JP4881339B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体集積回路装置、例えば、基板バイアスが印加されて使用されるトランジスタを備える半導体集積回路装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, for example, a semiconductor integrated circuit device including a transistor used by applying a substrate bias.
近年、CMOSの微細化に伴い、CMOS間の製造工程上のばらつきが増大しており、ICチップ間のパフォーマンスのばらつきが増大する一因となっている。ICを設計する際には、動作速度のワースト条件と消費電力のワースト条件の両方を考慮する必要があるが、ICチップ間のパフォーマンスのばらつきの増大は、これらワースト条件への対応を困難にし、ICの設計の難易度を高めるおそれがある。 In recent years, with the miniaturization of CMOS, variations in the manufacturing process between CMOSs are increasing, which is one of the causes of increasing performance variations between IC chips. When designing an IC, it is necessary to consider both the worst condition of operation speed and the worst condition of power consumption. However, the increase in performance variation between IC chips makes it difficult to cope with these worst conditions. There is a risk of increasing the difficulty of IC design.
ICチップ間のパフォーマンスのばらつきを抑制する技術としては、基板バイアス技術が知られている。基板バイアス技術では、基板電位(バックゲート)をソース電位よりも高くし、順方向バイアスの基板バイアスを発生させることで、トランジスタの閾値電圧を制御する。 A substrate bias technique is known as a technique for suppressing performance variations between IC chips. In the substrate bias technology, the substrate potential (back gate) is set higher than the source potential, and the forward bias substrate bias is generated to control the threshold voltage of the transistor.
順方向バイアスは例えば、基板ノードに電圧源を接続することで生成される。しかし、基板とソースとの間にはPN順接合が存在するため、基板電圧がPN順接合電圧を超えると、基板には大きなリーク電流が生じる。また、PN順接合電圧は温度に応じて変化し、高温では、常温のPN順接合電圧である0.6Vよりも小さな基板電圧で、大きなリーク電流が生じる。そのため、温度変化を考慮すると、基板電圧は0.6Vよりも十分小さな電圧(例えば0.45V)とせざるを得ない。 The forward bias is generated, for example, by connecting a voltage source to the substrate node. However, since a PN forward junction exists between the substrate and the source, when the substrate voltage exceeds the PN forward junction voltage, a large leakage current is generated in the substrate. Further, the PN forward junction voltage changes according to the temperature, and at a high temperature, a large leakage current is generated with a substrate voltage smaller than 0.6 V, which is a normal PN forward junction voltage. Therefore, in consideration of the temperature change, the substrate voltage must be a voltage sufficiently smaller than 0.6V (for example, 0.45V).
他には例えば、電流源回路を用いて基板に電流を流し込み、PN順接合に生じる順方向電圧を基板バイアスとして用いる方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、PN順接合に所定量の電流を流し込むことで、温度変化が生じた場合にも各温度で許容される最大の基板バイアスを与えることができる。 In addition, for example, a method is known in which a current is supplied to a substrate using a current source circuit and a forward voltage generated in a PN forward junction is used as a substrate bias (see, for example, Patent Document 1). In this method, by supplying a predetermined amount of current to the PN forward junction, the maximum substrate bias allowed at each temperature can be provided even when a temperature change occurs.
この方法では、電流源回路の制御信号がクロストークノイズ等の影響を受けて揺らいだ場合、基板電流量が大きく変化する可能性がある。 In this method, when the control signal of the current source circuit fluctuates due to the influence of crosstalk noise or the like, the substrate current amount may change greatly.
さらに、基板電流量を論理回路の規模(PN接合面積)に応じて見積もる必要がある。しかし、集積回路面積に占める論理回路面積の割合(セルの使用率:utilization)が集積回路毎に異なることや、集積回路の回路設計が論理合成のやり直しや最適化により何度も変更される可能性があることから、論理回路の規模は特定しにくい。そのため、基板電流量を論理回路の規模に応じて見積もるのは容易ではない。
本発明は、基板に電流を流すことで基板バイアスを生成可能な半導体集積回路装置に関し、基板電流量を適正化することを課題とする。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device capable of generating a substrate bias by passing a current through a substrate, and an object thereof is to optimize the substrate current amount.
本発明の一態様の半導体集積回路装置によれば、半導体基板と、第1の電源線と前記半導体基板上に設けられた第2の基板ウェルとの間に直列に接続された第1の第1導電型トランジスタと第2の第1導電型トランジスタとを備え、前記第1の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の電源線に接続され、前記第1の第1導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第1の制御信号が入力され、前記第2の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の基板ウェルに接続され、前記第2の第1導電型トランジスタのゲートは、第2の電源線に接続されており、前記第2の電源線と前記半導体基板上に設けられた第1の基板ウェルとの間に直列に接続された第1の第2導電型トランジスタと第2の第2導電型トランジスタとを更に備え、前記第1の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の電源線に接続され、前記第1の第2導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第2の制御信号が入力され、前記第2の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の基板ウェルに接続され、前記第2の第2導電型トランジスタのゲートは、前記第1の電源線に接続されていることを特徴とする。 According to the semiconductor integrated circuit device of one embodiment of the present invention, the first first connected in series between the semiconductor substrate, the first power supply line, and the second substrate well provided on the semiconductor substrate. A first conductivity type transistor and a first first conductivity type transistor, wherein a source or drain of the first first conductivity type transistor is connected to the first power supply line, and the first first conductivity type A first control signal input from the outside is input to the gate of the transistor, and the source or drain of the second first conductivity type transistor is connected to the second substrate well, and the second second well is connected to the second substrate well. A gate of the one conductivity type transistor is connected to a second power supply line, and a first connected in series between the second power supply line and a first substrate well provided on the semiconductor substrate. Second conductivity type transistor and second conductivity type A second conductivity type transistor, the source or drain of the first second conductivity type transistor is connected to the second power supply line, and the gate of the first second conductivity type transistor is externally connected The input second control signal is input, the source or drain of the second second conductivity type transistor is connected to the first substrate well, and the gate of the second second conductivity type transistor is It is connected to the first power supply line.
また、本発明の別の一態様の半導体回路装置によれば、半導体基板と、第1の電源線と前記半導体基板上に設けられた第2の基板ウェルとの間に直列に接続された第1の第1導電型トランジスタと第1の第2導電型トランジスタとを備え、前記第1の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の電源線に接続され、前記第1の第1導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第1の制御信号が入力され、前記第1の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の基板ウェルに接続され、前記第1の第2導電型トランジスタのゲートは、前記第1の電源線に接続されており、第2の電源線と前記半導体基板上に設けられた第1の基板ウェルとの間に直列に接続された第2の第1導電型トランジスタと第2の第2導電型トランジスタとを更に備え、前記第2の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の電源線に接続され、前記第2の第2導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第2の制御信号が入力され、前記第2の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の基板ウェルに接続され、前記第2の第1導電型トランジスタのゲートは、前記第2の電源線に接続されていることを特徴とする。 According to another aspect of the semiconductor circuit device of the present invention, there is provided a semiconductor substrate, a first power source line, and a second substrate well provided on the semiconductor substrate, connected in series. A first conductivity type transistor and a first second conductivity type transistor, wherein a source or drain of the first first conductivity type transistor is connected to the first power supply line, and the first first conductivity type transistor is connected to the first power source line. A first control signal input from the outside is input to the gate of the first conductivity type transistor, and the source or drain of the first second conductivity type transistor is connected to the second substrate well, and A gate of one second conductivity type transistor is connected to the first power supply line, and is connected in series between the second power supply line and a first substrate well provided on the semiconductor substrate. A second first conductivity type transistor; A second conductivity type transistor, and a source or drain of the second second conductivity type transistor is connected to the second power supply line, and a gate of the second second conductivity type transistor is connected to the gate of the second second conductivity type transistor. The second control signal input from the outside is input, the source or drain of the second first conductivity type transistor is connected to the first substrate well, and the second first conductivity type transistor is connected. The gate is connected to the second power supply line.
以下に、本発明の実施例につき、説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例は、次の(1)及び(2)を用いて、基板バイアス電圧を安定的に発生させる。
(1)基板バイアス発生回路を用いて、PN接合に起因する寄生ダイオードを利用して
基板バイアスを発生させること。
(2)集積回路中の論理セル以外の部分(フィルセル)に置かれるPN接合を利用し、
論理セルの使用率にかかわらず一定のPN接合面積を集積回路中に作ること。
The embodiment of the present invention stably generates the substrate bias voltage by using the following (1) and (2).
(1) A substrate bias is generated using a parasitic diode caused by a PN junction using a substrate bias generation circuit.
(2) Using a PN junction placed in a portion (fill cell) other than the logic cell in the integrated circuit,
Create a constant PN junction area in an integrated circuit regardless of the usage rate of logic cells.
先ず、第1実施例乃至第14実施例を用いて、(1)に記した基板バイアス発生回路とその基板上における配置について説明する。 First, the substrate bias generating circuit described in (1) and its arrangement on the substrate will be described using the first to fourteenth embodiments.
次に、第15実施例以降で、(2)に記した一定のPN接合面積を集積回路中に作る方法について説明する。 Next, in the fifteenth embodiment and thereafter, a method for producing the constant PN junction area described in (2) in the integrated circuit will be described.
(第1実施例)
図1は、第1実施例の半導体集積回路装置101の側方断面図である。第1実施例の半導体集積回路装置101は、pMOS121(以下、pMOSと称する)と、nMOS122(以下、nMOSと称する)と、pMOS用の基板バイアス生成回路113と、nMOS用の基板バイアス生成回路114とを具備する。図1には更に、pMOS121、nMOS122それぞれのゲート(G)、ソース(S)、ドレイン(D)、ボディ(B)が示されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side sectional view of a semiconductor integrated
半導体集積装置回路101は、基板301を具備する。基板301内には、ディープNウェルに相当する第1の基板ウェルとしてのNウェル311と、第2の基板ウェルとしてのPウェル312とが存在している。pMOS121はNウェル311上に形成されており、nMOS122はPウェル312上に形成されている。基板301内には更に、Nウェル311に囲まれたn+拡散領域321と、Pウェル312に囲まれたp+拡散領域322とが存在している。
The semiconductor integrated
後に説明する通り、pMOS用の基板バイアス生成回路113はpMOS用の電流源トランジスタ131を有する。この、pMOS用の電流源トランジスタ131はn+拡散領域321に接続されている。また、後に説明するとおり、nMOS用の基板バイアス生成回路114はnMOS用の電流源トランジスタ141を有する。この、nMOS用の電流源トランジスタ141はp+拡散領域322に接続されている。
As will be described later, the substrate
半導体集積回路装置101では、pMOS121のSB間(ソース・ボディ間)、pMOS121のDB間(ドレイン・ボディ間)、nMOS122のSB間、nMOS122のDB間にそれぞれ、寄生ダイオード123,124,125,126と、寄生バイポーラ127,128,129,130が存在する。寄生ダイオード123−126はそれぞれ、基板101内のPN構造により形成されるダイオードである。寄生バイポーラ127−130はそれぞれ、基板101内のPNP構造又はNPN構造により形成されるバイポーラである。
In the semiconductor
本実施例では、電流源トランジスタ131の電流Ibpが寄生ダイオード123,124に順方向に流れることで、Nウェル311(pMOS121のボディ)に基板バイアス電圧Vbpが生じる。本実施例ではまた、電流源トランジスタ141の電流Ibnが寄生ダイオード125,126に順方向に流れることで、Pウェル312(nMOS122のボディ)に基板バイアス電圧Vbnが生じる。これらの更なる詳細については、以下具体的に説明する。
In this embodiment, the current Ibp of the
図2は、第1実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。図2には、当該半導体集積回路装置101の回路構成が概念的に示されている。当該半導体集積回路装置101は、論理回路111と基板バイアス生成回路112とを備える。論理回路111と基板バイアス生成回路112は、同じ基板上に設けられており、半導体集積回路装置101は、当該基板に電流を流すことで基板バイアスを生成することができる。当該基板はここでは、シリコン基板等の半導体基板、例えば、バルクシリコン基板等のバルク半導体基板である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
論理回路111は、論理セル211とフィルセル212を有する。論理セル211は、本実施例ではインバータであり、CMOSを構成するpMOSトランジスタ121とnMOSトランジスタ122とを具備する。pMOS121、nMOS122それぞれのゲート(G)、ソース(S)、ドレイン(D)、ボディ(B)を図2に示す。pMOS121のソースとnMOS122のソースはそれぞれ、第1の電源線としての電源線VDDと第2の電源線としての接地線VSSに接続されている。pMOS121のドレインとnMOS122のドレインは、共通の出力端子OUTに接続されている。pMOS121のボディとnMOS122のボディはそれぞれ、pMOS用の基板バイアス線VbpとnMOS用の基板バイアス線Vbnに接続されている。pMOS121のSB間(ソース・ボディ間),DB間(ドレイン・ボディ間)にはそれぞれ、寄生ダイオード123,124が存在している。nMOS122のSB間,DB間にはそれぞれ、寄生ダイオード125,126が存在している。なお、論理セル211は、本実施例ではインバータであるが、pMOSトランジスタもしくはnMOSトランジスタを有するインバータ以外の他の論理回路の構成でも構わない。また、フィルセル212は、第15実施例以降(図36以降)で詳細に記述する。なお、図6、図7、図14、図16、図18については、説明の便宜上、論理セル211のみ表示する。
The
基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113とnMOS用の基板バイアス生成回路114とを備える。pMOS用の基板バイアス生成回路113には、MOSトランジスタとして、電流源トランジスタ131と、スイッチトランジスタ132と、スイッチトランジスタ133が存在する。nMOS用の基板バイアス生成回路114には、MOSトランジスタとして、電流源トランジスタ141と、スイッチトランジスタ142と、スイッチトランジスタ143が存在する。トランジスタ131,132,133,141,142,143それぞれのゲート(G)、ソース(S)、ドレイン(D)、ボディ(B)を図2に示す。
The substrate
電流源トランジスタ131は、pMOS用の電流源トランジスタであり、pMOS用の基板電流Ibpを生成する。pMOS121のボディに基板電流Ibpが流れると、pMOS121に基板バイアスが生じる。当該基板バイアスは、基板電流Ibpが寄生ダイオード123,124に流れることで生じる電圧である。一方、電流源トランジスタ141は、nMOS用の電流源トランジスタであり、nMOS用の基板電流Ibnを生成する。nMOS122のボディに基板電流Ibnが流れると、nMOS122に基板バイアスが生じる。当該基板バイアスは、基板電流Ibnが寄生ダイオード125,126に流れることで生じる電圧である。電流源トランジスタ131,電流源トランジスタ141のゲートはそれぞれ、電源線VDD,接地線VSSに接続されている。電流源トランジスタ131,141のソースはそれぞれ、スイッチトランジスタ133,143のドレインに接続されている。電流源トランジスタ131,141のドレインはそれぞれ、基板電流Ibp,Ibnによる基板バイアス用の基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されており、基板電流Ibp,Ibnを出力する。電流源トランジスタ131,141のボディはそれぞれ、基板バイアス線Vbn,Vbpに接続されているが、論理回路111とウェルとを分離する場合には接地線VSS,電源線VDDに接続してもよい。
The
スイッチトランジスタ132は、pMOS用のスイッチトランジスタであり、pMOS用の制御信号Cbpに応じてpMOS用の基板バイアスのON・OFFを切り替える。一方、スイッチトランジスタ142は、nMOS用のスイッチトランジスタであり、nMOS用の制御信号Cbnに応じてnMOS用の基板バイアスのON・OFFを切り替える。スイッチトランジスタ132,142のゲートにはそれぞれ、制御信号Cbp,Cbnが入力される。スイッチトランジスタ132,142のソースはそれぞれ、電源線VDD,接地線VSSに接続されている。スイッチトランジスタ132,142のドレインはそれぞれ、基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されている。スイッチトランジスタ132,142のボディはそれぞれ、基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されているが、スイッチトランジスタ132,142が形成されるウェルと論理回路111が形成されるウェルとを分離する場合には電源線VDD,接地線VSSに接続してもよい(ウェルについては図35参照)。
The
スイッチトランジスタ133は、電流源トランジスタ131用のスイッチトランジスタであり、電流源トランジスタ131と直列に接続されており、pMOS用の制御信号Cbpに応じて電流源トランジスタ131のON・OFFを切り替える。一方、スイッチトランジスタ143は、電流源トランジスタ141用のスイッチトランジスタであり、電流源トランジスタ141と直列に接続されており、nMOS用の制御信号Cbnに応じて電流源トランジスタ141のON・OFFを切り替える。スイッチトランジスタ133,143のゲートにはそれぞれ、制御信号Cbp,Cbnが入力される。スイッチトランジスタ133,143のソースはそれぞれ、接地線VSS,電源線VDDに接続されている。スイッチトランジスタ133,143のドレインはそれぞれ、電流源トランジスタ131,141のソースに接続されている。スイッチトランジスタ133,143のボディはそれぞれ、基板バイアス線Vbn,Vbpに接続されているが、論理回路111とウェルとを分離する場合には接地線VSS,電源線VDDに接続してもよい。
The
pMOS用の制御信号CbpがON(High)になると、スイッチトランジスタ132はOFFになり、スイッチトランジスタ133はONになり、スイッチトランジスタ133が電流源トランジスタ131を導通状態にさせる。これは、すなわち、所定の値の電流がpMOSに流れるということである。これにより、電流源トランジスタ131から基板電流Ibpが発生し、基板バイアス電圧VbpはVDDより低い値となる(基板バイアスON状態)。
When the control signal Cbp for pMOS is turned on (High), the
一方、pMOS用の制御信号CbpがOFF(Low)になると、スイッチトランジスタ132はONになり、スイッチトランジスタ133はOFFになり、スイッチトランジスタ133が電流源トランジスタ131を非導通状態にさせる。これは、すなわち、所定の値の電流がpMOSに流れないということである。これにより、pMOS用の基板バイアス線と電源線とが等電位となり、基板バイアス電圧VbpはVDD、即ち、ゼロバイアスとなる(基板バイアスOFF状態)。
On the other hand, when the control signal Cbp for pMOS is turned OFF (Low), the
nMOS用の制御信号CbnがON(Low)になると、スイッチトランジスタ142はOFFになり、スイッチトランジスタ143はONになり、スイッチトランジスタ143が電流源トランジスタ141を導通状態にさせる。これは、すなわち、所定の値の電流がnMOSに流れるということである。これにより、電流源トランジスタ141から基板電流Ibnが発生し、基板バイアス電圧VbnはVSSより高い値となる(基板バイアスON状態)。
When the control signal Cbn for nMOS is turned on (Low), the
一方、nMOS用の制御信号CbnがOFF(High)になると、スイッチトランジスタ142はONになり、スイッチトランジスタ143はOFFになり、スイッチトランジスタ143が電流源トランジスタ141を非導通状態にさせる。これは、すなわち、所定の値の電流がnMOSに流れないということである。これにより、nMOS用の基板バイアス線と接地線とが等電位となり、基板バイアス電圧VbnはVSS、即ち、ゼロバイアスとなる(基板バイアスOFF状態)。
On the other hand, when the control signal Cbn for nMOS is turned OFF (High), the
図3に、第1実施例の基板バイアス生成回路112の配線レイアウトの一例を示す。図3には、電源線VDD、接地線VSS、pMOS用の基板バイアス線Vbp、nMOS用の基板バイアス線Vbn、pMOS用の制御信号線Cbp、nMOS用の制御信号線Cbnのレイアウトの一例が示されている。図3には更に、pMOS用の電流源トランジスタ131、pMOS用のスイッチトランジスタ132、pMOS用のスイッチトランジスタ133、nMOS用の電流源トランジスタ141、nMOS用のスイッチトランジスタ142、nMOS用のスイッチトランジスタ143のレイアウトの一例が示されている。
FIG. 3 shows an example of the wiring layout of the substrate
この図3に示される通り、pMOS用の電流源トランジスタ131のゲート長は、pMOS用のスイッチトランジスタ133のゲート長よりも長い。従って、pMOS用の電流源トランジスタ131は、pMOS用のスイッチトランジスタ133に比べて、製造工程における加工精度が向上し、製造上のバラツキを減らすことが可能である。また、pMOS用のスイッチトランジスタ133はpMOS用の電源トランジスタ131に比べてスイッチング動作が速いため、基板バイアス電流を制御動作を早くすることが可能である。
As shown in FIG. 3, the gate length of the pMOS
同様に、図3に示される通り、nMOS用の電流源トランジスタ141のゲート長は、nMOS用のスイッチトランジスタ143のゲート長よりも長い。従って、nMOS用の電流源トランジスタ141は、nMOS用のスイッチトランジスタ143に比べて、製造工程における加工精度が向上し、製造上のバラツキを減らすことが可能である。また、nMOS用のスイッチトランジスタ143はnMOS用の電源トランジスタ141に比べてスイッチング動作が速いため、基板バイアス電流を制御動作を早くすることが可能である。
Similarly, as shown in FIG. 3, the gate length of the nMOS
なお、本実施形態では、pMOS用の電流源トランジスタ131のゲート長がpMOS用のスイッチトランジスタ133のゲート長よりも長い構成を示したが、pMOS用の電流源トランジスタ131のゲート幅がpMOS用のスイッチトランジスタ133のゲート幅よりも小さい構成でも構わない。同様に、nMOS用の電流源トランジスタ141のゲート幅がnMOS用のスイッチトランジスタ143のゲート幅よりも小さい構成でも構わない。
In this embodiment, the gate length of the pMOS
図4に、寄生ダイオード123−126のダイオード特性を示す。図4に示すように、寄生ダイオード123−126を流れる電流Iは、順方向バイアス電圧Vfに応じて指数関数的に増加する。順方向バイアス電圧Vfは、基板電流Ibp,Ibnと釣り合う値で固定される。MOSトランジスタ121,122に順方向バイアス電圧Vfが印加されると、これらMOSトランジスタ121,122の閾値電圧Vthが低下し、これらMOSトランジスタ121,122の動作速度が向上する。なお、図4に示すように、寄生ダイオード123−126を流れる電流Iは、温度に応じて増加する。
FIG. 4 shows the diode characteristics of the parasitic diode 123-126. As shown in FIG. 4, the current I flowing through the parasitic diode 123-126 increases exponentially according to the forward bias voltage Vf. The forward bias voltage Vf is fixed at a value commensurate with the substrate currents Ibp and Ibn. When the forward bias voltage Vf is applied to the
本実施例の半導体集積回路装置101は、基板に電流を流すことで基板バイアスを生成するためのトランジスタとして、電流源トランジスタ131,電流源トランジスタ141と、スイッチトランジスタ132,142と、スイッチトランジスタ133,143とを具備する。そして、電流源トランジスタ131,141のゲートはそれぞれ、制御信号線Cbp,Cbnではなく、電源線VDD,接地線VSSに接続されている。これにより、電流源トランジスタ131,141の入力が、ノイズの影響を比較的受けやすい制御信号Cbp,Cbnではなく、ノイズの影響を比較的受けにくい電源電位VDD,接地電位VSSとなる。これにより、基板電流Ibp,Ibnの電流量が安定し、基板バイアス線Vbp,Vbnの電圧値が固定される。なお、制御信号線Cbp,Cbnにはそれぞれ、スイッチトランジスタ132,142のゲートやスイッチトランジスタ133,143のゲートが接続される。
The semiconductor integrated
ここで、図2の実施例と図5の比較例とを比較する。図5は、比較例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。本比較例の半導体集積回路装置101は、電流源トランジスタ131,141とスイッチトランジスタ132,142とを具備するが、スイッチトランジスタ133,143は具備しない。また、電流源トランジスタ131,141のゲートやスイッチトランジスタ132,142のゲートはそれぞれ、制御信号線Cbp,Cbnに接続されている。そのため、図2の実施例と図5の比較例とを比較すると、図2の実施例の電流源トランジスタ131,141の入力の方が、ノイズの影響をより受けにくく、図5の比較例の電流源トランジスタ131,141の入力の方が、ノイズの影響をより受けやすい。よって、本実施例の方が、基板電流Ibp,Ibnの電流量の安定性に優れ、基板バイアス線Vbp,Vbnの電圧値の固定性が良い。
Here, the embodiment of FIG. 2 is compared with the comparative example of FIG. FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
本実施例の基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113とnMOS用の基板バイアス生成回路114とを具備するが、pMOS用の基板バイアス生成回路113のみを具備していてもよいし、nMOS用の基板バイアス生成回路114のみを具備していてもよい。pMOSトランジスタ121とnMOSトランジスタ122の一方が、第1導電型トランジスタの一例に相当し、pMOSトランジスタ121とnMOSトランジスタ122の他方が、第2導電型トランジスタの一例に相当する。
The substrate
以下、本実施例の種々の変形実施例について説明するが、これら変形実施例については本実施例との相違点を中心に説明する。 Hereinafter, various modified embodiments of the present embodiment will be described, and these modified embodiments will be described focusing on differences from the present embodiment.
(第2実施例)
図6は、第2実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。当該半導体集積回路装置101は、論理回路111と、基板バイアス生成回路112とを具備する。なお、先に記載したとおり、論理回路111は、論理セル211とフィルセル212を有しているが、説明の便宜上、図6では論理セル211のみ表示する。基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113と、nMOS用の基板バイアス生成回路114とを具備している。なお、当該半導体集積回路装置101の側方断面図は図1の通りである。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第1実施例では、電流源トランジスタ131,141がそれぞれ、nMOS,pMOSであるのに対して、第2実施例では、電流源トランジスタ131,141がそれぞれ、pMOS,nMOSである。更に、第1実施例では、電流源トランジスタ131,141のソースがそれぞれ、電源線VDD,接地線VSSに接続されているのに対して、第2実施例では、電流源トランジスタ131,141のソースがそれぞれ、接地線VSS,電源線VDDに接続されている。更に、第1実施例では、電流源トランジスタ131,141のボディがそれぞれ、基板バイアス線Vbn,Vbpに接続されているのに対して、第2実施例では、電流源トランジスタ131,141のボディがそれぞれ、基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されている。電流源トランジスタ131,141のボディはそれぞれ、論理回路111とウェルとを分離する場合には電源線VDD,接地線VSSに接続してもよい。
In the first embodiment, the
図4に示したように、低温時に寄生ダイオード123−126を流れる電流は、高温時と比べて非常に小さい。第1実施例では、低温時に電流源トランジスタ131,141を流れる電流は高温時とほぼ同じであるため、低温時に基板バイアス電圧Vbp,Vbnは大きく上昇する。しかし、第2実施例では、基板バイアス電圧Vbp,Vbnの上昇に伴い、電流源トランジスタ131,141に印加されるゲート電圧が減少し、電流源トランジスタ131,141を流れる電流が小さくなるため、基板バイアス電圧Vbp,Vbnの上昇を抑制することができる。第2実施例では、電流源トランジスタ131,141のソース電位がそれぞれ基板バイアス電位Vbp,Vbnとなるため、このような動作が可能となる。
As shown in FIG. 4, the current flowing through the parasitic diode 123-126 at a low temperature is very small as compared to that at a high temperature. In the first embodiment, since the currents flowing through the
このように、第2実施例では、電流源トランジスタ131,141はそれぞれVSS,VDDとVbp,Vbnとの間で電流を流す電流源であり、pMOS,nMOSであり、ゲートがVSS,VDDに接続されており、スイッチトランジスタ133,143はそれぞれnMOS,pMOSである。Vbp,Vbnが上昇する際には、電流源トランジスタ131,141の働きによって、電流源トランジスタ131,141に印加されるゲート電圧が減少し、電流源トランジスタ131,141を流れる電流が小さくなるため、Vbp,Vbnの過度の上昇が抑制される。
As described above, in the second embodiment, the
(第3実施例)
図7は、第3実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。当該半導体集積回路装置101は、論理回路111と、第1の基板バイアス生成回路112Aと、第2の基板バイアス生成回路112Bとを具備する。なお、先に記載したとおり、論理回路111は、論理セル211とフィルセル212を有しているが、説明の便宜上、図7では論理セル211のみ表示する。第1の基板バイアス生成回路112Aは、pMOS用の第1の基板バイアス生成回路113Aと、nMOS用の第1の基板バイアス生成回路114Aとを具備している。第2の基板バイアス生成回路112Bは、pMOS用の第2の基板バイアス生成回路113Bと、nMOS用の第2の基板バイアス生成回路114Bとを具備している。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a circuit diagram of the semiconductor integrated
第1の基板バイアス生成回路112Aは、第1実施例の基板バイアス生成回路112と同一の回路構成となっている。一方、第2の基板バイアス生成回路112Bは、第1実施例の基板バイアス生成回路112からスイッチトランジスタ132,142を除いた回路構成となっている。図7では、第1の基板バイアス生成回路112Aを構成する各トランジスタの参照番号には添字「A」が付されており、第2の基板バイアス生成回路112Bを構成する各トランジスタの参照番号には添字「B」が付されている。
The first substrate
第1の基板バイアス生成回路112Aにて、スイッチトランジスタ132A,133AのゲートにはpMOS用の第1の制御信号Cbp1が入力される。スイッチトランジスタ142A,143AのゲートにはnMOS用の第1の制御信号Cbn1が入力される。一方、第2の基板バイアス生成回路112Bにて、スイッチトランジスタ133BのゲートにはpMOS用の第2の制御信号Cbp2が入力される。スイッチトランジスタ143BのゲートにはnMOS用の第2の制御信号Cbn2が入力される。
In the first substrate
第3実施例では、第1の制御信号Cbp1,Cbn1によって、基板バイアスのON・OFFを切り替えることができる。pMOS用の制御信号Cbp1により、pMOS用の基板バイアスのON・OFFが切り替えられ、nMOS用の制御信号Cbn1により、nMOS用の基板バイアスのON・OFFが切り替えられる。 In the third embodiment, the substrate bias can be switched ON / OFF by the first control signals Cbp1 and Cbn1. The substrate bias for pMOS is turned on / off by the control signal Cbp1 for pMOS, and the substrate bias for nMOS is turned on / off by the control signal Cbn1 for nMOS.
第3実施例では更に、第2の制御信号Cbp2,Cbn2によって、基板電流の電流量を変更することができる。第1の制御信号のみをONすれば、第1のバイアス生成回路の電流源トランジスタのみがONになり、第1及び第2の制御信号をONにすれば、第1及び第2のバイアス生成回路の電流源トランジスタがONになるからである。pMOS用の制御信号Cbp2により、pMOS用の基板電流の電流量が変更され、nMOS用の制御信号Cbn2により、nMOS用の基板電流の電流量が変更される。 In the third embodiment, the amount of substrate current can be changed by the second control signals Cbp2 and Cbn2. If only the first control signal is turned on, only the current source transistor of the first bias generation circuit is turned on. If the first and second control signals are turned on, the first and second bias generation circuits are turned on. This is because the current source transistor is turned on. The amount of substrate current for pMOS is changed by the control signal Cbp2 for pMOS, and the amount of substrate current for nMOS is changed by the control signal Cbn2 for nMOS.
以上のように、第3実施例では、基板電流の電流量を変更することができる。従って、第3実施例では、基板バイアスVbp,VbnのON・OFFを切り替えるだけでなく、基板バイアスVbp,Vbnの電圧値を変更することができる。ここでは、電流源トランジスタ131Aと131Bは同じ構造のnMOSであり、電流源トランジスタ141Aと141Bは同じ構造のpMOSである。よって、電流源トランジスタ131Aと131Bが共にONの場合、電流源トランジスタ131AのみがONの場合に比べて、pMOS用の基板電流の電流量が2倍になり、電流源トランジスタ141Aと141Bが共にONの場合、電流源トランジスタ141AのみがONの場合に比べて、nMOS用の基板電流の電流量が2倍になる。なお、第3実施例では、第1の基板バイアス生成回路112Aにはスイッチトランジスタ132,142が設けられているが、第2の基板バイアス生成回路112Bにはスイッチトランジスタ132,142が設けられていない。スイッチトランジスタ132,142は、ゼロバイアス制御用のスイッチトランジスタであり、それぞれ1つ設けられていれば十分だからである。
As described above, in the third embodiment, the amount of substrate current can be changed. Therefore, in the third embodiment, not only can the substrate biases Vbp and Vbn be switched on and off, but also the voltage values of the substrate biases Vbp and Vbn can be changed. Here, the
図8Aに、制御信号Cbp1,Cbp2と基板バイアスVbpとの関係を、図8Bに、制御信号Cbn1,Cbn2と基板バイアスVbnとの関係を示す。 FIG. 8A shows the relationship between the control signals Cbp1 and Cbp2 and the substrate bias Vbp, and FIG. 8B shows the relationship between the control signals Cbn1 and Cbn2 and the substrate bias Vbn.
図8Aに示すように、制御信号Cbp1,Cbp2がそれぞれL,Lの場合には、基板バイアスVbpはVDD(0バイアス)になる。制御信号Cbp1,Cbp2がそれぞれH,Lの場合には、基板バイアスVbpは第1の電圧値Vbp1になる。これは、電流源トランジスタ131AがONで、電流源トランジスタ131BがOFFの場合の基板バイアスに相当する。制御信号Cbp1,Cbp2がそれぞれH,Hの場合には、基板バイアスVbpは第2の電圧値Vbp2になる。これは、電流源トランジスタ131Aと電流源トランジスタ131Bが共にONの場合の基板バイアスに相当する。なお、ここではVDD>Vbp1>Vbp2>VSSとする。
As shown in FIG. 8A, when the control signals Cbp1 and Cbp2 are L and L, respectively, the substrate bias Vbp becomes VDD (0 bias). When the control signals Cbp1 and Cbp2 are H and L, respectively, the substrate bias Vbp becomes the first voltage value Vbp1. This corresponds to the substrate bias when the
図8Bに示すように、制御信号Cbn1,Cbn2がそれぞれH,Hの場合には、基板バイアスVbnはVSS(0バイアス)になる。制御信号Cbn1,Cbn2がそれぞれL,Hの場合には、基板バイアスVbnは第1の電圧値Vbn1になる。これは、電流源トランジスタ141AがONで、電流源トランジスタ141BがOFFの場合の基板バイアスに相当する。制御信号Cbn1,Cbn2がそれぞれL,Lの場合には、基板バイアスVbnは第2の電圧値Vbn2になる。これは、電流源トランジスタ141Aと電流源トランジスタ141Bが共にONの場合の基板バイアスに相当する。なお、ここではVSS<Vbn1<Vbn2<VDDとする。
As shown in FIG. 8B, when the control signals Cbn1 and Cbn2 are H and H, respectively, the substrate bias Vbn becomes VSS (0 bias). When the control signals Cbn1 and Cbn2 are L and H, respectively, the substrate bias Vbn becomes the first voltage value Vbn1. This corresponds to the substrate bias when the
第3実施例の半導体集積回路装置101は、2つの基板バイアス生成回路112を具備するが、所望の電流値に応じて、3つ以上の基板バイアス生成回路112を具備していてもよい。図9は、N個の基板バイアス生成回路112を具備する半導体集積回路装置101の回路構成図である。Nは3以上の整数である。
The semiconductor integrated
図9の半導体集積回路装置101は、論理回路111と、第1から第Nの基板バイアス生成回路112−1,2,,,Nと、制御回路115とを備える。第1の基板バイアス生成回路112−1は、第1実施例の基板バイアス生成回路112と同一の回路構成となっており、図7の基板バイアス生成回路112Aと同一の回路構成となっている。一方、第2から第Nの基板バイアス生成回路112−2,,,Nは、第1実施例の基板バイアス生成回路112からスイッチトランジスタ132,142を除いた回路構成となっており、図7の基板バイアス生成回路112Bと同一の回路構成となっている。
The semiconductor integrated
図9の実施例では、pMOS用の第1から第Nの制御信号Cbp1,2,,,Nが、制御回路115から出力され、第1から第Nの基板バイアス生成回路112−1,2,,,Nに入力される。同様に、nMOS用の第1から第Nの制御信号Cbn1,2,,,Nが、制御回路115から出力され、第1から第Nの基板バイアス生成回路112−1,2,,,Nに入力される。そして、図9の実施例では、第1の制御信号Cbp1,Cbn1によって、基板バイアスのON・OFFを切り替えることができる。更に、第2から第Nの制御信号Cbp2,,,N,Cbn2,,,Nによって、基板電流の電流量を変更することができる。よって、図9の実施例では、基板電流の電流量を細かく変更し、基板バイアスVbp,Vbnの電圧値を細かく変更することができる。
In the embodiment of FIG. 9, the first to Nth control signals Cbp1, 2,... N for pMOS are output from the
(第4実施例)
図10は、第4実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。当該半導体集積回路装置101は、論理回路111と、第1の基板バイアス生成回路112Aと、第2の基板バイアス生成回路112Bと、制御回路115と、温度モニタ116とを具備する。第1の基板バイアス生成回路112Aは、図7の第1の基板バイアス生成回路112Aと同一の回路構成となっている。同様に、第2の基板バイアス生成回路112Bは、図7の第2の基板バイアス生成回路112Bと同一の回路構成となっている。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a circuit diagram of the semiconductor integrated
本実施例では、制御回路115に温度モニタ116が搭載されており、温度の測定結果が温度モニタ116から制御回路115に提供される。そして、制御回路115は、温度の測定結果に応じて基板電流量を変化させる。本実施例では、制御回路115は、高温時には第1及び第2の基板バイアス生成回路112A及び112Bを動作させ、基板電流を多めに流し、低温時には第1の基板バイアス生成回路112Aのみを動作させ、基板電流を抑制する。これにより、本実施例では、低温時に基板バイアス電圧Vbp及びVbnが上昇するのを抑えることができる。なお、本実施例の半導体集積回路装置101は、図9と同様に、3つ以上の基板バイアス生成回路112を具備していてもよい。これにより、より細かな温度変化に対し、より細かな電流制御で対応できるようになる。
In this embodiment, a
図11Aに、動作モードと制御信号Cbp1,Cbp2との関係を、図11Bに、動作モードと制御信号Cbn1,Cbn2との関係を示す。 FIG. 11A shows the relationship between the operation mode and the control signals Cbp1, Cbp2, and FIG. 11B shows the relationship between the operation mode and the control signals Cbn1, Cbn2.
図11Aに示すように、待機モードでは、制御信号Cbp1,Cbp2はそれぞれL,Lになる。低温動作モードでは、制御信号Cbp1,Cbp2はそれぞれH,Lになる。高温動作モードでは、制御信号Cbp1,Cbp2はそれぞれH,Hになる。 As shown in FIG. 11A, in the standby mode, the control signals Cbp1 and Cbp2 are L and L, respectively. In the low temperature operation mode, the control signals Cbp1 and Cbp2 become H and L, respectively. In the high temperature operation mode, the control signals Cbp1 and Cbp2 become H and H, respectively.
図11Bに示すように、待機モードでは、制御信号Cbn1,Cbn2はそれぞれH,Hになる。低温動作モードでは、制御信号Cbn1,Cbn2はそれぞれL,Hになる。高温動作モードでは、制御信号Cbn1,Cbn2はそれぞれL,Lになる。 As shown in FIG. 11B, in the standby mode, the control signals Cbn1 and Cbn2 are H and H, respectively. In the low temperature operation mode, the control signals Cbn1 and Cbn2 are L and H, respectively. In the high temperature operation mode, the control signals Cbn1 and Cbn2 are L and L, respectively.
(第5実施例)
図12は、第5実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。該半導体集積回路装置101は、論理回路111と、第1の基板バイアス生成回路112Aと、第2の基板バイアス生成回路112Bと、制御回路115と、温度モニタ116とを具備する。第1の基板バイアス生成回路112Aは、図7の第1の基板バイアス生成回路112Aと同一の回路構成となっている。同様に、第2の基板バイアス生成回路112Bは、図7の第2の基板バイアス生成回路112Bと同一の回路構成となっている。
(5th Example)
FIG. 12 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
本実施例では、制御回路115に温度モニタ116が搭載されており、温度の測定結果が温度モニタ116から制御回路115に提供される。そして、制御回路115は、温度の測定結果に応じて基板電流量を変化させる。ただし、第5実施例の制御回路115は、第4実施例の制御回路115とは逆で、低温時には第1及び第2の基板バイアス生成回路112A及び112Bを動作させ、基板電流を多めに流し、高温時には第1の基板バイアス生成回路112Aのみを動作させ、基板電流を抑制する。これにより、本実施例では、高温時の基板バイアス電圧Vbp及びVbnを抑制し、高温時のリーク電流を抑制することができる。なお、本実施例の半導体集積回路装置101は、図9と同様に、3つ以上の基板バイアス生成回路112を具備していてもよい。これにより、より細かな温度変化に対し、より細かな電流制御で対応できるようになる。
In this embodiment, a
図13Aに、動作モードと制御信号Cbp1,Cbp2との関係を、図13Bに、動作モードと制御信号Cbn1,Cbn2との関係を示す。 FIG. 13A shows the relationship between the operation mode and the control signals Cbp1, Cbp2, and FIG. 13B shows the relationship between the operation mode and the control signals Cbn1, Cbn2.
図13Aに示すように、待機モードでは、制御信号Cbp1,Cbp2はそれぞれL,Lになる。低温動作モードでは、制御信号Cbp1,Cbp2はそれぞれH,Hになる。高温動作モードでは、制御信号Cbp1,Cbp2はそれぞれH,Lになる。 As shown in FIG. 13A, in the standby mode, the control signals Cbp1 and Cbp2 are L and L, respectively. In the low temperature operation mode, the control signals Cbp1 and Cbp2 become H and H, respectively. In the high temperature operation mode, the control signals Cbp1 and Cbp2 become H and L, respectively.
図13Bに示すように、待機モードでは、制御信号Cbn1,Cbn2はそれぞれH,Hになる。低温動作モードでは、制御信号Cbn1,Cbn2はそれぞれL,Lになる。高温動作モードでは、制御信号Cbn1,Cbn2はそれぞれL,Hになる。 As shown in FIG. 13B, in the standby mode, the control signals Cbn1 and Cbn2 are H and H, respectively. In the low temperature operation mode, the control signals Cbn1 and Cbn2 are L and L, respectively. In the high temperature operation mode, the control signals Cbn1 and Cbn2 are L and H, respectively.
(第6実施例)
図14は、第6実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。該半導体集積回路装置101は、論理回路111と、基板バイアス生成回路112とを具備する。尚、先に記載したとおり、論理回路111は、論理セル211とフィルセル212を有しているが、説明の便宜上、図14では論理セル211のみ表示する。基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113と、nMOS用の基板バイアス生成回路114とを具備している。なお、当該半導体集積回路装置101の側方断面図は図1の通りである。
(Sixth embodiment)
FIG. 14 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第1実施例では、スイッチトランジスタ132のソースはVSSに、ドレインとボディはVbnに接続されているのに対して、第6実施例では、スイッチトランジスタ132のソースとボディは第3の電源線Vbnrに、ドレインはVbnに接続される。更に、第1実施例では、スイッチトランジスタ142のソースはVDDに、ドレインとボディはVbpに接続されているのに対して、第6実施例では、スイッチトランジスタ142のソースとボディは第4の電源線Vbprに、ドレインはVbpに接続される。
In the first embodiment, the source of the
制御信号CbpがLの場合には、基板バイアスVbpは逆方向バイアスVbprになる。制御信号CbpがHの場合には、基板バイアスVbpは順方向バイアスVbpfになる。これは、スイッチトランジスタ132がOFF、スイッチトランジスタ133がONになり、電流源トランジスタ131がONになった場合の基板バイアスに相当する。なお、ここではVSS<Vbpf<VDD<Vbprとする。
When the control signal Cbp is L, the substrate bias Vbp becomes the reverse bias Vbpr. When the control signal Cbp is H, the substrate bias Vbp becomes the forward bias Vbpf. This corresponds to the substrate bias when the
制御信号CbnがHの場合には、基板バイアスVbnは逆方向バイアスVbnrになる。制御信号CbnがLの場合には、基板バイアスVbnは順方向バイアスVbnfになる。これは、スイッチトランジスタ142がOFF、スイッチトランジスタ143がONになり、電流源トランジスタ141がONになった場合の基板バイアスに相当する。なお、ここではVDD>Vbnf>VSS>Vbnrとする。
When the control signal Cbn is H, the substrate bias Vbn becomes the reverse bias Vbnr. When the control signal Cbn is L, the substrate bias Vbn becomes the forward bias Vbnf. This corresponds to the substrate bias when the
(第7実施例)
図15は、第7実施例の半導体集積回路装置101の側方断面図である。第1実施例の半導体集積回路装置101が、pMOS用の電流源トランジスタ131と、nMOS用の電流源トランジスタ141とを備えているのに対して、第7実施例の半導体集積回路装置101は、pMOS用の電流源トランジスタ131は備えているが、nMOS用の電流源トランジスタ141は備えていない。そのため、第7実施例では、pMOS121は基板バイアスが印加されて使用されるが、nMOS122は基板バイアスが印加されずに使用される。
(Seventh embodiment)
FIG. 15 is a side sectional view of the semiconductor integrated
本実施例では、pMOS121には基板バイアスが印加されるが、nMOS122には基板バイアスが印加されない。よって、本実施例では、pMOS121のSB間及びDB間の寄生バイポーラ127及び128のベース端子には電流が流れるが、nMOS122のSB間及びDB間の寄生バイポーラ129及び130のベース端子にはほとんど電流が流れない。これにより、本実施例では、ベース電流(バイポーラのベースを流れる電流)が抑制され、ラッチアップが発生しにくくなる。なお、本実施例では、ディープNウェルは不要である。
In this embodiment, a substrate bias is applied to the
図16に、第7実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図を示す。該半導体集積回路装置101は、論理回路111と基板バイアス生成回路112とを備えている。なお、先に記載したとおり、論理回路111は、論理セル211とフィルセル212を有しているが、説明の便宜上、図16では論理セル211のみ表示する。基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113は備えているが、nMOS用の基板バイアス生成回路114は備えていない。
FIG. 16 shows a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
本実施例の基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113を備え、nMOS用の基板バイアス生成回路114は備えないが、逆に、nMOS用の基板バイアス生成回路114を備え、pMOS用の基板バイアス生成回路113は備えないようにしてもよい。この場合、nMOS122は基板バイアスが印加されて使用され、pMOS121は基板バイアスが印加されずに使用される。
The substrate
なお、本実施例の基板バイアス生成回路112は、第1実施例の基板バイアス生成回路112からnMOS用の基板バイアス生成回路114を除いた回路構成になっているが、第2乃至第6実施例のいずれかの基板バイアス生成回路112からnMOS用の基板バイアス生成回路114を除いた回路構成になっていてもよい。
The substrate
(第8実施例)
図17は、第8実施例の半導体集積回路装置101の側方断面図である。第8実施例の半導体集積回路装置101は、第1実施例の半導体集積回路装置101と同様、pMOS121と、nMOS122と、pMOS用の電流源トランジスタ131と、nMOS用の電流源トランジスタ141とを備える。第8実施例でも、第1実施例と同様、pMOS用の基板バイアスVbpが電流源トランジスタ131により生成され、nMOS用の基板バイアスVbnが電流源トランジスタ141により生成される。そして、pMOS121は基板バイアスVbpが印加されて使用され、nMOS122は基板バイアスVbnが印加されて使用される。
(Eighth embodiment)
FIG. 17 is a side sectional view of the semiconductor integrated
第8実施例の半導体集積回路装置101はさらに、pMOS用のリミッタトランジスタ151と、nMOS用のリミッタトランジスタ161とを備える。リミッタトランジスタは、電圧振幅を設定電圧以下に抑えるためのトランジスタである。リミッタトランジスタ151,161については、図18により詳細に説明する。
The semiconductor integrated
図18は、第8実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。該半導体集積回路装置101は、論理回路111と、基板バイアス生成回路112とを具備する。なお、先に記載したとおり、論理回路111は、論理セル211とフィルセル212を有しているが、説明の便宜上、図18では論理セル211のみ表示する。基板バイアス生成回路112は、pMOS用の基板バイアス生成回路113と、nMOS用の基板バイアス生成回路114と、pMOS用のリミッタトランジスタ151と、nMOS用のリミッタトランジスタ161とを具備する。
FIG. 18 is a circuit diagram of the semiconductor integrated
リミッタトランジスタ151は、pMOS用のリミッタとして使用されるMOSトランジスタである。一方、リミッタトランジスタ161は、nMOS用のリミッタとして使用されるMOSトランジスタである。リミッタトランジスタ151,161のゲートはそれぞれ、基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されている。リミッタトランジスタ151,161のソースはそれぞれ、電源線VDD,接地線VSSに接続されている。リミッタトランジスタ151,161のドレインはそれぞれ、基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されている。リミッタトランジスタ151,161のボディはそれぞれ、基板バイアス線Vbp,Vbnに接続されている。基板バイアス線Vbp,Vbnの電圧値はそれぞれ、リミッタトランジスタ151,161の閾値電圧Vthにより決定される。
The
本実施例では、電流源トランジスタ131,141が出力した電流の大部分をそれぞれリミッタトランジスタ151,161に流すことで、ベース電流(バイポーラのベースを流れる電流)を抑制し、ラッチアップを回避することができる。
In this embodiment, most of the currents output from the
なお、本実施例の基板バイアス生成回路112は、pMOS用のリミッタトランジスタ151とnMOS用のリミッタトランジスタ161とをそれぞれ1個具備しているが、pMOS用のリミッタトランジスタ151とnMOS用のリミッタトランジスタ161とをそれぞれ複数個具備していてもよい。
The substrate
(第9実施例)
図19は、第9実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 19 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
図19には、第1乃至第3実施例のいずれかの論理回路111と基板バイアス生成回路112とが示されている。図19にはさらに、制御信号Cbを出力する制御回路115が示されている。図19の制御信号Cbは、制御信号Cbn又はCbpを表す。図19にはさらに、基板バイアスVbが示されている。図19の基板バイアスVbは、基板バイアスVbn又はVbpを表す。
FIG. 19 shows the
Cb及びVbの詳細については、以下の文中で説明する。Cb及びVbについての以下の説明は、Cbn及びVbnのみ(即ちnMOSのみ)に適用してもよいし、Cbp及びVbpのみ(即ちpMOSのみ)に適用してもよいし、これら両方に適用してもよい。 Details of Cb and Vb will be described in the following text. The following description for Cb and Vb may apply to Cbn and Vbn only (ie nMOS only), Cbp and Vbp only (ie pMOS only), or both. Also good.
本実施例では、ICチップの動作速度と電源電圧との関連性に着目する。ICチップの動作速度は、電源電圧の影響を強く受ける傾向がある。従って、電源電圧が所定の値よりも高い場合には、一般に、ICチップの動作速度は十分に確保され、ICチップに対する順方向基板バイアスの印加は不要となる。本実施例では、電源線VDDに供給される電圧に応じて順方向基板バイアスを制御するような制御回路115について説明する。本実施例の制御回路115は、電源線VDDに供給される電圧が所定の基準電圧よりも高い場合には、基板バイアスVbをゼロバイアスに制御する。
In this embodiment, attention is paid to the relationship between the operating speed of the IC chip and the power supply voltage. The operation speed of the IC chip tends to be strongly influenced by the power supply voltage. Accordingly, when the power supply voltage is higher than a predetermined value, generally, the operation speed of the IC chip is sufficiently secured, and it is not necessary to apply a forward substrate bias to the IC chip. In the present embodiment, a
図19の半導体集積回路装置101は、コンパレータ401を備える。
The semiconductor integrated
コンパレータ401は、2入力1出力のコンパレータである。コンパレータ401は、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧とを比較して、比較結果COMPを出力する。本実施例では、コンパレータ401の一方の入力端子は電源線VDDに接続されており、他方の入力端子は基準電圧Vrefに接続されている。コンパレータ401は、VDDとVrefとを比較し、VDD>Vrefの場合には、基板バイアスVbがゼロバイアス(ZBB)となるようCOMP=Lを出力し、VDD≦Vrefの場合には、基板バイアスVbを順方向バイアス(FBB)とすることが可能となるようCOMP=Hを出力する。なお、COMPにおけるH及びLの設定は、上記の論理とは逆でも構わない。
The
制御回路115は、制御信号Cbを出力する回路である。制御回路115は、比較結果COMPとチップ情報CHIP_IDとに応じて、制御信号Cbの値を制御する。チップ情報CHIP_IDは、論理回路111におけるチップの閾値Vthと目標閾値Vth_targetとの関係に応じて決まる値である。本実施例では、Vth>Vth_targetの場合には、チップに順方向基板バイアスを印加してチップの閾値を下げる(即ち動作速度を上げる)必要があるため、CHIP_ID=Hとする。一方、Vth≦Vth_targetの場合には、チップに順方向基板バイアスを印加する必要がないため、CHIP_ID=Lとする。なお、CHIP_IDにおけるH及びLの設定は、上記の論理とは逆でも構わない。
The
本実施例では、制御信号CbがHの場合には、基板バイアスVbがFBBに設定され、制御信号CbがLの場合には、基板バイアスVbがZBBに設定される。なお、制御信号CbにおけるH及びLの設定は、上記の論理とは逆でも構わない。制御回路115は、図20に示す通り、比較結果COMPとチップ情報CHIP_IDとを受け取り、VDD≦VrefかつVth>Vth_targetの場合にのみチップに順方向基板バイアスが印加されるよう、制御信号Cbを制御する。
In this embodiment, when the control signal Cb is H, the substrate bias Vb is set to FBB, and when the control signal Cb is L, the substrate bias Vb is set to ZBB. The setting of H and L in the control signal Cb may be opposite to the above logic. As shown in FIG. 20, the
半導体集積回路装置101が、本実施例のような制御回路115とコンパレータ401とを備えていない場合には、電源電圧が所定の値を超えた場合にも、順方向基板バイアスがチップに印加される。この場合、電源電圧が高くなればなるほど、基板バイアスVbが高くなり、消費電力が増大してしまう。一方、本実施例では、電源電圧が所定の基準電圧を超えた場合には、基板バイアスVbがゼロバイアスになるため、このような消費電力の増大が抑制される。
When the semiconductor integrated
図21は、図19の回路の具体例を表す。図21では、制御回路115がAND回路Xで構成されている。AND回路Xには、比較結果COMP及びチップ情報CHIP_IDが入力される。AND回路Xからは、制御信号Cbが出力される。
FIG. 21 shows a specific example of the circuit of FIG. In FIG. 21, the
(第10実施例)
図22は、第10実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。本実施例は第9実施例の変形実施例であり、本実施例については第9実施例との相違点を中心に説明する。
(Tenth embodiment)
FIG. 22 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第9実施例では、図23のように、電源線VDDに供給される電圧が基準電圧Vrefの近傍にある場合がある。この場合、電源線VDDに重畳されるノイズによって、ZBBモードとFBBモードとが頻繁に切り替わることになる。なお、ZBBモードとは、基板バイアスVbがZBB(ゼロバイアス)に設定されるモードを指し、FBBモードとは、基板バイアスVbがFBB(順方向バイアス)に設定されるモードを指す。上記のような頻繁なモードの切り替わりは、ICチップの動作を不安定にしてしまう。そこで本実施例では、第1の基準電圧Vref1と第2の基準電圧Vref2とを利用してモード制御を行う。本実施例では、電源線VDDに供給される電圧が第1の基準電圧Vref1以上の場合には、基板バイアスVbがゼロバイアスに制御され、電源線VDDに供給される電圧が第2の基準電圧Vref2以下の場合には、基板バイアスVbを順方向バイアスに制御することが可能になる。 In the ninth embodiment, as shown in FIG. 23, the voltage supplied to the power supply line VDD may be in the vicinity of the reference voltage Vref. In this case, the ZBB mode and the FBB mode are frequently switched by noise superimposed on the power supply line VDD. The ZBB mode refers to a mode in which the substrate bias Vb is set to ZBB (zero bias), and the FBB mode refers to a mode in which the substrate bias Vb is set to FBB (forward bias). Such frequent switching of modes makes the operation of the IC chip unstable. Therefore, in this embodiment, the mode control is performed using the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2. In the present embodiment, when the voltage supplied to the power supply line VDD is equal to or higher than the first reference voltage Vref1, the substrate bias Vb is controlled to zero bias, and the voltage supplied to the power supply line VDD is the second reference voltage. When Vref2 or less, the substrate bias Vb can be controlled to the forward bias.
図22の半導体集積回路装置101は、コンパレータ401と、選択スイッチ402とを備える。
The semiconductor integrated
選択スイッチ402は、2つの入力と1つの出力を有し、入力された2つの信号のいずれかを出力するスイッチである。選択スイッチ402は、出力する信号を、基準電圧制御信号REFに応じて切り換える。本実施例では、選択スイッチ402に、第1の基準電圧Vref1と、第2の基準電圧Vref2とが入力される。第1の基準電圧Vref1と第2の基準電圧Vref2との間には、Vref1>Vref2の関係がある。基準電圧制御信号REFは、図示されない制御回路によって出力される信号である。選択スイッチ402は、REFが論理的にH(=High)の場合には、Vref1を出力し、REFが論理的にL(=Low)の場合には、Vref2を出力する。なお、基準電圧制御信号REFにおけるH及びLの設定は、上記の論理とは逆でも構わない。
The
コンパレータ401は、2入力1出力のコンパレータである。コンパレータ401は、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧とを比較して、比較結果COMPを出力する。本実施例では、コンパレータ401の一方の入力端子が電源線VDDに、他方の入力端子が選択スイッチ402の出力に接続されている。そのため、本実施例では、コンパレータ401に、Vref1又はVref2が選択スイッチ402を介して入力される。
The
制御回路115は、制御信号Cbを出力する回路である。制御回路115は、比較結果COMPと基準電圧制御信号REFとチップ情報CHIP_IDに応じて、かつ、セット信号SETにより規定されるタイミングで、制御信号Cbの値を制御する。従って、制御回路115は、4つの入力端子と1つの出力端子を有する。これらの入力端子のそれぞれには、比較結果COMP、基準電圧制御信号REF、チップ情報CHIP_ID、セット信号SETのいずれかが入力される。
The
セット信号SETは、制御回路115が比較結果COMP及び基準電圧制御信号REFの状態を取り入れるタイミングを決めるための信号である。なお、チップ情報CHIP_IDの状態を取り入れるタイミングは、制限する必要がない。本実施例の制御回路115は、SETが立ち上がるタイミングで、COMP及びREFの状態を取り入れる。SETの立ち上がりを取り入れの基準とする代わりに、SETの立ち下がりを取り入れの基準としてもよい。なお、チップ情報CHIP_IDについては、第9実施例と同様である。
The set signal SET is a signal for determining the timing at which the
制御回路115の出力端子からは、制御信号Cbが出力される。CbがHの場合には、基板バイアスVbがFBBに設定され、CbがLの場合には、基板バイアスVbがZBBに設定される。なお、CbにおけるH及びLの設定は、上記の論理とは逆でも構わない。
A control signal Cb is output from the output terminal of the
制御信号Cbの値は、図24に示す通り、比較結果COMPと基準電圧制御信号REFとチップ情報CHIP_IDに応じて制御される。CHIP_ID=Hの場合、図24に示すように、REF=HであればVref1が選択され、REF=LであればVref2が選択される。Vref1が選択された場合には、VDD>Vref1であれば基板バイアスVbはZBBに設定され、VDD≦Vref1であれば制御信号Cbは前の値を維持する(図24参照)。Vref2が選択された場合には、VDD≦Vref2であれば基板バイアスVbはFBBに設定され、VDD>Vref2であれば制御信号Cbは前の値を維持する(図24参照)。一方、CHIP_ID=Lの場合には、チップに順方向基板バイアスを印加する必要がないため、制御信号Cbは常にLになる。即ち、基板バイアスVbは常にZBBになる。 The value of the control signal Cb is controlled according to the comparison result COMP, the reference voltage control signal REF, and the chip information CHIP_ID as shown in FIG. In the case of CHIP_ID = H, as shown in FIG. 24, Vref1 is selected if REF = H, and Vref2 is selected if REF = L. When Vref1 is selected, if VDD> Vref1, the substrate bias Vb is set to ZBB, and if VDD ≦ Vref1, the control signal Cb maintains the previous value (see FIG. 24). When Vref2 is selected, the substrate bias Vb is set to FBB if VDD ≦ Vref2, and the control signal Cb maintains the previous value if VDD> Vref2 (see FIG. 24). On the other hand, when CHIP_ID = L, since it is not necessary to apply a forward substrate bias to the chip, the control signal Cb is always L. That is, the substrate bias Vb is always ZBB.
以上のように、本実施例では、VDDをVref1及びVref2と比較し、比較結果に応じて基板バイアスVbを制御する。 As described above, in this embodiment, VDD is compared with Vref1 and Vref2, and the substrate bias Vb is controlled according to the comparison result.
本実施例の効果は特に、図25に示すように、Vref1とVref2との電位差を、外部ノイズの振幅よりも大きく取った場合に明確になる。図25の場合、ZBBモードとFBBモードが頻繁に切り替わることは回避され、半導体集積回路装置101のモードはいずれか一方のモードに落ち着く。この場合、制御信号Cbは、図26及び図27に示すように一定の値を取り、頻繁に切り替わることはない。図27は、COMP=Hの場合のタイミングチャートを表す。本実施例では、REF=Hの場合、SETの立ち上がりで、COMPが制御回路115に取り込まれ、SETの立ち下がりで、Cbが制御回路115から出力される。基準電圧制御信号REFは、一定周期でオン・オフを繰り返し、これにより、VDDがVref1及びVref2の両方と比較される。
The effect of this embodiment is particularly clear when the potential difference between Vref1 and Vref2 is larger than the amplitude of the external noise, as shown in FIG. In the case of FIG. 25, frequent switching between the ZBB mode and the FBB mode is avoided, and the mode of the semiconductor integrated
図28は、図22の回路の具体例を表す。図28では、制御回路115が、AND回路X1と、NOR回路X2と、ExOR回路X3と、NOT回路X4と、フリップフロップY1,Y2,Y3で構成されている。図28に示すA,B,REF’はそれぞれ、図27に示すA,B,REF’に対応する。
FIG. 28 shows a specific example of the circuit of FIG. In FIG. 28, the
なお、本実施例は、順方向基板バイアスだけでなく、逆方向基板バイアスにも適用可能である。例えば、VDD<Vref2の場合には、基板バイアスVbがゼロバイアスに設定され、VDD>Vref1の場合には、基板バイアスVbを逆方向バイアスに設定可能になるよう、制御信号Cbを制御すればよい。 This embodiment can be applied not only to the forward substrate bias but also to the reverse substrate bias. For example, when VDD <Vref2, the substrate bias Vb is set to zero bias, and when VDD> Vref1, the control signal Cb may be controlled so that the substrate bias Vb can be set to a reverse bias. .
(第11実施例)
図29は、第11実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。本実施例は第10実施例の変形実施例であり、本実施例については第10実施例との相違点を中心に説明する。
(Eleventh embodiment)
FIG. 29 is a circuit diagram of the semiconductor integrated
図29の半導体集積回路装置101は、コンパレータ401と、選択スイッチ402と、カウンタ403とを備える。
The semiconductor integrated
選択スイッチ402は、2つの入力と1つの出力を有し、入力された2つの信号のいずれかを出力するスイッチである。選択スイッチ402は、出力する信号を、基準電圧制御信号REFに応じて切り換える。本実施例の選択スイッチ402の詳細は、第10実施例の選択スイッチ402と同様である。
The
コンパレータ401は、2入力1出力のエッジトリガ型のコンパレータである。コンパレータ401は、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧とを比較して、比較結果COMPを出力する。本実施例のコンパレータ401は、クロック信号CLKに応じて、一定時間内に一定回数の比較動作を行う。
The
カウンタ403は、1つの入力と1つの出力を有し、入力された信号がHになる回数をカウントするカウンタである。カウンタ403は、入力された信号がLになる回数をカウントするカウンタでもよい。本実施例では、カウンタ403に、比較結果COMPが入力される。カウンタ403は、比較結果COMPがHになる回数をカウントし、カウント値Nを出力する。カウンタ403のカウント回数は、リセット信号RESETに応じてリセットされる。リセット信号RESETは、カウンタ403がカウント回数をリセットするタイミングを決めるための信号である。
The
制御回路115は、制御信号Cbを出力する回路である。制御回路115は、カウント値Nと基準電圧制御信号REFとチップ情報CHIP_IDに応じて、かつ、セット信号SETにより規定されるタイミングで、制御信号Cbの値を制御する。
The
REF=Hの場合、カウント値NはVDD>Vref1となる回数を表す。この場合、制御回路115は、カウント値Nが一定値以上であれば、制御信号CbをLに設定する。この場合、基板バイアスVbはZBBに設定される。一方、REF=Lの場合、カウント値NはVDD>Vref2となる回数を表す。この場合、制御回路115は、カウント値Nが一定値以下であれば、制御信号CbをHに設定する。この場合、基板バイアスVbはFBBに設定される。これにより、本実施例では、VDDの値が平均化され、VDDの値に対するノイズの影響が小さくなる。その結果、本実施例では、Vref1とVref2との電位差を第10実施例のそれよりも小さくすることが可能になり、VDDの値を低くすることが可能になる。
When REF = H, the count value N represents the number of times VDD> Vref1. In this case, the
図30は、第11実施例におけるタイミングチャートを表す。選択スイッチ402は、REFに応じて第1の基準電圧Vref1又は第2の基準電圧Vref2を選択し、選択した基準電圧を出力する。コンパレータ401は、CLKに応じて比較動作を行い、比較結果COMPを出力する。カウンタ403は、RESETがHになると、カウント回数をリセットする。カウンタ403は、カウント回数のリセット後、比較結果COMPがHになる回数をカウントし、カウント値Nを出力する。制御回路115は、SETにより規定されるタイミングでカウント値Nを取り込み、カウント値Nと比較用の値NUM(図31参照)とを比較する。制御回路115は、NとNUMとの比較結果に応じた制御信号Cbを出力する。なお、基準電圧制御信号REFは、一定周期でオン・オフを繰り返し、これにより、VDDがVref1及びVref2の両方と比較される。
FIG. 30 shows a timing chart in the eleventh embodiment. The
図31は、図29の回路の具体例を表す。図31では、制御回路115が、AND回路X1と、NOR回路X2と、ExOR回路X3と、NOT回路X4と、フリップフロップY1,Y2,Y3と、デジタル比較器Z1で構成されている。
FIG. 31 shows a specific example of the circuit of FIG. In FIG. 31, the
なお、本実施例は、第10実施例と同様、順方向基板バイアスだけでなく、逆方向基板バイアスにも適用可能である。 The present embodiment can be applied not only to the forward substrate bias but also to the reverse substrate bias, as in the tenth embodiment.
(第12実施例)
図32は、第12実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。本実施例は第10実施例の変形実施例であり、本実施例については第10実施例との相違点を中心に説明する。
(Twelfth embodiment)
FIG. 32 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
図32の半導体集積回路装置101は、コンパレータ401と、選択スイッチ402とを備える。
The semiconductor integrated
選択スイッチ402は、4つの入力と1つの出力を有し、入力された4つの信号のいずれかを出力するスイッチである。選択スイッチ402は、出力する信号を、基準電圧制御信号REFと動作モード信号MODEに応じて切り換える。
The
本実施例では、VDDの値が動作モードに応じて変化する。動作モードAでは、VDDの値がVDDaになり、動作モードBでは、VDDの値がVDDbになる。そのため、本実施例では、基準電圧の値を動作モードに応じて変える必要がある。 In the present embodiment, the value of VDD changes according to the operation mode. In the operation mode A, the value of VDD is VDDa, and in the operation mode B, the value of VDD is VDDb. Therefore, in this embodiment, it is necessary to change the value of the reference voltage according to the operation mode.
本実施例では、選択スイッチ402に、4つの基準電圧Vref1a,Vref2a,Vref1b,Vref2bが入力される。基準電圧Vref1a,Vref2aはそれぞれ、動作モードAにおける第1,第2の基準電圧を表す。第1の基準電圧Vref1aと第2の基準電圧Vref2aとの間には、Vref1a>Vref2aの関係がある。これらの基準電圧は、動作モード信号MODEがHの場合に選択される。一方、基準電圧Vref1b,Vref2bはそれぞれ、動作モードBにおける第1,第2の基準電圧を表す。第1の基準電圧Vref1bと第2の基準電圧Vref2bとの間には、Vref1b>Vref2bの関係がある。これらの基準電圧は、動作モード信号MODEがLの場合に選択される。動作モード信号MODEにおけるH及びLの設定は、上記の論理とは逆でも構わない。
In this embodiment, four reference voltages Vref1a, Vref2a, Vref1b, and Vref2b are input to the
コンパレータ401は、2入力1出力のコンパレータである。コンパレータ401は、一方の入力端子に入力される電圧と他方の入力端子に入力される電圧とを比較して、比較結果COMPを出力する。本実施例のコンパレータ401の詳細は、第10実施例のコンパレータ401と同様である。
The
なお、本実施例は、VDDの値が2種類存在する場合だけでなく、VDDの値がn種類存在する場合にも適用可能である。nは、3以上の整数である。この場合、選択スイッチ402には、2n種類の基準電圧が入力される。
This embodiment is applicable not only when there are two types of VDD values, but also when there are n types of VDD values. n is an integer of 3 or more. In this case, 2n types of reference voltages are input to the
(第13実施例)
図33は、第13実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。図33の半導体集積回路装置101は、クロック制御回路411を備える。クロック制御回路411は、クロック信号CLK1からクロック信号CLK2を生成し、クロック信号CLK2を論理回路111に供給する。なお、本実施例は第9乃至12実施例の変形実施例であり、本実施例については第9乃至12実施例との相違点を中心に説明する。
(Thirteenth embodiment)
FIG. 33 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第9乃至第12実施例では、VDDの変化によって制御信号Cbが変わることがある。そのため、制御信号Cbが切り替わる際の動作保証が必要となる。そこで本実施例では、制御信号Cbが切り替わる際、論理回路111へのクロック信号CLK2の供給を止め、基板バイアスVbが安定するまで待機することにより、動作保証を行う。この待機処理の一例を、図34のタイミングチャートに示す。
In the ninth to twelfth embodiments, the control signal Cb may change due to a change in VDD. Therefore, it is necessary to guarantee the operation when the control signal Cb is switched. Therefore, in this embodiment, when the control signal Cb is switched, the operation is guaranteed by stopping the supply of the clock signal CLK2 to the
(第14実施例)
図35は、第14実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。該半導体集積回路装置101は、1個以上の論理回路111と1個以上の基板バイアス生成回路112とを備えている。各論理回路111の回路構成は、第1乃至第13実施例のいずれかの論理回路111の回路構成と同一である。各基板バイアス生成回路112の回路構成は、第1乃至第13実施例のいずれかの基板バイアス生成回路112の回路構成と同一である。
(14th embodiment)
FIG. 35 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第14実施例では、各基板バイアス生成回路112内の各pMOSのボディと各nMOSのボディがそれぞれ、pMOS用の基板バイアス線VbpとnMOS用の基板バイアス線Vbnに接続される。この様子は、図2(第1実施例)、図6(第2実施例)、図7(第3実施例)、図14(第6実施例)、図16(第7実施例)、図18(第8実施例)に示されている。例えば、スイッチトランジスタ133,143のボディはそれぞれ、基板バイアス線Vbn,Vbpに接続されている。
In the fourteenth embodiment, the body of each pMOS and the body of each nMOS in each substrate
これにより、第14実施例では、基板バイアス生成回路112と基板バイアスの印加対象である論理回路111とを、同一のウェル上に配置することができる。図35では、基板バイアス生成回路1及び論理回路1,2がいずれも、Pウェル1及びNウェル1上に配置されている。更に、基板バイアス生成回路2及び論理回路1,2がいずれも、Pウェル3及びNウェル3上に配置されている。更に、基板バイアス生成回路3及び論理回路1,2がいずれも、Pウェル5及びNウェル5上に配置されている。
Thus, in the fourteenth embodiment, the substrate
これにより、第14実施例では、図35のように、基板バイアス生成回路112を、電源ストラップ等の素子の配置されていない領域に配置することができる。これにより、第14実施例では、基板バイアス生成回路112の搭載に伴う回路面積の増大を抑制することができる。
Thus, in the fourteenth embodiment, as shown in FIG. 35, the substrate
(第15実施例)
図36は、第15実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。当該半導体集積回路装置101には、論理セル部分と、論理セル以外の部分(フィルセル部分)とが存在する。図36には、当該半導体集積回路装置101を構成する論理セル211とフィルセル212が図示されている。論理セル211とフィルセル212は、同じ基板上に設けられており、半導体集積回路装置101は、当該基板に電流を流すことで基板バイアスを生成することができる。当該基板はここでは、シリコン基板等の半導体基板、例えば、バルクシリコン基板等のバルク半導体基板である。
(15th embodiment)
FIG. 36 is a circuit diagram of the semiconductor integrated
論理セル211内には、CMOSを構成するpMOS121とnMOS122とが配置されている。第15実施例のpMOS121とnMOS122はそれぞれ、第1実施例のpMOS121とnMOS122と同一の構成のトランジスタである。pMOS121のゲート、ソース、ドレイン、ボディの接続先はそれぞれ、第1実施例のpMOS121と同様である。nMOS122のゲート、ソース、ドレイン、ボディの接続先はそれぞれ、第1実施例のnMOS122と同様である。第1実施例と同様に、pMOS121のSB間,DB間にはそれぞれ、寄生ダイオード123,124が存在している。第1実施例と同様に、nMOS122のSB間,DB間にはそれぞれ、寄生ダイオード125,126が存在している。第1実施例と同様に、pMOS121とnMOS122はここではインバータを構成しているが、これらはインバータを構成していなくても構わない。
In the
種々の論理セルを配置したセルベース設計において、論理セルが配置されなかった領域にはフィルセルが配置される。第15実施例では、そのようなフィルセルに置かれるPN接合を利用して、電源線VDDと基板バイアス線Vbpとの間や接地線VSSと基板バイアス線Vbnとの間に、PN接合を接続する。 In a cell-based design in which various logic cells are arranged, a fill cell is arranged in an area where no logic cell is arranged. In the fifteenth embodiment, a PN junction is connected between the power supply line VDD and the substrate bias line Vbp or between the ground line VSS and the substrate bias line Vbn by using a PN junction placed in such a fill cell. .
フィルセル212内には、pMOSトランジスタ221とnMOSトランジスタ222とが配置されている。pMOS221のゲートとnMOS222のゲートはそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されている。pMOS221のソースとnMOS222のソースもそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されている。pMOS221のドレインとnMOS222のドレインもそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されている。pMOS221のボディとnMOS222のボディはそれぞれ、pMOS用の基板バイアス線VbpとnMOS用の基板バイアス線Vbnに接続されている。pMOS221のSB間,DB間にはそれぞれ、寄生ダイオード223,224が存在している。nMOS222のSB間,DB間にはそれぞれ、寄生ダイオード225,226が存在している。
A
このように、本実施例では、空きスペースであるフィルセル212に、pMOS221とnMOS222が配置されている。そして、本実施例では、pMOS221のソースとドレインが電源線VDDに接続されており、nMOS222のソースとドレインが接地線VSSに接続されている。よって、本実施例では、電源線VDDと基板バイアス線Vbpとの間に、寄生ダイオード223,224が介在しており、接地線VSSと基板バイアス線Vbnとの間に、寄生ダイオード225,226が介在している。これにより、本実施例では、半導体集積回路装置101のPN接合面積が、pMOS211とnMOS222がない場合と比べて、寄生ダイオード223−226の分だけ増大している。
Thus, in this embodiment, the
このようなpMOS221やnMOS222を利用すれば、半導体集積回路装置101のPN接合面積を調整することができる。PN接合面積を増やしたければ、このようなpMOS221やnMOS222の個数を増やせばよく、PN接合面積を減らしたければ、このようなpMOS221やnMOS222の個数を減らせばよいからである。よって、本実施例では、論理セル211におけるPN接合面積の変動を、フィルセル212におけるPN接合面積の変動で吸収することで、半導体集積回路装置101のPN接合面積を、セル使用率(utilization)にかかわらず一定にすることができる。これにより、本実施例では、基板電流量を適正化することができる。なお、フィルセル212のpMOS221やnMOS222は、半導体集積回路装置101の拡散領域面積やゲート配線面積を調整するのにも利用可能である。また、フィルセル212内のAAを電源線VDDにメタルで接続すれば、これが電源線VDDと基板との間の負荷容量となる。これにより、基板電位の揺れを抑えることができる。
By using
また、本実施例では、上述のように、pMOS221のソースとドレインが共に電源線VDDに接続されており、nMOS222のソースとドレインが共に接地線VSSに接続されている。これにより、本実施例では、pMOS221のソースとドレインが等電位になっていると共に、nMOS222のソースとドレインが等電位になっている。これにより、本実施例では、pMOS221及びnMOS222に対するリーク電流の影響が軽減されている。
In the present embodiment, as described above, the source and drain of the
なお、上述のpMOS221とnMOS222の一方が、フィルセルに配置された第1導電型トランジスタの一例に相当し、上述のpMOS221とnMOS222の他方が、フィルセルに配置された第2導電型トランジスタの一例に相当する。
One of the above-described
図42A,Bにそれぞれ、第15実施例の半導体集積回路装置101の配線レイアウトの一例を示す。図42A,Bにはそれぞれ、フィルセル212内のpMOS221及びnMOS222のレイアウトの一例と共に、電源線VDD及び接地線VSSのレイアウトの一例が示されている。
42A and 42B show examples of the wiring layout of the semiconductor integrated
また、本実施例では、フィルセル212内にpMOSトランジスタとnMOSトランジスタを配置する構成例を示したが、必ずしもトランジスタである必要はなく、p型の拡散部とn型の拡散部を配置する構成でも構わない。
Further, in this embodiment, the configuration example in which the pMOS transistor and the nMOS transistor are arranged in the
(第16実施例)
図37は、第16実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。第16実施例は第15実施例の変形実施例であり、第16実施例については第15実施例との相違点を中心に説明する。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 37 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第15実施例では、図36に示すように、pMOS221のゲートとnMOS222のゲートがそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されているのに対し、第16実施例では、図37に示すように、pMOS221のゲートとnMOS222のゲートが配線で接続されている。
In the fifteenth embodiment, as shown in FIG. 36, the gate of the
一般に、sub−100nmプロセスでは、ゲート配線を規則的にエッチングしないと加工精度が良くならないと言われている。これに関し、本実施例では、論理セル211内のトランジスタのゲート形状とフィルセル212内のトランジスタのゲート形状とが同じなので、加工精度は良好である。なお、本実施例では、pMOS221,nMOS222のゲートがフローティングノードとなっている。このように、pMOS221,nMOS222のゲートをフローティングノードとすることにより、配線リソースを削減できるとともに、pMOS221,nMOS222のゲートリークを小さくすることができる。逆に、本実施例では、pMOS221,nMOS222のゲートを電源線VDD又は接地線VSS(又はその他の固定電位線)に接続することにより、フローティングノードを解消しても構わない。
In general, in the sub-100 nm process, it is said that the processing accuracy cannot be improved unless the gate wiring is regularly etched. In this regard, in this embodiment, since the gate shape of the transistor in the
図43A,Bにそれぞれ、第16実施例の半導体集積回路装置101の配線レイアウトの一例を示す。図43A,Bにはそれぞれ、フィルセル212内のpMOS221及びnMOS222のレイアウトの一例と共に、電源線VDD及び接地線VSSのレイアウトの一例が示されている。図43Aでは、pMOS221,nMOS222のゲートがフローティングノードとなっており、図43Bでは、pMOS221,nMOS222のゲートが電源線VDDに接続されている。また、図43Bでは、矢印Nで示すように、nMOS222のソースと接地線VSSとの間の配線とドレインと接地線VSSとの間の配線とが共通化されている。
FIGS. 43A and 43B show examples of the wiring layout of the semiconductor integrated
(第17実施例)
図38は、第17実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。第17実施例は第15実施例の変形実施例であり、第17実施例については第15実施例との相違点を中心に説明する。
(Seventeenth embodiment)
FIG. 38 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第15実施例では、図36に示すように、pMOS221のゲートとnMOS222のゲートがそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されているのに対し、第17実施例では、図38に示すように、pMOS221のゲートとnMOS222のゲートがどの配線にも接続されていない。
In the fifteenth embodiment, as shown in FIG. 36, the gate of the
これにより、本実施例では、pMOS221及びnMOS222用のゲートコンタクト領域を確保する必要がなくなり、フィルセル212の回路面積を縮小することができる。なお、本実施例では、pMOS221及びnMOS222のゲート電圧を特定することができないが、これらのソースとドレインが等電位であり電源線VDD又は接地線VSSに接続されているので、特に問題にはならない。
Thereby, in this embodiment, it is not necessary to secure gate contact regions for the
図44に、第17実施例の半導体集積回路装置101の配線レイアウトの一例を示す。図44には、フィルセル212内のpMOS221及びnMOS222のレイアウトの一例と共に、電源線VDD及び接地線VSSのレイアウトの一例が示されている。図44では、矢印Pで示すように、pMOS221のソースと電源線VDDとの間の配線とドレインと電源線VDDとの間の配線とが共通化されている。
FIG. 44 shows an example of the wiring layout of the semiconductor integrated
(第18実施例)
図39は、第18実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。第18実施例は第15実施例の変形実施例であり、第18実施例については第15実施例との相違点を中心に説明する。
(Eighteenth embodiment)
FIG. 39 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第15実施例では、図36に示すように、pMOS221のゲートとnMOS222のゲートがそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されているのに対し、第18実施例では、図39に示すように、pMOS221のゲートとnMOS222のゲートがそれぞれ、接地線VSSと接地線VDDに接続されている。
In the fifteenth embodiment, as shown in FIG. 36, the gate of the
これにより、本実施例では、pMOS221とnMOS222にチャネルが形成され、pMOS211とnMOS222の実効的なPN接合面積が大きくなる。
Thereby, in this embodiment, channels are formed in the
図45に、第18実施例の半導体集積回路装置101の配線レイアウトの一例を示す。図45には、フィルセル212内のpMOS221及びnMOS222のレイアウトの一例と共に、電源線VDD及び接地線VSSのレイアウトの一例が示されている。図45では、矢印Pで示すように、pMOS221のソースと電源線VDDとの間の配線とドレインと電源線VDDとの間の配線とが共通化されている。
FIG. 45 shows an example of the wiring layout of the semiconductor integrated
(第19実施例)
図40は、第19実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。第19実施例は第15実施例の変形実施例であり、第19実施例については第15実施例との相違点を中心に説明する。
(Nineteenth embodiment)
FIG. 40 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第15実施例では、図36に示すように、pMOS221のドレインとnMOS222のドレインがそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されているのに対し、第19実施例では、図40に示すように、pMOS221のドレインとnMOS222のドレインがどの配線にも接続されていない。
In the fifteenth embodiment, as shown in FIG. 36, the drain of the
一般的に、論理回路用のトランジスタは、そのソースが電源線又は接地線に接続され、そのドレインが出力端子に接続される。そして、ドレインの電位は、出力の論理によって異なる。例えば、インバータを構成するpMOSとnMOSの出力がLの場合、nMOSではソースとドレインの両方に基板電流が流れるが、pMOSではソースにしか基板電流が流れない。ドレイン側のPN接合は、出力の論理値によって基板電流に影響を与えたり与えなかったりする。 Generally, a transistor for a logic circuit has a source connected to a power supply line or a ground line, and a drain connected to an output terminal. The drain potential varies depending on the output logic. For example, when the outputs of the pMOS and nMOS constituting the inverter are L, the substrate current flows in both the source and drain in the nMOS, but the substrate current flows only in the source in the pMOS. The drain-side PN junction may or may not affect the substrate current depending on the output logic value.
そして、フィルセルのトランジスタについて、このようなドレイン側のPN接合の影響を回避したのが本実施例である。本実施例では、pMOS221,nMOS222のゲートはそれぞれ電源線VDD,接地線VSSに接続されており、pMOS221,nMOS222のドレインはどの配線にも接続されていない。よって、寄生ダイオード223−226の内、電源線VDDと基板バイアス線Vbpとの間や接地線VSSと基板バイアス線Vbnとの間に介在するのは、寄生ダイオード223,225(ソース側のPN接合)のみとなる。本実施例は例えば、PN接合面積を正確に設計したい場合に用いるのに適している。
In this embodiment, the influence of the drain-side PN junction is avoided in the fill cell transistor. In this embodiment, the gates of the
なお、半導体集積回路装置101に、複数個の第15実施例のフィルセル212と複数個の第19実施例のフィルセル212とを、任意の個数比で配置してもよい。代わりに、複数個の第19実施例のフィルセル212と複数個の第20実施例のフィルセル212とでもよい。これにより、実際の論理セルで出力論理値がHとLが任意の状態と同等の接合面積を実現できる。
In the semiconductor integrated
図46に、第19実施例の半導体集積回路装置101の配線レイアウトの一例を示す。図46には、フィルセル212内のpMOS221及びnMOS222のレイアウトの一例と共に、電源線VDD及び接地線VSSのレイアウトの一例が示されている。
FIG. 46 shows an example of the wiring layout of the semiconductor integrated
(第20実施例)
図41は、第20実施例の半導体集積回路装置101の回路構成図である。第20実施例は第18実施例の変形実施例であり、第20実施例については第18実施例との相違点を中心に説明する。
(20th embodiment)
FIG. 41 is a circuit configuration diagram of the semiconductor integrated
第18実施例では、図39に示すように、pMOS221のドレインとnMOS222のドレインがそれぞれ、電源線VDDと接地線VSSに接続されているのに対し、第20実施例では、図41に示すように、pMOS221のドレインとnMOS222のドレインがどの配線にも接続されていない。
In the eighteenth embodiment, as shown in FIG. 39, the drain of the
本実施例では、pMOS221,nMOS222のドレインはどの配線にも接続されていないが、pMOS221,nMOS222のゲートはそれぞれ接地線VSS,電源線VDDに接続されている。よって、本実施例では、pMOS221とnMOS222にチャネルが形成され、pMOS221とnMOS222のドレインはそれぞれ実効的に電源線VDDと接地線VSSに接続されているのと同等になる。即ち、第20実施例のpMOS221とnMOS222のPN接合面積は、第18実施例と同様に、ソース側のPN接合面積とドレイン側のPN接合面積とを合わせた面積となる。
In this embodiment, the drains of the
但し、本実施例では、pMOS221とnMOS222のドレイン配線が不要なので、pMOS221とnMOS222のドレイン領域を他の配線が通過でき、配線の引き回しが効率化される。
However, in this embodiment, the drain wirings of the
図47A,Bにそれぞれ、第20実施例の半導体集積回路装置101の配線レイアウトの一例を示す。図47A,Bにはそれぞれ、フィルセル212内のpMOS221及びnMOS222のレイアウトの一例と共に、電源線VDD及び接地線VSSのレイアウトの一例が示されている。図47Aでは、pMOS221,nMOS222への配線の形状が非直線的になっており、図47Bでは、pMOS221,nMOS222への配線の形状が直線的になっている。
FIGS. 47A and 47B show examples of the wiring layout of the semiconductor integrated
101 半導体集積回路装置
111 論理回路
112 基板バイアス生成回路
113 pMOS用の基板バイアス生成回路
114 nMOS用の基板バイアス生成回路
115 制御回路
116 温度モニタ
117 逆方向基板バイアス生成回路
121 pMOS
122 nMOS
123 pMOSのSB間の寄生ダイオード
124 pMOSのDB間の寄生ダイオード
125 nMOSのSB間の寄生ダイオード
126 nMOSのDB間の寄生ダイオード
127 pMOSのSB間の寄生バイポーラ
128 pMOSのDB間の寄生バイポーラ
129 nMOSのSB間の寄生バイポーラ
130 nMOSのDB間の寄生バイポーラ
131 電流源トランジスタ
132 スイッチトランジスタ
133 スイッチトランジスタ
141 電流源トランジスタ
142 スイッチトランジスタ
143 スイッチトランジスタ
151 リミッタトランジスタ
161 リミッタトランジスタ
211 論理セル
212 フィルセル
221 pMOS
222 nMOS
223 pMOSのSB間の寄生ダイオード
224 pMOSのDB間の寄生ダイオード
225 nMOSのSB間の寄生ダイオード
226 nMOSのDB間の寄生ダイオード
301 基板
311 Nウェル
312 Pウェル
321 n+拡散領域
322 p+拡散領域
401 コンパレータ
402 選択スイッチ
403 カウンタ
411 クロック制御回路
DESCRIPTION OF
122 nMOS
123 Parasitic diode between
222 nMOS
223 Parasitic diode between SBs of
Claims (5)
第1の電源線と前記半導体基板上に設けられた第2の基板ウェルとの間に直列に接続された第1の第1導電型トランジスタと第2の第1導電型トランジスタとを備え、
前記第1の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の電源線に接続され、前記第1の第1導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第1の制御信号が入力され、
前記第2の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の基板ウェルに接続され、前記第2の第1導電型トランジスタのゲートは、第2の電源線に接続されており、
前記第2の電源線と前記半導体基板上に設けられた第1の基板ウェルとの間に直列に接続された第1の第2導電型トランジスタと第2の第2導電型トランジスタとを更に備え、
前記第1の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の電源線に接続され、前記第1の第2導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第2の制御信号が入力され、
前記第2の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の基板ウェルに接続され、前記第2の第2導電型トランジスタのゲートは、前記第1の電源線に接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 A semiconductor substrate;
A first first conductivity type transistor and a second first conductivity type transistor connected in series between a first power supply line and a second substrate well provided on the semiconductor substrate;
The source or drain of the first first conductivity type transistor is connected to the first power supply line, and a first control signal input from the outside is applied to the gate of the first first conductivity type transistor. Entered,
A source or drain of the second first conductivity type transistor is connected to the second substrate well; a gate of the second first conductivity type transistor is connected to a second power supply line;
The semiconductor device further includes a first second conductivity type transistor and a second second conductivity type transistor connected in series between the second power supply line and a first substrate well provided on the semiconductor substrate. ,
The source or drain of the first second conductivity type transistor is connected to the second power supply line, and a second control signal input from the outside is applied to the gate of the first second conductivity type transistor. Entered,
The source or drain of the second second conductivity type transistor is connected to the first substrate well, and the gate of the second second conductivity type transistor is connected to the first power supply line. A semiconductor integrated circuit device.
第1の電源線と前記半導体基板上に設けられた第2の基板ウェルとの間に直列に接続された第1の第1導電型トランジスタと第1の第2導電型トランジスタとを備え、
前記第1の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の電源線に接続され、前記第1の第1導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第1の制御信号が入力され、
前記第1の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の基板ウェルに接続され、前記第1の第2導電型トランジスタのゲートは、前記第1の電源線に接続されており、
第2の電源線と前記半導体基板上に設けられた第1の基板ウェルとの間に直列に接続された第2の第1導電型トランジスタと第2の第2導電型トランジスタとを更に備え、
前記第2の第2導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第2の電源線に接続され、前記第2の第2導電型トランジスタのゲートには、外部から入力された第2の制御信号が入力され、
前記第2の第1導電型トランジスタのソース又はドレインは、前記第1の基板ウェルに接続され、前記第2の第1導電型トランジスタのゲートは、前記第2の電源線に接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 A semiconductor substrate;
A first first conductivity type transistor and a first second conductivity type transistor connected in series between a first power supply line and a second substrate well provided on the semiconductor substrate;
The source or drain of the first first conductivity type transistor is connected to the first power supply line, and a first control signal input from the outside is applied to the gate of the first first conductivity type transistor. Entered,
A source or drain of the first second conductivity type transistor is connected to the second substrate well; a gate of the first second conductivity type transistor is connected to the first power supply line;
A second first conductivity type transistor and a second second conductivity type transistor connected in series between a second power supply line and a first substrate well provided on the semiconductor substrate;
The source or drain of the second second conductivity type transistor is connected to the second power supply line, and a second control signal input from the outside is applied to the gate of the second second conductivity type transistor. Entered,
The source or drain of the second first conductivity type transistor is connected to the first substrate well, and the gate of the second first conductivity type transistor is connected to the second power supply line. A semiconductor integrated circuit device.
前記第3の第2導電型トランジスタのゲートには、前記第1の制御信号が入力され、
前記第1の電源線と前記第1の基板ウェルとの間に接続された第3の第1導電型トランジスタを更に備え、
前記第3の第1導電型トランジスタのゲートには、前記第2の制御信号が入力されることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。 A third conductivity type transistor connected between the second power line and the second substrate well;
The first control signal is input to the gate of the third second conductivity type transistor,
A third conductivity type transistor connected between the first power line and the first substrate well;
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the second control signal is input to a gate of the third first conductivity type transistor.
前記第4の第2導電型トランジスタのゲートは、前記第2の基板ウェルに接続され、前記第4の第2導電型トランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第2の電源線に接続され、前記ソース及び前記ドレインの残りの一方は、前記第2の基板ウェルに接続されており、
前記第1の電源線と前記第1の基板ウェルとの間に接続された第4の第1導電型トランジスタを更に備え、
前記第4の第1導電型トランジスタのゲートは、前記第1の基板ウェルに接続され、前記第4の第1導電型トランジスタのソース及びドレインの一方は、前記第1の電源線に接続され、前記ソース及び前記ドレインの残りの一方は、前記第1の基板ウェルに接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。 A fourth conductivity type transistor connected between the second power line and the second substrate well;
A gate of the fourth second conductivity type transistor is connected to the second substrate well; one of a source and a drain of the fourth second conductivity type transistor is connected to the second power line; The other of the source and the drain is connected to the second substrate well;
A fourth conductivity type transistor connected between the first power supply line and the first substrate well;
A gate of the fourth first conductivity type transistor is connected to the first substrate well; one of a source and a drain of the fourth first conductivity type transistor is connected to the first power line; 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the other one of the source and the drain is connected to the first substrate well.
前記半導体基板上の前記論理セルとは異なる領域に配置されたフィルセルとを更に備え、
前記フィルセルは、前記第2の基板ウェル上に形成された1つの第2導電型トランジスタと、前記第1の基板ウェル上に形成された1つの第1導電型トランジスタと、を有するペアを複数ペア具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路装置。 A logic cell formed on the semiconductor substrate;
A fill cell disposed in a region different from the logic cell on the semiconductor substrate;
The fill cell includes a plurality of pairs each having one second conductivity type transistor formed on the second substrate well and one first conductivity type transistor formed on the first substrate well. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is provided.
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