JP2013085272A - Semiconductor circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、pMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを組み合わせたCMOS等の半導体回路に係り、特に、耐放射線特性に優れた半導体回路に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor circuit such as a CMOS in which a pMOS transistor and an nMOS transistor are combined, and more particularly to a semiconductor circuit having excellent radiation resistance.
従来、pMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを組み合わせた半導体回路、例えば、インバータ、バッファ、NANDやNOR等は、様々な電子機器に搭載され、幅広く使用されている。
このような半導体回路として、例えば、特開2002−261597号公報(特許文献1)に示されるものがある。
上記特許文献1には、1つのpMOSトランジスタと1つのnMOSトランジスタとを直列に接続し、その接続点を出力端子に接続するとともに、互いのゲートを共通の入力端子に接続したインバータが開示されている。
Conventionally, a semiconductor circuit combining a pMOS transistor and an nMOS transistor, for example, an inverter, a buffer, a NAND, a NOR, and the like is mounted on various electronic devices and widely used.
An example of such a semiconductor circuit is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-261597 (Patent Document 1).
ところで、上記特許文献1に開示されているような半導体回路を組み込んだ電子回路を宇宙空間のように、自然放射線よりも強い放射線を受ける環境下で動作させた場合、放射線の入射により、オフ状態のMOSトランジスタが過渡的にオン状態となり、一時的に回路が短絡し、出力電圧が変動してしまうという不具合が生ずる。
この出力電圧の変動は、データが反転するソフトエラーの原因となり、電子機器の誤動作を招くという問題があった。
By the way, when an electronic circuit incorporating a semiconductor circuit as disclosed in
This fluctuation of the output voltage causes a soft error in which data is inverted, which causes a malfunction of the electronic device.
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、耐放射線特性の優れた半導体回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor circuit having excellent radiation resistance.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の参考例は、一のpMOSトランジスタ又は一のpMOSトランジスタを備えた並列回路に、少なくとも1つの他のpMOSトランジスタ又は少なくとも1つの他のpMOSトランジスタを備えた並列回路を直列に接続するとともに、前記pMOSトランジスタ及び前記他のpMOSトランジスタのゲートに共通の信号が入力される第1の回路ブロック、及び/又は、一のnMOSトランジスタ又は一のnMOSトランジスタを備えた並列回路に、少なくとも1つの他のnMOSトランジスタ又は少なくとも1つの他のnMOSトランジスタを備えた並列回路を直列に接続するとともに、前記nMOSトランジスタ及び前記他のnMOSトランジスタのゲートに共通の信号が入力される第2の回路ブロックを備える半導体回路。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
In the reference example of the present invention, at least one other pMOS transistor or a parallel circuit including at least one other pMOS transistor is connected in series to one pMOS transistor or a parallel circuit including one pMOS transistor. In the first circuit block in which a common signal is input to the gates of the pMOS transistor and the other pMOS transistor, and / or in the parallel circuit including one nMOS transistor or one nMOS transistor, at least one other A semiconductor circuit including a second circuit block in which a parallel circuit including an nMOS transistor or at least one other nMOS transistor is connected in series, and a common signal is input to the gates of the nMOS transistor and the other nMOS transistor .
このように、通常の回路構成において、一のpMOSトランジスタ又は一のpMOSトランジスタを備えた並列回路、或いは、一のnMOSトランジスタ又は一のnMOSトランジスタを備えた並列回路に、それらと同一の動作をする他のMOSトランジスタ又は他のMOSトランジスタを含む並列回路を直列に接続することにより、放射線の影響により1つのMOSトランジスタがオフ状態からオン状態に一時的に変化した場合でも、他のMOSトランジスタの作用により、回路の短絡を防止することが可能となる。
上記pMOSトランジスタのゲートに入力される信号とnMOSトランジスタのゲートに入力される信号とは、共通の信号でもよく、異なる信号でも良い。例えば、インバータやバッファ等の半導体回路であれば、共通の信号となり、一方、例えば、NAND回路やNOR回路などの半導体回路であれば、異なる信号となり得る。
本発明の半導体回路の一例として、インバータ、バッファ、NAND、NOR、AND、OR、及びExOR(Exclusive OR;エクスクルーシブ・オア)ゲート等の論理ゲートや、フリップフロップ、ラッチ等の順序回路、メモリ等の記憶回路が挙げられる。
また、pMOSトランジスタと他のpMOSトランジスタとを直列に接続する際には、その間に、他の要素(例えば、MOSトランジスタや抵抗等)を介していても良い。nMOSトランジスタにおいても同様である。
また、上記半導体回路において、pMOSトランジスタの個数と、nMOSトランジスタの個数とが異なっていても良い。つまり、pMOSトランジスタの個数が、nMOSトランジスタの個数より多くても良く、少なくても良い。
As described above, in a normal circuit configuration, one pMOS transistor or a parallel circuit including one pMOS transistor, or one nMOS transistor or a parallel circuit including one nMOS transistor performs the same operation as those. By connecting another MOS transistor or a parallel circuit including another MOS transistor in series, even if one MOS transistor temporarily changes from an off state to an on state due to the influence of radiation, the operation of the other MOS transistor Thus, it is possible to prevent a short circuit of the circuit.
The signal input to the gate of the pMOS transistor and the signal input to the gate of the nMOS transistor may be a common signal or different signals. For example, a semiconductor circuit such as an inverter or a buffer may be a common signal, while a semiconductor circuit such as a NAND circuit or a NOR circuit may be a different signal.
As an example of the semiconductor circuit of the present invention, logic gates such as inverters, buffers, NAND, NOR, AND, OR, and EXOR (Exclusive OR) gates, sequential circuits such as flip-flops and latches, memories, etc. An example is a memory circuit.
Further, when a pMOS transistor and another pMOS transistor are connected in series, another element (for example, a MOS transistor or a resistor) may be interposed therebetween. The same applies to the nMOS transistor.
In the semiconductor circuit, the number of pMOS transistors and the number of nMOS transistors may be different. That is, the number of pMOS transistors may be larger or smaller than the number of nMOS transistors.
本発明の参考例は、複数のpMOSトランジスタを直列又は一のpMOSトランジスタを備えた並列回路に接続した第1の回路ブロックと、複数のnMOSトランジスタを直列又は一のnMOSトランジスタを備えた並列回路に接続した第2の回路ブロックとを備え、前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロックとの接続点を出力端子に接続するとともに、全ての前記pMOSトランジスタのゲート及び全ての前記nMOSトランジスタのゲートを共通の入力端子に接続する半導体回路を提供する。 In the reference example of the present invention, a first circuit block in which a plurality of pMOS transistors are connected in series or a parallel circuit having one pMOS transistor, and a plurality of nMOS transistors in a parallel circuit having a series or one nMOS transistor. A connection point between the first circuit block and the second circuit block is connected to an output terminal, and the gates of all the pMOS transistors and all the nMOS transistors are connected to each other. A semiconductor circuit for connecting a gate to a common input terminal is provided.
複数のpMOSトランジスタと複数のnMOSトランジスタとを共通の入力端子に接続するため、放射線の入射により、本来ならオフ状態である1つのMOSトランジスタがオン状態になったとしても、オフ状態である他のMOSトランジスタによって、回路の短絡を回避することが可能となる。
ここで、宇宙空間において、2つ以上の放射線の粒子が当該発明のような半導体回路等の大きさの半導体装置に入射する確率は、ゼロに極めて近いことが知られている。このことから、放射線の入射により、オン状態となるトランジスタは、多くても1つとなる。
従って、本発明に係る半導体回路では、第1及び第2の回路ブロックのそれぞれが、少なくとも2つのMOSトランジスタを備えていれば良い。
Since a plurality of pMOS transistors and a plurality of nMOS transistors are connected to a common input terminal, even if one MOS transistor, which is originally in an off state, is turned on by radiation incidence, The MOS transistor can avoid a short circuit.
Here, it is known that in space, the probability that two or more radiation particles are incident on a semiconductor device having a size such as a semiconductor circuit as in the present invention is extremely close to zero. Thus, at most one transistor is turned on by the incidence of radiation.
Therefore, in the semiconductor circuit according to the present invention, each of the first and second circuit blocks only needs to include at least two MOS transistors.
本発明は、複数のpMOSトランジスタを直列に接続した、又は一のpMOSトランジスタを備えた複数の並列回路に前記複数のpMOSトランジスタを直列に接続した、又は前記一のpMOSトランジスタを備えた複数の並列回路を互いに直列に接続した第1の回路ブロックと、複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路に前記複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は前記一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路を互いに直列に接続した第2の回路ブロックとを備え、少なくとも1つの前記pMOSトランジスタのゲート及び/又は少なくとも1つの前記nMOSトランジスタのゲートを入力端子に接続し、少なくとも1つの他のpMOSトランジスタのゲート及び/又は少なくとも1つの他のnMOSトランジスタのゲートに、オン電圧を印加する半導体回路を提供する。 According to the present invention, a plurality of pMOS transistors are connected in series, or a plurality of pMOS transistors are connected in series to a plurality of parallel circuits including one pMOS transistor, or a plurality of parallel circuits are provided with the one pMOS transistor. A plurality of nMOS transistors connected in series to a first circuit block having a circuit connected to each other in series and a plurality of nMOS transistors connected in series, or a plurality of parallel circuits having one nMOS transistor; A second circuit block in which a plurality of parallel circuits each having one nMOS transistor are connected in series with each other, and the gate of at least one of the pMOS transistors and / or the gate of at least one of the nMOS transistors is connected to an input terminal And at least one other pMOS transistor The gates of the gate and / or at least one other nMOS transistor, a semiconductor circuit for applying an on-voltage.
本発明は、少なくとも1つのpMOSトランジスタと一のpMOSトランジスタを備えた少なくとも1つの並列回路とを直列に接続した第1の回路ブロックと、少なくとも1つのnMOSトランジスタと一のnMOSトランジスタを備えた少なくとも1つの並列回路とを直列に接続した第2の回路ブロックとを備え、少なくとも1つの前記pMOSトランジスタのゲート、及び/又は、少なくとも1つの前記nMOSトランジスタのゲートを入力端子に接続し、少なくとも1つの他のpMOSトランジスタのゲート、及び/又は、少なくとも1つの他のnMOSトランジスタのゲートに、オン電圧を印加する半導体回路を提供する。 The present invention provides a first circuit block in which at least one pMOS transistor and at least one parallel circuit including one pMOS transistor are connected in series, at least one nMOS transistor and at least one nMOS transistor. A second circuit block in which two parallel circuits are connected in series, the gate of at least one of the pMOS transistors and / or the gate of at least one of the nMOS transistors is connected to an input terminal, and at least one other A semiconductor circuit for applying an on-voltage to the gate of the pMOS transistor and / or the gate of at least one other nMOS transistor is provided.
本発明によれば、ゲートが入力端子に接続されたMOSトランジスタについては、入力端子に印加される入力信号に応じて駆動する。
一方、その他のMOSトランジスタは、オン電圧が印加されることにより、一定の抵抗値を持つ抵抗素子として作用する。
これにより、放射線の入射によって、オフ状態のMOSトランジスタがオン状態となったとしても、上記抵抗素子の働きにより、電流を抑制することが可能となるため、出力電圧の低下を抑制することができる。
更に、抵抗素子として、MOSトランジスタのオン抵抗を用いることにより、製造工程において、基板上に形成するMOSトランジスタの個数を増加させれば足り、複雑な設計変更等を行わずとも簡単に製造することが可能となる。
According to the present invention, the MOS transistor whose gate is connected to the input terminal is driven according to the input signal applied to the input terminal.
On the other hand, the other MOS transistor acts as a resistance element having a certain resistance value when the ON voltage is applied.
As a result, even when the off-state MOS transistor is turned on due to the incidence of radiation, the current can be suppressed by the action of the resistance element, so that a decrease in output voltage can be suppressed. .
Furthermore, by using the on-resistance of the MOS transistor as the resistance element, it is sufficient to increase the number of MOS transistors formed on the substrate in the manufacturing process, and it can be easily manufactured without complicated design changes. Is possible.
上記発明の半導体回路の一例として、インバータ、バッファ、NAND、NOR、AND、OR、及びExOR(Exclusive OR;エクスクルーシブ・オア)ゲート等の論理ゲートや、フリップフロップ、ラッチ等の順序回路、メモリ等の記憶回路が挙げられる。
また、pMOSトランジスタと他のpMOSトランジスタとを直列に接続する際には、その間に、他の要素(例えば、MOSトランジスタや抵抗等)を介していても良い。nMOSトランジスタにおいても同様である。
また、上記半導体回路において、pMOSトランジスタの個数と、nMOSトランジスタの個数とが異なっていても良い。つまり、pMOSトランジスタの個数が、nMOSトランジスタの個数より多くても良く、少なくても良い。
As an example of the semiconductor circuit of the above invention, logic gates such as inverters, buffers, NAND, NOR, AND, OR, and EXOR (Exclusive OR) gates, sequential circuits such as flip-flops and latches, memories, etc. An example is a memory circuit.
Further, when a pMOS transistor and another pMOS transistor are connected in series, another element (for example, a MOS transistor or a resistor) may be interposed therebetween. The same applies to the nMOS transistor.
In the semiconductor circuit, the number of pMOS transistors and the number of nMOS transistors may be different. That is, the number of pMOS transistors may be larger or smaller than the number of nMOS transistors.
本発明は、複数のpMOSトランジスタを直列に接続した、又は一のpMOSトランジスタを備えた複数の並列回路に前記複数のpMOSトランジスタを直列に接続した、又は前記一のpMOSトランジスタを備えた複数の並列回路を互いに直列に接続した第1の回路ブロックと、複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路に前記複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は前記一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路を互いに直列に接続した第2の回路ブロックとを備え、前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロックとの接続点を出力端子に接続するとともに、少なくとも1つの前記pMOSトランジスタのゲート及び少なくとも1つの前記nMOSトランジスタのゲートを共通の入力端子に接続し、他のpMOSトランジスタのゲート及び他のnMOSトランジスタのゲートに、オン電圧を印加する半導体回路を提供する。 According to the present invention, a plurality of pMOS transistors are connected in series, or a plurality of pMOS transistors are connected in series to a plurality of parallel circuits including one pMOS transistor, or a plurality of parallel circuits are provided with the one pMOS transistor. A plurality of nMOS transistors connected in series to a first circuit block having a circuit connected to each other in series and a plurality of nMOS transistors connected in series, or a plurality of parallel circuits having one nMOS transistor; And a second circuit block in which a plurality of parallel circuits each including one nMOS transistor are connected in series with each other, and a connection point between the first circuit block and the second circuit block is connected to an output terminal. , At least one gate of the pMOS transistor and at least one nMOS A gate connected to transistor to a common input terminal, the gates of the gate and other nMOS transistors other pMOS transistors, to provide a semiconductor circuit for applying an on-voltage.
本発明の半導体回路において、前記pMOSトランジスタのオン抵抗と前記nMOSトランジスタのオン抵抗とは、略同じ値であることが好ましい。
或いは、本発明の半導体回路において、ゲートにオン電圧が印加される前記MOSトランジスタのオン抵抗は、前記ゲートが入力端子に接続される前記MOSトランジスタのオン抵抗よりも高いことが好ましい。
In the semiconductor circuit of the present invention, it is preferable that the on-resistance of the pMOS transistor and the on-resistance of the nMOS transistor have substantially the same value.
Alternatively, in the semiconductor circuit of the present invention, it is preferable that the on-resistance of the MOS transistor in which the on-voltage is applied to the gate is higher than the on-resistance of the MOS transistor in which the gate is connected to the input terminal.
全てのMOSトランジスタのオン抵抗を略同じにする場合には、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックの応答速度や、回路内に流れる電流の値等をバランスよく保つことが可能となる。これにより、安定した動作を実現させることができ、いずれのMOSトランジスタに放射線が入射した場合においても、出力電圧の変動を一様に留めることが可能となる。
ここで、「略同じ値」とは、例えば、製造工程において、全てのMOSトランジスタを一様に形成した場合に、各MOSトランジスタのオン抵抗が、製造によるばらつきの範囲内にあることをいう。
When all the MOS transistors have substantially the same on-resistance, the response speed of the first circuit block and the second circuit block, the value of the current flowing in the circuit, and the like can be kept in good balance. As a result, stable operation can be realized, and fluctuations in the output voltage can be kept uniform even when radiation is incident on any MOS transistor.
Here, “substantially the same value” means that, for example, when all the MOS transistors are uniformly formed in the manufacturing process, the on-resistance of each MOS transistor is within a range of variation due to manufacturing.
また、抵抗素子として作用するMOSトランジスタのオン抵抗を入力信号により駆動されるMOSトランジスタのオン抵抗よりも高くする場合には、放射線の入射に起因して流れる電流を更に低減させることが可能となり、出力変動を更に抑制することができる。 In addition, when the on-resistance of the MOS transistor acting as a resistance element is made higher than the on-resistance of the MOS transistor driven by the input signal, it is possible to further reduce the current flowing due to the incidence of radiation, Output fluctuation can be further suppressed.
本発明の半導体回路において、前記nMOSトランジスタ及び前記pMOSトランジスタは、半導体基板上に形成された絶縁膜に形成され、前記nMOSトランジスタ及び前記pMOSトランジスタの各々は、前記絶縁膜まで達する厚みを有する絶縁膜により、互いに離隔されていることが好ましい。 In the semiconductor circuit of the present invention, the nMOS transistor and the pMOS transistor are formed on an insulating film formed on a semiconductor substrate, and each of the nMOS transistor and the pMOS transistor has a thickness reaching the insulating film. Are preferably separated from each other.
このように、耐放射線性に優れたSOI(Silicon on Insulator)構造を採用し、更に、絶縁膜により、各MOSトランジスタを互いに離隔するので、放射線の入射により発生した電荷が隣のMOSトランジスタへ移動して、隣のMOSトランジスタをオンさせてしまうといった悪影響を抑制することが可能となる。これにより、耐放射線特性を高めることができる。 In this way, the SOI (Silicon on Insulator) structure with excellent radiation resistance is adopted, and the MOS transistors are separated from each other by the insulating film, so that the charge generated by the incident radiation moves to the adjacent MOS transistor. Thus, adverse effects such as turning on the adjacent MOS transistor can be suppressed. Thereby, a radiation-resistant characteristic can be improved.
本発明の半導体回路において、前記nMOSトランジスタのボディ領域及び前記pMOSトランジスタのボディ領域は、フローティングボディであることが好ましい。 In the semiconductor circuit of the present invention, the body region of the nMOS transistor and the body region of the pMOS transistor are preferably floating bodies.
例えば、MOSトランジスタのボディ領域をフローティングボディとしない場合、ボディ領域の電位を固定するための経路が存在する。この場合、放射線が入射すると、この経路により、出力電圧が変動することとなる。
従って、各MOSトランジスタのボディ領域をフローティングボディとし、上記経路を除去することにより、放射線の入射による出力変動を更に低減させることが可能となり、耐放射線特性を更に向上させることができる。
For example, when the body region of the MOS transistor is not a floating body, there is a path for fixing the potential of the body region. In this case, when radiation enters, the output voltage fluctuates through this path.
Therefore, by making the body region of each MOS transistor a floating body and removing the path, it is possible to further reduce the output fluctuation due to the incidence of radiation, and to further improve the radiation resistance characteristics.
本発明は、上記のいずれかに記載の半導体回路を備えた電子機器を提供する。 The present invention provides an electronic device including any of the semiconductor circuits described above.
本発明の半導体回路によれば、放射線の入射に起因する一時的な回路の短絡を防止するので、出力の変動を抑制することが可能となり、ソフトエラーの発生を防止することができる。これにより、耐放射線特性に優れた半導体回路を実現することが可能となり、この半導体回路が搭載された電子機器の信頼性の向上を図ることができるという効果を奏する。 According to the semiconductor circuit of the present invention, since a temporary circuit short circuit due to the incidence of radiation can be prevented, output fluctuations can be suppressed and the occurrence of soft errors can be prevented. As a result, it is possible to realize a semiconductor circuit having excellent radiation resistance characteristics, and it is possible to improve the reliability of an electronic device in which the semiconductor circuit is mounted.
以下、本発明の半導体回路の実施形態について、〔第1の実施形態〕、〔第2の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a semiconductor circuit of the present invention will be described in detail in the order of [First Embodiment] and [Second Embodiment] with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
本実施形態では、本発明に係る半導体回路として、CMOSインバータを例に挙げて説明する。図1は、本実施形態に係るCMOSインバータの回路図である。
この図において、CMOSインバータは、pMOSトランジスタ11、12を直列に接続した第1の回路ブロック1と、nMOSトランジスタ21、22を直列に接続した第2の回路ブロック2とを備えている。
第1の回路ブロック1と第2の回路ブロック2との接続点Sは、出力端子Voutに接続されている。また、全てのpMOSトランジスタ11、12のゲート及び全てのnMOSトランジスタ21、22のゲートは、共通の入力端子Vinに接続される。
このように、通常のCMOSインバータであれば、1つのpMOSトランジスタ及び1つのnMOSトランジスタで構成されるところ、本実施形態では、予備のpMOSトランジスタ、nMOSトランジスタを設けて、それぞれの回路ブロックを複数のMOSトランジスタにより構成することにより、耐放射線特性に優れた回路構成としている。
[First Embodiment]
In the present embodiment, a CMOS inverter will be described as an example of the semiconductor circuit according to the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a CMOS inverter according to the present embodiment.
In this figure, the CMOS inverter includes a
A connection point S between the
Thus, in the case of a normal CMOS inverter, it is composed of one pMOS transistor and one nMOS transistor. In this embodiment, a spare pMOS transistor and an nMOS transistor are provided, and each circuit block includes a plurality of circuit blocks. By using MOS transistors, the circuit configuration has excellent radiation resistance.
図2は、図1に示されたCMOSインバータの断面を模式的に示した図である。この図において、図1と同一の符号は、同一の要素を示している。
図2に示されるように、本実施形態に係るCMOSインバータは、p形シリコン基板30に、絶縁膜である埋め込み酸化膜40が埋め込まれている。埋め込み酸化膜40は、例えば、酸化シリコンで形成される。埋め込み酸化膜40により、p形シリコン基板30は、SOI層50とシリコン基板本体60とに分離される。
SOI層50には、pMOSトランジスタ11、12及びnMOSトランジスタ21、22がそれぞれ形成されている。各MOSトランジスタ11、12、21、22は、埋め込み酸化膜40まで達する厚みを有する絶縁膜70により、互いに離隔されている。
このように、各MOSトランジスタ11、12、21、22を互いに離隔して形成することにより、放射線の入射により発生した電荷が隣のMOSトランジスタへ移動して、隣のトランジスタをオンさせてしまうといった悪影響を抑制することが可能となる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of the CMOS inverter shown in FIG. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same elements.
As shown in FIG. 2, in the CMOS inverter according to the present embodiment, a buried
In the
Thus, by forming the
pMOSトランジスタ11、12は、SOI層50にそれぞれ形成されたP形のドレイン領域81、N形のボディ領域82、及びP形のソース領域83を備えており、nMOSトランジスタ21、22は、SOI層50にそれぞれ形成されたN形のドレイン領域81、P形のボディ領域82、及びN形のソース領域83を備えている。
各MOSトランジスタ11、12、21、22のドレイン領域81上には、ドレイン電極91が形成され、ソース領域83上にはソース電極93が形成されている。
また、ボディ領域82上には、ゲート絶縁膜94及びゲート電極92がこの順で積層されている。ゲート絶縁膜94は、酸化シリコンによって形成され、ゲート電極92は高濃度ドープのポリシリコンによって形成されている。
The
A
On the
pMOSトランジスタ11のソース電極93は、+端子Vddに接続されている。
nMOSトランジスタ22のソース電極93は、グランド端子Vssに接続されている。
pMOSトランジスタ11、12のゲート電極92及びnMOSトランジスタ21、22のゲート電極92は、共通の入力端子Vinに接続されている。
pMOSトランジスタ12のドレイン電極91は、nMOSトランジスタ21のドレイン電極91と接続され、この接続点が出力端子Voutに接続されている。
pMOSトランジスタ11のドレイン電極91は、pMOSトランジスタ12のソース電極93と接続され、また、nMOSトランジスタ21のソース電極93は、nMOSトランジスタ22のドレイン電極91と接続されている。
The source electrode 93 of the
The source electrode 93 of the
The
The
The
上述したような構成からなるCMOSインバータにおいて、入力端子Vinに「1」が印加された場合には、pMOSトランジスタ11、12がオフ状態、nMOSトランジスタ21、22がオン状態となることにより、出力端子Voutには「0(Vss)」が出力される。
一方、入力端子Vinに「0」が印加された場合には、pMOSトランジスタ11、12がオン状態、nMOSトランジスタ21、22がオフ状態となることにより、出力端子Voutには「1(Vdd)」が出力される。
In the CMOS inverter having the above-described configuration, when “1” is applied to the input terminal Vin, the
On the other hand, when “0” is applied to the input terminal Vin, the
次に、本実施形態に係るCMOSインバータに、放射線が入射した場合について図3を参照して説明する。
図3に示されるように、入力端子Vinに「0」が印加されることにより、pMOSトランジスタ11、12がオン状態、nMOSトランジスタ21、22がオフ状態のときに、nMOSトランジスタ22に放射線が入射した場合、放射線の影響によりnMOSトランジスタ22は、過渡的にオン状態となる。
しかしながら、このような場合であっても、一方のnMOSトランジスタ21は、オフ状態を維持しているため、電流が回路内に流れるのを防止することが可能となり、出力変動を防ぐことができる。
なお、2つ以上の放射線の粒子が同時に回路内へ入射した場合には、2つのMOSトランジスタがオンしてしまうことにより、回路が短絡してしまうとも考えられる。
しかしながら、宇宙空間等のように、地上の自然界に比べて極めて放射線が多い環境下であっても、2つ以上の放射線の粒子が本発明のような半導体回路に入射する確率は、ゼロに極めて近い。
従って、本実施形態に示したCMOSインバータのように、各回路ブロックが少なくとも2つのMOSトランジスタを備えていれば、放射線の影響によるCMOSインバータの誤動作を防止するのに十分であるといえる。
同様に、入力端子Vinに「1」が入力されていたときに、放射線の影響によりpMOSトランジスタ11及び12のいずれかがオン状態となっても、他のpMOSトランジスタにより、回路の短絡が防止され、出力変動を回避することが可能となる。
Next, a case where radiation is incident on the CMOS inverter according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, when “0” is applied to the input terminal Vin, radiation is incident on the
However, even in such a case, since one of the
In addition, when two or more radiation particles enter the circuit at the same time, it is considered that the circuit is short-circuited because the two MOS transistors are turned on.
However, the probability that two or more radiation particles are incident on a semiconductor circuit like the present invention is extremely low even in an environment where there is much radiation compared to the natural world on the ground, such as outer space. close.
Therefore, it can be said that if each circuit block includes at least two MOS transistors as in the CMOS inverter shown in this embodiment, it is sufficient to prevent malfunction of the CMOS inverter due to the influence of radiation.
Similarly, when “1” is input to the input terminal Vin, even if one of the
以上、述べてきたように、本実施形態に係るCMOSインバータによれば、pMOSトランジスタ11、12とnMOSトランジスタ21、22とを共通の入力端子Vinに接続するため、放射線の入射により、本来ならオフ状態である1つのMOSトランジスタ(例えば、nMOSトランジスタ22)がオン状態になったとしても、オフ状態である他のMOSトランジスタ(例えば、nMOSトランジスタ21)によって、回路の短絡を回避することが可能となる。
言い換えると、通常であれば、1つのpMOSトランジスタと1つのnMOSトランジスタとにより構成されるCMOSインバータにおいて、pMOSトランジスタに少なくとも1つの他のpMOSトランジスタを直列に接続するとともに、pMOSトランジスタ及び他のpMOSトランジスタのゲートを共通の入力端子に接続して第1の回路ブロックを構成し、nMOSトランジスタについても他のMOSトランジスタを同様に接続して、第2の回路ブロックを構成することにより、いずれか1つのMOSトランジスタがオン状態となったとしても、それ以外のMOSトランジスタの作用により、回路の短絡を回避することが可能となる。
これにより、出力端子Voutの電圧変動を抑制することが可能となり、耐放射線特性に優れた半導体回路を実現することができるという効果を奏する。
As described above, according to the CMOS inverter according to the present embodiment, the
In other words, normally, in a CMOS inverter composed of one pMOS transistor and one nMOS transistor, at least one other pMOS transistor is connected in series to the pMOS transistor, and the pMOS transistor and the other pMOS transistor Are connected to a common input terminal to form a first circuit block, and nMOS transistors are similarly connected to other MOS transistors to form a second circuit block. Even if the MOS transistor is turned on, a short circuit can be avoided by the action of the other MOS transistors.
As a result, it is possible to suppress voltage fluctuation of the output terminal Vout, and there is an effect that a semiconductor circuit having excellent radiation resistance characteristics can be realized.
更に、pMOSトランジスタ11、12及びnMOSトランジスタ21、22は、p形シリコン基板30に埋め込まれた埋め込み酸化膜40の上に形成され、且つ、pMOSトランジスタ11、12及びnMOSトランジスタ21、22の各々は、埋め込み酸化膜40まで達する厚みを有する絶縁膜70により、互いに離隔されているため、放射線の入射により発生した電荷が隣のMOSトランジスタへ移動して、隣のMOSトランジスタをオンさせてしまうといった悪影響を抑制することが可能となる。これにより、耐放射線特性を更に向上させることができる。
なお、本実施形態においては、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックとを構成するMOSトランジスタの個数を同等としたが、これに限定されず、第1の回路ブロック1を構成するpMOSトランジスタの個数と、第2の回路ブロック2を構成するnMOSトランジスタの個数とを異ならせても良い。
Further, the
In this embodiment, the number of MOS transistors constituting the first circuit block and the second circuit block is made equal. However, the present invention is not limited to this, and the pMOS transistor constituting the
また、本実施形態に係る半導体回路は、上述してきた構成のCMOSインバータに限られず、バッファ、NAND、NOR、AND、OR回路及びExOR(Exclusive OR;エクスクルーシブ・オア)等の論理ゲートや、フリップフロップ、ラッチ等の順序回路、メモリ等の記憶回路であっても良い。
つまり、一般的な論理回路、順序回路、記憶回路等の回路構成において、入力端子に接続されるpMOSトランジスタやnMOSトランジスタに、同一の動作をする少なくとも1つの他のMOSトランジスタ等を冗長的に接続することによって、放射線による影響を阻止することができ、上述のCMOSインバータと同様の作用、効果を得ることが可能となる。
Further, the semiconductor circuit according to the present embodiment is not limited to the CMOS inverter having the above-described configuration, but includes a logic gate such as a buffer, NAND, NOR, AND, OR circuit and ExOR (Exclusive OR), and a flip-flop. Further, it may be a sequential circuit such as a latch or a storage circuit such as a memory.
In other words, in general circuit configurations such as logic circuits, sequential circuits, and memory circuits, at least one other MOS transistor that performs the same operation is redundantly connected to the pMOS transistor and nMOS transistor connected to the input terminal. By doing so, it is possible to prevent the influence of radiation, and it is possible to obtain the same operation and effect as the above-described CMOS inverter.
例えば、NAND回路であれば、図4(b)、(c)に示すように、回路を構成することが可能である。
図4(a)は、現在一般的に知られているNAND回路の回路構成、図4(b)及び図4(c)は、本発明に係る耐放射線特性に優れたNAND回路の回路構成の一例を示している。
図4(b)に示すように、NAND回路を構成する一の半導体素子であるpMOSトランジスタ201に対し、少なくとも1つの他のpMOSトランジスタ202を直列に接続するとともに、このpMOSトランジスタ202のゲートをpMOSトランジスタ201と同じ入力端子Vin(A)に接続することにより、同一の信号が入力されるようにして、回路ブロック(第1の回路ブロック)301を構成する。
同様に、入力端子Vin(B)に接続しているpMOSトランジスタ203、入力端子Vin(A)、(B)にそれぞれ接続しているnMOSトランジスタ205、207に対しても他のpMOSトランジスタ204、nMOSトランジスタ206、208をそれぞれ直列に接続して、それぞれの回路ブロック302、303、304を構成する。
これにより、いずれか1つのMOSトランジスタがオン状態となったとしても、それ以外のMOSトランジスタの作用により、回路の短絡を回避することが可能となり、耐放射線特性に優れた半導体回路を実現することができる。
For example, a NAND circuit can be configured as shown in FIGS. 4B and 4C.
4A shows a circuit configuration of a NAND circuit that is generally known at present, and FIGS. 4B and 4C show a circuit configuration of a NAND circuit having excellent radiation resistance according to the present invention. An example is shown.
As shown in FIG. 4B, at least one
Similarly, the
As a result, even if any one of the MOS transistors is turned on, it is possible to avoid a short circuit due to the action of the other MOS transistors, and to realize a semiconductor circuit having excellent radiation resistance characteristics. Can do.
また、図4(b)に示す回路構成の他、図4(c)に示すような回路構成とすることによっても同様の効果を得ることができる。
図4(c)に示すNAND回路では、例えば、入力端子Vin(A)に接続されるpMOSトランジスタ201に、少なくとも1つの他のpMOSトランジスタ202を含む並列回路306を直列に接続するとともに、これらのpMOSトランジスタのゲートを共通の入力端子Vin(A)に接続して回路ブロック307を構成する。
入力端子Vin(B)に接続されるpMOSトランジスタ203についても、同様とする。
In addition to the circuit configuration shown in FIG. 4B, the same effect can be obtained by using a circuit configuration as shown in FIG.
In the NAND circuit shown in FIG. 4C, for example, a
The same applies to the
また、NOR回路についても、上述したNAND回路と同様の手法により、図5(b)及び図5(c)に示すように、回路を構成することが可能である。
なお、図6(a)に示すように、一のnMOSトランジスタ401に直列に接続される他のnMOSトランジスタ402は、その他のMOSトランジスタ、或いは抵抗などを介して接続されていても良い。
また、2つ以上のpMOSトランジスタ401、402を直列に接続した回路ブロックに、更に他のpMOSトランジスタ403を含む並列回路501を接続することにより、耐放射線特性をより向上させることができる。
また、本発明に係る半導体回路は、必ずしもpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを備えている必要はなく、図6(b)に示すように、いずれか一方のMOSトランジスタに少なくとも1つの他のMOSトランジスタ又は少なくとも1つの他のMOSトランジスタを含む並列回路を直列に接続するとともに、これらのMOSトランジスタのゲートに共通の信号が入力されるように構成された回路ブロックを備えるものであれば良い。
また、図7(b)及び(c)に示すように、トランスファーゲート回路等の半導体回路においても、本発明は同様に適用することが可能である。
As for the NOR circuit, it is possible to configure the circuit as shown in FIGS. 5B and 5C by the same technique as the NAND circuit described above.
As shown in FIG. 6A, another
In addition, radiation resistance can be further improved by connecting a
Further, the semiconductor circuit according to the present invention does not necessarily include a pMOS transistor and an nMOS transistor. As shown in FIG. 6B, at least one other MOS transistor or one of the MOS transistors or Any parallel circuit including at least one other MOS transistor connected in series and a circuit block configured to input a common signal to the gates of these MOS transistors may be used.
Further, as shown in FIGS. 7B and 7C, the present invention can be similarly applied to a semiconductor circuit such as a transfer gate circuit.
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る半導体回路について、CMOSインバータを例に挙げて、図8を用いて説明する。
図8は、本実施形態に係るCMOSインバータの回路図、図9は、図8に示されるCMOSインバータの断面を模式的に示した図である。
図8、図9に示されるように、本実施形態に係るCMOSインバータは、上述した第1の実施形態に係るCMOSインバータと構成要素を同じにするが、一部のMOSトランジスタのゲートの配線が異なっている。
つまり、本実施形態に係るCMOSインバータにおいては、図8に示されるように、第1の回路ブロック1を構成するpMOSトランジスタ12のゲート及び第2の回路ブロック2を構成するnMOSトランジスタ21のゲートを共通の入力端子Vinに接続する。
一方、pMOSトランジスタ11のゲートをグランド端子VSSに、nMOSトランジスタ22のゲートを+端子Vddに接続することにより、オン電圧を印加する。
このような構成により、入力端子Vinに接続されたpMOSトランジスタ12及びnMOSトランジスタ21は、入力信号に応じて動作し、一方、pMOSトランジスタ11及びnMOSトランジスタ22は、常にオン状態となり、一定の抵抗値(オン抵抗)を持つ抵抗素子として作用する。
[Second Embodiment]
Next, a semiconductor circuit according to a second embodiment of the present invention will be described using a CMOS inverter as an example with reference to FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram of the CMOS inverter according to the present embodiment, and FIG. 9 is a diagram schematically showing a cross section of the CMOS inverter shown in FIG.
As shown in FIGS. 8 and 9, the CMOS inverter according to this embodiment has the same components as those of the CMOS inverter according to the first embodiment described above, but the gate wiring of some MOS transistors is not identical. Is different.
That is, in the CMOS inverter according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the gate of the
On the other hand, the on-voltage is applied by connecting the gate of the
With such a configuration, the
また、図9に示されるように、本実施形態の半導体回路においても、図2に示した第1の実施形態に係る半導体回路と同様、p型シリコン基板30は、埋め込み酸化膜40によって、SOI層50と分離されている。更に、SOI層50に形成されたpMOSトランジスタ11、12及びnMOSトランジスタ21、22は、埋め込み酸化膜40まで達する厚みを有する絶縁膜70により、互いに離隔されている。これにより、放射線の入射により発生した電荷が隣のMOSトランジスタへ移動して、隣のトランジスタをオンさせてしまうといった悪影響を抑制することが可能となる。
また、各MOSトランジスタのボディ領域をフローティングボディとすることにより、ボディ領域の電位を固定するための経路を除去することが可能となり、放射線の入射による出力変動を低減させることができる。
As shown in FIG. 9, also in the semiconductor circuit of this embodiment, the p-
Further, by making the body region of each MOS transistor a floating body, a path for fixing the potential of the body region can be removed, and output fluctuation due to radiation incidence can be reduced.
ここで、上記pMOSトランジスタ11、12並びにnMOSトランジスタ21、22は、製造工程において、埋め込み酸化膜40上に一様に形成される。従って、これらのオン抵抗は、製造によるばらつきはあるものの、略同じ値となる。
これにより、第1の回路ブロック1と第2の回路ブロック2との応答速度や出力電圧のバランスを保つことが可能となり、安定した動作を実現させることができる。
Here, the
As a result, it is possible to maintain a balance between the response speed and the output voltage between the
次に、本実施形態に係る半導体回路に、放射線が入射した場合について、図10を参照して説明する。
例えば、図10に示されるように、入力端子Vinに「0」が印加されている場合、通常の動作では、pMOSトランジスタ12がオン状態、nMOSトランジスタ21がオフ状態となる。これにより、出力端子Voutには、「1(Vdd)」が出力される。
また、pMOSトランジスタ11及びnMOSトランジスタ22は、常にオン状態であることにより、抵抗素子として作用する。
この状態において、オフ状態であるnMOSトランジスタ21に放射線が入射すると、nMOSトランジスタ21は過渡的にオン状態となり、+端子Vddからグランド端子Vssへ一時的に電流が流れることとなる。
この結果、例えば、各MOSトランジスタ11、12、22のオン抵抗を「rΩ」とし、また、放射線の入射に起因してオン状態となったnMOSトランジスタに関しては、抵抗=0Ωとすると、出力端子Voutの出力電圧は、以下の(1)式に表される値となる。
Next, a case where radiation is incident on the semiconductor circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
For example, as shown in FIG. 10, when “0” is applied to the input terminal Vin, the
Further, the
In this state, when radiation is incident on the
As a result, for example, when the on-resistance of each of the
Vout≒(r/3r)*Vdd=(1/3)*Vdd (1)
このように、放射線の入射に起因して、本来ならオフ状態であるMOSトランジスタが完全にオン状態となったとしても、(1/3)*Vddの出力電圧を確保することが可能となる。つまり、最悪の場合でも、(1/3)*Vddの出力電圧を確保できる。
以上述べてきたように、第2の実施形態に係るCMOSインバータによれば、放射線の入射に起因して、オフ状態であるMOSトランジスタが過渡的にオン状態となった場合であっても、1/3Vddの出力電圧を補償することが可能となる。これにより、出力変動に起因するソフトエラーの発生を防止することが可能となる。
Vout≈ (r / 3r) * Vdd = (1/3) * Vdd (1)
As described above, even if the MOS transistor that is originally in the off state is completely turned on due to the incidence of radiation, it is possible to secure an output voltage of (1/3) * Vdd. That is, an output voltage of (1/3) * Vdd can be secured even in the worst case.
As described above, according to the CMOS inverter according to the second embodiment, even when the MOS transistor which is in the off state is transiently turned on due to the incidence of radiation, 1 It becomes possible to compensate the output voltage of / 3Vdd. As a result, it is possible to prevent the occurrence of soft errors due to output fluctuations.
なお、各MOSトランジスタ11、12、21、22のオン抵抗を以下のように設定することにより、出力電圧の変動を更に抑制することが可能となる。
例えば、図8、図9に示されたCMOSインバータにおいて、ゲートにオン電圧が印加されるpMOSトランジスタ11及びnMOSトランジスタ22のオン抵抗をゲートが入力端子Vinに接続されるpMOSトランジスタ12、nMOSトランジスタ21のオン抵抗よりも高くする。これにより、放射線の入射に起因して流れる電流を更に低減させることが可能となるので、出力変動を更に抑制することができる。
In addition, it is possible to further suppress fluctuations in the output voltage by setting the on-resistances of the
For example, in the CMOS inverters shown in FIGS. 8 and 9, the on-resistances of the
また、各回路ブロック1、2において、入力信号により駆動されるMOSトランジスタをそれぞれ1つとすることで、入力容量の増加を抑制することができ、複数のMOSトランジスタを全て入力端子に接続する第1の実施形態に係るCMOSインバータに比べて、応答速度を高速にすることができる。
つまり、第2の実施形態に係るCMOSインバータによれば、耐放射線特性を誤動作しない程度に維持しつつ、高速動作を実現させることができるという効果を奏する。
In each of the circuit blocks 1 and 2, the number of MOS transistors driven by the input signal is one, so that the increase in input capacitance can be suppressed, and the first MOS transistor is connected to the input terminals. Compared with the CMOS inverter according to the embodiment, the response speed can be increased.
That is, according to the CMOS inverter according to the second embodiment, there is an effect that high-speed operation can be realized while maintaining the radiation resistance characteristics to such an extent that no malfunction occurs.
また、本実施形態に係る半導体回路は、上述してきた構成のCMOSインバータに限られず、バッファ、NAND、NOR、AND、OR回路及びExOR(Exclusive OR;エクスクルーシブ・オア)等の論理ゲートや、フリップフロップ、ラッチ等の順序回路、メモリ等の記憶回路であっても良い。
つまり、一般的な論理回路、順序回路、記憶回路等の回路構成において、入力端子に接続されるpMOSトランジスタやnMOSトランジスタに、少なくとも1つの他のMOSトランジスタ等を冗長的に接続し、冗長的に接続したこれらMOSトランジスタにオン電圧を印加することによって、抵抗素子として作用させることにより、放射線による影響を阻止することができ、上述のCMOSインバータと同様の作用、効果を得ることが可能となる。
Further, the semiconductor circuit according to the present embodiment is not limited to the CMOS inverter having the above-described configuration, but includes a logic gate such as a buffer, NAND, NOR, AND, OR circuit and ExOR (Exclusive OR), Further, it may be a sequential circuit such as a latch or a storage circuit such as a memory.
That is, in a circuit configuration such as a general logic circuit, sequential circuit, and memory circuit, at least one other MOS transistor or the like is redundantly connected to the pMOS transistor or nMOS transistor connected to the input terminal, By applying an on-voltage to these connected MOS transistors and acting as a resistance element, the influence of radiation can be prevented, and the same operation and effect as the above-described CMOS inverter can be obtained.
例えば、NAND回路であれば、図11に示すように、回路を構成することが可能である。
図11に示すように、NAND回路を構成する一の半導体素子であるpMOSトランジスタ201に対し、少なくとも1つの他のpMOSトランジスタ202を直列に接続して回路ブロック(第1の回路ブロック)301を構成する。この場合において、冗長的に配したpMOSトランジスタ202のゲートをグランドに接続することにより、常にオン状態とすることで、抵抗素子として作用させる。
同様に、入力端子Vin(B)に接続しているpMOSトランジスタ203、入力端子Vin(A)、(B)にそれぞれ接続しているnMOSトランジスタ205、207に対しても他のpMOSトランジスタ204、nMOSトランジスタ206、208をそれぞれ直列に接続して、それぞれの回路ブロック302、303、304を構成し、冗長的に配したpMOSトランジスタ204、nMOSトランジスタ206、208にオン電圧を印加することにより、抵抗素子として作用させる。
これにより、いずれか1つのMOSトランジスタがオン状態となったとしても、抵抗素子として作用しているMOSトランジスタにより、回路の短絡を回避することが可能となり、耐放射線特性に優れた半導体回路を実現することができる。
なお、図11に示したNAND回路において、nMOSトランジスタ205から208においては、ゲートが入力端子に接続されるnMOSトランジスタ205と207とを直接的に直列に接続し、更に、nMOSトランジスタ207に抵抗素子として作用するnMOSトランジスタ206と208とを直列に接続している。
しかし、この例に限られることなく、例えば、nMOSトランジスタ205とnMOSトランジスタ207との間に、抵抗素子として作用するnMOSトランジスタ206を配しても同様の効果を得ることが可能である。
また、これら冗長的に配したMOSトランジスタと、ゲートに入力信号が入力されるMOSトランジスタとの接続の順序を変更することも可能である。
For example, a NAND circuit can be configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 11, a circuit block (first circuit block) 301 is configured by connecting at least one
Similarly, the
As a result, even if any one of the MOS transistors is turned on, the MOS transistor acting as a resistance element can avoid a short circuit and realize a semiconductor circuit having excellent radiation resistance characteristics. can do.
In the NAND circuit shown in FIG. 11, in the
However, the present invention is not limited to this example. For example, the same effect can be obtained by arranging an
It is also possible to change the order of connection between these redundantly arranged MOS transistors and the MOS transistor whose input signal is input to the gate.
また、NOR回路についても、上述したNAND回路と同様の手法により、図12に示すように、回路を構成することが可能である。
また、本発明に係る半導体回路は、必ずしもpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを備えている必要はなく、いずれか一方のMOSトランジスタに少なくとも1つの他のMOSトランジスタ又は少なくとも1つの他のMOSトランジスタを含む並列回路を直列に接続するとともに、冗長的に配したMOSトランジスタのゲートにオン電圧が入力されるように構成された回路ブロックを備えるものであれば良い。
As for the NOR circuit, it is possible to configure the circuit as shown in FIG. 12 by the same technique as the NAND circuit described above.
The semiconductor circuit according to the present invention does not necessarily include a pMOS transistor and an nMOS transistor, and any one MOS transistor includes at least one other MOS transistor or at least one other MOS transistor in parallel. Any circuit may be used as long as the circuit is connected in series and the circuit block is configured such that the ON voltage is input to the gates of the redundantly arranged MOS transistors.
以上、本発明の第2の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
第1に、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックとを構成するMOSトランジスタの個数を同等としたが、これに限定されず、第1の回路ブロックを構成するpMOSトランジスタの個数と、第2の回路ブロックを構成するnMOSトランジスタの個数とは、異なっていても良い。
第2に、入力端子Vinに接続されるpMOSトランジスタとnMOSトランジスタとを異なる個数としても良い。
第3に、常にオン状態とすることにより、抵抗素子として作用させるMOSトランジスタの数においても、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックとで個数を異ならせることも可能である。
なお、上述のように、第1と第2の回路ブロックにおいて、MOSトランジスタの個数を異ならせる場合であっても、常にオン状態とするMOSトランジスタのオン抵抗の和が、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックとで略同じ値となるように設計、製造することが好ましい。
The second embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within the scope of the present invention are also possible. included.
First, although the number of MOS transistors constituting the first circuit block and the second circuit block is made equal, the present invention is not limited to this, and the number of pMOS transistors constituting the first circuit block, The number of nMOS transistors constituting the two circuit blocks may be different.
Second, the number of pMOS transistors and nMOS transistors connected to the input terminal Vin may be different.
Thirdly, the number of MOS transistors that act as resistance elements can be made different between the first circuit block and the second circuit block by always turning on.
As described above, even when the number of MOS transistors is different between the first and second circuit blocks, the sum of the on-resistances of the MOS transistors that are always in the ON state is the same as the first circuit block. It is preferable that the second circuit block is designed and manufactured to have substantially the same value.
また、同様に、入力電圧Vinにより駆動されるMOSトランジスタのオン抵抗においても、それらの和が、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックとで略同じ値となるように設計、製造することが好ましい。
このように、第1の回路ブロックと第2の回路ブロックとにおいて、オン抵抗を一致させることにより、バランスの取れた安定した駆動を実現することが可能となる。
第4に、MOSトランジスタを常にオン状態とすることにより、抵抗素子を構成していたが、これに限られず、抵抗素子を他の構造により形成するようにしても良い。
Similarly, the on-resistance of the MOS transistor driven by the input voltage Vin is designed and manufactured so that the sum thereof is substantially the same in the first circuit block and the second circuit block. Is preferred.
In this way, balanced and stable driving can be realized by matching the on-resistance in the first circuit block and the second circuit block.
Fourth, the resistance element is configured by always turning on the MOS transistor. However, the present invention is not limited to this, and the resistance element may be formed by another structure.
第5に、本発明に係る半導体回路は、宇宙空間だけでなく、当然、地上においても電子機器に搭載される等して、一般的に使用することができる。
例えば、近年では、集積回路の小型化が進み、これに伴って、ケースやハンダ等から発せられる微量なα線によってもソフトエラーが生ずることが報告されている。また、地上であっても、放射線が多い場所で使用される電子機器には、耐放射線特性に優れた半導体回路は欠かせないものとなる。このように、地上においても、今や耐放射線特性は非常に重要な要素になっている。
第6に、本発明の第1の実施形態に係る半導体回路と第2の実施形態に係る半導体回路とを組み合わせて構成される半導体回路を実現することも可能である。
例えば、同じ動作をするMOSトランジスタを冗長的に3つ接続した場合、2つのMOSトランジスタのゲートには、共通の入力信号を入力し、他のMOSトランジスタのゲートにはオン電圧を印加する。このような構成によっても、耐放射線特性に優れた半導体回路を実現することが可能である。
Fifth, the semiconductor circuit according to the present invention can be generally used not only in outer space but also naturally mounted on an electronic device on the ground.
For example, in recent years, it has been reported that integrated circuits have been miniaturized, and along with this, soft errors are also caused by a small amount of α-rays emitted from cases and solder. Even on the ground, a semiconductor circuit having excellent radiation resistance is indispensable for an electronic device used in a place with a lot of radiation. Thus, radiation resistance is now a very important factor even on the ground.
Sixth, it is also possible to realize a semiconductor circuit configured by combining the semiconductor circuit according to the first embodiment of the present invention and the semiconductor circuit according to the second embodiment.
For example, when three MOS transistors that perform the same operation are connected redundantly, a common input signal is input to the gates of the two MOS transistors, and an ON voltage is applied to the gates of the other MOS transistors. Even with such a configuration, it is possible to realize a semiconductor circuit having excellent radiation resistance.
1、301、302、307 第1の回路ブロック
2、303、304 第2の回路ブロック
11、12 pMOSトランジスタ
21、22 nMOSトランジスタ
40 埋め込み酸化膜
70 絶縁膜
S 接続点
Vin 入力端子
Vout 出力端子
Vdd +端子
Vss グランド端子
1, 301, 302, 307
Claims (8)
複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路に前記複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は前記一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路を互いに直列に接続した第2の回路ブロックとを備え、
少なくとも1つの前記pMOSトランジスタのゲート及び/又は少なくとも1つの前記nMOSトランジスタのゲートを入力端子に接続し、
少なくとも1つの他のpMOSトランジスタのゲート及び/又は少なくとも1つの他のnMOSトランジスタのゲートに、オン電圧を印加する半導体回路。 A plurality of pMOS transistors connected in series, a plurality of pMOS transistors connected in series to a plurality of parallel circuits including one pMOS transistor, or a plurality of parallel circuits including the one pMOS transistor in series A first circuit block connected to
A plurality of nMOS transistors are connected in series, a plurality of nMOS transistors are connected in series to a plurality of parallel circuits including one nMOS transistor, or a plurality of parallel circuits including the one nMOS transistor are connected in series to each other. And a second circuit block connected to
Connecting at least one gate of the pMOS transistor and / or at least one gate of the nMOS transistor to an input terminal;
A semiconductor circuit that applies an ON voltage to the gate of at least one other pMOS transistor and / or to the gate of at least one other nMOS transistor.
少なくとも1つのnMOSトランジスタと一のnMOSトランジスタを備えた少なくとも1つの並列回路とを直列に接続した第2の回路ブロックとを備え、
少なくとも1つの前記pMOSトランジスタのゲート、及び/又は、少なくとも1つの前記nMOSトランジスタのゲートを入力端子に接続し、
少なくとも1つの他のpMOSトランジスタのゲート、及び/又は、少なくとも1つの他のnMOSトランジスタのゲートに、オン電圧を印加する半導体回路。 A first circuit block in which at least one pMOS transistor and at least one parallel circuit including one pMOS transistor are connected in series;
A second circuit block in which at least one nMOS transistor and at least one parallel circuit including one nMOS transistor are connected in series;
Connecting at least one gate of the pMOS transistor and / or at least one gate of the nMOS transistor to an input terminal;
A semiconductor circuit that applies an ON voltage to the gate of at least one other pMOS transistor and / or to the gate of at least one other nMOS transistor.
複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路に前記複数のnMOSトランジスタを直列に接続した、又は前記一のnMOSトランジスタを備えた複数の並列回路を互いに直列に接続した第2の回路ブロックとを備え、
前記第1の回路ブロックと前記第2の回路ブロックとの接続点を出力端子に接続するとともに、少なくとも1つの前記pMOSトランジスタのゲート及び少なくとも1つの前記nMOSトランジスタのゲートを共通の入力端子に接続し、
他のpMOSトランジスタのゲート及び他のnMOSトランジスタのゲートに、オン電圧を印加する半導体回路。 A plurality of pMOS transistors are connected in series, or a plurality of pMOS transistors are connected in series to a plurality of parallel circuits including one pMOS transistor, or a plurality of parallel circuits including the one pMOS transistor are connected to each other. A first circuit block connected in series;
A plurality of nMOS transistors are connected in series, a plurality of nMOS transistors are connected in series to a plurality of parallel circuits including one nMOS transistor, or a plurality of parallel circuits including the one nMOS transistor are connected in series to each other. And a second circuit block connected to
A connection point between the first circuit block and the second circuit block is connected to an output terminal, and a gate of at least one pMOS transistor and a gate of at least one nMOS transistor are connected to a common input terminal. ,
A semiconductor circuit that applies an on-voltage to the gates of other pMOS transistors and the gates of other nMOS transistors.
前記nMOSトランジスタ及び前記pMOSトランジスタの各々は、前記絶縁膜まで達する厚みを有する絶縁膜により、互いに離隔されている請求項1から請求項5のいずれかの項に記載の半導体回路。 The nMOS transistor and the pMOS transistor are formed on an insulating film formed on a semiconductor substrate,
6. The semiconductor circuit according to claim 1, wherein each of the nMOS transistor and the pMOS transistor is separated from each other by an insulating film having a thickness reaching the insulating film.
The electronic device provided with the semiconductor circuit of any one of Claims 1-7.
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