JP2002158293A

Semiconductor device and portable electronic apparatus

Abstract

[Task] To provide a low power consumption and highly reliable semiconductor device having a DTMOS and a variable substrate bias transistor, and a portable electronic device using the semiconductor device.

Solution.Three layers of well regions 12,14,16; 13,15,16 are formed on the semiconductor substrate 11, and DTMOS29,30 and substrate bias transistors 27,28 are provided in the shallow well regions 16,17. Wide element separation regions 181,182,183 are provided at the boundary of the PNP, NPN or NPNP structure, and narrow element separation regions 18 are provided when the conductive types of the well regions on both sides are the same. As a result, a plurality of well regions of each conductive type provided with the substrate bias variable transistors 27 and 28 of each conductive type can be electrically independent of each other, and power consumption can be reduced. Moreover, the latch-up phenomenon can be suppressed.

JP2002158293A, drawing sheet 1
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10 claims: 3 independent, 7 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板内に形成された第1導電型の1番目に深いウェル領域と、 前記第1導電型の1番目に深いウェル領域上に形成された第1導電型の2番目に深いウェル領域と、 前記第1導電型の2番目に深いウェル領域上に形成された第2導電型の浅いウェル領域と、 前記第2導電型の浅いウェル領域上に形成され、ゲート電極と前記第2導電型の浅いウェル領域とが電気的に接続された第1導電型の動的閾値トランジスタと、 前記第1導電型の1番目に深いウェル領域上に形成された第2導電型の2番目に深いウェル領域と、 前記第2導電型の2番目に深いウェル領域上に形成された第2導電型の浅いウェル領域と、 前記第2導電型の浅いウェル領域上に形成された第1導電型の電界効果トランジスタと、 前記第2導電型の浅いウェル領域上に形成され、前記第1導電型の電界効果トランジスタの基板バイアスを変化させるための入力端子と、 前記半導体基板内に形成された第2導電型の1番目に深いウェル領域と、 前記第2導電型の1番目に深いウェル領域上に形成された第2導電型の2番目に深いウェル領域と、 前記第2導電型の2番目に深いウェル領域上に形成された第1導電型の浅いウェル領域と、 前記第1導電型の浅いウェル領域上に形成され、ゲート電極と前記第1導電型の浅いウェル領域とが電気的に接続された第2導電型の動的閾値トランジスタと、 前記第2導電型の1番目に深いウェル領域上に形成された第1導電型の2番目に深いウェル領域と、 前記第1導電型の2番目に深いウェル領域上に形成された第1導電型の浅いウェル領域と、 前記第1導電型の浅いウェル領域上に形成された第2導電型の電界効果トランジスタと、 前記第1導電型の浅いウェル領域上に形成され、前記第2導電型の電界効果トランジスタの基板バイアスを変化させるための入力端子と、 前記第1導電型の2番目に深いウェル領域と前記第2導電型の浅いウェル領域との接合の深さよりも深く、かつ、前記第1導電型の1番目に深いウェル領域と前記第2導電型の2番目に深いウェル領域との接合の深さよりも浅い素子分離領域と、 前記第2導電型の2番目に深いウェル領域と前記第1導電型の浅いウェル領域との接合の深さよりも深く、かつ、前記第2導電型の1番目に深いウェル領域と前記第1導電型の2番目に深いウェル領域との接合の深さよりも浅い素子分離領域とを備えることを特徴とする半導体装置。
  2. 2
    【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、前記第1導電型の1番目に深いウェル領域上に形成された第2導電型の2番目に深いウェル領域と、前記第2導電型の2番目に深いウェル領域上に形成された第2導電型の浅いウェル領域と、前記第2導電型の浅いウェル領域上に形成された第1導電型の電界効果トランジスタと、前記第2導電型の浅いウェル領域上に形成され、前記第1導電型の電界効果トランジスタの基板バイアスを変化させるための入力端子とからなる第1導電型の回路ブロック、あるいは、 前記第2導電型の1番目に深いウェル領域上に形成された第1導電型の2番目に深いウェル領域と、前記第1導電型の2番目に深いウェル領域上に形成された第1導電型の浅いウェル領域と、前記第1導電型の浅いウェル領域上に形成された第2導電型の電界効果トランジスタと、前記第1導電型の浅いウェル領域上に形成され、前記第2導電型の電界効果トランジスタの基板バイアスを変化させるための入力端子とからなる第2導電型の回路ブロックの少なくとも一方を複数個備えることを特徴とする半導体装置。
  3. 3
    【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体装置において、前記第1導電型の動的閾値トランジスタと前記第2導電型の動的閾値トランジスタ、または前記第1導電型の電界効果トランジスタと前記第2導電型の電界効果トランジスタ、または前記第1導電型の動的閾値トランジスタと前記第2導電型の電界効果トランジスタ、または前記第1導電型の電界効果トランジスタと前記第2導電型の動的閾値トランジスタで相補型回路を構成することを特徴する半導体装置。
  4. 4
    【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の半導体装置において、前記素子分離領域の幅は少なくとも2種類有り、一方の側にある浅いウェル領域が第1導電型で、他方の側にある浅いウェル領域の導電型が第2導電型で、かつ、前記一方の側にある2番目に深いウェル領域が第2導電型で、他方の側にある2番目に深いウェル領域の導電型が第1導電型である前記素子分離領域の幅をA、両側にある浅いウェル領域の導電型が同一で、かつ、両側にある2番目に深いウェル領域の導電型が互いに異なる前記素子分離領域の幅をB、両側にある浅いウェル領域の導電型が同一で、かつ、両側にある2番目に深いウェル領域の導電型が同一である前記素子分離領域の幅をCとするとき、 A>C、B>C であることを特徴とする半導体装置。
  5. 5
    【請求項5】 半導体基板と、 前記半導体基板内に形成された第1導電型の深いウェル領域と、 前記第1導電型の深いウェル領域上に形成された第1導電型の浅いウェル領域と、 前記第1導電型の深いウェル領域上に形成された第2導電型の深いウェル領域と、 前記第1導電型の深いウェル領域上に形成された第1の第2導電型の浅いウェル領域と、 前記第2導電型の浅いウェル領域上に形成され、ゲート電極と前記第2導電型の浅いウェル領域とが電気的に接続された第1導電型の動的閾値トランジスタと、 前記第2導電型の深いウェル領域上に形成された第2の第2導電型の浅いウェル領域と、 前記第2の第2導電型の浅いウェル領域上に形成された第1導電型の電界効果トランジスタと、 前記第1導電型の深いウェル領域と前記第2導電型の浅いウェル領域との接合の深さよりも深く、かつ、前記第1導電型の深いウェル領域と前記第2導電型の深いウェル領域との接合の深さよりも浅い少なくとも2種類の幅を有する素子分離領域とを備え、 両側にある浅いウェル領域の導電型が同一で、かつ、両側にある深いウェル領域の導電型が互いに異なる前記素子分離領域の幅をB、両側にある浅いウェル領域の導電型が同一で、かつ、両側にある深いウェル領域の導電型が同一である前記素子分離領域の幅をCとするとき、 B>C であることを特徴とする半導体装置。
  6. 6
    【請求項6】 半導体基板と、 前記半導体基板内に形成された第1導電型の深いウェル領域と、 前記第1導電型の深いウェル領域上に形成された第1の第1導電型の浅いウェル領域と、 前記第1の第1導電型の浅いウェル領域上に形成された第2導電型の電界効果トランジスタと、 前記第1導電型の深いウェル領域上に形成された第1の第2導電型の浅いウェル領域と、 前記第1の第2導電型の浅いウェル領域上に形成され、ゲート電極と前記第2導電型の浅いウェル領域とが電気的に接続された第1導電型の動的閾値トランジスタと、 前記第1導電型の深いウェル領域上に形成された第2導電型の深いウェル領域と、 前記第2導電型の深いウェル領域上に形成された第2の第2導電型の浅いウェル領域と、 前記第2の第2導電型の浅いウェル領域上に形成された第1導電型の電界効果トランジスタと、 前記第2導電型の深いウェル領域上に形成された第2の第1導電型の浅いウェル領域と、 前記第2の第1導電型の浅いウェル領域上に形成され、ゲート電極と前記第2の第1導電型の浅いウェル領域とが電気的に接続された第2導電型の動的閾値トランジスタと、 前記第1導電型の深いウェル領域と前記第1の第2導電型の浅いウェル領域との接合の深さ、及び、前記第2導電型の深いウェル領域と前記第2の第1導電型の浅いウェル領域との接合の深さよりも深く、かつ、前記第1導電型の深いウェル領域と前記第2導電型の深いウェル領域との接合の深さよりも浅い少なくとも2種類の幅を有する素子分離領域とを備え、 一方の側にある浅いウェル領域が第1導電型で、他方の側にある浅いウェル領域の導電型が第2導電型で、かつ、一方の側にある深いウェル領域が第2導電型で、他方の側にある深いウェル領域の導電型が第1導電型である前記素子分離領域の幅をA、両側にある浅いウェル領域の導電型が同一で、かつ、両側にある深いウェル領域の導電型が互いに異なる前記素子分離領域の幅をB、両側にある浅いウェル領域の導電型が同一で、かつ、両側にある深いウェル領域の導電型が同一である前記素子分離領域の幅をCとするとき、 A>C、B>C であることを特徴とする半導体装置。
  7. 7
    【請求項7】 請求項4または6に記載の半導体装置において、A=Bであることを特徴とする半導体装置。
  8. 8
    【請求項8】 請求項4または6に記載の半導体装置において、0.18μm<A<0.7μmであることを特徴とする半導体装置。
  9. 9
    【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか1つに記載の半導体装置において、前記素子分離領域はSTIからなることを特徴とする半導体装置。
  10. 10
    【請求項10】 請求項1乃至9のいずれか1つに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする携帯電子機器。
Independent claims10