JPH03246962A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
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- JPH03246962A JPH03246962A JP2043618A JP4361890A JPH03246962A JP H03246962 A JPH03246962 A JP H03246962A JP 2043618 A JP2043618 A JP 2043618A JP 4361890 A JP4361890 A JP 4361890A JP H03246962 A JPH03246962 A JP H03246962A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、クロックやデータ等の信号を駆動出力するド
ライブ回路を形成した半導体集積回路に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit formed with a drive circuit that drives and outputs signals such as clocks and data.
第4図は、従来の半導体集積回路におけるドライブ回路
を示す回路図である。同図(a)において、1.2はイ
ンバータであり、インバータ1は、基本サイズよりも大
きく後段のインバータ2のものより小さいサイズのトラ
ンジスタから成り、信号aを入力し、インバータ2は信
号すを出力する。FIG. 4 is a circuit diagram showing a drive circuit in a conventional semiconductor integrated circuit. In the same figure (a), 1.2 is an inverter, inverter 1 consists of transistors larger than the basic size and smaller than those of inverter 2 in the subsequent stage, inputs signal a, and inverter 2 inputs signal a. Output.
また同図(b)において、3はPチャネルMO3I−ラ
ンジスタ、4はNチャネルMosトランジスタである。Further, in the same figure (b), 3 is a P-channel MO3I-transistor, and 4 is an N-channel Mos transistor.
第4図のドライブ回路においては、ウェルの電位が他の
回路と同じ端子から供給される通常のインバータで、P
およびNチャネルMOS)ランジスタのゲート幅が大き
いものを用いてクロックやデータを駆動出力していた。In the drive circuit shown in FIG.
(and N-channel MOS) transistors with large gate widths were used to drive and output clocks and data.
次に、第4図の従来のトーライブ回路の動作について説
明する。従来のドライブ回路は、第4図に示すように、
配線容量やゲート容量等の負荷を駆動できるだけの大き
なゲート幅を持つインバータと、そのインバータよりも
小さく他の周辺回路で用いられている基本サイズのゲー
ト幅を持つインバータよりも大きなゲート幅を持つイン
バータとを直列に偶数段(第4図では2段)だけ接続し
た構成になっている。つまり、後段のインバータはどゲ
ート幅が大きい。Next, the operation of the conventional drive circuit shown in FIG. 4 will be explained. The conventional drive circuit, as shown in Figure 4,
An inverter with a gate width large enough to drive loads such as wiring capacitance and gate capacitance, and an inverter with a gate width larger than the inverter that is smaller than that inverter and has a gate width of the basic size used in other peripheral circuits. The structure is such that only an even number of stages (two stages in FIG. 4) are connected in series. In other words, the gate width of the subsequent inverter is large.
ここで、ドライブ回路内のインバータが直列に偶数段だ
け接続されているのは論理を変えないためであり、その
ゲート幅を後段になるにつれて段階的に大きくしている
のは、基本サイズのゲート幅を持つインバータから直接
に大きなゲート幅を持つインバータを駆動すると、立上
り、立下り時間が大きくなってしまうからである。Here, the reason why the inverters in the drive circuit are connected in series in only an even number of stages is to keep the logic unchanged, and the reason why the gate width is gradually increased as the later stages increase is to keep the gate width from the basic size. This is because if an inverter with a wide gate width directly drives an inverter with a large gate width, the rise and fall times will become long.
従来のドライブ回路は以上のように構成されているので
、−度駆動能力つまりトランジスタのゲート幅を決定す
ると、チップ形成後にそれを変化させることができない
。このため、ウェハプロセスにおいてドライブ回路を構
成するトランジスタのドレイン・ソース間電流■。が小
さく仕上がると、クロック等を供給するべき負荷を駆動
できなくなる問題があった。また、トランジスタのFs
が小さく仕上がってきた時のことを想定して、最初から
最適なゲート幅よりも余裕を持たせて大きめのトランジ
スタサイズで形成すると、設計通すに仕上がってきた時
にはサイズが大きすぎ、貫通電流が多く流れることにな
り、消費電力が増大するという問題があった。Since the conventional drive circuit is configured as described above, once the -degree drive capability, that is, the gate width of the transistor is determined, it cannot be changed after the chip is formed. Therefore, in the wafer process, the drain-source current of the transistor that constitutes the drive circuit ■. If the voltage is too small, there is a problem that it becomes impossible to drive the load to which clocks and the like should be supplied. Also, Fs of the transistor
If you form a transistor with a larger transistor size from the beginning with more margin than the optimal gate width, assuming that it will be completed small, by the time the design is completed, the size will be too large and there will be a lot of through current. There was a problem that power consumption increased.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、ウェハプロセスが終了した後に
外部からドライブ回路の駆動能力の増減を制御できる半
導体集積回路を得ることにある。The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to obtain a semiconductor integrated circuit that can control increase/decrease in the driving capacity of a drive circuit from the outside after the wafer process is completed.
このような目的を達成するために本発明は、ドライブ回
路を形成するウェルの電位だけを他の周辺回路のウェル
の電位とは別に外部から供給するためのドライブ回路ウ
ェル電位供給端子を設けるようにしたものである。In order to achieve such an object, the present invention provides a drive circuit well potential supply terminal for externally supplying only the potential of the well forming the drive circuit separately from the potential of the wells of other peripheral circuits. This is what I did.
本発明による半導体集積回路においては、ドライブ回路
ウェル電位供給端子は他の周辺回路のウェル電位とは別
にドライブ回路だけのウェル電位を外部から供給する。In the semiconductor integrated circuit according to the present invention, the drive circuit well potential supply terminal externally supplies a well potential only for the drive circuit, separately from well potentials for other peripheral circuits.
以下、本発明の一実施例を図について説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明による半導体集積回路の一実施例におけ
るドライブ回路を示す回路図である。同図において、T
lはドライブ回路のPチャネルトランジスタのウェル電
位を外部から供給するためのPチャネルトランジスタウ
ェル電位供給端子、T2はドライブ回路のNチャネルト
ランジスタのウェル電位を外部から供給するためのNチ
ャネルトランジスタウェル電位供給端子、3および4は
ドライブ回路を構成しているPおよびNチャネルトラン
ジスタ、TIは信号aの入力端子、TOは信号すの出力
端子である。ここで、ドライブ回路を構成するトランジ
スタについては、従来例と同様、インバータが直列に偶
数段だけ接続される構成であり、そのゲート幅も後段に
なるにつれて段階的に大きくしている。FIG. 1 is a circuit diagram showing a drive circuit in an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In the same figure, T
l is a P-channel transistor well potential supply terminal for externally supplying the well potential of the P-channel transistor of the drive circuit, and T2 is an N-channel transistor well potential supply terminal for externally supplying the well potential of the N-channel transistor of the drive circuit. Terminals 3 and 4 are P and N channel transistors constituting a drive circuit, TI is an input terminal for signal a, and TO is an output terminal for signal A. Here, as with the conventional example, the transistors constituting the drive circuit have a configuration in which inverters are connected in series in only an even number of stages, and the gate width thereof is also increased in stages as the latter stages are approached.
まず、本発明の実施例の動作を説明する前に、ウェル電
位を変化させることによりドライブ回路の駆動能力つま
りドレイン・ソース間電流Idsを変化させることがで
きることを説明する。一般にMOS)ランジスタのしき
い電圧Vtは次式(1)のように表わすことができる。First, before explaining the operation of the embodiment of the present invention, it will be explained that by changing the well potential, the driving ability of the drive circuit, that is, the drain-source current Ids can be changed. Generally, the threshold voltage Vt of a MOS transistor can be expressed as the following equation (1).
V t =V t (。、+γ〔バー;薯ロローF璽q
〕・ ・ ・ ・(1)
ここで、式中のφ、は定数、Vsbは基板電位つまりウ
ェルの電位、V t (01はVsb=0 (V)の時
のしきい電圧、Tはプロセスパラメータによる変数であ
り、次式(2)で表わされる。V t =V t (., +γ [bar;
]・・・・・(1) Here, φ in the formula is a constant, Vsb is the substrate potential, that is, the well potential, V t (01 is the threshold voltage when Vsb = 0 (V), and T is the process parameter It is a variable according to, and is expressed by the following equation (2).
r=(jox/ε。X) 2・q・ε、i・N−・−(
2)(2)式において、tOXはゲート酸化膜厚、εO
XはSiO□の誘電率、qは電子の電荷量、ε5.はS
iの誘電率、Nは基板の不純物濃度である。このように
、(1)式からMOSトランジスタのしきい電圧Vtは
ウェルの電位■。によって変動することがわかる。以上
の数式と同様のものが、L S 、1設計に関するもの
であればどのような文献でも記載されているが、ここで
はrcMO3−VLS Iの設計原則J (rPRI
NCIPLES OF CMO5VLSI DESIG
N J、Ne1l H,E、Weste、Kamran
Eshraghian著、 ADDISONWESL
EY Pt1BLISHING COMPANY出版)
の41頁式(2%式%
次にしきい電圧■2を変化させることで、ドレイン・ソ
ース間電流I asが変化することを説明する。I d
sを求める式はV、と同様にrcMO3・VLSIの設
計原則(PRINCIPLES OF CMOS VL
SIDESIGN) jの39頁式(2,2)を用いた
。その式を次の(3)式に示す。r=(jox/ε.X) 2・q・ε, i・N−・−(
2) In equation (2), tOX is the gate oxide film thickness, εO
X is the dielectric constant of SiO□, q is the amount of electron charge, ε5. is S
i is the dielectric constant, and N is the impurity concentration of the substrate. Thus, from equation (1), the threshold voltage Vt of the MOS transistor is the well potential ■. It can be seen that it varies depending on the Formulas similar to the above are described in any literature related to LS,1 design, but here we will use the rcMO3-VLSI design principle J (rPRI
NCIPLES OF CMO5VLSI DESIG
N.J., Neil H.E., Weste, Kamran.
Written by Eshraghian, ADDISONWESL
EY Pt1BLISHING COMPANY Publishing)
Formula on page 41 (2% formula%) Next, we will explain that by changing the threshold voltage ■2, the drain-source current I as changes. I d
The formula for calculating s is V, as well as the design principles of rcMO3/VLSI (PRINCIPLES OF CMOS VL
The formula (2, 2) on page 39 of SIDESIGN) j was used. The formula is shown in the following formula (3).
(0〈V gs V t 〈V asのとき)・ ・
・ ・ ・ ・(3)
(3)式のV、5−VL≦0はカットオフ状態、0〈■
。(0〈V gs V t〈V as)...
・ ・ ・ ・(3) In equation (3), V, 5-VL≦0 is a cutoff state, 0〈■
.
<V、S−V、はリニア状態、o<v、、−vt<v、
。<V, SV, is a linear state, o<v, , -vt<v,
.
は飽和状態を示す。(3)式において、V9sはゲート
・ソース間電圧、V4sはドレイン・ソース間電圧であ
る。また、βはプロセスパラメータによって決定される
ものであり、次式(4)のように表わされる。indicates a saturated state. In equation (3), V9s is the gate-source voltage, and V4s is the drain-source voltage. Further, β is determined by process parameters and is expressed as in the following equation (4).
β−(μ・ε/1ox) (W/L) ・・−−(
4)(4)式において、μは電子の表面有効移動度、ε
はゲート酸化膜の誘電率である。(3)弐から、ドレイ
ン・ソース間電流1dsはしきい電圧Vtにより変化す
ることがわかる。β-(μ・ε/1ox) (W/L) ・・−−(
4) In equation (4), μ is the surface effective mobility of electrons, and ε
is the dielectric constant of the gate oxide film. (3) From Part 2, it can be seen that the drain-source current 1ds changes depending on the threshold voltage Vt.
次に、本発明の一実施例を説明する。第1図において、
PチャネルトランジスタのIdsを変化させるためにP
チャネルトランジスタウェル電位供給端子TIに、外部
から所望のIdsとなるようなウェル電位を設定する。Next, one embodiment of the present invention will be described. In Figure 1,
P to change the Ids of the P-channel transistor
A well potential that provides a desired Ids is externally set to the channel transistor well potential supply terminal TI.
同様に、NチャネルトランジスタのIdsも設定するこ
とで、ドライブ回路全体の駆動能力を変化させることが
できる。Similarly, by setting the Ids of the N-channel transistor, the driving ability of the entire drive circuit can be changed.
以上のようにドライブ回路を構成する部分のウェル電位
を変化させることで、ドライブ回路としての駆動能力を
変化させることができる。By changing the well potential of the portions forming the drive circuit as described above, the driving ability of the drive circuit can be changed.
しかし、ドライブ回路部分のウェル電位と周辺回路部分
のウェル電位との間で大きく差が生じてしまうと、それ
らの間でリーク電流が流れる可能性がある。これに対し
ては、ドライブ回路の周囲をウェル電位分離溝5により
分離すれば良い。第2図に、ドライブ回路6と周辺回路
7をウェル電位分離溝5により分離した例を示す。However, if a large difference occurs between the well potential of the drive circuit portion and the well potential of the peripheral circuit portion, leakage current may flow between them. To deal with this, the periphery of the drive circuit may be separated by the well potential separation groove 5. FIG. 2 shows an example in which the drive circuit 6 and the peripheral circuit 7 are separated by a well potential separation groove 5.
次に、上記ウェル電位分離溝5の作製手順について第3
図を用いて説明する。まず、最初にSiウェハ8(第3
図(a))にフォトレジスト9を塗布して(第3図(b
))、そのフォトレジスト9にマスク10を通して紫外
線11を照射する(第3図(C))。これによって、紫
外線11の照射された部分だけを取り去ることができる
(第3図(d))。次に、そのフォトレジスト9を通し
てSi8のエツチングを行なう(第3図(e))。次に
、フォトレジスト9を取り去った後にCVD (化学的
気相成長法)によりSiO□膜12を堆積する(第3図
(f))。Next, the third step regarding the manufacturing procedure of the well potential separation groove 5 will be explained.
This will be explained using figures. First, Si wafer 8 (third
Photoresist 9 is applied to the area shown in Figure 3 (a)) (Figure 3 (b).
)) The photoresist 9 is irradiated with ultraviolet rays 11 through a mask 10 (FIG. 3(C)). As a result, only the portion irradiated with the ultraviolet rays 11 can be removed (FIG. 3(d)). Next, Si8 is etched through the photoresist 9 (FIG. 3(e)). Next, after removing the photoresist 9, a SiO□ film 12 is deposited by CVD (chemical vapor deposition) (FIG. 3(f)).
そして最後に表面全体をドライエツチングすることで、
Singで満たされた溝つまりウェル電位分離溝が形成
される(第3図(幻)。Finally, by dry etching the entire surface,
A groove filled with Sing, that is, a well potential separation groove is formed (FIG. 3 (phantom)).
以上説明したように本発明は、ドライブ回路を形成する
ウェルの電位だけを外部から供給するためのドライブ回
路ウェル電位供給端子を設けたことにより、外部からド
ライブ回路の駆動能力を制御できるので、ウェハプロセ
ス終了後のチップであっても、外部からドライブ回路の
駆動能力を最適化することができる。As explained above, the present invention provides a drive circuit well potential supply terminal for externally supplying only the potential of the well forming the drive circuit, so that the drive capability of the drive circuit can be externally controlled. Even after the chip has been processed, the driving ability of the drive circuit can be optimized from the outside.
第1図は本発明による半導体集積回路の一実施例におけ
るドライブ回路を示す回路図、第2図は本発明による半
導体集積回路の一実施例におけるウェル電位分離溝を示
す構成図、第3図はウェル電位分離溝の作製方法を示す
断面図、第4図は従来の半導体集積回路におけるドライ
ブ回路を示す回路図である。
3・・・Pチャネルトランジスタ、4・・・Nチャネル
トランジスタ、T1・・・Pチャネルトランジスタウェ
ル電位供給端子、T2・・・Nチャネルトランジスタウ
ェル電位供給端子、TI・・・入力端子、To・・・出
力端子。FIG. 1 is a circuit diagram showing a drive circuit in an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing a well potential isolation trench in an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a well potential separation trench, and a circuit diagram showing a drive circuit in a conventional semiconductor integrated circuit. 3...P channel transistor, 4...N channel transistor, T1...P channel transistor well potential supply terminal, T2...N channel transistor well potential supply terminal, TI...input terminal, To...・Output terminal.
Claims (1)
が形成された半導体集積回路において、前記ドライブ回
路を形成するウェルの電位だけを他の周辺回路のウェル
の電位とは別に外部から供給するためのドライブ回路ウ
ェル電位供給端子を備えたことを特徴とする半導体集積
回路。In a semiconductor integrated circuit in which a drive circuit for driving and outputting signals such as clocks and data is formed, a drive for externally supplying only the potential of the well forming the drive circuit separately from the potential of the wells of other peripheral circuits. A semiconductor integrated circuit comprising a circuit well potential supply terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043618A JPH03246962A (en) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2043618A JPH03246962A (en) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03246962A true JPH03246962A (en) | 1991-11-05 |
Family
ID=12668830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2043618A Pending JPH03246962A (en) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03246962A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04212781A (en) * | 1990-02-26 | 1992-08-04 | Nec Corp | Decoder circuit |
JPH06177341A (en) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Nippon Motorola Ltd | Mos type integrated circuit device having complementary inverter output stage |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2043618A patent/JPH03246962A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04212781A (en) * | 1990-02-26 | 1992-08-04 | Nec Corp | Decoder circuit |
JPH06177341A (en) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Nippon Motorola Ltd | Mos type integrated circuit device having complementary inverter output stage |
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