JPH04155863A - Cmos type semiconductor device - Google Patents

Cmos type semiconductor device

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Publication number
JPH04155863A
JPH04155863A JP2280740A JP28074090A JPH04155863A JP H04155863 A JPH04155863 A JP H04155863A JP 2280740 A JP2280740 A JP 2280740A JP 28074090 A JP28074090 A JP 28074090A JP H04155863 A JPH04155863 A JP H04155863A
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JP
Japan
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power supply
transistor
voltage
well
region
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Application number
JP2280740A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Kishimoto
岸本 幹夫
Yukihiro Kagenishi
蔭西 幸博
Atsuhiro Kajitani
敦宏 柁谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH04155863A publication Critical patent/JPH04155863A/en
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Abstract

PURPOSE:To enhance CMOS circuits in degree of integration by a method wherein P-channel transistors different in source voltage are formed on the same N-type well when the CMOS circuits correspondent to power supply voltage systems are formed on the P-type silicon substrate. CONSTITUTION:A P-channel transistor 24 serving as a CMOS inverter of a 5V power supply system circuit 21 of a CMOS semiconductor device is composed of an active region 33a and a gate region 34a which serve as a source and a drain respectively enabling an N-type well 32 to which a voltage of 5V is supplied from a 5V wiring region 37a through the intermediary of a well connection region 35 to serve as a substrate voltage. A P-channel transistor 26 serving as a CMOS inverter of a 3.3V power supply system circuit 23 is composed of an active region 33b and a gate region 34b which serve as a source and a drain respectively enabling the N-type well 32 to which a voltage of 5V is supplied from the 5V wiring region 37a through the intermediary of the well connection region 35 to serve as a substrate voltage. N-channel transistors 25 and 27 serving as CMOS inverters are formed on a region kept at a ground potential other than the N well 32 on a P-type silicon substrate 31.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はCMOS型半導体装置の改良に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to improvements in CMOS type semiconductor devices.

(従来の技術)′ 近年、半導体装置、とりわけD RA M (Dyna
sic Random Access Mellory
)の高集積化、微細化により、トラジスタのチャンネル
長も縮小されてきた。チャンネル長か短くなるに従い、
ホット・キャリア効果に起因するトランジスタの信頼性
の劣化か問題となって来ている。信頼性の高いトランジ
スタを得るためには、トランジスタのソースとトレイン
間の電圧差を低くすることが必要である。
(Prior Art) In recent years, semiconductor devices, especially DRAM (Dyna
sic Random Access Mellory
), the channel length of transistors has also been reduced. As the channel length becomes shorter,
Deterioration of transistor reliability due to hot carrier effects has become a problem. To obtain a highly reliable transistor, it is necessary to reduce the voltage difference between the source and the train of the transistor.

そこで、例えば16MビットDRAMでは、標準に用い
られる電源電圧系の5vに加えて、5Vより低い電圧、
例えば3,3Vを電源電圧系を設け、これをトランジス
タのチャンネル長のホット−キャリア効果が生じ易い領
域に使用するなどの使い分けを行っている。
Therefore, for example, in a 16M bit DRAM, in addition to the standard power supply voltage of 5V, a voltage lower than 5V,
For example, a power supply voltage system of 3.3 V is provided, and this voltage is used in a region of the transistor channel length where the hot carrier effect is likely to occur.

第7図はこの従来のCMO8型半導体装置の回路の一例
を示す。該CMO8型半導体装置は、5V電源系CMO
Sインバータと、3.3■電源系CMOSインバータと
の二種類の回路を有する半導体装置の回路構成図を示す
ものである。
FIG. 7 shows an example of the circuit of this conventional CMO8 type semiconductor device. The CMO8 type semiconductor device is a 5V power supply system CMO.
This is a circuit configuration diagram of a semiconductor device having two types of circuits: an S inverter and a 3.3■ power system CMOS inverter.

同図において、1は5V電源線、2は接地線、3は3,
3■電源線、4は5V電源線1と接地線2間の5V電源
系のCMOSインバータのPチャンネル(以下、Pch
と略す)トランジスタであって、P ch トランジス
タ4の基板電圧は5V電源線1に接続している。5は5
■電源系のCMOSインバータのNチャンネル(以下、
Nchと略す)トランジスタである。また、6は3.3
V電源線3と接地線2間の3.3■電源系のCMOSイ
ンバータのPch)ランジスタてあって、該Pchトラ
ンジスタ6の基板電圧は3.3v電源線3に接続してい
る。更に、7は3.3V電源系のCMOSインバータの
Nch)ランジスタである。
In the same figure, 1 is a 5V power supply line, 2 is a grounding line, 3 is 3,
3 ■ Power line, 4 is the P channel (hereinafter referred to as Pch) of the 5V power system CMOS inverter between the 5V power line 1 and the ground line 2.
The substrate voltage of the P ch transistor 4 is connected to the 5V power supply line 1. 5 is 5
■N channel of power system CMOS inverter (hereinafter referred to as
(abbreviated as Nch) transistor. Also, 6 is 3.3
There is a 3.3V Pch transistor of a CMOS inverter in the power supply system between the V power line 3 and the ground line 2, and the substrate voltage of the Pch transistor 6 is connected to the 3.3V power line 3. Further, 7 is an Nch transistor of a CMOS inverter of a 3.3V power supply system.

第8図は、第7図に示したCMO3型半導体装置の回路
を形成する場合に用いられるCMO5型半導体装置のマ
スク・レイアウト図である。P型シリコン基板上に独立
した二つのN型ウェルを形成し、5V電源系のCMOS
インバータと3.3V電源系のCMOSインバータの二
種類の回路を有している。
FIG. 8 is a mask layout diagram of a CMO5 type semiconductor device used when forming a circuit of the CMO3 type semiconductor device shown in FIG. Two independent N-type wells are formed on a P-type silicon substrate, and a 5V power supply CMOS
It has two types of circuits: an inverter and a 3.3V power system CMOS inverter.

同図において、11はP型シリコン基板、12aは5V
電圧のN型ウェル、12bは3.3v電圧のN型ウェル
、13a、1’3b、13c、13dはトランジスタの
活性領域、14a、14b。
In the same figure, 11 is a P-type silicon substrate, 12a is a 5V
12b is an N-type well with a voltage of 3.3V; 13a, 1'3b, 13c, and 13d are transistor active regions; 14a, 14b;

14c、14dはゲート領域、15gは5V電圧のN型
ウェルのウェル電圧接続領域、15bは3゜3v電圧の
N型ウェル12aのウェル電圧接続領域、16はコンタ
クト領域、17aは5v配線領域、17bは3.3v配
線領域、17cは接地電圧配線領域、18a、18b、
18c、18dはその他の配線領域である。
14c and 14d are gate regions, 15g is a well voltage connection region of the N-type well with a voltage of 5V, 15b is a well voltage connection region of the N-type well 12a with a voltage of 3°3V, 16 is a contact region, 17a is a 5V wiring region, 17b is the 3.3v wiring area, 17c is the ground voltage wiring area, 18a, 18b,
18c and 18d are other wiring areas.

第7図の回路に示した5V電源系CMOSインバータの
P ch トランジスタ4は、ソース・ドレインとなる
活性領域13aとゲート14aとがら構成されている。
The P ch transistor 4 of the 5V power system CMOS inverter shown in the circuit of FIG. 7 is composed of an active region 13a serving as a source/drain and a gate 14a.

また、該P ch トランジスタ4は5■配線領域17
aからウェル接続領域15aを通じて5■の電圧が供給
されたN型ウェル12aを基板電圧としている。
In addition, the P ch transistor 4 has a wiring area 17 of 5.
The N-type well 12a, to which a voltage of 5cm is supplied from a to the well connection region 15a, is used as the substrate voltage.

また、3.3V電源系CMOSインバータのPchトラ
ンジスタ6は、ソース・ドレインとなる活性領域13b
とゲート14bとがら構成され、該Pchトランジスタ
6は3.3V配線領域17bがらウェル接続領域15b
を通して3.3vの電圧か供給されたN型ウェル12b
を基板電圧としている。
In addition, the Pch transistor 6 of the 3.3V power system CMOS inverter has an active region 13b that becomes the source and drain.
and a gate 14b, and the Pch transistor 6 is configured from a 3.3V wiring region 17b to a well connection region 15b.
N-type well 12b supplied with a voltage of 3.3V through
is taken as the substrate voltage.

(発明か解決しようとする課題) しかしながら前記のような従来の構成では、5V電源系
のPchトランジスタ4か形成されるN型ウェル12a
と、3.3V電源系のPch)ランジスタロが形成され
るN型ウェル12bとの二種類の別電圧か供給されたN
型ウェルがあり、これら別電圧のウェル間を分離する分
離領域をレイアウト上に設ける必要かある。更に、二種
類のN型ウェルの電圧を与える電源線を各々設ける必要
かある。このように、別電圧のウェル間に分離領域を確
保することや、ウェルの電源線を付加することによって
レイアウト上の制約を受けることとなるため、これ等の
点が半導体装置を高集積化する上での問題点となってい
た。
(Problem to be solved by the invention) However, in the conventional configuration as described above, the N-type well 12a in which the Pch transistor 4 of the 5V power supply system is formed.
and the N-type well 12b where the Pch transistor of the 3.3V power supply system is formed.
There are type wells, and it is necessary to provide an isolation region on the layout to separate the wells of different voltages. Furthermore, it is necessary to provide power supply lines for supplying voltages to the two types of N-type wells. In this way, securing isolation regions between wells with different voltages and adding power supply lines for the wells imposes layout constraints, and these points are important for semiconductor devices to become highly integrated. This was a problem above.

本発明は斯かる点に鑑み、従来は電源系により異なって
いたウェル電圧を同一とした二系統の電源系を有するC
MO8型半導体装置を提供することを目的とする。
In view of this point, the present invention provides a C with two power supply systems with the same well voltage, which conventionally differs depending on the power supply system.
The purpose is to provide an MO8 type semiconductor device.

(課題を解決するだめの手段) 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、一導
電型シリコン基板と、該シリコン基板に形成され、該シ
リコン基板とは反対導電型のウェルと、該ウェルに形成
され、前記シリコン基板と同一導電型の第1のトランジ
スタ及び第2のトランジスタと、前記ウェル及び第1の
トランジスタのソースが接続された第1の電源線と、前
記第2のトランジスタのソースが接続された第2の電源
線と、前記シリコン基板の前記ウェル以外の領域に形成
され、前記シリコン基板とは反対導電型の第3のトラン
ジスタ及び第4のトランジスタと、該第3のトランジス
タのソースが接続された第3の電源線と、前記第4のト
ランジスタのソースが接続された第4の電源線と、前記
第1のトランジスタと第3のトランジスタ、及び前記第
2のトランジスタと第4のトランジスタの各々が接続さ
れたドレインとを備え、前記第2の電源線の電位は、前
記第1の電源線の電位と第3の電源線の電位との電位間
に設定され、且つ第4の電源線の電位は、前記第2の電
源線の電位と第3の電源線の電位との電位間に設定され
、更に前記シリコン基板のウェル以外の領域の電位は、
前記第3の電源線の電位である構成としている。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the solving means of the present invention includes a silicon substrate of one conductivity type, a well formed in the silicon substrate and of a conductivity type opposite to that of the silicon substrate, A first transistor and a second transistor formed in the well and having the same conductivity type as the silicon substrate, a first power supply line to which the well and the source of the first transistor are connected, and the second transistor a second power supply line to which a source of the transistor is connected; a third transistor and a fourth transistor formed in a region of the silicon substrate other than the well and having a conductivity type opposite to that of the silicon substrate; a third power line to which the source of the transistor is connected; a fourth power line to which the source of the fourth transistor is connected; the first transistor, the third transistor, and the second transistor; Each of the fourth transistors has a connected drain, and the potential of the second power supply line is set between the potential of the first power supply line and the potential of the third power supply line, and The potential of the fourth power line is set between the potential of the second power line and the potential of the third power line, and the potential of the area other than the well of the silicon substrate is
The potential is the potential of the third power supply line.

(作用) 本発明は前記した構成により、複数の電源電圧系に対応
するCMOS回路をP型シリコン基板上に形成する際に
は、ソース電圧が異なる電源電圧である複数のPchト
ランジスタを同一のN型ウェル上に形成することにより
、従来のように複数のN型ウェルを形成する場合でのN
型ウェル間の分離領域を設ける必要がないので、複数の
CMOS回路の集積度の向上を図ることができる。
(Function) With the above-described configuration, the present invention allows a plurality of Pch transistors having different source voltages to be connected to the same NMOS circuit when forming a CMOS circuit corresponding to a plurality of power supply voltage systems on a P-type silicon substrate. By forming the N-type well on the N-type well, N-type wells can be formed.
Since there is no need to provide isolation regions between mold wells, it is possible to improve the degree of integration of a plurality of CMOS circuits.

同様に、複数の電源電圧系に対応するCMOS回路をN
型シリコン基板上に形成する際には、ソース電圧が異な
る電源電圧である複数のNch)ランジスタを同一のP
型中エル上に形成することにより、従来のように複数の
P型ウェルを形成する場合でのP型中エル間の分離領域
を不要にして、複数のCMOS回路の集積度の向上を図
ることができる。
Similarly, N
When forming on a type silicon substrate, multiple Nch transistors with different source voltages are connected to the same P-type silicon substrate.
To improve the degree of integration of a plurality of CMOS circuits by forming it on the mold well, thereby eliminating the need for a separation region between the P-type wells when forming a plurality of P-type wells as in the past. I can do it.

その場合、第3の電源線と第4の電源線とを共通に接続
して、シリコン基板のウェル以外の領域に形成する複数
のトランジスタのソース電圧を同一電圧とすれば、1本
の電源線を省略でき、−層の集積化が図れる。同様に、
第1の電源線と第2の電源線とを共通に接続して、シリ
コン基板のウェル領域に形成する複数のトランジスタの
ソース電圧を同一電圧とすれば、前記と同様に1本の電
源線を省略できる分、−層の集積化か図れる。
In that case, if the third power line and the fourth power line are commonly connected and the source voltages of the plurality of transistors formed in areas other than the wells of the silicon substrate are the same voltage, one power line can be omitted, and integration of layers can be achieved. Similarly,
If the first power supply line and the second power supply line are commonly connected and the source voltages of the plurality of transistors formed in the well region of the silicon substrate are set to the same voltage, one power supply line can be connected in the same way as above. Since it can be omitted, the integration of layers can be achieved.

(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例におけるCMOS型半導
体装置の回路構成図を示す。
(Embodiment) FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of a CMOS type semiconductor device in a first embodiment of the present invention.

同図において、21は第1の電源線としての5V電源線
、22は第3の電源線及び第4の電源線としての接地線
、23は5vとOvとの間の電位を有する第2の電源線
としての3.3v電源線である。
In the figure, 21 is a 5V power line as a first power line, 22 is a ground line as a third power line and a fourth power line, and 23 is a second line having a potential between 5V and Ov. This is a 3.3v power line as a power line.

また、24は5v電源線21と接地線22間の5V電源
系のCMOSインバータを構成する第1のトランジスタ
としてのPchトランジスタであって、該Pchトラン
ジスタ24の基板電圧は5v電源線21に、またそのソ
ースは5V電源線21に接続されている。さらに、25
は5v電源系のCMOSインバータの第3のトランジス
タとしてのNch)ランジスタであって、そのソースは
接地線22に接続されている。
Further, 24 is a Pch transistor as a first transistor constituting a CMOS inverter of a 5V power system between the 5V power line 21 and the ground line 22, and the substrate voltage of the Pch transistor 24 is connected to the 5V power line 21 and Its source is connected to a 5V power supply line 21. In addition, 25
is an Nch transistor serving as the third transistor of the CMOS inverter of the 5V power supply system, and its source is connected to the ground line 22.

また、26は3.3■電源線23と接地線22間の3.
3v電源系のCMOSインバータの第2のトランジスタ
としてのPch)ランジスタてあって、該Pchトラン
ジスタ26の基板電圧は5v電源線21に、またそのソ
ースは3.3v電源線23に接続されている。27は3
.3v電源系のCMOSインバータを構成する第4のト
ランジスタとしてのNchトランジスタであって、その
ソースは接地線22に接続されている。
Also, 26 is 3.3 ■ 3.3 between the power line 23 and the ground line 22.
A Pch transistor 26 is used as a second transistor of a CMOS inverter in a 3V power supply system, and the substrate voltage of the Pch transistor 26 is connected to a 5V power line 21, and its source is connected to a 3.3V power line 23. 27 is 3
.. This is an Nch transistor as a fourth transistor constituting a CMOS inverter of a 3V power supply system, and its source is connected to the ground line 22.

第2図は、第1図に示したCMOS型半導体装置の回路
構成図のマスク・レイアウトの第1の実施例を示す図で
ある。一導電型シリコン基板としてP型シリコン基板を
備え、該基板上にN型ウェルを形成し、5V電源系CM
OSインバータと、3.3V電源系CMOSインバータ
との二種類の回路を有している。
FIG. 2 is a diagram showing a first example of the mask layout of the circuit configuration diagram of the CMOS type semiconductor device shown in FIG. 1. A P-type silicon substrate is provided as a silicon substrate of one conductivity type, an N-type well is formed on the substrate, and a 5V power supply system CM
It has two types of circuits: an OS inverter and a 3.3V power system CMOS inverter.

同図において、31はP型シリコン基板、32は該P型
シリコン基板31に形成され、該P型ンリコン基板31
とは反対導電型、つまりN型の5V電圧のウェル、33
a、33b、33c、33dはトランジスタの活性領域
、34a、34b。
In the figure, 31 is a P-type silicon substrate, 32 is formed on the P-type silicon substrate 31, and 32 is formed on the P-type silicon substrate 31.
A well of 5V voltage of the opposite conductivity type, that is, N type, 33
a, 33b, 33c, and 33d are active regions of transistors, and 34a, 34b.

34c、34dはゲート領域、35はN型ウェルのウェ
ル電圧接続領域、36はコンタクト領域、37aは5■
配線領域、37bは3,3V配線領域、37cは接地電
圧配線領域、38a、38b。
34c and 34d are gate regions, 35 is a well voltage connection region of an N-type well, 36 is a contact region, and 37a is a 5.
The wiring area 37b is a 3.3V wiring area, and 37c is a ground voltage wiring area 38a, 38b.

38c、38dはその他の配線領域である。38c and 38d are other wiring areas.

以上のCMOS型半導体装置の第1の実施例とマスク・
レイアウトの第1の実施例とに基づいて、その構成をよ
り詳細に説明する。
The first embodiment of the above CMOS type semiconductor device and the mask
The configuration will be described in more detail based on the first example of the layout.

第1図に示したCMOS型半導体装置の回路の5V電源
系のCMOSインバータのPch)ランジスタ24は、
5V配線領域37aからウェル接続領域35を通して5
■電圧か供給されたN型ウェル32を基板電圧とし、ソ
ース・トレインとなる活性領域33aとケート領域34
aとにより構成される。
The Pch) transistor 24 of the CMOS inverter in the 5V power supply system of the CMOS semiconductor device circuit shown in FIG.
5V from the 5V wiring region 37a through the well connection region 35.
■The N-type well 32 supplied with voltage is used as the substrate voltage, and the active region 33a and the gate region 34, which become the source train,
It is composed of a.

また、3.3v電源系のCM OSインバータのPch
トランンスタ26も、5V配線領域37aからウェル接
続領域35を通じて5V電圧が供給されたN型ウェル3
2を基板電圧とし、ソース・トレインとなる活性領域3
3bとゲート領域34bとにより構成される。また、両
CMOSインバータのNchトランジスタ25及び27
は、P型ンリコン基板31中、N型ウェル32以外のア
ース電位の領域に形成されていて、ソース・ドレインと
なる活性領域33c若しくは33dと、ゲート領域34
c若しくは34dとにより、各々構成される。
In addition, Pch of CM OS inverter of 3.3v power supply system
The transistor 26 is also connected to the N-type well 3 to which a 5V voltage is supplied from the 5V wiring region 37a through the well connection region 35.
2 is the substrate voltage, and the active region 3 becomes the source train.
3b and a gate region 34b. In addition, Nch transistors 25 and 27 of both CMOS inverters
is formed in a region of ground potential other than the N-type well 32 in the P-type silicon substrate 31, and includes an active region 33c or 33d that becomes a source/drain, and a gate region 34.
c or 34d, respectively.

したがって、本実施例においては、複数の電源系を有す
るCMOS型半導体装置の回路において、異なる電源系
に対応する複数のPch)ランジスタ24.26を同一
のウェル32上に設けているため、N型ウェルを複数形
成する必要かない。その結果、従来では必須であった複
数のN型ウェル間を電気的に分離する分離領域を設ける
必要がない。
Therefore, in this embodiment, in a circuit of a CMOS type semiconductor device having a plurality of power supply systems, a plurality of Pch transistors 24 and 26 corresponding to different power supply systems are provided on the same well 32, so that N-type There is no need to form multiple wells. As a result, there is no need to provide an isolation region that electrically isolates a plurality of N-type wells, which was necessary in the past.

また、従来のように複数のウェルがある場合に個々に設
けていたウェル電圧供給用の接続配線を設ける必要がな
くなるので、マスク・レイアウト上の面積を減らすこと
ができ、半導体装置をより高集積化することができる。
In addition, since there is no need to provide connection wiring for supplying well voltage, which was required in the past when there are multiple wells, the area on the mask layout can be reduced, allowing semiconductor devices to be more highly integrated. can be converted into

しかも、第3の電源線と第4の電源線とを接地線22で
共用化しているので、1本の電源線を省略でき、さらに
高集積化が可能である。
Moreover, since the third power line and the fourth power line are shared by the ground line 22, one power line can be omitted, and higher integration is possible.

第3図は本発明の第2の実施例におけるCMOS型半導
体装置の回路構成図を示すものである。
FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of a CMOS type semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

同図において、41は第1の電源線及び第2の電源線と
しての5v電源線、42は第3の電源線としての接地線
、43は第4の電源線としての1゜7V電源線である。
In the figure, 41 is a 5V power line as a first power line and a second power line, 42 is a grounding line as a third power line, and 43 is a 1°7V power line as a fourth power line. be.

また、44は5V電源線41と接地!1!42間の5■
電源系のCMOSインバータのPchトランジスタであ
って、該P ah )ランジスタ44の基板電圧は5■
電源線41に接続されている。また、45は5V電源系
のCMOSインバータのNchトランジスタであって、
該Nch)ランジスタ45のソースは接地線42に接続
されている。更に、46は5v電源線41と1,7V電
源線45間の3.3v電源系のCMOSインバータのP
chトランジスタであって、該Pchトランジスタ46
の基板電圧は5v電源線41に接続されている。47は
3.3v電源系のCMOSインバータのNch)ランジ
スタてあって、該Nchトランジスタ47のソースは1
.7V電源系43に接続している。
Also, 44 is grounded to the 5V power line 41! 5■ between 1!42
The substrate voltage of the Pch transistor 44 of the power system CMOS inverter is 5.
It is connected to the power supply line 41. Further, 45 is an Nch transistor of a CMOS inverter of a 5V power supply system,
The source of the Nch) transistor 45 is connected to the ground line 42. Furthermore, 46 is the P of the CMOS inverter of the 3.3v power supply system between the 5v power line 41 and the 1.7V power line 45.
ch transistor, the Pch transistor 46
The substrate voltage of is connected to a 5V power supply line 41. 47 is an Nch transistor of a CMOS inverter for a 3.3V power supply system, and the source of the Nch transistor 47 is 1.
.. It is connected to the 7V power supply system 43.

第4図は、第3図に示したCMOS型半導体装置の回路
のマスク◆レイアウトを示す第2の実施例である。P型
シリコン基板上にN型ウェルを形成し、5V電源系のC
MOSインバータと3.3V電源系のCMOSインバー
タの二種類の回路を有している。
FIG. 4 is a second embodiment showing the mask◆layout of the circuit of the CMOS type semiconductor device shown in FIG. An N-type well is formed on a P-type silicon substrate, and a C
It has two types of circuits: a MOS inverter and a 3.3V power system CMOS inverter.

同図において、51はP型シリコン基板、52は5V電
圧のN型ウェル、53a、53b、53c、53dはト
ランジスタの活性領域、54a。
In the figure, 51 is a P-type silicon substrate, 52 is an N-type well with a voltage of 5V, 53a, 53b, 53c, and 53d are transistor active regions, and 54a.

54b、54c、54dはゲート領域、55はN型ウェ
ルのウェル電圧接続領域、56はコンタクト領域、57
aは5V配線領域、57bは接地電圧配線領域、57c
は1.7v配線領域、58a。
54b, 54c, 54d are gate regions, 55 is a well voltage connection region of an N-type well, 56 is a contact region, 57
a is a 5V wiring area, 57b is a ground voltage wiring area, 57c
is the 1.7v wiring area, 58a.

58b、58c、58dはその他の配線領域である。58b, 58c, and 58d are other wiring areas.

以上のCMOS型半導体装置の第2の実施例とマスク・
レイアウトの第2の実施例とに基づいて、その構成をよ
り詳細に説明する。
The second embodiment of the above CMOS type semiconductor device and the mask
The configuration will be described in more detail based on the second example of the layout.

第3図に示したCMOS型半導体装置の回路の5■電源
系のCMOSインバータのPchトランジスタ44は、
5v配線領域57aからウェル接続領域55を通じて5
V電圧が供給されたN型ウェル52中に、活性領域53
aとゲート領域54aとを持つように構成されている。
The Pch transistor 44 of the CMOS inverter in the power supply system of the circuit of the CMOS type semiconductor device shown in FIG.
5 from the 5V wiring region 57a through the well connection region 55.
An active region 53 is formed in the N-type well 52 to which V voltage is supplied.
a and a gate region 54a.

3.3V電源系のCMOSインバータのPchトランジ
スタ46も、5V配線領域57aからウェル接続領域5
5を通じて5V電圧が供給されたN型ウェル52中に、
活性領域53bとゲート領域54bとを持つように構成
されている。
The Pch transistor 46 of the CMOS inverter for the 3.3V power supply system is also connected from the 5V wiring region 57a to the well connection region 5.
In the N-type well 52 to which a 5V voltage was supplied through 5,
It is configured to have an active region 53b and a gate region 54b.

また、5V電源系及び3.3v電源系の両方のCMOS
インバータのNch)ランジスタ45,47は、P型シ
リコン基板51中にあって、ソース・ドレインとなる活
性領域53c、53dと、ゲート領域54c、54dと
を持つように各々構成されている。
In addition, CMOS for both 5V power system and 3.3V power system
The Nch transistors 45 and 47 of the inverter are located in a P-type silicon substrate 51 and are each configured to have active regions 53c and 53d serving as sources and drains, and gate regions 54c and 54d.

以上のように、複数の電源系を有するCMOS型半導体
装置の回路において、異なる電源系に対応する複数のP
chトランジスタ44.46を同一のN型ウェル52に
設けて、他にN型ウェルを形成する必要をなくしたので
、従来のように2つのN型ウェル間を電気的に分離する
分離領域を設ける必要がない。また、複数のウェルにウ
ェル電位を供給するための接続配線を設ける必要がない
ので、余分なマスク・レイアウト上の領域を要せず、半
導体装置を一層高集積化することができる。
As described above, in the circuit of a CMOS semiconductor device having multiple power supply systems, multiple P
Since the ch transistors 44 and 46 are provided in the same N-type well 52, eliminating the need to form another N-type well, an isolation region is provided to electrically isolate the two N-type wells as in the conventional method. There's no need. Further, since there is no need to provide connection wiring for supplying well potential to a plurality of wells, no extra mask layout area is required, and the semiconductor device can be more highly integrated.

しかも、第1の電源線と第2の電源線とを5v電源線4
1で共用化しているので、1本の電源線を省略でき、さ
らに−層の高集積化を可能にできる。
Moreover, the first power line and the second power line are connected to the 5v power line 4.
Since it is shared by one power supply line, one power supply line can be omitted, and furthermore, it is possible to increase the integration of the negative layer.

第5図は本発明の第3の実施例におけるCMOS型半導
体装置の回路構成図を示すものである。
FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of a CMOS type semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

同図において、61は第1の電源線としての5V電源線
、62は第3の電源線としての接地線、63は第2の電
源線としての4.15V電源線、64は第4の電源線と
しての0.85V電源線である。また、65は5V電源
線61と接地線62間の5VuJのCMOSインバータ
のPchトランジスタであって、該Peh)ランジスタ
ロ5の基板電圧は5v電源線61に接続されている。ま
た、66は5V電源系のCMOSインバータのNchト
ランジスタであって、該Nchトランジスタ66のソー
スは接地線62に接続されている。更に、67は4.1
5V電源線63と0.85V電源線64間の3.3V電
源系のCMOSインバータのPchトランジスタであっ
て、該Pch)ランジスタロ7の基板電圧は5v電源線
61に接続されている。また、68は3.3v電源系の
CMOSインバータのNch)ランジスタであって、該
Nchトランジスタ68のソースは0.85V電源線6
4に接続されている。
In the figure, 61 is a 5V power line as a first power line, 62 is a ground line as a third power line, 63 is a 4.15V power line as a second power line, and 64 is a fourth power line. This is a 0.85V power supply line. Further, 65 is a Pch transistor of a 5VuJ CMOS inverter between the 5V power line 61 and the ground line 62, and the substrate voltage of the transistor 5 is connected to the 5V power line 61. Further, 66 is an Nch transistor of a CMOS inverter of a 5V power supply system, and the source of the Nch transistor 66 is connected to the ground line 62. Furthermore, 67 is 4.1
A Pch transistor of a CMOS inverter in a 3.3V power system between a 5V power line 63 and a 0.85V power line 64, and the substrate voltage of the Pch transistor 7 is connected to the 5V power line 61. Further, 68 is an Nch transistor of a CMOS inverter for a 3.3V power supply system, and the source of the Nch transistor 68 is connected to the 0.85V power supply line 6.
Connected to 4.

第6図は、前記第5図に示したCMOS型半導体回路の
マスク・レイアウトの第3の実施例であって、P型シリ
コン基板上にN型ウェルを形成し、5V電源系のCMO
Sインバータと、3,3v電源系のCMOSインバータ
の二種類の回路を有している。同図において、71はP
型シリコン基板、72は5V電圧のN型ウェル、73a
、73b。
FIG. 6 shows a third embodiment of the mask layout of the CMOS semiconductor circuit shown in FIG. 5, in which an N-type well is formed on a P-type silicon substrate and
It has two types of circuits: an S inverter and a 3.3v power system CMOS inverter. In the same figure, 71 is P
type silicon substrate, 72 is an N-type well with a voltage of 5V, 73a
, 73b.

73c、73dはトランジスタの活性領域、74a、 
 74 b、  74 c、  74 dはゲート領域
、75はN型ウェル72のウェル電圧接続領域、76は
コンタクト領域、77aは5V配線領域、77bは接地
電圧配線領域、77cは4.15V配線領域、77dは
0.85V配線領域である。また、78a、78b、7
8c、78dはその他の配線領域である。
73c and 73d are active regions of transistors, 74a,
74 b, 74 c, and 74 d are gate regions, 75 is a well voltage connection region of the N-type well 72, 76 is a contact region, 77 a is a 5V wiring region, 77b is a ground voltage wiring region, 77c is a 4.15V wiring region, 77d is a 0.85V wiring area. Also, 78a, 78b, 7
8c and 78d are other wiring areas.

以上のCMOS型半導体装置を第3の実施例とマスクφ
レイアウトの第3の実施例とに基づいて、その構成をよ
り詳細に説明する。
The above CMOS type semiconductor device is combined with the third embodiment and the mask φ
The configuration will be explained in more detail based on the third example of the layout.

第5図に示したCMOS型半導体装置の回路の5V電源
系のCMOSインバータのPch)ランジスタロ5は、
5v配線鎮域77aよりウェル接続領域75を通して5
■電圧か供給されたN型ウェル72中に、活性領域73
aとゲート領域74aとを持つように構成されている。
The Pch transistor 5 of the CMOS inverter in the 5V power supply system of the CMOS semiconductor device circuit shown in FIG.
5V through the well connection area 75 from the 5V wiring area 77a.
■Active region 73 in N-type well 72 supplied with voltage.
a and a gate region 74a.

また、3.3V電源系のCMOSインバータのPch)
ランジスタロ7も、5V配線領域77aからウェル接続
領域75を通じて5V電圧が供給されたN型ウェル72
中に、活性領域73bとゲート領域74bとを持つよう
に構成されている。
Also, Pch of 3.3V power system CMOS inverter)
The transistor 7 also has an N-type well 72 to which a 5V voltage is supplied from the 5V wiring region 77a through the well connection region 75.
It is configured to have an active region 73b and a gate region 74b therein.

更に、5V電源系及び3.3V電源系の両方のCMOS
インバータのNchトランジスタ66.68は、P型シ
リコン基板71中にあって、ソース・ドレインとなる活
性領域73c、73dと、ゲート領域74c、74dと
を持つように各々構成されている。
Furthermore, CMOS for both 5V power system and 3.3V power system
The Nch transistors 66 and 68 of the inverter are located in a P-type silicon substrate 71 and are each configured to have active regions 73c and 73d serving as sources and drains, and gate regions 74c and 74d.

以上のように、複数の電源系を有するCMOS回路にお
いて、異なる電源系に対応する複数のPch)ランジス
タロ5,67を同一のウェル72に設けて、N型ウェル
を複数形成する必要をなくしたのて、複数のN型ウェル
間を分離する分離領域を設ける必要がない。また、複数
のウェルにウェル電圧を供給するための接続配線を設け
る必要かないので、余分なマスク・レイアウト上の領域
を要せず、半導体装置をより高集積化することができる
As described above, in a CMOS circuit having multiple power supply systems, a plurality of Pch transistors 5, 67 corresponding to different power supply systems are provided in the same well 72, eliminating the need to form multiple N-type wells. Therefore, there is no need to provide an isolation region to isolate the plurality of N-type wells. Further, since there is no need to provide connection wiring for supplying well voltage to a plurality of wells, an extra area on the mask layout is not required, and the semiconductor device can be highly integrated.

尚、前記の第1.第2及び第3の実施例においては、各
々Nchhランジスタの基板電圧を接地電圧としたか、
接地電圧以外の適当な電圧を印加してもよい。
In addition, the above 1. In the second and third embodiments, the substrate voltage of the Nchh transistor is set to the ground voltage, or
An appropriate voltage other than the ground voltage may be applied.

また、5v電源系より低い電源系として3,3Vを用い
たが、5■より低い電源系であって3.3■とは異なる
電源系を用いてもよいことは言うまでもなく、5V電源
系より低い電源系を構成できるような複数の電源電圧を
有すればよい。
In addition, although 3.3V was used as a power supply system lower than the 5V power supply system, it goes without saying that a power supply system lower than 5■ and different from 3.3■ may be used. It is sufficient to have a plurality of power supply voltages that can configure a low power supply system.

更に、以上の実施例では、P型シリコン基板上にN型ウ
ェルを形成する構成としたか、N型シリコン基板上にP
型ウェルを形成する構成としてもよいことは言うまでも
ない。
Furthermore, in the above embodiments, an N-type well is formed on a P-type silicon substrate, or a P-type well is formed on an N-type silicon substrate.
Needless to say, a configuration in which a mold well is formed may also be used.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明のCM OS型半導体装置
によれば、複数の異なる電源系に各々対応する複数の回
路をシリコン基板に形成する際に、該シリコン基板とは
反対導電型のウェルを複数の電源系によらず共通にした
ので、従来のような複数のウェル間を分離する分離領域
を不要にして、複数のCMOS回路の集積度の向上を図
ることができ、その実用的効果は大きい。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the CMOS type semiconductor device of the present invention, when forming a plurality of circuits corresponding to a plurality of different power supply systems on a silicon substrate, Since the conductivity type well is shared regardless of multiple power supply systems, there is no need for a conventional isolation region to separate multiple wells, making it possible to improve the degree of integration of multiple CMOS circuits. Its practical effects are great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例を示すCMOS型半導体
装置の回路構成図、第2図はCMOS型半導体装置のマ
スク・レイアウトの第1の実施例を示す図、第3図は本
発明の第2の実施例を示すCMOS型半導体装置の回路
構成図、第4図はCMOS型半導体装置のマスク・レイ
アウトの第2の実施例を示す図、第5図は本発明の第3
の実施例を示すCMOS型半導体装置の回路構成図、第
6図はCMOS型半導体装置のマスク・レイアウトの第
3の実施例を示す図、第7図は従来のCMOS型半導体
装置を説明する回路図、第8図は従来のCMOS型半導
体装置のマスク・レイアウトを示す図である。 21.61・・・5■電源線(第1の電源線)、22・
・・接地線(第3及び第4の共用電源線)、23・・・
3,3■電源線(第2の電源線)、24・・・5v電源
系のPChトランジスタ(第1のトランジスタ)、25
・・・5v電源系のNChトランジスタ(第3のトラン
ジスタ)、26・・・3.3■電源系のPchトランジ
スタ(第2のトランジスタ)、27・・・3゜3V電源
系のNchトランジスタ(第4のトランジスタ)、31
・・・P型シリコン基板、32・・・5■電圧のN型ウ
ェル、37a・・・5■配線領域、37b、・・3.3
■配線領域、37c・・・接地電圧配線領域、41・・
・5V電源線(第1及び第2の共用電源線)、42.6
2・・・接地線(第3の電源線)、43・・・1゜7V
電源線(第4の電源線)、63・・・4.15V電源線
(第2の電源線)、64・・・0.85V電源線(第4
の電源線)。 特許出願人 松下電子工業株式会社
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a CMOS type semiconductor device showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of the mask layout of a CMOS type semiconductor device, and FIG. A circuit configuration diagram of a CMOS type semiconductor device showing a second embodiment of the invention, FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the mask layout of a CMOS type semiconductor device, and FIG. 5 shows a third embodiment of the invention.
FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the mask layout of a CMOS semiconductor device, and FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a conventional CMOS semiconductor device. 8 are diagrams showing the mask layout of a conventional CMOS type semiconductor device. 21.61...5 ■Power line (first power line), 22.
...Grounding wire (3rd and 4th shared power supply line), 23...
3, 3■ Power supply line (second power supply line), 24...5V power supply system PCh transistor (first transistor), 25
...5V power supply system Nch transistor (third transistor), 26...3.3■ power supply system Pch transistor (second transistor), 27...3°3V power supply system Nch transistor (third transistor) 4 transistors), 31
... P-type silicon substrate, 32...5■ Voltage N-type well, 37a...5■ Wiring area, 37b, ...3.3
■Wiring area, 37c... Ground voltage wiring area, 41...
・5V power line (first and second shared power line), 42.6
2...Grounding wire (third power line), 43...1°7V
Power line (fourth power line), 63...4.15V power line (second power line), 64...0.85V power line (fourth power line)
power line). Patent applicant Matsushita Electronics Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型シリコン基板と、該シリコン基板に形成
され、該シリコン基板とは反対導電型のウエルと、該ウ
エルに形成され、前記シリコン基板と同一導電型の第1
のトランジスタ及び第2のトランジスタと、前記ウエル
及び第1のトランジスタのソースが接続された第1の電
源線と、前記第2のトランジスタのソースが接続された
第2の電源線と、前記シリコン基板の前記ウエル以外の
領域に形成され、前記シリコン基板とは反対導電型の第
3のトランジスタ及び第4のトランジスタと、該第3の
トランジスタのソースが接続された第3の電源線と、前
記第4のトランジスタのソースが接続された第4の電源
線と、前記第1のトランジスタと第3のトランジスタ、
及び前記第2のトランジスタと第4のトランジスタの各
々が接続されたドレインとを備え、前記第2の電源線の
電位は、前記第1の電源線の電位と第3の電源線の電位
との電位間に設定され、且つ第4の電源線の電位は、前
記第2の電源線の電位と第3の電源線の電位との電位間
に設定され、更に前記シリコン基板のウエル以外の領域
の電位は、前記第3の電源線の電位であることを特徴と
するCMOS型半導体装置。
(1) a silicon substrate of one conductivity type, a well formed in the silicon substrate and of a conductivity type opposite to that of the silicon substrate, and a first well formed in the well and of the same conductivity type as the silicon substrate;
a first power line to which the well and the source of the first transistor are connected; a second power line to which the source of the second transistor is connected; and the silicon substrate. a third transistor and a fourth transistor formed in a region other than the well and having a conductivity type opposite to that of the silicon substrate; a third power supply line to which the source of the third transistor is connected; a fourth power supply line to which the sources of the four transistors are connected; the first transistor and the third transistor;
and a drain connected to each of the second transistor and the fourth transistor, and the potential of the second power supply line is equal to the potential of the first power supply line and the potential of the third power supply line. The potential of the fourth power line is set between the potentials of the second power line and the third power line, and the potential of the fourth power line is set between the potentials of the second power line and the third power line, and the potential of the fourth power line is set between the potentials of the second power line and the third power line. A CMOS type semiconductor device, wherein the potential is the potential of the third power supply line.
(2)第3の電源線と第4の電源線とが共通に接続され
たことを特徴とする請求項(1)記載のCMOS型半導
体装置。
(2) The CMOS type semiconductor device according to claim (1), wherein the third power line and the fourth power line are commonly connected.
(3)第1の電源線と第2の電源線とが共通に接続され
たことを特徴とする請求項(1)記載のCMOS型半導
体装置。
(3) The CMOS type semiconductor device according to claim (1), wherein the first power line and the second power line are commonly connected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6831483B2 (en) 2000-05-19 2004-12-14 Renesas Technology Corp. Semiconductor integrated circuit having high-speed and low-power logic gates with common transistor substrate potentials, and design data recording medium therefor

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