JPH09331023A - Semiconductor integrated circuit and semiconductor device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and semiconductor device

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Publication number
JPH09331023A
JPH09331023A JP8152252A JP15225296A JPH09331023A JP H09331023 A JPH09331023 A JP H09331023A JP 8152252 A JP8152252 A JP 8152252A JP 15225296 A JP15225296 A JP 15225296A JP H09331023 A JPH09331023 A JP H09331023A
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JP
Japan
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power supply
circuit
integrated circuit
semiconductor integrated
semiconductor
Prior art date
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Application number
JP8152252A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Miyabayashi
正幸 宮林
Kazuo Taniguchi
一雄 谷口
Atsushi Tamura
淳 田村
Masaru Matsumoto
賢 松本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH09331023A publication Critical patent/JPH09331023A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of interference noise effectively by interrupting the potential fluctuation due to asynchronous operation between circuit blocks operating asynchronously. SOLUTION: In the semiconductor integrated circuit 24, welts W1 -W4 are isolated among circuit blocks M1 -M4 operating asynchronously and power supply lines 28, 30 are wires while being isolated electrically from signal lines 32, 34 and connected, respectively, with the circuit blocks M1 -M4 . Consequently, potential fluctuation is not transmitted between the circuit blocks thus preventing erroneous operation due to interference noise and lowering of operational speed. Furthermore, a semiconductor device 20 incorporating the semiconductor integrated circuit 24 is provided, on the outer circumferential surface, with terminals VDD1 -VDD4 , Vss1-Vss4, Vin1-Vin4 and Vout1-Vout4 internally connected with any one of the power supply lines 28, 30 or the signal lines 32, 34 while keeping the electrically isolated state of each circuit block M1 -M4 .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるチップと
称される半導体集積回路、及びこれをパッケージング後
の半導体装置に係わる。とくに、本発明は、同一チップ
内において、非同期で動作する回路ブロック相互間を電
源ライン等を介して伝達される干渉ノイズの防止技術に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit called a so-called chip and a semiconductor device after packaging the same. In particular, the present invention relates to a technique for preventing interference noise that is transmitted between circuit blocks that operate asynchronously in the same chip via a power supply line or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子回路を同一基板上に集積化
した半導体集積回路は、電子回路的な見方をすれば、そ
の機能単位で、あるいは同じ機能でも同期して動作する
か否か等で区分される幾つかの回路ブロックから構成さ
れている、と言うことができる。ここで、「同期して動
作する」とは、各回路ブロックが他の回路ブロックと時
間的に関連づけられて動作することをいい、「非同期し
て動作する」とは、これらが時間的に互いに独立して動
作することをいう。たとえば、DRAMの場合、メモリ
セルアレイ,各種デコーダ,入出力回路,電源回路等、
それぞれ機能が異なる複数の回路ブロックにより構成さ
れている。また、このうちメモリセルアレイは、例えば
ワード線セクタごとといった所定単位で分割された複数
のメモリブロックから構成され、この単位でデータの書
込み及び読出しがなされることから、同期動作するか否
かの観点では更に細かな幾つかの回路ブロックから構成
されているといえる。
2. Description of the Related Art Generally, a semiconductor integrated circuit in which electronic circuits are integrated on the same substrate is viewed as an electronic circuit, depending on its function unit or whether or not the same function operates in synchronization. It can be said that it is composed of several divided circuit blocks. Here, “operate in synchronization” means that each circuit block operates in association with another circuit block in terms of time, and “operates asynchronously” means that they operate in relation to each other in terms of time. It means to operate independently. For example, in the case of DRAM, memory cell array, various decoders, input / output circuits, power supply circuits, etc.
It is composed of a plurality of circuit blocks each having a different function. Of these, the memory cell array is composed of a plurality of memory blocks divided in a predetermined unit such as word line sector, and data is written and read in this unit. Then, it can be said that it is composed of several finer circuit blocks.

【0003】そして、これら回路ブロックには、電源電
圧供給線や基準電圧供給線といった電源線が各々接続さ
れている。また、各回路ブロックには入力信号線及び出
力信号線が、それぞれ接続されている。
Power supply lines such as a power supply voltage supply line and a reference voltage supply line are connected to these circuit blocks. An input signal line and an output signal line are connected to each circuit block.

【0004】一方で、この半導体集積回路を構造的に見
れば、半導体基板表面側にn型又はp型の不純物を導入
することで各種ウェルが形成され、各回路ブロックは、
このウェル内の半導体基板表面側に形成された素子群か
ら構成されている。
On the other hand, from a structural perspective of this semiconductor integrated circuit, various wells are formed by introducing n-type or p-type impurities into the semiconductor substrate surface side, and each circuit block is
The well is composed of a group of elements formed on the surface side of the semiconductor substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体集積
回路において、例えばDRAMを例にとると、各メモリ
ブロックのデータ書込みや読出しはメモリブロックごと
に逐次行い、データ消去はメモリブロックの一部又は全
てに対し同時に行う場合が、以前は殆どであった。した
がって、電源線が共通化されていると、その電位変動が
回路ブロック相互に伝達されこととなる。ところが、回
路ブロック間を同期動作させている限りにおいては、電
源線の電位が多少変動しても、これが回路ブロックの正
常動作を阻害するまでには至らず、この電位変動につい
ては余り問題視されていなかった。
In this conventional semiconductor integrated circuit, for example, taking a DRAM as an example, data writing and reading of each memory block are sequentially performed for each memory block, and data erasing is performed for a part of the memory block or Most of the time, it was all done at the same time. Therefore, if the power supply line is shared, the potential fluctuation is transmitted to the circuit blocks. However, as long as the circuit blocks are synchronously operated, even if the potential of the power supply line fluctuates to some extent, it does not hinder the normal operation of the circuit block, and this potential fluctuation is considered a problem. Didn't.

【0006】これに対し、近年の動作速度の短縮化にと
もなって、異なるメモリブロックに対し、非同期でデー
タの書込みや読出しを行う場合が増えている。たとえ
ば、一方の複数個のメモリブロックが同期してビット線
の充放電を開始し、これに少し遅れて他方のメモリブロ
ックがワード線を立ち上げ、そのメモリセルの記憶デー
タを読出す場合がある。また、一方のメモリブロックと
他方のメモリブロックが略同時にビット線の充放電を開
始するが、一方ではデータの書き込みを行い、他方では
データの読み出しを行う場合もある。
On the other hand, as the operating speed has been shortened in recent years, there is an increasing number of cases where data is asynchronously written and read in different memory blocks. For example, a plurality of memory blocks on one side may start charging / discharging bit lines in synchronization with each other, and a little later than this, the other memory block may raise a word line to read data stored in that memory cell. . In addition, one memory block and the other memory block start charging / discharging the bit lines substantially at the same time, but there is a case where data writing is performed on one side and data reading is performed on the other side.

【0007】これらの場合、上記した電源線の電位変動
が、一方の回路ブロックから非同期で動作する他方の回
路ブロックに伝達されると、これが干渉ノイズとなって
他方の回路ブロックの誤動作や動作速度の低下を招くお
それが強くなるといった問題が新たに生じてきた。
In these cases, when the potential fluctuation of the power supply line is transmitted from one circuit block to the other circuit block that operates asynchronously, it becomes interference noise and malfunction or operating speed of the other circuit block. A new problem has arisen that the risk of a decrease in

【0008】たとえば、上記した前者の場合では、一方
のメモリブロックのビット線の充放電により、電源線の
電圧降下が発生し、他方のメモリブロックのワード線が
所定時間内で所望の電位まで到達するのに時間がかかる
ことがあった。また後者の場合では、一方のメモリブロ
ックのビット線の充放電による電源電圧供給線の電位降
下、及び基準電圧供給の電位上昇により、他方のメモリ
ブロックのビット線を介したデータ読み出し時間が長く
なることがあった。これらのセンシング動作の遅れは、
高速動作を阻害したり誤動作の原因になることから、こ
の干渉ノイズの要因となる電位変動を如何に抑えるか、
あるいはその影響を如何にして少なくするかが、デバイ
スの誤動作を防止し高速性能を維持する上で重要な課題
となってきた。
For example, in the former case, the voltage line of the power supply line drops due to the charging / discharging of the bit line of one memory block, and the word line of the other memory block reaches a desired potential within a predetermined time. It could take some time to do. In the latter case, the data read time through the bit line of the other memory block becomes longer due to the potential drop of the power supply voltage supply line due to the charging / discharging of the bit line of one memory block and the increase in the potential of the reference voltage supply. There was an occasion. The delay in these sensing operations is
How to suppress the potential fluctuations that cause this interference noise, as it interferes with high-speed operation and causes malfunctions,
Alternatively, how to reduce the influence has become an important issue for preventing malfunction of the device and maintaining high-speed performance.

【0009】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、非同期で動作する回路ブロック間で電位変動を遮断
するようにし、これにより干渉ノイズの発生を有効に防
止した半導体集積回路および半導体装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and provides a semiconductor integrated circuit and a semiconductor device in which potential fluctuations are cut off between circuit blocks that operate asynchronously, thereby effectively preventing the occurrence of interference noise. The purpose is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上記目的を達成するために、本発明らは、
DRAMにおける干渉ノイズについて鋭意検討した結
果、非同期で動作するメモリブロック間における干渉ノ
イズは、主に、電源電圧供給線や基準電圧供給線の変動
として伝達されるものと、半導体基板のウェルを介しト
ランジスタのしきい値電圧を変動させるものとがある、
との知見を得た。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and to achieve the above object, the present invention
As a result of diligent study on interference noise in DRAM, the interference noise between memory blocks operating asynchronously is mainly transmitted as fluctuations of a power supply voltage supply line or a reference voltage supply line, and a transistor via a well of a semiconductor substrate. Some change the threshold voltage of
I got the knowledge.

【0011】この知見をもとに、本発明の半導体集積回
路では、非同期で動作する各ブロック相互間で、ウェル
を分けるとともに、電源線及び信号線を電気的に分離し
て接続させることとした。すなわち、本発明の半導体集
積回路は、半導体基板の表面に形成された少なくとも2
つのウェルと、各ウェル表面側に形成されたトランジス
タを含む素子群からなり、ウェル相互間で別々に配置さ
れて互いに非同期で動作する少なくとも2つの回路ブロ
ック(例えば、半導体メモリのメモリセルアレイを構成
するメモリブロック)と、互いに非同期で動作する回路
ブロックごとに電気的に分離して半導体基板上に配線さ
れ、各回路ブロックに接続された電源線および信号線と
を有することを特徴とする。
Based on this knowledge, in the semiconductor integrated circuit of the present invention, the wells are divided between the blocks operating asynchronously, and the power supply lines and the signal lines are electrically separated and connected. . That is, the semiconductor integrated circuit of the present invention has at least 2 layers formed on the surface of the semiconductor substrate.
At least two circuit blocks each including one well and an element group including a transistor formed on the surface side of each well and operating independently of each other (for example, a memory cell array of a semiconductor memory is configured. Memory block), and circuit blocks that operate asynchronously with each other are electrically separated and wired on a semiconductor substrate, and have a power supply line and a signal line connected to each circuit block.

【0012】従来におけるウェル形成は、主に、トラン
ジスタの種類やプロセス上の制約等で決められていた。
また、従来においても、たとえば複数種類の電源電圧を
供給する必要がある場合においては、電源線の電気的な
分離も行われていた。これに対し、本発明では、非同期
で動作するか否かといった観点で、電源供給線のほか、
ウェルや信号線が、それぞれ分離されている。したがっ
て、これらを介した電位変動が、非同期で動作する回路
ブロック間を相互に伝達されることがなく、これにより
干渉ノイズによる誤動作が防止される。また、干渉ノイ
ズによりビット線等の充放電が邪魔されて、その時間が
延びて高速動作を阻害するようなこともない。
Conventionally, well formation has been mainly determined by the type of transistor and process restrictions.
Further, also in the related art, when it is necessary to supply a plurality of types of power source voltages, the power source lines are electrically separated. On the other hand, according to the present invention, in addition to the power supply line,
Wells and signal lines are separated from each other. Therefore, the potential fluctuations via them are not mutually transmitted between the circuit blocks that operate asynchronously, which prevents malfunction due to interference noise. Also, the interference noise does not hinder the charging / discharging of the bit line or the like, which extends the time and hinders the high speed operation.

【0013】一方、本発明の半導体装置は、上記した本
発明の半導体集積回路が内蔵され、非同期に動作する回
路ブロックごとの電気的な分離状態を保ったまま、電源
線,信号線の何れかが内部結線された複数の端子を、外
周面に有することを特徴とする。
On the other hand, the semiconductor device of the present invention has the above-mentioned semiconductor integrated circuit of the present invention built-in, and either the power supply line or the signal line is maintained while the electrically separated state of each circuit block operating asynchronously is maintained. Has a plurality of terminals internally connected to the outer peripheral surface.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】上記したように、本発明は、非同
期で動作する各ブロック相互間で、ウェルを分け、電源
線および信号線を電気的に分離して接続させたものであ
る。本実施形態の詳細な説明に先立ち、まず、本発明者
らが、このように本発明を構成するに至る根拠となった
不良動作のシミュレーション結果について、図面ととも
の簡単に述べておく。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, according to the present invention, wells are divided between blocks that operate asynchronously, and power lines and signal lines are electrically separated and connected. Prior to a detailed description of the present embodiment, first, the inventors of the present invention briefly describe the simulation result of the defective operation, which is the basis for forming the present invention as described above, together with the drawings.

【0015】図5は、この動作シミュレーションのモデ
ルを示す。この半導体装置2では、パッケージ4内に半
導体チップ6がマウントされている。パッケージ4に
は、2本の端子4a,4bが設けられている。半導体チ
ップ6には、半導体基板表面にウェル8が形成され、ウ
ェル8内に、第1のメモリブロックM1 と第2のメモリ
ブロックM2 とを有している。また、半導体基板表面に
は、共通な電源電圧供給線10と基準電圧供給線12と
が配線され、両メモリブロックM1 ,M2 は、これらの
電源線10,12を介して接続されている。電源電圧供
給線10と基準電圧供給線12は、その途中にパッドが
設けられ、それぞれがパッケージ4の前記端子4a,4
bにワイヤボンディングされている。
FIG. 5 shows a model of this operation simulation. In this semiconductor device 2, a semiconductor chip 6 is mounted in a package 4. The package 4 is provided with two terminals 4a and 4b. In the semiconductor chip 6, a well 8 is formed on the surface of a semiconductor substrate, and the well 8 has a first memory block M1 and a second memory block M2. Further, a common power supply voltage supply line 10 and a common reference voltage supply line 12 are laid on the surface of the semiconductor substrate, and both memory blocks M1 and M2 are connected via these power supply lines 10 and 12. The power supply voltage supply line 10 and the reference voltage supply line 12 are provided with pads in the middle thereof, and the pads are provided on the terminals 4a and 4 of the package 4, respectively.
Wire-bonded to b.

【0016】図6,7は、このように構成されたモデル
を用いた動作シミュレーション結果を示す。図6は、第
1のメモリブロックM1 がビット線の充放電を開始し
て、第1のメモリブロックM1のデータを書込み又は消
去しようとしたときに、これに少し遅れて第2のメモリ
ブロックM2 がワード線を立ち上げて、メモリセルに記
憶されているデータを読み出そうとした場合である。初
期状態では、図6に示すように、ビット線は、不図示の
他の電源電圧Vccの半分のレベルで保持されている。ま
た、図示のように、ビット線の充放電やセンスアンプ駆
動用の電源線10,12は、一定な電源電圧VDDおよび
基準電圧Vssで維持されている。
FIGS. 6 and 7 show the results of operation simulation using the model thus constructed. In FIG. 6, when the first memory block M1 starts charging / discharging the bit line and tries to write or erase the data of the first memory block M1, the second memory block M2 is slightly delayed. This is a case where the word line is activated to read the data stored in the memory cell. In the initial state, as shown in FIG. 6, the bit line is held at the level of half the power supply voltage Vcc (not shown). Further, as shown in the figure, the power supply lines 10 and 12 for charging / discharging the bit lines and driving the sense amplifier are maintained at the constant power supply voltage VDD and the reference voltage Vss.

【0017】この初期状態から、例えば第1のメモリブ
ロックM1 がビット線を充電して、メモリセルのデータ
を書込む場合は、同図(a)に示すように、まず、ワー
ド線を昇圧回路等により電源電圧VDDより高い電圧Vw
まで上げた後、電源電圧VDDにより、ビット線をVcc/
2からVH(BIT)まで充電してメモリセルにデータを書き
込む。逆に、データ消去の場合は、ビット線をVcc/2
からVL(BIT)に放電してデータを消去する。
From this initial state, for example, when the first memory block M1 charges the bit line and writes the data of the memory cell, as shown in FIG. 4A, first, the word line is boosted by the booster circuit. Voltage Vw higher than power supply voltage VDD due to
Then, the bit line is Vcc / by the power supply voltage VDD.
Charge from 2 to VH (BIT) and write data to the memory cell. On the contrary, when erasing data, the bit line should be Vcc / 2.
To VL (BIT) to erase the data.

【0018】このビット線の充放電にともなって、電源
電圧VDDおよび基準電圧Vssの電位変動が発生する。す
なわち、図示のように、ビット線の充放電開始とともに
電源電圧VDDの電位が低下し、基準電圧Vssの電位が上
昇する。そして、この充放電の終了とともに元の電位に
戻される。
Along with the charging / discharging of the bit line, potential fluctuations of the power supply voltage VDD and the reference voltage Vss occur. That is, as shown in the figure, the potential of the power supply voltage VDD decreases and the potential of the reference voltage Vss increases as the bit line starts charging and discharging. Then, when the charging / discharging ends, the potential is returned to the original potential.

【0019】この電源電圧VDDおよび基準電圧Vssの電
位変動の最中に、第2のメモリブロックM2 が、そのデ
ータ読出しのためにワード線を立ち上げようとすると、
このワ−ド線の立ち上げは、電源電圧VDDを昇圧して行
うために電源電圧VDDと連動し、図6(b)のように、
電源電圧VDDが変動後に復帰するまでワード線の立ち上
げが遅れることとなる。この結果、第2のメモリブロッ
クM2 のセンスアンプの出力がVH(SENSE)又はVL(SENS
E)になるタイミングが遅れてしまう。動作シミュレーシ
ョンでは、単に第2のメモリブロックM2のセンシング
が遅れるだけであるが、実際の動作では、ワード線を立
ち上げ始めてから所定時間を経過したとき以内と、デー
タ読出し時間が制限されているとすれば、センシング途
中で読出動作が終了したと判断されてしまう結果、この
センシング遅れが誤動作の原因となる場合がある。
When the second memory block M2 tries to raise the word line for data reading during the potential fluctuation of the power supply voltage VDD and the reference voltage Vss,
Since the rise of the word line is performed by boosting the power supply voltage VDD, it is interlocked with the power supply voltage VDD, and as shown in FIG.
The rise of the word line is delayed until the power supply voltage VDD returns after the fluctuation. As a result, the output of the sense amplifier of the second memory block M2 is VH (SENSE) or VL (SENS
The timing to become E) is delayed. In the operation simulation, the sensing of the second memory block M2 is simply delayed, but in the actual operation, the data read time is limited within a predetermined time after starting the activation of the word line and the data read time. Then, as a result of the determination that the reading operation is completed during the sensing, this sensing delay may cause a malfunction.

【0020】図7は、第1のメモリブロックM1 と第2
のメモリブロックM2 とが、ほぼ同時にワード線を立ち
上げ、一方の第1のメモリブロックM1 がビット線の充
放電を開始して、メモリセルのデータを書込み又は消去
しようとしたときに、他方の第2のメモリブロックM2
ではデータの読出しを行う場合である。
FIG. 7 shows the first memory block M1 and the second memory block M1.
Memory block M2 of the other memory cell rises the word line almost at the same time, and one first memory block M1 starts charging / discharging the bit line to write or erase the data of the memory cell. Second memory block M2
Then, it is the case of reading data.

【0021】この図7の場合は、ワード線の立ち上げが
略同時なので、図6のように第2のメモリブロックM2
側のワード線の立ち上げが遅れるようなことはない。し
かし、第1のメモリブロックM1 でビット線が充放電す
るのにともなって、図6の場合と同様に、電源電圧VDD
および基準電圧Vssの電位変動が発生する。このため、
第2のメモリブロックM2 のセンスアンプが、電源電圧
VDDおよび基準電圧Vssの電位が復帰するまでは、その
センシングがスムーズに行うことができず、図示のよう
にデータ読出しに時間がかかってしまう。この場合のセ
ンシング遅れも、上記と同様な理由により誤動作の原因
となったり、センシング終了を待って次の動作に移行す
る場合においては、当該半導体メモリの高速動作を阻害
する。
In the case of FIG. 7, since the word lines are activated almost at the same time, the second memory block M2 as shown in FIG.
There is no delay in the startup of the word line on the side. However, as the bit line is charged / discharged in the first memory block M1, the power supply voltage VDD is changed as in the case of FIG.
And the potential fluctuation of the reference voltage Vss occurs. For this reason,
The sense amplifier of the second memory block M2 cannot perform the sensing smoothly until the potentials of the power supply voltage VDD and the reference voltage Vss are restored, and it takes time to read the data as shown in the figure. The sensing delay in this case also causes a malfunction due to the same reason as above, or impedes the high-speed operation of the semiconductor memory in the case of waiting for the end of sensing and proceeding to the next operation.

【0022】このような一方のメモリブロックの動作に
基づいて発生する電源電圧VDDおよび基準電圧Vssの電
位変動が、干渉ノイズとなって他方のメモリブロックの
正常動作を妨げるのは、両者が非同期で動作しているこ
とに起因する。すなわち、例えば図7の場合に、両メモ
リブロックM1 ,M2 が同期して、共にデータの書込み
又は消去を行っている場合とか、両者が共にデータの読
出しを行っている場合にあっては、メモリセルの数が多
ければ多少のセンシング遅れは生じ得るが、図6,7の
ような誤動作を招くほどの動作異常は見受けられない。
なお、本発明で「同期して動作する」とは、メモリブロ
ック等の各回路ブロックが他の回路ブロックと時間的に
関連づけられて動作することをいい、「非同期して動作
する」とは、これらが時間的に互いに独立して動作する
ことをいう。
The potential fluctuations of the power supply voltage VDD and the reference voltage Vss generated based on the operation of one of the memory blocks cause interference noise to prevent the normal operation of the other memory block. It is because it is working. That is, for example, in the case of FIG. 7, when both memory blocks M1 and M2 are synchronously writing or erasing data, or when both memory blocks are both reading data, If the number of cells is large, some sensing delay may occur, but no operation abnormality causing a malfunction as shown in FIGS. 6 and 7 is found.
In the present invention, "operate in synchronization" means that each circuit block such as a memory block operates while being temporally associated with another circuit block, and "operates asynchronously" means It means that these operate independently of each other in terms of time.

【0023】つぎに、上述した動作シミュレーションの
結果をもとに考案された、本発明に係わる半導体集積回
路及び半導体装置を、図面にもとづいて詳細に説明す
る。第1実施形態 図1は、本発明の第1実施形態に係わる半導体装置内部
の概略構成を示す上面図、図2は、図1のII−II線に沿
った半導体集積回路の概略断面図である。この半導体装
置20は、図1に示すように、パッケージ22と、この
パッケージ22内のリードフレーム等にマウントされた
半導体集積回路(半導体チップ24)とから構成されて
いる。
Next, a semiconductor integrated circuit and a semiconductor device according to the present invention devised based on the result of the above-mentioned operation simulation will be described in detail with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of the inside of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of a semiconductor integrated circuit taken along line II-II of FIG. is there. As shown in FIG. 1, the semiconductor device 20 includes a package 22 and a semiconductor integrated circuit (semiconductor chip 24) mounted on a lead frame or the like in the package 22.

【0024】本発明における半導体チップ24は、例え
ば図2に例示するように、p型の半導体基板26の表面
に、4つのn型のウェルW1 ,W2 ,W3 ,W4 が分離
して形成されている。各ウェルW1 ,W2 ,W3 ,W4
の表面側には、互いに非同期で動作する回路ブロックM
1 ,M2 ,M3 ,M4 が形成されている。各回路ブロッ
クM1 ,M2,M3 ,M4 は、それぞれトランジスタを
含む素子群からなる。以下の説明では、この各回路ブロ
ックM1 ,M2 ,M3 ,M4 は、半導体メモリのメモリ
セルアレイを幾つかのメモリセル集合体に区分されてで
きたメモリブロックであるとする。
In the semiconductor chip 24 of the present invention, four n-type wells W1, W2, W3 and W4 are separately formed on the surface of a p-type semiconductor substrate 26 as shown in FIG. There is. Wells W1, W2, W3, W4
On the front side of the circuit block M, which operates asynchronously with each other.
1, M2, M3 and M4 are formed. Each of the circuit blocks M1, M2, M3 and M4 is composed of an element group including a transistor. In the following description, each of the circuit blocks M1, M2, M3 and M4 is assumed to be a memory block formed by dividing the memory cell array of the semiconductor memory into several memory cell aggregates.

【0025】たとえば、DRAMの場合、各メモリセル
は、半導体基板上のメモリキャパシタと、転送用のMO
Sトランジスタとで構成される。また、各回路ブロック
M1,M2 ,M3 ,M4 は、DRAMのデータ書込みや
データ読出しの際に一度に同じ励起電圧が印加される単
位として、例えばワード線セクタごとの複数のメモリセ
ルで構成される。なお、各回路ブロックM1 ,M2 ,M
3 ,M4 には、それぞれセンスアンプが含まれる。ま
た、メモリセルアレイの周辺回路、例えば各種デコー
ダ,入出力回路,電源回路等の図示は省略してある。
For example, in the case of DRAM, each memory cell includes a memory capacitor on a semiconductor substrate and a transfer MO.
It is composed of an S transistor. Each circuit block M1, M2, M3, M4 is composed of, for example, a plurality of memory cells for each word line sector as a unit to which the same excitation voltage is applied at one time when writing data to or reading data from the DRAM. . Each circuit block M1, M2, M
Sense amplifiers are included in 3 and M4, respectively. Further, peripheral circuits of the memory cell array, such as various decoders, input / output circuits, and power supply circuits are not shown.

【0026】本発明の半導体チップ24では、図1に示
すように、それぞれ4本の電源電圧供給線28,基準電
圧供給線30,入力信号線32,出力信号線34が、互
いに電気的に分離して配線され、この電気的な分離状態
を維持したまま各回路ブロックM1 ,M2 ,M3 ,M4
に接続されている。
In the semiconductor chip 24 of the present invention, as shown in FIG. 1, four power supply voltage supply lines 28, a reference voltage supply line 30, an input signal line 32, and an output signal line 34 are electrically separated from each other. Circuit blocks M1, M2, M3, M4 while maintaining this electrically separated state.
It is connected to the.

【0027】また、本発明におけるパッケージ22に
は、同種類の外部端子が、それぞれ半導体チップ24内
で非同期動作する回路ブロックの数(図1では、4つ)
づつ設けられている。すなわち、図示側の半導体装置2
0では、電源電圧供給線VDD1 〜VDD4 ,基準電圧供給
線VSS1 〜VSS4 ,入力信号線Vin1 〜Vin4 ,出力信
号線Vout1〜Vout4と、各4本ずつの外部端子を備えて
いる。そして、これらの外部端子それぞれには、上記し
た各4本の電源電圧供給線28,基準電圧供給線30,
入力信号線32,出力信号線34の何れかが、その電気
的な分離状態を維持したままワイヤボンディングで各々
接続されている。
In the package 22 of the present invention, the number of circuit blocks in which the external terminals of the same type operate asynchronously in the semiconductor chip 24 (four in FIG. 1).
They are provided one by one. That is, the semiconductor device 2 on the illustrated side
0 has power supply voltage supply lines VDD1 to VDD4, reference voltage supply lines VSS1 to VSS4, input signal lines Vin1 to Vin4, output signal lines Vout1 to Vout4, and four external terminals each. Then, to each of these external terminals, the above-mentioned four power supply voltage supply lines 28, reference voltage supply lines 30,
Either the input signal line 32 or the output signal line 34 is connected by wire bonding while maintaining its electrically separated state.

【0028】このように、本発明の半導体集積回路24
では、これを構成する互いに非同期で動作する回路ブロ
ックM1 ,M2 ,M3 ,M4 それぞれが、別個のウェル
W1,W2 ,W3 ,W4 内に形成されている。このた
め、例えばウェルW1 の電位が変動した場合でも、これ
により他のウェル内でトランジスタのしきい値電圧が変
動するようなことがない。
As described above, the semiconductor integrated circuit 24 of the present invention
In this case, the respective circuit blocks M1, M2, M3, M4 that are asynchronous with each other and are formed in separate wells W1, W2, W3, W4. Therefore, even if the potential of the well W1 changes, for example, the threshold voltage of the transistor does not change in other wells.

【0029】また、本発明の半導体装置20では、その
半導体集積回路24内で、電源線28,30および信号
線32,34が互いに電気的に分離されて配線され、そ
の電気的な分離状態を維持したまま外部端子に接続され
ている。このため、各回路ブロックM1 ,M2 ,M3 ,
M4 が互いに非同期で動作し、これにより電位変動が生
じた場合でも、この電位変動が他の回路ブロックに入力
されず、従って、従来から問題となっていた干渉ノイズ
の発生が防止される。
Further, in the semiconductor device 20 of the present invention, in the semiconductor integrated circuit 24, the power supply lines 28, 30 and the signal lines 32, 34 are electrically separated from each other and wired, and the electrically separated state is set. It is connected to the external terminal while maintaining it. Therefore, each circuit block M1, M2, M3,
Even if the M4s operate asynchronously with each other and the potential fluctuations are generated thereby, the potential fluctuations are not input to other circuit blocks, and therefore, the occurrence of interference noise, which has been a problem in the past, is prevented.

【0030】第2実施形態 本実施形態は、上述した第1実施形態に、更に基板バイ
アス用の電源電圧供給線および外部端子を、各回路ブロ
ックごとに追加した場合である。図3は、本発明の第2
実施形態に係わる半導体装置内部の概略構成を示す上面
図、図4は、図3のIII −III 線に沿った半導体集積回
路の概略断面図である。図3中、斜線で示すように、こ
の半導体装置20には、その各ウェルW1 ,W2 ,W3
,W4 表面に直接接続され、互いに電気的に分離され
た基板バイアス用の電源電圧供給線36が、各ウェルの
周回方向に配線されている。また、4つの外部端子VBB
1 〜VBB4 が、第1実施形態の場合に追加したかたちで
設けられており、この外部端子VBB1 〜VBB4 に、それ
ぞれ上記各電源電圧供給線36がワイヤボンディングで
接続されている。
Second Embodiment This embodiment is a case in which a power supply voltage supply line for substrate bias and an external terminal are further added to each circuit block in addition to the above-described first embodiment. FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a top view showing a schematic configuration of the inside of the semiconductor device according to the embodiment, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit taken along the line III-III in FIG. As shown by the diagonal lines in FIG. 3, the semiconductor device 20 has wells W1, W2, W3.
, W4 are directly connected to the surface of the well W4 and electrically isolated from each other. Also, four external terminals VBB
1 to VBB4 are provided in a form added in the case of the first embodiment, and the respective power supply voltage supply lines 36 are connected to the external terminals VBB1 to VBB4 by wire bonding.

【0031】これに対応して、半導体チップ24の各ウ
ェル表面には、各電源電圧供給線36の電気的接続を良
好にするために、高濃度にn型不純物が導入された不純
物拡散層38が形成されている。これにより、各ウェル
W1 ,W2 ,W3 ,W4 の電位を固定するための電源供
給を、各回路ブロックM1 ,M2 ,M3 ,M4 で独立に
行うことができ、基板バイアスによる固定電位の変動
を、第1実施形態の場合に比べ一層抑制できる。
Correspondingly, in order to improve the electrical connection of each power supply voltage supply line 36 on the surface of each well of the semiconductor chip 24, an impurity diffusion layer 38 having a high concentration of n-type impurities is introduced. Are formed. Thus, the power supply for fixing the potentials of the wells W1, W2, W3, and W4 can be independently performed in each of the circuit blocks M1, M2, M3, and M4, and the variation of the fixed potential due to the substrate bias can be suppressed. It can be further suppressed as compared with the case of the first embodiment.

【0032】なお、本実施形態は、基板バイアスを外部
から供給する場合であるが、基板バイアス用電源を半導
体チップ24に内蔵させる場合にあっては、各回路ブロ
ックM1 ,M2 ,M3 ,M4 ごとに基板バイアス用電源
を設け、その各配線を図3の電源電圧供給線36と同様
に電気的に分離して行うことで、上記したと同様の効果
を得ることができる。
In the present embodiment, the substrate bias is supplied from the outside. However, when the substrate bias power supply is built in the semiconductor chip 24, each circuit block M1, M2, M3, M4 is By providing a substrate bias power supply in the above and electrically separating each wiring in the same manner as the power supply voltage supply line 36 of FIG. 3, the same effect as described above can be obtained.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る半導体集積回路によれば、これを構成する互いに非同
期で動作する回路ブロックそれぞれが、別個のウェルに
形成されていることから、一のウェルの電位が変動した
場合でも、これにより他のウェル内でトランジスタのし
きい値電圧が変動するようなことがない。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, since the circuit blocks constituting the semiconductor integrated circuit which operate asynchronously with each other are formed in separate wells, it is possible to Even if the well potential changes, the threshold voltage of the transistor does not change in other wells.

【0034】また、その半導体集積回路内で、電源線お
よび信号線が互いに電気的に分離されて配線され、これ
を内蔵した本発明の半導体装置では、その電気的な分離
状態を維持したまま外部端子に接続されていることか
ら、各回路ブロックが互いに非同期で動作し、これによ
り各線の電位変動が生じた場合でも、この電位変動が他
の回路ブロックに入力されない。
Further, in the semiconductor integrated circuit, the power supply line and the signal line are electrically separated from each other and wired, and in the semiconductor device of the present invention having the built-in power supply line and the signal line, the external state is maintained while maintaining the electrically separated state. Since the circuit blocks are connected to the terminals, the circuit blocks operate asynchronously with each other, and even if the potential of each line fluctuates, the potential fluctuation is not input to other circuit blocks.

【0035】これにより、従来から問題となっていた干
渉ノイズの発生を有効に防止した半導体集積回路および
半導体装置を提供することができる。すなわち、本発明
により、互いの正常動作を邪魔することなく各回路ブロ
ックを相互に非同期で動作させることが可能となり、こ
の結果、半導体デバイスの動作速度向上や効率化が一層
進展するものと期待される。
As a result, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit and a semiconductor device that effectively prevent the occurrence of interference noise, which has been a problem in the past. That is, according to the present invention, it becomes possible to operate each circuit block asynchronously without disturbing the normal operation of each other, and as a result, it is expected that the operating speed and efficiency of the semiconductor device will be further improved. It

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

【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係わる半導体
装置内部の概略構成を示す上面図である。
FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration inside a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1のII−II線に沿った半導体集積回
路の概略断面図である。
2 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit taken along the line II-II in FIG.

【図3】図3は、本発明の第2実施形態に係わる半導体
装置内部の概略構成を示す上面図である。
FIG. 3 is a top view showing a schematic configuration of the inside of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4は、図3のIII −III 線に沿った半導体集
積回路の概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit taken along the line III-III in FIG.

【図5】図5は、従来例の問題点を解明し本発明の根拠
となった、電源線が共通化されたDRAMメモリブロッ
クの動作シミュレーションのモデルである。
FIG. 5 is a model of an operation simulation of a DRAM memory block having a common power supply line, which has clarified the problems of the conventional example and is the basis of the present invention.

【図6】図6は、図5のモデルを用いて行った動作シミ
ュレーション結果であり、特に第1のメモリブロックの
ビット線立ち上げ後、少し遅れて他の第2のメモリブロ
ックの記憶データを読出す場合である。
FIG. 6 is a result of an operation simulation performed using the model of FIG. 5, and particularly, after a bit line of the first memory block is raised, the storage data of another second memory block is slightly delayed. This is the case of reading.

【図7】図6は、同シミュレーション結果であり、第
1,2のメモリブロックのビット線を略同時に立ち上げ
て、第1のメモリブロックではデータの書き込みを行
い、第2のメモリブロックでは記憶データを読出す場合
である。
FIG. 6 is a result of the same simulation, in which the bit lines of the first and second memory blocks are activated almost at the same time, data is written in the first memory block, and data is stored in the second memory block. This is the case of reading data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…半導体装置、22…パッケージ、24…半導体チ
ップ(半導体集積回路)、26…半導体基板、28…電
源電圧供給線(電源線)、30…基準電圧供給線(電源
線)、32…入力信号線(信号線)、34…出力信号線
(信号線)、36…基板バイアス用の電源電圧供給線
(電源線)、38…不純物拡散層、M1 〜M4 …互いに
非同期で動作するメモリブロック(回路ブロック)、W
1 〜W4 …ウェル、VDD1 〜VDD4 …各電源電圧供給線
に接続された外部端子(端子)、Vss1 〜Vss4 …各基
準電圧供給線に接続された外部端子(端子)、Vin1 〜
Vin4 …各入力信号線に接続された外部端子(端子)、
Vout1〜Vout4…各出力信号線に接続された外部端子
(端子)、VBB1 〜VBB4 …基板バイアス用の各電源電
圧供給線に接続された外部端子、WORD…ワード線、
BIT…ビット線。
20 ... Semiconductor device, 22 ... Package, 24 ... Semiconductor chip (semiconductor integrated circuit), 26 ... Semiconductor substrate, 28 ... Power supply line (power supply line), 30 ... Reference voltage supply line (power supply line), 32 ... Input signal Line (signal line), 34 ... output signal line (signal line), 36 ... substrate bias power supply voltage supply line (power line), 38 ... impurity diffusion layer, M1 to M4 ... memory blocks (circuits that operate asynchronously with each other) Block), W
1 to W4 ... Well, VDD1 to VDD4 ... External terminal (terminal) connected to each power supply voltage supply line, Vss1 to Vss4 ... External terminal (terminal) connected to each reference voltage supply line, Vin1 to
Vin4 ... External terminal (terminal) connected to each input signal line,
Vout1 to Vout4 ... External terminals (terminals) connected to each output signal line, VBB1 to VBB4 ... External terminals connected to each power supply voltage supply line for substrate bias, WORD ... Word line,
BIT ... bit line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 賢 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ken Matsumoto 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面に形成された少なくと
も2つのウェルと、 ウェル表面側に形成されたトランジスタを含む素子群か
らなり、ウェル相互間で別々に配置されて互いに非同期
で動作する少なくとも2つの回路ブロックと、 互いに非同期で動作する回路ブロックごとに電気的に分
離されて半導体基板上に配線され、各回路ブロックに接
続される電源線および信号線とを有する半導体集積回
路。
1. A device comprising at least two wells formed on the surface of a semiconductor substrate and an element group including transistors formed on the well surface side, the wells being arranged separately from each other and operating asynchronously with each other. A semiconductor integrated circuit having two circuit blocks and a power supply line and a signal line electrically connected to each circuit block and electrically separated for each circuit block operating asynchronously with each other.
【請求項2】 前記回路ブロックには、メモリセルアレ
イが幾つかのメモリセル集合体に区分されてできた各メ
モリブロックが含まれる請求項1に記載の半導体集積回
路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the circuit block includes each memory block formed by dividing a memory cell array into several memory cell aggregates.
【請求項3】 前記請求項1に記載の半導体集積回路が
内蔵され、前記非同期に動作する回路ブロックごとの電
気的な分離状態を保ったまま、前記電源線,信号線の何
れかが内部結線された複数の端子を、外周面に有する半
導体装置。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 is built-in, and any one of the power supply line and the signal line is internally connected while maintaining an electrically separated state for each of the asynchronously operating circuit blocks. Semiconductor device having a plurality of formed terminals on its outer peripheral surface.
【請求項4】 前記請求項2に記載の半導体集積回路が
内蔵され、前記非同期に動作する回路ブロックごとの電
気的な分離状態を保ったまま、前記電源線,信号線の何
れかが内部結線された複数の端子を、外周面に有する半
導体装置。
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 2 is built in, and any one of the power supply line and the signal line is internally connected while maintaining an electrically separated state for each of the asynchronously operating circuit blocks. Semiconductor device having a plurality of formed terminals on its outer peripheral surface.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021517737A (en) * 2018-03-13 2021-07-26 キオクシア株式会社 Power Island Segmentation for Selective Bond Out

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