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JPH03194965A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JPH03194965A
JPH03194965A JP1333929A JP33392989A JPH03194965A JP H03194965 A JPH03194965 A JP H03194965A JP 1333929 A JP1333929 A JP 1333929A JP 33392989 A JP33392989 A JP 33392989A JP H03194965 A JPH03194965 A JP H03194965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
voltage
power supply
buffer
lsi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1333929A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2741712B2 (en
Inventor
Atsuhiko Ishibashi
敦彦 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP1333929A priority Critical patent/JP2741712B2/en
Publication of JPH03194965A publication Critical patent/JPH03194965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2741712B2 publication Critical patent/JP2741712B2/en
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  • Logic Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a current from flowing through a depletion layer development region of a complementary logical circuit without lowering of integration even if a high voltage is supplied from the outside in a state of high impedance by inserting a step-up circuit between the depletion layer development region of a first transistor and a first power supply of an output buffer circuit. CONSTITUTION:In a semiconductor integrated circuit device having a plurality of output buffer circuits, each output buffer circuit has a first transistor 1 of a first conductivity type and a second transistor 2 of a second conductivity type which are inserted one by one in series between a first power supply VDD1 to supply a relatively high voltage and a second power supply VSS to supply a relatively low voltage. An output terminal 5 is connected to a connecting part of the first and second transistors 1, 2. In at least a part of the plurality of output buffer circuits, a step-up circuit 30 is inserted between a depletion layer development region 15 of the first transistor 1 and the first power supply VDD1 to thereby supply a voltage which is higher than the first power supply VDD1 to the depletion layer development region 15.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、相補型論理回路で構成された半導体集積回
路装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device configured with complementary logic circuits.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高集積化に伴って生じる集積回路内の高電界を緩和する
ために、従来の標準的な電源電圧(5v)よりも低い電
源電圧を使用する半導体集積回路装置(以下、「低電圧
LS IJと呼ぶ。)が用いられている。
Semiconductor integrated circuit devices (hereinafter referred to as ``low voltage LS IJ'') use a power supply voltage lower than the conventional standard power supply voltage (5V) in order to alleviate the high electric fields within integrated circuits that occur with higher integration. ) is used.

第7図は、このような低電圧LSIの出力バッファ回路
であって、外部回路と直接接続される相補型回路(以下
、rcMoS回路」と呼ぶ。)を示す回路図である。ま
た、第8図はその半導体装置の模式断面図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a complementary circuit (hereinafter referred to as an rcMoS circuit) which is an output buffer circuit of such a low voltage LSI and is directly connected to an external circuit. Moreover, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device.

これらの図において、pチャネルMOS型トランジスタ
1(以下、[PMOSTJと呼ぶ。)のソース11は電
源電位V  と接続されている。
In these figures, a source 11 of a p-channel MOS transistor 1 (hereinafter referred to as [PMOSTJ) is connected to a power supply potential V 1 .

DI またnチャネルMOS型トランジスタ2(以下、rNM
oSTJと呼ぶ。)のソース21は接地電位vssと接
続されている。さらにNMOS T 1のドレイン12
とPMO3T2のドレイン22とが互いに接続されてい
るとともに、外部回路と接続するための出力端子5に接
続されている。また、NMOS T 1のゲート13と
PMO3T2のゲート23とは、それぞれ別のゲート入
力端子3,4に接続されている。
DI Also, n-channel MOS transistor 2 (rNM
It is called oSTJ. ) is connected to the ground potential vss. Furthermore, the drain 12 of NMOS T1
and the drain 22 of PMO3T2 are connected to each other and to an output terminal 5 for connection to an external circuit. Furthermore, the gate 13 of NMOS T1 and the gate 23 of PMO3T2 are connected to different gate input terminals 3 and 4, respectively.

第8図に示すように、電源電位V  は、PMDI OSTIのソースであるn型拡散領域11とともに、こ
れと隣接して形成されているn型拡散領域14にも接続
されている。これによって、PMO3TIのnウェル1
5に電源電位V  が印加さDI れている。一方、接地電位VssはNMOS T 2の
ソースであるn型拡散領域21とともに、これと隣接し
て形成されているn型拡散領域24にも接続されている
、これによって、p型頭域であるNMO3T2の基板領
域25に接地電位V83が印加されている。
As shown in FIG. 8, the power supply potential V 1 is connected not only to the n-type diffusion region 11 which is the source of PMDI OSTI, but also to the n-type diffusion region 14 formed adjacent thereto. This allows n-well 1 of PMO3TI to
A power supply potential V is applied to DI. On the other hand, the ground potential Vss is connected not only to the n-type diffusion region 21 which is the source of the NMOS T 2, but also to the n-type diffusion region 24 formed adjacent to it, which makes it a p-type head region. A ground potential V83 is applied to the substrate region 25 of NMO3T2.

第9図は、低電圧LSIの出力バッファと標準電圧のL
SIの出力バッファとを接続した状態を示す回路図であ
る。図において、低電圧LSIl00の出力端子5と標
準電圧LSI200の出力端子205とが接続されてい
る。標準電圧LSI200内の出力端のバッファ回路も
低電圧LS1100内の出力端のバッファ回路と同様な
構成を有しているが、標準電圧LSI200内の電源電
位V  は、低電圧LS I 100内の電源電位D2 ■  よりも高くなっている。なお、標準電圧LDI SI200内の接地電位”ssと低電圧LSI100内
の接地電位v88とは同じ電位である。
Figure 9 shows the output buffer of a low voltage LSI and the standard voltage L
FIG. 2 is a circuit diagram showing a state in which an SI output buffer is connected. In the figure, the output terminal 5 of the low voltage LSI 100 and the output terminal 205 of the standard voltage LSI 200 are connected. The buffer circuit at the output end in the standard voltage LSI 200 has a similar configuration to the buffer circuit at the output end in the low voltage LS I 1100, but the power supply potential V in the standard voltage LSI 200 is different from the power supply potential in the low voltage LSI 100. It is higher than the potential D2. Note that the ground potential "ss" in the standard voltage LDI SI 200 and the ground potential v88 in the low voltage LSI 100 are the same potential.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第9図において、低電圧LSI100内のPMO3TI
のゲート入力端子3にHレベルを印加し、NMOS T
 2のゲート入力端子4にLレベルを印加すると、この
CMO8回路はハイインピーダンス状態になる。このと
き、標準電圧LS I 200内のPMO3T201の
ゲート入力端子203とNMO3T202のゲート入力
端子204とにLレベルを印加すると、出力端子205
.5には電源電圧V  が出力される。第8図かられか
るよりD2 うに、NMOS T 1のウェル15(空乏層発生領域
とも呼ぶ、)には電源電圧V  が印加されていDI るので、出力端子5にこれよい高い電圧V  がD2 印加されると、p型のドレイン12とn型のウェル15
とが順バイアスとなる。従って、この間標準電圧LSI
200から低電圧LS I 100に向かって電流が流
れ続けるという問題がある。
In FIG. 9, PMO3TI in the low voltage LSI 100
Apply H level to gate input terminal 3 of NMOS T
When an L level is applied to the gate input terminal 4 of No. 2, this CMO8 circuit enters a high impedance state. At this time, when an L level is applied to the gate input terminal 203 of the PMO3T201 and the gate input terminal 204 of the NMO3T202 in the standard voltage LSI 200, the output terminal 205
.. 5, the power supply voltage V is outputted. As can be seen from FIG. 8, the power supply voltage V is applied to the well 15 (also called the depletion layer generation region) of the NMOS T1, so a fairly high voltage V is applied to the output terminal 5. Then, the p-type drain 12 and the n-type well 15
is the forward bias. Therefore, during this time the standard voltage LSI
There is a problem that current continues to flow from LSI 200 to low voltage LSI 100.

従来は、低電圧LSIの出力バッファと標準電圧LSI
の出力バッファとを直接接続すると上述のような問題が
生じるため、レベル変換用ICを介して両者を接続する
などの措置が必要であった。
Conventionally, low voltage LSI output buffers and standard voltage LSI
Since the above-mentioned problem would occur if the output buffer of the output buffer was directly connected, it was necessary to take measures such as connecting the two via a level conversion IC.

そして、これはLSIを実装するボード上での集積度を
著しく低下させる等の問題があった。
This has caused problems such as a significant reduction in the degree of integration on the board on which the LSI is mounted.

この発明は、従来技術における上述の課題を解決するた
めになされたものであり、集積度を低下させることなく
、かつ、ハイインピーダンス状態において外部から高い
電圧が供給されても相補型論理回路の空乏層発生領域を
介して電流が流れることのない半導体集積回路装置を得
ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and it is possible to prevent depletion of a complementary logic circuit even when a high voltage is supplied from the outside in a high impedance state without reducing the degree of integration. An object of the present invention is to obtain a semiconductor integrated circuit device in which no current flows through a layer generation region.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明では、複数の出力バッファ回路を備えた半導体
集積回路装置において、各出力バッファ回路は、比較的
高い電圧を与える第1の電源と比較的低い電圧を与える
第2の電源との間に直列に順次介挿された第1導電型の
第1トランジスタと第2導電型の第2のトランジスタと
を備えるとともに、前記第1と第2のトランジスタとの
接続部に出力端子が接続されており、前期複数の出力バ
ッフ7回路うちの少なくとも一部の出力バッファ回路に
おいて、前記第1のトランジスタの空乏層発生領域と前
記第1の電源との間に昇圧回路が介挿されており、これ
によって前記空乏層発生領域に前記第1の電源よりも高
い電圧値を供給する。
According to the present invention, in a semiconductor integrated circuit device including a plurality of output buffer circuits, each output buffer circuit is connected in series between a first power supply that provides a relatively high voltage and a second power supply that provides a relatively low voltage. A first transistor of a first conductivity type and a second transistor of a second conductivity type are sequentially inserted into the transistor, and an output terminal is connected to a connection portion between the first and second transistors; In at least some of the output buffer circuits among the plurality of seven output buffer circuits, a booster circuit is inserted between the depletion layer generation region of the first transistor and the first power supply, so that the A voltage value higher than the first power supply is supplied to the depletion layer generation region.

〔作用〕[Effect]

少なくとも一部のバッファ回路の空乏層発生領域に高い
電圧を印加するので、集積度を過度に低下させず、また
、これらのバッファ回路がハイインピーダンス状態にな
るようなものであっても空乏層領域を介して外部回路か
ら電流が流れることがない。
Since a high voltage is applied to the depletion layer generation region of at least some of the buffer circuits, the degree of integration is not excessively reduced, and even if these buffer circuits are in a high impedance state, the depletion layer region is No current flows from the external circuit through the

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、この発明の一実施例によるバッファ回路を示
す回路図である。また、第2図はその半導体装置の模式
断面図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a buffer circuit according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor device.

これらの図において、PMO3TIのソース11は電源
電位V  と接続されている。また、NDI MO5T2のソース21は接地電位v88と接続されて
いる。さらにNMOS T 1のドレイン12とPMO
5T2のドレイン22とが互いに接続されているととも
に、外部回路と接続するための出力端子5に接続されて
いる。また、NMOS T 1のゲート13とPMO3
T2のゲート23とは、それぞれ別のゲート入力端子3
.4に接続されている。
In these figures, the source 11 of PMO3TI is connected to the power supply potential V 2 . Further, the source 21 of the NDI MO5T2 is connected to the ground potential v88. Furthermore, the drain 12 of NMOS T1 and PMO
The drains 22 of 5T2 are connected to each other and to the output terminal 5 for connection to an external circuit. Also, the gate 13 of NMOS T1 and PMO3
The gate 23 of T2 is a separate gate input terminal 3.
.. Connected to 4.

第2図に示すように、PMO5TIのソースとしてのp
型拡散領域11に隣接してn型拡散領域14が形成され
ており、このn型拡散領域14は、昇圧回路30を介し
て、電源電位V  に接続さDI れている。一方、接地電位vs8は、NMOS T 2
のソースであるn型拡散領域21とともに、これと隣接
して形成されているp型拡散領域24にも接続されてい
る。これによって、p型頭域であるNMOS T 2の
基板領域25に接地電位v88が印加されている。
As shown in Figure 2, p as the source of PMO5TI
An n-type diffusion region 14 is formed adjacent to the type diffusion region 11, and this n-type diffusion region 14 is connected to a power supply potential V DI via a booster circuit 30 . On the other hand, the ground potential vs8 is NMOS T 2
It is connected to the p-type diffusion region 24 formed adjacent to the n-type diffusion region 21 which is the source of the n-type diffusion region 21 . As a result, the ground potential v88 is applied to the substrate region 25 of the NMOS T 2, which is a p-type head region.

第3図は、昇圧回路30の内部構成を示す回路図である
。この昇圧回路30は、チャージポンプ回路として従来
から知られている回路である。昇圧回路30の入力端子
31と出力端子32との間には2つのダイオード33.
34が直列に介挿されている。また、2つのダイオード
33.34の間の節点38にはコンデンサ35とリング
オシレータ37とが直列に接続されている。このリング
オシレータ37は奇数個のインバータ36によって構成
されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the internal configuration of the booster circuit 30. This booster circuit 30 is a circuit conventionally known as a charge pump circuit. Two diodes 33 are connected between the input terminal 31 and the output terminal 32 of the booster circuit 30.
34 are inserted in series. Further, a capacitor 35 and a ring oscillator 37 are connected in series to a node 38 between the two diodes 33 and 34. This ring oscillator 37 is composed of an odd number of inverters 36.

昇圧回路30の入力端子31には電源電位V  が与え
られ、リングオシレータ37が発生DI する交流成分の電荷はコンデンサ35に蓄積される。リ
ングオシレータ37の交流成分が正の間は出力端子32
から電圧v2で電荷を送り出す。
The input terminal 31 of the booster circuit 30 is supplied with the power supply potential V 1 , and the charge of the AC component generated by the ring oscillator 37 is stored in the capacitor 35 . While the AC component of the ring oscillator 37 is positive, the output terminal 32
The charge is sent out at voltage v2 from .

方、交流成分が負の間は、ダイオード33.34によっ
て電荷が入力端子31側へ逆流するのを阻止している。
On the other hand, while the alternating current component is negative, the diodes 33 and 34 prevent the charge from flowing back toward the input terminal 31 side.

出力端子32に発生する電圧V2はダイオード33.3
4のしきい値電圧の合計にほぼ等しい電圧だけ電源電位
V  よりも高い電圧DI となる。例えば電源電位V  が約3.3vで、DI ダイオード33.34のしき値電圧がそれぞれ約0.8
5Vのとき、出力端子32に発生する電圧V2は約5V
 (−3,3+0.85+0.85)となる。なお、昇
圧回路30は、この標準電圧V2が一般のLSIの標準
電圧(例えば5V)以上になるように構成されている。
The voltage V2 generated at the output terminal 32 is connected to the diode 33.3.
The voltage DI is higher than the power supply potential V by a voltage approximately equal to the sum of the four threshold voltages. For example, when the power supply potential V is approximately 3.3V, the threshold voltage of the DI diodes 33 and 34 is approximately 0.8V.
When the voltage is 5V, the voltage V2 generated at the output terminal 32 is approximately 5V.
(-3,3+0.85+0.85). Note that the booster circuit 30 is configured so that the standard voltage V2 is higher than the standard voltage of a general LSI (for example, 5V).

出力端子32は、第2図に示すPMOS T 1のn型
拡散領域14に接続される。すなわち、PMO8Tのn
型拡散領域14とウェル15とには、昇圧された電圧v
2が印加される。
The output terminal 32 is connected to the n-type diffusion region 14 of PMOS T 1 shown in FIG. That is, n of PMO8T
A boosted voltage v is applied to the type diffusion region 14 and the well 15.
2 is applied.

第4図は、低電圧LS I 300の出力バッファと標
準電圧のLSI200の出力バッファとを接続した状態
を示す回路図である。図において、低電圧LSI300
の出力端子5と標準電圧LSI200の出力端子205
とが接続されている。標準電圧LSI200内の出力端
のバッファ回路も低電圧LS I 300内の出力端の
バッファ回路と似た構成を有しているが、そのPMO3
T201には昇圧回路30のような回路は接続されてい
ない。また、標準電圧LSI200内の電源電圧V9,
2は、低電圧LS l300内の電源電圧V  よりも
高くなっている。なお、標準電圧LDI S I 200内の接地電位vssと低電圧LS I 
300内の接地電位とは同じ電位である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a state in which the output buffer of the low voltage LSI 300 and the output buffer of the standard voltage LSI 200 are connected. In the figure, a low voltage LSI 300
Output terminal 5 of , and output terminal 205 of standard voltage LSI 200
are connected. The buffer circuit at the output end in the standard voltage LSI 200 has a similar configuration to the buffer circuit at the output end in the low voltage LSI 300, but its PMO3
A circuit such as the booster circuit 30 is not connected to T201. In addition, the power supply voltage V9 in the standard voltage LSI 200,
2 is higher than the power supply voltage V in the low voltage LS 1300. In addition, the ground potential vss in the standard voltage LDI SI 200 and the low voltage LS I
The ground potential within 300 is the same potential.

第4図において、低電圧LS I 300内のPMO8
T1のゲート入力端子3にHレベルを印加し、NMOS
 T 2のゲート入力端子4にLレベルを印加スると、
このバッファ回路はハイインピーダンス状態になる。こ
のとき、標準電圧LS I 200内のPMO9T20
1のゲート入力端子203とNMOS T 202のゲ
ート入力端子204とにLレベルを印加すると、出力端
子205.5には電源電圧V  が出力される。ところ
で、前述したD2 ようにNMOS T 1のウェル15には、標準電圧L
SI200の電源電圧V  以上の電圧V2がD2 昇圧回路30から与えられている。従って、第2図にお
いて、出力端子5に電圧V  が印加されD2 でも、p型のドレイン12とn型のウェル15との間が
順バイアスになることはない。従って、この間、標準電
圧LSI200から低電圧LSI300に向って電流が
流れ続けるということがない。
In FIG. 4, PMO8 in the low voltage LSI 300
Applying H level to gate input terminal 3 of T1, NMOS
When an L level is applied to the gate input terminal 4 of T2,
This buffer circuit enters a high impedance state. At this time, PMO9T20 in standard voltage LSI 200
When an L level is applied to the gate input terminal 203 of NMOS T 1 and the gate input terminal 204 of NMOS T 202, the power supply voltage V 2 is outputted to the output terminal 205.5. By the way, like D2 mentioned above, the standard voltage L is applied to the well 15 of NMOS T1.
A voltage V2 higher than the power supply voltage V of the SI 200 is applied from the D2 booster circuit 30. Therefore, in FIG. 2, even when the voltage V 2 is applied to the output terminal 5 and D2, forward bias does not occur between the p-type drain 12 and the n-type well 15. Therefore, during this time, the current does not continue to flow from the standard voltage LSI 200 to the low voltage LSI 300.

第5図は、マスタースライス方式によって作成された低
電圧LS I 300のチップ全体を示す概略平面図で
ある。低電圧LSIと標準電圧LSIとの出力バッファ
同士を接続する場合には、少なくともどちらかのバッフ
ァがハイビンビーダンス状態をとるバッファであること
が多い。第5図は、ハイインピーダンス状態をとるバッ
ファ回路を第1図に示すように構成した低電圧LSI3
00の例を示す図である。図において、チップ300の
周辺部には110871列41〜41,42    n 1〜42.43 〜43.44、〜44.とn    
1    n バッファセル列51〜51.521〜52n。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the entire chip of a low voltage LSI 300 manufactured by the master slicing method. When output buffers of a low-voltage LSI and a standard-voltage LSI are connected, at least one of the buffers is often a buffer that takes a hi-bindance state. FIG. 5 shows a low voltage LSI 3 in which a buffer circuit in a high impedance state is configured as shown in FIG.
00 is a diagram showing an example. In the figure, the periphery of the chip 300 has 110,871 columns 41 to 41, 42 n 1 to 42.43 to 43.44, to 44. and n
1 n buffer cell rows 51-51.521-52n.

n 53〜53.541〜54 ’nが形成されていn る。バッファセル列内の各バッファには、ウェル領域6
1〜61.62 〜61.63□〜1        
n        I        n63.641
〜64nが設けられている。これらのウェル領域は第2
図におけるウェル15とその表面内に形成されたPMO
STlとを含む領域に相当する。また、チップの中央部
には内部論理素子領域60が形成されている。
n 53-53.541-54'n is formed. Each buffer in the buffer cell column has a well region 6
1~61.62 ~61.63□~1
n I n63.641
~64n are provided. These well areas are
Well 15 in the figure and PMO formed within its surface
This corresponds to a region including STl. Furthermore, an internal logic element area 60 is formed in the center of the chip.

図中に破線で示す領域71.72.73はハイインピー
ダンス状態をとるバッファとそのI10パッドを含む領
域である。このうち、図において、チップの上段にある
領域71.72内のウェル領域61,61jは、チップ
の左上隅に形成された昇圧回路30aと配線81によっ
て接続されている。また、チップの下段にある領域73
内のウェル領域63には、同じ領域73内に形成された
昇圧回路30bと配線82によって接続されている。す
なわち、これらの領域71,72.73内のバッファ回
路は、第1図および第2図に示されるように形成されて
いる。
Regions 71, 72, and 73 indicated by broken lines in the figure are regions including a buffer in a high impedance state and its I10 pad. Of these, well regions 61 and 61j in regions 71 and 72 at the upper stage of the chip in the figure are connected by wiring 81 to a booster circuit 30a formed at the upper left corner of the chip. In addition, the area 73 at the bottom of the chip
The inner well region 63 is connected to the booster circuit 30b formed in the same region 73 by a wiring 82. That is, the buffer circuits in these regions 71, 72, and 73 are formed as shown in FIGS. 1 and 2.

前述したように、この低電圧LS I 300は、マス
タースライス方式によって作成されている。
As mentioned above, this low voltage LSI 300 is created using the master slice method.

すなわち、まず、チップ内の内部論理素子領域6屹バッ
ファ列51〜51,52.〜52n。
That is, first, the internal logic element area 6 buffer rows 51 to 51, 52 . ~52n.

n 53〜53.54 〜54 、および昇圧口1    
n    i    n 路30aがそれぞれ形成されるべき領域に、これらを完
成するのに必要なトランジスタやその他の素子が形成さ
れる。なお、このとき、特に下段のバッファ列531〜
53nの各領域内には、昇圧回路30bを構成するのに
必要な素子が形成される。
n 53 to 53.54 to 54, and booster port 1
In the areas where the n i n paths 30a are to be formed, transistors and other elements necessary to complete them are formed. Note that at this time, especially the lower buffer rows 531 to
Elements necessary to configure the booster circuit 30b are formed in each region 53n.

次に、配線工程において、各素子が互いに接続されて所
望の回路が構成され、第5図に示すようなLSIが完成
する。なお、配線工程は、コンタクトホール、ピアホー
ルをあけるとともに必要な配線を敷設する工程であり、
スライス工程とも呼ばれている。
Next, in a wiring process, each element is connected to each other to form a desired circuit, and an LSI as shown in FIG. 5 is completed. Note that the wiring process is the process of drilling contact holes and peer holes and laying the necessary wiring.
It is also called the slicing process.

ハイインピーダンス状態をとるバッファを含む領域71
,72.73の位置は、配線工程の前に決定される。配
線工程では、昇圧回路30a、30bが第3図に示すよ
うに配線されて構成されるとともに、配線81.82が
形成されて第1図。
Area 71 including a buffer that assumes a high impedance state
, 72, 73 are determined before the wiring process. In the wiring process, the booster circuits 30a and 30b are wired and configured as shown in FIG. 3, and wirings 81 and 82 are formed as shown in FIG.

第2図に示すようなバッファ回路が形成される。A buffer circuit as shown in FIG. 2 is formed.

なお、領域71,72.73以外のバッファ回路は、ハ
イインピーダンス状態をとらないので、第7図および第
8図に示すように構成される(すなわち、PMOSTl
のウェル15には、低電圧LSI用の電源電圧V  が
供給されている)。なりDl お、このように、バッファ列の各バッファ回路の構成を
個別に変えられるようにするため、各ツマ・ノファ回路
のPMO9Tの各ウェル領域611〜61n、62 〜
62.63 〜53.54□1       n   
    1.n〜64 は互いに分離されている。
Note that the buffer circuits other than the areas 71, 72, and 73 do not take a high impedance state, so they are configured as shown in FIGS. 7 and 8 (that is, PMOSTl
The well 15 is supplied with a power supply voltage V for low voltage LSI). Dl Oh, in this way, in order to be able to individually change the configuration of each buffer circuit in the buffer row, each well region 611 to 61n, 62 to
62.63 ~53.54□1 n
1. n~64 are separated from each other.

昇圧回路30a、30bを構成する領域はチ・ツブ内の
どこでも良い。すなわち、第5図の左上隅にある昇圧回
路30aのように、独立した領域として形成してもよく
。また、昇圧回路30bのよにバッファ回路が構成され
る各領域内に形成してもよい。
The booster circuits 30a and 30b may be formed anywhere within the chip. That is, it may be formed as an independent region, like the booster circuit 30a in the upper left corner of FIG. Further, it may be formed in each region where a buffer circuit is formed, such as the booster circuit 30b.

上記実施例では、ノ\イインピーダンス状態をとること
かあるバッファ回路内のPMOSTlのウェル15に常
に電圧v2を供給する場合を示した。
In the above embodiment, the voltage v2 is always supplied to the well 15 of the PMOST1 in the buffer circuit, which may assume a zero impedance state.

しかし、バッファ回路がハイインピーダンス状態をとっ
た場合にのみ、昇圧回路30から電圧v2を供給するよ
うにしてもよい。第6図は、このようなバッファ回路と
して構成された3ステートバツフアを示す回路図である
However, the voltage v2 may be supplied from the booster circuit 30 only when the buffer circuit is in a high impedance state. FIG. 6 is a circuit diagram showing a three-state buffer configured as such a buffer circuit.

この3ステートバツフアは、第1図に示すバッファ回路
にNMO5T91と、2人力NAND回路92と、2人
力NOR回路93と、インバータ回路94とを付加した
ものである。NMOS T 91は、昇圧回路30と並
列に接続されており、また、その基板領域は接地電位■
88に接続されている。さらに、NMO3T91のゲー
トは3ステートバツフアのコントロール端子96に接続
されている。
This three-state buffer is obtained by adding an NMO5T91, a two-man powered NAND circuit 92, a two-man powered NOR circuit 93, and an inverter circuit 94 to the buffer circuit shown in FIG. The NMOS T 91 is connected in parallel with the booster circuit 30, and its substrate area is connected to the ground potential ■
88. Furthermore, the gate of NMO3T91 is connected to the control terminal 96 of the 3-state buffer.

このコントロール端子96は、また、2人力NAND回
路92の一方の入力端子に接続されている。2人力NA
ND回路92の他方の入力端子は3ステートバツフアの
データ入力端子95に接続されている。2人力ANAD
回路92の出力端子は、PMO3TIのゲートと接続さ
れている。
This control terminal 96 is also connected to one input terminal of the two-man power NAND circuit 92. 2 person NA
The other input terminal of the ND circuit 92 is connected to the data input terminal 95 of the 3-state buffer. 2 person power ANAD
The output terminal of circuit 92 is connected to the gate of PMO3TI.

2人力NOR回路93の一方の入力端子はデータ入力端
子95と接続されており、他方の入力端子はインバータ
94を介してコントロール端子96と接続されている。
One input terminal of the two-man power NOR circuit 93 is connected to a data input terminal 95, and the other input terminal is connected to a control terminal 96 via an inverter 94.

また、2人力NOR回路93の出力端子はNMOS T
 2のゲートと接続されている。
In addition, the output terminal of the two-man power NOR circuit 93 is NMOS T
It is connected to gate 2.

第6図の3ステートバツフアにおいて、コントロール端
子96にHレベルが人力された場合は、データ入力端子
95に入力されるLレベルまたはHレベルの信号が出力
端子5にそのまま出力される。また、このとき、NMO
3T91がオン状態となるので、PMO3TIのウェル
15には電源電圧V  が印加される。
In the 3-state buffer shown in FIG. 6, when an H level is input to the control terminal 96, the L level or H level signal input to the data input terminal 95 is directly output to the output terminal 5. Also, at this time, NMO
Since the 3T91 is turned on, the power supply voltage V 1 is applied to the well 15 of the PMO3TI.

DL 一方、コントロール端子96にHレベルが入力された場
合には、データ入力端子95にLレベルやHレベルの信
号が人力されても、2人力NAND回路92と2人力N
OR回路93とはそれぞれ常にHレベルとLレベルとを
出力する。したがって、PMO3TIとNMOS T 
2とはともにオフ状態となり、出力端子5はハイインピ
ーダンス状態となる。ところが、このとき、8MO8T
91もオフ状態となるので、2MO8T1のウェル15
には昇圧回路30から標準電圧vD02以上の電圧V2
が印加される。このようなノ\イインピーダンス状態に
おいて、外部のLSIから標準電圧V  の電圧値をも
った出力信号が出力端子5にD2 印加されてもPMO3TIのドレイン12とウェル]−
5とは順バイアスとなることがない。従って、標準電圧
LSIの電源側から低電圧LSIの電源側に電流が流れ
るのを防止できる。また、l\イインピーダンス状態に
ないときは、PMO5TIのウェル15には電源電圧V
  が印加されるので、DI PMO3T1の動作特性を、第7図のような昇圧回路の
ないバッファ回路おけるPMO8Tの動作特性と同じに
できるという利点がある。
DL On the other hand, when an H level signal is input to the control terminal 96, even if an L level or H level signal is input to the data input terminal 95, the two-person NAND circuit 92 and the two-person NAND circuit 92
The OR circuits 93 always output H level and L level, respectively. Therefore, PMO3TI and NMOS T
2 are both in an off state, and the output terminal 5 is in a high impedance state. However, at this time, 8MO8T
Since 91 is also turned off, well 15 of 2MO8T1
is a voltage V2 higher than the standard voltage vD02 from the booster circuit 30.
is applied. In such a zero impedance state, even if an output signal with a voltage value of the standard voltage V is applied from the external LSI to the output terminal 5, the drain 12 and well of the PMO3TI are
5, there is no forward bias. Therefore, it is possible to prevent current from flowing from the power supply side of the standard voltage LSI to the power supply side of the low voltage LSI. In addition, when it is not in a high impedance state, the power supply voltage V is applied to the well 15 of PMO5TI.
is applied, there is an advantage that the operating characteristics of the DI PMO3T1 can be made the same as those of the PMO8T in a buffer circuit without a booster circuit as shown in FIG.

なお、上記第6図では昇圧回路30と並列に8MO8T
91を接続した例を示した。しかし、7(ッファ回路か
ら信号を出力する場合に、2MO8T1のウェル15に
電源電圧y  を印加し、)〜DI イインピーダンス状態の場合には、ウェル15に昇圧回
路30から電圧v2を印加するような回路であれば、他
の構成をとってもよい。
In addition, in FIG. 6 above, 8MO8T is connected in parallel with the booster circuit 30.
An example in which 91 is connected is shown. However, when the signal is output from the buffer circuit, the power supply voltage y is applied to the well 15 of 2MO8T1, and when the impedance state is DI, the voltage v2 is applied to the well 15 from the booster circuit 30. Other configurations may be used as long as the circuit is suitable.

また、昇圧回路30は第5図に示した回路に限らず、外
部回路の電源電圧V  以上の電圧v2D2 を供給できる回路であればよい。もちろん、昇圧回路を
CMOSFET以外のバイポーラトランジスタ等の素子
で構成してもよい。
Further, the booster circuit 30 is not limited to the circuit shown in FIG. 5, and may be any circuit that can supply a voltage v2D2 higher than the power supply voltage V of the external circuit. Of course, the booster circuit may be constructed of elements other than CMOSFETs, such as bipolar transistors.

上記実施例のCMOS回路は、p型基板の上にnウェル
を形成し、そのnウェルの内にPMO5Tを形成してい
たが、他の構成でCMOS回路を構成してもよい。すな
わち、バッファ回路がハイインピーダンス状態にあると
きに、PMO3Tのゲート下部の領域(空乏層発生領域
)に電源電圧V  より高い所定の電圧V2を印加する
ようにDI 構成されていればよい。
Although the CMOS circuit of the above embodiment has an n-well formed on a p-type substrate and a PMO5T formed within the n-well, the CMOS circuit may be configured in other configurations. That is, it is sufficient that the DI is configured to apply a predetermined voltage V2 higher than the power supply voltage V2 to the region below the gate of the PMO3T (depletion layer generation region) when the buffer circuit is in a high impedance state.

なお、PMO5Tの空乏層発生領域に電源電圧V  よ
り高い電圧v2を印加すると、基板パイDI アス効果によってPMO3Tのしきい値電圧が変化する
。但し、例えば電源電圧V  を3.3V。
Note that when a voltage v2 higher than the power supply voltage V2 is applied to the depletion layer generation region of PMO5T, the threshold voltage of PMO3T changes due to the substrate bias effect. However, for example, the power supply voltage V is 3.3V.

DI 電圧v2を5Vとしたとき、しきい値電圧の変化は約1
v程度である。従って、電圧V2を過度に高くしなけれ
ば、ゲートに印加すべき電圧レベルを変えることなく、
昇圧回路を備えたPMOSTを昇圧回路のないPMOS
Tと同様に制御することが可能である。
When DI voltage v2 is 5V, the change in threshold voltage is approximately 1
It is about v. Therefore, unless the voltage V2 is made excessively high, the voltage level to be applied to the gate will not change.
PMOST with a booster circuit is replaced by a PMOS without a booster circuit.
It is possible to control it in the same way as T.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、少なくとも一
部のバッファ回路の空乏層発生領域に高い電圧を印加す
るので、集積度を過度に低下させず、また、これらのバ
ッファ回路がハイインピダンス状態になるようなもので
あっても空乏層発生領域を介して外部回路から電流が流
れることを防止できるという効果がある。
As explained above, according to the present invention, a high voltage is applied to the depletion layer generation region of at least some of the buffer circuits, so that the degree of integration is not excessively reduced, and these buffer circuits are kept in a high impedance state. Even if it is like this, it has the effect of preventing current from flowing from the external circuit through the depletion layer generation region.

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

第1図はこの発明の一実施例におけるバッファ回路を示
す回路図、第2図はその半導体装置を示す模式断面図、
第3図は昇圧回路を示す回路図、第4図はこの発明の実
施例による低電圧LSIと標準電圧LSIとの接続状態
を示す回路図、第5図はこの発明の一実施例としての低
電圧LSIを示す平面図、第6図はこの発明の実施例に
おける他のバッファ回路を示す回路図、第7図は従来の
バッファ回路を示す回路図、第8図はその半導体装置を
示す模式断面図、第9図は従来の低電圧LSIと標準電
圧LSIとの接続状態を示す回路図である。 図において、1はPMOST、2はNMO8T。 5は出力端子、30は昇圧回路、■  は電源型D1 位、vssは接地電位を示す。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a buffer circuit in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device,
3 is a circuit diagram showing a booster circuit, FIG. 4 is a circuit diagram showing a connection state between a low voltage LSI according to an embodiment of the present invention and a standard voltage LSI, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a low voltage LSI according to an embodiment of the invention. A plan view showing a voltage LSI, FIG. 6 a circuit diagram showing another buffer circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 a circuit diagram showing a conventional buffer circuit, and FIG. 8 a schematic cross section showing the semiconductor device. 9 are circuit diagrams showing a connection state between a conventional low voltage LSI and a standard voltage LSI. In the figure, 1 is PMOST and 2 is NMO8T. 5 is an output terminal, 30 is a booster circuit, ■ is a power supply type D1, and vss is a ground potential. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の出力バッファ回路を備えた半導体集積回路
装置であって、 各出力バッファ回路は、比較的高い電圧を与える第1の
電源と比較的低い電圧を与える第2の電源との間に直列
に順次介挿された第1導電型の第1のトランジスタと第
2導電型の第2のトランジスタとを備えるとともに、前
記第1と第2のトランジスタとの接続部に出力端子が接
続されており、前記複数の出力バッファ回路のうちの少
なくとも一部の出力バッファ回路において、前記第1の
トランジスタの空乏層発生領域と前記第1の電源との間
に昇圧回路が介挿されており、これによって前記空乏層
発生領域に前記第1の電源よりも高い電圧値を供給する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
(1) A semiconductor integrated circuit device including a plurality of output buffer circuits, each output buffer circuit having a connection between a first power supply that provides a relatively high voltage and a second power supply that provides a relatively low voltage. A first transistor of a first conductivity type and a second transistor of a second conductivity type are sequentially inserted in series, and an output terminal is connected to a connection portion between the first and second transistors. In at least some of the output buffer circuits of the plurality of output buffer circuits, a booster circuit is inserted between the depletion layer generation region of the first transistor and the first power supply, and this A semiconductor integrated circuit device, wherein a voltage value higher than that of the first power supply is supplied to the depletion layer generation region.
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