KR102533244B1 - Power gate switching system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 장치는 제 1 방향으로 연장하는 가상 전원 라인, 상기 제 1 방향으로 연장하는 N-웰, 상기 N-웰에 배치되는 제 1 파워 게이트 셀, 상기 N-웰에 배치되는 제 2 파워 게이트 셀, 그리고 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 사이의 상기 N-웰에 배치되는 제 3 파워 게이트 셀을 포함할 수 있다. 상기 가상 전원 라인과 상기 N-웰은 행에 배치될 수 있으며, 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들은 제 1 타입의 셀들일 수 있으며, 상기 제 3 파워 게이트 셀은 상기 제 1 타입의 셀들과 다른 제 2 타입의 셀일 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a virtual power line extending in a first direction, an N-well extending in the first direction, a first power gate cell disposed in the N-well, and disposed in the N-well. and a third power gate cell disposed in the N-well between the first and second power gate cells. The virtual power line and the N-well may be disposed in a row, the first and second power gate cells may be cells of a first type, and the third power gate cell may be cells of a first type. It may be a cell of a second type different from

Figure R1020160107890
Figure R1020160107890

Description

파워 게이트 스위칭 시스템{POWER GATE SWITCHING SYSTEM}Power gate switching system {POWER GATE SWITCHING SYSTEM}

본 발명은 스탠다드 셀에 가상 전압을 공급하기 위한 파워 게이트 스위칭 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power gate switching system for supplying a virtual voltage to a standard cell.

반도체 장치를 구성하는 스탠다드 셀들을 구동시키기 위해 반도체 장치 외부로부터 공급되는 전원 전압은, 일반적으로 파워 게이트 스위치를 통하여 스탠다드 셀로 공급된다. 이때, 파워 게이트 스위치로부터 출력되는 전압은 가상 전압(Virtual voltage)으로 불리기도 한다. 반도체 장치를 안정적으로 구동하기 위해서는 각각의 스탠다드 셀들로 충분한 가상 전압이 공급되어야 한다. 특히, 파워 게이트 스위치와 비교적 멀리 떨어진 곳에서는 전압 강하가 상대적으로 크게 일어난다. 즉, 이러한 장소에 배치된 스탠다드 셀에는 가상 전압이 충분히 공급되지 못하고, 그 결과, 스탠다드 셀이 정상적으로 구동되지 않는 결과가 초래된다. 따라서, 스탠다드 셀들에 충분한 가상 전압을 공급할 뿐만 아니라, 면적 효율성(area effectiveness)을 향상시킬 수 있는 파워 게이트 스위치를 설계하는 것은 매우 중요하다.A power supply voltage supplied from the outside of the semiconductor device to drive standard cells constituting the semiconductor device is generally supplied to the standard cells through a power gate switch. At this time, the voltage output from the power gate switch is also referred to as a virtual voltage. In order to stably drive a semiconductor device, sufficient virtual voltage must be supplied to each standard cell. In particular, a relatively large voltage drop occurs at a location relatively far from the power gate switch. That is, the virtual voltage is not sufficiently supplied to the standard cells disposed in such places, and as a result, the standard cells are not normally driven. Therefore, it is very important to design a power gate switch capable of improving area effectiveness as well as supplying sufficient virtual voltage to standard cells.

본 발명의 기술적 사상은 반도체 장치의 레이아웃에서 전압 강하가 큰 영역에 가상 전압을 효율적으로 공급할 수 있는 파워 게이트 스위칭 시스템을 제공한다.The technical idea of the present invention is to provide a power gate switching system capable of efficiently supplying a virtual voltage to a region with a large voltage drop in a layout of a semiconductor device.

본 발명의 기술적 사상은 개선된 면적 효율성을 갖는 파워 게이트 스위칭 시스템을 제공한다.The technical idea of the present invention provides a power gate switching system with improved area efficiency.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 장치는 제 1 방향으로 연장하는 가상 전원 라인, 상기 제 1 방향으로 연장하는 N-웰, 상기 N-웰에 배치되는 제 1 파워 게이트 셀, 상기 N-웰에 배치되는 제 2 파워 게이트 셀, 그리고 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 사이의 상기 N-웰에 배치되는 제 3 파워 게이트 셀을 포함할 수 있다. 상기 가상 전원 라인과 상기 N-웰은 행에 배치될 수 있고, 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들은 제 1 타입의 셀들일 수 있고, 상기 제 3 파워 게이트 셀은 상기 제 1 타입의 셀들과 다른 제 2 타입의 셀일 수 있다.A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a virtual power line extending in a first direction, an N-well extending in the first direction, a first power gate cell disposed in the N-well, and disposed in the N-well. and a third power gate cell disposed in the N-well between the first and second power gate cells. The virtual power line and the N-well may be disposed in a row, the first and second power gate cells may be cells of a first type, and the third power gate cell may be cells of a first type. It may be a cell of a second type different from

본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템은 제 1 방향으로 연장하는 제 1 가상 전원 라인, 상기 제 1 가상 전원 라인에 연결되는 제 1 파워 게이트 셀, 상기 제 1 가상 전원 라인에 연결되는 제 2 파워 게이트 셀, 그리고 상기 제 1 가상 전원 라인에 연결되고 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 사이에 배치되는 제 3 파워 게이트 셀을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 각각은 적어도 하나의 탭을 포함할 수 있고, 상기 제 3 파워 게이트 셀은 탭을 포함하지 않을 수 있다. 상기 제 1 내지 상기 제 3 파워 게이트 셀들, 그리고 상기 제 1 가상 전원 라인은 제 1 행에 배치될 수 있다.A power gate switching system according to an embodiment of the present invention includes a first virtual power line extending in a first direction, a first power gate cell connected to the first virtual power line, and a second power gate cell connected to the first virtual power line. A power gate cell, and a third power gate cell connected to the first virtual power line and disposed between the first and second power gate cells. Each of the first and second power gate cells may include at least one tap, and the third power gate cell may not include a tap. The first to third power gate cells and the first virtual power line may be arranged in a first row.

본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템은 제 1 가상 전원 라인, 제 1 파워 게이트 셀, 및 제 2 파워 게이트 셀을 포함하는 제 1 행, 그리고 제 2 가상 전원 라인, 제 3 파워 게이트 셀, 및 제 4 파워 게이트 셀을 포함하는 제 2 행을 포함할 수 있다. 상기 제 1 파워 게이트 셀은 제 1 및 제 2 확산 영역들 사이에 배치되는 제 2 게이트 전극, 및 적어도 하나의 탭을 포함하고, 상기 제 2 파워 게이트 셀은 제 3 및 제 4 확산 영역들 사이에 배치되는 제 2 게이트 전극을 포함하되 탭을 포함하지 않을 수 있다. 상기 제 3 파워 게이트 셀은 제 5 및 제 6 확산 영역들 사이에 배치되는 제 3 게이트 전극, 및 적어도 하나의 탭을 포함하고, 상기 제 4 파워 게이트 셀은 제 7 및 제 8 확산 영역들 사이에 배치되는 제 4 게이트 전극을 포함하되 탭을 포함하지 않을 수 있다. 상기 제 4 파워 게이트 셀은 상기 제 2 파워 게이트 셀과 연결될 수 있다.A power gate switching system according to an embodiment of the present invention includes a first row including a first virtual power line, first power gate cells, and second power gate cells, and second virtual power lines, third power gate cells, and a second row including a fourth power gate cell. The first power gate cell includes a second gate electrode disposed between first and second diffusion regions and at least one tab, the second power gate cell between third and fourth diffusion regions. The disposed second gate electrode may be included but may not include a tab. The third power gate cell includes a third gate electrode disposed between fifth and sixth diffusion regions and at least one tab, and the fourth power gate cell is between seventh and eighth diffusion regions. A fourth gate electrode may be disposed but may not include a tab. The fourth power gate cell may be connected to the second power gate cell.

본 발명의 실시 예에 따르면, 반도체 장치의 레이아웃에서 전압 강하가 큰 영역에 가상 전압을 효율적으로 공급할 수 있는 파워 게이트 스위칭 시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a power gate switching system capable of efficiently supplying a virtual voltage to a region in which a voltage drop is large in a layout of a semiconductor device may be provided.

본 발명실시 예에 따르면, 개선된 면적 효율성(area effectiveness)을 갖는 파워 게이트 스위칭 시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a power gate switching system having improved area effectiveness.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 A-A' 선에 따른 또 다른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 B-B' 선에 따른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 8의 B-B' 선에 따른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 11은 도 10의 B-B' 선에 따른 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 13은 도 12의 B-B' 선에 따른 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다.
도 17a는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 17b는 도 17a의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 17c는 도 17a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 18a는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 18b는 도 18a의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 18c는 도 18a의 B-B'에 따른 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다.
1 is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 1 .
FIG. 3 is another cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 1 .
4 is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA′ of FIG. 4 .
6 is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 6 .
8 is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 8 .
10 is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view along line BB′ of FIG. 10 .
12 is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 12 .
14 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
15 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
16 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
17A is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 17B is a sectional view taken along A-A' of Fig. 17A.
Fig. 17c is a sectional view taken along line BB' of Fig. 17a;
18A is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 18B is a sectional view taken along A-A' of Fig. 18A.
Fig. 18C is a sectional view taken along line BB' of Fig. 18A;
19 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.

아래에서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 통상의 기술자)들이 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 설명될 것이다.In the following, embodiments of the present invention will be described clearly and in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art (hereinafter, those skilled in the art) can easily practice the present invention. will be explained

도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템(power gate switching system)(100)을 보여주는 평면도이다. 도 2는 도 1의 A-A' 선에 따른 단면도이다.1 is a plan view showing a power gate switching system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 파워 게이트 스위칭 시스템(100)은 P형 기판(P-sub), P형 기판에 형성되는 N웰(N-well), N웰에 형성되는 제 1 확산 영역(101), 제 2 확산 영역(102), 제 3 확산 영역(103), 제 4 확산 영역(104), 제 5 확산 영역(105), 제 6 확산 영역(106), 제 1 확산 영역(101)과 제 2 확산 영역(102) 사이의 N웰 상에 형성되는 제 1 게이트 전극(G1), 제 3 확산 영역(103)과 제 4 확산 영역(104) 사이의 N웰 상에 형성되는 제 2 게이트 전극(G2), 제 5 확산 영역(105)과 제 6 확산 영역(106) 사이의 N웰 상에 형성되는 제 3 게이트 전극(G3), N웰에 제 1 확산 영역(101)과 인접하여 형성되는 제 1 P-탭(P-tab1), N웰에 제 2 확산 영역(102)과 인접하여 형성되는 제 2 P-탭(P-tab2), N웰에 제 3 확산 영역(103)과 인접하여 형성되는 제 3 P-탭(P-tab3), 그리고 N웰에 제 4 확산 영역(104)과 인접하여 형성되는 제 4 P-탭(P-tab4)을 포함할 수 있다.1 and 2, the power gate switching system 100 includes a P-type substrate (P-sub), an N-well formed on the P-type substrate, and a first diffusion region formed on the N-well ( 101), the second diffusion region 102, the third diffusion region 103, the fourth diffusion region 104, the fifth diffusion region 105, the sixth diffusion region 106, and the first diffusion region 101 and a first gate electrode G1 formed on the N well between the second diffusion region 102 and a second gate formed on the N well between the third diffusion region 103 and the fourth diffusion region 104. Electrode G2, a third gate electrode G3 formed on the N well between the fifth diffusion region 105 and the sixth diffusion region 106, and formed adjacent to the first diffusion region 101 in the N well a first P-tap (P-tab1), a second P-tap (P-tab2) formed adjacent to the second diffusion region 102 in the N well, and adjacent to the third diffusion region 103 in the N well. and a fourth P-tap P-tab4 formed adjacent to the fourth diffusion region 104 in the N well.

N웰이 제 1 방향(D1)을 따라 연장하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, N웰은 N형 불순물로 도핑된 영역일 수 있다.An N well may be formed to extend along the first direction D1. For example, the N well may be a region doped with N-type impurities.

제 1 확산 영역(101) 내지 제 6 확산 영역(106)이 N웰에 제 1 방향(D1)을 따라 형성될 수 있다. 제 1 확산 영역(101)과 제 2 확산 영역(102)은 그 위에 제 1 게이트 전극(G1)이 배치될 수 있도록 이격되어 형성될 수 있다. 제 3 확산 영역(103)과 제 4 확산 영역(104)은 그 위에 제 2 게이트 전극(G2)이 배치될 수 있도록 이격되어 형성될 수 있다. 제 5 확산 영역(105)과 제 6 확산 영역(106)은 제 2 확산 영역(102)과 제 3 확산 영역(103) 사이에 형성될 수 있다. 그리고, 제 5 확산 영역(105)과 제 6 확산 영역(106)은 그 위에 제 3 게이트 전극(G3)이 배치될 수 있도록 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 확산 영역(101) 내지 제 6 확산 영역(106)은 P형 불순물로 도핑될 수 있다.The first diffusion region 101 to the sixth diffusion region 106 may be formed along the first direction D1 in the N well. The first diffusion region 101 and the second diffusion region 102 may be spaced apart from each other so that the first gate electrode G1 may be disposed thereon. The third diffusion region 103 and the fourth diffusion region 104 may be spaced apart from each other so that the second gate electrode G2 may be disposed thereon. The fifth diffusion region 105 and the sixth diffusion region 106 may be formed between the second diffusion region 102 and the third diffusion region 103 . Also, the fifth diffusion region 105 and the sixth diffusion region 106 may be spaced apart from each other so that the third gate electrode G3 may be disposed thereon. For example, the first diffusion region 101 to the sixth diffusion region 106 may be doped with P-type impurities.

예를 들어, 제 5 확산 영역(105) 및 제 6 확산 영역(106) 각각의 사이즈는 제 1 확산 영역(101) 내지 제 4 확산 영역(104) 각각의 사이즈보다 작을 수 있다. 그리고, 제 3 게이트 전극(G3)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 두께)는 제 1 게이트 전극(G1) 또는 제 2 게이트 전극(G2)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 두께)보다 작을 수 있다.For example, the size of each of the fifth diffusion region 105 and the sixth diffusion region 106 may be smaller than that of each of the first diffusion region 101 to the fourth diffusion region 104 . The size (eg, thickness in the direction D1) of the third gate electrode G3 is the size (eg, thickness in the direction D1) of the first gate electrode G1 or the second gate electrode G2. ) can be smaller than

제 1 확산 영역(101)에 전원 전압(VDD)이 공급될 수 있다. 그리고, 제 1 게이트 전극(G1)으로 인가된 게이트 전압(Gate_CTRL)에 따라 제 1 확산 영역(101)과 제 2 확산 영역(102) 사이에 제 1 채널(미도시)이 형성되면, 제 1 확산 영역(101)으로 인가된 전원 전압(VDD)은 제 1 채널(미도시)과 제 2 확산 영역(102)을 통하여 가상 전원 전압(Virtual_VDD)의 형태로 출력될 수 있다. 가상 전원 전압(Virtual_VDD)은 논리 회로를 구성하기 위한 스탠다드 셀(미도시)에 제공될 수 있다.A power voltage V DD may be supplied to the first diffusion region 101 . When a first channel (not shown) is formed between the first diffusion region 101 and the second diffusion region 102 according to the gate voltage Gate_CTRL applied to the first gate electrode G1, the first diffusion The power supply voltage (V DD ) applied to the region 101 may be output in the form of a virtual power voltage (Virtual_V DD ) through the first channel (not shown) and the second diffusion region 102 . The virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) may be provided to a standard cell (not shown) for constituting a logic circuit.

제 3 확산 영역(103)에 전원 전압(VDD)이 공급될 수 있다. 그리고, 제 2 게이트 전극(G2)으로 인가된 게이트 전압(Gate_CTRL)에 따라 제 3 확산 영역(103)과 제 4 확산 영역(104) 사이에 제 2 채널(미도시)이 형성되면, 제 4 확산 영역(104)으로 인가된 전원 전압(VDD)은 제 2 채널(미도시)과 제 4 확산 영역(104)을 통하여 가상 전원 전압(Virtual_VDD)의 형태로 출력될 수 있다. 가상 전원 전압(Virtual_VDD)은 논리 회로를 구성하기 위한 스탠다드 셀(미도시)에 제공될 수 있다.A power supply voltage (V DD ) may be supplied to the third diffusion region 103 . When a second channel (not shown) is formed between the third diffusion region 103 and the fourth diffusion region 104 according to the gate voltage Gate_CTRL applied to the second gate electrode G2, the fourth diffusion region The power voltage V DD applied to the region 104 may be output in the form of a virtual power voltage Virtual_V DD through a second channel (not shown) and the fourth diffusion region 104 . The virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) may be provided to a standard cell (not shown) for constituting a logic circuit.

제 5 확산 영역(105)에도 전원 전압(VDD)이 공급될 수 있다. 그리고, 제 3 게이트 전극(G3)으로 인가된 게이트 전압(Gate_CTRL)에 따라 제 5 확산 영역(105)과 제 6 확산 영역(106) 사이에 제 3 채널(미도시)이 형성되면, 제 5 확산 영역(105)으로 인가된 전원 전압(VDD)은 제 3 채널(미도시)과 제 6 확산 영역(106)을 통하여 가상 전원 전압(Virtual_VDD)의 형태로 출력될 수 있다. 가상 전원 전압(Virtual_VDD)은 논리 회로를 구성하기 위한 스탠다드 셀(미도시)에 제공될 수 있다.The power voltage V DD may also be supplied to the fifth diffusion region 105 . When a third channel (not shown) is formed between the fifth diffusion region 105 and the sixth diffusion region 106 according to the gate voltage Gate_CTRL applied to the third gate electrode G3, the fifth diffusion region The power voltage V DD applied to the region 105 may be output in the form of a virtual power voltage Virtual_V DD through a third channel (not shown) and the sixth diffusion region 106 . The virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) may be provided to a standard cell (not shown) for constituting a logic circuit.

비록 도면에는 도시되지 않았으나, 제 1 게이트 전극(G1)과 N웰 사이, 제 2 게이트 전극(G2)과 N웰 사이, 그리고 제 3 게이트 전극(G3)과 N웰 사이에는 절연막이 형성될 수 있다.Although not shown in the drawing, an insulating film may be formed between the first gate electrode G1 and the N well, between the second gate electrode G2 and the N well, and between the third gate electrode G3 and the N well. .

제 1 P-탭(P-tab1)과 제 2 P-탭(P-tab2)은 각각 제 1 확산 영역(101)과 제 2 확산 영역(102)에 인접하여 형성될 수 있다. 제 3 P-탭(P-tab3)과 제 4 P-탭(P-tab4)은 각각 제 3 확산 영역(103)과 제 4 확산 영역(104)에 인접하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 N형 불순물로 도핑된 영역일 수 있다. 예를 들어, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)의 도핑 농도는 N웰의 도핑 농도와 다를 수 있다. 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 배치될 수 있다. 그리고, 비록 도면에는 제 1 P-탭(P-tab1)이 제 1 확산 영역(101)에 직접 접하지 않는 것으로 도시되었으나, 제 1 P-탭(P-tab1)은 제 1 확산 영역(101) 직접 인접하여 형성될 수 있다. 제 2 P-탭(P-tab2) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)도 마찬가지이다.The first P-tap P-tab1 and the second P-tab P-tab2 may be formed adjacent to the first diffusion region 101 and the second diffusion region 102 , respectively. The third P-tap P-tab3 and the fourth P-tab P-tab4 may be formed adjacent to the third diffusion region 103 and the fourth diffusion region 104 , respectively. For example, the first P-tap P-tab1 to the fourth P-tab P-tab4 may be regions doped with N-type impurities. For example, the doping concentration of the first P-tab (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4) may be different from that of the N well. The first P-tap P-tab1 to the fourth P-tab P-tab4 may be disposed to extend in the second direction D2. And, although the drawing shows that the first P-tap (P-tab1) does not directly contact the first diffusion region 101, the first P-tap (P-tab1) is the first diffusion region 101. It can be formed directly adjacent. The same applies to the second P-tap (P-tab2) to the fourth P-tap (P-tab4).

제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)에는 바이어스 전압(Vbias)이 인가될 수 있다. 바이어스 전압(Vbias)은 파워 게이트 스위칭 시스템(100)에서 발생할 수 있는 래치-업(latch-up) 현상을 방지할 수 있다. 비록 도면에는, 별도의 바이어스 전압(Vbias)이 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)에 인가되는 것으로 도시되었으나, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)에 바이어스 전압(Vbias)을 대신하여 전원 전압(VDD)이 인가될 수도 있다.A bias voltage Vbias may be applied to the first P-tap P-tab1 to the fourth P-tab P-tab4 . The bias voltage Vbias may prevent a latch-up phenomenon that may occur in the power gate switching system 100 . Although the figure shows that a separate bias voltage (Vbias) is applied to the first P-tap (P-tab1) to the fourth P-tap (P-tab4), the first P-tap (P-tab1) Instead of the bias voltage Vbias, the power supply voltage V DD may be applied to the through fourth P-tap P-tab4 .

제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리는 N웰의 도핑 농도에 따라 결정될 수 있다. 즉, 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리는 파워 게이트 스위칭 시스템(100)에 래치-업 현상이 발생하지 않도록 하는 적절한 거리일 수 있다. 예를 들어, 이들 탭들 사이의 거리는 10㎚ 공정에서 대략 50㎛ 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 만일 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리가 임계 거리(예를 들어, 래치-업을 방지할 수 있는 거리)를 초과한다면, 제 5 확산 영역(105) 또는 제 6 확산 영역(106) 부근에 추가적인 P-tab(미도시)이 제공될 수 있다. 한편, 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리가 래치-업을 발생시키지 않도록 하는 거리일지라도, 제 2 확산 영역(102)과 제 3 확산 영역(103) 사이의 어느 지점에 배치될 스탠다드 셀(미도시)에 공급될 전원 전압(VDD)은 부족할 수 있다. 따라서, 추가적인 P-tab의 제공 없이, 제 5 확산 영역(105), 제 6 확산 영역(106), 및 제 3 게이트 전극(G3)을 제공함으로써, 제 2 확산 영역(102)과 제 3 확산 영역(103) 사이의 어느 지점에 배치될 스탠다드 셀(미도시)에 전원 전압(VDD)을 안정적으로 공급할 수 있다.A distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tab (P-tab3) may be determined according to the doping concentration of the N well. That is, the distance between the second P-tap P-tab2 and the third P-tab P-tab3 may be an appropriate distance to prevent a latch-up phenomenon from occurring in the power gate switching system 100 . For example, the distance between these tabs may be about 50 μm in a 10 nm process, but is not limited thereto. If the distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tap (P-tab3) exceeds a threshold distance (eg, a distance capable of preventing latch-up), the fifth diffusion An additional P-tab (not shown) may be provided near region 105 or sixth diffusion region 106 . Meanwhile, even if the distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tap (P-tab3) is such that a latch-up does not occur, the second diffusion region 102 and the third diffusion region 102 A power supply voltage (V DD ) to be supplied to a standard cell (not shown) disposed at any point between (103) may be insufficient. Accordingly, the second diffusion region 102 and the third diffusion region are formed by providing the fifth diffusion region 105, the sixth diffusion region 106, and the third gate electrode G3 without providing an additional P-tab. The power supply voltage (V DD ) can be stably supplied to a standard cell (not shown) to be disposed at any point between (103).

계속하여, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 3 게이트 전극(G3) 사이의 거리(예를 들어, s1)는 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리(예를 들어, s2)의 1/2인 것으로 도시되었다. 그러나, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 3 게이트 전극(G3) 사이의 거리(예를 들어, s1)는 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리(예를 들어, s2)의 1/4 내지 3/4일 수 있다. 물론, 제 3 게이트 전극(G3)의 배치에 따라, 제 3 게이트 전극(G3)과 N웰이 오버래핑 되는 영역에 제 3 채널(미도시)이 형성될 수 있도록, 제 5 확산 영역(105)과 제 6 확산 영역(106)은 적절하게 배치되어야 할 것이다.Continuing to refer to FIGS. 1 and 2 , the distance (eg, s1) between the first gate electrode G1 and the third gate electrode G3 is the first gate electrode G1 and the second gate electrode G1. It is shown to be 1/2 of the distance (eg, s2) between (G2). However, the distance (eg, s1) between the first gate electrode G1 and the third gate electrode G3 is the distance between the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2 (eg, s1). , s2) may be 1/4 to 3/4. Of course, according to the arrangement of the third gate electrode G3, the fifth diffusion region 105 and the third channel (not shown) can be formed in the region where the third gate electrode G3 and the N well overlap. The sixth diffusion region 106 will have to be properly positioned.

도 1 및 도 2에 도시된 파워 게이트 스위칭 시스템(100)에는 4 개의 P-탭들이 형성되는 것으로 도시되었다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 도 3에 도시된 바와 같이 파워 게이트 스위칭 시스템(100)은 2 개의 P-탭들을 포함할 수도 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 동일한, 도 3에 도시된 참조 부호들은 동일하거나 또는 유사한 구성 요소들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, P-탭(P-tab1)은 제 1 확산 영역(101)에 인접하여 제공될 수 있으며, P-탭(P-tab4)은 제 4 확산 영역(104)에 인접하여 제공될 수 있다. 다른 예로써, P-탭(P-tab1)은 제 1 확산 영역(101)에 인접하여 제공될 수 있으며, P-탭(P-tab4)은 제 3 확산 영역(103)에 인접하여 제공될 수 있다. 다른 예로써, P-탭(P-tab2)은 제 2 확산 영역(102)에 인접하여 제공될 수 있으며, P-탭(P-tab4)은 제 4 확산 영역(104)에 인접하여 제공될 수 있다.It is shown that four P-taps are formed in the power gate switching system 100 shown in FIGS. 1 and 2 . However, it is not limited thereto, and as shown in FIG. 3 , the power gate switching system 100 may include two P-taps. The same reference numerals shown in FIG. 3 as those shown in FIGS. 1 and 2 may denote the same or similar elements. For example, as shown in FIG. 3 , a P-tap (P-tab1) may be provided adjacent to the first diffusion region 101, and a P-tap (P-tab4) may be provided adjacent to the fourth diffusion region ( 104) may be provided adjacent to. As another example, the P-tap P-tab1 may be provided adjacent to the first diffusion region 101, and the P-tap P-tab4 may be provided adjacent to the third diffusion region 103. there is. As another example, the P-tap P-tab2 may be provided adjacent to the second diffusion region 102 and the P-tap P-tab4 may be provided adjacent to the fourth diffusion region 104 . there is.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템(100)을 보여주는 평면도이다. 도 5는 도 4의 A-A' 선에 따른 단면도이다. 4 is a plan view showing a power gate switching system 100 according to an embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A' of FIG. 4 .

파워 게이트 스위칭 시스템(100)은 소자 분리막(shallow trench isolation; STI)들을 포함할 수 있다. 소자 분리막(STI)들은 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 5 확산 영역(105) 사이의 공간에 배치될 스탠다드 셀(미도시) 또는 제 6 확산 영역(106)과 제 3 P-탭(P-tap3) 사이의 공간에 배치될 스탠다드 셀(미도시)를 고립시키기 위해 제공될 수 있다. 각각의 소자 분리막(STI)은 각각의 P-탭에 인접하여 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 배치될 수 있다. 비록 도면에는 소자 분리막(STI)이 P-탭에 직접 접하지 않고 배치되는 것으로 도시되었으나, 소자 분리막(STI)는 P-탭에 직접 인접하여 배치될 수 있다.The power gate switching system 100 may include shallow trench isolation (STI). The element isolation layers (STI) are standard cells (not shown) disposed in the space between the second P-tap (P-tab2) and the fifth diffusion region 105 or the sixth diffusion region 106 and the third P-tap. It may be provided to isolate a standard cell (not shown) to be disposed in the space between (P-tap3). Each device isolation layer STI may be disposed to extend in the second direction D2 adjacent to each P-tap. Although the device isolation layer STI is shown as being disposed without directly contacting the P-tap in the drawings, the device isolation layer STI may be disposed directly adjacent to the P-tap.

예를 들어, 소자 분리막(STI)들은 실리콘 산화막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소자 분리막(STI)들은 고밀도플라즈마(HDP) 산화막, TEOS (TetraEthylOrthoSilicate), PE-TEOS (Plasma Enhanced TetraEthylOrthoSilicate), O3-TEOS (O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate), USG (Undoped Silicate Glass), PSG (PhosphoSilicate Glass), BSG (Borosilicate Glass), BPSG (BoroPhosphoSilicate Glass), FSG (Fluoride Silicate Glass), SOG (Spin On Glass) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.For example, device isolation layers (STI) may include a silicon oxide layer. For example, element isolation films (STIs) include high-density plasma (HDP) oxide film, TEOS (TetraEthylOrthoSilicate), PE-TEOS (Plasma Enhanced TetraEthylOrthoSilicate), O3-TEOS (O3-Tetra Ethyl Ortho Silicate), USG (Undoped Silicate Glass), PhosphoSilicate Glass (PSG), Borosilicate Glass (BSG), BoroPhosphoSilicate Glass (BPSG), Fluoride Silicate Glass (FSG), Spin On Glass (SOG), or a combination thereof.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템(200)을 보여주는 평면도이다. 도 7은 도 6의 B-B' 선에 따른 단면도이다. 도 6의 A-A' 선에 따른 단면도는 도 2와 실질적으로 동일하므로, 도 6의 A-A' 선에 따른 단면도는 생략하기로 한다.6 is a plan view showing a power gate switching system 200 according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 6 . Since the cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. 6 is substantially the same as that of FIG. 2, the cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. 6 will be omitted.

도 6 및 도 7을 참조하면, 파워 게이트 스위칭 시스템(200)은 N웰(N-well)이 형성되는 P형 기판(P-sub)을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 6 and 7 , the power gate switching system 200 may include a P-type substrate (P-sub) on which an N-well is formed.

파워 게이트 스위칭 시스템(200)은 N웰에 형성되는 제 1 확산 영역(201), 제 2 확산 영역(202), 제 3 확산 영역(203), 제 4 확산 영역(204), 제 5 확산 영역(205) 및 제 6 확산 영역(206)을 포함할 수 있다. 파워 게이트 스위칭 시스템(200)은 제 1 확산 영역(201)과 제 2 확산 영역(202) 사이의 N웰 상에 형성되는 제 1 게이트 전극(G1), 제 3 확산 영역(203)과 제 4 확산 영역(204) 사이의 N웰 상에 형성되는 제 2 게이트 전극(G2), 및 제 5 확산 영역(205)과 제 6 확산 영역(206) 사이의 N웰 상에 형성되는 제 3 게이트 전극(G3)을 포함할 수 있다. The power gate switching system 200 includes a first diffusion region 201, a second diffusion region 202, a third diffusion region 203, a fourth diffusion region 204, and a fifth diffusion region ( 205) and a sixth diffusion region 206. The power gate switching system 200 includes a first gate electrode G1 formed on an N well between a first diffusion region 201 and a second diffusion region 202, a third diffusion region 203 and a fourth diffusion region 203. A second gate electrode G2 formed on the N well between the regions 204 and a third gate electrode G3 formed on the N well between the fifth diffusion region 205 and the sixth diffusion region 206. ) may be included.

예를 들어, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 3 게이트 전극(G3) 사이의 거리(예를 들어, s1)는 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리(예를 들어, s2)의 1/2일 수 있다. 그러나, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 3 게이트 전극(G3) 사이의 거리(예를 들어, s1)는 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리(예를 들어, s2)의 1/4 내지 3/4일 수 있다. 물론, 제 3 게이트 전극(G3)의 배치에 따라, 제 3 게이트 전극(G3)과 N웰이 오버래핑 되는 영역에 제 3 채널(미도시)이 형성될 수 있도록, 제 5 확산 영역(205)과 제 6 확산 영역(206)은 적절하게 배치되어야 할 것이다.For example, the distance (eg, s1) between the first gate electrode G1 and the third gate electrode G3 is the distance between the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2 (eg, s1). For example, it may be 1/2 of s2). However, the distance (eg, s1) between the first gate electrode G1 and the third gate electrode G3 is the distance between the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2 (eg, s1). , s2) may be 1/4 to 3/4. Of course, according to the arrangement of the third gate electrode G3, the fifth diffusion region 205 and the third channel (not shown) can be formed in the region where the third gate electrode G3 and the N well overlap. The sixth diffusion region 206 will have to be properly positioned.

예를 들어, 제 1 확산 영역(201) 내지 제 6 확산 영역(206)은 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 제 1 확산 영역(201), 제 3 확산 영역(203), 및 제 5 확산 영역(205)에는 전원 전압(도 2 참조, VDD)이 공급될 수 있다. 제 1 게이트 전극(G1), 제 2 게이트 전극(G2) 및 제 3 게이트 전극(G3)으로 인가된 전압(Gate_CTRL)에 따라, 제 1 확산 영역(201), 제 3 확산 영역(203), 및 제 5 확산 영역(205)으로 인가된 전원 전압(VDD)은 각각 제 2 확산 영역(202), 제 4 확산 영역(204), 및 제 6 확산 영역(206)을 통하여 가상 전원 전압(Virtual_VDD)의 형태로 출력될 수 있다. For example, the first diffusion region 201 to the sixth diffusion region 206 may be doped with P-type impurities. A power voltage (V DD in FIG. 2 ) may be supplied to the first diffusion region 201 , the third diffusion region 203 , and the fifth diffusion region 205 . According to the voltage (Gate_CTRL) applied to the first gate electrode G1, the second gate electrode G2, and the third gate electrode G3, the first diffusion region 201, the third diffusion region 203, and The power supply voltage (V DD ) applied to the fifth diffusion region 205 passes through the second diffusion region 202, the fourth diffusion region 204, and the sixth diffusion region 206, respectively, to obtain a virtual power supply voltage (Virtual_V DD) . ) can be output in the form of

예를 들어, 제 5 확산 영역(205) 및 제 6 확산 영역(206) 각각의 사이즈는 제 1 확산 영역(201) 내지 제 4 확산 영역(204) 각각의 사이즈보다 작을 수 있다. 그리고, 제 3 게이트 전극(G3)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 두께)는 제 1 게이트 전극(G1) 또는 제 2 게이트 전극(G2)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 두께)보다 작을 수 있다. For example, the size of each of the fifth diffusion region 205 and the sixth diffusion region 206 may be smaller than that of each of the first diffusion region 201 to the fourth diffusion region 204 . The size (eg, thickness in the direction D1) of the third gate electrode G3 is the size (eg, thickness in the direction D1) of the first gate electrode G1 or the second gate electrode G2. ) can be smaller than

파워 게이트 스위칭 시스템(200)은 N웰에 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 제 1 방향으로 따라 형성되는 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)을 포함할 수 있다. 제 1 P-탭(P-tab1)은 제 1 확산 영역(201)과 인접할 수 있다. 제 2 P-탭(P-tab2)은 제 2 확산 영역(202)과 인접할 수 있다. 제 3 P-탭(P-tab3)은 제 3 확산 영역(203)과 인접할 수 있다. 그리고 제 4 P-탭(P-tab4)은 제 4 확산 영역(204)과 인접할 수 있다. 비록 도면에는 P-탭들이 확산 영역에 직접 접하지 않는 것으로 도시되었으나, 실시 예에 따라서 P-탭들은 확산 영역과 직접 접할 수 있다.The power gate switching system 200 includes a first P-tap (P-tab1) to a fourth P-tab (P-tab4) formed along a first direction to extend in a second direction (D2) in an N well. can do. The first P-tap P-tab1 may be adjacent to the first diffusion region 201 . The second P-tap P-tab2 may be adjacent to the second diffusion region 202 . The third P-tap P-tab3 may be adjacent to the third diffusion region 203 . Also, the fourth P-tap P-tab4 may be adjacent to the fourth diffusion region 204 . Although P-taps are shown as not directly contacting the diffusion region in the drawing, P-taps may directly contact the diffusion region according to embodiments.

예를 들어, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 N형 불순물로 도핑될 수 있으며, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)의 도핑 농도는 N웰의 도핑 농도와 다를 수 있다. 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)에는 래치-업 현상을 방지하기 위한 바이어스 전압(도 2 참조, Vbias)이 인가될 수 있다.For example, the first P-tab (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4) may be doped with an N-type impurity, and the first P-tab (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4) may be doped with an N-type impurity. The doping concentration of the tab (P-tab4) may be different from that of the N well. A bias voltage (Vbias in FIG. 2 ) for preventing a latch-up phenomenon may be applied to the first P-tap P-tab1 to the fourth P-tab P-tab4 .

파워 게이트 스위칭 시스템(200)은 P형 기판에 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 제 1 방향(D1)을 따라 형성되는 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)을 더 포함할 수 있다. 제 1 N-탭(N-tab1)은 제 1 P-탭(P-tab1)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 P형 기판에 형성될 수 있다. 제 2 N-탭(N-tab2)은 제 2 P-탭(P-tab2)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 P형 기판에 형성될 수 있다. 제 3 N-탭(N-tab3)은 제 3 P-탭(P-tab3)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 P형 기판에 형성될 수 있다. 그리고, 제 4 N-탭(N-tab4)은 제 4 P-탭(P-tab4)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 P형 기판에 형성될 수 있다.The power gate switching system 200 includes first N-tab N-tab1 to fourth N-tab N-tap formed along the first direction D1 to extend in the second direction D2 on the P-type substrate. tab4) may be further included. The first N-tab N-tab1 may be formed on the P-type substrate to extend in the second direction D2 along the column in which the first P-tab P-tab1 is disposed. The second N-tab N-tab2 may be formed on the P-type substrate to extend in the second direction D2 along a column in which the second P-tab P-tab2 is disposed. The third N-tab N-tab3 may be formed on the P-type substrate to extend in the second direction D2 along the column in which the third P-tab P-tab3 is disposed. Also, the fourth N-tab N-tab4 may be formed on the P-type substrate to extend in the second direction D2 along the column in which the fourth P-tab P-tab4 is disposed.

예를 들어, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)은 P형 불순물로 도핑될 수 있으며, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)의 도핑 농도는 P형 기판의 도핑 농도와 다를 수 있다. 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)에는 래치-업 현상을 방지하기 위한 바이어스 전압(Vbias2)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)에 인가되는 바이어스 전압(Vbias2)은 접지 전압일 수 있다.For example, the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) may be doped with a P-type impurity, and the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) may be doped with a P-type impurity. The doping concentration of the tab N-tab4 may be different from that of the P-type substrate. A bias voltage Vbias2 for preventing a latch-up phenomenon may be applied to the first N-tap N-tab1 to the fourth N-tab N-tab4 . For example, the bias voltage Vbias2 applied to the first N-tap N-tab1 to the fourth N-tap N-tab4 may be a ground voltage.

예시적으로, 도 6에는 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)이 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)과 떨어져 있는 것으로 도시되었다. 그러나, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)과 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 P형 기판과 N웰의 경계에서 서로 맞닿아 있을 수 있다.Illustratively, in FIG. 6, the first N-tap (N-tab1) to the fourth N-tap (N-tab4) are the first P-tap (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4). is shown to be away from However, the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) and the first P-tab (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4) are connected to the P-type substrate and They may be in contact with each other at the boundary of the N well.

제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리, 그리고 제 2 N-탭(N-tab2)과 제 3 N-탭(N-tab3) 사이의 거리는 N웰의 도핑 농도 또는 P형 기판의 도핑 농도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리, 그리고 제 2 N-탭(N-tab2)과 제 3 N-탭(N-tab3) 사이의 거리는 파워 게이트 스위칭 시스템(200)에 래치-업 현상이 발생하지 않도록 하는 거리일 수 있다.The distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tap (P-tab3) and the distance between the second N-tap (N-tab2) and the third N-tab (N-tab3) It may be determined according to the doping concentration of the N well or the doping concentration of the P-type substrate. For example, the distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tab (P-tab3), and the second N-tap (N-tab2) and the third N-tap (N-tab3). ) may be a distance that prevents a latch-up phenomenon from occurring in the power gate switching system 200 .

마찬가지로, 앞서 도 3에서 설명된 것과 유사하게, P-탭들 중 제 1 P-탭(P-tab1)과 제 3 P-탭(P-tab3)만이 제공되거나, 또는 1 P-탭(P-tab1)과 제 4 P-탭(P-tab4)만이 제공될 수 있다. 나아가, N-탭들 중 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 3 N-탭(N-tab3)만이 제공되거나, 또는 1 N-탭(N-tab1)과 제 4 N-탭(N-tab4)만이 제공될 수 있다. 그리고, 파워 게이트 스위칭 시스템(200)은 복수의 소자 분리막(도 4 및 도 5 참조, STI)들을 더 포함할 수 있다.Similarly, similarly to that described in FIG. 3 above, only the first P-tap (P-tab1) and the third P-tap (P-tab3) among the P-taps are provided, or one P-tap (P-tab1 ) and the fourth P-tab (P-tab4) may be provided. Furthermore, among the N-taps, only the first N-tap (N-tab1) and the third N-tap (N-tab3) are provided, or one N-tap (N-tab1) and the fourth N-tap (N-tab3) are provided. tab4) can be provided. Also, the power gate switching system 200 may further include a plurality of device isolation layers (refer to FIGS. 4 and 5 , STI).

계속하여, 도 6을 참조하면, 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 공간, 그리고 제 2 N-탭(N-tab2)과 제 3 N-탭(N-tab3) 사이의 공간에는 복수의 스탠다드 셀들(STD Cells)이 배치될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(STD Cells)에는 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)이 공급될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(STD Cells) 중, 가상 전원 전압(Virtual_VDD)이 출력되는 제 2 확산 영역(202) 및 제 4 확산 영역(204)에 근접하여 배치되는 스탠다드 셀은 상대적으로 충분한 가상 전원 전압(Virtual_VDD)을 공급받을 것이다. 반면, 가상 전원 전압(Virtual_VDD)이 출력되는 제 2 확산 영역(202)과 제 4 확산 영역(204) 사이의 중간에 배치되는 스탠다드 셀이 공급받는 가상 전원 전압(Virtual_VDD)은 충분하지 않을 수 있다. 가상 전원 전압(Virtual_VDD)을 충분히 공급받지 못하는 스탠다드 셀을 위해 제 5 확산 영역(205), 제 6 확산 영역(206), 및 제 3 게이트 전극(G3)이 더 제공되는 것이다. 이때, 제 6 확산 영역(206)을 통하여 출력된 가상 전원 전압(Virtual_VDD)은 주변의 스탠다드 셀들에 공급될 수 있으며, 따라서, 제 2 및 제 4 확산 영역들(202, 204) 사이에 배치되는 스탠다드 셀들이 안정적으로 구동될 수 있도록 할 수 있다. Continuing to refer to FIG. 6 , the space between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tab (P-tab3), and the second N-tap (N-tab2) and the third N-tab (P-tab2). A plurality of standard cells (STD Cells) may be disposed in the space between the tabs N-tab3. A virtual power voltage (Virtual_V DD ) and a ground voltage (V SS ) may be supplied to the plurality of standard cells (STD Cells). Among the plurality of standard cells (STD Cells), standard cells disposed close to the second diffusion region 202 and the fourth diffusion region 204 to which the virtual power voltage (Virtual_V DD ) is output have a relatively sufficient virtual power voltage ( Virtual_V DD ) will be supplied. On the other hand, the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) supplied to the standard cell disposed in the middle between the second diffusion region 202 and the fourth diffusion region 204 from which the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) is output may not be sufficient. there is. A fifth diffusion region 205 , a sixth diffusion region 206 , and a third gate electrode G3 are further provided for standard cells that are not sufficiently supplied with the virtual power supply voltage Virtual_V DD . At this time, the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) output through the sixth diffusion region 206 may be supplied to the surrounding standard cells, and thus, a voltage disposed between the second and fourth diffusion regions 202 and 204 Standard cells can be stably driven.

본 발명의 실시 예에 따르면, 추가적인 가상 전원 전압(Virtual_VDD)을 공급하기 위한 제 5 확산 영역(205), 제 6 확산 영역(206), 및 제 3 게이트 전극(G3)을 제공함에 있어, 추가적인 P-탭들을 필요로 하지 않는다. 따라서, 칩 사이즈를 증가시키지 않고도, 스탠다드 셀들에 가상 전원 전압(Virtual_VDD)을 효율적으로 공급할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in providing the fifth diffusion region 205, the sixth diffusion region 206, and the third gate electrode G3 for supplying an additional virtual power supply voltage (Virtual_V DD ), additional It does not require P-taps. Accordingly, the virtual power voltage (Virtual_V DD ) can be efficiently supplied to the standard cells without increasing the chip size.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템(300)을 보여주는 평면도이다. 도 9는 도 8의 B-B' 선에 따른 단면도이다. 도 8의 A-A' 선에 따른 단면도는 도 2와 실질적으로 동일하므로, 도 8의 A-A' 선에 따른 단면도는 생략하기로 한다.8 is a plan view showing a power gate switching system 300 according to an embodiment of the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 8 . Since the cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. 8 is substantially the same as that of FIG. 2, the cross-sectional view taken along the line AA' of FIG. 8 will be omitted.

도 8 및 도 9를 참조하면, P형 기판에 제 1 방향(D1)으로 연장하는 N웰이 형성될 수 있다. 그리고, N웰과 제 2 방향(D2)으로 인접하여 제 1 방향(D1)으로 연장하는 P웰이 형성될 수 있다. 비록 도면에는 N웰과 P웰이 제 2 방향(D2)을 따라 서로 분리되어 있는 것으로 도시되었으나, N웰과 P웰은 제 2 방향(D2)을 따라 서로 맞닿아 있을 수 있다. 한편, 도 8에 도시된 실시 예와는 달리, N웰과 P웰은 포켓 웰(pocket well)로 구성될 수 있다. 예를 들어, P웰은 N웰을 둘러쌀 수 있다. 좀 더 상세하게 설명하면, P형 기판에 P웰이 형성될 수 있으며, P웰 내에 N웰이 형성될 수 있다. 다만, 이러한 포켓 웰은 본 실시 예에서 예시적으로 적용될 수 있는 것임을 이해해야 한다.Referring to FIGS. 8 and 9 , an N well extending in the first direction D1 may be formed on the P-type substrate. Also, a P-well may be formed adjacent to the N-well in the second direction D2 and extending in the first direction D1. Although the drawings show that the N well and the P well are separated from each other along the second direction D2, the N well and the P well may be in contact with each other along the second direction D2. Meanwhile, unlike the embodiment shown in FIG. 8 , the N well and the P well may be configured as pocket wells. For example, a P well may surround an N well. In more detail, a P-well may be formed on a P-type substrate, and an N-well may be formed within the P-well. However, it should be understood that such a pocket well can be exemplarily applied in this embodiment.

N웰에 형성되는 제 1 확산 영역(301) 내지 제 6 확산 영역(306), 제 1 게이트 전극(G1) 내지 제 3 게이트 전극(G3), 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 앞서 도 6 내지 도 7에서 설명된 것과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The first diffusion region 301 to the sixth diffusion region 306 formed in the N well, the first gate electrode G1 to the third gate electrode G3, and the first P-tab P-tab1 to the fourth Since the P-tap (P-tab4) is substantially the same as that previously described with reference to FIGS. 6 and 7 , duplicate descriptions will be omitted.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, P웰에 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 제 1 방향(D1)을 따라 형성되는 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)이 더 형성될 수 있다. 제 1 N-탭(N-tab1)은 P웰에서 제 1 P-탭(P-tab1)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장할 수 있다. 제 2 N-탭(N-tab2)은 P웰에서 제 2 P-탭(P-tab2)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장할 수 있다. 제 3 N-탭(N-tab3)은 P웰에서 제 3 P-탭(P-tab3)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장할 수 있다. 그리고, 제 4 N-탭(N-tab4)은 P웰에서 제 4 P-탭(P-tab4)이 배치되는 열을 따라 제 2 방향(D2)으로 연장할 수 있다.As shown in FIGS. 8 and 9 , first N-tab N-tab1 to fourth N-tap (which are formed along the first direction D1 so as to extend in the second direction D2 in the P-well) N-tab4) may be further formed. The first N-tab N-tab1 may extend in the second direction D2 along a column in which the first P-tab P-tab1 is disposed in the P well. The second N-tab N-tab2 may extend in the second direction D2 along the row in which the second P-tab P-tab2 is disposed in the P well. The third N-tab N-tab3 may extend in the second direction D2 along a column in which the third P-tab P-tab3 is disposed in the P well. Also, the fourth N-tab N-tab4 may extend in the second direction D2 along a column in which the fourth P-tab P-tab4 is disposed in the P well.

예를 들어, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)은 P형 불순물로 도핑될 수 있으며, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)의 도핑 농도는 P웰의 도핑 농도와 다를 수 있다. 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)에는 래치-업 현상을 방지하기 위한 바이어스 전압(Vbias2)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)에 인가되는 바이어스 전압(Vbias2)은 접지 전압일 수 있다.For example, the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) may be doped with a P-type impurity, and the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) may be doped with a P-type impurity. The doping concentration of the tab (N-tab4) may be different from that of the P well. A bias voltage Vbias2 for preventing a latch-up phenomenon may be applied to the first N-tap N-tab1 to the fourth N-tab N-tab4 . For example, the bias voltage Vbias2 applied to the first N-tap N-tab1 to the fourth N-tap N-tab4 may be a ground voltage.

예시적으로, 도 8에는 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)이 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)과 떨어져 있는 것으로 도시되었다. 그러나, N웰과 P웰은 서로 맞닿아 있을 수 있으며, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)과 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 N웰과 P웰의 경계에서 서로 맞닿아 있을 수 있다.Illustratively, in FIG. 8, the first N-tap (N-tab1) to the fourth N-tap (N-tab4) are the first P-tap (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4). is shown to be away from However, the N well and the P well may be in contact with each other, and the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) and the first P-tab (P-tab1) to the fourth The P-tab (P-tab4) may be in contact with each other at the boundary between the N-well and the P-well.

마찬가지로, 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리, 그리고 제 2 N-탭(N-tab2)과 제 3 N-탭(N-tab3) 사이의 거리는 N웰의 도핑 농도 또는 P웰의 도핑 농도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 제 2 P-탭(P-tab2)과 제 3 P-탭(P-tab3) 사이의 거리, 그리고 제 2 N-탭(N-tab2)과 제 3 N-탭(N-tab3) 사이의 거리는 파워 게이트 스위칭 시스템(300)에 래치-업 현상이 발생하지 않도록 하는 거리일 수 있다.Similarly, the distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tap (P-tab3), and the distance between the second N-tap (N-tab2) and the third N-tab (N-tab3). The distance of may be determined according to the doping concentration of the N well or the doping concentration of the P well. For example, the distance between the second P-tap (P-tab2) and the third P-tab (P-tab3), and the second N-tap (N-tab2) and the third N-tap (N-tab3). ) may be a distance that prevents a latch-up phenomenon from occurring in the power gate switching system 300 .

마찬가지로, 앞서 도 3에서 설명된 것과 유사하게, P-탭들 중 제 1 P-탭(P-tab1)과 제 3 P-탭(P-tab3)만이 제공되거나, 또는 1 P-탭(P-tab1)과 제 4 P-탭(P-tab4)만이 제공될 수 있다. 나아가, N-탭들 중 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 3 N-탭(N-tab3)만이 제공되거나, 또는 1 N-탭(N-tab1)과 제 4 N-탭(N-tab4)만이 제공될 수 있다. 그리고, 파워 게이트 스위칭 시스템(300)은 복수의 소자 분리막(도 4 및 도 5 참조, STI)들을 더 포함할 수 있다.Similarly, similarly to that described in FIG. 3 above, only the first P-tap (P-tab1) and the third P-tap (P-tab3) among the P-taps are provided, or one P-tap (P-tab1 ) and the fourth P-tab (P-tab4) may be provided. Furthermore, among the N-taps, only the first N-tap (N-tab1) and the third N-tap (N-tab3) are provided, or one N-tap (N-tab1) and the fourth N-tap (N-tab3) are provided. tab4) can be provided. Also, the power gate switching system 300 may further include a plurality of device isolation layers (refer to FIGS. 4 and 5 , STI).

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템(400)을 보여주는 평면도이다. 도 11은 도 10의 B-B' 선에 따른 단면도이다. 도 10의 A-A' 선에 따른 단면도는 도 2와 실질적으로 동일하므로, 도 10의 A-A' 선에 따른 단면도는 생략하기로 한다.10 is a plan view showing a power gate switching system 400 according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line BB' of FIG. 10 . Since the cross-sectional view along the line AA' of FIG. 10 is substantially the same as that of FIG. 2, the cross-sectional view along the line AA' of FIG. 10 will be omitted.

도 10 및 도 11을 참조하여 파워 게이트 스위칭 시스템(400)이 상세하게 설명될 것이다. 파워 게이트 스위칭 시스템(400)은 제 1 방향(D1)으로 연장하도록 형성되는 N웰, N웰에 형성되는 제 1 확산 영역(401) 내지 제 6 확산 영역(406), 제 1 게이트 전극(G1) 내지 제 3 게이트 전극(G3), 그리고 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)을 포함할 수 있다. 제 1 확산 영역(401) 내지 제 6 확산 영역(406)은 P형 분술물로 도핑될 수 있으며, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)은 N형 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4)의 도핑 농도는 N웰의 도핑 농도와 다를 수 있다. The power gate switching system 400 will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11 . The power gate switching system 400 includes an N well formed to extend in a first direction D1, a first diffusion region 401 to a sixth diffusion region 406 formed in the N well, and a first gate electrode G1. to the third gate electrode G3, and the first P-tap P-tab1 to the fourth P-tab P-tab4. The first diffusion region 401 to the sixth diffusion region 406 may be doped with a P-type powder, and the first P-tap (P-tab1) to the fourth P-tap (P-tab4) are N-type. It can be doped with impurities. For example, the doping concentration of the first P-tab (P-tab1) to the fourth P-tab (P-tab4) may be different from that of the N well.

제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리는 N웰의 도핑 농도를 고려하여 설정될 수 있다. 즉, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 은 파워 게이트 스위칭 시스템(400)에 래치-업이 발생하지 않도록 하는 거리만큼 이격될 수 있다. 그리고, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 3 게이트 전극(G3) 사이의 거리(s1)는 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리(s2) 1/4 내지 3/4일 수 있다.A distance between the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2 may be set in consideration of the doping concentration of the N well. That is, the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2 may be separated by a distance that prevents latch-up from occurring in the power gate switching system 400 . The distance s1 between the first gate electrode G1 and the third gate electrode G3 is 1/4 to 3 the distance s2 between the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2. It could be /4.

N웰에 형성되는 이러한 구성 요소들은 앞서 도 1, 도 2, 및 도 6 등에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since these components formed in the N well are substantially the same as those previously described with reference to FIGS. 1, 2, and 6, a detailed description thereof will be omitted.

파워 게이트 스위칭 시스템(400)은 P형 기판에 제 2 방향(D2)으로 연장하고 제 1 방향(D1)을 따라 형성되는 제 7 확산 영역(407) 내지 제 12 확산 영역(412)을 포함할 수 있다. 제 7 확산 영역(407)은 제 1 확산 영역(401)이 형성되는 열을 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 7 확산 영역(407)은 N형 불순물로 도핑될 수 있다. 이와 유사하게, 제 8 확산 영역(408) 내지 제 12 확산 영역(412)도 제 2 확산 영역(402) 내지 제 6 확산 영역(406)이 형성되는 열을 따라 각각 형성될 수 있다. The power gate switching system 400 may include a seventh diffusion region 407 to a twelfth diffusion region 412 extending in the second direction D2 and formed along the first direction D1 on the P-type substrate. there is. The seventh diffusion region 407 may be formed along a column in which the first diffusion region 401 is formed. For example, the seventh diffusion region 407 may be doped with N-type impurities. Similarly, the eighth diffusion region 408 to the twelfth diffusion region 412 may be formed along the columns in which the second diffusion region 402 to the sixth diffusion region 406 are formed.

제 4 게이트 전극(G4)이 제 7 확산 영역(407)과 제 8 확산 영역(408) 사이의 P형 기판 상에 형성될 수 있다. 제 5 게이트 전극(G5)이 제 9 확산 영역(409)과 제 10 확산 영역(410) 사이의 P형 기판 상에 형성될 수 있다. 제 6 게이트 전극(G6)이 제 11 확산 영역(411)과 제 12 확산 영역(412) 사이의 P형 기판 상에 형성될 수 있다. 비록 도면에 도시되지 않았지만, 제 4 게이트 전극(G4)과 P형 기판 사이, 제 5 게이트 전극(G5)과 P형 기판 사이, 그리고 제 6 게이트 전극(G6)과 P형 기판 사이에는 절연막들이 더 제공될 수 있다. 예를 들어, 제 7 확산 영역(407) 내지 제 12 확산 영역(412)은 N형 분술물로 도핑될 수 있다.A fourth gate electrode G4 may be formed on the P-type substrate between the seventh diffusion region 407 and the eighth diffusion region 408 . A fifth gate electrode G5 may be formed on the P-type substrate between the ninth diffusion region 409 and the tenth diffusion region 410 . A sixth gate electrode G6 may be formed on the P-type substrate between the 11th diffusion region 411 and the 12th diffusion region 412 . Although not shown in the drawing, insulating films are formed between the fourth gate electrode G4 and the P-type substrate, between the fifth gate electrode G5 and the P-type substrate, and between the sixth gate electrode G6 and the P-type substrate. can be provided. For example, the seventh diffusion region 407 to the twelfth diffusion region 412 may be doped with an N-type powder.

제 1 N-탭(N-tab1)과 제 2 N-탭(N-tab2)이 각각 제 7 확산 영역(407)과 제 8 확산 영역(408)에 인접하여 P형 기판에 형성될 수 있다. 비록 도면에는, 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 2 N-탭(N-tab2)이 각각 제 7 확산 영역(407)과 제 8 확산 영역(408)과 직접 접하지 않는 것으로 도시되었으나, 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 2 N-탭(N-tab2)은 각각 제 7 확산 영역(407)과 제 8 확산 영역(408)과 직접 접할 수도 있다. 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)은 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4)의 도핑 농도는 P형 기판의 도핑 농도와 다를 수 있다. A first N-tab (N-tab1) and a second N-tab (N-tab2) may be formed adjacent to the seventh diffusion region 407 and the eighth diffusion region 408, respectively, on the P-type substrate. Although the figure shows that the first N-tap (N-tab1) and the second N-tap (N-tab2) are not in direct contact with the seventh diffusion region 407 and the eighth diffusion region 408, respectively, , the first N-tap (N-tab1) and the second N-tap (N-tab2) may directly contact the seventh diffusion region 407 and the eighth diffusion region 408, respectively. The first N-tab N-tab1 to the fourth N-tab N-tab4 may be doped with P-type impurities. For example, the doping concentration of the first N-tab (N-tab1) to the fourth N-tab (N-tab4) may be different from that of the P-type substrate.

제 7 확산 영역(407)에는 접지 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 제 4 게이트 전극(G4)으로 입력되는 전압(Gate_CTRL)에 따라, 접지 전압(VSS)은 제 8 확산 영역(408)을 통하여 가상 접지 전압(Virtual_VSS)의 형태로 출력될 수 있다. 가상 접지 전압(Virtual_VSS)은 인근의 스탠다드 셀(미도시)에 공급될 수 있다. 그리고, 접지 전압(VSS) 역시 인근의 스탠다드 셀(미도시)에 공급될 수 있다. A ground voltage V SS may be applied to the seventh diffusion region 407 . According to the voltage Gate_CTRL input to the fourth gate electrode G4 , the ground voltage V SS may be output in the form of a virtual ground voltage Virtual_V SS through the eighth diffusion region 408 . The virtual ground voltage (Virtual_V SS ) may be supplied to a nearby standard cell (not shown). And, the ground voltage (V SS ) may also be supplied to a nearby standard cell (not shown).

파워 게이트 스위칭 시스템(400)에 래치-업이 발생하는 것을 방지하기 위해, 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 2 N-탭(N-tab2)에 바이어스 전압(Vbias2)이 인가될 수 있다. 비록 도면에는 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 2 N-탭(N-tab2)에 별도의 바이어스 전압(Vbias2)이 인가되는 것으로 도시되었으나, 제 1 N-탭(N-tab1)과 제 2 N-탭(N-tab2)에는 접지 전압(VSS)이 인가될 수도 있다.In order to prevent a latch-up from occurring in the power gate switching system 400, a bias voltage Vbias2 may be applied to the first N-tap N-tab1 and the second N-tab N-tab2. there is. Although it is shown in the figure that separate bias voltages Vbias2 are applied to the first N-tap N-tab1 and the second N-tab N-tab2, The ground voltage V SS may be applied to the second N-tap N-tab2 .

제 3 N-탭(N-tab3)과 제 4 N-탭(N-tab4)이 각각 제 9 확산 영역(409)과 제 10 확산 영역(410)에 인접하여 P형 기판에 형성될 수 있다. 비록 도면에는, 제 3 N-탭(N-tab3)과 제 4 N-탭(N-tab4)이 각각 제 9 확산 영역(409)과 제 10 확산 영역(410)과 직접 접하지 않는 것으로 도시되었으나, 제 3 N-탭(N-tab3)과 제 4 N-탭(N-tab4)은 각각 제 9 확산 영역(409)과 제 10 확산 영역(410)과 직접 접하도록 형성될 수도 있다.A third N-tab (N-tab3) and a fourth N-tab (N-tab4) may be formed adjacent to the ninth diffusion region 409 and the tenth diffusion region 410, respectively, on the P-type substrate. Although the drawing shows that the third N-tap (N-tab3) and the fourth N-tap (N-tab4) do not directly contact the ninth diffusion region 409 and the tenth diffusion region 410, respectively, , the third N-tap N-tab3 and the fourth N-tab N-tab4 may be formed to directly contact the ninth diffusion region 409 and the tenth diffusion region 410, respectively.

제 9 확산 영역(409)에는 접지 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 제 5 게이트 전극(G5)으로 입력되는 전압(Gate_CTRL)에 따라, 접지 전압(VSS)은 제 10 확산 영역(410)을 통하여 가상 접지 전압(Virtual_VSS)의 형태로 출력될 수 있다. 가상 접지 전압(Virtual_VSS)은 인근의 스탠다드 셀(미도시)에 공급될 수 있다. 그리고, 접지 전압(VSS) 역시 인근의 스탠다드 셀(미도시)에 공급될 수 있다. A ground voltage V SS may be applied to the ninth diffusion region 409 . According to the voltage Gate_CTRL input to the fifth gate electrode G5 , the ground voltage V SS may be output in the form of a virtual ground voltage Virtual_V SS through the tenth diffusion region 410 . The virtual ground voltage (Virtual_V SS ) may be supplied to a nearby standard cell (not shown). And, the ground voltage (V SS ) may also be supplied to a nearby standard cell (not shown).

제 3 N-탭(N-tab3)과 제 4 N-탭(N-tab4)에 바이어스 전압(Vbias2)이 인가될 수 있다. 비록 도면에는 제 3 N-탭(N-tab3)과 제 4 N-탭(N-tab4)에 별도의 바이어스 전압(Vbias2)이 인가되는 것으로 도시되었으나, 제 3 N-탭(N-tab3)과 제 4 N-탭(N-tab4)에는 접지 전압(VSS)이 인가될 수도 있다.A bias voltage Vbias2 may be applied to the third N-tap N-tab3 and the fourth N-tap N-tab4 . Although the figure shows that a separate bias voltage Vbias2 is applied to the third N-tap (N-tab3) and the fourth N-tab (N-tab4), the third N-tap (N-tab3) and The ground voltage V SS may be applied to the fourth N-tap N-tab4 .

가상 접지 전압(Virtual_VSS)이 출력되는 제 8 확산 영역(408) 또는 제 10 확산 영역(410)과 비교적 인접하여 배치되는 스탠다드 셀들은 상대적으로 가상 접지 전압(Virtual_VSS)을 충분히 공급받을 수 있을 것이다. 반면, 가상 접지 전압(Virtual_VSS)이 출력되는 제 8 확산 영역(408)과 제 10 확산 영역(410)의 중간 즈음에 배치되는 스탠다드 셀들은 상대적으로 가상 접지 전압(Virtual_VSS)을 충분히 공급받지 못할 수 있다. 이러한 가상 접지 전압(Virtual_VSS)을 충분히 공급받지 못하는 스탠다드 셀을 위하여 제 11 확산 영역(411), 제 12 확산 영역(412), 및 제 6 게이트 전극(G6)이 더 제공되는 것이다.Standard cells arranged relatively adjacent to the eighth diffusion region 408 or the tenth diffusion region 410 from which the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) is output can be relatively sufficiently supplied with the virtual ground voltage (Virtual_V SS ). . On the other hand, standard cells disposed in the middle of the eighth diffusion region 408 and the tenth diffusion region 410 from which the virtual ground voltage Virtual_V SS is output may not be sufficiently supplied with the virtual ground voltage Virtual_V SS . can An 11th diffusion region 411, a 12th diffusion region 412, and a 6th gate electrode G6 are further provided for standard cells not receiving such a sufficient supply of the virtual ground voltage (Virtual_V SS ).

예를 들어, 제 11 확산 영역(411) 및 제 12 확산 영역(412)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)는 제 7 확산 영역(407) 내지 제 10 확산 영역(410)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)보다 작을 수 있다. 그리고, 제 6 게이트 전극(G6)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)도 제 4 게이트 전극(G4) 또는 제 5 게이트 전극(G5)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)보다 작을 수 있다.For example, the size (eg, width in the D1 direction) of the 11th diffusion region 411 and the 12th diffusion region 412 is the size of the 7th diffusion region 407 to the 10th diffusion region 410. (eg, the width in the D1 direction). Also, the size of the sixth gate electrode G6 (eg, the width in the D1 direction) is also the size of the fourth gate electrode G4 or the fifth gate electrode G5 (eg, the width in the D1 direction). ) can be smaller than

본 발명의 실시 예에 따라 제 5, 6 확산 영역들(405, 406) 및 제 3 게이트 전극(G3), 그리고 제 11, 12 확산 영역들(411, 412) 및 제 6 게이트 전극(G6)을 제공함으로써, 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 또는 가상 접지 전압(Virtual_VSS)을 충분히 공급받지 못하는 영역(예를 들어, 402와 404 사이 또는 408과 410 사이의 어느 지점)에 배치되는 스탠다드 셀에 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 또는 가상 접지 전압(Virtual_VSS)을 각각 안정적으로 공급할 수 있다. 뿐만 아니라, 추가적인 P-탭 또는 N-탭 없이 비교적 작은 사이즈의 구성 요소들을 추가로 제공함으로써 칩 사이즈를 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fifth and sixth diffusion regions 405 and 406 and the third gate electrode G3, and the eleventh and twelfth diffusion regions 411 and 412 and the sixth gate electrode G6 are formed. By providing virtual power to a standard cell deployed in an area that is not sufficiently supplied with a virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) or a virtual ground voltage (Virtual_V SS ) (eg, any point between 402 and 404 or 408 and 410) A voltage (Virtual_V DD ) or a virtual ground voltage (Virtual_V SS ) can be stably supplied. In addition, the chip size can be reduced by additionally providing relatively small-sized components without an additional P-tap or N-tap.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템(500)을 보여주는 평면도이다. 도 13은 도 12의 B-B' 선에 따른 단면도이다. 도 12의 A-A' 선에 따른 단면도는 도 2와 실질적으로 동일하므로, 도 12의 A-A' 선에 따른 단면도는 생략하기로 한다.12 is a plan view showing a power gate switching system 500 according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line BB' of FIG. 12 . Since the cross-sectional view along the line AA' of FIG. 12 is substantially the same as that of FIG. 2, the cross-sectional view along the line AA' of FIG. 12 will be omitted.

도 12 및 도 13를 참조하여 파워 게이트 스위칭 시스템(500)이 상세하게 설명될 것이다. 파워 게이트 스위칭 시스템(500)은 제 1 방향(D1)을 따라 그 표면에 N웰이 형성되고, 그리고 N웰에 제 2 방향(D2)으로 인접하여 제 1 방향(D1)을 따라 그 표면에 P웰이 형성되는 P형 기판을 포함할 수 있다. 한편, N웰과 P웰은 포켓 웰(pocket well)로 구성될 수 있다. 예를 들어, P웰은 N웰을 둘러싸도록 형성될 수 있다.The power gate switching system 500 will be described in detail with reference to FIGS. 12 and 13 . In the power gate switching system 500, an N well is formed on the surface along a first direction D1, and a P well is formed on the surface along the first direction D1 adjacent to the N well in a second direction D2. It may include a P-type substrate on which a well is formed. Meanwhile, the N well and the P well may be configured as pocket wells. For example, the P-well may be formed to surround the N-well.

파워 게이트 스위칭 시스템(500)은 P웰에 형성되는 제 7 확산 영역(507) 내지 제 12 확산 영역들(512) 및 제 1 N-탭(N-tab1) 내지 제 4 N-탭(N-tab4), 그리고 P웰에 형성되는 제 4 게이트 전극(G4) 내지 제 6 게이트 전극(G6)을 포함할 수 있다. 이를 제외하고, 파워 게이트 스위칭 시스템(500)은 도 10 및 도 11에 도시된 것과 유사하다. 예를 들어, 파워 게이트 스위칭 시스템(500)은 N웰에 형성되는 제 1 확산 영역(501) 내지 제 6 확산 영역들(506) 및 제 1 P-탭(P-tab1) 내지 제 4 P-탭(P-tab4), 그리고 N웰에 형성되는 제 1 게이트 전극(G1) 내지 제 3 게이트 전극(G3)을 포함할 수 있다. 그러므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.The power gate switching system 500 includes a seventh diffusion region 507 to twelfth diffusion regions 512 and a first N-tap (N-tab1) to a fourth N-tap (N-tab4) formed in a P-well. ), and a fourth gate electrode G4 to a sixth gate electrode G6 formed in the P well. Other than that, power gate switching system 500 is similar to that shown in FIGS. 10 and 11 . For example, the power gate switching system 500 includes a first diffusion region 501 to sixth diffusion regions 506 and a first P-tap (P-tab1) to a fourth P-tap formed in an N well. (P-tab4), and the first gate electrode G1 to the third gate electrode G3 formed in the N well. Therefore, detailed description will be omitted.

예를 들어, 제 1 게이트 전극(G1)과 제 3 게이트 전극(G3) 사이의 거리(s1)는 제 1 게이트 전극(G1)과 제 2 게이트 전극(G2) 사이의 거리(s2)의 1/4 내지 3/4일 수 있으며, 제 4 게이트 전극(G4)과 제 6 게이트 전극(G6) 사이의 거리(s1)는 제 4 게이트 전극(G4)과 제 5 게이트 전극(G5) 사이의 거리(s2)의 1/4 내지 3/4일 수 있다. 그리고, 확산 영역들(505, 506, 511, 512)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)은 확산 영역들(501 내지 504, 또는 507 내지 510)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)보다 작을 수 있다. 게이트 전극들(G3, G6)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)도 게이트 전극들(G1, G2, G4, G5)의 사이즈(예를 들어, D1 방향으로의 폭)보다 작을 수 있다.For example, the distance s1 between the first gate electrode G1 and the third gate electrode G3 is 1/1 of the distance s2 between the first gate electrode G1 and the second gate electrode G2. It may be 4 to 3/4, and the distance s1 between the fourth gate electrode G4 and the sixth gate electrode G6 is the distance between the fourth gate electrode G4 and the fifth gate electrode G5 ( It may be 1/4 to 3/4 of s2). And, the size (eg, width in the D1 direction) of the diffusion regions 505, 506, 511, and 512 is the size (eg, the width in the D1 direction) of the diffusion regions 501 to 504 or 507 to 510. width) may be smaller than The size of the gate electrodes G3 and G6 (eg, the width in the D1 direction) may be smaller than the size (eg, the width in the D1 direction) of the gate electrodes G1, G2, G4 and G5. there is.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다. 설명의 간소화를 위해, 소자 분리막(도 4 참조, STI)은 도시되지 않았다.14 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention. For simplicity of description, an element isolation layer (refer to FIG. 4 , STI) is not shown.

도 14를 참조하면, P형 기판에 제 1 방향(D1)으로 연장하는 복수의 N웰들이 제 2 방향(D2)을 따라 형성되었다. 구체적으로, N웰들은 제 1 행(Row1), 제 3 행(Row3), 및 제 5 행(Row5)을 따라 형성되었다. 그리고, 도면에 도시된 바와 같이, 제 1 방향(D1)을 따라 N웰들을 가로지르는 가상 전원 라인(Virtual_VDD)들이 배치되었으며, 제 1 방향(D1)을 따라 P형 기판을 가로지르는 접지 라인(VSS)들이 배치되었다. 제 2 방향(D2)으로 가상 전원 라인(Virtual_VDD)과 접지 라인(VSS) 사이의 거리를 1H (1height)라 일컬어질 수 있다.Referring to FIG. 14 , a plurality of N-wells extending in a first direction D1 are formed along a second direction D2 on a P-type substrate. Specifically, N wells are formed along the first row (Row1), the third row (Row3), and the fifth row (Row5). And, as shown in the drawing, virtual power lines (Virtual_V DD ) crossing the N wells along the first direction D1 are disposed, and the ground line crossing the P-type substrate along the first direction D1 ( V SS ) were placed. A distance between the virtual power line Virtual_V DD and the ground line V SS in the second direction D2 may be referred to as 1H (1height).

반도체 논리 회로를 구성하기 위해 P형 기판과 N웰 상에 각종 스탠다드 셀(미도시)이 배치될 것이며, 스탠다드 셀들(미도시)에 가상 전원(Virtual_VDD)을 공급하기 위한 파워 게이트 스위치 시스템이 배치될 것이다. 우선 레이아웃 설계 툴에 따라, 파워 게이트 셀 및 파워 게이트 셀에 인접하는 P-탭(P-tab)들이 유니폼하게 배치될 것이다. Various standard cells (not shown) will be disposed on the P-type substrate and the N-well to form a semiconductor logic circuit, and a power gate switch system for supplying virtual power (Virtual_V DD ) to the standard cells (not shown) is disposed. It will be. First, according to the layout design tool, power gate cells and P-tabs adjacent to the power gate cells may be uniformly arranged.

예를 들어, 제 1 셀(601)이 제 1 행(Row1)의 N웰에 형성될 수 있다. 제 1 셀(601)은 적어도 하나의 게이트 전극과 적어도 두 개의 확산 영역들을 포함할 수 있다. 제 1 셀에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들은 P형 불순물로 도핑된 영역 수 있다. 그리고, 제 1 셀(601)에 인접하여 두 개의 P-탭(P-tab)들이 형성될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 두 개의 P-탭(P-tab)들은 제 1 셀(601)에 직접 접할 수 있으며, 또는 직접 접하지 않을 수도 있다. 비록 도면에는 두 개의 P-탭들이 형성되는 것으로 도시되었으나, 앞서 설명한 바와 같이 하나의 P-탭이 형성될 수도 있다. 예를 들어, P-탭은 N형 불순물로 도핑될 수 있으며, P-탭의 도핑 농도는 N웰의 도핑 농도와 다를 수 있다. For example, the first cells 601 may be formed in N wells of the first row Row1. The first cell 601 may include at least one gate electrode and at least two diffusion regions. At least two diffusion regions formed in the first cell may be doped with P-type impurities. Also, two P-tabs may be formed adjacent to the first cell 601 . As shown in FIG. 14 , two P-tabs may or may not directly contact the first cell 601 . Although two P-taps are shown in the drawing, one P-tap may be formed as described above. For example, the P-tap may be doped with an N-type impurity, and the doping concentration of the P-tap may be different from that of the N-well.

제 2 셀(602)이 제 1 셀(601)과 s3만큼 이격되어 제 1 행(Row1)의 N웰에 형성될 수 있다. 제 1 셀(601)과 마찬가지로, 제 2 셀(602)은 적어도 하나의 게이트 전극과 적어도 두 개의 확산 영역들을 포함할 수 있다. 제 1 셀(601)과 제 2 셀(602) 사이의 거리(예를 들어, s3)는 N웰의 도핑 농도를 고려하여 설정될 수 있다. 즉, 제 1 셀(601)과 제 2 셀(602)은 래치-업 현상이 발생하지 않도록 하는 거리만큼 떨어져 배치될 수 있다. 제 2 셀(602)과 제 1 셀(601)은 그것들이 배치되는 위치를 제외하고는 서로 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.The second cell 602 may be spaced apart from the first cell 601 by s3 and formed in the N well of the first row Row1. Like the first cell 601, the second cell 602 may include at least one gate electrode and at least two diffusion regions. The distance (eg, s3) between the first cell 601 and the second cell 602 may be set in consideration of the doping concentration of the N well. That is, the first cell 601 and the second cell 602 may be spaced apart by a distance that prevents a latch-up phenomenon from occurring. Since the second cell 602 and the first cell 601 are substantially identical to each other except for their positions, detailed descriptions thereof will be omitted.

제 3 셀(603)이 제 3 행(Row3)의 N웰에 형성될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제 3 셀(603)은 제 1 셀(601)과 제 2 셀(602)의 중간 부분에 위치할 수 있다. 제 3 셀(603)과 제 1 셀(601)은 그것들이 배치되는 위치를 제외하고는 서로 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.A third cell 603 may be formed in the N well of the third row Row3. As shown in FIG. 14 , the third cell 603 may be positioned in the middle of the first cell 601 and the second cell 602 . Since the third cell 603 and the first cell 601 are substantially identical to each other except for their positions, detailed descriptions thereof will be omitted.

제 4 셀(604)과 제 5 셀(605)이 제 5 행(Row5)의 N웰에 형성될 수 있다. 제 4 셀(604) 및 제 5 셀(605)과 제 1 셀(601)은 그것들이 배치되는 위치를 제외하고는 서로 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.The fourth cell 604 and the fifth cell 605 may be formed in N wells of the fifth row Row5. Since the fourth cell 604 and the fifth cell 605 and the first cell 601 are substantially identical to each other except for their positions, detailed descriptions thereof will be omitted.

도 14에 도시된 바와 같이 유니폼하게 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)을 배치한다 하더라도, 각각의 셀들 사이의 어떤 특정한 영역에 배치되는 스탠다드 셀(미도시)에는 가상 전원 전압(Virtual_VDD)이 충분히 공급되지 않을 수 있다. 즉, 각각의 셀들 사이의 어떤 특정한 영역에서의 전압 강하는 스탠다드 셀이 정상적으로 작동하지 못할 정도로 클 수 있다. 이러한 전압 강하가 큰 영역에 배치되는 스탠다드 셀을 위해 제 1 내지 제 3 추가 셀들(611 내지 613)이 배치될 수 있다. 도면에 도시된 추가 셀들(611 내지 613)은 예시적인 것이며, 실제 그 영역에서의 전압 강하가 크다는 것을 의미하는 것은 아니다.Even if the first cells 601 to the fifth cells 605 are uniformly arranged as shown in FIG. 14, the standard cells (not shown) disposed in a specific area between the cells have a virtual power supply voltage (Virtual_V). DD ) may not be sufficiently supplied. That is, the voltage drop in a specific region between each cell may be so great that the standard cell cannot operate normally. First to third additional cells 611 to 613 may be disposed for a standard cell disposed in an area having a large voltage drop. The additional cells 611 to 613 shown in the drawing are exemplary, and do not mean that the voltage drop in that area is actually large.

제 1 추가 셀(611)이 제 1 행(Row1)의 N웰에 형성될 수 있다. 제 1 추가 셀(611)은 적어도 하나의 게이트 전극과 적어도 두 개의 확산 영역들을 포함할 수 있다. 제 1 추가 셀(611)에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들은 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 다만, 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)과는 달리, 제 1 추가 셀(611)에는 P-탭이 제공되지 않는다. 그리고, 제 1 추가 셀(611)의 사이즈는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605) 중 적어도 하나보다 작을 수 있다. 즉, 제 1 추가 셀(611)의 게이트 전극의 크기(예를 들어, D1 방향으로의 폭)는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)의 것과 동일하거나 작을 수 있다. 그리고, 제 1 추가 셀(611)의 확산 영역의 크기(예를 들어, D1 방향으로의 폭)는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)의 것과 동일하거나 작을 수 있다. 그리고, 제 1 셀(601)과 제 1 추가 셀(611) 사이의 거리(s1)는 제 1 셀(601)과 제 2 셀(602) 사이의 거리(s3)의 1/4 내지 3/4일 수 있다.A first additional cell 611 may be formed in the N well of the first row Row1. The first additional cell 611 may include at least one gate electrode and at least two diffusion regions. At least two diffusion regions formed in the first additional cell 611 may be doped with P-type impurities. However, unlike the first cell 601 to the fifth cell 605, the first additional cell 611 is not provided with a P-tap. Also, the size of the first additional cell 611 may be smaller than at least one of the first cell 601 to the fifth cell 605 . That is, the size (eg, width in the D1 direction) of the gate electrode of the first additional cell 611 may be the same as or smaller than that of the first cell 601 to the fifth cell 605 . Also, the size of the diffusion region of the first additional cell 611 (eg, the width in the D1 direction) may be the same as or smaller than that of the first cell 601 to the fifth cell 605 . And, the distance s1 between the first cell 601 and the first additional cell 611 is 1/4 to 3/4 of the distance s3 between the first cell 601 and the second cell 602 can be

제 2 추가 셀(612)이 제 3 행(Row3) 및 제 5 행(Row5)의 N웰에 형성될 수 있다. 제 2 추가 셀(612)은 적어도 하나의 게이트 전극과 적어도 네 개의 확산 영역들을 포함할 수 있다. 즉, 제 3 행(Row3)에 형성되는 확산 영역들과 제 5 행(Row5)에 형성되는 확산 영역들은 게이트 전극을 공유할 수 있다. 제 2 추가 셀(612)에 형성되는 적어도 네 개의 확산 영역들은 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 마찬가지로, 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)과는 달리, 제 2 추가 셀(612)에는 P-탭이 제공되지 않는다. 그리고, 제 2 추가 셀(612)의 사이즈는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605) 중 적어도 하나와 동일하거나 작을 수 있다. 즉, 제 2 추가 셀(612)의 게이트 전극의 크기(예를 들어, D1 방향으로의 폭)는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)의 것과 동일하거나 작을 수 있다. 그리고, 제 2 추가 셀(612)의 확산 영역의 크기(예를 들어, D1 방향으로의 폭)는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)의 것과 동일하거나 작을 수 있다. 비록 도면에는 제 2 추가 셀(612)은 제 2 방향(D2)으로 3H의 길이를 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다.The second additional cells 612 may be formed in the N wells of the third row Row3 and the fifth row Row5. The second additional cell 612 may include at least one gate electrode and at least four diffusion regions. That is, the diffusion regions formed in the third row Row3 and the diffusion regions formed in the fifth row Row5 may share a gate electrode. At least four diffusion regions formed in the second additional cell 612 may be doped with P-type impurities. Similarly, unlike the first cell 601 to the fifth cell 605, the second additional cell 612 is not provided with a P-tap. Also, the size of the second additional cell 612 may be equal to or smaller than at least one of the first cell 601 to the fifth cell 605 . That is, the size (eg, width in the D1 direction) of the gate electrode of the second additional cell 612 may be the same as or smaller than that of the first cell 601 to the fifth cell 605 . Also, the size of the diffusion region of the second additional cell 612 (eg, the width in the D1 direction) may be the same as or smaller than that of the first cell 601 to the fifth cell 605 . Although the drawing shows that the second additional cell 612 has a length of 3H in the second direction D2, it is not limited thereto.

제 3 추가 셀(613)이 제 3 행(Row3)의 N웰에 형성될 수 있다. 제 3 추가 셀(613)은 적어도 하나의 게이트 전극과 적어도 두 개의 확산 영역들을 포함할 수 있다. 제 3 추가 셀(613)의 적어도 두 개의 확산 영역들과 제 2 셀(602)의 적어도 두 개의 확산 영역들은 게이트 전극을 공유할 수 있다. 또는 제 3 추가 셀(613)의 적어도 두 개의 확산 영역들과 제 5 셀(605)의 적어도 두 개의 확산 영역들은 게이트 전극을 공유할 수 있다.A third additional cell 613 may be formed in the N well of the third row Row3. The third additional cell 613 may include at least one gate electrode and at least two diffusion regions. At least two diffusion regions of the third additional cell 613 and at least two diffusion regions of the second cell 602 may share a gate electrode. Alternatively, at least two diffusion regions of the third additional cell 613 and at least two diffusion regions of the fifth cell 605 may share a gate electrode.

제 3 추가 셀(613)에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들은 P형 불순물로 도핑될 수 있다. 다만, 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)과는 달리, 제 3 추가 셀(611)에는 P-탭이 제공되지 않는다. 그리고, 제 3 추가 셀(613)의 사이즈는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605) 중 적어도 하나와 동일하거나 작을 수 있다. 즉, 제 3 추가 셀(613)의 게이트 전극의 크기(예를 들어, D1 방향으로의 폭)는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)의 것과 동일하거나 작을 수 있다. 그리고, 제 3 추가 셀(613)의 확산 영역의 크기(즉, D1 방향으로의 폭)는 제 1 셀(601) 내지 제 5 셀(605)의 것과 동일하거나 작을 수 있다.At least two diffusion regions formed in the third additional cell 613 may be doped with P-type impurities. However, unlike the first cell 601 to the fifth cell 605, the third additional cell 611 is not provided with a P-tap. Also, the size of the third additional cell 613 may be equal to or smaller than at least one of the first cell 601 to the fifth cell 605 . That is, the size (eg, width in the D1 direction) of the gate electrode of the third additional cell 613 may be the same as or smaller than that of the first cell 601 to the fifth cell 605 . Also, the size of the diffusion region of the third additional cell 613 (that is, the width in the D1 direction) may be the same as or smaller than that of the first cell 601 to the fifth cell 605 .

도 14에서 설명된 실시 예에 따라 복수의 셀들(601 내지 605) 및 추가 셀들(611 내지 613)을 배치함으로써, 전압 강하가 비교적 크게 발생하는 영역에 배치된 스탠다드 셀들에 충분한 가상 전원 전압(Virtual_VDD)을 공급할 수 있다. 뿐만 아니라, 복수의 추가 셀들(611 내지 613)들은 복수의 셀들(601 내지 605)에 비해 비교적 작은 사이즈를 갖기 때문에, 칩 사이즈의 감소 및 스탠다드 셀들의 배치 측면에서도 장점이 있다.By arranging the plurality of cells 601 to 605 and the additional cells 611 to 613 according to the embodiment described in FIG. 14, a virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) sufficient for standard cells disposed in an area where a relatively large voltage drop occurs ) can be supplied. In addition, since the plurality of additional cells 611 to 613 have a relatively smaller size than the plurality of cells 601 to 605, there are advantages in terms of reducing the chip size and disposing of standard cells.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다. 설명의 간소화를 위해, 소자 분리막(도 4 참조, STI)은 도시되지 않았다. 그리고, 도 15에 도시된 반도체 장치의 레이아웃은, 복수의 N-탭들이 제공된 것을 제외하고는, 도 14에 도시된 반도체 장치의 레이아웃과 유사하다. 예를 들어, 제 1 내지 제 5 셀들(701 내지 705)은 도 14의 제 1 내지 제 5 셀들(601 내지 605)과 유사할 수 있으며, 추가 셀들(711 내지 713)은 도 14의 추가 셀들(611 내지 613)과 유사할 수 있다.15 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention. For simplicity of description, an element isolation layer (refer to FIG. 4 , STI) is not shown. And, the layout of the semiconductor device shown in FIG. 15 is similar to that of the semiconductor device shown in FIG. 14 except that a plurality of N-taps are provided. For example, the first to fifth cells 701 to 705 may be similar to the first to fifth cells 601 to 605 of FIG. 14, and the additional cells 711 to 713 may be the additional cells ( 611 to 613) may be similar.

복수의 N-탭들이 P형 기판에 형성될 수 있다. 예를 들어, N-탭은 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 배치될 수 있으며, P-탭과 인접할 수 있다. 비록, 도면에는 서로 인접한 P-탭과 N-탭이 이격되어 있는 것으로 도시되었으나, P-탭과 N-탭은 N웰과 P형 기판의 경계에서 서로 맞닿아 있을 수 있다. 예를 들어, 복수의 N-탭들은 P형 불순물로 도핑될 수 있으며, N-탭들의 도핑 농도는 P형 기판의 도핑 농도와 다를 수 있다. 그리고, P형 기판에는 P형 불순물로 도핑된 P웰이 형성될 수 있다. 이 경우, N-탭들은 P웰에 형성될 수 있다.A plurality of N-taps may be formed on the P-type substrate. For example, the N-tap may be disposed to extend in the second direction D2 and may be adjacent to the P-tap. Although P-tap and N-tap are shown as being spaced apart from each other in the drawing, the P-tap and N-tap may be in contact with each other at the boundary between the N-well and the P-type substrate. For example, the plurality of N-tabs may be doped with P-type impurities, and the doping concentration of the N-taps may be different from that of the P-type substrate. Also, a P-well doped with P-type impurities may be formed in the P-type substrate. In this case, N-taps may be formed in the P-well.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다. 설명의 간소화를 위해, 소자 분리막(도 4 참조, STI)은 도시되지 않았다. 16 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention. For simplicity of description, an element isolation layer (refer to FIG. 4 , STI) is not shown.

본 도면에 도시된 반도체 장치의 레이아웃 중 N웰에 형성되는 구성요소들은 앞서 도 14 및 도 15에서 설명된 것들과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고, P형 기판 (또는 P형 기판에 형성되는 P웰)에 형성되는 N-탭들은 앞서 도 15에서 설명된 것들과 유사하다. 예를 들어, 제 1 내지 제 5 셀들(801 내지 805)은 도 14의 제 1 내지 제 5 셀들(601 내지 605)과 유사할 수 있으며, 추가 셀들(811 내지 813)은 도 14의 추가 셀들(611 내지 613)과 유사할 수 있다.In the layout of the semiconductor device shown in this drawing, components formed in the N well are substantially the same as those described in FIGS. 14 and 15, and therefore, duplicate descriptions will be omitted. Also, N-taps formed on the P-type substrate (or P-well formed on the P-type substrate) are similar to those previously described with reference to FIG. 15 . For example, the first to fifth cells 801 to 805 may be similar to the first to fifth cells 601 to 605 of FIG. 14, and the additional cells 811 to 813 may be the additional cells ( 611 to 613) may be similar.

계속하여, 도 16을 참조하면, P형 기판에 제 6 셀(821) 내지 제 10 셀들(825)이 형성될 수 있다. 제 6 셀(821) 내지 제 10 셀들(825) 각각은 적어도 하나의 게이트 전극과 적어도 두 개의 확산 영역들을 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제 6 셀(821) 내지 제 10 셀들(825) 각각은 두 개의 N-탭들 사이에 형성될 수 있다. Continuing to refer to FIG. 16 , sixth cells 821 to tenth cells 825 may be formed on a P-type substrate. Each of the sixth cell 821 to tenth cells 825 may include at least one gate electrode and at least two diffusion regions. As shown in FIG. 16 , each of the sixth cell 821 to the tenth cells 825 may be formed between two N-taps.

제 1 추가 셀(811)은 앞서 도 15에서 설명된 제 1 추가 셀(711)과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the first additional cell 811 is substantially the same as the first additional cell 711 previously described with reference to FIG. 15 , duplicate descriptions will be omitted.

제 2 추가 셀(812)이 제 2 행(Row2) 내지 제 4 행(Row4)에 걸쳐 제 2 방향(D2)으로 연장하도록 형성될 수 있다. 예시적으로, 제 2 추가 셀(812)은 2H를 갖는 것으로 도시되었다. 제 2 셀(812)은 제 2 행(Row2)의 P형 기판에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들, 제 3 행(Row3)의 N웰에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들, 제 3 행(Row3)의 P형 기판에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들, 및 적어도 하나의 게이트 전극을 포함할 수 있다. 즉, 이들 확산 영역들은 적어도 하나의 게이트 전극을 서로 공유할 수 있다. 그러나, 게이트 전극이 두 개 이상 제공되는 경우, 이들 확산 영역들은 게이트 전극을 공유하지 않을 수 있다. 예를 들어, N웰에 형성되는 확산 영역들은 P형 불순물로 도핑될 수 있으며, P형 기판에 형성되는 확산 영역들은 N형 불순물로 도핑될 수 있다.The second additional cells 812 may be formed to extend in the second direction D2 across the second row Row2 to the fourth row Row4 . Illustratively, the second additional cell 812 is shown as having 2H. The second cell 812 includes at least two diffusion regions formed in the P-type substrate of the second row Row2, at least two diffusion regions formed in the N-well of the third row Row3, and the third row (Row3). Row 3) may include at least two diffusion regions formed on the P-type substrate, and at least one gate electrode. That is, these diffusion regions may share at least one gate electrode with each other. However, when two or more gate electrodes are provided, these diffusion regions may not share the gate electrode. For example, diffusion regions formed in the N well may be doped with P-type impurities, and diffusion regions formed in the P-type substrate may be doped with N-type impurities.

제 3 추가 셀(813)은 제 2 행(Row2) 내지 제 4 행(Row4)에 걸쳐 제 2 방향(D2)으로 연장할 수 있다. 예시적으로, 제 2 추가 셀(812)은 2H를 갖는 것으로 도시되었다. 제 2 셀(812)은 제 2 행(Row2)의 P형 기판에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들, 제 3 행(Row3)의 N웰에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들, 제 3 행(Row3)의 P형 기판에 형성되는 적어도 두 개의 확산 영역들, 및 적어도 하나의 게이트 전극을 포함할 수 있다. The third additional cells 813 may extend in the second direction D2 across the second row Row2 to the fourth row Row4. Illustratively, the second additional cell 812 is shown as having 2H. The second cell 812 includes at least two diffusion regions formed in the P-type substrate of the second row Row2, at least two diffusion regions formed in the N-well of the third row Row3, and the third row (Row3). Row 3) may include at least two diffusion regions formed on the P-type substrate, and at least one gate electrode.

예를 들어, 제 3 추가 셀(813)의 구성 요소들 중 제 2 행(Row2)에 형성된 확산 영역들은 셀(822)의 확산 영역들과 게이트 전극을 공유할 수 있다. 그리고 제 3 추가 셀(813)의 구성 요소들 중 제 4 행(Row4)에 형성된 확산 영역들은 셀(825)의 확산 영역들과 게이트 전극을 공유할 수 있다. 즉, 제 3 추가 셀(813)의 확산 영역들 중 적어도 일부 또는 전부는 셀(822) 및/또는 (825)과 게이트 전극을 공유할 수 있다.For example, diffusion regions formed in the second row Row2 among elements of the third additional cell 813 may share a gate electrode with diffusion regions of the cell 822 . Also, among the components of the third additional cell 813 , the diffusion regions formed in the fourth row Row4 may share a gate electrode with the diffusion regions of the cell 825 . That is, at least some or all of the diffusion regions of the third additional cell 813 may share a gate electrode with the cells 822 and/or 825 .

도 17a는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다. 도 17a는 도 10과 유사하다. 따라서, 이들 실시 예들의 차이점들이 주로 설명될 것이다.17A is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention. FIG. 17A is similar to FIG. 10 . Therefore, the differences between these embodiments will be mainly described.

예를 들어, 파워 게이트 스위칭 시스템(1100)은 윗 행, 중간 행, 및 아래 행을 포함할 수 있다.For example, power gate switching system 1100 may include a top row, a middle row, and a bottom row.

상부 행은 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VDD) 사이에 배치되고 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VDD)에 연결되는, 제 1 파워 게이트 셀(P-tab1, 1101, G1, 1102, P-tab2), 제 2 파워 게이트 셀(1105, G3, 1106), 제 3 파워 게이트 셀(P-tab3, 1103, G2, 1104, P-tab4)을 포함할 수 있다. 즉, 윗 행은 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VSS) 사이에 연결되는 PMOS 파워 게이트 셀들을 보여준다. 윗 행은 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VSS) 사이에 배치되고 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VSS)에 연결되는 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2)을 더 포함할 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2)은 윗 행의 PMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2) 각각은 N-웰 상의 PMOS 트랜지스터 및 기판(P-sub) 상의 NMOS 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2) 각각의 PMOS 트랜지스터의 N-웰은 도 17a에 도시된 윗 행의 PMOS 파워 게이트 셀들의 N-웰과 합쳐질 수 있다. 윗 행의 PMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치된 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2) 중 하나는 기판(P-sub) 상의 NMOS 트랜지스터를 포함하기 때문에, PMOS 파워 게이트 셀들이 배치된 곳의 합쳐진 N-웰의 모양은 도 10에 도시된 N-웰의 모양과는 다를 수 있다.The top row is placed between the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V DD ), and the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V DD , the first power gate cells P-tab1, 1101, G1, 1102, and P-tab2, the second power gate cells 1105, G3, and 1106, and the third power gate cell P-tab3 , 1103, G2, 1104, P-tab4). That is, the upper row shows PMOS power gate cells connected between the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V SS ). The upper row is placed between the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V SS ), and the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, A plurality of standard cells (Std1, Std2) connected to Virtual_V SS may be further included. A plurality of standard cells Std1 and Std2 may be disposed between the PMOS power gate cells of the upper row. Each of the plurality of standard cells Std1 and Std2 may include a PMOS transistor on the N-well and an NMOS transistor on the substrate P-sub. The N-well of each PMOS transistor of the plurality of standard cells Std1 and Std2 may be merged with the N-well of the PMOS power gate cells in the upper row shown in FIG. 17A. Since one of the plurality of standard cells (Std1, Std2) disposed between the PMOS power gate cells in the upper row includes an NMOS transistor on the substrate (P-sub), the combined N-well where the PMOS power gate cells are disposed The shape of may be different from the shape of the N-well shown in FIG. 10 .

아래 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD) 사이에 배치되고 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD)에 연결되는, 제 4 파워 게이트 셀(N-tab1, 1107, G4, 1108, N-tab2), 제 6 파워 게이트 셀(1111, G6, 1112), 제 5 파워 게이트 셀(N-tab3, 1109, G5, 1110, N-tab4)을 포함할 수 있다. 즉, 아래 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD) 사이에 연결되는 NMOS 파워 게이트 셀들을 보여준다. 아래 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD) 사이에 배치되고 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD)에 연결되는 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6)을 더 포함할 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6)은 아래 행의 NMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6) 각각은 N-웰 상의 PMOS 트랜지스터 및 기판(P-sub) 상의 NMOS 트랜지스터를 포함할 수 있다. 따라서, 아래 행의 NMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치된 스탠다드 셀들(Std5, Std6)의 PMOS 트랜지스터의 N-웰은 아래 행의 기판(P-sub)에 배치될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6) 각각의 PMOS 트랜지스터의 N-웰은 도 17a에 도시된 중간 행의 복수의 스탠다드 셀들(Std3, Std4)의 N-웰과 합쳐질 수 있다.The lower row is placed between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, Virtual_V DD ), and the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, The fourth power gate cells N-tab1, 1107, G4, 1108, and N-tab2, the sixth power gate cells 1111, G6, and 1112, and the fifth power gate cell N-tab3 connected to Virtual_V DD . , 1109, G5, 1110, N-tab4). That is, the lower row shows NMOS power gate cells connected between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the power supply voltage (V DD ) (or virtual power supply voltage, Virtual_V DD ). The lower row is placed between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, Virtual_V DD ), and the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, A plurality of standard cells (Std5, Std6) connected to Virtual_V DD may be further included. A plurality of standard cells Std5 and Std6 may be disposed between NMOS power gate cells in a lower row. Each of the plurality of standard cells Std5 and Std6 may include a PMOS transistor on the N-well and an NMOS transistor on the substrate P-sub. Accordingly, the N-wells of the PMOS transistors of the standard cells Std5 and Std6 disposed between the NMOS power gate cells in the lower row may be disposed on the substrate P-sub in the lower row. The N-well of each PMOS transistor of the plurality of standard cells Std5 and Std6 may be combined with the N-well of the plurality of standard cells Std3 and Std4 of the middle row shown in FIG. 17A .

중간 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD), 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS), 또는 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 가상 접지 전압(Virtual_VSS) 사이에 연결된 스탠다드 셀들(Std3, Std4)을 포함할 수 있다.The middle row is the voltage between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ), the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ), or the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the virtual ground voltage (Virtual_V SS ). It may include standard cells (Std3, Std4) connected to.

파워 게이트 스위칭 시스템(1100)은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 사이에 연결되는 복수의 중간 행들을 더 포함할 수 있다. 복수의 중간 행들 중 하나는 NMOS 파워 게이트 셀에 연결되는 가상 접지 전압(Virtual_VSS) 또는 접지 전압(VSS)에 연결될 수 있다. 중간 행들의 나머지들은 PMOS 파워 게이트 셀에 연결되는 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 또는 전원 전압(VDD)에 연결될 수 있다. 그리고, 파워 게이트 셀들은 그들의 게이트 전극들을 사용하는 것으로 도시될 수 있다. 여기서, 제 1 내지 제 6 파워 게이트 셀들 중 하나는 중간 행들 중 적어도 하나로 연장되어, 중간 행들의 적어도 하나에 있는 복수의 스탠다드 셀들에 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 또는 가상 접지 전압(Virtual_VSS) 노드를 제공할 수 있다. The power gate switching system 1100 may further include a plurality of middle rows connected between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ). One of the plurality of middle rows may be connected to a virtual ground voltage (Virtual_V SS ) or a ground voltage (V SS ) connected to the NMOS power gate cell. The rest of the middle rows may be connected to a virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) or a power supply voltage (V DD ) connected to the PMOS power gate cell. And, power gate cells can be shown using their gate electrodes. Here, one of the first to sixth power gate cells extends into at least one of the middle rows to apply a virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) or a virtual ground voltage (Virtual_V SS ) node to a plurality of standard cells in at least one of the middle rows. can provide

도 17b는 도 17a의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 17b의 구성 요소들은 도 12의 구성 요소들에 대응할 수 있다. 따라서, 두 실시 예들 사이의 차이점들이 주로 설명될 것이다. 예를 들어, 도 17b는 기판(P-sub) 상에 D1 방향으로 연장하는 불연속적인 N-웰을 보여준다. 즉, 불연속(break)이 N-웰에 도시되었다. 스탠다드 셀들의 NMOS 트랜지스터들은 기판(P-sub) 상의 제 1 내지 제 3 파워 게이트 셀들 사이에 배치될 수 있다.Fig. 17B is a sectional view taken along A-A' of Fig. 17A. Components of FIG. 17B may correspond to components of FIG. 12 . Therefore, the differences between the two embodiments will be mainly described. For example, FIG. 17B shows discontinuous N-wells extending in the D1 direction on the substrate (P-sub). That is, a break was shown in the N-well. NMOS transistors of the standard cells may be disposed between the first to third power gate cells on the substrate P-sub.

도 17c는 도 17a의 B-B'에 따른 단면도이다. 도 17c의 구성 요소들은 도 11의 구성 요소들에 대응할 수 있다. 따라서, 두 실시 예들 사이의 차이점들이 주로 설명될 것이다. 예를 들어, 도 17c는 접지 전압(VSS)과 가상 접지 전압(Virtual_VSS)에 연결되는 NMOS 파워 게이트 셀들을 보여준다. 스탠다드 셀의 PMOS 트랜지스터를 위한 N-웰은 기판(P-sub) 상의 제 4 내지 제 6 파워 게이트 셀들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, N-웰은 제 5 파워 게이트 셀과 제 6 파워 게이트 셀 사이에 배치될 수 있다.Fig. 17c is a sectional view taken along BB' of Fig. 17a; Components of FIG. 17C may correspond to components of FIG. 11 . Therefore, the differences between the two embodiments will be mainly described. For example, FIG. 17C shows NMOS power gate cells coupled to ground voltage (V SS ) and virtual ground voltage (Virtual_V SS ). The N-well for the PMOS transistor of the standard cell may be disposed between the fourth to sixth power gate cells on the substrate P-sub. For example, the N-well may be disposed between the fifth power gate cell and the sixth power gate cell.

도 18a는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템을 보여주는 평면도이다. 도 18a는 도 12와 유사하다. 따라서, 두 실시 예들의 차이점들이 주로 설명될 것이다. 실시 예에 따라서, 도면에 도시된 것과는 달리, P-웰은 N-웰을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그 결과, 포켓 웰이 형성될 수도 있다. 18A is a plan view showing a power gate switching system according to an embodiment of the present invention. Figure 18A is similar to Figure 12. Therefore, differences between the two embodiments will be mainly described. In some embodiments, unlike those shown in the drawings, P-wells may be formed to surround N-wells. As a result, pocket wells may be formed.

예를 들어, 파워 게이트 스위칭 시스템(1200)은 윗 행, 중간 행, 및 아래 행을 포함할 수 있다.For example, power gate switching system 1200 may include a top row, a middle row, and a bottom row.

상부 행은 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VDD) 사이에 배치되고 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VDD)에 연결되는, 제 1 파워 게이트 셀(P-tab1, 1201, G1, 1202, P-tab2), 제 2 파워 게이트 셀(1205, G3, 1206), 제 3 파워 게이트 셀(P-tab3, 1203, G2, 1204, P-tab4)을 포함할 수 있다. 즉, 윗 행은 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VSS) 사이에 연결되는 PMOS 파워 게이트 셀들을 보여준다. 윗 행은 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VSS) 사이에 배치되고 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS)(또는 가상 접지 전압, Virtual_VSS)에 연결되는 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2)을 더 포함할 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2)은 윗 행의 PMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2) 각각은 N-웰 상의 PMOS 트랜지스터 및 P-웰 상의 NMOS 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2) 각각의 PMOS 트랜지스터의 N-웰은 도 18a에 도시된 윗 행의 PMOS 파워 게이트 셀들의 N-웰과 합쳐질 수 있다. 제 1 내지 제 3 PMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치된 복수의 스탠다드 셀들(Std1, Std2) 중 하나는 P-웰 상의 NMOS 트랜지스터를 포함하기 때문에, PMOS 파워 게이트 셀들이 배치된 곳의 합쳐진 N-웰의 모양은 도 12에 도시된 N-웰의 모양과는 다를 수 있다.The top row is placed between the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V DD ), and the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V DD ), the first power gate cells P-tab1, 1201, G1, 1202, and P-tab2, the second power gate cells 1205, G3, and 1206, and the third power gate cell P-tab3 , 1203, G2, 1204, P-tab4). That is, the upper row shows PMOS power gate cells connected between the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V SS ). The upper row is placed between the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, Virtual_V SS ), and the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ) (or virtual ground voltage, A plurality of standard cells (Std1, Std2) connected to Virtual_V SS may be further included. A plurality of standard cells Std1 and Std2 may be disposed between the PMOS power gate cells of the upper row. Each of the plurality of standard cells Std1 and Std2 may include an N-well PMOS transistor and a P-well NMOS transistor. The N-well of the PMOS transistor of each of the plurality of standard cells Std1 and Std2 may be combined with the N-well of the PMOS power gate cells in the upper row shown in FIG. 18A. Since one of the plurality of standard cells Std1 and Std2 disposed between the first to third PMOS power gate cells includes an NMOS transistor on the P-well, the combined N-well where the PMOS power gate cells are disposed The shape may be different from the shape of the N-well shown in FIG. 12 .

아래 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD) 사이에 배치되고 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD)에 연결되는, 제 4 파워 게이트 셀(N-tab1, 1207, G4, 1208, N-tab2), 제 6 파워 게이트 셀(1211, G6, 1212), 제 5 파워 게이트 셀(N-tab3, 1209, G5, 1210, N-tab4)을 포함할 수 있다. 즉, 아래 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD) 사이에 연결되는 NMOS 파워 게이트 셀들을 보여준다. 아래 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD) 사이에 배치되고 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD)(또는 가상 전원 전압, Virtual_VDD)에 연결되는 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6)을 더 포함할 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6)은 아래 행의 제 4 내지 제 6 NMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치될 수 있다. 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6) 각각은 N-웰 상의 PMOS 트랜지스터 및 기판(P-sub) 상의 NMOS 트랜지스터를 포함할 수 있다. 따라서, 아래 행의 NMOS 파워 게이트 셀들 사이에 배치된 스탠다드 셀들(Std5, Std6)의 PMOS 트랜지스터의 N-웰은 아래 행의 P-웰에 배치될 수 있다. 도 18a에 도시된 것과 같이, 아래 행의 복수의 스탠다드 셀들(Std5, Std6) 각각의 PMOS 트랜지스터의 N-웰은 중간 행의 복수의 스탠다드 셀들(Std3, Std4)의 N-웰과 합쳐질 수 있다.The lower row is placed between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, Virtual_V DD ), and the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, The fourth power gate cell (N-tab1, 1207, G4, 1208, and N-tab2), the sixth power gate cell (1211, G6, and 1212), and the fifth power gate cell (N-tab3) are connected to Virtual_V DD . , 1209, G5, 1210, N-tab4). That is, the lower row shows NMOS power gate cells connected between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the power supply voltage (V DD ) (or virtual power supply voltage, Virtual_V DD ). The lower row is placed between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, Virtual_V DD ), and the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ) (or virtual supply voltage, A plurality of standard cells (Std5, Std6) connected to Virtual_V DD may be further included. The plurality of standard cells Std5 and Std6 may be arranged between the fourth to sixth NMOS power gate cells in the lower row. Each of the plurality of standard cells Std5 and Std6 may include a PMOS transistor on the N-well and an NMOS transistor on the substrate P-sub. Accordingly, the N-well of the PMOS transistor of the standard cells Std5 and Std6 disposed between the NMOS power gate cells in the lower row may be disposed in the P-well of the lower row. As shown in FIG. 18A , the N-well of each PMOS transistor of the plurality of standard cells Std5 and Std6 in the lower row may be merged with the N-well of the plurality of standard cells Std3 and Std4 in the middle row.

중간 행은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 전원 전압(VDD), 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 접지 전압(VSS), 또는 가상 전원 전압(Virtual_VDD)과 가상 접지 전압(Virtual_VSS) 사이에 연결된 스탠다드 셀들(Std3, Std4)을 포함할 수 있다. 파워 게이트 스위칭 시스템(1200)은 가상 접지 전압(Virtual_VSS)과 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 사이에 연결되는 복수의 중간 행들을 더 포함할 수 있다. 복수의 중간 행들 중 하나는 NMOS 파워 게이트 셀에 연결되는 가상 접지 전압(Virtual_VSS) 또는 접지 전압(VSS)에 연결될 수 있다. 중간 행들의 나머지들은 PMOS 파워 게이트 셀에 연결되는 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 또는 전원 전압(VDD)에 연결될 수 있다. 그리고, 파워 게이트 셀들은 그들의 게이트 전극들을 사용하는 것으로 도시될 수 있다. 여기서, 제 1 내지 제 6 파워 게이트 셀들 중 하나는 중간 행들 중 적어도 하나로 연장되어, 중간 행들의 적어도 하나에 있는 복수의 스탠다드 셀들에 가상 전원 전압(Virtual_VDD) 또는 가상 접지 전압(Virtual_VSS) 노드를 제공할 수 있다. The middle row is the voltage between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the supply voltage (V DD ), the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the ground voltage (V SS ), or the virtual supply voltage (Virtual_V DD ) and the virtual ground voltage (Virtual_V SS ). It may include standard cells (Std3, Std4) connected to. The power gate switching system 1200 may further include a plurality of middle rows connected between the virtual ground voltage (Virtual_V SS ) and the virtual power supply voltage (Virtual_V DD ). One of the plurality of middle rows may be connected to a virtual ground voltage (Virtual_V SS ) or a ground voltage (V SS ) connected to the NMOS power gate cell. The rest of the middle rows may be connected to a virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) or a power supply voltage (V DD ) connected to the PMOS power gate cell. And, power gate cells can be shown using their gate electrodes. Here, one of the first to sixth power gate cells extends into at least one of the middle rows to apply a virtual power supply voltage (Virtual_V DD ) or a virtual ground voltage (Virtual_V SS ) node to a plurality of standard cells in at least one of the middle rows. can provide

도 18b는 도 18a의 A-A'에 따른 단면도이다. 도 18b의 구성 요소들은 도 12의 구성 요소들에 대응할 수 있다. 따라서, 두 실시 예들 사이의 차이점들이 주로 설명될 것이다. 예를 들어, 도 18b는 D1 방향을 따라 제 1 내지 제 3 PMOS 파워 게이트 셀들을 위한 불연속적인 N-웰들, 그리고 기판(P-sub) 상의 불연속적인 N-웰들 사이에 배치되는 스탠다드 셀들 중 하나의 NMOS 트랜지스터를 위한 P-웰을 보여준다. 스탠다드 셀들 중 MMOS 트랜지스터는 P-웰 상에 형성될 수 있다.Fig. 18B is a sectional view taken along A-A' of Fig. 18A. Components of FIG. 18B may correspond to components of FIG. 12 . Therefore, the differences between the two embodiments will be mainly described. For example, FIG. 18B shows discontinuous N-wells for the first to third PMOS power gate cells along the D1 direction and one of standard cells disposed between the discontinuous N-wells on the substrate P-sub. Shows a P-well for an NMOS transistor. Among the standard cells, MMOS transistors may be formed on the P-well.

도 18c는 도 18a의 B-B'에 따른 단면도이다. 도 18c의 구성 요소들은 도 13의 구성 요소들에 대응할 수 있다. 따라서, 두 실시 예들 사이의 차이점들이 주로 설명될 것이다. 예를 들어, 도 18c는 D1 방향을 따라 제 4 내지 제 6 NMOS 파워 게이트 셀들을 위한 불연속적인 P-웰들, 그리고 기판(P-sub) 상의 불연속적인 P-웰들 사이에 배치되는 스탠다드 셀들 중 하나의 PMOS 트랜지스터를 위한 N-웰을 보여준다. 스탠다드 셀들 중 PMOS 트랜지스터는 N-웰 상에 형성될 수 있다.Fig. 18C is a sectional view taken along BB' of Fig. 18A; Components of FIG. 18C may correspond to components of FIG. 13 . Therefore, the differences between the two embodiments will be mainly described. For example, FIG. 18C shows discontinuous P-wells for the fourth to sixth NMOS power gate cells along the D1 direction and one of standard cells disposed between the discontinuous P-wells on the substrate P-sub. Shows an N-well for a PMOS transistor. Among the standard cells, a PMOS transistor may be formed on an N-well.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 파워 게이트 스위칭 시스템에 적용된 반도체 장치의 레이아웃을 보여주는 평면도이다.19 is a plan view illustrating a layout of a semiconductor device applied to a power gate switching system according to an embodiment of the present invention.

특히, 도 19는 복수의 메탈 파워 라인들(Virtual VDD 및 VSS (또는 Virtual VSS))에 연결된 복수의 PMOS 파워 게이트 셀들을 보여준다. PMOS 파워 게이트 셀들 각각은 그 양측에 P-탭들(P-tab)과 N-탭들(N-tab) 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 도 19에서, PMOS 탭은 "PT"로써, NMOS 탭은 "NT"로써, 디퓨젼 브레이크(diffusion break) 영역은 "DB"로써, 그리고 스탠다드 셀들은 "Std Cells"로써 도시되었다. 도 19는 PMOS 파워 게이트 셀들의 행의 윗부분과 아랫부분을 따라 길이 방향으로 연장하는 메탈 파워 라인들(VSS 또는 Virtual VSS)을 보여준다. 게다가, 메탈 파워 라인들(Virtual VDD 및 VSS (또는 Virtual VSS)) 중 하나는 PMOS 파워 게이트 셀들의 각각의 행의 중앙을 통하여 길이 방향으로 연장할 수 있다. 거리(W_pg2pg)는 파워 게이트 셀들 사이에 요구되는 최소한의 거리일 수 있다.In particular, FIG. 19 shows a plurality of PMOS power gate cells connected to a plurality of metal power lines (Virtual V DD and V SS (or Virtual V SS )). Each of the PMOS power gate cells may have at least one of P-tab and N-tab on both sides thereof. In FIG. 19, the PMOS tap is shown as "PT", the NMOS tap is shown as "NT", the diffusion break region is shown as "DB", and the standard cells are shown as "Std Cells". 19 shows metal power lines (V SS or Virtual V SS ) extending in the longitudinal direction along upper and lower portions of a row of PMOS power gate cells. In addition, one of the metal power lines Virtual V DD and V SS (or Virtual V SS ) may extend longitudinally through the center of each row of PMOS power gate cells. The distance W_pg2pg may be a required minimum distance between power gate cells.

예를 들어, 제 1 영역(Region I)이 있는 스탠다드 셀 영역에는, P-웰이 있을 수 있다. 그리고, 제 1 영역과 인접한 제 2 영역(Region II)에는, N-웰이 있을 수 있다. 메탈 파워 라인(Virtual VDD)은 제 2 영역을 가로지를 수 있다. 그리고, NMOS 탭들(NT) 사이에 배치되는 라인은 NMOS 탭들(NT)을 서로 연결하는 파워 라인(NVSS)일 수 있다.For example, a P-well may exist in the standard cell region where the first region (Region I) is located. Also, there may be an N-well in the second region (Region II) adjacent to the first region. The metal power line (Virtual V DD ) may cross the second region. Also, a line disposed between the NMOS taps NT may be a power line NVSS connecting the NMOS taps NT to each other.

도 19를 참조하면, 반도체 장치(1300)는 복수의 타입의 파워 게이트 셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 타입의 PMOS 파워 게이트 셀은 PMOS 파워 게이트 셀에 있는 PMOS 파워 게이트 트랜지스터의 양측에 P-탭(PT)들을 포함할 수 있다. 제 1 타입의 PMOS 파워 게이트 셀은 PMOS 파워 게이트 셀의 양측에 N-탭(NT)들을 포함할 수 있다. PMOS 파워 게이트 셀들은 메탈 파워 라인들(Virtual VDD와 Virtual VSS(또는 VSS)) 사이에 연결되는 하나 또는 그 이상의 PMOS 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 제 2 타입의 PMOS 파워 게이트 셀은 PMOS 파워 게이트 셀의 양측에 P-탭(PT)들 또는 N-탭(NT)들을 갖지 않을 수 있으며, 메탈 파워 라인들(Virtual VDD와 Virtual VSS(또는 VSS)) 연결되는 하나 또는 그 이상의 PMOS 트랜지스터들을 포함할 수 있다. PMOS 트랜지스터들의 개수는 PMOS 파워 게이트 셀의 전류 구동 능력에 비례할 수 있다.Referring to FIG. 19 , the semiconductor device 1300 may include a plurality of types of power gate cells. For example, a PMOS power gate cell of the first type may include P-taps (PTs) on both sides of a PMOS power gate transistor in the PMOS power gate cell. A PMOS power gate cell of the first type may include N-taps (NT) on both sides of the PMOS power gate cell. PMOS power gate cells may include one or more PMOS transistors coupled between metal power lines (Virtual V DD and Virtual V SS (or V SS )). A PMOS power gate cell of the second type may not have P-taps (PTs) or N-taps (NTs) on both sides of the PMOS power gate cell, and metal power lines (Virtual V DD and Virtual V SS (or V SS )) may include one or more PMOS transistors coupled thereto. The number of PMOS transistors may be proportional to the current drive capability of the PMOS power gate cell.

제 1 타입의 PMOS 파워 게이트 셀은 복수의 가상 전원 라인(Virtual VDD)을 포함하는 수직 영역을 따라 정렬될 수 있으며, 제 2 타입의 PMOS 파워 게이트 셀은 복수의 가상 전원 라인(Virtual VDD)을 포함하는 수직 영역을 따라 정렬될 수 있다. 반도체 장치(1300)의 평면도에 도시된 PMOS 파워 게이트 셀들의 위치 또는 개수는 PMOS 파워 게이트 셀들에 의해 제공되는 전력에 따라 가변할 수 있다.PMOS power gate cells of the first type may be aligned along a vertical region including a plurality of virtual power supply lines (Virtual V DD ), and PMOS power gate cells of the second type may be arranged along a plurality of virtual power supply lines (Virtual V DD ). It can be aligned along a vertical region containing. The location or number of PMOS power gate cells shown in the plan view of the semiconductor device 1300 may vary depending on the power provided by the PMOS power gate cells.

위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.What has been described above are specific examples for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also embodiments that can be simply or easily changed in design. In addition, the present invention will also include techniques that can be easily modified and practiced in the future using the above-described embodiments.

101, 102, 103, 104, 105, 106: 확산 영역101, 102, 103, 104, 105, 106: diffusion area

Claims (10)

제 1 방향으로 연장하는 가상 전원 라인;
상기 제 1 방향으로 연장하는 N-웰로써, 상기 가상 전원 라인과 상기 N-웰은 행에 배치되는 것;
상기 N-웰에 배치되는 제 1 파워 게이트 셀;
상기 N-웰에 배치되는 제 2 파워 게이트 셀로써, 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들은 제 1 타입의 셀들인 것; 그리고
상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 사이의 상기 N-웰에 배치되는 제 3 파워 게이트 셀로써, 상기 제 3 파워 게이트 셀은 상기 제 1 타입의 셀들과 다른 제 2 타입의 셀인 것을 포함하는 반도체 장치.
a virtual power line extending in a first direction;
an N-well extending in the first direction, wherein the virtual power line and the N-well are disposed in a row;
a first power gate cell disposed in the N-well;
a second power gate cell disposed in the N-well, wherein the first and second power gate cells are cells of a first type; and
a third power gate cell disposed in the N-well between the first and second power gate cells, wherein the third power gate cell is a cell of a second type different from cells of the first type; Device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 파워 게이트 셀은 상기 제 2 파워 게이트 셀보다 상기 제 1 파워 게이트 셀에 더 가까이 배치되거나, 또는
상기 제 3 파워 게이트 셀은 상기 제 1 파워 게이트 셀보다 상기 제 2 파워 게이트 셀에 더 가까이 배치되는 반도체 장치.
According to claim 1,
the third power gate cell is disposed closer to the first power gate cell than the second power gate cell; or
The third power gate cell is disposed closer to the second power gate cell than the first power gate cell.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 타입의 셀들 각각은 한 쌍의 확산 영역들 사이에 배치되는 게이트 전극, 그리고 상기 확산 영역들 중 하나에 인접하는 탭을 포함하는 반도체 장치.
According to claim 1,
The semiconductor device of claim 1 , wherein each of the cells of the first type includes a gate electrode disposed between a pair of diffusion regions and a tab adjacent to one of the diffusion regions.
제 3 항에 있어서,
상기 탭은 P-탭이고, 상기 N-웰의 상기 행에 인접한 행에, N-탭이 상기 P-탭과 동일한 축에 배치되고, 상기 N-탭은 접지 라인에 연결되는 반도체 장치.
According to claim 3,
wherein the tap is a P-tap, and in a row adjacent to the row of the N-well, an N-tap is disposed on the same axis as the P-tap, and the N-tap is connected to a ground line.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 타입의 셀은 한 쌍의 확산 영역들 사이에 배치되는 게이트 전극을 포함하고, 상기 제 2 타입의 셀은 탭을 포함하지 않는 반도체 장치.
According to claim 3,
The semiconductor device of claim 1 , wherein the cell of the second type includes a gate electrode disposed between a pair of diffusion regions, and the cell of the second type does not include a tab.
제 1 방향으로 연장하는 제 1 가상 전원 라인;
상기 제 1 가상 전원 라인에 연결되는 제 1 파워 게이트 셀;
상기 제 1 가상 전원 라인에 연결되는 제 2 파워 게이트 셀로써, 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 각각은 적어도 하나의 탭을 포함하는 것; 그리고
상기 제 1 가상 전원 라인에 연결되고 상기 제 1 및 상기 제 2 파워 게이트 셀들 사이에 배치되는 제 3 파워 게이트 셀로서, 상기 제 3 파워 게이트 셀은 탭을 포함하지 않는 것을 포함하되,
상기 제 1 내지 상기 제 3 파워 게이트 셀들, 그리고 상기 제 1 가상 전원 라인은 제 1 행에 배치되는 파워 게이트 스위칭 시스템.
a first virtual power line extending in a first direction;
a first power gate cell connected to the first virtual power line;
a second power gate cell coupled to the first virtual power line, each of the first and second power gate cells including at least one tap; and
a third power gate cell connected to the first virtual power supply line and disposed between the first and second power gate cells, wherein the third power gate cell does not include a tap;
The power gate switching system of claim 1 , wherein the first to third power gate cells and the first virtual power line are arranged in a first row.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 방향으로 연장하는 제 2 가상 전원 라인;
상기 제 2 가상 전원 라인에 연결되는 제 4 파워 게이트 셀; 그리고
상기 제 2 가상 전원 라인에 연결되는 제 5 파워 게이트 셀로써, 상기 제 4 및 상기 제 5 파워 게이트 셀들은 적어도 하나의 탭을 포함하는 것을 더 포함하되,
상기 제 4 및 상기 제 5 파워 게이트 셀들, 그리고 상기 제 2 가상 전원 라인은 제 2 행에 배치되는 파워 게이트 스위칭 시스템.
According to claim 6,
a second virtual power line extending in the first direction;
a fourth power gate cell connected to the second virtual power line; and
A fifth power gate cell connected to the second virtual power line, wherein the fourth and fifth power gate cells further include at least one tap;
The fourth and fifth power gate cells and the second virtual power line are arranged in a second row.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 행은:
상기 제 1 가상 전원 라인의 제 1 및 제 2 측면들에 배치되는 N-웰 영역;
상기 제 1 가상 전원 라인의 상기 제 1 측면에 배치되는 제 1 접지 라인; 그리고
상기 제 1 가상 전원 라인의 상기 제 2 측면에 배치되는 제 2 접지 라인을 포함하는 파워 게이트 스위칭 시스템.
According to claim 6,
The first row above is:
an N-well region disposed on first and second side surfaces of the first virtual power line;
a first ground line disposed on the first side of the first virtual power line; and
and a second ground line disposed on the second side of the first virtual power line.
제 1 가상 전원 라인, 제 1 파워 게이트 셀, 및 제 2 파워 게이트 셀을 포함하는 제 1 행; 그리고
제 2 가상 전원 라인, 제 3 파워 게이트 셀, 및 제 4 파워 게이트 셀을 포함하는 제 2 행을 포함하되,
상기 제 1 파워 게이트 셀은 제 1 및 제 2 확산 영역들 사이에 배치되는 제 2 게이트 전극, 및 적어도 하나의 탭을 포함하고, 상기 제 2 파워 게이트 셀은 제 3 및 제 4 확산 영역들 사이에 배치되는 제 2 게이트 전극을 포함하되 탭을 포함하지 않고,
상기 제 3 파워 게이트 셀은 제 5 및 제 6 확산 영역들 사이에 배치되는 제 3 게이트 전극, 및 적어도 하나의 탭을 포함하고, 상기 제 4 파워 게이트 셀은 제 7 및 제 8 확산 영역들 사이에 배치되는 제 4 게이트 전극을 포함하되 탭을 포함하지 않고,
상기 제 4 파워 게이트 셀은 상기 제 2 파워 게이트 셀과 연결되는 파워 게이트 스위칭 시스템.
a first row including first virtual power lines, first power gate cells, and second power gate cells; and
a second row comprising a second virtual power supply line, a third power gate cell, and a fourth power gate cell;
The first power gate cell includes a second gate electrode disposed between first and second diffusion regions and at least one tab, the second power gate cell between third and fourth diffusion regions. Including a second gate electrode disposed but not including a tab,
The third power gate cell includes a third gate electrode disposed between fifth and sixth diffusion regions and at least one tab, and the fourth power gate cell is between seventh and eighth diffusion regions. A fourth gate electrode disposed but not including a tab,
The fourth power gate cell is connected to the second power gate cell.
제 9 항에 있어서,
제 3 가상 전원 라인, 제 5 파워 게이트 셀, 및 제 6 파워 게이트 셀을 포함하는 제 3 행을 더 포함하되,
상기 제 5 파워 게이트 셀은 제 9 및 제 10 확산 영역들 사이에 배치되는 제 5 게이트 전극, 및 적어도 하나의 탭을 포함하고, 상기 제 6 파워 게이트 셀은 제 11 및 제 12 확산 영역들 사이에 배치되는 제 6 게이트 전극을 포함하되 탭을 포함하지 않고,
상기 제 6 파워 게이트 셀은 상기 제 4 파워 게이트 셀과 연결되는 파워 게이트 스위칭 시스템.
According to claim 9,
a third row comprising a third virtual power line, a fifth power gate cell, and a sixth power gate cell;
The fifth power gate cell includes a fifth gate electrode disposed between ninth and tenth diffusion regions and at least one tab, and the sixth power gate cell is disposed between eleventh and twelfth diffusion regions. A sixth gate electrode disposed but not including a tab,
The sixth power gate cell is connected to the fourth power gate cell.
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