JP7724190B2 - Semiconductor Devices - Google Patents
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Description
本開示は、半導体装置に関し、ESD(Electro-Static-Discharge)保護回路を有する半導体装置に適用して有効な技術である。 This disclosure relates to semiconductor devices and is a technology that is effective when applied to semiconductor devices that have ESD (Electro-Static-Discharge) protection circuits.
特開2020-161721号公報に示される様に、半導体装置の外部から入出力パッド電極に入力された信号は、順に、ESD保護素子(ESD保護回路とも言う)と入力ロジック回路とを含む入出力セル、レベルシフト回路を経由して内部回路に転送される半導体装置がある。また、国際公開第2016/203648号に示される様に、半導体チップの外周の端部沿って設けたIO領域に、入出力セルや電源セルを配置し、半導体チップのIO領域に囲まれた中央領域に内部回路を設けた半導体装置がある。 As disclosed in JP 2020-161721 A, there is a semiconductor device in which a signal input to an input/output pad electrode from outside the semiconductor device is transferred to the internal circuitry via an input/output cell including an ESD protection element (also known as an ESD protection circuit) and an input logic circuit, and a level shift circuit. Also, as disclosed in WO 2016/203648 A, there is a semiconductor device in which input/output cells and power supply cells are arranged in an IO region located along the edge of the periphery of the semiconductor chip, and the internal circuitry is located in a central region surrounded by the IO region of the semiconductor chip.
半導体装置にESDサージを印加して試験を行うと、ESD保護回路よりも先にレベルシフタ回路が破壊してしまうことがある。 When testing a semiconductor device by applying an ESD surge, the level shifter circuit may be destroyed before the ESD protection circuit.
本開示の課題は、ESD保護回路よりも先にレベルシフタ回路などの内部回路が破壊することなく、所望のESD耐性を確保することが可能な技術を提供することにある。 The objective of this disclosure is to provide technology that can ensure the desired ESD resistance without causing internal circuits such as level shifter circuits to break down before the ESD protection circuit does.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 A brief summary of the most representative aspects of this disclosure is as follows:
本開示の一実施の形態によれば、入出力セル、IO用電源セル、コア用電源セル、コアロジック回路をチップの上に配置する半導体装置であって、コア用電源セルはESD保護回路を含む。入出力セルは、レベルシフタ回路を含み、レベルシフタ回路は入出力セル内に配置される。コアロジック回路は、入出力セルの外に配置される。コア用電源セルは、入出力セルと同列には配置されておらず、入出力セルとIO用電源セルとが配置された第1領域とコアロジック回路が配置された第2領域の間に配置された第3領域に配置される。 According to one embodiment of the present disclosure, a semiconductor device has input/output cells, IO power supply cells, core power supply cells, and a core logic circuit arranged on a chip, and the core power supply cells include an ESD protection circuit. The input/output cells include a level shifter circuit, which is arranged within the input/output cells. The core logic circuit is arranged outside the input/output cells. The core power supply cells are not arranged in the same row as the input/output cells, but are arranged in a third region between a first region in which the input/output cells and IO power supply cells are arranged and a second region in which the core logic circuit is arranged.
上記一実施の形態に係る半導体装置によれば、ESD保護回路よりも先にレベルシフタ回路などの内部回路が破壊することなく、所望のESD耐性を確保することができる。 The semiconductor device according to the above embodiment can ensure the desired ESD resistance without causing internal circuits such as level shifter circuits to break down before the ESD protection circuit does.
以下、実施形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。 The following describes embodiments and examples using the drawings. However, in the following description, identical components are designated by the same reference numerals, and repeated explanations may be omitted. Furthermore, to clarify the description, the drawings may be more schematic than the actual embodiment, but they are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention.
(実施形態)
本開示に係る実施形態および実施例の説明の前に、本開示の理解を容易とするために、図1、2を用いて本開示者らによって検討された技術(以下、比較例という。)に係る半導体装置について説明する。図1は、比較例に係る半導体装置の概略的なブロック図である。図2は、図1の半導体装置の概略的なレイアウト配置図である。
(Embodiment)
Before describing embodiments and examples of the present disclosure, in order to facilitate understanding of the present disclosure, a semiconductor device according to a technique (hereinafter referred to as a comparative example) studied by the present inventors will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is a schematic block diagram of the semiconductor device according to the comparative example. Figure 2 is a schematic layout diagram of the semiconductor device of Figure 1.
半導体装置10Sは、単結晶シリコンのような矩形の半導体チップの外周部に、入出力セル(IOC)11および第1電源セル(IO用電源セルIOPC)12(IO用電源セル12A、IO用電源セル12B)、第2電源セル(コア用電源セルCPC)13(コア用電源セル13A、コア用電源セル13B)を備える。入出力セル11および電源セル12、13が配置される領域をIO領域という。IO領域は平面視で半導体チップのチップ端部の4つの辺に沿って設けられる。半導体装置10Sは、また、コアロジック回路(CORE-LOG)としての内部回路14を備える。内部回路14が配置されるコアロジック領域は、半導体チップの中央部分であり、IO領域に囲まれた領域である。 The semiconductor device 10S includes input/output cells (IOC) 11, first power supply cells (IO power cells IOPC) 12 (IO power cells 12A and 12B), and second power supply cells (core power cells CPC) 13 (core power cells 13A and 13B) on the periphery of a rectangular semiconductor chip such as single-crystal silicon. The area where the input/output cells 11 and power supply cells 12 and 13 are arranged is called the IO area. The IO area is arranged along the four edges of the semiconductor chip in a plan view. The semiconductor device 10S also includes an internal circuit 14 serving as a core logic circuit (CORE-LOG). The core logic area where the internal circuit 14 is arranged is the central part of the semiconductor chip and is surrounded by the IO area.
入出力セル11は1つの入出力パッドに接続される入出力回路の形成領域である。電源セル12、13はESD(ESD:Electro-Static-Discharge)やノイズから半導体装置を保護するESD保護回路(CESD、ESD)およびチップ内部へ電源電位(VDDIO,VDD)または接地電位(VSSIO、VSS)を供給する配線の形成領域である。
電源インピーダンスを均等に小さくする必要から、電源セル12、13は、複数の入出力セル11毎に分散して配置され、入出力セル11と入出力セル11の間へ隣接して配置される。
The input/output cell 11 is a formation region of an input/output circuit connected to one input/output pad. The power supply cells 12 and 13 are formation regions of ESD protection circuits (CESD, ESD) that protect the semiconductor device from ESD (Electro-Static-Discharge) and noise, and wiring that supplies a power supply potential (VDDIO, VDD) or a ground potential (VSSIO, VSS) to the inside of the chip.
Since it is necessary to uniformly reduce the power supply impedance, the power supply cells 12 and 13 are arranged in a dispersed manner for each of the plurality of input/output cells 11, and are arranged adjacent to and between the input/output cells 11.
電源電位(VDDIO,VDD)は、入出力セル11の第1電源電位VDDIOと、内部回路14の第2電源電位VDDと、を含む。同様に、接地電位(VSSIO、VSS)は、入出力セル11の第1接地電位VSSIOと、内部回路14の第2接地電位VSSと、を含む。第1電源電位VDDIOは、第2電源電位VDDより大きい電位(VDDIO>VDD)とすることができる。入出力セル11には、第1電源電位VDDIO、第1接地電位VSSIO、第2電源電位VDDおよび第2接地電位VSSが電源配線を介して供給される。内部回路14には、第2電源電位VDDおよび第2接地電位VSSが電源配線を介して供給される。 The power supply potentials (VDDIO, VDD) include a first power supply potential VDDIO of the I/O cells 11 and a second power supply potential VDD of the internal circuit 14. Similarly, the ground potentials (VSSIO, VSS) include a first ground potential VSSIO of the I/O cells 11 and a second ground potential VSS of the internal circuit 14. The first power supply potential VDDIO can be a potential greater than the second power supply potential VDD (VDDIO > VDD). The first power supply potential VDDIO, first ground potential VSSIO, second power supply potential VDD, and second ground potential VSS are supplied to the I/O cells 11 via power supply wiring. The second power supply potential VDD and second ground potential VSS are supplied to the internal circuit 14 via power supply wiring.
IO用電源セル12Aは、ESD保護回路(ESD)とブリッジ回路15とを含み、第1電源電位VDDIOを電源配線へ供給する。IO用電源セル12Bは、ESD保護回路(ESD)とブリッジ回路15とを含み、第1接地電位VSSIOを電源配線(接地配線とも言う)へ供給する。 The IO power cell 12A includes an ESD protection circuit (ESD) and a bridge circuit 15, and supplies a first power supply potential VDDIO to the power supply wiring. The IO power cell 12B includes an ESD protection circuit (ESD) and a bridge circuit 15, and supplies a first ground potential VSSIO to the power supply wiring (also called ground wiring).
コア用電源セル13Aは、ESD保護回路(CESD)とブリッジ回路15とを含み、第2電源電位VDDを電源配線へ供給する。コア用電源セル13Bは、ESD保護回路(CESD)とブリッジ回路15とを含み、第2接地電位VSSを電源配線(接地配線とも言う)へ供給する。 The core power cell 13A includes an ESD protection circuit (CESD) and a bridge circuit 15, and supplies a second power supply potential VDD to the power supply wiring. The core power cell 13B includes an ESD protection circuit (CESD) and a bridge circuit 15, and supplies a second ground potential VSS to the power supply wiring (also called ground wiring).
ESD保護回路(ESD)は、第1電源電位VDDIOが供給された電源配線と第1接地電位VSSIOが供給された電源配線との間に接続される。ESD保護回路(CESD)は、第2電源電位VDDが供給された電源配線と第2接地電位VSSが供給された電源配線との間に接続される。 The ESD protection circuit (ESD) is connected between a power supply wiring supplied with a first power supply potential VDDIO and a power supply wiring supplied with a first ground potential VSSIO. The ESD protection circuit (CESD) is connected between a power supply wiring supplied with a second power supply potential VDD and a power supply wiring supplied with a second ground potential VSS.
ブリッジ回路15は、第1接地電位VSSIOが供給された電源配線と第2接地電位VSSが供給された電源配線との間に接続され、第1接地電位VSSIOが供給された電源配線と第2接地電位VSSが供給された電源配線とを接続する双方向の1対のダイオードを備える。一方のダイオードのアノードは第1接地電位VSSIOが供給された電源配線に接続され、カソードは第2接地電位VSSが供給された電源配線に接続される。他方のダイオードのアノードは第2接地電位VSSが供給された電源配線に接続され、カソードは第1接地電位VSSIOが供給された電源配線に接続される。 The bridge circuit 15 is connected between a power supply wiring supplied with a first ground potential VSSIO and a power supply wiring supplied with a second ground potential VSS, and includes a pair of bidirectional diodes connecting the power supply wiring supplied with the first ground potential VSSIO and the power supply wiring supplied with the second ground potential VSS. The anode of one diode is connected to the power supply wiring supplied with the first ground potential VSSIO, and the cathode is connected to the power supply wiring supplied with the second ground potential VSS. The anode of the other diode is connected to the power supply wiring supplied with the second ground potential VSS, and the cathode is connected to the power supply wiring supplied with the first ground potential VSSIO.
入出力セル11は入出力端子(TIO)に接続される入出力回路を内蔵する。入出力端子TIO、電源端子TVDD、TVDDIO、接地端子TVSS、TVSSIOは、それぞれ入出力セル11、IO用電源セル12、コア用電源セル13の上に配置されるが、それぞれ入出力セル11、IO用電源セル12、コア用電源セル13から離れて配置されてもよい。入出力端子TIO、電源端子TVDD、TVDDIO、接地端子TVSS、TVSSIOはボンディングワイヤ等に接続され、それぞれ入出力パッド、電源パッド、接地パッドともいう。 The input/output cell 11 incorporates an input/output circuit that is connected to an input/output terminal (TIO). The input/output terminal TIO, power supply terminals TVDD and TVDDIO, and ground terminals TVSS and TVSSIO are located on the input/output cell 11, IO power supply cell 12, and core power supply cell 13, respectively, but may also be located away from the input/output cell 11, IO power supply cell 12, and core power supply cell 13, respectively. The input/output terminal TIO, power supply terminals TVDD and TVDDIO, and ground terminals TVSS and TVSSIO are connected to bonding wires, etc., and are also referred to as input/output pads, power supply pads, and ground pads, respectively.
入出力セル11を構成する入出力回路は、ESD保護回路を構成するダイオードD1、D2と、入出力端子TIOに接続される信号配線に出力信号を伝えるPチャネル型トランジスタQ1及びNチャネル型トランジスタQ2を含む出力回路と、入出力端子TIOから信号配線を介して入力された入力信号を受けるCMOSインバータを含む入出力ロジック回路IOLと、レベルシフタ回路LSCと、を備えている。入出力端子TIOから信号配線を介して入力された入力信号は、入出力ロジック回路IOLを介してレベルシフタ回路LSCへ入力され、レベルシフタ回路LSCによりレベル変換されて、内部回路14へ供給される。一方、内部回路14から出力された信号はレベルシフタ回路LSCに入力されてレベル変換されて、入出力ロジック回路IOLに供給され、Pチャネル型トランジスタQ1及びNチャネル型トランジスタQ2を含む出力回路から入出力端子TIOへ出力信号として出力される。 The input/output circuit constituting the input/output cell 11 includes diodes D1 and D2 constituting an ESD protection circuit; an output circuit including a P-channel transistor Q1 and an N-channel transistor Q2 that transmits an output signal to the signal wiring connected to the input/output terminal TIO; an input/output logic circuit IOL including a CMOS inverter that receives an input signal input from the input/output terminal TIO via the signal wiring; and a level shifter circuit LSC. The input signal input from the input/output terminal TIO via the signal wiring is input to the level shifter circuit LSC via the input/output logic circuit IOL, where it is level-converted and supplied to the internal circuit 14. Meanwhile, the signal output from the internal circuit 14 is input to the level shifter circuit LSC, where it is level-converted and supplied to the input/output logic circuit IOL, and output as an output signal from the output circuit including the P-channel transistor Q1 and N-channel transistor Q2 to the input/output terminal TIO.
Pチャネル型トランジスタQ1は第1電源電位VDDIOの電源配線と入出力端子TIOからの信号配線との間に接続され、Nチャネル型トランジスタQ2は信号配線と第1接地電位VSSIOの接地配線との間に接続される。ダイオードD1のアノードは入出力端子TIOからの信号配線に接続され、カソードは第1電源電位VDDIOの電源配線に接続される。ダイオードD2のアノードは第1接地電位VSSIOの接地配線に接続され、カソードは入出力端子TIOからの信号配線に接続される。ダイオードD1は、入出力端子TIOから信号配線および第1電源電位VDDIOの電源配線を介し電源端子VDDIOに向かうサージ電流を流し、ダイオードD2は、接地端子TVDDIOから第1接地電位VSSIOの接地配線および信号配線を介し入出力端子TIOに向かうサージ電流を流すようにされる。出力回路として、Pチャネル型トランジスタQ1を有さない、いわゆるオープンドレイン型であってもよい。また、入出力回路には出力回路および入力回路をいずれか一方を備えていなくてもよい。 P-channel transistor Q1 is connected between the power supply wiring for the first power supply potential VDDIO and the signal wiring from input/output terminal TIO, and N-channel transistor Q2 is connected between the signal wiring and the ground wiring for the first ground potential VSSIO. Diode D1 has an anode connected to the signal wiring from input/output terminal TIO and a cathode connected to the power supply wiring for the first power supply potential VDDIO. Diode D2 has an anode connected to the ground wiring for the first ground potential VSSIO and a cathode connected to the signal wiring from input/output terminal TIO. Diode D1 conducts surge current from input/output terminal TIO through the signal wiring and the power supply wiring for the first power supply potential VDDIO toward power supply terminal VDDIO, while diode D2 conducts surge current from ground terminal TVDDIO through the ground wiring for the first ground potential VSSIO and the signal wiring toward input/output terminal TIO. The output circuit may be a so-called open-drain type that does not have P-channel transistor Q1. Additionally, the input/output circuit does not necessarily have to include either the output circuit or the input circuit.
電源セル12A,13Aは電源端子(TVDDIO、TVDD)に対応するESD保護回路(CESD、ESD)を備え、電源セル12B、13Bは接地端子(TVSSIO,TVSS)に対応するESD保護回路(CESD、ESD)を備える。 Power supply cells 12A and 13A are equipped with ESD protection circuits (CESD, ESD) corresponding to the power supply terminals (TVDDIO, TVDD), and power supply cells 12B and 13B are equipped with ESD protection circuits (CESD, ESD) corresponding to the ground terminals (TVSSIO, TVSS).
第1電源電位VDDIOは、例えば、1.8V(または3.3V)であり、第2電源電位VDDは、例えば、0.8Vである。 The first power supply potential VDDIO is, for example, 1.8 V (or 3.3 V), and the second power supply potential VDD is, for example, 0.8 V.
第1電源電位VDDIOが1.8V、第2電源電位VDDが0.8Vの場合には、
1)出力回路のトランジスタQ1、Q2、入出力ロジック回路IOLは、1.8Vの耐圧を有するMOSFET(1.8V-MOSとも言う)のみで構成される。
2)内部回路14は、0.8Vの耐圧を有するMOSFET(コアMOSとも言う)のみで構成される。
3)レベルシフタ回路LSCは、1.8V-MOSとコアMOSとが混在して構成される。
4)コア用電源セル13A,13Bは、内部回路14のコアMOSやレベルシフタ回路LSCのコアMOSを保護する。
5)IO用電源セル12A,12Bは、出力回路のトランジスタQ1、Q2、入出力ロジック回路IOLの1.8V-MOSを保護する。
When the first power supply potential VDDIO is 1.8 V and the second power supply potential VDD is 0.8 V,
1) The transistors Q1 and Q2 of the output circuit and the input/output logic circuit IOL are composed only of MOSFETs having a breakdown voltage of 1.8 V (also called 1.8 V-MOS).
2) The internal circuit 14 is composed only of MOSFETs (also called core MOS) having a breakdown voltage of 0.8V.
3) The level shifter circuit LSC is configured by mixing 1.8V-MOS and core MOS.
4) The core power supply cells 13A and 13B protect the core MOS of the internal circuit 14 and the core MOS of the level shifter circuit LSC.
5) The IO power supply cells 12A and 12B protect the transistors Q1 and Q2 of the output circuit and the 1.8V-MOS of the input/output logic circuit IOL.
図2には、IO領域に配置されたIO用電源セル12A,12B、2つの入出力セル11およびコア用電源セル13A,13Bと、コアロジック領域に配置された内部回路14との配置関係が示されている。図2において、MOSトランジスタT1、T2は、ESD保護回路(CESD)を構成するトランジスタを示しており、MOSトランジスタT3、T4は、ESD保護回路(ESD)を構成するトランジスタを示している。図2に示すように、IO領域に、IO用電源セル12A,12B、2つの入出力セル11、コア用電源セル13A,13Bがこの順で配置されており、IO領域の上側には、IO領域に隣接して内部回路14は配置されている。 Figure 2 shows the layout relationship between IO power supply cells 12A, 12B, two input/output cells 11, and core power supply cells 13A, 13B arranged in the IO region, and internal circuit 14 arranged in the core logic region. In Figure 2, MOS transistors T1 and T2 represent transistors that make up the ESD protection circuit (CESD), and MOS transistors T3 and T4 represent transistors that make up the ESD protection circuit (ESD). As shown in Figure 2, IO power supply cells 12A, 12B, two input/output cells 11, and core power supply cells 13A, 13B are arranged in this order in the IO region, and internal circuit 14 is arranged adjacent to the IO region above the IO region.
図1の電源端子TVDDと接地端子TVSSとの間のESDサージに対して、ESD電流Iesdで示すようにESD電流が流れる。これにより、内部回路14であるコアロジック回路よりも相対的に小規模なレベルシフタ回路LSCが壊れやすい。これは、コア電源セル(13A,13B)内において、Rで示す部分の配線の抵抗が悪化するためである。 In response to an ESD surge between the power supply terminal TVDD and the ground terminal TVSS in Figure 1, an ESD current flows, as indicated by the ESD current Iesd. This makes the level shifter circuit LSC, which is relatively smaller than the core logic circuit (internal circuit 14), more susceptible to damage. This is because the resistance of the wiring in the portion indicated by R within the core power supply cells (13A, 13B) deteriorates.
7nm世代においては、コアMOS耐性低下およびコア電源セル(13A,13B)内の配線抵抗悪化の影響により、図2に示すようなセル配置方法では、ESD保護回路(CESD)よりも先にレベルシフタ回路LSCが破壊してしまう。そのため、車載製品で要求されるようなESD耐性レベル(人体帯電モデル(HBM:Human Body Model):2kV)を達成できないという課題があった。 In the 7 nm generation, due to the effects of reduced core MOS resistance and increased wiring resistance within the core power cells (13A, 13B), the level shifter circuit LSC breaks down before the ESD protection circuit (CESD) when using the cell layout method shown in Figure 2. This posed the challenge of not being able to achieve the ESD resistance level (Human Body Model (HBM): 2 kV) required for automotive products.
本開示の半導体装置10は、入出力セル11、IO用電源セル12(12A,12B)、コア用電源セル13(13A,13B)、コアロジック回路14を半導体チップ(101)上に配置する半導体装置である。コア用電源セル13(13A,13B)はESD保護回路(CESD)を含む。 The semiconductor device 10 of the present disclosure is a semiconductor device in which input/output cells 11, IO power supply cells 12 (12A, 12B), core power supply cells 13 (13A, 13B), and a core logic circuit 14 are arranged on a semiconductor chip (101). The core power supply cells 13 (13A, 13B) include an ESD protection circuit (CESD).
入出力セル11はレベルシフタ回路LSCを含み、レベルシフタ回路LSCは入出力セル11内に配置されている。 The input/output cell 11 includes a level shifter circuit LSC, and the level shifter circuit LSC is arranged within the input/output cell 11.
コアロジック回路14は入出力セル11の外に配置されている。 The core logic circuit 14 is located outside the input/output cell 11.
コア用電源セル13(13A,13B)は、
入出力セル11と同列には配置されておらず、
入出力セル11とIO用電源セル12(12A,12B)の第1領域(IO領域IOR)とコアロジック回路14の第2領域(中央領域CER)の間の第3領域(13R)に配置される。
The core power supply cells 13 (13A, 13B)
It is not arranged in the same row as the input/output cell 11,
The input/output cells 11 and the IO power supply cells 12 (12A, 12B) are arranged in a third region (13R) between a first region (IO region IOR) and a second region (central region CER) of the core logic circuit 14.
また、コア用電源セル13(13A,13B)は、
その外形寸法の長辺B2は、IO用電源セル12(12A,12B)の外形の長辺B1よりも短く形成されており(B2<B1)、
その外形寸法の短辺A2は、IO用電源セル12(12A,12B)の外形の短辺A1と同等以上である(A2≧A1)。
The core power supply cells 13 (13A, 13B) are
The long side B2 of the external dimensions is formed to be shorter than the long side B1 of the external dimensions of the IO power supply cells 12 (12A, 12B) (B2<B1),
The short side A2 of the external dimension is equal to or greater than the short side A1 of the external dimension of the IO power supply cells 12 (12A, 12B) (A2≧A1).
また、コア用電源セル13(13A,13B)は、
入出力セル11とコアロジック回路14との間には配置せずに、
IO用電源セル12(12A,12B)とコアロジック回路14との間の第4領域(13RR)に配置する。
The core power supply cells 13 (13A, 13B) are
It is not placed between the input/output cell 11 and the core logic circuit 14,
The power supply cells 12A and 12B are arranged in the fourth region (13RR) between the IO power supply cells 12A and 12B and the core logic circuit 14.
これにより、上記半導体装置によれば、ESD保護回路(CESD)よりも先にレベルシフタ回路LSCなどの内部回路が破壊することなく、所望のESD耐性を確保することができる。 As a result, the semiconductor device described above can ensure the desired ESD resistance without causing internal circuits such as the level shifter circuit LSC to break down before the ESD protection circuit (CESD) does.
7nm世代の先端CMOSテクロジにおいて、静電気ストレスに対して、保護回路よりも先に脆弱な内部回路(例えば、レベルシフタ回路LSC)が破壊することなく、所望のESD耐性を確保できる。特に、車載半導体製品で求められるHBM 2kVを確実に達成できる。 In cutting-edge 7nm generation CMOS technology, this technology ensures the desired ESD resistance without damaging vulnerable internal circuits (e.g., level shifter circuits LSC) before the protection circuits do. In particular, it reliably achieves the HBM 2kV required for automotive semiconductor products.
次に、実施例に係る半導体装置10について、図3~図5を用いて説明する。図3は、実施例に係る半導体装置の概略的なブロック図である。図4は、図3の半導体装置の概略的なレイアウト配置図である。図5は、図3の半導体装置が形成された半導体チップの概略的な平面図である。図5において、Vで示す点線の領域のレイアウト配置が図5に示されている。 Next, a semiconductor device 10 according to an embodiment will be described using Figures 3 to 5. Figure 3 is a schematic block diagram of a semiconductor device according to an embodiment. Figure 4 is a schematic layout diagram of the semiconductor device of Figure 3. Figure 5 is a schematic plan view of a semiconductor chip on which the semiconductor device of Figure 3 is formed. In Figure 5, the layout diagram of the area enclosed by the dotted line indicated by V is shown.
図5に示すように、半導体装置10は、単結晶シリコンのような矩形の半導体チップ101の外周部に、入出力セル(IOC)11および第1電源セル(IO用電源セルIOPC)12(IO用電源セル12A、IO用電源セル12B)、第2電源セル(コア用電源セルCPC)13(コア用電源セル13A、コア用電源セル13B)を備える。入出力セル11および電源セル12が配置される領域をIO領域IORという。IO領域IORは平面視で半導体チップ101のチップ端部の4つの辺21,22,23,24に沿って設けられる。4つの辺21,22,23,24は、第1辺21と、第1辺21に対向して設けられた第3辺23と、第1辺21と第3辺23との間に設けられた第2辺22と、第2辺22に対向して設けられた第4辺24とを含む。 As shown in FIG. 5, the semiconductor device 10 includes input/output cells (IOC) 11, first power supply cells (IO power cells IOPC) 12 (IO power cells 12A and 12B), and second power supply cells (core power cells CPC) 13 (core power cells 13A and 13B) on the periphery of a rectangular semiconductor chip 101 made of, for example, single-crystal silicon. The area in which the input/output cells 11 and power supply cells 12 are arranged is called the IO area IOR. The IO area IOR is arranged along four edges 21, 22, 23, and 24 of the chip edge of the semiconductor chip 101 in a plan view. The four edges 21, 22, 23, and 24 include a first edge 21, a third edge 23 facing the first edge 21, a second edge 22 between the first edge 21 and the third edge 23, and a fourth edge 24 facing the second edge 22.
半導体装置10は、また、コアロジック回路(CORE-LOG)としての内部回路14を備える。内部回路14が配置されるコアロジック領域(中央領域、第2領域とも言う)CERは、半導体チップ101の中央部分に設けられる。コアロジック領域CERとIO領域IORとの間の領域(第3領域ともいう)13Rには、第2電源セル(コア用電源セルCPC)13(コア用電源セル13A、コア用電源セル13B)が配置されている。 The semiconductor device 10 also includes an internal circuit 14 serving as a core logic circuit (CORE-LOG). The core logic region (also referred to as the central region or second region) CER in which the internal circuit 14 is arranged is provided in the central portion of the semiconductor chip 101. Second power supply cells (core power supply cells CPC) 13 (core power supply cells 13A and 13B) are arranged in the region (also referred to as the third region) 13R between the core logic region CER and the IO region IOR.
図3には、実施例に係る半導体装置10の概略的なブロック図が示されている。図3の半導体装置10が図1の半導体装置10Sと異なる点は、コア用電源セル13Aとコア用電源セル13Bとが、入出力セル(IOC)11および第1電源セル(IO用電源セルIOPC)12の配列内に設けられておらず、内部回路14の側に設けられている点である。また、コア用電源セル13Aとコア用電源セル13Bには、この例では、ブリッジ回路15が設けられていない。 Figure 3 shows a schematic block diagram of a semiconductor device 10 according to an embodiment. The semiconductor device 10 in Figure 3 differs from the semiconductor device 10S in Figure 1 in that the core power supply cells 13A and 13B are not provided within the array of input/output cells (IOC) 11 and first power supply cells (IO power cells IOPC) 12, but are provided on the internal circuit 14 side. Also, in this example, the core power supply cells 13A and 13B do not have a bridge circuit 15.
図3のその他の構成および作用は、図1の他の構成および作用と同じであるので、重複する説明は省略する。つまり、入出力セル11、IO用電源セル12A、IO用電源セル12B、コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bの回路の構成、作用及び接続の説明は、図1の説明を利用および参照できる。 The other configurations and functions of Figure 3 are the same as those of Figure 1, so duplicate explanations will be omitted. In other words, the explanation of Figure 1 can be used and referred to for explanations of the circuit configuration, operation, and connections of the input/output cell 11, IO power supply cell 12A, IO power supply cell 12B, core power supply cell 13A, and core power supply cell 13B.
図3、図4に示すように、半導体装置10には、入出力端子TIO、第1電源端子TVDDIO、第2電源端子TVDD、第1接地端子TVSSIO、第2接地端子TVSSが設けられる。第1電源端子TVDDIOには、第1電源電位VDDIOが供給される。第2電源端子TVDDには、第2電源電位VDDが供給される。第1接地端子TVSSIOには、第1接地電位VSSIOが供給される。第2接地端子TVSSには、第2接地電位VSSが供給される。 As shown in Figures 3 and 4, the semiconductor device 10 is provided with an input/output terminal TIO, a first power supply terminal TVDDIO, a second power supply terminal TVDD, a first ground terminal TVSSIO, and a second ground terminal TVSS. A first power supply potential VDDIO is supplied to the first power supply terminal TVDDIO. A second power supply potential VDD is supplied to the second power supply terminal TVDD. A first ground potential VSSIO is supplied to the first ground terminal TVSSIO. A second ground potential VSS is supplied to the second ground terminal TVSS.
IO領域IORには、第1電源配線31、第2電源配線(第1接地配線とも言う)32、第3電源配線33、および、第4電源配線(第2接地配線とも言う)34が第1方向Xに沿って設けられる。第1電源配線31には、第1電源端子TVDDIOから第1電源電位VDDIOが供給される。第2電源配線(第1接地配線)32には、第1接地端子TVSSIOから第1接地電位VSSIOが供給される。第3電源配線33には、第2電源端子TVDDから第2電源電位VDDが供給される。第4電源配線(第2接地配線)34には、第2接地端子TVSSから第2接地電位VSSが供給される。 In the IO region IOR, a first power supply wiring 31, a second power supply wiring (also referred to as first ground wiring) 32, a third power supply wiring 33, and a fourth power supply wiring (also referred to as second ground wiring) 34 are arranged along the first direction X. The first power supply wiring 31 is supplied with a first power supply potential VDDIO from a first power supply terminal TVDDIO. The second power supply wiring (first ground wiring) 32 is supplied with a first ground potential VSSIO from a first ground terminal TVSSIO. The third power supply wiring 33 is supplied with a second power supply potential VDD from a second power supply terminal TVDD. The fourth power supply wiring (second ground wiring) 34 is supplied with a second ground potential VSS from a second ground terminal TVSS.
コアロジック領域CERには、第1方向Xに沿って設けられた第5電源配線35および第6電源配線36および第1方向Xと交差する第2方向Yに沿って設けられた第7電源配線37および第8電源配線38とが設けられる。第5電源配線35は第2電源端子TVDDに接続され、第6電源配線36は第2接地端子TVSSに接続される。第5電源配線35と第7電源配線37とは電気的に接続され、第2電源端子TVDDから第2電源電位VDDが供給される。第6電源配線36と第8電源配線38とは電気的に接続され、第2接地端子TVSSから第2接地電位VSSが供給される。 The core logic region CER is provided with fifth power supply wiring 35 and sixth power supply wiring 36 arranged along the first direction X, and seventh power supply wiring 37 and eighth power supply wiring 38 arranged along a second direction Y intersecting the first direction X. The fifth power supply wiring 35 is connected to the second power supply terminal TVDD, and the sixth power supply wiring 36 is connected to the second ground terminal TVSS. The fifth power supply wiring 35 and the seventh power supply wiring 37 are electrically connected, and the second power supply potential VDD is supplied from the second power supply terminal TVDD. The sixth power supply wiring 36 and the eighth power supply wiring 38 are electrically connected, and the second ground potential VSS is supplied from the second ground terminal TVSS.
第7電源配線37および第8電源配線38のそれぞれは、領域13Rにも配置されて、IO領域IORに設けた第3電源配線33および第4電源配線34に接続される。領域13Rに配置され第7電源配線37と第8電源配線38の間には、コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bが接続される。 The seventh power supply wiring 37 and the eighth power supply wiring 38 are also arranged in region 13R and connected to the third power supply wiring 33 and the fourth power supply wiring 34 provided in the IO region IOR. The core power supply cells 13A and 13B are connected between the seventh power supply wiring 37 and the eighth power supply wiring 38 arranged in region 13R.
入出力セル11には、第1電源電位VDDIO、第1接地電位VSSIO、第2電源電位VDDおよび第2接地電位VSSが供給される。内部回路14には、第2電源電位VDDおよび第2接地電位VSSが供給される。 The input/output cells 11 are supplied with a first power supply potential VDDIO, a first ground potential VSSIO, a second power supply potential VDD, and a second ground potential VSS. The internal circuit 14 is supplied with a second power supply potential VDD and a second ground potential VSS.
IO用電源セル12Aは、トランジスタT1を有するESD保護回路(ESD)とブリッジ回路15とを含み、第1電源電位VDDIOを電源配線31へ供給する。IO用電源セル12Bは、トランジスタT2を有するESD保護回路(ESD)とブリッジ回路15とを含み、第1接地電位VSSIOを電源配線32へ供給する。 IO power cell 12A includes an ESD protection circuit (ESD) with transistor T1 and a bridge circuit 15, and supplies a first power supply potential VDDIO to power supply wiring 31. IO power cell 12B includes an ESD protection circuit (ESD) with transistor T2 and a bridge circuit 15, and supplies a first ground potential VSSIO to power supply wiring 32.
ESD保護回路(ESD)は、第1電源電位VDDIOが供給された電源配線31と第1接地電位VSSIOが供給された電源配線32との間に接続される。 The ESD protection circuit (ESD) is connected between a power supply wiring 31 supplied with a first power supply potential VDDIO and a power supply wiring 32 supplied with a first ground potential VSSIO.
ブリッジ回路15は、第1接地電位VSSIOが供給された電源配線32と第2接地電位VSSが供給された電源配線34との間に接続され、第1接地電位VSSIOが供給された電源配線32と第2接地電位VSSが供給された電源配線34とを接続する双方向の1対のダイオードを備える。一方のダイオードのアノードは第1接地電位VSSIOが供給された電源配線32に接続され、カソードは第2接地電位VSSが供給された電源配線34に接続される。他方のダイオードのアノードは第2接地電位VSSが供給された電源配線34に接続され、カソードは第1接地電位VSSIOが供給された電源配線32に接続される。 The bridge circuit 15 is connected between the power supply wiring 32 supplied with the first ground potential VSSIO and the power supply wiring 34 supplied with the second ground potential VSS, and includes a pair of bidirectional diodes connecting the power supply wiring 32 supplied with the first ground potential VSSIO to the power supply wiring 34 supplied with the second ground potential VSS. The anode of one diode is connected to the power supply wiring 32 supplied with the first ground potential VSSIO, and the cathode is connected to the power supply wiring 34 supplied with the second ground potential VSS. The anode of the other diode is connected to the power supply wiring 34 supplied with the second ground potential VSS, and the cathode is connected to the power supply wiring 32 supplied with the first ground potential VSSIO.
コア用電源セル13AはトランジスタT3を有するESD保護回路(CESD)を含み、コア用電源セル13BはトランジスタT4を有するESD保護回路(CESD)を含む。コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bは内部回路14をESDやノイズから保護する。トランジスタT3,T4のソース・ドレイン経路は、領域13Rに配置された第7電源配線37および第8電源配線38の間に接続される。 The core power cell 13A includes an ESD protection circuit (CESD) with transistor T3, and the core power cell 13B includes an ESD protection circuit (CESD) with transistor T4. The core power cell 13A and the core power cell 13B protect the internal circuit 14 from ESD and noise. The source-drain paths of transistors T3 and T4 are connected between the seventh power wiring 37 and the eighth power wiring 38 arranged in region 13R.
入出力セル11は入出力端子(TIO)に接続される入出力回路を内蔵する。入出力端子TIO、電源端子TVDD、TVDDIO、接地端子TVSS、TVSSIOは、それぞれ入出力セル11、IO用電源セル12、コア用電源セル13の上に配置されるが、それぞれ入出力セル11、IO用電源セル12、コア用電源セル13から離れて配置されてもよい。入出力端子TIO、電源端子TVDD、TVDDIO、接地端子TVSS、TVSSIOはボンディングワイヤ等に接続され、それぞれ入出力パッド、電源パッド、接地パッドともいう。 The input/output cell 11 incorporates an input/output circuit that is connected to an input/output terminal (TIO). The input/output terminal TIO, power supply terminals TVDD and TVDDIO, and ground terminals TVSS and TVSSIO are located on the input/output cell 11, IO power supply cell 12, and core power supply cell 13, respectively, but may also be located away from the input/output cell 11, IO power supply cell 12, and core power supply cell 13, respectively. The input/output terminal TIO, power supply terminals TVDD and TVDDIO, and ground terminals TVSS and TVSSIO are connected to bonding wires, etc., and are also referred to as input/output pads, power supply pads, and ground pads, respectively.
入出力セル11を構成する入出力回路は、ESD保護回路を構成するダイオードD1、D2と、入出力端子TIOに接続される信号配線に出力信号を伝えるPチャネル型トランジスタQ1及びNチャネル型トランジスタQ2を含む出力回路と、入出力端子TIOから信号配線を介して入力された入力信号を受けるCMOSインバータを含む入出力ロジック回路IOLと、レベルシフタ回路LSCと、を備えている。入出力端子TIOから信号配線を介して入力された入力信号は、入出力ロジック回路IOLを介してレベルシフタ回路LSCへ入力され、レベルシフタ回路LSCによりレベル変換されて、内部回路14へ供給される。一方、内部回路14から出力された信号はレベルシフタ回路LSCに入力されてレベル変換されて、入出力ロジック回路IOLに供給され、Pチャネル型トランジスタQ1及びNチャネル型トランジスタQ2を含む出力回路から入出力端子TIOへ出力信号として出力される。 The input/output circuit constituting the input/output cell 11 includes diodes D1 and D2 constituting an ESD protection circuit; an output circuit including a P-channel transistor Q1 and an N-channel transistor Q2 that transmits an output signal to the signal wiring connected to the input/output terminal TIO; an input/output logic circuit IOL including a CMOS inverter that receives an input signal input from the input/output terminal TIO via the signal wiring; and a level shifter circuit LSC. The input signal input from the input/output terminal TIO via the signal wiring is input to the level shifter circuit LSC via the input/output logic circuit IOL, where it is level-converted and supplied to the internal circuit 14. Meanwhile, the signal output from the internal circuit 14 is input to the level shifter circuit LSC, where it is level-converted and supplied to the input/output logic circuit IOL, and output as an output signal from the output circuit including the P-channel transistor Q1 and N-channel transistor Q2 to the input/output terminal TIO.
Pチャネル型トランジスタQ1は第1電源電位VDDIOの電源配線31と入出力端子TIOからの信号配線との間に接続され、Nチャネル型トランジスタQ2は信号配線と第1接地電位VSSIOの接地配線32との間に接続される。ダイオードD1のアノードは入出力端子TIOからの信号配線に接続され、カソードは第1電源電位VDDIOの電源配線31に接続される。ダイオードD2のアノードは第1接地電位VSSIOの接地配線32に接続され、カソードは入出力端子TIOからの信号配線に接続される。ダイオードD1は、入出力端子TIOから信号配線および第1電源電位VDDIOの電源配線31を介し電源端子VDDIOに向かうサージ電流を流し、ダイオードD2は、接地端子TVDDIOから第1接地電位VSSIOの接地配線32および信号配線を介し入出力端子TIOに向かうサージ電流を流すようにされる。出力回路として、Pチャネル型トランジスタQ1を有さない、いわゆるオープンドレイン型であってもよい。また、入出力回路には出力回路および入力回路をいずれか一方を備えていなくてもよい。 P-channel transistor Q1 is connected between power supply wiring 31 of the first power supply potential VDDIO and the signal wiring from input/output terminal TIO, and N-channel transistor Q2 is connected between the signal wiring and ground wiring 32 of the first ground potential VSSIO. The anode of diode D1 is connected to the signal wiring from input/output terminal TIO, and the cathode is connected to power supply wiring 31 of the first power supply potential VDDIO. The anode of diode D2 is connected to ground wiring 32 of the first ground potential VSSIO, and the cathode is connected to the signal wiring from input/output terminal TIO. Diode D1 flows a surge current from input/output terminal TIO through the signal wiring and power supply wiring 31 of the first power supply potential VDDIO toward power supply terminal VDDIO, and diode D2 flows a surge current from ground terminal TVDDIO through ground wiring 32 of the first ground potential VSSIO and the signal wiring toward input/output terminal TIO. The output circuit may be a so-called open-drain type that does not have a P-channel transistor Q1. Also, the input/output circuit may not have either the output circuit or the input circuit.
図3では、電源端子TVDDから第2電源電位VDDが供給された電源配線(35,37、図4参照)と接地端子TVSSから第2接地電位VSSが供給された接地配線(36,38、図4参照)との間に、内部回路14、コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bが接続される。図3に示すように、コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bを、入出力セル11と同列に配置しないことにより、セル内配線抵抗が増大するのを回避できる。 In FIG. 3, the internal circuit 14, core power supply cell 13A, and core power supply cell 13B are connected between power supply wiring (35, 37, see FIG. 4) to which the second power supply potential VDD is supplied from the power supply terminal TVDD and ground wiring (36, 38, see FIG. 4) to which the second ground potential VSS is supplied from the ground terminal TVSS. As shown in FIG. 3, by not arranging the core power supply cell 13A and the core power supply cell 13B in the same row as the input/output cell 11, an increase in intra-cell wiring resistance can be avoided.
図4に示すように、入出力セル11、IO用電源セル12A、IO用電源セル12BがIO領域IORに配置されている。この例では、入出力セル11の両側にIO用電源セル12A、IO用電源セル12Bが配置されている。内部回路14は、コアロジック領域CERに配置されている。そして、コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bは、コアロジック領域CERとIO領域IORとの間の領域13Rに配置されている。また、コア用電源セル13Aおよびコア用電源セル13Bは、コアロジック領域CERとIO用電源セル12A、12Bとの間の領域(第4領域とも言う)13RRに配置されている。 As shown in FIG. 4, input/output cell 11, IO power supply cell 12A, and IO power supply cell 12B are arranged in IO region IOR. In this example, IO power supply cell 12A and IO power supply cell 12B are arranged on both sides of input/output cell 11. Internal circuit 14 is arranged in core logic region CER. Core power supply cell 13A and core power supply cell 13B are arranged in region 13R between core logic region CER and IO region IOR. Core power supply cell 13A and core power supply cell 13B are also arranged in region 13RR (also called the fourth region) between core logic region CER and IO power supply cells 12A and 12B.
電源端子TVDDは、内部回路14に配置された第2電源電位VDDの電源配線35に接続される。また、接地端子TVSSは、内部回路14に配置された第2接地電位VSSの接地配線36に接続される様に構成されている。 The power supply terminal TVDD is connected to a power supply wiring 35 of the second power supply potential VDD arranged in the internal circuit 14. The ground terminal TVSS is configured to be connected to a ground wiring 36 of the second ground potential VSS arranged in the internal circuit 14.
ここで、図4のレイアウト配置図の構成例の特徴を説明する。 Here, we will explain the features of the example layout configuration shown in Figure 4.
なお、コア電源セル13(13A、13B)の外形の長辺B2は、コア電源セル13(13A、13B)のトランジスタT3,T4のソース・ドレイン経路の方向(または、ゲート長方向)に沿うコア電源セル13(13A、13B)の辺とすることができる。コア電源セル13(13A、13B)の外形の短辺A2は、コア電源セル13(13A、13B)のトランジスタT3,T4のソース・ドレイン経路の方向と直交する方向(または、ゲート幅方向)に沿うコア電源セル13(13A、13B)の辺とすることができる。 The long side B2 of the outer shape of the core power cell 13 (13A, 13B) can be the side of the core power cell 13 (13A, 13B) that runs along the direction of the source-drain paths (or gate length direction) of transistors T3 and T4 of the core power cell 13 (13A, 13B). The short side A2 of the outer shape of the core power cell 13 (13A, 13B) can be the side of the core power cell 13 (13A, 13B) that runs along the direction (or gate width direction) that is perpendicular to the direction of the source-drain paths of transistors T3 and T4 of the core power cell 13 (13A, 13B).
また、IO用電源セル12(12A、12B)の外形の長辺B1は、IO用電源セル12(12A、12B)のトランジスタT1,T2のソース・ドレイン経路の方向(または、ゲート長方向)に沿うIO用電源セル12(12A、12B)の辺とすることができる。IO用電源セル12(12A、12B)の外形の短辺A1は、IO用電源セル12(12A、12B)のトランジスタT1,T2のソース・ドレイン経路の方向と直交する方向(または、ゲート幅方向)に沿うIO用電源セル12(12A、12B)の辺とすることができる。 Furthermore, the long side B1 of the outer shape of the IO power cell 12 (12A, 12B) can be the side of the IO power cell 12 (12A, 12B) that runs along the direction of the source-drain paths (or gate length direction) of the transistors T1, T2 of the IO power cell 12 (12A, 12B). The short side A1 of the outer shape of the IO power cell 12 (12A, 12B) can be the side of the IO power cell 12 (12A, 12B) that runs along the direction (or gate width direction) perpendicular to the direction of the source-drain paths of the transistors T1, T2 of the IO power cell 12 (12A, 12B).
1)コア電源セル13(13A、13B)内の配線抵抗の増大を回避するため、コア電源セル13(13A、13B)を、入出力セル11と同列に配置せずに、IO用電源セル12(12A、12B)の形成領域と内部回路14の形成領域と間の領域(第4領域)13RRに配置する。 1) To avoid an increase in wiring resistance within the core power cells 13 (13A, 13B), the core power cells 13 (13A, 13B) are not placed in the same row as the input/output cells 11, but are placed in the region (fourth region) 13RR between the formation region of the IO power cells 12 (12A, 12B) and the formation region of the internal circuit 14.
2)コア電源セル13(13A、13B)の外形の長辺B2は、IO用電源セル12(12A、12B)の長辺B1よりも小さい(B2<B1)。 2) The long side B2 of the core power cells 13 (13A, 13B) is smaller than the long side B1 of the IO power cells 12 (12A, 12B) (B2<B1).
3)コア電源セル(13A、13B)外形の短辺A2は、IO用電源セル12(12A、12B)の短辺A1と同等かまたはそれ以上である(A2≧A1)。 3) The short side A2 of the core power cell (13A, 13B) is equal to or greater than the short side A1 of the IO power cell 12 (12A, 12B) (A2 ≧ A1).
4)入出力セル11と内部回路14の間には、コア電源セル13(13A、13B)を配置しないようにする。これにより、レベルシフタ回路LSCと内部回路14との間の信号配線SLのレイアウト自由度を向上させることができる。 4) Core power supply cells 13 (13A, 13B) are not placed between the input/output cells 11 and the internal circuit 14. This improves the layout flexibility of the signal wiring SL between the level shifter circuit LSC and the internal circuit 14.
実施例の半導体装置によれば、静電気ストレスに対して、ESD保護回路(CESD)よりも先に脆弱な内部回路(例えば、レベルシフタ回路LSC)が破壊することなく、所望のESD耐性を確保できる。特に、車載半導体製品で求められるHBM 2kVを確実に達成できる。 The semiconductor device of the embodiment can ensure the desired ESD resistance without damaging vulnerable internal circuits (e.g., level shifter circuits LSC) before the ESD protection circuit (CESD) does due to electrostatic stress. In particular, it can reliably achieve the HBM 2kV required for automotive semiconductor products.
以上、本開示者によってなされた開示を実施形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。 The disclosure made by the present inventor has been specifically described above based on embodiments and examples, but it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments and examples and can be modified in various ways.
10:半導体装置
11:入出力セル
12、12A、12B:IO用電源セル
13、13A、13B:コア電源セル
14:内部回路
IOR:IO領域(第1領域)
CER:コアロジック領域(中央領域、第2領域)
13R:第3領域
13RR:第4領域
ESD,CESD:ESD保護回路
10: Semiconductor device 11: Input/output cell 12, 12A, 12B: IO power supply cell 13, 13A, 13B: Core power supply cell 14: Internal circuit IOR: IO region (first region)
CER: Core logic region (central region, second region)
13R: Third area 13RR: Fourth area ESD, CESD: ESD protection circuit
Claims (2)
前記コア用電源セルはESD保護回路を含み、
前記入出力セルはレベルシフタ回路を含み、前記レベルシフタ回路は前記入出力セル内に配置され、
前記コアロジック回路は、前記入出力セルの外に配置され、
前記コア用電源セルは、
前記入出力セルと同列には配置されておらず、
前記入出力セルと前記IO用電源セルとが配置された第1領域と前記コアロジック回路が配置された第2領域の間に配置された第3領域に配置され、
前記コア用電源セルは、
前記入出力セルと前記コアロジック回路との間には配置せずに、
前記IO用電源セルと前記コアロジック回路との間の第4領域に配置にする、
半導体装置。 A semiconductor device in which input/output cells, IO power supply cells, core power supply cells, and a core logic circuit are arranged on a chip,
the core power cell includes an ESD protection circuit;
the input/output cell includes a level shifter circuit, the level shifter circuit being disposed within the input/output cell;
the core logic circuit is arranged outside the input/output cell;
The core power cell includes:
are not arranged in the same row as the input/output cells,
the third region is disposed between a first region in which the input/output cells and the IO power supply cells are disposed and a second region in which the core logic circuit is disposed;
The core power cell includes:
not disposed between the input/output cell and the core logic circuit,
and disposing the power supply cells in a fourth region between the IO power supply cells and the core logic circuit.
Semiconductor device.
前記コア用電源セルは、
その外形寸法の長辺は、前記IO用電源セルの外形の長辺よりも短く形成されており、
その外形寸法の短辺は、前記IO用電源セルの外形の短辺と同等以上である、半導体装置。 2. The semiconductor device of claim 1,
The core power cell includes:
The long side of the external dimension of the power supply cell for I/O is shorter than the long side of the external dimension of the power supply cell for I/O,
The short side of the external dimension of the semiconductor device is equal to or greater than the short side of the external dimension of the IO power supply cell.
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