包括功率门控电路的半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置可以包括逻辑电路和控制逻辑。控制逻辑可以被配置为监控逻辑电路的特性，以允许半导体装置以不同的操作速度操作。

Semiconductor Device Including Power Gating Circuit

A semiconductor device may include logic circuits and control logic. Control logic can be configured to monitor the characteristics of logic circuits to allow semiconductor devices to operate at different operating speeds.

【技术实现步骤摘要】
包括功率门控电路的半导体装置相关申请的交叉引用本申请要求2017年10月12日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0132778号韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。
各种实施例总体而言涉及一种半导体技术，并且更具体地，涉及功率门控电路和包括其的半导体装置。
技术介绍
电子装置可以包括大量电子组件。在电子装置之中，计算机系统可以包括许多由半导体制造的电子组件。配置计算机系统的半导体装置可以通过施加电源电压来操作。电源电压可以从诸如功率管理集成电路的外部电源来施加。半导体装置可以在各种操作模式下操作，并且通常可以在激活模式和待机模式下操作。激活模式可以是半导体装置实际执行它们可以执行的功能的模式，而待机模式可以是半导体装置消耗最小功率的休眠模式。半导体装置可以使用功率门控电路以最小化待机模式下的功耗。功率门控电路可以将配置每个半导体装置的各种逻辑电路与施加有电源电压的端子耦接，从而将电源电压施加到各种逻辑电路，并且可以切断电源电压与逻辑电路的耦接，从而减少每个半导体装置的待机模式下的功耗。此外，功率门控电路应该具有能够在每个半导体装置的激活模式下将电源电压稳定地提供给各种逻辑电路的驱动能力。一般而言，功率门控电路可以由晶体管元件构成。然而，每个晶体管会根据制造环境而具有工艺偏差和/或变化，并且会根据操作情况而具有温度变化。因此，在统一设计和控制晶体管的情况下，功率门控效率会降低。
技术实现思路
在一个实施例中，可以提供一种半导体装置。所述半导体装置可以包括：第一逻辑电路；第二逻辑电路；第一功率门控电路，其被配置为基于第一门控信号而经由第一电源节点将第一电源电压提供给所述第一逻辑电路；第二功率门控电路，其被配置为基于第二门控信号而经由第二电源节点将所述第一电源电压提供给所述第二逻辑电路；第一开关电路，其被配置为基于第一开关控制信号而将所述第一电源节点与所述第二电源节点耦接；以及控制逻辑电路，其被配置为监控所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性，并且产生所述第一开关控制信号。在一个实施例中，可以提供一种半导体装置。所述半导体装置可以包括耦接在第一电源电压与第一公共电源节点之间的两个或更多个功率门控电路。所述半导体装置可以包括两个或更多个逻辑电路，所述两个或更多个逻辑电路中的每一个逻辑电路经由所述第一公共电源节点彼此耦接。所述半导体装置可以包括控制逻辑电路，其被配置为获得基于所述逻辑电路的监控特性，以控制用于将所述第一电源电压提供给所述两个或更多个逻辑电路的多个功率门控电路。在一个实施例中，可以提供一种半导体装置。所述半导体装置可以包括经由第一电源节点耦接到第一电源电压的第一逻辑电路。所述半导体装置可以包括经由第二电源节点耦接到所述第一电源电压的第二逻辑电路。所述半导体装置可以包括控制逻辑电路，其被配置为监控所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性，以根据所监控的特性来选择性地将所述第一电源节点与所述第二电源节点耦接。附图说明图1是示出根据一个实施例的半导体装置的配置的示例代表的示图。图2是示出图1所示的特性监控电路的配置的示例代表的示图。图3是示出图1所示的功率门控控制电路的配置的示例代表的示图。图4是示出根据一个实施例的半导体装置的配置的示例代表的示图。具体实施方式在下文中，下面将参考附图通过各种示例的实施例来描述包括功率门控电路的半导体装置。各种实施例可以针对一种半导体装置，该半导体装置能够监控逻辑电路的特性、开关与不同逻辑电路耦接的功率门控电路、以及改变要被提供给逻辑电路的电源电压的驱动力。图1是示出根据一个实施例的半导体装置1的配置的示例代表的示图。半导体装置1可以包括至少两个逻辑电路和至少两个功率门控电路。参考图1，将通过示例包括三个逻辑电路的方式来描述半导体装置1。半导体装置1可以包括第一逻辑电路111、第二逻辑电路112和第三逻辑电路113。第一逻辑电路至第三逻辑电路111、112和113可以是能够执行各种功能的未指定的电路。第一逻辑电路至第三逻辑电路111、112和113可以通过接收第一电源电压VH和第二电源电压VL来操作。第一电源电压VH可以是高电压，并且可以是例如作为半导体装置1的操作电源而从外部电源施加的外部电源电压。第二电源电压VL可以是具有比第一电源电压VH低的电平的低电压，并且可以是例如接地电压。然而，这并非意在限制第一电源电压VH和第二电源电压VL的种类和电平，并且要注意的是，第一电源电压VH和第二电源电压VL的种类和电平可以根据第一逻辑电路至第三逻辑电路111、112和113的种类和功能而改变。半导体装置1可以包括第一功率门控电路121、第二功率门控电路122和第三功率门控电路123。第一功率门控电路至第三功率门控电路121、122和123可以分别基于分配给其的门控信号而分别为第一逻辑电路至第三逻辑电路111、112和113提供第一电源电压VH。第一功率门控电路121可以基于第一门控信号SP1而为第一电源节点PUN1提供第一电源电压VH。第一逻辑电路111可以与第一电源节点PUN1耦接，并接收第一电源电压VH。第二功率门控电路122可以基于第二门控信号SP2而为第二电源节点PUN2提供第一电源电压VH。第二逻辑电路112可以与第二电源节点PUN2耦接，并接收第一电源电压VH。第三功率门控电路123可以基于第三门控信号SP3而为第三电源节点PUN3提供第一电源电压VH。第三逻辑电路113可以与第三电源节点PUN3耦接，并接收第一电源电压VH。第一功率门控电路至第三功率门控电路121、122和123可以根据半导体装置1的操作来选择性地提供第一电源电压VH。例如，当半导体装置1处于待机模式时，第一功率门控电路至第三功率门控电路121、122和123可以基于第一门控信号至第三门控信号SP1、SP2和SP3而阻止第一电源电压VH被分别提供给第一电源节点至第三电源节点PUN1、PUN2和PUN3。当半导体装置1不处于待机模式时，例如，当半导体装置1处于激活模式时，第一功率门控电路至第三功率门控电路121、122和123可以基于第一门控信号至第三门控信号SP1、SP2和SP3而将第一电源电压VH分别提供给第一电源节点至第三电源节点PUN1、PUN2和PUN3。待机模式可以指半导体装置1的低功耗模式，并且可以包括休眠模式、掉电模式、深度掉电模式等。当半导体装置1处于待机模式时，第一门控信号至第三门控信号SP1、SP2和SP3可以被禁止，而当半导体装置1不处于待机模式时，第一门控信号至第三门控信号SP1、SP2和SP3可以被使能。第一功率门控电路121可以包括第一门控晶体管P1。第一门控晶体管P1可以是P型沟道MOS晶体管。第一门控晶体管P1可以基于第一门控信号SP1而经由第一电源节点PUN1将第一电源电压VH施加到第一逻辑电路111。第一门控晶体管P1可以具有接收第一门控信号SP1的栅极、与第一电源电压VH的端子耦接的源极以及与第一电源节点PUN1耦接的漏极。第二功率门控电路122可以包括第二门控晶体管P2。第二门控晶体管P2可以是P型沟道MOS晶体管。第二门控晶体管P2可以基于第二门控信号SP2而经由第二电源节点PUN2将第一电源电压VH施加到第二逻辑电路112。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包括：第一逻辑电路；第二逻辑电路；第一功率门控电路，其被配置为基于第一门控信号而经由第一电源节点将第一电源电压提供给所述第一逻辑电路；第二功率门控电路，其被配置为基于第二门控信号而经由第二电源节点将所述第一电源电压提供给所述第二逻辑电路；第一开关电路，其被配置为基于第一开关控制信号而将所述第一电源节点与所述第二电源节点耦接；以及控制逻辑电路，其被配置为监控所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性，并且产生所述第一开关控制信号。

【技术特征摘要】
2017.10.12 KR 10-2017-01327781.一种半导体装置，包括：第一逻辑电路；第二逻辑电路；第一功率门控电路，其被配置为基于第一门控信号而经由第一电源节点将第一电源电压提供给所述第一逻辑电路；第二功率门控电路，其被配置为基于第二门控信号而经由第二电源节点将所述第一电源电压提供给所述第二逻辑电路；第一开关电路，其被配置为基于第一开关控制信号而将所述第一电源节点与所述第二电源节点耦接；以及控制逻辑电路，其被配置为监控所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性，并且产生所述第一开关控制信号。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性包括工艺变化和温度变化。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，当所述半导体装置处于待机模式时，所述控制逻辑电路禁止所述第一开关控制信号，而当所述半导体装置不处于所述待机模式时，所述控制逻辑电路基于监控所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性的结果来选择性地使能所述第一开关控制信号。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述控制逻辑电路在所述半导体装置的上电时段中关断所述第一开关电路。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述控制逻辑电路包括：特性监控电路，其被配置为监控所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路的特性并且产生特性信息；以及功率门控控制电路，其被配置为基于所述特性信息来产生所述第一开关控制信号。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述特性监控电路包括：脉冲发生器，其被配置为接收时钟信号并且产生电平信号和参考信号；包括多个延迟部分的延迟线，所述多个延迟部分复制所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路中的至少一个，所述多个延迟部分将所述电平信号依次延迟；以及特性信息发生器，其被配置为基于所述参考信号而从所述多个延迟部分的输出来产生所述特性信息。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述功率门控控制电路产生合成码，以复制在所述第一逻辑电路和所述第二逻辑电路中包括的多个信号路径；以及其中，用于所述多个延迟部分的延迟量基于所述合成码而被改变。8.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述特性信息发生器包括：多个触发器，其分别与所述多个延迟部分之中的对应延迟部分的输出端子耦接，并且被配置为基于所述参考信号来接收所述对应延迟部分的输出；以及编码器，其被配置为对所述多个触发器的输出信号进行编码并且产生所述特性信息。9.根据权利要求5所述的半导体装置，其中，所述功率门控控制电路包括：寄存器，其被配置为接收和储存所述特性信息，并且基于特性信息选择信号来输出储存在其中的特性信息；控制器，其被配置为将使能信号提供给所述特性监控电路，并将所述特性信息选择信号提供给所述寄存器；以及控制信号发生器，其被配置为基于掉电信号和从所述寄存器输出的所述特性信息来产生所述第一开关控制信号。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中，当所述半导体装置以第一频率操作时，所述寄存器将所述特性信息储存为快模式特性信息，而当所述半导体装置以低于所述第一频率的第二频率操作时，所述寄存器将所述特性信息储存为慢模式特性信息。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，当所述半导体装置以所述第一频率操作时，所述控制器产生所述特性信息选择信号，使得所述快模式特性信息被输出，而当所述半导体装置以所述第二频率操作时，所述控制器产生所述特性信息选择信号，使得所述慢模式特性信息被输出。12.根据权利要求9所述的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：金雄来，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR