリコン島状部。
(i)米国特許第6、150、687号(Noble他)に記述された蒸着ポリシリコン
の横方向ゲート構造;
(ii)米国特許第6、15、687号の変形で2000年6月16日に出願の米国特許願
第09/596、266号に記述された横方向移動ゲート構造;
(iii)米国特許第6、072、209号(Noble他)で記述された縦方向ゲート構造
、
である。
図16および図17のロジックゲート実施例は、図6の回路100に類似した動型3入力部NORゲートである(キャパシタは図示せず)。しかしながら、いかなるロジックゲートも縦方向装置を使用して提供できることは明白である。
Claims (40)
- モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路であって、
クロック入力部、および低クロック信号が前記クロック入力部に提供された時に予備高充電されるように構成された出力部を有する動型論理回路と、
クロックバー入力部と、高い値のクロック補完信号が前記クロックバー入力部に提供されたときに予備低充電されるように構成された出力部とを有する静的論理回路と、
を含んでおり、
該静的論理回路は前記動型論理回路の前記出力部に結合したロジック入力部とを有することを特徴とするモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。 - 動型論理回路はクロック入力部を提供する制御電極を有するp型トランジスタを含み、電圧源と前記動型論理回路の出力部との間に延長するチャネルを有することを特徴とする請求項1記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路はロジック機能を提供するように構成され、低電圧と予備高充電されるように構成された出力部との間で結合した論理回路をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- ロジック機能を提供するように構成された論理回路は、複数のn型トランジスタを含むことを特徴とする請求項3記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは、本モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路の入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項4記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- ロジック機能を提供するように構成された論理回路は、本質的にはn型トランジスタで構成される複数のトランジスタを含むことを特徴とする請求項3記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは論理回路の入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項6記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 少なくとも1つのトランジスタは縦型超薄ボディトランジスタであることを特徴とする請求項4記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路であって、
クロック入力部、および低クロック信号が前記クロック入力部に提供された時に予備高充電されるように構成された出力部を有する動型論理回路と、
クロックバー入力部と、高い値のクロック補完信号が前記クロックバー入力に提供された時に予備低充電されるように構成された出力部と、前記動型論理回路の出力部に結合したロジック入力部と、前記クロック入力部を提供する制御電極を有するp型トランジスタと、電圧源と静型論理回路との間に延長するチャネルとを有する静型論理回路と、
を含むことを特徴とするモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。 - 静型論理回路は、ロジック機能を提供するように構成され、低電圧と予備低充電されるように構成された出力部との間で結合した論理回路をさらに含むことを特徴とする請求項9記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 静型論理回路のロジック機能を提供するように構成された論理回路は、複数のn型トランジスタを含むことを特徴とする請求項10記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは本モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路の入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項11記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 静型論理回路のロジック機能を提供するように構成された論理回路は、本質的にはn型トランジスタで構成される複数のトランジスタを含むことを特徴とする請求項10記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路はクロック入力部を提供する制御電極を有するp型トランジスタを含み、電圧源と前記動型論理回路の出力部との間に延長するチャネルを有することを特徴とする請求項9記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 少なくとの一つのトランジスタは縦型超薄ボディトランジスタであることを特徴とする請求項12記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路であって、
クロック入力部、および低クロック信号が前記クロック入力部に提供された時に予備高充電されるように構成された出力部を含む動型論理回路と、
クロックバー入力部と、高い値のクロック補完信号が前記クロックバー入力部に提供された時に予備低充電されるように構成された出力部と、前記動型論理回路の前記出力部と結合したロジック入力と、前記クロック入力部を提供する制御電極を持つp型トランジスタと、電圧源と静型論理回路との間に延長するチャネルとを含んだ静的論理回路と、
を含んでおり、
該静的論理回路は、ロジック機能を提供するように構成され、低電圧と前記予備低充電されるように構成された出力部との間で結合される論理回路を有しており、該論理回路は、本質的にはn型トランジスタで構成され、その内の一つは前記クロックバー入力部を提供し、その他は論理回路の入力部を提供するそれぞれゲートを有した複数のトランジスタを含むことを特徴とするモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。 - モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路であって、
クロックバー入力部および該クロックバー入力部に高クロック信号が提供された時に予備低充電されるように構成された出力部を含む静型論理回路と、
クロック入力部と、該クロック入力部に低クロック信号が提供された時に予備高充電されるように構成された出力部と、前記静型論理回路の前記出力部に結合したロジック入力部とを含む動型論理回路であって、前記クロック入力部を提供する制御電極、電圧源に結合した電源電極および前記動型論理回路の前記出力部と結合した電源電極を含んだp型トランジスタとを含む動型論理回路と、
を含むことを特徴とするモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。 - 動型論理回路は、ロジック機能を提供するように構成され、低電圧と予備高充電されるように構成された出力部との間で結合し、前記動型論理回路のロジック入力部を提供する論理回路をさらに含むことを特徴とする請求項17記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- ロジック機能を提供するように構成された論理回路は、複数のn型トランジスタを含むことを特徴とする請求項18記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは本モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路の入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項19記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- ロジック機能を提供するように構成された論理回路は、本質的にはn型トランジスタで構成される複数のトランジスタを有することを特徴とする請求項18記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは論理回路に入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項21記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路であって、
クロックバー入力部と、該クロックバー入力部に低クロック信号が提供された時に予備低充電されるように構成された出力部を含む静型論理回路と、
クロック入力部と、該クロック入力部に低クロック信号が提供された時に予備高充電されるように構成された出力部と、前記静型論理回路の前記出力部に結合したロジック入力部とを含む動型論理回路と、
を含むことを特徴とするモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。 - 静型論理回路は、ロジック機能を提供するように構成され、低電圧と予備低充電されるように構成された出力部との間で結合した論理回路をさらに含むことを特徴とする請求項23記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 論理回路は接地と予備低充電されるように構成された出力部との間で結合されることを特徴とする請求項24記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 静型論理回路のロジック機能を提供するように構成される論理回路は複数のn型トランジスタを含むことを特徴とする請求項24記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは本モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路の入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項26記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 静型論理回路のロジック機能を提供するように構成された論理回路は、本質的にはn型トランジスタで構成される複数のトランジスタを含むことを特徴とする請求項24記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路はクロック入力部を提供する制御電極を有するp型トランジスタを含み、電圧源と前記動型論理回路の出力部との間に延長するチャネルを有することを特徴とする請求項24記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 少なくとも一つのトランジスタは縦型超薄ボディトランジスタであることを特徴とする請求項29記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路であって、
クロックバー入力部と、該クロックバー入力部に高い値のクロック補完信号が提供された時に予備低充電されるように構成された出力部と、ロジック機能を提供するように構成され、低電圧と予備低充電されるように構成された出力部との間で結合した論理回路とを含み、該論理回路は基本的にはn型トランジスタで構成されるそれぞれのゲートを持つ複数のトランジスタを含んでおり、該トランジスタはその内のひとつは前記クロックバー入力部を提供し、残りは論理回路に入力部を提供する静型論理回路と、
クロック入力部と、該クロック入力部に低クロック信号が提供された時に予備高充電されるように構成された出力部と、前記静型論理回路の前記出力部に結合したロジック入力部とを含む動型論理回路と、
を含むことを特徴とするモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。 - 動型論理回路はクロック入力部を提供する制御電極を有したp型トランジスタを含み、電圧源と前記動型論理回路の出力部との間に延長するチャネルを有することを特徴とする請求項31記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路はロジック機能を提供するように構成され、低電圧と予備高充電されるように構成された出力部との間で結合した論理回路を含むことを特徴とする請求項32記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路の論理回路は複数のn型トランジスタを含むことを特徴とする請求項33記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路の論理回路のn型トランジスタは本モノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路の入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項34記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 動型論理回路の論理回路は本質的にはn型トランジスタで構成される複数のトランジスタを含むことを特徴とする請求項33記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- n型トランジスタは論理回路に入力部を提供するそれぞれのゲートを有することを特徴とする請求項36記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 少なくとも一つのトランジスタは縦型超薄ボディトランジスタであることを特徴とする請求項36記載のモノトニック動型−静型疑似NMOS論理回路。
- 方法であって、
クロック入力部を有する動型論理回路の出力部をクロックバー入力部および1出力部を有する静型論理回路のロジック入力部に結合させるステップと、
前記クロック入力部に低クロック信号が提供された時に、前記動型論理回路の前記出力部を予備高充電するステップと、
前記クロックバー入力部に高い値のクロック補完信号が提供された時に、前記静型論理回路の前記出力部を予備低充電するステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 方法であって、
クロックバー入力部および1出力部を有する静型論理回路の前記出力部をクロック入力部を有する動型論理回路のロジック入力部に結合させるステップと、
前記クロック入力部に低クロック信号が提供された時に、前記動型論理回路の前記出力部を予備高充電するステップと、
前記クロックバー入力部に低クロック信号が提供された時に、前記静型論理回路の前記出力部を予備低充電するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
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