JPH023153A - バックバイアス電圧発生回路 - Google Patents

バックバイアス電圧発生回路

Info

Publication number
JPH023153A
JPH023153A JP63267990A JP26799088A JPH023153A JP H023153 A JPH023153 A JP H023153A JP 63267990 A JP63267990 A JP 63267990A JP 26799088 A JP26799088 A JP 26799088A JP H023153 A JPH023153 A JP H023153A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
back bias
bias voltage
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63267990A
Other languages
English (en)
Inventor
Soo-In Cho
秀仁 趙
Chang-Hyun Kim
昌▲ヒョン▼ 金
Dong-Son Min
閔 東喧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Semiconductor and Telecomunications Co Ltd
Original Assignee
Samsung Semiconductor and Telecomunications Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Semiconductor and Telecomunications Co Ltd filed Critical Samsung Semiconductor and Telecomunications Co Ltd
Publication of JPH023153A publication Critical patent/JPH023153A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体メモリ装置の回路に係り、特に、半導
体メモリ装置において使用するバックバイアス電圧発生
回路に関するものである。
[従来の技術] 最近、半導体装置においては、装置の性能を向上させ、
またリードピン数を減らすために、バックバイアス電圧
発生回路を半導体チップに一体に形成することが行われ
ている。
例えば、P型半導体基板上に一体に形成されたバックバ
イアス電圧発生回路より発生された負電圧(通常−2■
、またはそれ以下)を前記P型半導体基板に印加するこ
とにより、半導体基板上に形成されるトランジスタ等の
スレッショルド1M圧(Threshold Volt
age)を安定させることができるし、また、接合容量
 (Junctlon Capacitance)が減
少するので、動作速度の向上、漏洩電流の減少等の特性
の改善を図ることができる。
[発明が解決しようとする課wi] 上記のような性能の向上は、バックバイアス電圧の変動
が電源供給電圧に対して一定範囲に保たれている場合に
保障されるが、実際には、半導体メモリ装置に外部より
印加される電源供給電圧は、外部回路の要因あるいは雑
音の影響で変動する場合が多い。
従って、従来のバックバイアス電圧発生回路は、前記の
ような電源供給電圧が変動する場合にも、半導体回路に
対して不利な影響を及ぼすものであった。
従来、バックバイアス電圧発生回路は、概ね、バックバ
イアス電圧レベルを発生するチャージポンピング(Ch
arge Pumping)部と、チャージポンピング
部を駆動させるリング発振回路(Rlng Osc目1
ator)部と、バックバイアス電圧レベル検出部(L
evel Detector)とで構成されているが、
前記バンクバイアス電圧レベル検出部は、バックバイア
ス電圧に対するクランプレベル(Clamplng L
evel)が電源供給電圧の変動によって変化するので
、当該クランプレベルの変化によってバックバイアス電
圧レベルが変化してしまう。
電源供給電圧の変動により、バックバイアス電圧が大き
く下降した場合には、MO8電界効果トランジスタのソ
ースとドレインの接合部の逆バイアス(reverse
 bias)が増加して破壊(break−d。
vn)を引き起こすし、また、DRAM (Dynam
icRandom Access Memory)のス
トレージセル(Starage Ce1l)の接合部位
に対しても、同様に、逆バイアスが増加して破壊を引き
起こすことになる。
逆に、バックバイアス電圧が接地電圧より上昇した場合
には、前記接合部で順バイアス(forward bl
as)がかかり、回路動作が行われない危険がある。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、1!源
供給電圧変動してもバックバイアスクランプレベルを略
一定に保つレベル検出回路を具備するバックバイアス電
圧発生回路を提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、本発明のバックバイアス
電圧発生回路は、電源供給電圧と、バックバイアス電圧
を両端とする電圧ディバイダーと、前記電圧ディバイダ
ーによってディバイドされた電圧を入力とし、その出力
でリングオシレータの動作を制御するようにするCMO
Sインバータとで構成され、前記電源供給電圧とは無関
係に一定レベルでバックバイアス電圧を保持することを
特徴とする。
[実施例コ 以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。
第1図は、本発明によるバックバイアス電圧発生回路の
回路図を示す図面である。
第1図において、10は発振回路、2oはバッファ回路
、30はチャージポンプ回路、4oはバックバイアス電
圧レベル検知回路(Level Detector)を
示す。
発振回路10は、通常のインバータで構成されたリング
発振回路、またはシュミットトリガ−回路とゲート回路
とで構成されており、矩形波を発生する。
バッファ回路20は、発振回路1oの出力を入力し、発
振回路10より発生された矩形波を電源供給電圧Vcc
 と接地電圧V s sの大きさを育する矩形波として
発生して出力する。
チャージポンプ回路30は、バッファ回路20の出力を
入力して、バックバイアス電圧を出力するキャパシタ1
と、MOSトランジスタ2および3とで構成されされて
いる。
バックバイアス電圧レベル検知回路40は、チャージポ
ンプ回路30の出力を入力し、電源供給電圧vceの変
動によるバックバイアス電圧の変動を検知し、電源供給
電圧VCCの変化に鈍く変化する出力を発振回路10に
出力する。
発振回路10より出力される矩形波の周波数は、通常3
〜12MHzであり、デユーティサイクル1であるもの
が用いられる。
チャージポンプ回路3oには大容量を有するMOSキャ
パシタ1が使用され、当該キャパシタ1の一方の電極は
バッファ回路2oの出力側と接続され、他方の電極はノ
ード12と接続される。ノ−ド12にはN型MOSトラ
ンジスタ2のドレインが接続され、ソース側は接地電圧
Vss (= Q V)に接続され、ゲートはノード1
2に接続されている。
ノード14はN型MOSトランジスタ3のゲートト接続
され、N型MOSトランジスタ3のドレインおよびソー
スは、それぞれノード12および14に接続されている
第1図に示すバックバイアス電圧発生回路の動作は次の
ようである。
発振回路10より出力された矩形波は、バッファ回路2
0で電源供給電圧V e e と接地電圧VSSのレベ
ルを存する矩形波に変換され、ライン11に出力され、
MOSキャパシタ1に人力される。
なお、MOSキャパシタ1の入力端子は、ソースとドレ
インを共通に接続して形成することができる。この時、
前記MOSキヤパンタ1の出力端子はゲート電極になり
、ノード12と接続される。
いま、キャパシタ1に入力される信号が矩形波の立ち上
がり(アップエツジ: Up edge又はRlsIn
g edge)であれば、Vcc電圧はキャパシタ1を
充電してトランジスタ2が導通ずるようになる。
この時、トランジスタ3はオフ状態にある。その後、矩
形波の立ち下がり(ダウンエツジ: down edg
e)がキャパシタ1の入力端子に入力されると、キャパ
シタ1の出力ライン上の7−ド12は負電圧になり、ト
ランジスタ2はオフ状態になる。
この時、トランジスタ3のゲートが接続されたノード1
4の電圧が、ノード14の負電圧よりトランジスタ3の
スレッショルド電圧以上に高くなれば、トランジスタ3
は導通するようになり、負の電荷が7−ド12よりトラ
ンジスタ3を通じてノード14に伝達され、バックバイ
アス電圧Va@は負電圧になる。しかし、ノード12の
電圧がノード14の電圧より前記スレッショルド電圧以
下に低ければ、トランジスタ3はオフ状態になり、ノー
ド14を通じて出力するバックバイアス電圧は、元来の
バックバイアス電圧を維持するようになり、安定された
バックバイアス電圧を半導体基板に供給するようになる
第2図は、第1図のバックバイアス電圧レベル検知部の
1具体例の回路図を示すものである。
バックバイアス電圧はノード21に印加される。
また、ノード21にはP型MO8トランジスタ41のド
レインとゲートが接続され、P型MOSトランジスタ4
1のソースと電源供給電圧Vccの間には、そのゲート
が電源供給電圧Vccに接続されたN型MOSトランジ
スタ42と、そのゲートが接地電圧VSSに接続された
P型MOSトランジスタ43が直列に接続されている。
前記N型MOSトランジスタ42とP型MO3トランジ
スタ43の接続ノード22には、MOSトランジスタ4
4.45で構成されたCMOSインバータが接続されて
おり、当icMOsインバータの出力ノード24より出
力される電圧は、第1図に示す通り、発振回路10に入
力される。
ノード21にドレインとゲートが接続されたP型トラン
ジスタ41は、バックバイアス電圧Vt+sをバックバ
イアス電圧レベル検知回路40にスイッチするダイオー
ドの役割をし、電源供給電圧と接地電圧にゲートが接続
されたトランジスタ42.43は、電圧をディバイダー
(分圧)する抵抗の役割をする。
トランジスタ42と43は、常にオンになっている状態
であり、これらの抵抗値をそれぞれRI+R2とすると
、トランジスタ41に接続されたバックバイアス電圧V
 s sによりノード22の電圧V、は下記の通りであ
る。
ここでvTはトランジスタ41のスレッショルド電圧で
ある。
上記の式から明らかなように、バックバイアス電圧V8
Bがある一定値以下になれば、ノード22の電圧が下が
り、トランジスタ44と45からなるインバータ50の
出力が変わり、発振回路10の動作を停止させ、vel
lが元の値に戻るまでバックバイアス電圧発生回路を不
動作とするために、■@θのレベルを維持する。
一方、インバータ50を構成するトランジスタ44とト
ランジスタ45の製造工程要因と、素子の構造によって
決定られる利得率(Gain factor)β1、β
2を β1=□μm°CI Ll ここで、V□、Vtaはそれぞれトランジスタ44と4
5のスレッショルド電圧である。
いま、Vt+ニー0.8V1 Vtt=:0.7Vと仮
定して、電源供給電圧とβ比率(β2/β1)の変化に
よるロジックスレッシ1ルド電圧V、の変化を見れば、
β2=□μ2ΦC2 (ただし、W+、Waはチャンネルの幅、Ll、L2は
チャンネルの長さ、μ2.μ2はチャンネルでの電子の
宵効表面移動度、CI+CIはゲート酸化膜によるキャ
パシタである。) と定義した時、インバータ50の入力電圧と出力電圧が
同じ電圧v1、即ち、ロジックスレッショルド電圧であ
るとすれば、■、は下記の式で表される。
1+(β2/β 、I/2 表1と第3図に示した通り、βが大きい程ロジックスレ
ッシールド電圧V、が電源供給電圧Vceによって敏感
に変化する。ロジックスレッシシルト電圧V、が敏感に
変化するにしたがって、V++eクランプレベルはβが
大きい程V c cの変化が鈍く作用するようになる。
この結果を示したのが第4図である。
結局、v■クランプレベルがVecに鈍く変化すれば、
第5図に示す測定結果のように、V@’aレベルがvc
cに鈍くレベルが維持される。
[作用および発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明は、バックバイ
アス電圧レベル検知回路40にインバータ50を付加し
て、インバータ50の入力端の電源供給電圧Vccに対
する変化率と、インバータ50のロジックスレッシロル
ド電圧V、のVCeに対する変化率を利用し、 R+ / (R++ R*) ’::: 1 / C1
+ (β2/βI)コの条件になるようにして、v■レ
ベルが高いVcCでクランプされて、vee変化に対す
る安定された回路動作を保障する。
また、本発明は、逆バイアス電圧が通常の場合より低く
なるので、接合破壊の危険が少な(、また漏洩電流が減
少するので、DRAMメモリ装置ではストレージセルの
データ保存時間が長くなり、リフレッシュ(Rrrre
sh)特性が向上される利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるバックバイアス電圧光レベル感
知部の具体回路図。第3図は、インバーターのβ比率に
よるロジックスレッシロルド電圧の変化グラフ。第4図
は、インバーターのβ比率によるv■クランプレベルの
変化グラフ。第5図は、インバーターのβ比率によるv
■レベルの変化グラフ。 10・・・発振回路、20・・・バッファ回路、30・
・・チャージポンプ回路、40・・・バックバイアス電
圧レベル検知回路、50・・・インバータ。 出  願  人 三星半導体通信株式会社代理人 弁理
士 菅 井 英 雄(外5名)主回路の回路図。第2図
は、バックバイアス電圧第 図 第 図 ■BB 第3図 第 図 ■Be(V)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電源供給電圧と、バックバイアス電圧を両端とす
    る電圧ディバイダーと、前記電圧ディバイダーによって
    ディバイドされた電圧を入力とし、その出力でリングオ
    シレータの動作を制御するようにするCMOSインバー
    タとで構成され、前記電源供給電圧とは無関係に一定レ
    ベルでバックバイアス電圧を保持することを特徴とする
    バックバイアス電圧発生回路。
  2. (2)バックバイアス電圧がダイオードタイプのMOS
    トランジスタを通じて電圧ディバイダーに連結されたこ
    とを特徴とする請求項1記載のバックバイアス電圧発生
    回路。
  3. (3)CMOSインバータの出力がチャージポンプを動
    作させるバッファを制御することを特徴とする請求項1
    記載のバックバイアス電圧発生回路。
JP63267990A 1987-10-30 1988-10-24 バックバイアス電圧発生回路 Pending JPH023153A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR12041 1987-10-30
KR1019870012041A KR900006192B1 (ko) 1987-10-30 1987-10-30 백 바이어스 전압 발생기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH023153A true JPH023153A (ja) 1990-01-08

Family

ID=19265568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63267990A Pending JPH023153A (ja) 1987-10-30 1988-10-24 バックバイアス電圧発生回路

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH023153A (ja)
KR (1) KR900006192B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6690226B2 (en) 2000-05-24 2004-02-10 Nec Corporation Substrate electric potential sense circuit and substrate electric potential generator circuit
JP2007104673A (ja) * 2005-09-29 2007-04-19 Hynix Semiconductor Inc 内部電圧発生回路

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815803B1 (en) * 2000-06-16 2004-11-09 Infineon Technologies Ag Multiple chip semiconductor arrangement having electrical components in separating regions

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159688A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS634491A (ja) * 1986-06-25 1988-01-09 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159688A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS634491A (ja) * 1986-06-25 1988-01-09 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6690226B2 (en) 2000-05-24 2004-02-10 Nec Corporation Substrate electric potential sense circuit and substrate electric potential generator circuit
JP2007104673A (ja) * 2005-09-29 2007-04-19 Hynix Semiconductor Inc 内部電圧発生回路

Also Published As

Publication number Publication date
KR890007291A (ko) 1989-06-19
KR900006192B1 (ko) 1990-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4460835A (en) Semiconductor integrated circuit device with low power consumption in a standby mode using an on-chip substrate bias generator
KR890005159B1 (ko) 백 바이어스 전압 발생기
KR0158478B1 (ko) 반도체 메모리장치의 기판전압 조절회로
US4670668A (en) Substrate bias generator with power supply control means to sequence application of bias and power to prevent CMOS SCR latch-up
US4378506A (en) MIS Device including a substrate bias generating circuit
KR100213304B1 (ko) 기판바이어스발생회로
US20030201817A1 (en) Semiconductor device incorporating internal power supply for compensating for deviation in operating condition and fabrication process conditions
US4377756A (en) Substrate bias circuit
US6690226B2 (en) Substrate electric potential sense circuit and substrate electric potential generator circuit
JPH08181598A (ja) 半導体装置
US5179535A (en) Substrate bias voltage generating circuit including an internal frequency divider and driven by an externally applied clock signal
JPH0691457B2 (ja) 基板バイアス発生回路
US5986309A (en) Semiconductor integrated circuit apparatus having a plurality of well bias voltage supply circuits
JPH023153A (ja) バックバイアス電圧発生回路
JP2937592B2 (ja) 基板バイアス発生回路
JPS59193056A (ja) 基板バイアス電圧発生回路
JP3144370B2 (ja) 半導体装置
KR900002243Y1 (ko) 반도체장치의 백바이어스 레벨 감지회로
US5313111A (en) Substrate slew circuit providing reduced electron injection
JPS5950224B2 (ja) 半導体装置
JPH04368691A (ja) 半導体装置のバックバイアスレベル感知回路
US3787736A (en) Field-effect transistor logic circuit
KR960001293B1 (ko) 전압레벨 감지기
KR100464400B1 (ko) 외부 전원 전압 대응 기판 전압 감지회로를 구비하는 기판 전압발생회로
JPS6216556A (ja) 基板バイアス発生回路