[发明专利]半导体器件

说明书

本分案申请是基于申请号为02147101.0，申请日为2002年10月22日，发明名称为“半导体器件”的中国专利申请的分案申请。更具体说，本分案申请是基于申请号为200910007435.8，申请日为2002年10月22日(分案提交日为2009年2月13日)，发明名称为“半导体器件”的分案申请的再次分案申请。

技术领域

本发明涉及混合装配逻辑电路和静态存储器(SRAM)的半导体器件。

背景技术

在特开平7-86916号中，公开了在逻辑电路中设置电源开关，给构成逻辑电路的MOS晶体管加上背面栅极偏压的构成。此外，在特开平2000-207884号中，公开了对含有静态存储器的应对低电压动作的系统LSI的衬底偏压控制技术。在特开平2001-93275号中公开了在逻辑电路中设置逻辑电源，在存储器电路中设置存储器电源的构成。

现在，人们广为制造把SRAM电路和逻辑电路集成于同一半导体芯片上边的被称之为系统LSI的半导体集成电路。在这里，所谓SRAM，指的是含有阵列状地排列起来的SRAM的存储单元和用来对该存储单元进行存取的外围电路的、仅仅用该电路就可以作为存储器起作用的电路。此外，所谓逻辑电路，指的是含有SRAM或动态存储器(DRAM)和非易失性存储器等的阵列状排列的存储单元和用来对存储单元进行存取的电路的存储器电路以外的、对输入进来的信号实施特定的处理并进行输出的电路。因此，即便是在逻辑电路中具有保持触发电路等的数据的电路也把它看作是逻辑电路的一部分。

由于对系统LSI的低功耗的要求和LSI中的晶体管已经微细化，故LSI的电源电压已降低下来。例如，用0.13微米工艺，可以制造以电源电压1.2V动作的LSI。当电源电压降下来后，MOS晶体管的电流就会下降，电路性能将劣化。为了抑制该性能劣化，可以制造MOS晶体管的阈值电压降低的LSI。

当MOS晶体管的阈值降低后，MOS晶体管的被称之为亚阈值电流的漏电流就会增加。漏电流在电路动作时和不动作时不关闭而继续流动。在备用状态的情况下，在SRAM中，虽然未进行读写动作，但是数据仍要继续保持。因此，在系统LSI的备用状态下的功耗是电路中的MOS晶体管的漏电流，当MOS晶体管的阈值电压下降后，备用状态的功耗增加。在这里，在系统LSI中，把逻辑电路不动作，SRAM电路保持数据的状态，叫做备用状态。

在备用时，由于逻辑电路不动作，故对于逻辑电路来说，可以采用用开关切断电源的办法来减小漏电流。此外，由于SRAM的存储单元作成为触发电路构造，故漏电流比较小，此外，在现有的系统LSI中，由于要装载的SRAM电路的容量增大或者用阈值电压高的MOS晶体管制作SRAM的存储单元，故在SRAM电路中的漏电流不成其为问题。但是，当随着MOS晶体管的微细化的进步，在系统LSI中要装载大容量的SRAM、构成SRAM的存储单元的MOS晶体管的阈值电压下降后，就不能再忽视SRAM的存储单元中的漏电流。在逻辑电路中，虽然只要用开关切断电源就可以减小备用时的漏电流，但是由于在SRAM电路中，在备用状态下必须把数据保持起来，故不能切断电源，因而不能减小漏电流。此外，当低电压化的不断前进，MOS晶体管的阈值电压下降后，在SRAM电路中，为了对存储单元进行存取，附属电路中的漏电流就会增大。

发明内容

在本申请中要公开的发明之内代表性发明的概要如下。

(1)在混合装配有逻辑电路和SRAM电路的LSI中，对MOS晶体管的衬底电位进行控制，使得在备用时，可以用开关切断逻辑电路的电源，减小SRAM电路的漏电流。

(2)分割切断用来对SRAM电路内的存储单元进行存取的控制电路的电源以降低功耗。

(3)对SRAM电路进行分割，在一部分的SRAM中在备用时保持数据，不保持数据的SRAM则切断电源，以减小漏电流。

附图说明

图1示出了应用本发明的系统LSI的逻辑电路和SRAM电路及其电源的关系的概略。

图2是图1的系统LSI的布局的模式图。

图3示出了图1所示电路中各个节点电位的变化。

图4示出了图1中的控制电路CNTS的电路例。

图5是用来使图1中电路的状态发生变化的信号波形图。

图6示出了使之产生图5所示信号的电路例。

图7示出了应用本发明的SRAM电路的内部构成与其电源的关系。

图8示出了应用本发明的逻辑电路的构成。