电子电路和半导体装置制造方法及图纸

一种电子电路，包括：第一电路，每个第一电路包括第一场效应晶体管，其源极被提供第一电压和第二电压至少之一；以及第二电路，每个第二电路与相应的一个第一电路相关联，并且产生施加到第一场效应晶体管的反向偏置电压，以便根据第一电压和第二电压至少之一的改变而改变。

【技术实现步骤摘要】
电子电路和半导体装置
本文讨论的实施方式的某一方面涉及一种电子电路和半导体装置。
技术介绍
由于电源线的电阻，会出现依赖于芯片上位置的电源电压的下降。因此，芯片中不同位置的晶体管具有不同的特性。已知一种旨在抑制不同特性出现的半导体装置，其中芯片被划分成电路块，并且施加到块中的场效应晶体管（FET）的反向偏置电压可在块的基础上被控制（例如，参见日本特开2008-227155号公报）。已知一种电路，其产生根据电源电压的波动而改变的参考电压（例如，参见日本特开2007-128395号公报）。
技术实现思路
本专利技术的一个方面的目的是提供一种电子电路和半导体装置，其包括控制对每多个电路施加的反向偏置电压的简化电路。根据本专利技术的一个方面，提供一种电子电路，包括：第一电路，每个第一电路包括第一场效应晶体管，其源极被提供第一电压和第二电压的至少之一；以及第二电路，每个第二电路与相应的一个第一电路相关联，并且产生施加到第一场效应晶体管的反向偏置电压，以便根据第一电压和第二电压的至少之一的改变而改变。附图说明图1是根据第一实施方式的半导体装置的示意图；图2是作为包括在第一电路中的示例性电路的逆变器电路的电路图；图3A和3B是第二电路的例子的电路图；图4是根据第一实施方式的一部分电路的电路图；图5是第二电路的布局的图；图6A和6B是示出了第二电路的模拟结果的图；图7A和7B是示出了第二电路的模拟结果的图；图8是根据第二实施方式的半导体装置的框图；图9是VNWC产生电路的电路图；图10是VNWS和VNW随时间的模拟结果的图；图11是根据第二实施方式的半导体装置的另一个例子的示意图；以及图12是根据第三实施方式的半导体装置的示意图。具体实施方式为了根据电源电压的下降来分离地控制针对每个电路的反向偏置电压，可以针对每个电路准备要施加的反向偏置电压。然而，该准备使用控制反向偏置电压的复杂电路。根据下文描述的实施方式的一个方面，简化了控制针对每个电路的反向偏置电压的电路。现在，参照附图给出实施方式的描述。第一实施方式图1是根据第一实施方式的半导体装置的示意图。参照图1，例如，电子电路被形成在由硅制成的半导体芯片10中。电子电路包括多个第一电路14和多个第二电路16，每个第二电路16对应于相应的一个第一电路14。半导体芯片10被划分成多个块12。至少一个第一电路14被提供在每个块12中。通过电源线18对每个第一电路14提供电源电压VSS和VDD（分别为第一电压和第二电压）。电源电压VDD高于电源电压VSS。电源电压VSS可以是接地电压。每个第一电路14包括第一场效应晶体管，其源极被提供第一电压和第二电压中的一个。例如，每个第一电路14包括场效应晶体管，其源极和漏极分别被提供电源电压VSS和VDD。第二电路16产生施加到场效应晶体管的反向偏置电压。互连线19被连接到第二电路16。互连线19包括用于VPWC、VPWS、VNWS和VNWC的线，如稍后所述。电源线18和互连线19是例如由铜或铝制成的金属线。半导体芯片10可以具有例如1mm×1mm到10mm×10mm的尺寸。块12可以具有例如100μm×100μm到1mm×1mm的尺寸。在半导体芯片10中，例如可以以若干行和若干列到几十行和几十列来布置块12。图2是逆变器电路的电路图，其是第一电路中的示例性电路。参照图2，逆变器电路包括场效应晶体管21和22（第一场效应晶体管）。场效应晶体管21是n沟道场效应晶体管，而场效应晶体管22是p沟道场效应晶体管。场效应晶体管21和22的栅极共同连接到输入节点23。场效应晶体管21和22的漏极共同连接到输出节点24。场效应晶体管21的源极连接到施加有电源电压VSS的电源节点25。场效应晶体管22的源极连接到施加有电源电压VDD的电源节点26。场效应晶体管21的背栅连接到施加有反向偏置电压VPW的节点27。场效应晶体管22的背栅连接到施加有另一反向偏置电压VNW的节点28。在图1中的电源线18较长的情况下，由于其布线电阻，导致电源电压VDD和VSS下降。当通过互连线从块12的外部提供反向偏置电压时，反向偏置电压下降。当电源电压和/或反向偏置电压改变时，场效应晶体管的特性改变。例如，当电源电压之差减小且流经场效应晶体管的电流减小时，场效应晶体管的延迟时间增加。考虑场效应晶体管的特性的改变来计算每个电路的延迟时间。当在电路设计中考虑场效应晶体管的特性的较大改变时，每个电路中的时序设计会有困难。例如，在半导体芯片10的边缘附近电源电压VDD是0.7V的情况下，半导体芯片10的中心附近的块12中电源电压是0.7V-α（VDD）。参数α（VDD）是由电源线18引起的电源电压VDD的下降。在场效应晶体管22被提供等于VDD+0.4V的反向偏置电压VNW的情况下，在半导体芯片10的中心附近的块12中的反向偏置电压VNW是VDD+0.4-α（VNW）。参数α（VNW）是由布线电阻引起的反向偏置电压VNW的下降。在半导体芯片10的边缘附近施加到场效应晶体管22的反向偏置电压Vbs是0.4V。然而，半导体芯片10的中心附近的反向偏置电压Vbs等于（VDD+0.4V-α（VNW））-VDD-α（VDD））=0.4V-α（VNW）+α（VDD）。如上所述，由于VDD和VSS以及VNW和VPW中的电压降，不同的块12具有场效应晶体管21和22的不同特性。图3A和3B是第二电路的示例性配置的电路图。第二电路30a和30b分别从电源电压VDD和VSS产生VNW和VPW。第二电路30a和30b产生反向偏置电压VNW和VPW，该反向偏置电压VNW和VPW改变以分别跟随电源电压VDD和VSS的改变。参照图3A，第二电路30a具有电阻器R1（第一电阻器）、电阻器R2（第二电阻器）、电阻器R3（第三电阻器）、场效应晶体管37（第二场效应晶体管）和场效应晶体管38（第三场效应晶体管）。节点31（第一节点）被提供电源电压VDD（第二电压）。节点33（第二节点）被提供电压VNWS（第三电压）。电压VNWS高于电源电压VDD。反向偏置电压VNW通过节点23（第三节点）被输出。节点34（第四节点）被提供控制电压VNWC（第四电压）。电阻器R1和R2在节点31和节点32之间串联连接。场效应晶体管37的源极连接到节点31，栅极连接到电阻器R1和R2之间的节点35，漏极连接到节点33。场效应晶体管37的背栅连接到节点34。电阻器R3在场效应晶体管37的漏极和节点33之间串联连接。场效应晶体管38的源极连接到节点33，栅极连接到场效应晶体管37的漏极和电阻器R3之间的节点36，漏极连接到节点32。场效应晶体管37和38是n沟道场效应晶体管。场效应晶体管38和电阻器R3形成电流源，其提供电流I到电阻器R1和R2。电流I几乎是恒定的，与电源电压VDD和VSS无关。跨电阻器R1的电势差是I×R1，其中R1是R1的电阻。该电势差是场效应晶体管37的栅源电压Vgs。因此，Vgs=I×R1。节点31和32之间的电势差是VNW-VDD，其等于I×（R1+R2），其中R2是R2的电阻。因此，VNW-VDD=Vgs×（1+R2/R1）。也就是说，VNW-VDD是Vgs的常数倍。栅源电压Vgs几乎是恒定的。因此，电势差V本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2012.10.22 JP 2012-2331711.一种电子电路，包括：第一电源线；第二电源线，被配置成沿着所述第一电源线布置；多个第一电路，每个第一电路包括第一场效应晶体管，所述多个第一电路中的每个第一电路被配置成沿着所述第一电源线和所述第二电源线布置，所述多个第一电路中的每个通过所述第一电源线连接到第一电源节点，且通过所述第二电源线连接到第二电源节点，施加到所述第一电源节点的第一电源电压基于所述第一电源节点到所述多个第一电路中每个的距离而被改变成改变后的第一电源电压，施加到所述第二电源节点的第二电源电压基于所述第二电源节点到所述多个第一电路中每个的距离而被改变成改变后的第二电源电压，所述多个第一电路中的每个被提供有改变后的第一电源电压中相应的一个和改变后的第二电源电压中相应的一个，所述多个第一电路中每个的第一场效应晶体管的源极被提供改变后的第一电压中相应的一个和改变后的第二电源电压中相应的一个的至少之一；以及多个第二电路，每个第二电路与相应的一个第一电路相关联，沿着所述第一电源线和所述第二电源线布置，并且每个被配置成产生施加到所述相应的一个第一电路的所述第一场效应晶体管的反向偏置电压，以便所述反向偏置电压根据所述改变后的第一电源电压中相应的一个和第二电源电压中相应的一个中至少之一而改变。2.如权利要求1所述的电子电路，其中，所述多个第二电路中的每个包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第一电阻器和第二电阻器，第二场效应晶体管以及电流源，所述第一节点被提供所述改变后的第一电源电压中相应的一个和所述改变后的第二电源电压中相应的一个之一，所述第二节点被提供低于所述改变后的第一电源电压中相应的一个或高于所述改变后的第二电源电压中相应的一个的第三电压，通过所述第三节点输出反向偏置电压，所述第四节点被提供第四电压，所述第一电阻器和第二电阻器在所述第一节点和第三节点之间串联连接，所述第二场效应晶体管的源极被连接到所述第一节点，栅极被连接到所述第一电阻器和第二电阻器之间的节点，漏极被连接到所述第二节点，背栅被连接到所述第四节点，所述电流源在所述第二节点和第三节点之间连接并且对所述第一电阻器和第二电阻器提供电流。3.如权利要求2所述的电子电路，其中，所述电流源包括第三电阻器和第三场效应晶体管，所述第三电阻器被连接在所述第二场效应晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：长山准，粟屋友晴，
申请(专利权)人：富士通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：