JP2000040385A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000040385A
JP2000040385A JP20381298A JP20381298A JP2000040385A JP 2000040385 A JP2000040385 A JP 2000040385A JP 20381298 A JP20381298 A JP 20381298A JP 20381298 A JP20381298 A JP 20381298A JP 2000040385 A JP2000040385 A JP 2000040385A
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potential
transistor
power supply
circuit
channel mos
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JP20381298A
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Motoharu Ishii
元治 石井
Megumi Maejima
恵 前島
Satoru Tamada
悟 玉田
Nobuaki Ando
伸朗 安藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device provided with a high voltage generating circuit in which stability in a high potential outputted at the time of variation of an external power source potential is improved. SOLUTION: This device is provided with a constant voltage generating circuit 34 stabilizing further an output potential of a constant voltage generating circuit 32 stabilizing an external power source potential Ext.Vcc, the output potential Vccs is made a current supply source of a charge pump circuit 60, also the charge pump circuit 60 comprises inverters 68, 70 setting amplitude of a clock by the output potential Vccs. A boosted potential Vout is hard to be affected by variation of the external power source potential Ext.Vcc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置に関
し、特に昇圧回路を備える半導体装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device having a booster circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置では、外部から与えられる電
源電位より高い電位が内部回路の動作のために必要とさ
れる場合がある。たとえば、代表的な不揮発性半導体記
憶装置であるフラッシュメモリではメモリセルの書込お
よび消去に高電圧が必要である。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, a potential higher than an externally applied power supply potential may be required for the operation of an internal circuit. For example, in a flash memory which is a typical nonvolatile semiconductor memory device, a high voltage is required for writing and erasing a memory cell.

【0003】図4は、従来の半導体装置における高電圧
発生回路180の構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a high voltage generating circuit 180 in a conventional semiconductor device.

【0004】図4を参照して、高電圧発生回路180
は、外部から与えられる電源電位Ext.Vccを受け
て降圧して内部電源電位Vcciを発生する定電圧発生
回路130と、クロック信号CLK、/CLKを受けて
内部電源電位Vcciを昇圧して昇圧電位Voutとし
て出力するチャージポンプ回路160とを含む。
Referring to FIG. 4, high voltage generation circuit 180
Is a power supply potential Ext. A constant voltage generation circuit 130 receiving Vcc to reduce the voltage to generate internal power supply potential Vcci, and a charge pump circuit 160 receiving clock signals CLK and / CLK to boost internal power supply potential Vcci and output it as boosted potential Vout. Including.

【0005】定電圧発生回路130は、ソースが接地電
位Vssに結合されゲートがノードN10に接続された
NチャネルMOSトランジスタ138と、ソースが外部
電源電位Ext.Vccに結合されドレインおよびゲー
トがNチャネルMOSトランジスタ138のドレインに
接続されたPチャネルMOSトランジスタ136と、ソ
ースが接地電位Vssに結合されゲートに参照電位Vr
efが与えられるNチャネルMOSトランジスタ142
と、ソースが外部電源電位Ext.Vccに結合されゲ
ートがNチャネルMOSトランジスタ138のドレイン
に接続されドレインがNチャネルMOSトランジスタ1
42のドレインに接続されるPチャネルMOSトランジ
スタ140と、ソースが外部電源電位Ext.Vccに
結合されゲートがNチャネルMOSトランジスタ142
のドレインに接続されドレインがノードN10に接続さ
れるPチャネルMOSトランジスタ144とを含む。ノ
ードN10の電位は外部電源電位Ext.Vccが降圧
され一定電位に安定化された内部電源電位Vcciとな
る。
The constant voltage generating circuit 130 has an N-channel MOS transistor 138 having a source connected to the ground potential Vss and a gate connected to the node N10, and a source connected to the external power supply potential Ext. P-channel MOS transistor 136 whose drain and gate are connected to the drain of N-channel MOS transistor 138 and whose source is connected to ground potential Vss and whose gate has reference potential Vr
N-channel MOS transistor 142 supplied with ef
And the source is the external power supply potential Ext. Vcc, the gate is connected to the drain of N-channel MOS transistor 138, and the drain is N-channel MOS transistor 1
P-channel MOS transistor 140 connected to the drain of external power supply potential Ext. N-channel MOS transistor 142 coupled to Vcc and having a gate
And a P-channel MOS transistor 144 having a drain connected to node N10. The potential of node N10 is equal to external power supply potential Ext. Vcc is stepped down to internal power supply potential Vcci stabilized at a constant potential.

【0006】チャージポンプ回路160は、アノードと
カソードがそれぞれノードN13、N14に接続される
ダイオード162と、アノードとカソードとがそれぞれ
ノードN14、N15に接続されるダイオード164
と、アノードとカソードとがそれぞれノードN15、N
16に接続されるダイオード166とを含む。ノードN
13には内部電源電位Vcciが与えられ、ノードN1
6からは高電圧発生回路180の出力電位である昇圧電
位Voutが出力される。
The charge pump circuit 160 includes a diode 162 having an anode and a cathode connected to nodes N13 and N14, respectively, and a diode 164 having an anode and a cathode connected to nodes N14 and N15, respectively.
And the anode and the cathode are connected to nodes N15 and N15, respectively.
16 connected to the diode 166. Node N
13 is supplied with the internal power supply potential Vcci, and the node N1
6 outputs a boosted potential Vout which is an output potential of the high voltage generating circuit 180.

【0007】チャージポンプ回路160は、クロック信
号CLKを受け内部電源電位Vcciによって振幅が決
定されるインバータ168と、インバータ168の出力
に一方の電極が接続され他方の電極がノードN14に接
続されるキャパシタ172と、クロック信号CLKの相
補なクロック信号であるクロック信号/CLKを受けて
反転し内部電源電位Vcciで振幅が決定されるインバ
ータ170と、インバータ170の出力に一方の電極が
接続され他方の電極がノードN15に接続されるキャパ
シタ174とをさらに含む。
Charge pump circuit 160 receives clock signal CLK and has an inverter 168 whose amplitude is determined by internal power supply potential Vcci, and a capacitor having one electrode connected to the output of inverter 168 and the other electrode connected to node N14. 172, an inverter 170 which receives and inverts a clock signal / CLK which is a complementary clock signal of the clock signal CLK and whose amplitude is determined by the internal power supply potential Vcci, one electrode connected to the output of the inverter 170 and the other electrode Further connected to a node N15.

【0008】このような高電圧発生回路180を用いる
ことにより内部回路が動作したとき等における昇圧電位
Voutの降下等を回復するための動作(リップル)の
外部電源依存性を小さくしていた。
By using such a high voltage generating circuit 180, the dependency of the operation (ripple) for recovering the drop of the boosted potential Vout or the like when the internal circuit operates or the like on the external power supply is reduced.

【0009】図5は、リップルを説明するための図であ
る。図5を参照して、時刻t=0において外部電源が投
入され外部電源電位が立上がるとそれに伴い昇圧回路の
出力である昇圧電位Voutも立上がる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the ripple. Referring to FIG. 5, when the external power supply is turned on at time t = 0 and the external power supply potential rises, boosted potential Vout, which is the output of the booster circuit, also rises accordingly.

【0010】一定時間経過後の点線190で囲んだ部分
においては、供給される内部回路が動作することによる
電圧降下とその回復動作等により昇圧電位Voutが変
動する。この変動がリップルである。
In a portion surrounded by a dotted line 190 after a lapse of a predetermined time, the boosted potential Vout fluctuates due to a voltage drop due to the operation of the supplied internal circuit and a recovery operation thereof. This variation is the ripple.

【0011】このようなリップルは昇圧回路に与えられ
る昇圧前の電源電圧にも依存するが、この依存性を少な
くすることにより、たとえばフラッシュメモリにおいて
は、書込および消去時にメモリセルに加える高電圧を安
定化させる。この電圧を安定させることでメモリセルの
記憶情報であるしきい値Vthのシフト量および書込時
間の外部電源依存性を少なく抑えていた。
Such a ripple also depends on the power supply voltage before boosting applied to the boosting circuit. By reducing this dependency, for example, in a flash memory, a high voltage applied to a memory cell at the time of writing and erasing is used. Stabilize. By stabilizing this voltage, the dependence of the shift amount of the threshold value Vth, which is the information stored in the memory cell, and the writing time on the external power supply is reduced.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】たとえば、フラッシュ
メモリではメモリセルをこれ以上微細化することが困難
になってきており、さらなる大容量化のために1つのメ
モリセルに多値(たとえば2ビット、3ビット等)の情
報を保持することが実現しつつある。フラッシュメモリ
では情報を記憶するためにメモリセルであるトランジス
タに電圧を加えそのしきい値を変化させるが、1つのメ
モリセルに多値の情報を記憶させるには情報量に対応す
るしきい値にすることが必要となる。つまり、2ビット
の情報を1つのメモリセルにて保持するためにはしきい
値の状態は(00、01、10、11)に対応する4通
りの値に設定される。
For example, in a flash memory, it has become difficult to further miniaturize a memory cell, and in order to further increase the capacity, one memory cell has multiple values (for example, 2 bits, (3 bits, etc.) is being realized. In a flash memory, a voltage is applied to a transistor which is a memory cell to store information, and the threshold value is changed. To store multi-valued information in one memory cell, a threshold value corresponding to the amount of information is set. It is necessary to do. That is, in order to hold 2-bit information in one memory cell, the state of the threshold is set to four values corresponding to (00, 01, 10, 11).

【0013】このようにしきい値を精密に書込むために
は書込み、消去時にメモリセルに加えられる高電位をさ
らに安定化させることが必要となる。
In order to write the threshold value precisely, it is necessary to further stabilize the high potential applied to the memory cell at the time of writing and erasing.

【0014】図4で示した従来の高電圧発生回路では外
部電源電位に大きな変動が生じた場合出力の昇圧電位に
は無視できない変動が生じるという問題点があった。接
地電位や外部電源電位にノイズが乗ったときにこのよう
な状況となりやすい。
The conventional high-voltage generating circuit shown in FIG. 4 has a problem that if a large fluctuation occurs in the external power supply potential, a non-negligible fluctuation occurs in the boosted output voltage. Such a situation is likely to occur when noise is put on the ground potential or the external power supply potential.

【0015】この発明の目的は、外部電源電位の変動時
に出力する高電位の安定性が改善された高電圧発生回路
を備えた半導体装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device provided with a high voltage generating circuit in which the stability of a high potential output when the external power supply potential fluctuates is improved.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
記憶装置は、電源電位を受けて第1の電位を第1の参照
電位になるように制御し発生する第1の定電位発生手段
と、第1の電位を受けて第2の電位を第2の参照電位に
なるように制御し出力する第2の定電位発生手段と、ク
ロック信号により駆動され、第2の電位を受けて昇圧し
昇圧電位を発生する昇圧手段とを備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising: a first constant potential generating means for generating a first potential by receiving a power supply potential and controlling the first potential to a first reference potential; A second constant potential generating means for receiving the first potential and controlling and outputting the second potential to be the second reference potential, and a booster driven by the clock signal and receiving the second potential And a booster for generating a boosted potential.

【0017】請求項2に記載の半導体記憶装置は、請求
項1記載の半導体装置の構成に加えて、昇圧手段は、第
2の電位が与えられる内部ノードから昇圧電位を出力す
る出力ノードへ向けて電流を流すように設けられる直列
に接続された第1および第2のダイオードと、第1およ
び第2のダイオードの接続ノードに一方の電極が接続さ
れるキャパシタと、クロック信号を受けて、第2の電位
に応じた振幅の内部クロック信号をキャパシタの他方の
電極に与える振幅調整手段とを含む。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the semiconductor device according to the first aspect, the boosting means is configured to direct the boosted potential from an internal node supplied with the second potential to an output node outputting a boosted potential. Receiving a clock signal, a first and second diode connected in series provided to allow a current to flow, a capacitor having one electrode connected to a connection node of the first and second diodes, And an amplitude adjusting means for applying an internal clock signal having an amplitude corresponding to the potential of the second capacitor to the other electrode of the capacitor.

【0018】請求項3に記載の半導体記憶装置は、請求
項1記載の半導体装置の構成に加えて、第1の定電位発
生手段は、電源電位を受けて第1の電位が与えられる第
1の内部ノードに電流を供給する第1のトランジスタ
と、第1の参照電位と第1の定電位とを比較して第1の
電位が第1の参照電位より低いときは第1のトランジス
タをさらに活性化し、第1の電位が第1の参照電位より
高いときは第1のトランジスタをさらに非活性化する第
1の比較手段とを含み、第2の定電位発生手段は、電源
電位を受けて第2の電位が与えられる第2の内部ノード
に電流を供給する第2のトランジスタと、第1の参照電
位より低い第2の参照電位と第2の電位とを比較して第
2の電位が第2の参照電位より低いときは第1のトラン
ジスタをさらに活性化し、第2の電位が第2の参照電位
より高いときは第2のトランジスタをさらに非活性化す
る第2の比較手段とを含む。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the semiconductor device of the first aspect, the first constant potential generating means receives the power supply potential and is supplied with the first potential. A first transistor for supplying a current to the internal node of the first transistor, and comparing the first reference potential with the first constant potential. When the first potential is lower than the first reference potential, the first transistor is further increased. And first comparing means for activating and further inactivating the first transistor when the first potential is higher than the first reference potential, wherein the second constant potential generating means receives the power supply potential. A second transistor that supplies a current to a second internal node supplied with the second potential, a second reference potential lower than the first reference potential, and a second potential are compared to determine that the second potential is higher. When the potential is lower than the second reference potential, the first transistor is further activated. And, when the second potential is higher than the second reference potential and a second comparator means for further deactivating the second transistor.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同
一または相当部分を示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0020】図1は、実施の形態1の半導体装置の構成
を示す概略ブロック図である。図1では、半導体装置の
一例としてフラッシュメモリを示しており、説明を簡単
にするため、1つのブロック内のメモリセルアレイは2
×2の構成に簡略化して示している。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 1 shows a flash memory as an example of a semiconductor device, and for simplicity of description, a memory cell array in one block has two memory cells.
The configuration is simplified to × 2.

【0021】書込/消去制御回路1は、書込動作および
消去動作のタイミングや各動作時の電圧の制御を行な
う。データ入出力バッファ2は、センスアンプ3から出
力されるデータをデータ端子DQrに出力し、または、
データ端子DQrから入力された書込データを書込回路
4へ出力する。
The write / erase control circuit 1 controls the timing of the write operation and the erase operation and the voltage at each operation. The data input / output buffer 2 outputs data output from the sense amplifier 3 to a data terminal DQr, or
The write data input from data terminal DQr is output to write circuit 4.

【0022】センスアンプ3は、Yゲートトランジスタ
Q1、Q2を介して入力されたメモリセルアレイ11内
のメモリセルのデータを増幅しデータ入出力バッファ2
へ出力する。
The sense amplifier 3 amplifies the data of the memory cell in the memory cell array 11 inputted through the Y gate transistors Q1 and Q2, and amplifies the data input / output buffer 2
Output to

【0023】書込回路4は、データ入出力バッファ2か
ら入力されたデータをカラムラッチ17および18へ与
える。カラムデコーダ5はアドレスバッファ13からの
出力を受けてYゲートトランジスタQ1、Q2を選択す
る。
Write circuit 4 applies data input from data input / output buffer 2 to column latches 17 and 18. The column decoder 5 receives the output from the address buffer 13 and selects the Y gate transistors Q1, Q2.

【0024】書込/消去電圧発生回路19は、カラムラ
ッチ17、18へ5〜9Vの電圧を供給し、それらは、
データ" 0" に応じてビットラインへ5〜9Vを供給す
る。
The write / erase voltage generation circuit 19 supplies a voltage of 5 to 9 V to the column latches 17 and 18, and
5 to 9 V is supplied to the bit line according to data "0".

【0025】また、書込/消去電圧発生回路19は、書
込動作時、ワード線、ロウデコーダ12へ、また、消去
動作時、Pウェルおよび選択メモリセルのソースへ−1
1Vの電圧を供給する。
The write / erase voltage generating circuit 19 supplies -1 to the word line and the row decoder 12 during the write operation, and to the P well and the source of the selected memory cell during the erase operation.
Supply 1V voltage.

【0026】セレクトゲートデコーダ9は、アドレスバ
ッファ13からの出力を受けてメモリセルアレイ11内
のセレクトゲートQ7〜Q10を選択する。ソース線ド
ライバ10は、NチャネルMOSトランジスタQ3〜Q
6を含む。ソース線ドライバ10は、読出動作時にメモ
リセルのソース線に接地レベルの電圧を印加し、消去動
作時に負電圧を印加する。
Select gate decoder 9 receives the output from address buffer 13 and selects select gates Q7-Q10 in memory cell array 11. Source line driver 10 includes N-channel MOS transistors Q3-Q
6 inclusive. The source line driver 10 applies a ground level voltage to the source line of the memory cell during a read operation, and applies a negative voltage during an erase operation.

【0027】メモリセルアレイ11は、メモリセルQ1
1〜Q18、セレクトゲートQ7〜Q10を含む。メモ
リセルアレイ11では、ロウデコーダ12およびカラム
デコーダ5により選択されたメモリセルにデータが書込
まれたり、消去されたりする。ロウデコーダ12は、ア
ドレスバッファ13からの出力を受けて所定のワード線
を選択する。アドレスバッファ13は、アドレス端子A
drからメモリセルアレイ11内の所定のメモリセルを
選択するアドレス信号を受け、カラムアドレス信号をカ
ラムデコーダ5へ、ロウアドレス信号をロウデコーダ1
2へ出力する。
The memory cell array 11 includes a memory cell Q1
1 to Q18 and select gates Q7 to Q10. In the memory cell array 11, data is written to or erased from the memory cells selected by the row decoder 12 and the column decoder 5. Row decoder 12 receives an output from address buffer 13 and selects a predetermined word line. The address buffer 13 has an address terminal A
An address signal for selecting a predetermined memory cell in the memory cell array 11 is received from dr, a column address signal is sent to the column decoder 5 and a row address signal is sent to the row decoder 1.
Output to 2.

【0028】ウェル電位切換回路15は、メモリセルの
消去時にPウェルに負の高電圧を印加し、その他の動作
モード時にPウェルを接地する。
The well potential switching circuit 15 applies a high negative voltage to the P well when erasing a memory cell, and grounds the P well in other operation modes.

【0029】トランスファーゲート16は、カラムラッ
チ17、18とビット線との接続を制御する。カラムラ
ッチ17、18は、書込動作をラッチする。
The transfer gate 16 controls connection between the column latches 17 and 18 and the bit lines. The column latches 17 and 18 latch a write operation.

【0030】書込/消去電圧発生回路19は、O.P.
リカバー時にロウデコーダに6Vを供給する。ロウデコ
ーダはこの時ワード線に6Vを供給する。
The write / erase voltage generation circuit 19 has an O.O. P.
At the time of recovery, 6V is supplied to the row decoder. At this time, the row decoder supplies 6 V to the word line.

【0031】以上の説明でわかるように、図1に示した
半導体装置は、書込/消去電圧発生回路19の内部に複
数の電圧を発生する高電圧発生回路を含んでいる。
As can be seen from the above description, the semiconductor device shown in FIG. 1 includes a high voltage generating circuit for generating a plurality of voltages inside write / erase voltage generating circuit 19.

【0032】図2は、図1における書込消去電圧発生回
路19に含まれる高電圧発生回路80の構成を示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of high voltage generation circuit 80 included in write / erase voltage generation circuit 19 in FIG.

【0033】図2を参照して、高電圧発生回路80は、
外部から与えられる電源電位Ext.Vccを受けて降
圧して内部電源電位Vcc1を発生する定電圧発生回路
32と、電源電位Vcc1を受けて降圧して内部電源電
位Vccsを発生する定電圧発生回路34と、クロック
信号CLK、/CLKを受けて内部電源電位Vccsを
昇圧して昇圧電位Voutとして出力するチャージポン
プ回路60とを含む。
Referring to FIG. 2, high voltage generating circuit 80 includes:
Externally applied power supply potential Ext. A constant voltage generating circuit 32 receiving Vcc and lowering to generate internal power supply potential Vcc1, a constant voltage generating circuit 34 receiving and lowering power supply potential Vcc1 to generate internal power supply potential Vccs, and clock signals CLK and / CLK. And a charge pump circuit 60 that boosts internal power supply potential Vccs and outputs it as boosted potential Vout.

【0034】定電圧発生回路32は、ソースが接地電位
Vssに結合されゲートがノードN1に接続されたNチ
ャネルMOSトランジスタ38と、ソースが外部電源電
位Ext.Vccに結合されドレインおよびゲートがN
チャネルMOSトランジスタ38のドレインに接続され
たPチャネルMOSトランジスタ36と、ソースが接地
電位Vssに結合されゲートに参照電位Vref1が与
えられるNチャネルMOSトランジスタ42と、ソース
が外部電源電位Ext.Vccに結合されゲートがNチ
ャネルMOSトランジスタ38のドレインに接続されド
レインがNチャネルMOSトランジスタ42のドレイン
に接続されるPチャネルMOSトランジスタ40と、ソ
ースが外部電源電位Ext.Vccに結合されゲートが
NチャネルMOSトランジスタ42のドレインに接続さ
れドレインがノードN1に接続されるPチャネルMOS
トランジスタ44とを含む。ノードN1の電位は外部電
源電位Ext.Vccが降圧され一定電位に安定化され
た内部電源電位Vcc1となる。
Constant voltage generating circuit 32 includes an N-channel MOS transistor 38 having a source connected to ground potential Vss and a gate connected to node N1, and a source connected to external power supply potential Ext. Vcc and the drain and gate are N
P-channel MOS transistor 36 connected to the drain of channel MOS transistor 38, N-channel MOS transistor 42 having a source coupled to ground potential Vss and a gate supplied with reference potential Vref1, and a source connected to external power supply potential Ext. Vcc, a gate connected to the drain of N-channel MOS transistor 38 and a drain connected to the drain of N-channel MOS transistor 42, and a source connected to external power supply potential Ext. P-channel MOS coupled to Vcc, having a gate connected to the drain of N-channel MOS transistor 42 and a drain connected to node N1
And a transistor 44. The potential of node N1 is equal to external power supply potential Ext. Vcc is stepped down to internal power supply potential Vcc1 stabilized at a constant potential.

【0035】定電圧発生回路34は、ソースが接地電位
Vssに結合されゲートがノードN2に接続されたNチ
ャネルMOSトランジスタ48と、ソースが内部電源電
位Vcc1に結合されドレインおよびゲートがNチャネ
ルMOSトランジスタ48のドレインに接続されたPチ
ャネルMOSトランジスタ46と、ソースが接地電位V
ssに結合されゲートに参照電位Vref2が与えられ
るNチャネルMOSトランジスタ52と、ソースが内部
電源電位Vcc1に結合されゲートがNチャネルMOS
トランジスタ48のドレインに接続されドレインがNチ
ャネルMOSトランジスタ52のドレインに接続される
PチャネルMOSトランジスタ50と、ソースが内部電
源電位Vcc1に結合されゲートがNチャネルMOSト
ランジスタ52のドレインに接続されドレインがノード
N2に接続されるPチャネルMOSトランジスタ54と
を含む。ノードN2の電位は内部電源電位Vcc1が降
圧され一定電位にさらに安定化された内部電源電位Vc
csとなる。
Constant voltage generation circuit 34 has an N-channel MOS transistor 48 having a source connected to ground potential Vss and a gate connected to node N2, and a N-channel MOS transistor having a source connected to internal power supply potential Vcc1 and a drain and gate. 48, a P-channel MOS transistor 46 connected to the drain, and a source connected to the ground potential V
an N-channel MOS transistor 52 coupled to ss and having a gate supplied with reference potential Vref2; an N-channel MOS transistor having a source coupled to internal power supply potential Vcc1 and a gate
P-channel MOS transistor 50 connected to the drain of transistor 48 and the drain connected to the drain of N-channel MOS transistor 52; the source is coupled to internal power supply potential Vcc1, the gate is connected to the drain of N-channel MOS transistor 52, and the drain is connected P-channel MOS transistor 54 connected to node N2. The potential of node N2 is reduced from internal power supply potential Vcc1 and further stabilized at a constant potential.
cs.

【0036】チャージポンプ回路60は、アノードとカ
ソードがそれぞれノードN3、N4に接続されるダイオ
ード62と、アノードとカソードとがそれぞれノードN
4、N5に接続されるダイオード64と、アノードとカ
ソードとがそれぞれノードN5、N6に接続されるダイ
オード66とを含む。ノードN3には内部電源電位Vc
csが与えられ、ノードN6からは高電圧発生回路80
の出力電位である昇圧電位Voutが出力される。
The charge pump circuit 60 includes a diode 62 having an anode and a cathode connected to nodes N3 and N4, respectively, and an anode and a cathode each connected to a node N3.
4 and N5, and a diode 66 whose anode and cathode are connected to nodes N5 and N6, respectively. Node N3 has an internal power supply potential Vc
cs is applied, and a high voltage generation circuit 80
Is output as the boosted potential Vout.

【0037】チャージポンプ回路60は、クロック信号
CLKを受け内部電源電位Vccsによって振幅が決定
されるインバータ68と、インバータ68の出力に一方
の電極が接続され他方の電極がノードN4に接続される
キャパシタ72と、クロック信号CLKの相補なクロッ
ク信号であるクロック信号/CLKを受けて反転し内部
電源電位Vccsで振幅が決定されるインバータ70
と、インバータ70の出力に一方の電極が接続され他方
の電極がノードN5に接続されるキャパシタ74とをさ
らに含む。
Charge pump circuit 60 has an inverter 68 receiving clock signal CLK and having an amplitude determined by internal power supply potential Vccs, and a capacitor having one electrode connected to the output of inverter 68 and the other electrode connected to node N4. And an inverter 70 receiving and inverting clock signal / CLK which is a complementary clock signal of clock signal CLK and having an amplitude determined by internal power supply potential Vccs.
And a capacitor 74 having one electrode connected to the output of inverter 70 and the other electrode connected to node N5.

【0038】このような高電圧発生回路80を用いるこ
とにより内部回路が動作したとき等における昇圧電位V
outの降下等を回復するための動作(リップル)の外
部電源依存性をより小さくしている。
By using such a high voltage generating circuit 80, the boosted potential V when the internal circuit is operated, etc.
The dependence of the operation (ripple) for recovering the drop of out on the external power supply is reduced.

【0039】図2では、説明の簡単のため、チャージポ
ンプ回路60としてダイオード62、64、66の3つ
のダイオードが直列接続され接続ノードN4、N5にそ
れぞれキャパシタが接続される例を示したが、必要とさ
れる昇圧電位に応じてダイオードおよびキャパシタの数
は適宜増減される。
FIG. 2 shows an example in which three diodes 62, 64 and 66 are connected in series as the charge pump circuit 60 and capacitors are connected to the connection nodes N4 and N5, respectively, for the sake of simplicity. The number of diodes and capacitors is appropriately increased or decreased according to the required boosted potential.

【0040】図3は、図2における参照電位Vref1
を発生する参照電位発生回路90の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 3 shows the reference potential Vref1 in FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a reference potential generation circuit 90 that generates a signal.

【0041】図3を参照して、参照電圧発生回路90
は、ソースが電源電位に結合されゲートに接地電位が与
えられるPチャネルMOSトランジスタ92と、ゲート
およびドレインがPチャネルMOSトランジスタ92の
ドレインに接続されたNチャネルMOSトランジスタ9
4と、ソースが接地電位に結合されゲートとドレインと
が接続されているNチャネルMOSトランジスタ96と
を含む。
Referring to FIG. 3, reference voltage generating circuit 90
A P-channel MOS transistor 92 having a source coupled to the power supply potential and a ground potential applied to the gate; and an N-channel MOS transistor 9 having a gate and a drain connected to the drain of the P-channel MOS transistor 92.
4 and an N-channel MOS transistor 96 whose source is connected to the ground potential and whose gate and drain are connected.

【0042】NチャネルMOSトランジスタ94のソー
スとNチャネルMOSトランジスタ96のドレインとの
間には、必要とされる参照電位Vref1の値に応じて
NチャネルMOSトランジスタが必要数直列にダイオー
ド接続されたものが接続される。
A required number of N-channel MOS transistors are diode-connected in series between the source of N-channel MOS transistor 94 and the drain of N-channel MOS transistor 96 according to the required value of reference potential Vref1. Is connected.

【0043】そして、NチャネルMOSトランジスタ9
4のドレインの電位は、NチャネルMOSトランジスタ
94〜96のしきい値で定まる参照電位Vref1とな
る。この電位は外部電源電位Ext.Vccが変動して
もほぼ一定の電圧となる。
Then, the N-channel MOS transistor 9
4 has a reference potential Vref1 determined by threshold values of N-channel MOS transistors 94 to 96. This potential is equal to the external power supply potential Ext. The voltage becomes almost constant even if Vcc fluctuates.

【0044】参照電圧発生回路90は直列にダイオード
接続されたNチャネルMOSトランジスタのしきい値に
よって一定電圧を発生しそれを用いて定電圧Vref1
を発生するものであるが、電源電圧に依存しない参照電
位を発生する回路であれば特に限定されるものではな
い。また、図2における参照電位Vref2も同様な方
法で発生される。
The reference voltage generating circuit 90 generates a constant voltage according to the threshold value of an N-channel MOS transistor diode-connected in series, and uses it to generate a constant voltage Vref1.
Is not particularly limited as long as the circuit generates a reference potential independent of the power supply voltage. The reference potential Vref2 in FIG. 2 is generated in a similar manner.

【0045】次に、図2、図3を参照して簡単に高電圧
発生回路80の動作について説明すると、定電圧発生回
路32は参照電圧発生回路90から与えられる参照電位
Vref1を受けPチャネルMOSトランジスタ44の
抵抗値を調整してノードN1の電位Vcc1を参照電位
Vref1と等しくなるようにする。
Next, the operation of high voltage generating circuit 80 will be briefly described with reference to FIGS. 2 and 3. Constant voltage generating circuit 32 receives a reference potential Vref1 applied from reference voltage generating circuit 90 and receives a P-channel MOS. The resistance value of the transistor 44 is adjusted so that the potential Vcc1 of the node N1 becomes equal to the reference potential Vref1.

【0046】定電圧発生回路34は参照電圧発生回路9
0と同様の回路から与えられる参照電位Vref2を受
けPチャネルMOSトランジスタ54の抵抗値を調整し
て、ノードN1の内部電源電位Vccsを参照電位Vr
ef2と等しくなるようにする。
The constant voltage generation circuit 34 is a reference voltage generation circuit 9
0, the internal power supply potential Vccs of node N1 is adjusted to the reference potential Vr by adjusting the resistance value of P channel MOS transistor 54 in response to reference potential Vref2 applied from a circuit similar to that of node N1.
ef2.

【0047】このように2段階にわたり安定化され、よ
り外部電源電位の変動を受けにくくなった内部電源電位
VccsをノードN3にうけてチャージポンプ回路60
は昇圧電位Voutを生成する。この時昇圧電位を決め
るのに重要となるクロックCLK、/CLKの振幅もイ
ンバータ68、70で内部電源電位Vccsに応じて決
定される。したがって、昇圧電位Voutも外部電源電
位の変動に対する安定性が改善される。
As described above, the internal power supply potential Vccs, which is stabilized over two stages and is less susceptible to fluctuations in the external power supply potential, is applied to the node N3 to charge the charge pump circuit 60.
Generates a boosted potential Vout. At this time, the amplitudes of clocks CLK and / CLK, which are important in determining the boosted potential, are also determined by inverters 68 and 70 according to internal power supply potential Vccs. Therefore, the stability of the boosted potential Vout against the fluctuation of the external power supply potential is also improved.

【0048】以上説明したように本発明の実施の形態1
の半導体装置では、接地電位や外部電源電位にノイズが
乗ったときに昇圧電位に生じるリップルの振幅をさらに
小さく抑えることが可能なため、期待する出力電位に対
して従来より精度の高い電位を供給することが可能であ
る。
As described above, Embodiment 1 of the present invention
In semiconductor devices, the amplitude of the ripple generated in the boosted potential when noise is added to the ground potential or the external power supply potential can be further reduced, so that a more accurate potential than the conventional output potential is supplied. It is possible to

【0049】したがって、たとえばフラッシュメモリ等
において不揮発性素子を用いた多値メモリを実現するた
めに必要な消去時、書込み時のしきい値(Vth)の分
布幅の狭帯化等に効果がある。
Therefore, for example, it is effective in narrowing the distribution width of the threshold value (Vth) at the time of erasing and writing necessary for realizing a multi-valued memory using a nonvolatile element in a flash memory or the like. .

【0050】但し、本発明の半導体装置はフラッシュメ
モリに限定されるものではなく、精度の高い昇圧電位が
必要とされる半導体装置であれば効果が期待できる。
However, the semiconductor device of the present invention is not limited to a flash memory, and an effect can be expected if the semiconductor device requires a highly accurate boosted potential.

【0051】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1、2および3に記載の半導体装
置は、接地電位や外部電源電位にノイズが乗ったときに
昇圧電位に生じるリップルの振幅を小さく抑えることが
可能なため、期待する出力電位に対して従来より精度の
高い電位を供給することが可能であり、たとえば、フラ
ッシュメモリの書込/消去時のメモリセルのしきい値を
精度よく設定すること等に効果がある。
The semiconductor device according to the first, second and third aspects is expected because the amplitude of the ripple generated in the boosted potential when noise is superimposed on the ground potential or the external power supply potential can be suppressed. It is possible to supply a higher-precision potential than the output potential, which is effective, for example, in accurately setting the threshold value of a memory cell at the time of writing / erasing of a flash memory.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施の形態1の半導体装置の構成を示す概略
ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment;

【図2】 図1における書込/消去電圧発生回路19に
含まれる高電圧発生回路80の構成を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a high voltage generation circuit included in write / erase voltage generation circuit in FIG.

【図3】 図2における参照電位Vref1、Vref
2を発生する参照電位発生回路90の構成を示す回路図
である。
FIG. 3 shows reference potentials Vref1 and Vref in FIG.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a reference potential generation circuit 90 that generates a reference potential 2;

【図4】 従来の半導体装置における高電圧発生回路1
80の構成を示す回路図である。
FIG. 4 shows a high-voltage generation circuit 1 in a conventional semiconductor device.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment.

【図5】 リップルを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a ripple.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 書込/消去制御回路、4 書込回路、9 セレクト
ゲートデコーダ、12ロウデコーダ、15 ウエル電位
切換回路、19 書込/消去電圧発生回路、80 高電
圧発生回路、32,34 定電圧発生回路、60 チャ
ージポンプ回路、68,70 インバータ。
1 write / erase control circuit, 4 write circuit, 9 select gate decoder, 12 row decoder, 15 well potential switching circuit, 19 write / erase voltage generation circuit, 80 high voltage generation circuit, 32, 34 constant voltage generation circuit , 60 charge pump circuits, 68, 70 inverters.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉田 悟 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 安藤 伸朗 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5B025 AA01 AC02 AD10 AE00 5F038 BB04 BG03 BG04 BG05 BG08 BG09 CD15 DF05 DF14 EZ20 5H730 AA04 AS00 BB02 BB57 BB86 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Satoru Tamada 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Nobuo Ando 2-3-2 Marunouchi 3-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Rishi Electric Co., Ltd. F term (reference) 5B025 AA01 AC02 AD10 AE00 5F038 BB04 BG03 BG04 BG05 BG08 BG09 CD15 DF05 DF14 EZ20 5H730 AA04 AS00 BB02 BB57 BB86

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源電位を受けて第1の電位を第1の参
照電位になるように制御し出力する第1の定電位発生手
段と、 前記第1の電位を受けて第2の電位を第2の参照電位に
なるように制御し出力する第2の定電位発生手段と、 クロック信号により駆動され、前記第2の電位を受けて
昇圧し昇圧電位を発生する昇圧手段とを備える、半導体
装置。
A first constant potential generating means for controlling a first potential to a first reference potential and outputting the first potential in response to a power supply potential, and a second potential in response to the first potential. A semiconductor, comprising: a second constant potential generating means for controlling and outputting a second reference potential; and a boosting means driven by a clock signal, receiving the second potential and boosting to generate a boosted potential. apparatus.
【請求項2】 前記昇圧手段は、 前記第2の電位が与えられる内部ノードから前記昇圧電
位を出力する出力ノードへ向けて電流を流すように設け
られる直列に接続された第1および第2のダイオード
と、 前記第1および前記第2のダイオードの接続ノードに一
方の電極が接続されるキャパシタと、 前記クロック信号を受けて、前記第2の電位に応じた振
幅の内部クロック信号を前記キャパシタの他方の電極に
与える振幅調整手段とを含む、請求項1記載の半導体装
置。
2. The first and second serially connected boosting means provided to flow a current from an internal node to which the second potential is applied to an output node that outputs the boosted potential. A diode, a capacitor having one electrode connected to a connection node between the first and second diodes, and an internal clock signal having an amplitude corresponding to the second potential, receiving the clock signal. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: an amplitude adjusting means for giving the other electrode.
【請求項3】 前記第1の定電位発生手段は、 前記電源電位を受けて前記第1の電位が与えられる第1
の内部ノードに電流を供給する第1のトランジスタと、 第1の参照電位と前記第1の電位とを比較して前記第1
の電位が前記第1の参照電位より低いときは前記第1の
トランジスタをさらに活性化し、前記第1の電位が前記
第1の参照電位より高いときは前記第1のトランジスタ
をさらに非活性化する第1の比較手段とを含み、 前記第2の定電位発生手段は、 前記電源電位を受けて前記第2の電位が与えられる第2
の内部ノードに電流を供給する第2のトランジスタと、 前記第1の参照電位より低い第2の参照電位と前記第2
の電位とを比較して前記第2の電位が前記第2の参照電
位より低いときは前記第1のトランジスタをさらに活性
化し、前記第2の電位が前記第2の参照電位より高いと
きは前記第2のトランジスタをさらに非活性化する第2
の比較手段とを含む、請求項1記載の半導体装置。
3. The first constant potential generation means receives a power supply potential and receives a first potential.
A first transistor for supplying a current to an internal node of the first transistor, and comparing a first reference potential with the first potential and comparing the first reference potential with the first potential.
When the potential is lower than the first reference potential, the first transistor is further activated. When the first potential is higher than the first reference potential, the first transistor is further deactivated. A second comparing unit that receives the power supply potential and is supplied with the second potential.
A second transistor for supplying a current to the internal node of the second transistor, a second reference potential lower than the first reference potential, and a second transistor.
When the second potential is lower than the second reference potential, the first transistor is further activated, and when the second potential is higher than the second reference potential, A second transistor for further deactivating the second transistor;
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: comparing means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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