JPH11273384A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH11273384A
JPH11273384A JP7561898A JP7561898A JPH11273384A JP H11273384 A JPH11273384 A JP H11273384A JP 7561898 A JP7561898 A JP 7561898A JP 7561898 A JP7561898 A JP 7561898A JP H11273384 A JPH11273384 A JP H11273384A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 余計なチャージポンプを使わずトランジスタ
の耐圧レベルも低くて良い回路構成のレベルシフト回路
を備えた半導体装置を提供する。 【解決手段】 入力信号を入力する第1導電型トランジ
スタ、およびこの第1導電型トランジスタからの出力信
号を入力する第2導電型トランジスタから構成され、入
力信号INに応じて出力信号のレベルを制御するレベル
シフト回路を備えた半導体装置において、レベルシフト
回路10は、第1導電型トランジスタの作動を制御する
バックゲート制御手段と、第2導電型トランジスタに加
わる電圧を緩和する電圧緩和手段とを有する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、不揮発性半導体記憶装置等の電気的に書込消
去可能な半導体装置が備えるレベルシフト回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、不揮発性半導体記憶装置等の半導
体装置は、フローティングゲートに電子を注入したり、
出したりすることで、情報を記憶するようにしている。
このとき、コントロールゲートとドレインとの間に20
V近い電位差を印加する必要がある。しかし、20Vの
電圧で動作するように半導体装置の回路を構成すると、
使用するトランジスタの耐圧を上げなければならず、ト
ランジスタのサイズが大きくなってしまう。
【0003】このため、最近では、負電源を内蔵するこ
とで、相対的に使用電源電圧を下げて、低耐圧のトラン
ジスタで半導体装置を構成する傾向にある。例えば、フ
ローティングゲートから電子を排出するときは、ドレイ
ンに11Vを印加し、ワード線に−9Vを供給する。こ
れに対し、電子を排出したくないときは、ワード線に0
Vを供給する。
【0004】−9Vを供給するか0Vを供給するかを制
御するためには、通常、例えば3V程度の電源電圧Vd
dで動作する回路が用いられている。従って、0Vまた
は3Vの制御信号を、0Vまたは−9Vの信号に変換出
力するレベルシフト回路またはスイッチ回路が必要にな
る。このような半導体装置に用いられる、負電圧をレベ
ルシフトまたはスイッチするための制御回路がいくつか
知られている。
【0005】一般に、レベルシフト回路を用いて0V〜
Vddの制御信号を一挙に0V〜−9Vの信号へ変換す
ることは不可能であり、これらの変換を橋渡しする中間
回路が必要になる。例えば、中間回路として光学的結合
手段を用い、0V〜Vddの制御信号を光に変換して、
0V〜−9V系の回路で受光することで、変換すること
ができる。しかし、光学的結合手段を半導体装置に組み
込むためには、別製造工程や、別の半導体を用いなけれ
ばならず、半導体装置が高価になる。
【0006】別の中間回路としては、0V〜−9Vのレ
ベルシフト回路の前に、中間レベルシフト回路を設け、
0V〜Vddの制御信号を−9V〜Vddに変化する信
号に一旦変換した後に、レベルシフト回路で0V〜−9
Vに変換する方法がある。このように、0V〜Vddの
入力信号INを0V〜−9Vの信号へ変換するには、中
間レベルシフト回路で一旦−9V〜Vddに変化する信
号に変換して、変換前後で電圧変化範囲に重なり合う領
域を設けなければならない。
【0007】しかしながら、中間レベルシフト回路で−
9V〜Vddの電圧を扱うには、Vdd+9Vの耐圧の
トランジスタを用いなければならず、低耐圧化に反して
しまう。
【0008】これを解決する方法として、−4Vの負電
源を用いて、中間レベルシフト回路の動作電圧を−4V
〜Vddにする方法が知られている。
【0009】図9は、半導体装置の制御回路の回路図で
ある。図10は、図9の制御回路の真理値を表にした図
である。図9に示すように、制御回路1は、2個のpチ
ャネル型トランジスタと2個のnチャネル型トランジス
タと1個のインバータからなるレベルシフト回路が2段
に形成される。1段目のレベルシフト回路のnチャネル
型トランジスタのソースには、−4Vチャージポンプか
ら−4Vの電圧が印加され、2段目のレベルシフト回路
のnチャネル型トランジスタのソースには、−9Vチャ
ージポンプから−9Vの電圧が印加される。
【0010】この制御回路1は、入力信号INの論理値
に応じて出力信号LSOが切り替わり、IN=Lの時は
出力信号LSO=L、IN=Hの時は出力信号LSO=
Hとなる。出力信号LSOにより、nチャネル型トラン
ジスタからなるトランスファゲート2を介して−9Vチ
ャージポンプからの出力が伝達され或いは伝達されない
ように、トランスファゲート2が制御される。
【0011】即ち、図10に示すように、−9Vチャー
ジポンプが動作する場合、−4Vチャージポンプも動作
し、それぞれ−9V、−4Vの電圧を出力する。この
時、2段目のレベルシフト回路に入力する電圧モードの
切替信号HVONがH(高電圧モード)となり、2段目
のレベルシフト回路のpチャネル型トランジスタのソー
スは0Vになる。入力信号INの論理値に応じてレベル
シフト回路の各接続点AはVdd又は−4V(Aの反転
値Aバーは−4V又はVdd)、出力信号LSOは0V
又は−9Vとなって、トランスファゲート2のオン/オ
フを制御する。この結果、トランスファゲート2は、−
9Vを出力するか、またはHi−Z(ハイインピーダン
ス)状態になる。
【0012】一方、−9Vチャージポンプ及び−4Vチ
ャージポンプが動作しない場合、それぞれの出力電圧は
0Vとなる。この時、電圧モードの切替信号HVONが
L(通常電圧モード)となり、2段目のレベルシフト回
路のpチャネル型トランジスタのソースはVddにな
る。入力信号INの論理値に応じてレベルシフト回路の
各接続点Aは、Vdd又は0V(Aの反転値Aバーは0
V又はVdd)、出力信号LSOはVdd又は0Vとな
って、トランスファゲート2のオン/オフを制御する。
この結果、トランスファゲート2は、0Vを出力する
か、またはHi−Z(ハイインピーダンス)状態にな
る。
【0013】このように、電圧モードの切替信号HVO
N=Hとして、2段目のレベルシフト回路の+側の電源
電圧=0Vとしているのは、レベルシフト回路を構成す
るトランジスタのPN接合に過剰な電圧をかけないよう
にするためである。即ち、HVON=Lのとき、2段目
のレベルシフト回路は0〜Vddの間で動作し、HVO
N=Hのとき、0〜−9Vの間で動作する。このため、
−9V〜Vddの間で動作することがなくなり、2段目
のレベルシフト回路を構成するトランジスタの耐圧、即
ちトランジスタのPN接合にかかる電圧を低く抑えるこ
とができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中間レ
ベルシフト回路の振幅をVdd〜−4Vとしていること
から、−4Vの中間電圧が必要になる。つまり、必要と
するのは0Vと−9Vであるが、一挙に0V〜−9Vへ
のスイッチングを行うことは不可能であるので、先ずV
ddから−4Vに変換し、次に変換回路を経て0Vから
−9Vにすることで、必要とする接合耐圧レベルを下げ
ている。
【0015】従って、Vddから−4Vに変換するため
のレベルシフト回路が必要となってレベルシフト回路が
2段になると共に、−4Vを出力するための余計なチャ
ージポンプが必要になり、回路形成面積が広くなる上
に、消費電力も多くなってしまう。
【0016】本発明の目的は、余計なチャージポンプを
使わずトランジスタの耐圧レベルも低くて良い回路構成
のレベルシフト回路を備えた半導体装置を提供すること
にある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置は、入力信号を入力する第
1導電型トランジスタ、およびこの第1導電型トランジ
スタからの出力信号を入力する第2導電型トランジスタ
から構成され、入力信号に応じて出力信号のレベルを制
御するレベルシフト回路を備えた半導体装置において、
前記レベルシフト回路は、第1導電型トランジスタの作
動を制御する制御手段と、前記第2導電型トランジスタ
に加わる電圧を緩和する電圧緩和手段とを有することを
特徴としている。
【0018】上記構成を有することにより、入力信号を
入力する第1導電型トランジスタの作動が制御手段によ
り制御され、この第1導電型トランジスタからの出力信
号が入力する第2導電型トランジスタに加わる電圧は、
電圧緩和手段により緩和される。このため、余計なチャ
ージポンプを使わずトランジスタの耐圧レベルも低くて
よい回路構成のレベルシフト回路とすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0020】[第1の実施の形態]図1は、本発明の第
1の実施の形態の半導体装置に係るレベルシフト回路の
回路図である。このレベルシフト回路は、負電源を必要
とする不揮発性半導体記憶装置などに用いられる回路で
あり、メモリセルの制御回路とチャージポンプ回路との
間に存在する。レベルシフト回路の出力によって、チャ
ージポンプ出力Vncp(−9V)がトランスファゲー
トN1でオン・オフ制御される。
【0021】図1に示すように、nチャネル型トランジ
スタN1からなるトランスファゲートのオン・オフを制
御するレベルシフト回路10は、電圧モードの切替信号
HVON及び入力信号INが入力されるNANDゲート
11と、NANDゲート11の出力と−9Vチャージポ
ンプからの出力Vncpとの間に直列に接続されたpチ
ャネル型トランジスタP2、nチャネル型トランジスタ
N4、nチャネル型トランジスタN6と、電圧モードの
切替信号HVON及びインバータゲート12を介して入
力信号INが入力されるNANDゲート13と、NAN
Dゲート13の出力とチャージポンプ出力Vncpとの
間に直列に接続されたpチャネル型トランジスタP3、
nチャネル型トランジスタN5、nチャネル型トランジ
スタN7とから構成されている。
【0022】nチャネル型トランジスタN4とnチャネ
ル型トランジスタN6の直列接続点b1は、nチャネル
型トランジスタN7のゲートに接続され、nチャネル型
トランジスタN5とnチャネル型トランジスタN7の直
列接続点b2は、nチャネル型トランジスタN6のゲー
トに接続されている。また、pチャネル型トランジスタ
P3とnチャネル型トランジスタN5の直列接続点は、
nチャネル型トランジスタN1のゲートに接続される。
また、各トランジスタP2,P3,N4〜N7のバック
ゲートはソースに接続される。
【0023】pチャネル型トランジスタP2のゲートに
は入力信号INが、nチャネル型トランジスタN4のゲ
ートにはバイアス電圧Vbiasが、nチャネル型トラ
ンジスタN6のソースにはチャージポンプ出力Vncp
がそれぞれ入力され、pチャネル型トランジスタP3の
ゲートには入力信号INがインバータゲート12を介し
て、nチャネル型トランジスタN5のゲートにはバイア
ス電圧Vbiasが、nチャネル型トランジスタN7の
ソースにはチャージポンプ出力Vncpがそれぞれ入力
される。また、nチャネル型トランジスタN1のソース
にはチャージポンプ出力Vncpが入力され、ドレイン
から出力信号OUTが出力される。
【0024】図2は、図1のレベルシフト回路にVbi
asを供給するVbias生成回路の回路図である。図
2に示すように、Vbias生成回路14は、Vddと
接地電位の間に直列接続されたpチャネル型トランジス
タP8、nチャネル型トランジスタN10、nチャネル
型トランジスタN11、及びVddとnチャネル型トラ
ンジスタN10のゲートの間に接続されたpチャネル型
トランジスタP9から構成されている。
【0025】pチャネル型トランジスタP8のゲートは
接地電位とされ、ソースは電源電位Vddとされ、ドレ
インはnチャネル型トランジスタN10のドレインと接
続される。nチャネル型トランジスタN10のドレイン
はゲートに接続され、ソースはnチャネル型トランジス
タN11のドレインと接続される。nチャネル型トラン
ジスタN11のソースは接地電位とされ、nチャネル型
トランジスタN11のゲート及びpチャネル型トランジ
スタP9のゲートには、電圧モードの切替信号HVON
が入力される。nチャネル型トランジスタN10のドレ
イン及びpチャネル型トランジスタP9のドレインの電
位が、バイアス電圧Vbiasとして出力される。
【0026】このVbias生成回路14において、電
圧モードの切替信号HVONがLのとき、nチャネル型
トランジスタN11はオフし、pチャネル型トランジス
タP9がオンするので、バイアス電圧VbiasはVd
dとなる。一方、電圧モードの切替信号HVONがHの
とき、pチャネル型トランジスタP9がオフして、nチ
ャネル型トランジスタN10及びnチャネル型トランジ
スタN11がオンし、この電流で決まるnチャネル型ト
ランジスタN10の閾値の電圧(約Vtn)がバイアス
電圧Vbiasとして出力される。このような回路構成
により、バイアス電圧Vbiasは電圧モードの切替信
号HVONによって制御され、Vdd或いはほぼ閾値
(約Vtn)に設定することができる。なお、pチャネ
ル型トランジスタP8の負荷駆動能力が大きい場合に
は、pチャネル型トランジスタP9を設けなくても、同
様な機能と動作を実現できる。
【0027】図3は、図1のレベルシフト回路の真理値
を表にした図である。このレベルシフト回路10におい
て、電圧モードの切替信号HVONがH(高電圧モー
ド)の場合、−9Vチャージポンプが動作して、チャー
ジポンプ出力Vncp(−9V)を出力し、バイアス電
圧Vbias(約Vth)が印加される。
【0028】入力信号INがHの時、pチャネル型トラ
ンジスタP2のソース電位a1とpチャネル型トランジ
スタP3のソース電位a2は、それぞれ0VとVddと
なり、pチャネル型トランジスタP2がオフ状態でpチ
ャネル型トランジスタP3がオン状態となる。この結
果、pチャネル型トランジスタP3のドレインはVdd
になる。
【0029】また、pチャネル型トランジスタP3のド
レインがVddになると、nチャネル型トランジスタN
6はオンし、nチャネル型トランジスタN4のドレイン
は−9Vとなる。すると、nチャネル型トランジスタN
7はオフするので、nチャネル型トランジスタN5のド
レインはpチャネル型トランジスタP3のドレイン電圧
Vddのままである。
【0030】このため、レベルシフト回路10からの出
力信号LSOはVdd、トランジスタP2とN4の直列
接続点出力であるLSOの反転値(以後、LSOバーと
いう)は−9Vとなる。このとき、nチャネル型トラン
ジスタN4とnチャネル型トランジスタN6の直列接続
点の電位b1は−9Vとなり、nチャネル型トランジス
タN5とnチャネル型トランジスタN7の直列接続点の
電位b2は約0Vとなる。
【0031】一方、入力信号INがLの時は、pチャネ
ル型トランジスタP2のソース電位a1とpチャネル型
トランジスタP3のソース電位a2は、それぞれVdd
と0Vとなり、pチャネル型トランジスタP2がオン状
態でpチャネル型トランジスタP3がオフ状態となる。
この結果、pチャネル型トランジスタP2のドレインは
Vddになる。
【0032】pチャネル型トランジスタP2のドレイン
がVddになると、nチャネル型トランジスタN7はオ
ンし、nチャネル型トランジスタN5のドレインは−9
Vとなる。すると、nチャネル型トランジスタN6はオ
フするので、nチャネル型トランジスタN4のドレイン
はpチャネル型トランジスタP2のドレイン電圧Vdd
のままである。
【0033】このため、レベルシフト回路10からの出
力信号LSOは−9V、LSOバーはVddとなる。こ
のとき、nチャネル型トランジスタN4とnチャネル型
トランジスタN6の直列接続点の電位b1は約0V、n
チャネル型トランジスタN5とnチャネル型トランジス
タN7の直列接続点の電位b2は−9Vとなる。
【0034】一方、電圧モードの切替信号HVONがL
(通常電圧モード)の場合、NANDゲート11,13
の出力a1,a2は、入力信号INの論理値によらずV
ddになり、バイアス電圧VbiasはVddになり、
また、チャージポンプは作動せず、チャージポンプ出力
Vncpは0Vになる。この状態で、入力信号INがH
になると、トランジスタP2、N7はオフし、P3,N
6はオンするので、出力信号LSOはVddになる。逆
に、入力信号INがLになると、トランジスタP2、N
7はオンし、P3,N6はオフするので、出力信号LS
Oは0Vになる。
【0035】このように、レベルシフト回路10からの
出力信号LSOは0VとVddの間で振幅し、入力信号
INの論理値L又はHによって、トランスファゲートN
1の出力信号OUTはハイインピーダンス(Hi−Z)
又は0Vとなる。
【0036】これに対し、電圧モードの切替信号HVO
NがH(高電圧モード)の場合、チャージポンプが作動
して、チャージポンプ出力Vncpが−9Vになり、ま
た、バイアス電圧Vbiasはnチャネル型トランジス
タN4,N5の閾値に近い電圧(約Vtn)となる。こ
の状態で、入力信号INがLのとき、レベルシフト回路
10の出力信号LSOが−9Vとなり、nチャネル型ト
ランジスタN7のソースとpチャネル型トランジスタP
3の基板の間は9Vの電位差がある。入力信号INがH
のときは、そのまま逆になってレベルシフト回路10の
出力信号LSOがVddとなる。
【0037】以上に説明したように、NANDゲート1
1,13及びインバータゲート12からなるバックゲー
ト制御手段により、入力信号に応じてpチャネル型トラ
ンジスタP2,P3のソース及びバックゲート電位を制
御するようにしたので、トランジスタP2又はP3がオ
フしてドレインに−9Vが印加された状態でも、ソース
及びバックゲート電位は0Vとなる。逆に、トランジス
タP2又はP3がオンしたときには、ドレインとソース
間の電位差は約0Vである。つまり、pチャネル型トラ
ンジスタP2,P3のドレインとソース、バックゲート
間には最大でも9Vの電圧しかかからないので、耐圧の
低いトランジスタでレベルシフト回路を構成できる。
【0038】更に、電圧を緩和するために、nチャネル
型トランジスタN4,N5からなる電圧緩和手段を設け
ているため、nチャネル型トランジスタN6,N7のド
レインにかかる最大電圧は、バイアス電圧Vbias−
Vtn≒0Vとなる。トランジスタN6,N7のソース
とバックゲートは−9Vまたは0Vなので、トランジス
タN6またはN7がオフしても、nチャネル型トランジ
スタN6,N7のドレインとソース、バックゲート間に
は最大でも9Vの電圧しかかからない。このとき、nチ
ャネル型トランジスタN4又はN5のドレインとソー
ス、バックゲート間には最大でもVddの電位差しか生
じない。逆に、トランジスタN6又はN7がオンしたと
きには、ドレインとソース間の電位差は約0Vである。
従って、nチャネル型トランジスタN4,N5,N6,
N7は、耐圧の低いトランジスタで構成できる。
【0039】このように、本実施の形態のレベルシフト
回路では、pチャネル型トランジスタにかかる電圧a1
(Vdd,0V),a2(0V,Vdd)、nチャネル
型トランジスタにかかる電圧b1(約0V,−9V),
b2(−9V,約0V)が低減できる(図3参照)。よ
って、レベルシフト回路10からの出力の振幅はVdd
〜−9Vとなるが、レベルシフト回路10を構成する各
トランジスタのPN接合にかかる電圧は緩和されて最大
でも9V程度となり、接合耐圧レベルを下げることがで
きる。
【0040】従って、従来のように−4Vを出力する余
計なチャージポンプを使わず、レベルシフタを1段で構
成できることから、消費電力の削減が可能となる。しか
も、トランジスタの耐圧レベルが低くてよい回路構成の
レベルシフト回路10により、トランスファーゲートの
スイッチングをすることができるので、トランジスタの
サイズを小さくでき、半導体装置のチップサイズを低減
できる。
【0041】[第2の実施の形態]図4は、本発明の第
2の実施の形態の半導体装置に係るレベルシフト回路の
回路図である。図4に示すように、レベルシフト回路1
5は、nチャネル型トランジスタN4とnチャネル型ト
ランジスタN6の直列接続点の代わりに、pチャネル型
トランジスタP2とnチャネル型トランジスタN4の直
列接続点がnチャネル型トランジスタN7のゲートに接
続され、nチャネル型トランジスタN5とnチャネル型
トランジスタN7の直列接続点の代わりに、pチャネル
型トランジスタP3とnチャネル型トランジスタN5の
直列接続点がnチャネル型トランジスタN6のゲートに
接続されている。その他の構成、作用及び効果は、第1
の実施の形態に示すレベルシフト回路10と同様であ
り、レベルシフト回路15の真理値も図3と同じであ
る。
【0042】第1の実施の形態に示すレベルシフト回路
10の場合、電圧モードの切替信号HVON=L,入力
信号IN=Lの時、出力信号LSO=0Vとなるために
は、nチャネル型トランジスタN5とnチャネル型トラ
ンジスタN7が共にオンしていなければならない。よっ
て、nチャネル型トランジスタN7のゲート電圧Vg
(N7)は、 Vg(N7)≒Vbias−Vtn(N4)=Vdd−
Vtn(N4)>Vtn(N7) つまり、Vdd>Vtn(N4)+Vtn(N7)を満
たさなければならず、Vtn(N4),Vtn(N7)
が共に1V程度だとすれば、Vddの下限は2V程度と
なり、低電圧動作には向かない。
【0043】しかしながら、本実施の形態のレベルシフ
ト回路15は、図4に示すような回路構成にすること
で、電圧N=Lの時のVg(N7)のゲートはpチャネ
ル型トランジスタP2を介してハイレベルが供給され、
その電圧はほぼ電源、nチャネル型トランジスタN5の
ゲートにはVbiasとしてVddが供給される。よっ
て、nチャネル型トランジスタN7は、 Vg(N7)≒Vdd>Vtn(N7) つまり、Vdd>Vtn(N7)を満たせばよい。例え
ばVtn(N7)が1V程度だとすれば、Vddは1.
5V程度となり、2V以下の低電圧でも動作が可能とな
る。
【0044】[第3の実施の形態]図5は、本発明の第
3の実施の形態に係る半導体装置のレベルシフト回路の
回路図である。図5に示すように、レベルシフト回路1
6は、バックゲート制御手段を、電圧モードの切替信号
HVONが入力するインバータゲート17と、入力信号
INが入力するインバータゲート18と、インバータゲ
ート17の出力を第1の入力としインバータゲート18
の出力を第2の入力とするORゲート19と、インバー
タゲート17の出力を第1の入力とし入力信号INを第
2の入力とするORゲート20とで構成している。その
他の構成、作用及び効果は、第1の実施の形態に示すレ
ベルシフト回路10と同様であり、レベルシフト回路1
6の真理値も図3と同じである。このように、バックゲ
ート制御手段は、必ずしもNANDゲートで構成する必
要がない。
【0045】図6は、高電圧が印加されるトランジスタ
の断面図である。上記各レベルシフト回路10,15,
16を構成する各トランジスタの内、N1,P2,P
3,N4,N5,N6,N7、N10の各トランジスタ
には、高電圧が印加される。図6に示すように、nチャ
ネル型トランジスタのバックゲートは、ディープウェル
によって基板と分離されるため、負電圧の印加が可能で
ある。
【0046】図7は、各実施の形態に示すレベルシフト
回路の応用分野であるフラッシュメモリのメモリセルを
表すシンボル図である。図8は、FN書込/FN消去方
式フラッシュメモリのモード毎電圧配置例を表にした図
である。
【0047】図8に示すように、例えば、図7に示すメ
モリセルのコントロールゲートに印加すべき電圧の低レ
ベルについて比較すると、書込モード時=−9V、消去
・読出モード時=0Vとなっている。コントロールゲー
トの電位は、行選択信号を形成するロウデコーダによっ
て制御されており、ロウデコーダを動作させるために、
ロウデコーダの電源端子にモード毎に電圧を制御して与
える回路が必要になる。本願発明に係る各レベルシフト
回路10,15,16の応用分野としては、例えば、ロ
ウデコーダの低電位側電源端子にモード毎に電圧を制御
して与えるものがある。
【0048】以上説明した実施の形態では、電源電圧V
ddが正極性で、トランスファゲートで負極性の電圧を
オン・オフする場合を例に説明したが、電源電圧Vdd
が負極性で、トランスファゲートで正極性の電圧をオン
・オフする場合にも適用できる。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力信号が入力される第1導電型トランジスタは、バッ
クゲート制御手段によりドレインとソース又はバックゲ
ート間の電位差が低減される。また、第2導電型トラン
ジスタは、電圧緩和手段により、ドレインとソース又は
バックゲート間の電位差が低減される。このため、トラ
ンジスタの耐圧レベルが低くてよい。
【0050】さらに、余計なチャージポンプや、中間レ
ベルシフト回路を使わずにレベルシフト回路を1段で構
成できることから、回路構成や消費電力の削減が可能と
なる。しかも、低耐圧のトランジスタで構成したレベル
シフト回路により、電源電圧とは逆極性の高電圧をトラ
ンスファーゲートでスイッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の
レベルシフト回路の回路図である。
【図2】図1のレベルシフト回路にVbiasを供給す
るVbias生成回路の回路図である。
【図3】図1のレベルシフト回路の真理値を表にした図
である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の
レベルシフト回路の回路図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の
レベルシフト回路の回路図である。
【図6】高電圧が印加されるトランジスタの断面図であ
る。
【図7】各実施の形態に示すレベルシフト回路の応用分
野であるフラッシュメモリのメモリセルを表すシンボル
図である。
【図8】FN書込/FN消去方式フラッシュメモリのモ
ード毎電圧配置例を表にした図である。
【図9】従来の半導体装置の制御回路の回路図である。
【図10】図9の制御回路の真理値を表にした図であ
る。
【符号の説明】
10,15,16 レベルシフト回路 11,13 NANDゲート 12,17,18 インバータゲート 14 Vbias生成回路 19,20 ORゲート HVON 高電圧モードの切替信号HVON IN 入力信号 N1,N4,N5,N6,N7,N10,N11 nチ
ャネル型トランジスタ OUT 出力信号 P2,P3,P8,P9 pチャネル型トランジスタ Vbias バイアス電圧 Vncp −9Vチャージポンプ出力

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号を入力する第1導電型トランジス
    タ、およびこの第1導電型トランジスタからの出力信号
    を入力する第2導電型トランジスタから構成され、入力
    信号に応じて出力信号のレベルを制御するレベルシフト
    回路を備えた半導体装置において、 前記レベルシフト回路は、第1導電型トランジスタの作
    動を制御する制御手段と、前記第2導電型トランジスタ
    に加わる電圧を緩和する電圧緩和手段とを有することを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記出力信号は前記入力信号に応じて前記
    入力信号と同一極性または逆極性の電圧となることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記制御手段は、入力信号に応じて第1導
    電型トランジスタのソースおよびバックゲート電圧を制
    御することを特徴とする請求項1または2に記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項4】前記制御手段は、第1導電型トランジスタ
    が非導通状態のとき第1導電型トランジスタのドレイン
    とソースまたはバックゲート間電圧を少なくするように
    制御することを特徴とする請求項1から3のいずれかに
    記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】前記制御手段は、第1導電型トランジスタ
    のゲートとソースとを異なる論理レベルとすることを特
    徴とする請求項1から4のいずれかに記載の半導体装
    置。
  6. 【請求項6】前記制御手段は、通常電圧の動作モードの
    とき電源電圧を出力し、高電圧の動作モードのとき、入
    力信号を反転した信号を出力することを特徴とする請求
    項1〜5のいずれかに記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】前記電圧緩和手段は、第2導電型トランジ
    スタにより構成され、入力信号とは逆極性の電源に接続
    される第2導電型トランジスタと出力端子の間に接続さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】前記電圧緩和手段の第2導電型トランジス
    タのゲートは、通常電圧または高電圧の何れかの動作モ
    ードに応じた異なる電圧でバイアスされることを特徴と
    する請求項7に記載の半導体装置。
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