JPS63306594A - Cmos集積回路装置 - Google Patents

Cmos集積回路装置

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JPS63306594A
JPS63306594A JP62141835A JP14183587A JPS63306594A JP S63306594 A JPS63306594 A JP S63306594A JP 62141835 A JP62141835 A JP 62141835A JP 14183587 A JP14183587 A JP 14183587A JP S63306594 A JPS63306594 A JP S63306594A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
level
vbb
generation circuit
mos
Prior art date
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Pending
Application number
JP62141835A
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English (en)
Inventor
Kazutoshi Hirayama
平山 和俊
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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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〕 この発明は、電源投入直後の基板電位を一定値以下に保
ってラッチアップ現象の発生を防止する丸めの基板電圧
発生回路を備え九〇 MO8集積回路装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
集積回路装置において、電源投入直後の過渡時には様々
な問題が生じることは良く知られており、と9わけ過大
な過渡電流の発生は重要である。
特に、C! MO8集積回路装置の場合には、構造上、
内部にpnp Mlとnpn!Ef!のトランジスタが
寄生的に生じておシ、これが結合してpnpn型のサイ
リスク構造を構成するため、一度このサイリスタが点弧
状態になると電源電圧(以下VOOと称す)と接地間に
過大な電流が流れ、素子の破壊に至る場合もある、いわ
ゆるラッチアップ(Latchup )現象に発展しか
ねない°ので更に重要となる。つまシ、集積回路装置に
おいては、基板への電子の注入によるメモリの誤動作防
止、pn接合容量の低減による回路の高速化及びトラン
ジスタのしきい値電圧の基板効果の低減による動作回路
の高速化と安定化等を図るため、基板電圧発生回路(以
下v1発生回路と称す)が形成されて基板に負の電圧が
印加されているが、電源投入直後には、この回路が未だ
正常に作動していないため、Vaaと基板間の容量結合
を通じて流れる変位電流が上記寄生サイリスタのトリが
となってラッチアップ現象に発展する可能性がある訳で
ある。
pn接合容量はメモリの高集積化と共に増大するので、
どのような状態においても基板電圧が一定値以下に抑制
されてラッチアップ現象の発生が防止できるように、V
BB発生回路の改良が求められていた。
第3図は従来のOMOSダイナミック形メモリ(以下O
MOS DRAMと称す)の主要部構成の模式図である
。なお、図においてV!IB発生回路は基板の外に回路
図として示したが、一般には同じ基板内に形成されてい
る。
第4図は、上記第3図の構成におけるラッチアップ現象
を!5a明するための等価回路図でるる。
図においが、+11はpH1シリコン半導体基板(以下
pm基板と称す) 、 (21)1 nウェル、(3)
はp杢ンース領域、(41はp型ドレイシ領域、+5+
)まn型ドレイン領域、(61はn型ソース領域、(7
)はn型基板コンタクト領域、+81はp型基板コンタ
クト領域、+91は他のn型基板コンタクト領域(以下
いずれも領域(31乃至[91と称す)、曲はゲート電
極、αυは容量電極で、実際には各電極Q(1,(lυ
とp型基板(11との間に絶縁膜が存在するのであるが
、簡単のため省略しである。なお、領域193と容量電
極(11)間にはメモリ用の容量が形成されている。u
カはnウェル(2)内に、領域に引、(4)及びゲート
電極αaにより形成されるpチャンネルMOSトランジ
スタ、a3はp型基板+11内に、領域151 、16
1及びゲート電極ulにより形成されるnチャンネルM
OS)ランリスタ、Iはp型基板111の主平面近傍に
形成されている第1のVBB発生回路で、°りングオツ
シレータ(151、チャーシボシブ弔客量霞、レベルシ
フト回路用MOSトランジスタ1?)及び整流用MO8
)ランリスタC181よ多構成される。a9は電源端子
(以下Vaa端子と称す)、■は接地端子(以下Vss
端子と称す)、+21)は入力端子(以下IN端子と称
す)、ノは出力端子(以下OUT端子と称す)、V!I
!1はp型基板111に印加される基板電圧である。
第3図に示すn型領域(7) 、 (91或いはp型領
域(3)のように、半導体基板中の拡散領域でVoaが
印加される個所は至る所に相当数存在するが、この場合
、 Vao端子(9とP型基板(1)との間には、必然
的にpn接合により生じる大きな接合容量Qが存在する
こととなる。
上記のように構成されたC MOS DRAMの通常の
動作時には、リングオツシレータQSで発振された間欠
電圧を、チャーシボシブ用容量aQとLAoSトランジ
スタリス、a秒により直流の負のVs+aに交換してp
型基板+11へ供給している。
〔発明が解決しようとする間仙点〕
上記のような従来のOMOS DRAMにおいては、電
源投入直後の過渡時にはVBB発生回路Iが未だ正常に
wAW@シておらず、p型基板(11は電気的に浮いた
状態にあり、接合容量Ojを介してVoaに結合されて
いるため、大きな過渡電流が流れる。
この電流f:xOjとすると次式で表わされる。
IcJ<、 0j−−v・・・・・−曲・−・曲・曲−
・・(1式)即ち、過渡電流Icjは接合容量Ojが大
きい(メモリの集積度が高い)もの程、また、Vaoの
立上りが急峻な場合である程大きくなることが解る。
今、電源投入直後に上記(1式)に示す過渡電流がVo
o −Vaa間を流れると、p型基板+11の抵抗によ
る電圧降下を生じ、VBBは正の値に上昇することとな
る。
ところが、CMOS DRAMにおいては第3図に点線
で示すように、構造上、内部にpnp型のバーチカル・
トランジスタ(TRv)とnpn型のラテラル・トラン
ジスタ(TRりが寄生的に生じており、かつ、これら二
つのトランジスタ(TRv) 、  (TRL)が結合
されて第4図の等価回路図に示’f pnpn型のサイ
リスタ構造を構°成しているので、今、過渡電流Icj
がノードAを流れたとすると、先ずnウェル(2)部の
抵抗(R11)に電圧降下(1弓・Rn )を生じ、こ
れが上記ト・ラシリスタ(TRv)のベース・エミッタ
間の接触電位差をこえると、このトランジスタ(TRv
)は導通状態となり、そのコレクタ電流がP型基板(1
)の抵抗(Rp)を流れる。然して、この抵抗(Rp)
における電圧降下が大きくなると、同様にしてトランジ
スタ(TRりが導通状態となシ、そのコレクタ電流は抵
抗(九)を流れて電圧降下を生じ、トランジスタ(TR
v)は更に導通状態になる。
このように、トランジスタ(TRv)と(TRL)は相
互に導通状態を維持するように動作しながら安定状態、
即ちVoo −Viaに過大な電流が流れ続けるラッチ
アップ現象に至る。
この発明は上記のような従来の装置の問題点を解決する
ためになされたもので、電源投入時のラッチアップ現象
の発生を防止できるC MOS集積回路装置を得ること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、CMOSメモリを形成した半導体基板に、
mlの基板電圧発生回路より基板電圧が印加されるもの
において、電源投入直後の過渡時に基板電圧を供給する
第2の基板電圧発生回路を設けて、この回路からも基板
電圧を印加できるように構成したものである。
〔作用〕
この発明におけるc uos集積回路装置では、電源投
入直後の一定時間、第2の基板電圧発生回路よりの基板
電圧を印加した役、$1の基板電圧発生回路よりの基板
電圧が印加されることになるので、該半導体基板が高電
位となることはなく、電源投入直後のラッチアップ現象
の発生が防止される。
〔実施例〕
第1図は、この発明の一実施例におけるC MO8DR
AMの第2のvBB発生回路図、第2図はその動作時に
おける各端子及びノードNo、Nlにおける電圧の変化
を示す波形図である。
図において、[有]はp型基板(11の主平面近傍に形
成される第2のVB’B発生回路、@は第1の増幅用p
チャンネルMOSトランジスタ、■は第1の増幅用nチ
ャンネルMos トランジスタ、■は第2の増幅用Pチ
ャンネルMOSトランジスタ、同は第2の増幅用nチャ
ンネルトランジスタであり、LAOSトランジスタ(2
)と(ハ)及び(至)と面は、それぞれ第1&び第2の
CMOSインバータを構成している。(ハ)は基板接地
用nチャンネルMO8トランジスタ、(2!lIはMO
S型容量素子により形成される容量で、これによりMO
S )ランリスタ■の非導通開始時期が決定される。
なお、上記第2のVan発生回路のは、CMOSメモリ
が形成されたp型基板+11に前記第1のvBB発生回
路Iと共に形成されて、その第1のCMOSインバータ
の入力側及び!、qOB l−ランジスタ弼のドレイシ
側がp型基板111に接続され、端子翰にVaaが、端
子■にはVasが印加されている。
第2図における(31)〜(39)は、動作波形図中の
各状態に対応するものである。
以上のように構成されたO MOS DRAM K V
ooが投入されると、まずVoaが波形(31)に示す
ように立上り。すると、接合容量Ojによる過渡電流I
cjが流れてp型基板+11のvBBが波形(32)に
示すように正の方向へ上昇する。ところが、v!IBが
1Jos トランジスタ(至)のしきい値電圧を超える
と、第1のCMOSインバータの出力(ノードNo )
は波形(36)に示すように“L“レベルとなり、第2
のCMOSインバータの出力(ノードN1)は波形C3
7’)に示すように“°H゛レベルとなってMOS )
ランリスタ(28)は導通状態になる。このため、Vi
+iはViaに短絡されて波形(33)に示すようにO
Vへ引き戻される。
すると、9J1のCMOSインバータの出力(ノードN
o )波形(3B) K示すように°1H′ルベルとな
って第2のCMOSイ〉バークの出力(ノードNl )
をIIL11レベルへ引き戻そうとするが、容量(至)
の放電のため、ノードN1がVsaレベルへ戻るまでに
時間がかカリ、MOS ) 9 >リスタ(ハ)が非導
通となる時間が波形(39)に示すように遅延され、こ
の時間内においては、波形(34)に示すようにVBB
がOVを維持する。
ノードN1がII L II°レベルまで下ってMOS
 トランジスタ(ハ)が非導通状讐になると、vBBは
、塾に正常な動作をしている第1のVBB発生回路Iの
電圧に波形(35)に示すように設定されることとなる
なお、上記実施例においては、CMOS DRAMを構
成する半導体基板に第1と第2のVB11発生回路を形
成したものを示したが、C! MOSスタチック形メモ
リ(CMOS SRAM )に形成されるものであって
も良く、また、nウェル形のo LAosの例を示した
が、pウェル形のCMOSの場合であっても良い。
艷に、第1と第20V@a発生回路は半導体基板の外に
形成するものであっても良く、同様の効果を奏すること
はいうまでもない。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、電源投入直後の過渡時
に、第2の基板電圧発生回路より基板電圧を供給するこ
とにより、基板電位の上昇を防止し、ラッチアップ現象
を生じないOMO8集積回路装置が得られる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるO MO8集積回路
装置に形成される第2の基板電圧発生回路図、第2図は
その動作波形図、第3図は従来の第1の基板電圧発生回
路を内蔵し九〇 MOB DRAMの主要部構成の模式
図、%4図は%3図の構成におけるラッチアップ現象を
説明するための等価回路図である。 図において、(1)はp型シリコン半導体基板(p型基
板>、a’aはpチャシネルMO8)ランリスタ、0は
nチャシネルMO8)う〉リスタ、Iは第1の基板電圧
発生回路(第1のVow発生回路)、Q9はりングオッ
シレータ、μeはチャージポンプ用容量、αηはレベル
シフト回路用LAOSトラシリスタ、αaは整流用MO
Sトランジスタ、0は電源端子(Vcc端子)、@は接
地端子(Va8端子)、ノは第2の基板電圧発生回路(
第20VIIB発生回路) 、(241は第1の増幅用
pチャンネルIJiOSトラシリスタ、田は第1の増幅
用nチャンネルM08トランジスタ)■は第2の増幅用
pチャンネルMO8)ランリスタ、■は増幅用nチャン
ネルMO8)ランリスタ、(ハ)は基板設地用nチキン
ネルMoSトランジスタ、(至)は容量である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す・

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)CMOSメモリを構成する半導体基板に、第1の
    基板電圧発生回路より基板電圧が印加されるCMOS集
    積回路装置において、電源投入直後の過渡時に基板電圧
    を印加する、第2の基板電圧発生回路を設けたことを特
    徴とするCMOS集積回路装置。
  2. (2)第2の基板電圧発生回路が、基板電圧をその入力
    とするCMOSインバータと、該CMOSインバータの
    出力をゲートの入力とし、半導体基板と接地端子間をバ
    イアスするMOSトランジスタと、該MOSトランジス
    タの非導通開始時期を決定する容量とを含んで成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のCMOS集積
    回路装置。
JP62141835A 1987-06-05 1987-06-05 Cmos集積回路装置 Pending JPS63306594A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4039524A1 (de) * 1990-04-06 1991-10-10 Mitsubishi Electric Corp Substratspannungserzeuger und verfahren fuer diesen in einer halbleitereinrichtung mit intern abgestufter versorgungsspannung
JPH08221980A (ja) * 1995-02-15 1996-08-30 Nec Corp バイアス電圧発生回路
KR100439834B1 (ko) * 1997-06-25 2004-10-26 삼성전자주식회사 씨모스집적회로

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4039524A1 (de) * 1990-04-06 1991-10-10 Mitsubishi Electric Corp Substratspannungserzeuger und verfahren fuer diesen in einer halbleitereinrichtung mit intern abgestufter versorgungsspannung
US5304859A (en) * 1990-04-06 1994-04-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Substrate voltage generator and method therefor in a semiconductor device having internal stepped-down power supply voltage
US5315166A (en) * 1990-04-06 1994-05-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Substrate voltage generator and method therefor in a semiconductor device having selectively activated internal stepped-down power supply voltages
JPH08221980A (ja) * 1995-02-15 1996-08-30 Nec Corp バイアス電圧発生回路
KR100439834B1 (ko) * 1997-06-25 2004-10-26 삼성전자주식회사 씨모스집적회로

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