KR100284455B1 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Abstract

반도체 집적 회로는 기판전위를 안정화할 수 있게 하고 전원투입시 이상전류의 발생을 억제할 수 있게 한다. 웰이 네 개의 P웰로 분할되고, 이 P웰들에는 각각 백 바이어스 발생회로(BBG)가 제공된다.The semiconductor integrated circuit makes it possible to stabilize the substrate potential and to suppress the occurrence of abnormal current when the power is turned on. The well is divided into four P wells, each of which is provided with a back bias generation circuit BBG.

Description

반도체 집적 회로Semiconductor integrated circuit

본 발명은 반도체 집적 회로에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM)등을 위한 백 바이어스 발생 회로가 제공된 반도체 집적 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor integrated circuit. More specifically, the present invention relates to a semiconductor integrated circuit provided with a back bias generation circuit for a dynamic random access memory (DRAM) or the like.

반도체 집적 회로에 있어서, 일반적으로, 백 바이어스 발생 회로(이하,BBG로 기재)가 널리 사용되어 왔다. 특히, DRAM에 있어서, 상기 BBG는 입력전위의 언더슈트(under shoot)로부터 메모리셀을 보호하고, 또한 상기 BBG는 기판의 PN접합의 용량을 감소시키는 등의 중요한 역할을 한다. 상기 BBG는 칩에 공급되는 전원전압을 받아서 상기 전원전압과 다른 기판전위를 발생하여, 상기 BBG는 기판전위를 반도체 기판(이하, 기판으로 기재)으로 인가한다.In semiconductor integrated circuits, in general, a back bias generation circuit (hereinafter referred to as BBG) has been widely used. In particular, in DRAM, the BBG protects the memory cell from undershoot of the input potential, and the BBG also plays an important role in reducing the capacity of the PN junction of the substrate. The BBG receives a power supply voltage supplied to a chip, generates a substrate potential different from the power supply voltage, and the BBG applies a substrate potential to a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a substrate).

종래의 경우에, 단지 하나의 BBG만이 칩의 내측에 제공된다. 제 1 종래의 반도체 집적 회로가 단지 하나의 BBG를 구비할 경우에도, 기판전류를 끌어내는 BBG의 능력이 충분하다면, 상기 BBG는 캐리어, 즉, RAM 동작시에 RAM 전체로부터 계속적으로 발생되어 상기 기판으로 주입되는 기판전류를 빨아올려서, 상기 기판전류에 의한 기판의 전위변동을 억제한다.In the conventional case, only one BBG is provided inside the chip. Even if the first conventional semiconductor integrated circuit has only one BBG, if the BBG's ability to draw substrate current is sufficient, the BBG is continuously generated from the entire RAM in a carrier, i. The substrate current injected into the substrate is sucked up to suppress the potential variation of the substrate caused by the substrate current.

도 1 은 일반적인 BBG의 일예를 나타내는 회로도이다. 도 1을 참조하여 일반적인 BBG의 일예를 설명한다. 도 1 에 도시된 바와같이, 상기 BBG는 P형 기판상에 형성된 N채널 MOS 트랜지스터로 구성된다. 상기 BBG에는, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 상기 드레인에서 기판전위(VS)를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 소오스는 접지전위에 연결되며, 캐패시터(C1)를 통해 교류의 기판전위 구동신호(S)를 받는 상기 게이트로 구성된 트랜지스터(Q2)가 제공된다.1 is a circuit diagram illustrating an example of a general BBG. An example of a general BBG will be described with reference to FIG. 1. As shown in Fig. 1, the BBG is composed of N-channel MOS transistors formed on a P-type substrate. A drain and a gate are connected to the BBG in common, a transistor Q1 outputting a substrate potential VS at the drain, a drain and a gate are connected in common, a source is connected to a ground potential, and a capacitor C1. Is provided with a transistor Q2 configured to receive the alternating substrate potential drive signal S through < RTI ID = 0.0 >

상기 일반적인 BBG의 동작을 하기에 설명한다. 상기 회로는 출력부하인 기판 용량(C2)을 포함하는 공지된 배전압 정류회로(doubler rectifier circuit)이다.출력기판 전위(VS)의 전류공급능력은 기판전위 구동신호(S)의 주파수에 거의 비례한다.The operation of the general BBG is described below. The circuit is a known doubler rectifier circuit comprising a substrate capacitance C2 as an output load. The current supply capability of the output substrate potential VS is almost proportional to the frequency of the substrate potential drive signal S. do.

그러나, 최근, 대용량 DRAM, 고속 DRAM이 개발되어 왔다. 결과적으로, DRAM 내의 트랜지스터는 대용량을 가지고 고속으로 구동될 필요가 있다. 각각의 트랜지스터의 전류구동능력이 증대된다. 그 결과, 많은 양의 전류가 반도체 집적 회로의 칩 전체에 흐르게 되고, 또한, 캐리어, 즉, 칩 전체로 주입되는 기판전류도 증가한다. 더우기, 칩 면적이 증가하기 때문에 기판저항이 증가하게 된다. 따라서, 상기 BBG 회로로부터 떨어진 영역에는, 상기 영역내의 회로 동작시에 기판에 주입된 캐리어가 기판의 저항 성분을 통해 상기 BBG 회로로 끌어올려질 때까지, 저항 성분과 기판의 용량으로 구성된 시정수에 기인한 시간지연이 발생한다.Recently, however, large-capacity DRAMs and high-speed DRAMs have been developed. As a result, the transistor in the DRAM needs to be driven at high speed with a large capacity. The current driving capability of each transistor is increased. As a result, a large amount of current flows through the entire chip of the semiconductor integrated circuit, and the substrate current injected into the carrier, i.e., the entire chip, also increases. Moreover, the substrate resistance increases because the chip area increases. Therefore, in the area away from the BBG circuit, the time constant constituted by the resistance component and the capacity of the substrate until the carrier injected into the substrate during the circuit operation in the area is pulled up through the resistance component of the substrate to the BBG circuit. There is a time delay due to this.

상기 시간지연은 상기 떨어진 영역의 기판전위 또는 웰 전위의 BBG 에 따른 설정치로부터 발생되는 과도적 변동 또는 국소적 변동을 야기한다. 인헨스먼트 모드 트랜지스터가 백 게이트 바이어스 효과(back gate bias effect)의해 디플리션층(depletion layer)으로 변화하기 때문에, 상기 회로는 정상적으로 동작 할 수 없게 된다. 이는 상기 영역내의 회로를 오동작하게 한다. 이는 상기 BBG의 동작시에 핫 일렉트론의 발생에 기인하는 BBG의 근방에서의 메모리셀 내의 데이터의 파괴를 일으킨다.The time delay causes a transient or local variation resulting from a set point according to the BBG of the substrate potential or well potential of the remote region. Since the enhancement mode transistor is changed to a depletion layer by the back gate bias effect, the circuit cannot operate normally. This causes the circuit in the area to malfunction. This causes the destruction of data in the memory cell in the vicinity of the BBG due to the occurrence of hot electrons during the operation of the BBG.

이러한 문제점에 대한 대응책으로, 일본 특개평 제3-21052호 또는 일본 특개평 제1-298059호에 기재된 제 2 종래의 반도체 집적 회로는 복수개의 BBG를 배치함으로써 상술한 문제점을 방지한다.As a countermeasure against this problem, the second conventional semiconductor integrated circuit described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-21052 or Japanese Patent Laid-Open No. 1-298059 prevents the above-described problem by arranging a plurality of BBGs.

상기 BBG를 복수개로 배치할 경우, 상기 BBG와 웰 전위의 변동이 발생되는 장소사이의 거리가 짧기 때문에, 상기 기판전위의 변동이 발생하기가 어렵다. 또한, 모든 각각의 분리된 BBG의 BBG 능력은 낮아진다. 각 BBG에서 발생하는 핫 일렉트론의 발생이 방지될 수 있다. 따라서, 메모리셀내에서의 데이터 파괴가 억제될 수 있다.When a plurality of the BBGs are arranged, since the distance between the BBG and the place where the variation in the well potential occurs is short, the variation in the substrate potential is unlikely to occur. In addition, the BBG capacity of each separate BBG is lowered. The occurrence of hot electrons occurring in each BBG can be prevented. Therefore, data destruction in the memory cell can be suppressed.

그러나, 상술한 제 2 종래의 반도체 집적 회로에서는, 칩내에서의 기판전위가 공통이다. 회로동작의 고속화에 동반하여, 상기 BBG가 복수개로 증가하더라도, 회로동작이 활발한 부분 즉 구동전류가 큰 부분에서 기판전위 국소적 및 과도적 변동이 일어나기 쉽다. 그이유는 대용량의 메모리가 사용되고, 증가된 메모리 면적이 사용되며, 상기 메모리의 고속 회로동작이 사용되기 때문이다.However, in the above-described second conventional semiconductor integrated circuit, the substrate potential in the chip is common. In conjunction with the increase in the speed of circuit operation, even if the BBG increases in plural numbers, local and transient variations in the substrate potential are likely to occur in a portion where the circuit operation is active, that is, a large drive current. This is because a large amount of memory is used, an increased memory area is used, and the high speed circuit operation of the memory is used.

더욱이, 상기 조건에 따르면, 복수개의 BBG는 상기 변동에 대하여 일제히 동작을 시작하기 때문에, 소비전력이 증가될 수 있고 또한 각 BBG에서의 핫 일렉트론의 발생에 기인한 메모리셀의 데이터 파괴가 발생될 수 있다.Furthermore, according to the above conditions, since the plurality of BBGs start to operate in response to the fluctuations, power consumption can be increased and data destruction of the memory cells due to the generation of hot electrons in each BBG can occur. have.

또한, 면적이 큰 칩이 사용될 경우에는, 기판의 용량(C)과 저항(R)이 증가되고, 그에 따라서 시정수가 증가하게 된다. 결과적으로, 전원 투입시 기판의 시정수에 의한 기판전위를 설정하는데 많은 시간이 소요된다. 기판전위가 결정되기 전에 칩이 동작상태로 들어가게 되면, 비정상적인 전위가 기판으로 흐르게 된다. 결과적으로, 기판전위가 상승하게 되고 래치업(latchup)이 발생될 가능성이 있다.In addition, when a chip having a large area is used, the capacitance C and the resistance R of the substrate are increased, thereby increasing the time constant. As a result, it takes a lot of time to set the substrate potential by the time constant of the substrate when the power is turned on. If the chip enters the operating state before the substrate potential is determined, abnormal potential flows to the substrate. As a result, there is a possibility that the substrate potential rises and latchup occurs.

상술한 상기 종래의 제 1 반도체 집적 회로에는 단지 하나의 BBG만이 제공된다. 상기 제 1 회로는 상기 떨어진 영역의 기판전위 또는 웰 전위의 BBG 에 따른 설정치로부터 발생되는 과도적 변동 또는 국소적 변동을 발생한다. 따라서, 회로의 정상적인 동작이 불가능하게 되어, 상기 영역내에서 회로의 오동작이 발생하게되고, 상기 BBG의 동작시에 핫 일렉트론의 발생에 의한 BBG의 근방에서의 메모리셀 내의 데이터의 파괴를 일으킨다.Only one BBG is provided in the above-described conventional first semiconductor integrated circuit. The first circuit generates a transient variation or a local variation resulting from a set point according to the BBG of the substrate potential or well potential of the separated region. Therefore, normal operation of the circuit becomes impossible, and a malfunction of the circuit occurs in the region, and the operation of the BBG causes the destruction of data in the memory cell in the vicinity of the BBG due to the generation of hot electrons.

상기 종래의 제 2 반도체 집적 회로는 복수개의 BBG를 제공함으로써 상기 문제점을 해결한다. 그러나, 칩내에서 상기 기판전위가 공통이기 때문에, 회로동작의 고속화에 수반하여, 상기 BBG가 복수개로 증가하더라도, 회로동작이 활발한 부분, 즉, 구동전류가 큰 부분에서 기판전위의 국소 및 과도 변동이 일어나기 쉽다. 그이유는 대용량의 메모리가 사용되고, 증가된 메모리 면적이 사용되며, 상기 메모리의 고속 회로동작이 사용되기 때문이다. 결국에는 과도 및 국소 변동 발생문제가 해결되지 않는다. 더욱이, 상기 조건에 따르면, 복수개의 BBG는 상기 변동에 대하여 일제히 동작을 시작하기 때문에, 소비전력이 증가될 수 있고 또한 각 BBG에서의 핫 일렉트론의 발생에 기인한 메모리셀의 데이터 파괴가 발생되는 문제점이 있다.The conventional second semiconductor integrated circuit solves the problem by providing a plurality of BBGs. However, since the substrate potential is common in the chip, even with the increase in the circuit operation, even if the BBG increases in plural numbers, the local and transient variations of the substrate potential in a portion where the circuit operation is active, i. Easy to get up This is because a large amount of memory is used, an increased memory area is used, and the high speed circuit operation of the memory is used. Eventually, the problem of transient and local fluctuations is not solved. Furthermore, according to the above conditions, since a plurality of BBGs start to operate in response to the fluctuations, power consumption can be increased, and data destruction of memory cells due to the occurrence of hot electrons in each BBG occurs. There is this.

또한, 면적이 큰 칩이 사용될 경우에는, 기판의 용량(C)과 저항(R)이 증가되고, 그에 따라서 시정수가 증가하게 되는 문제점이 있다. 결과적으로, 전원 투입시 기판의 시정수에 의한 기판전위를 설정하는데 많은 시간이 소요된다. 기판전위가 결정되기 전에 칩이 동작상태로 들어가게 되면, 비정상적인 전위가 기판으로 흐르게 된다. 결과적으로, 기판전위가 상승하게 되고, 그로인해, 래치업(latchup)이 발생될 가능성이 있다.In addition, when a chip having a large area is used, there is a problem in that the capacitance C and the resistance R of the substrate are increased, thereby increasing the time constant. As a result, it takes a lot of time to set the substrate potential by the time constant of the substrate when the power is turned on. If the chip enters the operating state before the substrate potential is determined, abnormal potential flows to the substrate. As a result, the substrate potential rises, whereby a latchup may occur.

도 1 은 일반적인 백 바이어스 발생회로(BBG)의 일예를 나타내는 회로도1 is a circuit diagram illustrating an example of a general back bias generation circuit BBG.

도 2 는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로의 제 1 실시예를 나타내는 레이아웃도2 is a layout diagram showing a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention;

도 3 는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로의 제 2 실시예를 나타내는 레이아웃도3 is a layout diagram showing a second embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로의 제 3 실시예를 나타내는 레이아웃도4 is a layout diagram showing a third embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention;

도 5 는 상기 실시예에 따른 반도체 집적 회로의 웰의 전형적인 구성을 나타내는 단면도5 is a cross-sectional view showing a typical configuration of a well of a semiconductor integrated circuit according to the above embodiment.

상술한 바와 같이, 본 발명의 목적은 기판전위를 안정화하는 동시에 전원투입시 비정상적인 전류의 발생을 억제할 수 있는 반도체 집적 회로를 제공하는데 있다.As described above, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit which can stabilize the substrate potential and at the same time suppress the generation of abnormal current when the power is turned on.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 반도체 집적 회로는 칩에 공급되는 제 1 전원전압과 다른 기판전위를 발생하는 백 바이어스 발생회로와, 그리고 상기 기판전위의 공급을 받아서 상기 기판전위에 유지되고 소정의 회로블록내에 형성된 웰을 구비하고, 상기 백 바이어스 발생회로와 상기 웰이 칩상에 형성되고, 상기 웰은 복수개의 서브웰 또는 복수개의 서브웰 그룹으로 분할되어, 상기 각각의 복수개의 서브웰 또는 복수개의 서브웰 그룹에는 상기 백 바이어스 발생회로가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, the semiconductor integrated circuit receives a back bias generation circuit for generating a substrate potential different from the first power supply voltage supplied to the chip, and the supply of the substrate potential A well held at the substrate potential and formed in a predetermined circuit block, wherein the back bias generation circuit and the well are formed on a chip, and the well is divided into a plurality of subwells or a plurality of subwell groups, respectively, The plurality of subwells or a plurality of subwell groups of are provided with the back bias generation circuit.

본 발명의 상술한 목적과 기타 목적 그리고 새로운 특징이 첨부도면을 참조로한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다. 그러나, 하기의 설명은 단지 이해를 목적으로 한 것이고 본 발명의 사상과 범위내에서 다양한 변형과 수정이 가능하다. 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 2 는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로의 제 1 실시예를 나타내는 레이아웃도이다. 도 2 를 참조하면, 본 실시예의 반도체 집적 회로는 반도체 기판상의 회로 소자의 기판전위를 유지하는 웰이 네 부분으로 분할된 P형 P웰(11-14)과, 상기 각각의 P웰(11-14)을 선택적으로 제어하기 위한 백 바이어스 발생 회로(BBG;21-24)를 구비한다.The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. However, the following description is for the purpose of understanding only and various modifications and variations are possible within the spirit and scope of the invention. With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail. 2 is a layout diagram showing a first embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. Referring to Fig. 2, the semiconductor integrated circuit of this embodiment includes a P-type P well 11-14 in which a well for maintaining a substrate potential of a circuit element on a semiconductor substrate is divided into four parts, and the respective P wells 11- And a back bias generation circuit (BBG) 21-24 for selectively controlling 14).

상기 BBG(21-24)는 도 1 의 BBG와 동일하다. 즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 백 바이어스 발생회로(BBG)는 P형 기판상에 형성된 N채널 MOS 트랜지스터를 구비한다. 상기 백 바이어스 발생 회로(BBG)에는, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 상기 드레인에서 기판전위(VS)를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 소오스는 접지전위에 연결되며, 캐패시터(C1)를 통해 교류의 기판전위 구동신호(S)를 받는 상기 게이트로 구성된 트랜지스터(Q2)가 제공된다.The BBGs 21-24 are the same as the BBGs of FIG. 1. That is, as shown in FIG. 1, the back bias generation circuit BBG includes an N-channel MOS transistor formed on a P-type substrate. A drain and a gate are commonly connected to the back bias generation circuit BBB, a transistor Q1 for outputting a substrate potential VS at the drain, a drain and a gate are commonly connected, and a source is connected to a ground potential. A transistor Q2 is provided, which is connected to the gate and receives the substrate potential driving signal S of alternating current through the capacitor C1.

다음에, 도 2를 참조하여 본 실시예의 동작을 설명한다. P웰(11-14) 내의 회로는 대전류가 흐르는 부분을 포함하고 고속으로 동작하기 때문에 기판 캐리어의 변동이 크다. 먼저, 상기 P웰(11)은 대전류가 흐르고 고속으로 동작하는 부분이 완전히 동작한다. 다른 P웰(12-14)에 있어서는, 대전류가 흐르고 고속으로 동작하는 부분이 대부분 동작하지 않는다. 이 경우에, 상기 P웰(11)의 기판 전위를 공급하는 BBG21 의 기판전위 구동신호(S1)의 주파수를 상승시키고, 기판전위(VS1)의 전류공급능력을 상승시켜, P웰(11)내에서 기판전위(웰 전위)의 변동을 억제한다. 상기 P웰(12-14)에서는 내부전류의 동작에 따른 웰 전위의 변동이 없기 때문에, 상기 각각의 BBG(22-24)가 상기 기판전위 구동신호(S2-S4)의 주파수를 강하시키고 각각의 웰 전위(VS2-VS4)를 저하시키는 사실에 의하여 상기 BBG(22-24)의 소비전류가 억제된다. 또한, 상기 P웰(12-14)내에서 회로동작이 없고, 상기 웰 전위내에 이상이 발생되지 않을 경우에, 각각의 BBG(22-24)의 기판전위 구동신호(S2-S4)를 중단하고 동작을 정지해도 된다.Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The circuit in the P wells 11-14 includes a portion in which a large current flows and operates at a high speed, so the variation of the substrate carrier is large. First, the P well 11 is a portion in which a large current flows and operates at a high speed. In the other P wells 12-14, a portion in which a large current flows and operates at a high speed does not operate. In this case, the frequency of the substrate potential drive signal S1 of the BBG21 which supplies the substrate potential of the P well 11 is increased, the current supply capability of the substrate potential VS1 is increased, and the inside of the P well 11 is increased. This suppresses variations in substrate potential (well potential). In the P well 12-14, since there is no change in the well potential according to the operation of the internal current, the respective BBGs 22-24 drop the frequency of the substrate potential driving signals S2-S4, respectively. The current consumption of the BBG 22-24 is suppressed by the fact of lowering the well potentials VS2-VS4. Further, when there is no circuit operation in the P well 12-14 and no abnormality occurs in the well potential, the substrate potential driving signals S2-S4 of the respective BBGs 22-24 are stopped. You may stop the operation.

또한, 이 실시예에서, 상기 웰을 복수개의 작은 웰로 분할하였기 때문에 한 개의 BBG가 분담하는 회로영역의 캐패시턴스(C)와 저항(R)은 작아질 수 있다. 그 결과, 시정수가 감소하게 되어, 전원투입시 웰 전위의 설정이 신속하게 실행될 수 있다. 이는 전원투입시 이상전류를 방지할 수 있게 한다.Also, in this embodiment, since the well is divided into a plurality of small wells, the capacitance C and the resistance R of the circuit area shared by one BBG can be reduced. As a result, the time constant is reduced, so that the setting of the well potential at the time of power supply can be performed quickly. This makes it possible to prevent abnormal current when the power is turned on.

도 3 은 본 발명에 따른 반도체 집적 회로의 제 2 실시예를 나타내는 레이아웃도이다. 도 3에서 도 2 와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 사용하였다. 이 실시예의 반도체 집적 회로는 반도체 기판상의 회로소자의 기판전위를 유지하기 위한 웰이 네 부분으로 분할된 P형 P웰(11-14)을 구비한다.3 is a layout showing a second embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals are used for the same components as in FIG. 2. The semiconductor integrated circuit of this embodiment includes a P-type P well 11-14 in which the wells for maintaining the substrate potential of the circuit elements on the semiconductor substrate are divided into four parts.

BBG(21A,23A)는 도 1 의 BBG와 동일하다. 즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, P형 기판상에 형성된 N채널 MOS 트랜지스터로 구성된 백 바이어스 발생회로(BBG)이다. 상기 백 바이어스 발생 회로(BBG)에는, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 상기 드레인에서 기판전위(VS)를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 소오스는 접지전위에 연결되며, 캐패시터(C1)를 통해 교류의 기판전위 구동신호(S)를 받는 상기 게이트로 구성된 트랜지스터(Q2)가 제공된다. 제 1 실시예와 제 2 실시예의 차이점은 두 개의 P웰 세트(11 및 12, 13 및 14)에 각각 BBG(21A)와 BBG(23A)가 제공된다는 점이다.BBG 21A, 23A is the same as BBG of FIG. That is, as shown in Fig. 1, it is a back bias generation circuit BBB composed of N-channel MOS transistors formed on a P-type substrate. A drain and a gate are commonly connected to the back bias generation circuit BBB, a transistor Q1 for outputting a substrate potential VS at the drain, a drain and a gate are commonly connected, and a source is connected to a ground potential. A transistor Q2 is provided, which is connected to the gate and receives the substrate potential driving signal S of alternating current through the capacitor C1. The difference between the first and second embodiments is that two P well sets 11 and 12, 13 and 14 are provided with BBG 21A and BBG 23A, respectively.

상기 각각의 BBG(21A,23A)의 전류구동능력은 제 1 실시예의 BBG(21,23)의 전류구동능력보다 크도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the current driving capability of each of the BBGs 21A and 23A is larger than the current driving capability of the BBGs 21 and 23 of the first embodiment.

본 실시예는, 예컨대, 상기 P웰(11) 또는 P웰(13)이 동작할 때 상기 P웰(12) 또는 P웰(14)내의 회로가 휴지하게 되는 경우에 유용하다.This embodiment is useful, for example, when the circuitry in the P well 12 or P well 14 is idle when the P well 11 or P well 13 is operating.

도 4 는 본 발명에 따른 반도체 집적 회로의 제 3 실시예를 나타내는 레이아웃도이다. 도 4에서 도 2 와 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 사용하였다. 본 실시예의 반도체 집적 회로는 P형 P웰(11A,12A)을 구비한다.4 is a layout diagram showing a third embodiment of the semiconductor integrated circuit according to the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals are used for the same components as in FIG. 2. The semiconductor integrated circuit of this embodiment includes P-type P wells 11A and 12A.

BBG(21B-24B)는 도 1 의 BBG와 동일하다. 즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, P형 기판상에 형성된 N채널 MOS 트랜지스터로 구성된 백 바이어스 발생회로(BBG)이다. 상기 백 바이어스 발생 회로(BBG)에는, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 상기 드레인에서 기판전위(VS)를 출력하는 트랜지스터(Q1)와, 드레인과 게이트가 공통으로 연결되고, 소오스는 접지전위에 연결되며, 캐패시터(C1)를 통해 교류의 기판전위 구동신호(S)를 받는 상기 게이트로 구성된 트랜지스터(Q2)가 제공된다. 제 1 실시예와 제 3 실시예의 차이점은 두 개의 P웰(11A,12A)에 각각 두 개의 BBG(21B,22B)와 두 개의 BBG(23B,24B)가 제공된다는 점이다. 하나의 웰 전위는 두 개의 BBG에 의해 설정된다.BBG 21B-24B is the same as BBG of FIG. That is, as shown in Fig. 1, it is a back bias generation circuit BBB composed of N-channel MOS transistors formed on a P-type substrate. A drain and a gate are commonly connected to the back bias generation circuit BBB, a transistor Q1 for outputting a substrate potential VS at the drain, a drain and a gate are commonly connected, and a source is connected to a ground potential. A transistor Q2 is provided, which is connected to the gate and receives the substrate potential driving signal S of alternating current through the capacitor C1. The difference between the first embodiment and the third embodiment is that two PBs 11A and 12A are provided with two BBGs 21B and 22B and two BBGs 23B and 24B, respectively. One well potential is set by two BBGs.

또 다른 경우에, 상기 웰 분할 방법 또는 BBG의 개수에 관하여는, 예컨대, 상기 웰이 8개로 분할되고, 8개의 BBG가 각각 제공되는 임의의 경우에서도 본 발명이 실현될 수 있다.In another case, the present invention may be realized in any case in which, for example, the well is divided into eight and eight BBGs are provided with respect to the number of the well dividing methods or the number of BBGs.

도 5 는 상기 실시예에 따른 반도체 집적 회로의 웰의 전형적인 구성을 나타내는 단면도이다. 도 5를 참조하여 상기 웰 제조 방법을 설명한다. 먼저, 포토마스크를 이용하여 인을 주입하고 열확산시키는 방식으로 리트로그레이드 N웰(1)을 형성한다. 다음에 웨이퍼 전면에 보론을 이온주입하고, 또 다른 포토마스크를 사용하여 인을 주입하여 N웰(3,5)을 형성한다. 이 때에, 인이 주입되지 않은 영역에는 P웰(2,4,6)이 형성된다. 여기에서, 상기 P웰(4)의 저면은 상기 리트로그레이드 N웰(1)에 의해 분리되고, 상기 P웰(4)의 주변부는 상기 N웰(3,5)에 의해 둘러싸여져서, 상기 P웰은 상기 기판으로부터 독립되어 분리된다.5 is a cross-sectional view showing a typical configuration of a well of a semiconductor integrated circuit according to the embodiment. The well manufacturing method will be described with reference to FIG. 5. First, the retrode N well 1 is formed by implanting phosphorus and thermal diffusion using a photomask. Next, boron is implanted into the entire surface of the wafer and phosphorus is implanted using another photomask to form N wells 3 and 5. At this time, P wells 2, 4, and 6 are formed in regions where phosphorus is not implanted. Here, the bottom surface of the P well 4 is separated by the retrolled N well 1, and the periphery of the P well 4 is surrounded by the N wells 3 and 5, so that the P well Is independently separated from the substrate.

복수개의 상기 P웰(4)을 칩내에 상술한 P웰(11-14)등의 방식으로 배열하면, 도 2 내지 도 4 에 도시된 평면 패턴이 완성된다.When the plurality of P wells 4 are arranged in a chip in a manner such as the P wells 11-14 described above, the planar pattern shown in FIGS. 2 to 4 is completed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 집적 회로에서는, 각각 백 바이어스 회로(BBG)를 구비하는 복수개의 서브웰 또는 복수개의 서브웰 그룹으로 분할된다. 각각의 독립적인 BBG를 선택적으로 동작시키는 것에 의해, 동작회로를 포함하는 웰 내만의 BBG의 전류구동능력을 증가시키고 비동작회로를 포함하는 웰 내의 BBG의 전류구동능력을 감소시킴으로써, 각각의 웰 내의 전위를 안정화시키는 것과 동시에 소비전력을 줄이는 효과가 있다.As described above, in the semiconductor integrated circuit of the present invention, it is divided into a plurality of subwells or a plurality of subwell groups each having a back bias circuit BBG. By selectively operating each independent BBG, thereby increasing the current driving capability of the BBG only within the well containing the operation circuit and reducing the current driving capability of the BBG in the well including the non-operating circuitry, thereby It has the effect of stabilizing the potential and at the same time reducing the power consumption.

또한, 상기 웰이 작은 웰로 분할되기 때문에, 각각의 상기 분할된 웰의 웰 전위 전달시 시정수를 감소시킬 수 있다. 전원투입시 상기 웰 전위를 설정하는 시간을 단축시킬 수 있기 때문에, 상기 웰의 이상전류 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the well is divided into small wells, it is possible to reduce the time constant in the well potential transfer of each of the divided wells. Since the time for setting the well potential at the time of power supply can be shortened, there is an effect that the occurrence of abnormal current in the well can be suppressed.

특정한 어구를 사용하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 그것은 단지 설명을 위한것이고, 청구범위의 사상과 범위내에서 다양한 변형과 수정이 가능하다.While the preferred embodiments of the present invention have been described using specific phrases, it is for illustrative purposes only and various modifications and changes are possible within the spirit and scope of the claims.

Claims (6)

반도체 집적 회로에 있어서,In a semiconductor integrated circuit, 칩에 공급되는 제 1 전원전압과 다른 기판전위를 발생하는 백 바이어스 발생회로와, 그리고A back bias generation circuit for generating a substrate potential different from the first power supply voltage supplied to the chip; and 상기 기판전위의 공급을 받아서 상기 기판전위에 유지되고 소정의 회로블록내에 형성된 웰을 구비하고,A well received at the substrate potential and held at the substrate potential and formed in a predetermined circuit block, 상기 백 바이어스 발생회로와 상기 웰이 칩상에 형성되고, 상기 웰은 복수개의 서브웰 또는 복수개의 서브웰 그룹으로 분할되어, 상기 각각의 복수개의 서브웰 또는 복수개의 서브웰 그룹에는 상기 백 바이어스 발생회로가 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.The back bias generation circuit and the well are formed on a chip, and the well is divided into a plurality of subwells or a plurality of subwell groups, and the back bias generation circuit is included in each of the plurality of subwells or a plurality of subwell groups. Semiconductor integrated circuits are provided. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 서브웰에는 한 개의 상기 백 바이어스 발생회로가 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.2. The semiconductor integrated circuit of claim 1, wherein each of said subwells is provided with one said back bias generation circuit. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 서브웰에는 두 개 이상의 상기 백 바이어스 발생회로가 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.2. The semiconductor integrated circuit of claim 1, wherein each of said subwells is provided with at least two said back bias generation circuits. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 서브웰 그룹은 두 개 이상의 상기 서브웰로 구성되고, 한 개 이상의 상기 백 바이어스 발생회로가 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein each subwell group consists of two or more said subwells, and one or more said back bias generation circuits are provided. 제 1 항에 있어서, 복수개의 상기 백 바이어스 발생회로의 각각의 기판전위의 공급능력은 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the supply capability of each substrate potential of the plurality of back bias generation circuits is independently controlled. 제 5 항에 있어서, 복수개의 상기 백 바이어스 발생회로는, 제 1 도전형 반도체 기판상에 형성되고. 드레인 및 게이트가 공통으로 연결되며, 상기 드레인에서 상기 기판전위를 출력하는 제 2 도전형의 제 1 트랜지스터와, 그리고 드레인 및 게이트가 공통으로 연결되고, 상기 드레인이 상기 제 1 트랜지스터의 소오스와 연결되며, 소오스가 제 2 전원전위에 연결되고, 상기 게이트가 캐패시터를 통해 교류의 기판전위 공급신호를 받는 제 2 도전형 제 2 트랜지스터를 구비하고, 상기 반도체 집적 회로는 상기 기판전위 구동신호의 주파수를 가변하여 상기 기판전위의 공급능력 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.6. The plurality of back bias generation circuits are formed on a first conductivity type semiconductor substrate. A drain and a gate are connected in common, a first transistor of a second conductivity type that outputs the substrate potential at the drain, and a drain and a gate are connected in common, and the drain is connected to a source of the first transistor. And a second conductive type second transistor having a source connected to a second power potential, and the gate receiving a substrate potential supply signal of an alternating current through a capacitor, wherein the semiconductor integrated circuit varies a frequency of the substrate potential driving signal. And controlling the supply capability of the substrate potential.
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