JP2003273239A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
に関し、特に、低電圧で高速動作を実現する半導体集積
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit which realizes high speed operation with a low voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】IT技術の進展に伴うパソコン、携帯情
報端末など情報機器の高性能化の要請に応えるべく、こ
れらの情報機器に搭載される半導体集積回路も、高機能
化・高性能化が図られてきた。しかしながら、その一方
で、動作周波数の向上、チップ面積の増大などによって
半導体集積回路の消費電力が増大し、放熱の問題や電圧
降下の問題などが顕著になっている。2. Description of the Related Art In order to meet the demand for higher performance of information equipment such as personal computers and personal digital assistants accompanying the progress of IT technology, semiconductor integrated circuits mounted on these information equipment also have higher performance and higher performance. It has been planned. However, on the other hand, the power consumption of the semiconductor integrated circuit is increased due to the improvement of the operating frequency, the increase of the chip area, and the like, and the problems of heat radiation and the voltage drop are becoming more serious.
【0003】消費電力の低減には電源電圧の低減が有効
であることが一般に知られているが、一方で、半導体集
積回路に用いられるMOSトランジスタのしきい値電圧
付近まで電源電圧を低減すると、MOSトランジスタの
駆動電流が低下し、動作速度が劣化する。また、動作速
度の劣化を懸念してしきい値電圧を低減すると、著しい
リーク電流が発生し、反対に消費電力の増大につなが
る。このような問題に対応できるトランジスタとして、
低電圧下で動作し、かつ、動作速度の劣化を防止可能な
DT−MOSトランジスタ(Dynamic Threshold MOSFE
T)が知られている。It is generally known that reducing the power supply voltage is effective for reducing power consumption. On the other hand, if the power supply voltage is reduced to near the threshold voltage of a MOS transistor used in a semiconductor integrated circuit, The drive current of the MOS transistor is reduced and the operating speed is deteriorated. Further, if the threshold voltage is reduced in consideration of the deterioration of the operating speed, a remarkable leak current is generated, which in turn leads to an increase in power consumption. As a transistor that can deal with such problems,
DT-MOS transistor (Dynamic Threshold MOSFE) that operates under low voltage and can prevent deterioration of operating speed
T) is known.
【0004】図12は、NチャネルDT−MOSトラン
ジスタのデバイス構造を示す断面図である。図12を参
照して、NチャネルDT−MOSトランジスタ100
は、SOI(Silicon On Insulator)基板上に形成さ
れ、SiO埋込酸化層101およびSiO埋込酸化層1
01上に形成されるP型シリコン層102を含む。P型
シリコン層102には、N+拡散領域1021,102
2およびそれらの間に形成されるP型ボディ領域102
3とからなる素子領域が形成される。素子領域中央部の
上方には、ゲート酸化膜103を介してゲート電極10
4が形成される。FIG. 12 is a sectional view showing the device structure of an N-channel DT-MOS transistor. Referring to FIG. 12, N-channel DT-MOS transistor 100
Is formed on an SOI (Silicon On Insulator) substrate, and has a SiO buried oxide layer 101 and a SiO buried oxide layer 1.
01, a P-type silicon layer 102 is formed. In the P-type silicon layer 102, N + diffusion regions 1021, 102
2 and a P-type body region 102 formed between them
3 is formed. Above the central portion of the element region, the gate electrode 10 is formed via the gate oxide film 103.
4 is formed.
【0005】NチャネルDT−MOSトランジスタ10
0においては、P型ボディ領域1023がゲート電極1
04と接続される。これによって、ゲート電極104に
電圧が印加されたとき(入力信号としてH(論理ハイ)
レベルの信号が入力されたとき)は、P型ボディ領域1
023にも電圧がかけられ、素子領域におけるPN接合
は順バイアス状態となるため、DT−MOSトランジス
タ100におけるしきい値電圧は低くなる。一方、ゲー
ト電極104に電圧が印加されていないとき(入力信号
としてL(論理ロー)レベルの信号が入力されたとき)
は、P型ボディ領域1023には電圧はかけられず、素
子領域におけるPN接合はノンバイアス状態であるた
め、DT−MOSトランジスタ100におけるしきい値
電圧の低下は起こらない。N-channel DT-MOS transistor 10
0, the P-type body region 1023 is the gate electrode 1
04 is connected. As a result, when a voltage is applied to the gate electrode 104 (H (logical high) as an input signal)
Level signal is input), P-type body region 1
Since a voltage is also applied to 023 and the PN junction in the element region is in a forward bias state, the threshold voltage in the DT-MOS transistor 100 becomes low. On the other hand, when no voltage is applied to the gate electrode 104 (when an L (logical low) level signal is input as an input signal)
No voltage is applied to the P-type body region 1023, and the PN junction in the element region is in a non-biased state, so that the threshold voltage of the DT-MOS transistor 100 does not decrease.
【0006】したがって、NチャネルDT−MOSトラ
ンジスタ100においては、トランジスタがONすると
きには、しきい値電圧の低減により駆動能力が上がり、
トランジスタがOFFのときには、しきい値電圧の低下
によるリーク電流をある程度は抑制できる。Therefore, in the N-channel DT-MOS transistor 100, when the transistor is turned on, the driving capability is increased due to the reduction of the threshold voltage,
When the transistor is off, the leak current due to the decrease in the threshold voltage can be suppressed to some extent.
【0007】しかしながら、このNチャネルDT−MO
Sトランジスタ100においても、トランジスタがON
しているときは、素子領域におけるPN接合において順
バイアス状態となるため、入力ノードからN+拡散領域
1021,1022に接続されるノードへ貫通電流が流
れる。However, this N channel DT-MO
Also in the S transistor 100, the transistor is ON
During this period, the PN junction in the element region is in a forward bias state, so that a through current flows from the input node to the node connected to the N + diffusion regions 1021 and 1022.
【0008】このような問題点を解決した低電圧で高速
動作可能なCMOS論理回路が、特開平8−25101
2号公報に記載されている。図13は、特開平8−25
1012号公報に記載されたCMOSインバータの構成
を示す回路図である。図13を参照して、CMOSイン
バータ200は、PチャネルMOSトランジスタ201
と、NチャネルMOSトランジスタ202と、入力ノー
ド203と、出力ノード204と、電源ノード205
と、接地ノード206とを備える。A CMOS logic circuit which can solve such problems and can operate at a high speed with a low voltage is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 25101/1996.
No. 2 publication. FIG. 13 shows Japanese Patent Laid-Open No. 8-25.
It is a circuit diagram which shows the structure of the CMOS inverter described in Japanese Patent No. 1012. Referring to FIG. 13, CMOS inverter 200 includes P-channel MOS transistor 201.
, N-channel MOS transistor 202, input node 203, output node 204, and power supply node 205
And a ground node 206.
【0009】PチャネルMOSトランジスタ201のゲ
ートおよびボディは、入力ノード203に接続され、そ
のソースは電源ノード205に接続され、そのドレイン
は出力ノード204に接続される。The gate and body of P-channel MOS transistor 201 are connected to input node 203, the source thereof is connected to power supply node 205, and the drain thereof is connected to output node 204.
【0010】NチャネルMOSトランジスタ202のゲ
ートは、入力ノード203に接続され、そのドレインは
出力ノード204に接続され、そのソースおよびボディ
は接地ノード206に接続される。N channel MOS transistor 202 has its gate connected to input node 203, its drain connected to output node 204, and its source and body connected to ground node 206.
【0011】図14は、CMOSインバータ200のデ
バイス構造を示す断面図である。図14を参照して、C
MOSインバータ200は、SOI基板上に形成され、
SiO埋込酸化層214上にPチャネルMOSトランジ
スタ201とNチャネルMOSトランジスタ202とが
形成される。PチャネルMOSトランジスタ201およ
びNチャネルMOSトランジスタ202は、SiO絶縁
層212〜213によって、互いに、また、図示しない
その他の素子領域から分離される。FIG. 14 is a sectional view showing the device structure of the CMOS inverter 200. Referring to FIG. 14, C
The MOS inverter 200 is formed on the SOI substrate,
P channel MOS transistor 201 and N channel MOS transistor 202 are formed on SiO buried oxide layer 214. The P-channel MOS transistor 201 and the N-channel MOS transistor 202 are isolated from each other and from other element regions (not shown) by the SiO insulating layers 212 to 213.
【0012】PチャネルMOSトランジスタ201の素
子領域は、P+拡散領域2011,2012およびそれ
らの間に形成されるN型ボディ領域2013とを含む。
また、N型ボディ領域2013の上方には、ゲート酸化
膜2014を介してゲート電極2015が形成される。The element region of P channel MOS transistor 201 includes P + diffusion regions 2011 and 2012 and an N type body region 2013 formed therebetween.
Further, a gate electrode 2015 is formed above the N-type body region 2013 via a gate oxide film 2014.
【0013】また、NチャネルMOSトランジスタ20
2の素子領域は、N+拡散領域2021,2022およ
びそれらの間に形成されるP型ボディ領域2023とを
含む。また、P型ボディ領域2023の上方には、ゲー
ト酸化膜2024を介してゲート電極2025が形成さ
れる。Further, the N-channel MOS transistor 20
The second element region includes N + diffusion regions 2021 and 2022 and a P-type body region 2023 formed between them. A gate electrode 2025 is formed above the P type body region 2023 with a gate oxide film 2024 interposed therebetween.
【0014】そして、上述したように、PチャネルMO
Sトランジスタ201のゲート電極2015およびN型
ボディ領域2013は、入力ノード203に接続され、
P+拡散領域2011は電源ノード205に接続され、
P+拡散領域2012は出力ノード204に接続され
る。Then, as described above, the P channel MO
The gate electrode 2015 and the N-type body region 2013 of the S transistor 201 are connected to the input node 203,
The P + diffusion region 2011 is connected to the power supply node 205,
P + diffusion region 2012 is connected to output node 204.
【0015】また、NチャネルMOSトランジスタ20
2のゲート電極2025は、入力ノード203に接続さ
れ、N+拡散領域2021は出力ノード204に接続さ
れ、N+拡散領域2022およびP型ボディ領域202
3は接地ノード206に接続される。Further, the N-channel MOS transistor 20
The second gate electrode 2025 is connected to the input node 203, the N + diffusion region 2021 is connected to the output node 204, the N + diffusion region 2022 and the P-type body region 202.
3 is connected to the ground node 206.
【0016】CMOSインバータ200においては、入
力ノード203にLレベルの信号が入力されると、Pチ
ャネルMOSトランジスタ201はONして出力ノード
204を電源レベルにプルアップし、NチャネルMOS
トランジスタ202はOFFする。したがって、出力ノ
ード204からは、Hレベルの信号が出力される。In CMOS inverter 200, when an L level signal is input to input node 203, P channel MOS transistor 201 is turned on to pull up output node 204 to the power supply level and N channel MOS transistor.
The transistor 202 is turned off. Therefore, an H level signal is output from output node 204.
【0017】一方、入力ノード203にHレベルの信号
が入力されると、PチャネルMOSトランジスタ201
はOFFし、NチャネルMOSトランジスタ202はO
Nして、出力ノード204を接地レベルに固定する。し
たがって、出力ノード204からは、Lレベルの信号が
出力される。On the other hand, when an H level signal is input to input node 203, P channel MOS transistor 201
Turns off and the N-channel MOS transistor 202 turns O
N, the output node 204 is fixed to the ground level. Therefore, an L level signal is output from output node 204.
【0018】ここで、入力ノード203にLレベルの信
号が入力されたときは、N型ボディ領域2013にボデ
ィバイアスはかけられず、PチャネルMOSトランジス
タ201のしきい値電圧が下がるため、駆動能力が増大
する。一方、NチャネルMOSトランジスタ202にお
いては、P型ボディ領域2023は接地レベルに固定さ
れており、PN接合が順バイアス状態になることにより
発生する貫通電流が流れることはない。Here, when an L level signal is input to the input node 203, the body bias is not applied to the N type body region 2013 and the threshold voltage of the P channel MOS transistor 201 is lowered, so that the driving capability is increased. Increase. On the other hand, in N-channel MOS transistor 202, P-type body region 2023 is fixed to the ground level, and a through current generated by the PN junction being in the forward bias state does not flow.
【0019】また、入力ノード203にHレベルの信号
が入力されたときは、PチャネルMOSトランジスタ2
01のボディバイアスが上がり、PチャネルMOSトラ
ンジスタ201のしきい値電圧が上がるため、Pチャネ
ルMOSトランジスタ201において貫通電流は流れな
い。一方、NチャネルMOSトランジスタ202のP型
ボディ領域2023は接地レベルに固定されており、P
N接合に貫通電流が流れることはない。When an H level signal is input to the input node 203, the P channel MOS transistor 2
Since the body bias of 01 rises and the threshold voltage of P channel MOS transistor 201 rises, a through current does not flow in P channel MOS transistor 201. On the other hand, the P-type body region 2023 of the N-channel MOS transistor 202 is fixed to the ground level, and P
No through current flows through the N-junction.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、CM
OSインバータ200は、低電圧かつ高速動作を実現す
るが、PチャネルMOSトランジスタ201とNチャネ
ルMOSトランジスタ202とにおいて、各トランジス
タの動作に応じて各トランジスタのウェル(ボディ領
域)にかかる電圧が異なるため、トランジスタ毎にウェ
ル(ボディ領域)を分離する必要がある。そのため、特
に、大規模な論理回路において上述したようなデバイス
構造からなる回路を適用するには、面積的なデメリット
が深刻な問題となる。As described above, the CM
The OS inverter 200 realizes a low voltage and high speed operation, but in the P channel MOS transistor 201 and the N channel MOS transistor 202, the voltage applied to the well (body region) of each transistor differs depending on the operation of each transistor. It is necessary to separate the well (body region) for each transistor. Therefore, especially when a circuit having the above-described device structure is applied to a large-scale logic circuit, the area demerit becomes a serious problem.
【0021】ここで、SOI基板上に各トランジスタを
分離して構成せずに、上述したCMOSインバータをP
型シリコン基板上に形成した場合について考察する。Here, the above-mentioned CMOS inverter is not provided on the SOI substrate without separately forming each transistor.
Consider the case of forming on a mold type silicon substrate.
【0022】図15は、CMOSインバータ200に相
当するCMOSインバータがP型シリコン基板上に形成
されたとしたときのデバイス構造を示す断面図である。
図15を参照して、CMOSインバータ300において
は、P型シリコン基板(Pウェル領域)310上に形成
されたNウェル領域311にPチャネルMOSトランジ
スタ301が形成され、前記Pウェル領域310にNチ
ャネルMOSトランジスタ302が形成される。FIG. 15 is a sectional view showing a device structure when a CMOS inverter corresponding to the CMOS inverter 200 is formed on a P-type silicon substrate.
Referring to FIG. 15, in CMOS inverter 300, P channel MOS transistor 301 is formed in N well region 311 formed on P type silicon substrate (P well region) 310, and N channel is formed in P well region 310. A MOS transistor 302 is formed.
【0023】PチャネルMOSトランジスタ301の素
子領域は、P+拡散領域3011,3012と、P+拡
散領域3011,3012との間のチャネル形成領域3
013とを含む。また、チャネル形成領域3013の上
方には、ゲート酸化膜3014を介してゲート電極30
15が形成される。The element region of the P-channel MOS transistor 301 is a channel formation region 3 between the P + diffusion regions 3011 and 3012 and the P + diffusion regions 3011 and 3012.
013 and. Further, above the channel formation region 3013, the gate electrode 30 is provided with a gate oxide film 3014 interposed therebetween.
15 is formed.
【0024】また、NチャネルMOSトランジスタ30
2の素子領域は、N+拡散領域3021,3022と、
N+拡散領域3021,3022との間のチャネル形成
領域3023とを含む。また、チャネル形成領域302
3の上方には、ゲート酸化膜3024を介してゲート電
極3025が形成される。Further, the N-channel MOS transistor 30
The element regions of No. 2 are N + diffusion regions 3021 and 3022,
The channel formation region 3023 between the N + diffusion regions 3021 and 3022 is included. In addition, the channel formation region 302
A gate electrode 3025 is formed above the gate electrode 3 via a gate oxide film 3024.
【0025】そして、PチャネルMOSトランジスタ3
01のゲート電極3015およびNウェル領域311内
に形成されるN+拡散領域307は、入力ノード303
に接続され、P+拡散領域3011は電源ノード305
に接続され、P+拡散領域3012は出力ノード304
に接続される。Then, the P-channel MOS transistor 3
01 gate electrode 3015 and N + diffusion region 307 formed in the N well region 311 are input nodes 303.
And the P + diffusion region 3011 is connected to the power supply node 305.
Connected to the output node 304 of the P + diffusion region 3012.
Connected to.
【0026】また、NチャネルMOSトランジスタ30
2のゲート電極3025は、入力ノード303に接続さ
れ、N+拡散領域3021は出力ノード304に接続さ
れ、N+拡散領域3022およびP型シリコン基板31
0内に形成されるP+拡散領域308は接地ノード30
6に接続される。Further, the N-channel MOS transistor 30
The second gate electrode 3025 is connected to the input node 303, the N + diffusion region 3021 is connected to the output node 304, the N + diffusion region 3022 and the P-type silicon substrate 31.
The P + diffusion region 308 formed in 0 is the ground node 30.
6 is connected.
【0027】CMOSインバータ300においては、入
力ノード303にHレベルの信号が入力されると、Pチ
ャネルMOSトランジスタ301はOFFし、Nチャネ
ルMOSトランジスタ302はONして出力ノード20
4を接地レベルに固定する。したがって、出力ノード2
04からは、Lレベルの信号が出力される。In CMOS inverter 300, when an H level signal is input to input node 303, P channel MOS transistor 301 is turned off and N channel MOS transistor 302 is turned on to output node 20.
Fix 4 to ground level. Therefore, output node 2
From 04, an L level signal is output.
【0028】しかし、入力ノード303にLレベルの信
号が入力されると、Nウェル領域311とP型シリコン
基板310(Pウェル領域)との間に逆バイアスがかか
らなくなり、ウェルの分離が行なわれず、PチャネルM
OSトランジスタ301とNチャネルMOSトランジス
タ302とは同時に動作不可能となる。However, when an L level signal is input to the input node 303, no reverse bias is applied between the N well region 311 and the P type silicon substrate 310 (P well region), and wells are separated. Without P channel M
The OS transistor 301 and the N-channel MOS transistor 302 cannot operate at the same time.
【0029】したがって、このような場合には、従来
は、SOI基板上において各ウェルを分離して回路を構
成していた。そのため、レイアウト面積の増大、レイア
ウトの効率化を十分に図ることができない、という問題
が発生しており、特に、大規模な半導体集積回路におい
て顕著にこの問題が現われていた。Therefore, in such a case, conventionally, each well is separated on the SOI substrate to form a circuit. Therefore, there is a problem that the layout area cannot be increased and the layout efficiency cannot be sufficiently improved, and this problem has been particularly remarkable in a large-scale semiconductor integrated circuit.
【0030】そこで、この発明は、かかる課題を解決す
るためになされたものであり、その目的は、低電圧下で
高速動作が可能な半導体集積回路において、デバイス上
における素子のレイアウト効率を向上させることができ
る半導体集積回路を提供することである。Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to improve the layout efficiency of elements on a device in a semiconductor integrated circuit capable of high-speed operation under a low voltage. It is to provide a semiconductor integrated circuit capable of performing.
【0031】[0031]
【課題を解決するための手段】この発明によれば、半導
体集積回路は、ウェルに印加されるウェル電圧を変化さ
せてしきい値電圧を変更可能なMOSトランジスタを備
える半導体集積回路であって、ウェル電圧は、MOSト
ランジスタの動作に応じて制御され、同じ導電型のMO
Sトランジスタは、同一のウェル上に形成される。According to the present invention, a semiconductor integrated circuit is a semiconductor integrated circuit including a MOS transistor capable of changing a threshold voltage by changing a well voltage applied to a well. The well voltage is controlled according to the operation of the MOS transistor, and the same conductivity type MO
The S transistors are formed on the same well.
【0032】好ましくは、ウェル電圧は、MOSトラン
ジスタが駆動されるときにMOSトランジスタにおいて
しきい値電圧が小さくなるように制御される。Preferably, the well voltage is controlled so that the threshold voltage of the MOS transistor becomes small when the MOS transistor is driven.
【0033】好ましくは、MOSトランジスタのゲート
電極は、MOSトランジスタが形成されるウェルに接続
される。Preferably, the gate electrode of the MOS transistor is connected to the well in which the MOS transistor is formed.
【0034】好ましくは、ウェルは、第1の導電型の第
1のウェル領域と、第2の導電型の第2のウェル領域と
を含み、第1のウェル領域のウェル電圧と第2のウェル
領域のウェル電圧は、異なる電圧に制御される。Preferably, the well includes a first well region of a first conductivity type and a second well region of a second conductivity type, the well voltage of the first well region and the second well region. The well voltages of the regions are controlled to different voltages.
【0035】好ましくは、ウェルは、第1の導電型の第
1のウェル領域と、第2の導電型の第2のウェル領域と
を含み、第1のウェル領域に形成されたMOSトランジ
スタのゲート電極と、第2のウェル領域に形成されたM
OSトランジスタのゲート電極とは、異なる制御信号が
入力される。Preferably, the well includes a first well region of the first conductivity type and a second well region of the second conductivity type, and the gate of the MOS transistor formed in the first well region. Electrode and M formed in the second well region
A control signal different from that of the gate electrode of the OS transistor is input.
【0036】好ましくは、ウェルは、第1の導電型の第
3のウェル領域と、第2の導電型の第4のウェル領域と
をさらに含み、第1および第4のウェル領域のウェル電
圧は、第1の制御信号に基づいて制御され、第2および
第3のウェル領域のウェル電圧は、第1の制御信号と相
補な第2の制御信号に基づいて制御され、第1のウェル
領域には、第1の制御信号をゲート電極に受ける第2の
導電型のMOSトランジスタが形成され、第2のウェル
領域には、第2の制御信号をゲート電極に受ける第1の
導電型のMOSトランジスタが形成され、第3のウェル
領域には、第2の制御信号をゲート電極に受ける第2の
導電型のMOSトランジスタが形成され、第4のウェル
領域には、第1の制御信号をゲート電極に受ける第1の
導電型のMOSトランジスタが形成される。Preferably, the well further includes a third well region of the first conductivity type and a fourth well region of the second conductivity type, and the well voltages of the first and fourth well regions are , The well voltage of the second and third well regions is controlled based on the second control signal which is complementary to the first control signal. Has a second conductivity type MOS transistor receiving a first control signal at its gate electrode, and a first conductivity type MOS transistor receiving a second control signal at its gate electrode in the second well region. A second conductivity type MOS transistor whose gate electrode receives the second control signal is formed in the third well region, and the first control signal is applied to the gate electrode in the fourth well region. First conductivity type MOS transistor Njisuta is formed.
【0037】好ましくは、半導体集積回路は、第1の制
御信号に基づいてウェル電圧を所定の電圧に制御するウ
ェル駆動回路をさらに備える。Preferably, the semiconductor integrated circuit further includes a well drive circuit that controls the well voltage to a predetermined voltage based on the first control signal.
【0038】好ましくは、ウェル駆動回路は、第1の制
御信号が第1の論理レベルであるとき、第1のウェル領
域のウェル電圧を電源電圧に制御し、第3のウェル領域
のウェル電圧を電源電圧よりも低い電圧に制御し、第2
のウェル領域のウェル電圧を接地電圧に制御し、第4の
ウェル領域のウェル電圧を接地電圧よりも高い電圧に制
御し、第1の制御信号が第2の論理レベルであるとき、
第1のウェル領域のウェル電圧を電源電圧よりも低い電
圧に制御し、第3のウェル領域のウェル電圧を電源電圧
に制御し、第2のウェル領域のウェル電圧を接地電圧よ
りも高い電圧に制御し、第4のウェル領域のウェル電圧
を接地電圧に制御する。Preferably, the well driving circuit controls the well voltage of the first well region to the power supply voltage and controls the well voltage of the third well region when the first control signal is at the first logic level. The voltage is controlled to be lower than the power supply voltage, and the second
Controlling the well voltage of the well region to the ground voltage, the well voltage of the fourth well region to a voltage higher than the ground voltage, and the first control signal at the second logic level,
The well voltage of the first well region is controlled to a voltage lower than the power supply voltage, the well voltage of the third well region is controlled to a power supply voltage, and the well voltage of the second well region is controlled to a voltage higher than the ground voltage. The well voltage of the fourth well region is controlled to the ground voltage.
【0039】このように、この発明による半導体集積回
路によれば、ウェル電圧を制御して低電圧かつ高速動作
を実現するMOSトランジスタを用いた半導体集積回路
において、ウェル電圧が同一、かつ、同導電型のMOS
トランジスタのウェルを統合することによって、半導体
集積回路におけるレイアウト面積の低減化、レイアウト
の効率化を図ることができる。As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the well voltage is the same and the conductivity is the same in the semiconductor integrated circuit using the MOS transistor for controlling the well voltage to realize a low voltage and high speed operation. Type MOS
By integrating the wells of the transistors, the layout area of the semiconductor integrated circuit can be reduced and the layout efficiency can be improved.
【0040】また、ウェル電圧を駆動するウェル駆動回
路を備えることによって、ウェル電圧を安定して駆動さ
せ、回路動作の安定化を図ることができる。Further, by providing the well drive circuit for driving the well voltage, the well voltage can be stably driven and the circuit operation can be stabilized.
【0041】[0041]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同
一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返
さない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference characters and description thereof will not be repeated.
【0042】以下の説明においては、ゲート入力に応じ
てボディの電圧レベルを変化させてしきい値電圧を変化
させ、低電圧下で高速動作を実現するMOSトランジス
タを用いた半導体集積回路において、デバイス上で各素
子ごとにウェルを分離することなく回路が構成される例
について説明するが、回路構成は以下の実施の形態にか
かる回路に限られるものではなく、前記MOSトランジ
スタが用いられる半導体集積回路において、本発明の考
え方が適用されうる。In the following description, a semiconductor integrated circuit using a MOS transistor that realizes high-speed operation under a low voltage by changing the threshold voltage by changing the voltage level of the body according to the gate input An example in which a circuit is configured without separating wells for each element will be described above, but the circuit configuration is not limited to the circuit according to the following embodiments, and a semiconductor integrated circuit using the MOS transistor is described. In, the idea of the invention can be applied.
【0043】[実施の形態1]図1は、ボディとゲート
が接続されたMOSトランジスタを用いたプリチャージ
型の3入力NOR回路の構成を示す回路図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a circuit diagram showing the structure of a precharge type three-input NOR circuit using a MOS transistor having a body and a gate connected to each other.
【0044】図1を参照して、NOR回路10は、Pチ
ャネルMOSトランジスタ11と、NチャネルMOSト
ランジスタ12〜14と、クロック入力ノード15と、
入力ノード16〜18と、出力ノード19と、電源ノー
ド20と、接地ノード21とを備える。Referring to FIG. 1, NOR circuit 10 includes a P channel MOS transistor 11, N channel MOS transistors 12 to 14, a clock input node 15, and
It includes input nodes 16-18, an output node 19, a power supply node 20, and a ground node 21.
【0045】PチャネルMOSトランジスタ11のゲー
トおよびボディは、クロック入力ノード15に接続さ
れ、そのソースは電源ノード20に接続され、そのドレ
インは出力ノード19に接続される。The gate and body of P channel MOS transistor 11 are connected to clock input node 15, the source thereof is connected to power supply node 20, and the drain thereof is connected to output node 19.
【0046】NチャネルMOSトランジスタ12〜14
の各々のゲートは、入力ノード16〜18にそれぞれ接
続され、各々のドレインは出力ノード19に接続され、
各々のソースおよびボディは接地ノード21に接続され
る。N-channel MOS transistors 12-14
Each gate of is connected to the input nodes 16-18 respectively, and each drain is connected to the output node 19,
Each source and body is connected to ground node 21.
【0047】NOR回路10においては、クロック入力
ノード15に入力されるクロック信号CKがLレベル
(以下、クロック信号CKがLレベルの期間を「スタン
バイ期間」と称する。)のとき、PチャネルMOSトラ
ンジスタ11はONし、出力ノード19を電源レベルに
プルアップする。In NOR circuit 10, when clock signal CK input to clock input node 15 is at L level (hereinafter, a period when clock signal CK is at L level is referred to as "standby period"), a P channel MOS transistor is provided. 11 is turned on, and the output node 19 is pulled up to the power supply level.
【0048】このとき、PチャネルMOSトランジスタ
11のボディには電圧がかからないため、PチャネルM
OSトランジスタ2は順バイアス状態となってしきい電
圧が下がり、駆動能力が増大する。また、NチャネルM
OSトランジスタ12〜14のボディは接地されている
ため、NチャネルMOSトランジスタ12〜14におい
て貫通電流が流れることはない。At this time, since no voltage is applied to the body of the P-channel MOS transistor 11, the P-channel M
The OS transistor 2 is in the forward bias state, the threshold voltage is lowered, and the driving capability is increased. Also, N channel M
Since the bodies of the OS transistors 12 to 14 are grounded, no through current flows in the N channel MOS transistors 12 to 14.
【0049】次に、クロック信号CKがHレベル(以
下、クロック信号CKがHレベルの期間を「アクティブ
期間」と称する。)になると、入力ノード16〜18に
それぞれ入力される入力信号IN1〜IN3に応じて、
出力ノード19には、3つの入力信号IN1〜IN3に
対するNORの論理状態が出力される。すなわち、入力
信号IN1〜IN3の少なくとも1つがHレベルである
とき出力ノード19はLレベルとなり、すべての入力信
号IN1〜IN3がLレベルであるときのみ、出力ノー
ド19はHレベルとなる。Next, when the clock signal CK becomes H level (hereinafter, the period when the clock signal CK is H level is referred to as "active period"), the input signals IN1 to IN3 input to the input nodes 16 to 18, respectively. In response to the,
The output node 19 outputs the NOR logic state for the three input signals IN1 to IN3. That is, the output node 19 becomes L level when at least one of the input signals IN1 to IN3 is at H level, and the output node 19 becomes H level only when all of the input signals IN1 to IN3 are at L level.
【0050】図2は、NOR回路10のデバイス構成を
示す断面図である。図2を参照して、NOR回路10に
おいては、P型シリコン基板(Pウェル領域)22上に
形成されたNウェル領域23にPチャネルMOSトラン
ジスタ11が形成され、前記Pウェル領域22にNチャ
ネルMOSトランジスタ12〜14が形成される。FIG. 2 is a sectional view showing the device structure of the NOR circuit 10. Referring to FIG. 2, in NOR circuit 10, P channel MOS transistor 11 is formed in N well region 23 formed on P type silicon substrate (P well region) 22, and N channel is formed in P well region 22. MOS transistors 12-14 are formed.
【0051】PチャネルMOSトランジスタ11の素子
領域は、P+拡散領域24,25と、P+拡散領域2
4,25の間のチャネル形成領域26とを含む。また、
チャネル形成領域26の上方には、ゲート酸化膜28を
介してゲート電極29が形成される。The element region of the P-channel MOS transistor 11 includes P + diffusion regions 24 and 25 and a P + diffusion region 2.
And a channel forming region 26 between 4 and 25. Also,
A gate electrode 29 is formed above the channel formation region 26 via a gate oxide film 28.
【0052】また、NチャネルMOSトランジスタ12
の素子領域は、N+拡散領域30,31と、N+拡散領
域30,31の間のチャネル形成領域32とを含む。ま
た、チャネル形成領域32の上方には、ゲート酸化膜3
3を介してゲート電極34が形成される。Further, the N-channel MOS transistor 12
The element region of includes the N + diffusion regions 30 and 31 and the channel formation region 32 between the N + diffusion regions 30 and 31. The gate oxide film 3 is formed above the channel forming region 32.
The gate electrode 34 is formed through the line 3.
【0053】さらに、NチャネルMOSトランジスタ1
3の素子領域は、N+拡散領域31,35と、N+拡散
領域31,35の間のチャネル形成領域36とを含む。
また、チャネル形成領域36の上方には、ゲート酸化膜
37を介してゲート電極38が形成される。Further, the N-channel MOS transistor 1
The element region of No. 3 includes N + diffusion regions 31 and 35 and a channel forming region 36 between the N + diffusion regions 31 and 35.
A gate electrode 38 is formed above the channel forming region 36 with a gate oxide film 37 interposed therebetween.
【0054】また、さらに、NチャネルMOSトランジ
スタ14の素子領域は、N+拡散領域35,39と、N
+拡散領域35,39の間のチャネル形成領域40とを
含む。また、チャネル形成領域40の上方には、ゲート
酸化膜41を介してゲート電極42が形成される。Further, the element region of the N-channel MOS transistor 14 has N + diffusion regions 35, 39 and N + diffusion regions 35, 39.
And a channel forming region 40 between the + diffusion regions 35 and 39. A gate electrode 42 is formed above the channel formation region 40 with a gate oxide film 41 interposed.
【0055】そして、PチャネルMOSトランジスタ1
1のゲート電極29およびNウェル領域22に含まれる
N+拡散領域27は、クロック入力ノード15に接続さ
れ、P+拡散領域24は電源ノード20に接続され、P
+拡散領域25は出力ノード19に接続される。Then, the P-channel MOS transistor 1
The gate electrode 29 of 1 and the N + diffusion region 27 included in the N well region 22 are connected to the clock input node 15, the P + diffusion region 24 is connected to the power supply node 20, and the P + diffusion region 24 is connected to the power supply node 20.
The + diffusion region 25 is connected to the output node 19.
【0056】また、NチャネルMOSトランジスタ12
〜14の各々のゲート電極34,38,42は、入力ノ
ード16〜18にそれぞれ接続され、NチャネルMOS
トランジスタ12のN+拡散領域30およびNチャネル
MOSトランジスタ13,14のN+拡散領域35は、
出力ノード19に接続される。また、NチャネルMOS
トランジスタ12,13のN+拡散領域31およびNチ
ャネルMOSトランジスタ14のN+拡散領域39は、
それぞれ接地ノード21に接続され、P型シリコン基板
22に含まれるP+拡散領域43は、接地ノード21に
接続される。Further, the N-channel MOS transistor 12
Gate electrodes 34, 38, 42 of N.about.14 are connected to input nodes 16-18, respectively, and N-channel MOS
The N + diffusion region 30 of the transistor 12 and the N + diffusion region 35 of the N-channel MOS transistors 13 and 14 are
It is connected to the output node 19. In addition, N-channel MOS
The N + diffusion region 31 of the transistors 12 and 13 and the N + diffusion region 39 of the N-channel MOS transistor 14 are
Each of the P + diffusion regions 43 connected to the ground node 21 and included in the P-type silicon substrate 22 is connected to the ground node 21.
【0057】このNOR回路10においては、Pチャネ
ルMOSトランジスタ11の入力とNチャネルMOSト
ランジスタ12〜14の入力とは分離され、Pチャネル
MOSトランジスタ11とNチャネルMOSトランジス
タ12〜14とが同時に動作しないように、クロック信
号CKおよび入力信号IN1〜IN3はクロック制御さ
れている。In this NOR circuit 10, the input of P-channel MOS transistor 11 and the inputs of N-channel MOS transistors 12-14 are separated, and P-channel MOS transistor 11 and N-channel MOS transistors 12-14 do not operate simultaneously. As described above, the clock signal CK and the input signals IN1 to IN3 are clock-controlled.
【0058】こうすることで、スタンバイ期間中は、N
ウェル領域23とP型シリコン基板22とのPN接合に
は逆バイアスがかからないが、このときはNチャネルM
OSトランジスタ12〜14は動作せず、また、Nチャ
ネルMOSトランジスタ12〜14が動作するアクティ
ブ期間中は、Nウェル領域23にはクロック入力ノード
15から電圧がかけられ、Nウェル領域23とP型シリ
コン基板22とのPN接合には逆バイアスがかかるた
め、NチャネルMOSトランジスタ12〜14は、Pチ
ャネルMOSトランジスタ11の状態に影響されず、正
常に動作する。By doing so, during the standby period, N
No reverse bias is applied to the PN junction between the well region 23 and the P-type silicon substrate 22, but at this time the N-channel M
During the active period in which the OS transistors 12 to 14 do not operate and the N channel MOS transistors 12 to 14 operate, a voltage is applied to the N well region 23 from the clock input node 15 and the N well region 23 and the P type Since the PN junction with the silicon substrate 22 is reverse-biased, the N-channel MOS transistors 12 to 14 operate normally without being affected by the state of the P-channel MOS transistor 11.
【0059】以上のように、ウェル領域を2つの領域
(Pウェル領域(P型シリコン基板22)およびNウェ
ル領域23)に分離するだけで低電圧かつ高速動作を実
現する回路を構成することができ、半導体集積回路にお
けるレイアウト面積の低減化、レイアウトの効率化を図
ることができる。As described above, a circuit which realizes a low voltage and a high speed operation can be constructed only by dividing the well region into two regions (P well region (P type silicon substrate 22) and N well region 23). Therefore, the layout area of the semiconductor integrated circuit can be reduced and the layout efficiency can be improved.
【0060】[実施の形態2]図3は、ボディとゲート
が接続されたMOSトランジスタを用いたフリップフロ
ップ回路の構成を示す回路図である。[Second Embodiment] FIG. 3 is a circuit diagram showing a structure of a flip-flop circuit using a MOS transistor having a body and a gate connected to each other.
【0061】図3を参照して、フリップフロップ回路5
0は、マスタラッチ回路51と、マスタラッチ回路51
に直列に接続されたスレーブラッチ回路52と、データ
Dが入力される入力ノード53と、データQが出力され
る出力ノード61とを備える。Referring to FIG. 3, flip-flop circuit 5
0 is the master latch circuit 51 and the master latch circuit 51.
A slave latch circuit 52 connected in series, an input node 53 to which data D is input, and an output node 61 to which data Q is output.
【0062】マスタラッチ回路51は、トランスファゲ
ート511,512と、インバータ513,514と、
ノード54〜57とを含み、スレーブラッチ回路52
は、トランスファゲート521,522と、インバータ
523,524と、ノード57〜60とを含む。The master latch circuit 51 includes transfer gates 511 and 512, inverters 513 and 514,
Slave latch circuit 52 including nodes 54 to 57
Includes transfer gates 521 and 522, inverters 523 and 524, and nodes 57-60.
【0063】トランスファゲート511は、ゲートおよ
びボディに正相クロック信号CBが入力されるPチャネ
ルMOSトランジスタ5111と、ゲートおよびボディ
に逆相クロック信号CNが入力されるNチャネルMOS
トランジスタ5112とからなる。The transfer gate 511 has a P-channel MOS transistor 5111 whose gate and body receive the positive-phase clock signal CB and an N-channel MOS transistor whose gate and body receive the negative-phase clock signal CN.
And a transistor 5112.
【0064】逆相クロック信号CNは、クロック信号C
Kがインバータ62により反転されて生成され、正相ク
ロック信号CBは、逆相クロック信号CNがインバータ
63によりさらに反転されて生成される。The anti-phase clock signal CN is the clock signal C.
K is generated by being inverted by the inverter 62, and the positive phase clock signal CB is generated by further inverting the opposite phase clock signal CN by the inverter 63.
【0065】また、トランスファゲート512は、ゲー
トおよびボディに正相クロック信号CBが入力されるN
チャネルMOSトランジスタ5121と、ゲートおよび
ボディに逆相クロック信号CNが入力されるPチャネル
MOSトランジスタ5122とからなる。さらに、トラ
ンスファゲート521は、ゲートおよびボディに逆相ク
ロック信号CNが入力されるPチャネルMOSトランジ
スタ5211と、ゲートおよびボディに正相クロック信
号CBが入力されるNチャネルMOSトランジスタ52
12とからなる。また、さらに、トランスファゲート5
22は、ゲートおよびボディに逆相クロック信号CNが
入力されるNチャネルMOSトランジスタ5221と、
ゲートおよびボディに正相クロック信号CBが入力され
るPチャネルMOSトランジスタ5222とからなる。The transfer gate 512 has a gate and a body to which the positive-phase clock signal CB is input.
It includes a channel MOS transistor 5121 and a P-channel MOS transistor 5122 to which a reverse phase clock signal CN is input to its gate and body. Further, the transfer gate 521 has a P-channel MOS transistor 5211 having a gate and a body to which a negative-phase clock signal CN is input, and an N-channel MOS transistor 52 having a gate and a body to which the positive-phase clock signal CB is input.
It consists of 12. In addition, the transfer gate 5
Reference numeral 22 denotes an N-channel MOS transistor 5221 to which a reverse phase clock signal CN is input at its gate and body,
A P-channel MOS transistor 5222 to which the positive phase clock signal CB is input to the gate and the body.
【0066】正相クロック信号CBおよび逆相クロック
信号CNは、インバータ513,514,523,52
4にも入力される。The positive-phase clock signal CB and the negative-phase clock signal CN are supplied to the inverters 513, 514, 523, 52.
It is also input to 4.
【0067】図4,5は、インバータ513,514,
523,524の詳細な構成を示す回路図である。イン
バータ513,524は同じ構成であり、また、インバ
ータ514,523は同じ構成であるため、図4におい
て、インバータ513についての説明のみを行ない、イ
ンバータ524についての説明は繰返しになるので省略
する。また、図5においても、インバータ514につい
ての説明のみを行ない、インバータ523についての説
明は省略する。4 and 5 show inverters 513, 514, and
It is a circuit diagram which shows the detailed structure of 523,524. Since the inverters 513 and 524 have the same configuration and the inverters 514 and 523 have the same configuration, only the inverter 513 will be described in FIG. 4, and the description of the inverter 524 will be omitted because it is repeated. Also in FIG. 5, only the description of the inverter 514 will be given, and the description of the inverter 523 will be omitted.
【0068】図4を参照して、インバータ513は、ボ
ディに正相クロック信号CBが入力されるPチャネルM
OSトランジスタ5131と、ボディに逆相クロック信
号CNが入力されるNチャネルMOSトランジスタ51
32とからなる。各トランジスタのドレインは接続さ
れ、PチャネルMOSトランジスタ5131のソースは
電源ノード5133に接続され、NチャネルMOSトラ
ンジスタ5132のソースは接地ノード5134に接続
される。そして、各トランジスタのドレインが接続され
るノードから出力信号が出力される。Referring to FIG. 4, inverter 513 is a P channel M whose positive phase clock signal CB is input to the body.
The OS transistor 5131 and the N-channel MOS transistor 51 to which the negative phase clock signal CN is input to the body
And 32. The drains of the respective transistors are connected, the source of the P channel MOS transistor 5131 is connected to the power supply node 5133, and the source of the N channel MOS transistor 5132 is connected to the ground node 5134. Then, an output signal is output from the node to which the drain of each transistor is connected.
【0069】このインバータ513は、正相クロック信
号CBがLレベル(逆相クロック信号CNはHレベル)
であるときは、PチャネルMOSトランジスタ5131
およびNチャネルMOSトランジスタ5132は順バイ
アス状態となるため、駆動能力が増大する。一方、正相
クロック信号CBがHレベル(逆相クロック信号CNは
Lレベル)であるときは、PチャネルMOSトランジス
タ5131およびNチャネルMOSトランジスタ513
2はノンバイアス状態となるため、貫通電流は流れな
い。In the inverter 513, the positive phase clock signal CB is at L level (the negative phase clock signal CN is at H level).
, P-channel MOS transistor 5131
Since the N-channel MOS transistor 5132 is in the forward bias state, the drivability is increased. On the other hand, when the positive phase clock signal CB is at the H level (the negative phase clock signal CN is at the L level), the P channel MOS transistor 5131 and the N channel MOS transistor 513.
No. 2 is in a non-biased state, so no through current flows.
【0070】また、図5を参照して、インバータ514
は、ボディに逆相クロック信号CNが入力されるPチャ
ネルMOSトランジスタ5141と、ボディに正相クロ
ック信号CBが入力されるNチャネルMOSトランジス
タ5142とからなる。各トランジスタのドレインは接
続され、PチャネルMOSトランジスタ5141のソー
スは電源ノード5143に接続され、NチャネルMOS
トランジスタ5142のソースは接地ノード5144に
接続される。そして、各トランジスタのドレインが接続
されるノードから出力信号が出力される。Further, referring to FIG. 5, an inverter 514
Is composed of a P-channel MOS transistor 5141 having a body to which a negative-phase clock signal CN is input, and an N-channel MOS transistor 5142 having a body to which a positive-phase clock signal CB is input. The drain of each transistor is connected, the source of the P-channel MOS transistor 5141 is connected to the power supply node 5143, and the N-channel MOS transistor is connected.
The source of transistor 5142 is connected to ground node 5144. Then, an output signal is output from the node to which the drain of each transistor is connected.
【0071】そして、このインバータ514は、逆相ク
ロック信号CNがLレベル(正相クロック信号CBはH
レベル)であるときは、PチャネルMOSトランジスタ
5141およびNチャネルMOSトランジスタ5142
は順バイアス状態となるため、駆動能力が増大する。一
方、逆相クロック信号CNがHレベル(正相クロック信
号CBはLレベル)であるときは、PチャネルMOSト
ランジスタ5141およびNチャネルMOSトランジス
タ5142はノンバイアス状態となるため、貫通電流は
流れない。In the inverter 514, the negative phase clock signal CN is at the L level (the positive phase clock signal CB is at the H level).
Level), the P-channel MOS transistor 5141 and the N-channel MOS transistor 5142
Is in a forward bias state, so that the driving capability is increased. On the other hand, when the negative-phase clock signal CN is at the H level (the positive-phase clock signal CB is at the L level), the P-channel MOS transistor 5141 and the N-channel MOS transistor 5142 are in the non-biased state, and no through current flows.
【0072】再び図3を参照して、フリップフロップ回
路50においては、クロック信号CKがLレベルになっ
たとき、正相クロック信号CBおよび逆相クロック信号
CNはそれぞれLレベルおよびHレベルとなるから、ト
ランスファゲート511,512はそれぞれON状態、
OFF状態となり、マスタラッチ回路51はデータDを
出力ノード57へ出力するスルーモードの状態となる
(信号の論理状態はインバータ513で反転され
る。)。Referring again to FIG. 3, in flip-flop circuit 50, when clock signal CK attains L level, positive phase clock signal CB and negative phase clock signal CN attain L level and H level, respectively. , The transfer gates 511 and 512 are in the ON state,
The master latch circuit 51 is turned off, and the master latch circuit 51 is in the through mode for outputting the data D to the output node 57 (the logic state of the signal is inverted by the inverter 513).
【0073】このとき、トランスファゲート511およ
びインバータ513において用いられている各トランジ
スタは、すべて順バイアス状態となるため、高速に駆動
される。At this time, all the transistors used in the transfer gate 511 and the inverter 513 are in the forward bias state, so that they are driven at high speed.
【0074】一方、トランスファゲート521,522
はそれぞれOFF状態、ON状態にあり、スレーブラッ
チ回路52は、フリップフロップ回路50に入力される
データDの状態の如何に拘わらず、スレーブラッチ回路
52にラッチされているデータを出力ノード61へ出力
する。On the other hand, transfer gates 521 and 522
Are in the OFF state and the ON state, respectively, and the slave latch circuit 52 outputs the data latched in the slave latch circuit 52 to the output node 61 regardless of the state of the data D input to the flip-flop circuit 50. To do.
【0075】次に、クロック信号CKがLレベルからH
レベルに変化すると、正相クロック信号CBおよび逆相
クロック信号CNはそれぞれHレベルおよびLレベルと
なるから、トランスファゲート511,512はそれぞ
れOFF状態、ON状態となり、マスタラッチ回路51
はラッチモードの状態に遷移し、直前のデータDの状態
がマスタラッチ回路51にラッチされる。Next, the clock signal CK changes from L level to H level.
When the level changes, the positive-phase clock signal CB and the negative-phase clock signal CN become the H level and the L level, respectively, so that the transfer gates 511 and 512 are in the OFF state and the ON state, respectively, and the master latch circuit 51.
Shifts to the latch mode state, and the state of the data D immediately before is latched by the master latch circuit 51.
【0076】一方、トランスファゲート521,522
はそれぞれON状態、OFF状態となり、スレーブラッ
チ回路52は、マスタラッチ回路51にラッチされたデ
ータを出力ノード61へ出力するスルーモードの状態と
なる(マスタラッチ回路51にラッチされたデータはイ
ンバータ523により反転されて出力される。)。On the other hand, transfer gates 521 and 522
Are turned on and off, respectively, and the slave latch circuit 52 enters a through mode in which the data latched by the master latch circuit 51 is output to the output node 61 (the data latched by the master latch circuit 51 is inverted by the inverter 523). Will be output.).
【0077】このとき、トランスファゲート521およ
びインバータ523において用いられている各トランジ
スタは、すべて順バイアス状態となるため、高速に駆動
される。At this time, all the transistors used in the transfer gate 521 and the inverter 523 are in the forward bias state, so that they are driven at high speed.
【0078】図6は、P型シリコン基板上に形成される
フリップフロップ回路50のデバイス上のレイアウトを
示す平面図である。図6を参照して、P型シリコン基板
(図示せず)上には、Nウェル領域701,703,7
11,712と、Pウェル領域702,704,713
とからなるウェル領域が形成される。Pウェル領域70
2,704は、それぞれNウェル領域711,712上
に形成される。FIG. 6 is a plan view showing a device layout of the flip-flop circuit 50 formed on the P-type silicon substrate. Referring to FIG. 6, N well regions 701, 703, 7 are formed on a P type silicon substrate (not shown).
11, 712 and P well regions 702, 704, 713
To form a well region. P well region 70
2, 704 are formed on the N well regions 711 and 712, respectively.
【0079】Nウェル領域701は、正相クロック信号
CBによって電圧レベルが制御される。Nウェル領域7
01には、ゲート電極に正相クロック信号CBが入力さ
れるPチャネルMOSトランジスタ5111,513
1,5222,5241が形成される。The voltage level of N well region 701 is controlled by positive phase clock signal CB. N well region 7
01 is a P-channel MOS transistor 5111, 513 whose positive electrode clock signal CB is input to its gate electrode.
1, 5222, 5241 are formed.
【0080】Pウェル領域702は、Pウェル領域71
3と分離するためのNウェル領域711上に形成され、
逆相クロック信号CNによって電圧レベルが制御され
る。Pウェル領域702には、ゲート電極に逆相クロッ
ク信号CNが入力されるNチャネルMOSトランジスタ
5112,5132,5221,5242が形成され
る。The P well region 702 is the P well region 71.
Formed on the N well region 711 for separating from
The voltage level is controlled by the anti-phase clock signal CN. In the P well region 702, N channel MOS transistors 5112, 5132, 5221, 5242 having the gate electrode to which the reverse phase clock signal CN is input are formed.
【0081】Nウェル領域703は、逆相クロック信号
CNによって電圧レベルが制御される。Nウェル領域7
03には、ゲート電極に逆相クロック信号CNが入力さ
れるPチャネルMOSトランジスタ5122,514
1,5211,5231が形成される。The voltage level of N well region 703 is controlled by antiphase clock signal CN. N well region 7
03 is a P-channel MOS transistor 5122, 514 to which the reverse phase clock signal CN is input to the gate electrode.
1, 5211, 5231 are formed.
【0082】Pウェル領域704は、Pウェル領域71
3と分離するためのNウェル領域712上に形成され、
正相クロック信号CBによって電圧レベルが制御され
る。Pウェル領域704には、ゲート電極に正相クロッ
ク信号CBが入力されるNチャネルMOSトランジスタ
5121,5142,5212,5232が形成され
る。The P well region 704 corresponds to the P well region 71.
Formed on the N well region 712 for separating from
The voltage level is controlled by the positive phase clock signal CB. In the P well region 704, N channel MOS transistors 5121, 5142, 5212, 5232 having the positive electrode clock signal CB input to the gate electrode are formed.
【0083】Nウェル領域711,712は、それぞれ
Pウェル領域702,704をPウェル領域713と分
離するために形成される領域である。N well regions 711 and 712 are regions formed to separate P well regions 702 and 704 from P well region 713, respectively.
【0084】Pウェル領域713は、Nウェル領域70
1,703およびPウェル領域702,704をそれぞ
れ分離するために形成される領域であって、P型シリコ
ン基板の接地レベルに固定される。The P well region 713 is the N well region 70.
1, 703 and P well regions 702, 704 are formed to separate each, and are fixed to the ground level of the P type silicon substrate.
【0085】N+拡散領域721は、正相クロック信号
CBが入力されるノード731とコンタクトホールを介
して接続される。そして、ノード731に入力される正
相クロック信号CBによって、Nウェル領域701が駆
動される。N + diffusion region 721 is connected through a contact hole to node 731 to which positive phase clock signal CB is input. Then, the positive well clock signal CB input to the node 731 drives the N well region 701.
【0086】P+拡散領域722は、逆相クロック信号
CNが入力されるノード732とコンタクトホールを介
して接続される。そして、ノード732に入力される逆
相クロック信号CNによって、Pウェル領域702が駆
動される。P + diffusion region 722 is connected through a contact hole to node 732 to which antiphase clock signal CN is input. Then, the P-well region 702 is driven by the negative-phase clock signal CN input to the node 732.
【0087】N+拡散領域723は、ノード732とコ
ンタクトホールを介して接続される。そして、ノード7
32に入力される逆相クロック信号CNによって、Nウ
ェル領域703が駆動される。N + diffusion region 723 is connected to node 732 via a contact hole. And node 7
The negative well clock signal CN input to 32 drives the N well region 703.
【0088】P+拡散領域724は、正相クロック信号
CBが入力されるノード734とコンタクトホールを介
して接続される。そして、ノード734に入力される正
相クロック信号CBによって、Pウェル領域704が駆
動される。P + diffusion region 724 is connected to a node 734 to which positive phase clock signal CB is input via a contact hole. Then, the P-well region 704 is driven by the positive-phase clock signal CB input to the node 734.
【0089】トランスファゲート511を構成するPチ
ャネルMOSトランジスタ5111は、P+拡散領域8
11,812を含み、P+拡散領域811は、コンタク
トホール801,802を介して入力ノード53と接続
され、P+拡散領域812は、コンタクトホール80
3,804を介してノード56と接続される。ゲート電
極821は、P+拡散領域811,812の間に形成さ
れるチャネル形成領域(図示せず)の上方にゲート酸化
膜(図示せず)を介して形成され、ノード54に接続さ
れて(図示せず)正相クロック信号CBが入力される。The P-channel MOS transistor 5111 forming the transfer gate 511 has a P + diffusion region 8
11 and 812, the P + diffusion region 811 is connected to the input node 53 through the contact holes 801 and 802, and the P + diffusion region 812 includes the contact hole 80.
It is connected to the node 56 via 3, 804. The gate electrode 821 is formed above a channel formation region (not shown) formed between the P + diffusion regions 811 and 812 via a gate oxide film (not shown) and is connected to the node 54 (see FIG. The positive phase clock signal CB is input (not shown).
【0090】トランスファゲート511を構成するNチ
ャネルMOSトランジスタ5112は、N+拡散領域8
13,814を含み、N+拡散領域813は、コンタク
トホール805,806を介して入力ノード53と接続
され、N+拡散領域814は、コンタクトホール80
7,808を介してノード56と接続される。ゲート電
極822は、N+拡散領域813,814の間に形成さ
れるチャネル形成領域(図示せず)の上方にゲート酸化
膜(図示せず)を介して形成され、ノード55に接続さ
れて(図示せず)逆相クロック信号CNが入力される。The N-channel MOS transistor 5112 forming the transfer gate 511 is composed of the N + diffusion region 8
13 and 814, the N + diffusion region 813 is connected to the input node 53 through the contact holes 805 and 806, and the N + diffusion region 814 includes the contact hole 80.
It is connected to the node 56 via 7,808. The gate electrode 822 is formed above a channel forming region (not shown) formed between the N + diffusion regions 813 and 814 via a gate oxide film (not shown) and is connected to the node 55 (see FIG. A negative phase clock signal CN is input (not shown).
【0091】その他のPチャネルMOSトランジスタ5
131,5222,5241,5122,5141,5
211,5231、およびNチャネルMOSトランジス
タ5132,5221,5242,5121,514
2,5212,5232の個々の構成については、Pチ
ャネルMOSトランジスタ5111またはNチャネルM
OSトランジスタ5112と同様に構成され、以下、個
々のトランジスタの詳細な説明は省略する。Other P-channel MOS transistor 5
131, 5222, 5241, 5122, 5141, 5
211, 5231 and N-channel MOS transistors 5132, 5221, 5242, 5121, 514
2, 5212, and 5232, the P-channel MOS transistor 5111 or the N-channel M
The configuration is similar to that of the OS transistor 5112, and detailed description of individual transistors is omitted below.
【0092】トランスファゲート512を構成するNチ
ャネルMOSトランジスタ5121およびPチャネルM
OSトランジスタ5122は、ノード56,841を介
して接続される。NチャネルMOSトランジスタ512
1のゲート電極823は、ノード54(図示せず)に接
続されて正相クロック信号CBが入力され、Pチャネル
MOSトランジスタ5122のゲート電極824は、ノ
ード55(図示せず)に接続されて逆相クロック信号C
Nが入力される。N channel MOS transistor 5121 and P channel M forming transfer gate 512.
OS transistor 5122 is connected via nodes 56 and 841. N-channel MOS transistor 512
The gate electrode 823 of No. 1 is connected to the node 54 (not shown) to receive the positive phase clock signal CB, and the gate electrode 824 of the P-channel MOS transistor 5122 is connected to the node 55 (not shown). Phase clock signal C
N is input.
【0093】インバータ513を構成するPチャネルM
OSトランジスタ5131およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ5132は、それぞれ電源ノード5133およ
び接地ノード5134に接続され、また、ともにノード
57に接続される。PチャネルMOSトランジスタ51
31およびNチャネルMOSトランジスタ5132の共
通のゲート電極825は、コンタクトホールを介してノ
ード56に接続される。P channel M forming the inverter 513
OS transistor 5131 and N-channel MOS transistor 5132 are connected to power supply node 5133 and ground node 5134, respectively, and are also connected to node 57. P-channel MOS transistor 51
The common gate electrode 825 of 31 and the N-channel MOS transistor 5132 is connected to the node 56 via the contact hole.
【0094】インバータ514を構成するPチャネルM
OSトランジスタ5141およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ5142は、それぞれ電源ノード5143およ
び接地ノード5144に接続され、また、ともにノード
841に接続される。PチャネルMOSトランジスタ5
141およびNチャネルMOSトランジスタ5142の
共通のゲート電極826は、コンタクトホールを介して
ノード57に接続される。P-channel M forming the inverter 514
OS transistor 5141 and N-channel MOS transistor 5142 are connected to power supply node 5143 and ground node 5144, respectively, and are also connected to node 841. P-channel MOS transistor 5
Common gate electrode 826 of 141 and N channel MOS transistor 5142 is connected to node 57 through a contact hole.
【0095】トランスファゲート521を構成するPチ
ャネルMOSトランジスタ5211およびNチャネルM
OSトランジスタ5212は、ノード57,60を介し
て接続される。PチャネルMOSトランジスタ5211
のゲート電極827は、ノード58(図示せず)に接続
されて逆相クロック信号CNが入力され、NチャネルM
OSトランジスタ5212のゲート電極828は、ノー
ド59(図示せず)に接続されて正相クロック信号CB
が入力される。P channel MOS transistor 5211 and N channel M forming transfer gate 521.
OS transistor 5212 is connected via nodes 57 and 60. P-channel MOS transistor 5211
The gate electrode 827 of the N-channel M is connected to the node 58 (not shown) to receive the negative-phase clock signal CN.
The gate electrode 828 of the OS transistor 5212 is connected to the node 59 (not shown) and the positive-phase clock signal CB
Is entered.
【0096】トランスファゲート522を構成するNチ
ャネルMOSトランジスタ5221およびPチャネルM
OSトランジスタ5222は、ノード60,842を介
して接続される。NチャネルMOSトランジスタ522
1のゲート電極829は、ノード58(図示せず)に接
続されて逆相クロック信号CNが入力され、Pチャネル
MOSトランジスタ5222のゲート電極830は、ノ
ード59(図示せず)に接続されて正相クロック信号C
Bが入力される。N-channel MOS transistor 5221 and P-channel M forming transfer gate 522.
The OS transistor 5222 is connected via the nodes 60 and 842. N-channel MOS transistor 522
The gate electrode 829 of No. 1 is connected to the node 58 (not shown) to receive the negative phase clock signal CN, and the gate electrode 830 of the P-channel MOS transistor 5222 is connected to the node 59 (not shown) to be positive. Phase clock signal C
B is input.
【0097】インバータ523を構成するPチャネルM
OSトランジスタ5231およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ5232は、それぞれ電源ノード5233およ
び接地ノード5234に接続され、また、ともに出力ノ
ード61に接続される。PチャネルMOSトランジスタ
5231およびNチャネルMOSトランジスタ5232
の共通のゲート電極831は、コンタクトホールを介し
てノード60に接続される。P channel M forming the inverter 523
OS transistor 5231 and N-channel MOS transistor 5232 are connected to power supply node 5233 and ground node 5234, respectively, and are also connected to output node 61. P-channel MOS transistor 5231 and N-channel MOS transistor 5232
Common gate electrode 831 is connected to the node 60 through a contact hole.
【0098】インバータ524を構成するPチャネルM
OSトランジスタ5241およびNチャネルMOSトラ
ンジスタ5242は、それぞれ電源ノード5243およ
び接地ノード5244に接続され、また、ともにノード
842に接続される。PチャネルMOSトランジスタ5
241およびNチャネルMOSトランジスタ5242の
共通のゲート電極832は、コンタクトホールを介して
出力ノード61に接続される。P channel M forming the inverter 524
OS transistor 5241 and N-channel MOS transistor 5242 are connected to power supply node 5243 and ground node 5244, respectively, and are both connected to node 842. P-channel MOS transistor 5
Common gate electrode 832 of 241 and N channel MOS transistor 5242 is connected to output node 61 via a contact hole.
【0099】そして、これらのトランジスタは、すべて
ゲートとボディ(ウェル)が同一の電圧状態で駆動され
る低電圧かつ高速動作可能なトランジスタとして構成さ
れている。このような場合、従来であれば、上述したよ
うに、すべてのトランジスタはSiO絶縁相によって分
離して配置されなければならなかったところ、Nウェル
領域701にウェル電圧が正相クロック信号CBによっ
て駆動されるPチャネルMOSトランジスタ5111,
5131,5222,5141がまとめて配置され、P
ウェル領域702にウェル電圧が逆相クロック信号CN
によって駆動されるNチャネルMOSトランジスタ51
12,5132,5221,5142がまとめて配置さ
れ、Nウェル領域703にウェル電圧が逆相クロック信
号CNによって駆動されるPチャネルMOSトランジス
タ5122,5141,5211,5231がまとめて
配置され、Pウェル領域704にウェル電圧が正相クロ
ック信号CBによって駆動されるNチャネルMOSトラ
ンジスタ5121,5142,5212,5232がま
とめて配置される。All of these transistors are configured as low voltage and high speed transistors in which the gate and body (well) are driven in the same voltage state. In such a case, in the conventional case, as described above, all the transistors had to be separated by the SiO insulating phase, but the well voltage in the N well region 701 was driven by the positive phase clock signal CB. P channel MOS transistor 5111,
5131, 5222, 5141 are collectively arranged, and P
The well voltage is applied to the well region 702 as the negative phase clock signal CN.
N-channel MOS transistor 51 driven by
12, 5132, 5221 and 5142 are collectively arranged, P-channel MOS transistors 5122, 5141, 5211 and 5231 whose well voltages are driven by the anti-phase clock signal CN are collectively arranged in N well region 703, and P well region is arranged. N-channel MOS transistors 5121, 5142, 5212, and 5232 whose well voltages are driven by the positive-phase clock signal CB are collectively arranged at 704.
【0100】すなわち、すべてのトランジスタがクロッ
ク信号CKに同期して動作し、同相で動作する同導電型
のトランジスタを同一のウェル上にまとめて配置するこ
とによって、レイアウトの大幅な効率化が図られてい
る。That is, all the transistors operate in synchronization with the clock signal CK, and the transistors of the same conductivity type that operate in the same phase are collectively arranged on the same well, whereby the efficiency of the layout is greatly improved. ing.
【0101】なお、各ウェル領域の配置は、図6におい
て示したレイアウトに限られるものではない。図6に示
したレイアウトは一例であって、実際の具体的な回路設
計の際には、上述したようにウェル領域の統合を考慮し
つつ、その回路に適したウェル領域の配置がなされるべ
きである。The arrangement of each well region is not limited to the layout shown in FIG. The layout shown in FIG. 6 is an example, and when actually designing a specific circuit, the well regions should be arranged appropriately for the circuit while considering the integration of the well regions as described above. Is.
【0102】以上のように、ウェル電圧を制御して低電
圧かつ高速動作を実現するMOSトランジスタを用いた
半導体集積回路において、同相で動作し、かつ、同導電
型のMOSトランジスタのウェルを統合することによっ
て、このような半導体集積回路におけるレイアウト面積
の低減化、レイアウトの効率化を図ることができる。As described above, in a semiconductor integrated circuit using a MOS transistor which controls a well voltage to realize a low voltage and high speed operation, wells of MOS transistors operating in the same phase and having the same conductivity type are integrated. As a result, the layout area and the layout efficiency of such a semiconductor integrated circuit can be reduced.
【0103】[実施の形態3]実施の形態2によるフリ
ップフロップ回路50における各ウェル領域の電圧は、
正相クロック信号CBおよび逆相クロック信号CNによ
り直接駆動されるものであったが、回路構成が大規模な
ものとなるときは、まとめられるウェル領域も大きくな
る傾向があるため、ウェルの電圧をドライバで駆動する
ことが必要となる。実施の形態2によるフリップフロッ
プ回路50と対応した、実施の形態3によるフリップフ
ロップ回路50Aにおいては、各ウェル領域の電圧を駆
動するウェルドライバが設けられ、各ウェル領域の電圧
がウェルドライバによって駆動される。[Third Embodiment] The voltage of each well region in the flip-flop circuit 50 according to the second embodiment is
The well voltage was directly driven by the positive-phase clock signal CB and the negative-phase clock signal CN, but when the circuit configuration becomes large-scale, the well region to be combined tends to be large. It is necessary to drive with a driver. In the flip-flop circuit 50A according to the third embodiment, which corresponds to the flip-flop circuit 50 according to the second embodiment, a well driver that drives the voltage of each well region is provided, and the voltage of each well region is driven by the well driver. It
【0104】図7を参照して、フリップフロップ回路5
0Aにおいては、N+拡散領域723はノード732に
接続されず、ノード733に接続される。Referring to FIG. 7, flip-flop circuit 5
In 0A, N + diffusion region 723 is not connected to node 732 but is connected to node 733.
【0105】そして、Nウェル領域701のノード73
1およびNウェル領域703のノード733には、後述
するウェルドライバ65のNウェル領域用の出力ノード
から出力された電圧が印加され、Pウェル領域702の
ノード732およびPウェル領域704のノード734
には、ウェルドライバ65のPウェル領域用の出力ノー
ドから出力された電圧が印加される。フリップフロップ
50Aにおけるその他のデバイス構成については、フリ
ップフロップ回路50と同じであり、説明は繰り返さな
い。Then, the node 73 of the N well region 701 is formed.
The voltage output from the output node for the N well region of the well driver 65 described later is applied to the node 733 of the 1 and N well regions 703, and the node 732 of the P well region 702 and the node 734 of the P well region 704 are applied.
Is applied with the voltage output from the output node of the well driver 65 for the P well region. The other device configuration of flip-flop 50A is the same as that of flip-flop circuit 50, and the description thereof will not be repeated.
【0106】図8は、ウェルドライバ65の回路構成を
示す回路図である。図8を参照して、ウェルドライバ6
5は、ドライバ回路65A,65Bと、入力ノード65
6と、インバータ665,666とを含む。ドライバ回
路65Aは、PチャネルMOSトランジスタ651,6
52と、NチャネルMOSトランジスタ653,654
と、インバータ655と、出力ノード657,658
と、電源ノード659と、接地ノード660と、ノード
661〜664とからなる。ドライバ回路65Bは、P
チャネルMOSトランジスタ751,752と、Nチャ
ネルMOSトランジスタ753,754と、インバータ
755と、出力ノード757,758と、電源ノード7
59と、接地ノード760と、ノード761〜764と
からなる。FIG. 8 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the well driver 65. Referring to FIG. 8, well driver 6
5 is a driver circuit 65A, 65B, and an input node 65
6 and inverters 665 and 666. The driver circuit 65A includes P-channel MOS transistors 651 and 6
52 and N-channel MOS transistors 653, 654
, Inverter 655, and output nodes 657 and 658
, A power supply node 659, a ground node 660, and nodes 661 to 664. The driver circuit 65B has a P
Channel MOS transistors 751 and 752, N channel MOS transistors 753 and 754, inverter 755, output nodes 757 and 758, and power supply node 7
59, a ground node 760, and nodes 761-764.
【0107】入力ノード656には、クロック信号CK
が入力される。ドライバ回路65Aは、クロック信号C
Kがインバータ665,666によって2回反転され
た、クロック信号CKと同相の正相クロック信号CBを
受ける。ドライバ回路65Aの出力ノード657は、図
7に示したNウェル領域701のノード731に接続さ
れ、出力ノード658は、図7に示したPウェル領域7
02のノード732に接続される。The clock signal CK is applied to the input node 656.
Is entered. The driver circuit 65A uses the clock signal C
K receives the positive-phase clock signal CB in phase with clock signal CK, which is inverted twice by inverters 665 and 666. The output node 657 of the driver circuit 65A is connected to the node 731 of the N well region 701 shown in FIG. 7, and the output node 658 is the P well region 7 shown in FIG.
02 node 732.
【0108】また、ドライバ回路65Bは、クロック信
号CKがインバータ665によって反転された、クロッ
ク信号CKと逆相の逆相クロック信号CNを受ける。ド
ライバ回路65Bの出力ノード757は、図7に示した
Nウェル領域703のノード733に接続され、出力ノ
ード758は、図7に示したPウェル領域704のノー
ド734に接続される。The driver circuit 65B also receives a reverse-phase clock signal CN, which is the reverse phase of the clock signal CK and is obtained by inverting the clock signal CK by the inverter 665. The output node 757 of the driver circuit 65B is connected to the node 733 of the N well region 703 shown in FIG. 7, and the output node 758 is connected to the node 734 of the P well region 704 shown in FIG.
【0109】次に、ドライバ回路65Aの回路構成につ
いて説明する。PチャネルMOSトランジスタ651
は、インバータ655からの出力をノード663を介し
てゲートに受け、ソースが電源ノード659に接続さ
れ、ドレインが出力ノード657に接続される。Next, the circuit configuration of the driver circuit 65A will be described. P-channel MOS transistor 651
Receives an output from inverter 655 at its gate through node 663, has its source connected to power supply node 659, and has its drain connected to output node 657.
【0110】PチャネルMOSトランジスタ652は、
ノード664を介して正相クロック信号CBをゲートに
受け、ソースがノード661に接続され、ドレインが出
力ノード657に接続される。The P-channel MOS transistor 652 is
The gate receives positive-phase clock signal CB through node 664, the source is connected to node 661, and the drain is connected to output node 657.
【0111】NチャネルMOSトランジスタ653は、
インバータ655からの出力をゲートに受け、ドレイン
が出力ノード658に接続され、ソースが接地ノード6
62に接続される。The N-channel MOS transistor 653 is
The gate receives the output from the inverter 655, the drain is connected to the output node 658, and the source is the ground node 6.
Connected to 62.
【0112】NチャネルMOSトランジスタ654は、
ノード664を介して正相クロック信号CBをゲートに
受け、ドレインが出力ノード658に接続され、ソース
が接地ノード660に接続される。The N-channel MOS transistor 654 is
The positive phase clock signal CB is received at the gate through the node 664, the drain is connected to the output node 658, and the source is connected to the ground node 660.
【0113】インバータ655は、入力信号である正相
クロック信号CBを反転してノード663へ出力する。Inverter 655 inverts positive-phase clock signal CB, which is an input signal, and outputs it to node 663.
【0114】ノード661には、電源ノード659の電
源レベルよりも低い電圧Vref1が印加される。ま
た、ノード662には、接地ノード660の接地レベル
よりも高い電圧Vref2が印加される。Voltage Vref1 lower than the power supply level of power supply node 659 is applied to node 661. Further, voltage Vref2 higher than the ground level of ground node 660 is applied to node 662.
【0115】ドライバ回路65Aにおいては、正相クロ
ック信号CBがHレベルであるときは、PチャネルMO
Sトランジスタ651がONし、PチャネルMOSトラ
ンジスタ652がOFFするので、出力ノード657に
は電源電圧Vccが出力される。また、NチャネルMO
Sトランジスタ653がOFFし、PチャネルMOSト
ランジスタ654がONするので、出力ノード658に
は接地電圧GNDが出力される。In the driver circuit 65A, when the positive phase clock signal CB is at H level, the P channel MO
Since S transistor 651 is turned on and P channel MOS transistor 652 is turned off, power supply voltage Vcc is output to output node 657. In addition, N channel MO
Since S transistor 653 is turned off and P channel MOS transistor 654 is turned on, ground voltage GND is output to output node 658.
【0116】一方、正相クロック信号CBがLレベルで
あるときは、PチャネルMOSトランジスタ651がO
FFし、PチャネルMOSトランジスタ652がONす
るので、出力ノード657には電圧Vref1が出力さ
れる。また、NチャネルMOSトランジスタ653がO
Nし、PチャネルMOSトランジスタ654がOFFす
るので、出力ノード658には電圧Vref2が出力さ
れる。On the other hand, when the positive-phase clock signal CB is at L level, the P-channel MOS transistor 651 is O.
Since the FF is performed and the P-channel MOS transistor 652 is turned on, the voltage Vref1 is output to the output node 657. In addition, the N-channel MOS transistor 653 is O
Then, the P-channel MOS transistor 654 is turned off, and the voltage Vref2 is output to the output node 658.
【0117】次に、ドライバ回路65Bについて説明す
る。ドライバ回路65Bの回路構成は、ドライバ回路6
5Aの回路構成と同じであり、入力に対する動作は同じ
であるので、その説明は繰り返さない。Next, the driver circuit 65B will be described. The circuit configuration of the driver circuit 65B is the driver circuit 6
The circuit configuration is the same as that of 5A and the operation with respect to the input is the same, and therefore the description thereof will not be repeated.
【0118】ドライバ回路65Bにおいては、逆相クロ
ック信号CNがHレベルであるときは、PチャネルMO
Sトランジスタ751がONし、PチャネルMOSトラ
ンジスタ752がOFFするので、出力ノード757に
は電源電圧Vccが出力される。また、NチャネルMO
Sトランジスタ753がOFFし、PチャネルMOSト
ランジスタ754がONするので、出力ノード758に
は接地電圧GNDが出力される。In the driver circuit 65B, when the anti-phase clock signal CN is at H level, the P channel MO
Since S transistor 751 is turned on and P channel MOS transistor 752 is turned off, power supply voltage Vcc is output to output node 757. In addition, N channel MO
Since S transistor 753 is turned off and P channel MOS transistor 754 is turned on, ground voltage GND is output to output node 758.
【0119】一方、逆相クロック信号CNがLレベルで
あるときは、PチャネルMOSトランジスタ751がO
FFし、PチャネルMOSトランジスタ752がONす
るので、出力ノード757には電圧Vref1が出力さ
れる。また、NチャネルMOSトランジスタ753がO
Nし、PチャネルMOSトランジスタ754がOFFす
るので、出力ノード758には電圧Vref2が出力さ
れる。On the other hand, when anti-phase clock signal CN is at L level, P-channel MOS transistor 751 is turned on.
Since the FF is performed and the P-channel MOS transistor 752 is turned on, the voltage Vref1 is output to the output node 757. In addition, the N-channel MOS transistor 753 is O
Then, the P-channel MOS transistor 754 is turned off and the voltage Vref2 is output to the output node 758.
【0120】図9は、上述したウェルドライバ65の動
作をふまえて、クロック信号CKに応じてフリップフロ
ップ回路50Aにおける各ウェル領域に形成されるMO
Sトランジスタのバイアス状態をまとめた図である。FIG. 9 is an MO formed in each well region in the flip-flop circuit 50A in response to the clock signal CK, based on the operation of the well driver 65 described above.
It is the figure which put together the bias state of the S transistor.
【0121】クロック信号CKがLレベルであるとき、
Nウェル領域701にはドライバ回路65Aの出力ノー
ド657から電圧Vref1(<電源電圧Vcc)が印
加され、Nウェル領域701におけるPチャネルMOS
トランジスタは順バイアス状態となる。また、Pウェル
領域702にはドライバ回路65Aの出力ノード658
から電圧Vref2(>接地電圧GND)が印加され、
Pウェル領域702におけるNチャネルMOSトランジ
スタは順バイアス状態となる。さらに、Nウェル領域7
03にはドライバ回路65Bの出力ノード757から電
源電圧Vccが印加され、Nウェル領域703における
PチャネルMOSトランジスタはノンバイアス状態とな
る。また、さらに、Pウェル領域704にはドライバ回
路65Bの出力ノード758から接地電圧GNDが印加
され、Pウェル領域704におけるNチャネルMOSト
ランジスタはノンバイアス状態となる。When the clock signal CK is at L level,
Voltage Vref1 (<power supply voltage Vcc) is applied from output node 657 of driver circuit 65A to N well region 701, and P channel MOS in N well region 701 is applied.
The transistor becomes forward biased. In the P well region 702, the output node 658 of the driver circuit 65A is also provided.
Voltage Vref2 (> ground voltage GND) is applied from
The N channel MOS transistor in P well region 702 is in a forward bias state. Furthermore, the N well region 7
Power supply voltage Vcc is applied to output circuit 03 from output node 757 of driver circuit 65B, and the P channel MOS transistor in N well region 703 is in a non-biased state. Further, the ground voltage GND is applied to the P well region 704 from the output node 758 of the driver circuit 65B, and the N channel MOS transistor in the P well region 704 is in a non-biased state.
【0122】したがって、クロック信号CKがLレベル
になったとき、マスタラッチ回路51を構成し、Nウェ
ル領域701およびPウェル領域702に形成され、ト
ランスファゲート511およびインバータ513に含ま
れる各MOSトランジスタは、順バイアス状態となるた
め高速に駆動され、マスタラッチ回路51は高速に動作
する。Therefore, when clock signal CK attains the L level, master latch circuit 51 is formed, and each MOS transistor formed in N well region 701 and P well region 702 and included in transfer gate 511 and inverter 513 is The master latch circuit 51 is driven at high speed because of the forward bias state, and the master latch circuit 51 operates at high speed.
【0123】次に、クロック信号CKがHレベルになる
と、Nウェル領域701にはドライバ回路65Aの出力
ノード657から電源電圧Vccが印加され、Nウェル
領域701におけるPチャネルMOSトランジスタはノ
ンバイアス状態となる。また、Pウェル領域702には
ドライバ回路65Aの出力ノード658から接地電圧G
NDが印加され、Pウェル領域702におけるNチャネ
ルMOSトランジスタはノンバイアス状態となる。さら
に、Nウェル領域703にはドライバ回路65Bの出力
ノード757から電圧Vref1(<電源電圧Vcc)
が印加され、Nウェル領域703におけるPチャネルM
OSトランジスタは順バイアス状態となる。また、さら
に、Pウェル領域704にはドライバ回路65Bの出力
ノード758から電圧Vref2(>接地電圧GND)
が印加され、Pウェル領域704におけるNチャネルM
OSトランジスタは順バイアス状態となる。Next, when clock signal CK attains the H level, power supply voltage Vcc is applied from output node 657 of driver circuit 65A to N well region 701, and the P channel MOS transistor in N well region 701 is in the non-biased state. Become. Further, the P-well region 702 is connected to the ground voltage G from the output node 658 of the driver circuit 65A.
ND is applied, and the N channel MOS transistor in the P well region 702 becomes non-biased. Further, in the N well region 703, the voltage Vref1 (<power supply voltage Vcc) from the output node 757 of the driver circuit 65B is input.
Is applied to the P channel M in the N well region 703.
The OS transistor is in a forward bias state. Further, in the P well region 704, the voltage Vref2 (> ground voltage GND) from the output node 758 of the driver circuit 65B is applied.
Is applied to the N channel M in the P well region 704.
The OS transistor is in a forward bias state.
【0124】したがって、クロック信号CKがHレベル
になったとき、スレーブラッチ回路52を構成し、Nウ
ェル領域703およびPウェル領域704に形成され、
トランスファゲート521およびインバータ523に含
まれる各MOSトランジスタは、順バイアス状態となる
ため高速に駆動され、スレーブラッチ回路52は高速に
動作する。Therefore, when the clock signal CK goes high, the slave latch circuit 52 is formed and formed in the N well region 703 and the P well region 704.
Each of the MOS transistors included in the transfer gate 521 and the inverter 523 is in a forward biased state and therefore driven at high speed, and the slave latch circuit 52 operates at high speed.
【0125】このようにして、フリップフロップ回路5
0Aは、入力ノード53から出力ノード61へ高速にデ
ータを遷移することができる。In this way, the flip-flop circuit 5
0A can transit data from the input node 53 to the output node 61 at high speed.
【0126】図8において示したウェルドライバ65に
代えて、図10に示すウェルドライバ67を用いてもよ
い。Instead of the well driver 65 shown in FIG. 8, a well driver 67 shown in FIG. 10 may be used.
【0127】図10は、ウェルドライバ67の回路構成
を示す回路図である。図10を参照して、ウェルドライ
バ67は、ウェルドライバ65において、ドライバ回路
65A,65Bに代えてそれぞれドライバ回路67A,
67Bを備える。ドライバ回路67Aは、PチャネルM
OSトランジスタ671,672と、NチャネルMOS
トランジスタ673,674と、インバータ675と、
出力ノード677,678と、電源ノード679と、接
地ノード680と、ノード681,682とを含む。ド
ライバ回路67Bは、PチャネルMOSトランジスタ7
71,772と、NチャネルMOSトランジスタ77
3,774と、インバータ775と、出力ノード77
7,778と、電源ノード779と、接地ノード780
と、ノード781,782とを含む。FIG. 10 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the well driver 67. Referring to FIG. 10, the well driver 67 includes well circuits 65A, 65B instead of the driver circuits 65A, 65B in the well driver 65, respectively.
With 67B. The driver circuit 67A is a P channel M
OS transistors 671 and 672 and N-channel MOS
Transistors 673, 674, an inverter 675,
It includes output nodes 677 and 678, a power supply node 679, a ground node 680, and nodes 681 and 682. The driver circuit 67B includes the P-channel MOS transistor 7
71, 772 and N-channel MOS transistor 77
3,774, an inverter 775, and an output node 77.
7, 778, power supply node 779, and ground node 780
And nodes 781 and 782.
【0128】ドライバ回路67Aは、インバータ666
から出力された正相クロック信号CBを受ける。ドライ
バ回路67Aの出力ノード677は、図7に示したNウ
ェル領域701のノード731に接続され、出力ノード
678は、図7に示したPウェル領域702のノード7
32に接続される。The driver circuit 67A includes an inverter 666.
From the positive phase clock signal CB. The output node 677 of the driver circuit 67A is connected to the node 731 of the N well region 701 shown in FIG. 7, and the output node 678 is the node 7 of the P well region 702 shown in FIG.
Connected to 32.
【0129】また、ドライバ回路67Bは、インバータ
665から出力された逆相クロック信号CNを受ける。
ドライバ回路65Bの出力ノード777は、図7に示し
たNウェル領域703のノード733に接続され、出力
ノード778は、図7に示したPウェル領域704のノ
ード734に接続される。Further, driver circuit 67B receives anti-phase clock signal CN output from inverter 665.
Output node 777 of driver circuit 65B is connected to node 733 of N well region 703 shown in FIG. 7, and output node 778 is connected to node 734 of P well region 704 shown in FIG.
【0130】次に、ドライバ回路67Aの回路構成につ
いて説明する。PチャネルMOSトランジスタ671
は、インバータ675からの出力をノード681を介し
てゲートに受け、ソースが電源ノード679に接続さ
れ、ドレインが出力ノード677に接続される。Next, the circuit configuration of the driver circuit 67A will be described. P-channel MOS transistor 671
Receives an output from inverter 675 at its gate through node 681, has its source connected to power supply node 679, and has its drain connected to output node 677.
【0131】NチャネルMOSトランジスタ673は、
インバータ675からの出力をノード681を介してゲ
ートに受け、ドレインが電源ノード679に接続され、
ソースが出力ノード677に接続される。The N-channel MOS transistor 673 is
The output from the inverter 675 is received by the gate through the node 681, the drain is connected to the power supply node 679,
The source is connected to the output node 677.
【0132】NチャネルMOSトランジスタ674は、
ノード682を介して正相クロック信号CBをゲートに
受け、ドレインが出力ノード678に接続され、ソース
が接地ノード680に接続される。The N-channel MOS transistor 674 is
The positive phase clock signal CB is received by the gate through the node 682, the drain is connected to the output node 678, and the source is connected to the ground node 680.
【0133】PチャネルMOSトランジスタ672は、
ノード682を介して正相クロック信号CBをゲートに
受け、ソースが出力ノード678に接続され、ドレイン
が接地ノード680に接続される。The P-channel MOS transistor 672 is
The gate receives positive phase clock signal CB through node 682, the source is connected to output node 678, and the drain is connected to ground node 680.
【0134】インバータ675は、入力信号である正相
クロック信号CBを反転してノード681へ出力する。Inverter 675 inverts positive-phase clock signal CB, which is an input signal, and outputs it to node 681.
【0135】ドライバ回路67Aにおいては、正相クロ
ック信号CBがHレベルであるときは、PチャネルMO
Sトランジスタ671がONし、NチャネルMOSトラ
ンジスタ673がOFFするので、出力ノード677に
は電源電圧Vccが出力される。また、NチャネルMO
Sトランジスタ674がONし、PチャネルMOSトラ
ンジスタ672がOFFするので、出力ノード678に
は接地電圧GNDが出力される。In the driver circuit 67A, when the positive phase clock signal CB is at H level, the P channel MO
Since S transistor 671 is turned on and N channel MOS transistor 673 is turned off, power supply voltage Vcc is output to output node 677. In addition, N channel MO
Since S transistor 674 is turned on and P channel MOS transistor 672 is turned off, ground voltage GND is output to output node 678.
【0136】一方、正相クロック信号CBがLレベルで
あるときは、PチャネルMOSトランジスタ671がO
FFし、NチャネルMOSトランジスタ673がONす
るが、この場合、出力ノード677の電圧レベルがNチ
ャネルMOSトランジスタ673をソースフォロアにし
ているため、出力ノード677の電圧レベルは電源電圧
VccからNチャネルMOSトランジスタ673のしき
い値電圧分降下した電圧レベルとなる。同様に、出力ノ
ード678の電圧レベルは、接地電圧GNDからPチャ
ネルMOSトランジスタ672のしきい値電圧分上昇し
た値となる。On the other hand, when the positive-phase clock signal CB is at L level, the P-channel MOS transistor 671 is O.
Then, the N-channel MOS transistor 673 is turned on, but in this case, since the voltage level of the output node 677 makes the N-channel MOS transistor 673 the source follower, the voltage level of the output node 677 changes from the power supply voltage Vcc to the N-channel MOS transistor. The voltage level drops by the threshold voltage of transistor 673. Similarly, the voltage level of output node 678 has a value increased from ground voltage GND by the threshold voltage of P-channel MOS transistor 672.
【0137】すなわち、図8に示したドライバ回路65
Aにおいて、正相クロック信号CBがLレベルであると
き、出力ノード657,658に電源電圧Vccよりも
低い電圧Vref1および接地電圧よりも高い電圧Vr
ef2がそれぞれ出力されることと対応して、ドライバ
回路67Aにおいても、正相クロック信号CBがLレベ
ルであるとき、出力ノード677,678には、電源電
圧Vccよりも低い電圧および接地電圧GNDよりも高
い電圧がそれぞれ出力される。That is, the driver circuit 65 shown in FIG.
In A, when positive-phase clock signal CB is at L level, voltage Vref1 lower than power supply voltage Vcc and voltage Vr higher than ground voltage are applied to output nodes 657 and 658.
Corresponding to the output of ef2, in driver circuit 67A as well, when positive phase clock signal CB is at L level, output nodes 677 and 678 have a voltage lower than power supply voltage Vcc and a voltage lower than ground voltage GND. High voltage is output respectively.
【0138】次に、ドライバ回路67Bについて説明す
る。ドライバ回路67Bの回路構成は、ドライバ回路6
7Aの回路構成と同じであり、入力に対する動作は同じ
であるので、その説明は繰り返さない。Next, the driver circuit 67B will be described. The circuit configuration of the driver circuit 67B is the driver circuit 6
Since the circuit configuration of 7A is the same and the operation for the input is the same, the description thereof will not be repeated.
【0139】ドライバ回路67Bにおいては、逆相クロ
ック信号CNがHレベルであるときは、PチャネルMO
Sトランジスタ771がONし、NチャネルMOSトラ
ンジスタ773がOFFするので、出力ノード777に
は電源電圧Vccが出力される。また、NチャネルMO
Sトランジスタ774がONし、PチャネルMOSトラ
ンジスタ772がOFFするので、出力ノード778に
は接地電圧GNDが出力される。In the driver circuit 67B, when the negative-phase clock signal CN is at H level, the P-channel MO
Since S transistor 771 is turned on and N channel MOS transistor 773 is turned off, power supply voltage Vcc is output to output node 777. In addition, N channel MO
Since S transistor 774 is turned on and P channel MOS transistor 772 is turned off, ground voltage GND is output to output node 778.
【0140】一方、逆相クロック信号CNがLレベルで
あるときは、PチャネルMOSトランジスタ771がO
FFし、NチャネルMOSトランジスタ773がONす
るので、ドライバ回路67Aの場合と同様に、出力ノー
ド777,778には、それぞれ電源電圧Vccよりも
低い電圧および接地電圧GNDよりも高い電圧が出力さ
れる。On the other hand, when the anti-phase clock signal CN is at L level, the P channel MOS transistor 771 is turned on.
Since the FF is performed and the N-channel MOS transistor 773 is turned on, a voltage lower than the power supply voltage Vcc and a voltage higher than the ground voltage GND are output to the output nodes 777 and 778, respectively, as in the case of the driver circuit 67A. .
【0141】以上のように、ウェルドライバ67によっ
ても、ウェルドライバ65と同等の効果が得られる。As described above, the well driver 67 has the same effect as the well driver 65.
【0142】さらに、図8に示したウェルドライバ65
および図10に示したウェルドライバ67に代えて、図
11に示すウェルドライバ69を用いてもよい。Further, the well driver 65 shown in FIG.
The well driver 67 shown in FIG. 10 may be replaced with the well driver 69 shown in FIG.
【0143】図11は、ウェルドライバ69の回路構成
を示す回路図である。図11を参照して、ウェルドライ
バ69は、ウェルドライバ65において、ドライバ回路
65A,65Bに代えてそれぞれドライバ回路69A,
69Bを備える。ドライバ回路69Aは、PチャネルM
OSトランジスタ691,692と、NチャネルMOS
トランジスタ693,694と、インバータ695と、
出力ノード697,698と、電源ノード699と、接
地ノード689と、ノード687,688とを含む。ド
ライバ回路69Bは、PチャネルMOSトランジスタ7
91,792と、NチャネルMOSトランジスタ79
3,794と、インバータ795と、出力ノード79
7,798と、電源ノード799と、接地ノード789
と、ノード787,788とを含む。FIG. 11 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the well driver 69. Referring to FIG. 11, well driver 69 includes well driver 65, instead of driver circuits 65A and 65B.
With 69B. The driver circuit 69A is a P channel M
OS transistors 691, 692 and N-channel MOS
Transistors 693, 694, an inverter 695,
It includes output nodes 697 and 698, a power supply node 699, a ground node 689, and nodes 687 and 688. The driver circuit 69B includes the P-channel MOS transistor 7
91, 792 and N-channel MOS transistor 79
3, 794, the inverter 795, and the output node 79.
7, 798, power supply node 799, and ground node 789
And nodes 787 and 788.
【0144】ドライバ回路69Aは、インバータ666
から出力された正相クロック信号CBを受ける。ドライ
バ回路69Aの出力ノード697は、図7に示したNウ
ェル領域701のノード731に接続され、出力ノード
698は、図7に示したPウェル領域702のノード7
32に接続される。The driver circuit 69A includes an inverter 666.
From the positive phase clock signal CB. The output node 697 of the driver circuit 69A is connected to the node 731 of the N well region 701 shown in FIG. 7, and the output node 698 is the node 7 of the P well region 702 shown in FIG.
Connected to 32.
【0145】また、ドライバ回路69Bは、インバータ
665から出力された逆相クロック信号CNを受ける。
ドライバ回路69Bの出力ノード797は、図7に示し
たNウェル領域703のノード733に接続され、出力
ノード798は、図7に示したPウェル領域704のノ
ード734に接続される。Driver circuit 69B also receives anti-phase clock signal CN output from inverter 665.
Output node 797 of driver circuit 69B is connected to node 733 in N well region 703 shown in FIG. 7, and output node 798 is connected to node 734 in P well region 704 shown in FIG.
【0146】次に、ドライバ回路69Aの回路構成につ
いて説明する。PチャネルMOSトランジスタ691
は、インバータ695からの出力をノード688を介し
てゲートに受け、ソースが電源ノード699に接続さ
れ、ドレインが出力ノード697に接続される。Next, the circuit configuration of the driver circuit 69A will be described. P-channel MOS transistor 691
Receives the output from inverter 695 at its gate via node 688, has its source connected to power supply node 699, and has its drain connected to output node 697.
【0147】NチャネルMOSトランジスタ693は、
インバータ695からの出力をノード688を介してゲ
ートに受け、ドレインが出力ノード697に接続され、
ソースが接地ノード689に接続される。The N-channel MOS transistor 693 is
The output from the inverter 695 is received by the gate via the node 688, the drain is connected to the output node 697,
The source is connected to ground node 689.
【0148】PチャネルMOSトランジスタ692は、
ノード687を介して正相クロック信号CBをゲートに
受け、ソースが電源ノード699に接続され、ドレイン
が出力ノード698に接続される。The P channel MOS transistor 692 is
The gate receives positive phase clock signal CB through node 687, the source is connected to power supply node 699, and the drain is connected to output node 698.
【0149】NチャネルMOSトランジスタ694は、
ノード687を介して正相クロック信号CBをゲートに
受け、ドレインが出力ノード698に接続され、ソース
が接地ノード689に接続される。The N-channel MOS transistor 694 is
The gate receives positive phase clock signal CB through node 687, the drain is connected to output node 698, and the source is connected to ground node 689.
【0150】インバータ695は、入力信号である正相
クロック信号CBを反転してノード688へ出力する。Inverter 695 inverts positive-phase clock signal CB, which is an input signal, and outputs it to node 688.
【0151】ドライバ回路69Aにおいては、正相クロ
ック信号CBがHレベルであるときは、PチャネルMO
Sトランジスタ691がONし、NチャネルMOSトラ
ンジスタ693がOFFするので、出力ノード697に
は電源電圧Vccが出力される。また、PチャネルMO
Sトランジスタ692がOFFし、NチャネルMOSト
ランジスタ694がONするので、出力ノード698に
は接地電圧GNDが出力される。In the driver circuit 69A, when the positive phase clock signal CB is at H level, the P channel MO
Since S transistor 691 is turned on and N channel MOS transistor 693 is turned off, power supply voltage Vcc is output to output node 697. In addition, P channel MO
Since S transistor 692 is turned off and N channel MOS transistor 694 is turned on, ground voltage GND is output to output node 698.
【0152】一方、正相クロック信号CBがLレベルで
あるときは、PチャネルMOSトランジスタ691がO
FFし、NチャネルMOSトランジスタ693がONす
るので、出力ノード697には接地電圧GNDが出力さ
れる。また、PチャネルMOSトランジスタ692がO
Nし、NチャネルMOSトランジスタ694がOFFす
るので、出力ノード698には電源電圧Vccが出力さ
れる。On the other hand, when the positive-phase clock signal CB is at L level, the P-channel MOS transistor 691 is turned on.
Since the FF is performed and the N-channel MOS transistor 693 is turned on, the ground voltage GND is output to the output node 697. Further, the P-channel MOS transistor 692 is O
The N-channel MOS transistor 694 is turned off and the power supply voltage Vcc is output to the output node 698.
【0153】すなわち、ドライバ回路69Aは、ドライ
バ回路65Aにおいて電圧Vref1が接地電圧GND
であり、電圧Vref2が電源電圧Vccである場合と
同等である。That is, in the driver circuit 69A, the voltage Vref1 in the driver circuit 65A is the ground voltage GND.
And is equivalent to the case where the voltage Vref2 is the power supply voltage Vcc.
【0154】次に、ドライバ回路69Bについて説明す
る。ドライバ回路69Bの回路構成は、ドライバ回路6
9Aの回路構成と同じであり、入力に対する動作は同じ
であるので、その説明は繰り返さない。Next, the driver circuit 69B will be described. The circuit configuration of the driver circuit 69B is the driver circuit 6
Since the circuit configuration of 9A is the same and the operation for the input is the same, the description thereof will not be repeated.
【0155】ドライバ回路69Bにおいては、逆相クロ
ック信号CNがHレベルであるときは、PチャネルMO
Sトランジスタ791がONし、NチャネルMOSトラ
ンジスタ793がOFFするので、出力ノード797に
は電源電圧Vccが出力される。また、PチャネルMO
Sトランジスタ792がOFFし、NチャネルMOSト
ランジスタ794がONするので、出力ノード798に
は接地電圧GNDが出力される。In the driver circuit 69B, when the anti-phase clock signal CN is at H level, the P channel MO.
Since S transistor 791 is turned on and N channel MOS transistor 793 is turned off, power supply voltage Vcc is output to output node 797. In addition, P channel MO
Since S transistor 792 is turned off and N channel MOS transistor 794 is turned on, ground voltage GND is output to output node 798.
【0156】一方、逆相クロック信号CNがLレベルで
あるときは、PチャネルMOSトランジスタ791がO
FFし、NチャネルMOSトランジスタ793がONす
るので、出力ノード797には接地電圧GNDが出力さ
れる。また、PチャネルMOSトランジスタ792がO
Nし、NチャネルMOSトランジスタ794がOFFす
るので、出力ノード798には電源電圧Vccが出力さ
れる。On the other hand, when anti-phase clock signal CN is at L level, P-channel MOS transistor 791 is O.
Since the FF is performed and the N-channel MOS transistor 793 is turned on, the ground voltage GND is output to the output node 797. Further, the P-channel MOS transistor 792 is O
Since the N-channel MOS transistor 794 is turned off, the power supply voltage Vcc is output to the output node 798.
【0157】すなわち、ドライバ回路69Bは、ドライ
バ回路65Bにおいて電圧Vref1が接地電圧GND
であり、電圧Vref2が電源電圧Vccである場合と
同等である。That is, in the driver circuit 69B, the voltage Vref1 in the driver circuit 65B is the ground voltage GND.
And is equivalent to the case where the voltage Vref2 is the power supply voltage Vcc.
【0158】このように、ウェルドライバ69によって
も、ウェルドライバ65と同等の効果が得られる。In this way, the well driver 69 also has the same effect as the well driver 65.
【0159】以上のように、ウェル電圧を制御して低電
圧かつ高速動作を実現するMOSトランジスタを用いた
半導体集積回路において、同相で動作し、かつ、同導電
型のMOSトランジスタのウェルを統合し、統合された
各ウェルの電圧をウェルドライバにより駆動することに
よって、このような半導体集積回路におけるレイアウト
面積の低減化、レイアウトの効率化を図ることができる
とともに、ウェル電圧を安定して駆動させ、回路動作の
安定化を図ることができる。As described above, in a semiconductor integrated circuit using a MOS transistor which controls a well voltage to realize a low voltage and a high speed operation, wells of a MOS transistor operating in the same phase and having the same conductivity type are integrated. By driving the integrated well voltage by the well driver, the layout area in such a semiconductor integrated circuit can be reduced, the layout efficiency can be improved, and the well voltage can be stably driven. It is possible to stabilize the circuit operation.
【0160】今回開示された実施の形態は、すべての点
で例示であって制限的なものではないと考えられるべき
である。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明で
はなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範
囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれ
ることが意図される。The embodiments disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【図1】 ボディとゲートが接続されたMOSトランジ
スタを用いたプリチャージ型の3入力NOR回路の構成
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a precharge type 3-input NOR circuit using a MOS transistor having a body and a gate connected to each other.
【図2】 図1に示す3入力NOR回路のデバイス構成
を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a device configuration of the 3-input NOR circuit shown in FIG.
【図3】 ボディとゲートが接続されたMOSトランジ
スタを用いたフリップフロップ回路の構成を示す回路図
である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a flip-flop circuit using a MOS transistor having a body and a gate connected to each other.
【図4】 図3に示すフリップフロップ回路における第
1のインバータの回路構成を示す回路図である。4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a first inverter in the flip-flop circuit shown in FIG.
【図5】 図3に示すフリップフロップ回路における第
2のインバータの回路構成を示す回路図である。5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a second inverter in the flip-flop circuit shown in FIG.
【図6】 P型シリコン基板上に形成されるフリップフ
ロップ回路のレイアウトを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a layout of a flip-flop circuit formed on a P-type silicon substrate.
【図7】 P型シリコン基板上に形成される他のフリッ
プフロップ回路のレイアウトを示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a layout of another flip-flop circuit formed on a P-type silicon substrate.
【図8】 ウェルドライバの回路構成を示す回路図であ
る。FIG. 8 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a well driver.
【図9】 図7に示すフリップフロップ回路における各
ウェル領域に形成されるMOSトランジスタのバイアス
状態を示す図である。9 is a diagram showing a bias state of a MOS transistor formed in each well region in the flip-flop circuit shown in FIG.
【図10】 ウェルドライバの他の回路構成を示す回路
図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing another circuit configuration of the well driver.
【図11】 ウェルドライバのさらに他の回路構成を示
す回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing still another circuit configuration of the well driver.
【図12】 NチャネルDT−MOSトランジスタのデ
バイス構造を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a device structure of an N-channel DT-MOS transistor.
【図13】 先行技術のCMOSインバータの構成を示
す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a prior art CMOS inverter.
【図14】 図13に示すCMOSインバータのデバイ
ス構造を示す断面図である。14 is a cross-sectional view showing the device structure of the CMOS inverter shown in FIG.
【図15】 P型シリコン基板上に形成されたときのC
MOSインバータのデバイス構造を示す断面図である。FIG. 15 C when formed on a P-type silicon substrate
It is sectional drawing which shows the device structure of a MOS inverter.
10 NOR回路、11,201,301,651,6
52,671,672,691,692,751,75
2,771,772,791,792,5111,51
22,5131,5141,5211,5222 Pチ
ャネルMOSトランジスタ、12〜14,202,30
2,653,654,673,674,693,69
4,753,754,773,774,793,79
4,5112,5121,5132,5142,521
2,5221 NチャネルMOSトランジスタ、15
クロック入力ノード、16〜18,53,203,30
3,656 入力ノード、19,61,204,30
4,657,658,677,678,697,69
8,757,758,777,778,797,798
出力ノード、20,205,305,659,67
9,699,759,779,799,5133,51
43 電源ノード、21,206,306,660,6
80,689,760,780,789,5134,5
144 接地ノード、22,310 P型シリコン基
板、23,311 Nウェル領域、24,25,43,
308,722,724,811,812,2011,
2012,3011,3012 P+拡散領域、27,
30,31,35,39,307,721,723,8
13,814,1021,1022,2021,202
2,3021,3022 N+拡散領域、26,32,
36,40,3013,3023 チャネル形成領域、
28,33,37,41,103,2014,202
4,3014,3024 ゲート酸化膜、29,34,
38,42,104,821〜832,2015,20
25,3015,3025 ゲート電極、50 フリッ
プフロップ回路、51 マスタラッチ回路、52 スレ
ーブラッチ回路、54〜60,661〜664,68
1,682,687,688,731〜734,761
〜764,781,782,787,788,841,
842 ノード、62,63,513,514,52
3,524,655,665,666,675,69
5,755,775,795 インバータ、65,6
7,69 ウェルドライバ、65A,65B,67A,
67B,69A,69B ドライバ回路、100 Nチ
ャネルDT−MOSトランジスタ、101,214 S
iO埋込酸化層、102 P型シリコン層、200 C
MOSインバータ、211〜213 SiO絶縁層、3
00 CMOSインバータ、511,512,521,
522トランスファゲート、701,703,711,
712 Nウェル領域、702,704,713 Pウ
ェル領域、801〜808 コンタクトホール、102
3,2023 P型ボディ領域、2013 N型ボディ
領域。10 NOR circuits 11,21,301,651,6
52,671,672,691,692,751,75
2,771,772,791,792,5111,51
22, 5131, 5141, 5211, 5222 P-channel MOS transistors, 12-14, 202, 30
2,653,654,673,674,693,69
4,753,754,773,774,793,79
4,5112, 5121, 5132, 5142, 521
2,5221 N-channel MOS transistor, 15
Clock input node, 16-18, 53, 203, 30
3,656 input nodes, 19, 61, 204, 30
4,657,658,677,678,697,69
8,757,758,777,778,797,798
Output node, 20, 205, 305, 659, 67
9,699,759,779,799,5133,51
43 power supply nodes 21, 206, 306, 660, 6
80,689,760,780,789,5134,5
144 ground node, 22,310 P-type silicon substrate, 23,311 N well region, 24,25,43,
308, 722, 724, 811, 812, 2011,
2012, 3011 and 3012 P + diffusion region, 27,
30, 31, 35, 39, 307, 721, 723, 8
13, 814, 1021, 1022, 2021, 202
2, 3021, 3022 N + diffusion region, 26, 32,
36, 40, 3013, 3023 channel formation region,
28, 33, 37, 41, 103, 2014, 202
4,3014,3024 gate oxide film, 29,34,
38, 42, 104, 821-832, 2015, 20
25, 3015, 3025 Gate electrode, 50 Flip-flop circuit, 51 Master latch circuit, 52 Slave latch circuit, 54-60, 661-664, 68
1,682,687,688,731-734,761
~ 764, 781, 782, 787, 788, 841,
842 nodes, 62, 63, 513, 514, 52
3,524,655,665,666,675,69
5,755,775,795 Inverter, 65,6
7,69 well driver, 65A, 65B, 67A,
67B, 69A, 69B driver circuit, 100 N-channel DT-MOS transistor, 101, 214 S
iO buried oxide layer, 102 P-type silicon layer, 200 C
MOS inverter, 211-213 SiO insulating layer, 3
00 CMOS inverter, 511, 512, 521
522 transfer gates, 701, 703, 711
712 N well region, 702, 704, 713 P well region, 801 to 808 contact hole, 102
3,2023 P-type body region, 2013 N-type body region.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F048 AA01 AA07 AA09 AB03 AB04 AB10 AC03 BA01 BA16 BB05 BB15 BD01 BE03 BE09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5F048 AA01 AA07 AA09 AB03 AB04 AB10 AC03 BA01 BA16 BB05 BB15 BD01 BE03 BE09
Claims (8)
せてしきい値電圧を変更可能なMOSトランジスタを備
える半導体集積回路であって、 前記ウェル電圧は、前記MOSトランジスタの動作に応
じて制御され、 同じ導電型の前記MOSトランジスタは、同一のウェル
上に形成される、半導体集積回路。1. A semiconductor integrated circuit including a MOS transistor capable of changing a threshold voltage by changing a well voltage applied to a well, wherein the well voltage is controlled according to an operation of the MOS transistor. A semiconductor integrated circuit in which the MOS transistors of the same conductivity type are formed on the same well.
スタが駆動されるときに前記MOSトランジスタにおい
てしきい値電圧が小さくなるように制御される、請求項
1に記載の半導体集積回路。2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the well voltage is controlled so that the threshold voltage of the MOS transistor becomes small when the MOS transistor is driven.
は、前記MOSトランジスタが形成されるウェルに接続
される、請求項1または請求項2に記載の半導体集積回
路。3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a gate electrode of the MOS transistor is connected to a well in which the MOS transistor is formed.
領域のウェル電圧は、異なる電圧に制御される、請求項
1または請求項2に記載の半導体集積回路。4. The well includes a first well region of a first conductivity type and a second well region of a second conductivity type, and a well voltage of the first well region and the second well region. 3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2, wherein the well voltages of the well regions are controlled to different voltages.
のゲート電極と、前記第2のウェル領域に形成されたM
OSトランジスタのゲート電極とは、異なる制御信号が
入力される、請求項3に記載の半導体集積回路。5. The well includes a first well region of a first conductivity type and a second well region of a second conductivity type, and a well of a MOS transistor formed in the first well region. Gate electrode and M formed in the second well region
The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein a control signal different from the gate electrode of the OS transistor is input.
の制御信号に基づいて制御され、 前記第2および第3のウェル領域のウェル電圧は、第1
の制御信号と相補な第2の制御信号に基づいて制御さ
れ、 前記第1のウェル領域には、前記第1の制御信号をゲー
ト電極に受ける第2の導電型のMOSトランジスタが形
成され、 前記第2のウェル領域には、前記第2の制御信号をゲー
ト電極に受ける第1の導電型のMOSトランジスタが形
成され、 前記第3のウェル領域には、前記第2の制御信号をゲー
ト電極に受ける第2の導電型のMOSトランジスタが形
成され、 前記第4のウェル領域には、前記第1の制御信号をゲー
ト電極に受ける第1の導電型のMOSトランジスタが形
成される、請求項4または請求項5に記載の半導体集積
回路。6. The well further includes a third well region of a first conductivity type and a fourth well region of a second conductivity type, and a well voltage of the first and fourth well regions. Is the first
Is controlled based on the control signal of the first and second well regions,
A second conductivity type MOS transistor is formed on the first well region, the second conductivity type MOS transistor having a gate electrode receiving the first control signal is formed in the first well region. A first conductivity type MOS transistor having a gate electrode receiving the second control signal is formed in the second well region, and the second control signal is applied to the gate electrode in the third well region. A second conductivity type MOS transistor for receiving is formed, and a first conductivity type MOS transistor for receiving the first control signal at its gate electrode is formed in the fourth well region. The semiconductor integrated circuit according to claim 5.
ル電圧を所定の電圧に制御するウェル駆動回路をさらに
備える、請求項6に記載の半導体集積回路。7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, further comprising a well drive circuit that controls the well voltage to a predetermined voltage based on the first control signal.
記第1のウェル領域のウェル電圧を電源電圧に制御し、
前記第3のウェル領域のウェル電圧を前記電源電圧より
も低い電圧に制御し、前記第2のウェル領域のウェル電
圧を接地電圧に制御し、前記第4のウェル領域のウェル
電圧を前記接地電圧よりも高い電圧に制御し、 前記第1の制御信号が第2の論理レベルであるとき、前
記第1のウェル領域のウェル電圧を前記電源電圧よりも
低い電圧に制御し、前記第3のウェル領域のウェル電圧
を前記電源電圧に制御し、前記第2のウェル領域のウェ
ル電圧を前記接地電圧よりも高い電圧に制御し、前記第
4のウェル領域のウェル電圧を前記接地電圧に制御す
る、請求項7に記載の半導体集積回路。8. The well driving circuit controls a well voltage of the first well region to a power supply voltage when the first control signal has a first logic level,
The well voltage of the third well region is controlled to a voltage lower than the power supply voltage, the well voltage of the second well region is controlled to a ground voltage, and the well voltage of the fourth well region is controlled to the ground voltage. A voltage higher than the power supply voltage, the well voltage of the first well region is controlled to a voltage lower than the power supply voltage, and the third well is controlled to a voltage lower than the power supply voltage. Controlling the well voltage of the region to the power supply voltage, controlling the well voltage of the second well region to a voltage higher than the ground voltage, and controlling the well voltage of the fourth well region to the ground voltage. The semiconductor integrated circuit according to claim 7.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |