[发明专利]半导体装置和操作半导体装置的方法

说明书

本发明提供一种半导体装置和操作半导体装置的方法。所述半导体装置包括：电力门控电路，包括同步复位触发器；保持电路，包括保持触发器；时钟管理电路，被配置为向电力门控电路和保持电路提供操作时钟；电力管理电路，被配置为将电力门控信号发送到电力门控电路、保持电路和时钟管理电路。电力门控电路被激活以进入电力降低模式。保持电路保持半导体装置的状态。当从电力降低模式退出时，电力管理电路被配置为在向保持电路发信号以取消保持状态之前完成电力门控电路的复位操作，恢复半导体装置的状态。

本申请要求于2017年1月23日提交到韩国知识产权局的第10-2017-0010427号韩国专利申请以及于2017年1月25日提交到美国专利商标局的第15/414,787号美国专利申请的优先权，该专利申请的公开通过引用全部合并于此。

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及一种半导体装置和操作半导体装置的方法。

背景技术

在半导体集成电路的大小正在减小的同时，半导体集成电路的集成度正在逐渐增大。通常，随着半导体集成电路的集成度增大，向半导体集成电路提供的供电电压的大小减小。因此，半导体集成电路需要相对低的电力来操作。然而，减小大小的供电电压降低半导体集成电路中的晶体管的操作速度，从而限制整体操作性能。

动态阈值电压技术可被半导体集成电路中的核心电路以及开关电路(例如，电力门控电路)采用，其中，核心电路拥有具有低阈值电压的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管，开关电路位于核心电路和供电电压之间和/或位于核心电路和地电压之间并且拥有具有高阈值电压的CMOS晶体管。动态阈值电压技术可增大半导体集成电路的操作速度并降低漏电流。换言之，在电力门控模式下，可通过断开具有高阈值电压的电力门控电路的COMS晶体管来降低漏电流。在有源模式下，可通过将半导体集成电路操作为依赖于具有低阈值电压的核心电路的COMS晶体管，来确保半导体集成电路的高速操作。

发明内容

根据本发明构思的示例性实施例，一种半导体装置包括：电力门控电路，包括同步复位触发器；保持电路，包括保持触发器；时钟管理电路，被配置为向电力门控电路和保持电路提供操作时钟；电力管理电路，被配置为将电力门控信号发送到电力门控电路、保持电路和时钟管理电路。电力门控电路被激活以进入电力降低模式。保持电路保持半导体装置的状态。当从电力降低模式退出时，电力管理电路被配置为在向保持电路传输信号以取消保持状态之前完成电力门控电路的重置操作，恢复半导体装置的状态。

根据本发明构思的示例性实施例，一种半导体装置包括：第一电力控制块，包括第一电力门控电路、第一保持电路和第一时钟管理电路；第二电力控制块，包括第二电力门控电路、第二保持电路和第二时钟管理电路；第三电力控制块，包括第三时钟管理电路。第一电力控制块和第二电力控制块在从级别彼此并联连接。第三电力控制块在主级别连接到第一电力控制块和第二电力控制块。在针对第一电力控制块的电力门控操作结束之后，第一时钟管理电路的正常操作在第一电力门控电路的重置操作之后执行。

根据本发明构思的示例性实施例，一种操作半导体装置的方法包括：在电力门控操作终止之后，重置电力门控电路；在重置电力门控电路之后，取消保持电路的保持状态；在取消保持电路的保持状态之后，通过取消对时钟管理电路的输入的保护，来维持时钟管理电路的正常操作。

根据本发明构思的示例性实施例，一种操作半导体装置的方法，其中，所述半导体装置包括包含时钟管理电路、电力门控电路和保持电路的电力控制块，其中，所述方法包括：启用外部切断信号，以将时钟管理电路与外部输入隔离；在启用外部切断信号之后，启用切断信号，以切断电力控制块的输出；在启用切断信号之后，启用第一重置信号，以初始化电力门控电路的状态。所述方法还包括：在启用第一重置信号之后，进入电力降低模式或进入外部电力切断模式，其中，在电力降低模式下，分别通过电力门控电路和保持电路执行电力门控操作和保持操作。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的以上和其他特征将变得清楚和更容易理解，其中：