JP2002204153A - Level converter and semiconductor device therewith - Google Patents

Level converter and semiconductor device therewith

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JP2002204153A
JP2002204153A JP2000400826A JP2000400826A JP2002204153A JP 2002204153 A JP2002204153 A JP 2002204153A JP 2000400826 A JP2000400826 A JP 2000400826A JP 2000400826 A JP2000400826 A JP 2000400826A JP 2002204153 A JP2002204153 A JP 2002204153A
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JP
Japan
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level
shifter
potential
logic
converter
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JP2000400826A
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Japanese (ja)
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Yoshinori Takano
芳徳 高野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a level converter which can improve operation minimum (circuit performance) of level conversion operation. SOLUTION: Level shifters 60, 61, 62 of three stages (or more) are connected in cascade. An input signal IN is converted to a VH-to-Vss voltage by a level shifter 60 of a first stage, and a VH-to-Vss voltage output from the level shifter 60 of a first stage is converted to a VH-to-VL1 voltage by the level shifter 61 of a second stage. Thereafter, a VH-to-VL1 voltage output from the level shifter 61 of a second stage is converted to a VH-to-VL2 voltage by the level shifter 62 of a third stage. Each potential has a relation of VH>Vss>VL1>VL 2, and VH is constant. Since the withstand voltage between level shifters is set within a fixed range and conversion potential difference between levels shifters can be made small, performance of conversion operation can be raised.

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、例えば半導体記
憶装置におけるデコーダ回路に用いられるレベル変換
器、及びこのレベル変換器を備えた半導体装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a level converter used for a decoder circuit in a semiconductor memory device, for example, and a semiconductor device provided with the level converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のレベル変換器は、例えば
図20乃至27に示すように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of level converter is constructed, for example, as shown in FIGS.

【0003】図20に示すレベル変換器は、アドレス選
択線を入力INとするハイレベルシフタ11と、このハ
イレベルシフタ11の相補出力である高レベル変換線を
入力とするローレベルシフタ12から構成され、ローレ
ベルシフタ12の出力OUTがレベル変換選択線に供給
される。
The level converter shown in FIG. 20 comprises a high level shifter 11 having an address selection line as an input IN, and a low level shifter 12 having a high level conversion line which is a complementary output of the high level shifter 11 as an input. The output OUT of the level shifter 12 is supplied to a level conversion selection line.

【0004】上記ハイレベルシフタ11には、電源とし
てVHレベルとVssレベルの電圧が与えられ、入力端
inにVccレベルが入力されると、出力端out,/
out(符号の前に付した“/”は反転信号、または反
転信号が入力あるいは出力される端子を意味する)に接
続されている高レベル変換線のハイ(high)側にVHレ
ベル、ロー(low)側にVss(0V)を出力する。
The high-level shifter 11 is supplied with VH level and Vss level voltages as power supplies, and when the Vcc level is input to the input terminal in, the output terminals out and / are output.
VH level and low level are connected to the high side of a high level conversion line connected to out (“/” prefixed to the sign means an inverted signal or a terminal to which the inverted signal is input or output). Vss (0 V) is output to the low) side.

【0005】一方、上記ローレベルシフタ12には、電
源としてVHレベルとVLレベルの電圧が与えられ、入
力端in,/inから高レベル変換線の相補信号HH,
/HHを受け、出力端out,/outからVHまたは
VLレベルを出力する。このローレベルシフタ12は0
Vより低いレベルの電位を発生するときに必要である。
On the other hand, voltages of VH level and VL level are supplied to the low level shifter 12 as a power source, and complementary signals HH and HH of a high level conversion line are supplied from input terminals in and / in.
/ HH, and outputs VH or VL level from output terminals out and / out. This low level shifter 12 is set to 0
Necessary when generating a potential of a level lower than V.

【0006】図21は、上記図20に示した回路に電源
を与えるVHレベルまたはVLレベルの電圧と半導体記
憶装置の動作との関係の一例をまとめて示している。半
導体記憶装置への書き込み時には、VHとして9V、V
Lとして0Vを与える。また、消去時にはVHとして1
V、VLとして−8Vを与え、読み出し時にはVHとし
て5V、VLとして0Vを与える。ベリファイプログラ
ム時にはVHとして7V、VLとして0Vを与え、ベリ
ファイ消去時にはVHとして2V、VLとして−2Vを
与える。
FIG. 21 shows an example of the relationship between the VH level or VL level voltage for supplying power to the circuit shown in FIG. 20 and the operation of the semiconductor memory device. At the time of writing to a semiconductor memory device, VH is set to 9 V, VH
0 V is given as L. In erasing, VH is set to 1
-8 V is applied as V and VL, and 5 V and 0 V are applied as VH and VL at the time of reading. At the time of the verify program, 7V is applied as VH and 0V is applied as VL. At the time of verify erase, 2V is applied as VH and -2V is applied as VL.

【0007】図22は、上記図20に示したレベル変換
器におけるハイレベルシフタ11の回路構成例を示して
いる。このハイレベルシフタ11は、Nチャネル型MO
SトランジスタQ1,Q2、Pチャネル型MOSトラン
ジスタQ3,Q4及びインバータ13で構成されてい
る。MOSトランジスタQ1のゲートには入力端inか
ら入力信号が供給され、MOSトランジスタQ2のゲー
トには上記入力端inからの入力信号がインバータ13
で反転されて供給される。これらMOSトランジスタQ
1,Q2のソースは接地点Vssに接続され、各ドレイ
ンと電源VH間にゲートをクロスカップルに接続した1
対のMOSトランジスタQ3,Q4が設けられている。
そして、上記MOSトランジスタQ1,Q3のドレイン
共通接続点、及び上記MOSトランジスタQ2,Q4の
ドレイン共通接続点がそれぞれ出力端/out,out
となる。
FIG. 22 shows an example of a circuit configuration of the high-level shifter 11 in the level converter shown in FIG. This high-level shifter 11 is an N-channel type MO
It comprises S transistors Q1, Q2, P-channel MOS transistors Q3, Q4 and an inverter 13. The input signal from the input terminal in is supplied to the gate of the MOS transistor Q1 from the input terminal in, and the input signal from the input terminal in is supplied to the gate of the MOS transistor Q2.
Is supplied after being inverted. These MOS transistors Q
1 and Q2 have their sources connected to the ground point Vss and their gates connected cross-coupled between each drain and the power supply VH.
A pair of MOS transistors Q3 and Q4 are provided.
The common drain connection point of the MOS transistors Q1 and Q3 and the common drain connection point of the MOS transistors Q2 and Q4 are output terminals / out and out, respectively.
Becomes

【0008】上記ハイレベルシフタ11は、図23に示
すように入力端inに0Vの入力信号が与えられると、
出力端outは0V、出力端/outはVHレベルとな
る。これに対し、入力端inにVccレベルの入力信号
が与えられると、出力端outはVHレベル、出力端/
outは0Vとなる。
The high-level shifter 11 receives an input signal of 0 V at its input terminal in as shown in FIG.
The output terminal out is at 0 V, and the output terminal / out is at the VH level. On the other hand, when a Vcc level input signal is applied to the input terminal in, the output terminal out is at the VH level and the output terminal
out becomes 0V.

【0009】図24は、上記図22に示したハイレベル
シフタ11におけるPチャネル型MOSトランジスタQ
3,Q4の素子構成を示しており、図25は、上記図2
2に示したハイレベルシフタ11におけるNチャネル型
MOSトランジスタQ1,Q2の素子構成を示してい
る。図示するように、Pチャネル型MOSトランジスタ
は、P型半導体基板14に形成されたN型ウェル領域1
5中に形成されている。また、Nチャネル型MOSトラ
ンジスタは、上記N型ウェル領域15中に形成されたP
ウェル領域中に形成されている。
FIG. 24 shows a P-channel MOS transistor Q in the high-level shifter 11 shown in FIG.
3 and Q4 are shown in FIG. 25, and FIG.
2 shows an element configuration of N-channel MOS transistors Q1 and Q2 in the high-level shifter 11 shown in FIG. As shown in the figure, a P-channel MOS transistor includes an N-type well region 1 formed in a P-type semiconductor substrate 14.
5 are formed. In addition, the N-channel type MOS transistor has a P-type MOS transistor formed in the N-type well region 15.
It is formed in a well region.

【0010】図26は、上記図20に示したレベル変換
器におけるローレベルシフタ12の回路構成例を示して
いる。このローレベルシフタ12は、Nチャネル型MO
SトランジスタQ5,Q6とPチャネル型MOSトラン
ジスタQ7,Q8で構成されている。MOSトランジス
タQ7のゲートには入力端inから入力信号が供給さ
れ、MOSトランジスタQ8のゲートには入力端/in
から相補的な入力信号が供給される。これらMOSトラ
ンジスタQ7,Q8のソースは電源VHに接続され、各
ドレインと電源VL間にゲートをクロスカップルに接続
した1対のMOSトランジスタQ5,Q6が設けられて
いる。そして、上記MOSトランジスタQ8,Q6のド
レイン共通接続点が出力端outとなる。
FIG. 26 shows a circuit configuration example of the low-level shifter 12 in the level converter shown in FIG. This low level shifter 12 is an N-channel type MO
It comprises S transistors Q5, Q6 and P-channel MOS transistors Q7, Q8. An input signal is supplied from the input terminal in to the gate of the MOS transistor Q7, and the input terminal / in is supplied to the gate of the MOS transistor Q8.
Supplies complementary input signals. The sources of the MOS transistors Q7 and Q8 are connected to a power supply VH, and a pair of MOS transistors Q5 and Q6 are provided between each drain and the power supply VL. Then, the common drain connection point of the MOS transistors Q8 and Q6 becomes the output terminal out.

【0011】上記ローレベルシフタ12は、図27に示
すように入力端inに0V、入力端/inにVHレベル
の入力信号が与えられると、出力端outはVLレベル
となる。これに対し、入力端inにVHレベル、入力端
/inに0Vの入力信号が与えられると、出力端out
はVHレベルとなる。
As shown in FIG. 27, when a 0 V input signal is applied to the input terminal in and a VH level input signal is applied to the input terminal / in, the output terminal out of the low level shifter 12 goes to the VL level. On the other hand, when a VH level signal is applied to the input terminal in and an input signal of 0 V is applied to the input terminal / in, the output terminal out is provided.
Goes to the VH level.

【0012】次に、上記構成でなるレベル変換器につい
て、前記図20及び図21により詳しく考察する。入力
信号INとしてVccレベルの信号を受けたときは、ハ
イレベルシフタ11の出力端に接続された高レベル変換
線HHにはVHレベルが供給され、レベル変換器として
の出力信号線であるレベル変換選択線にもVHレベルが
出力される。一方、入力信号INとして0Vの信号を受
けたときは、高レベル変換線HHには0Vが供給され、
レベル変換選択線にはVLレベルが出力される。
Next, the level converter having the above configuration will be considered in more detail with reference to FIGS. When a Vcc level signal is received as the input signal IN, the VH level is supplied to the high level conversion line HH connected to the output terminal of the high level shifter 11, and the level conversion selection which is an output signal line as a level converter is provided. The VH level is also output to the line. On the other hand, when a signal of 0 V is received as the input signal IN, 0 V is supplied to the high-level conversion line HH,
The VL level is output to the level conversion selection line.

【0013】ここで注意しなくてはいけないのは、レベ
ル変換器を構成するトランジスタの耐圧である。
What should be noted here is the withstand voltage of the transistors constituting the level converter.

【0014】不揮発性半導体記憶装置の場合、例えば書
き込み時には、メモリセルのコントロールゲートに9V
を与えるため、 VH=9V VL=0V となるが、この電圧はトランジスタの耐圧からの制約と
もなっている。
In the case of a nonvolatile semiconductor memory device, for example, at the time of writing, 9 V is applied to the control gate of the memory cell.
, VH = 9V and VL = 0V, but this voltage is also a constraint from the withstand voltage of the transistor.

【0015】例えば、ハイレベルシフタ11(図22参
照)で出力端outからハイレベル(=9V)が出力さ
れているときは、トランジスタQ2,Q3のソース・ド
レイン間、ゲート・ドレイン間に9Vの電位差が与えら
れる。
For example, when a high level (= 9 V) is output from the output terminal out by the high level shifter 11 (see FIG. 22), a potential difference of 9 V between the source and drain of the transistors Q2 and Q3 and between the gate and drain. Is given.

【0016】よって、消去動作時に、メモリセルのコン
トロールゲートに−8Vを与えるためには、耐圧(Ma
×9V)の条件より VL=−8V VH=最大1(=10−9)V とする必要がある(ローレベルシフタ12を構成するト
ランジスタで耐圧が9Vになっており、ハイレベルシフ
タ11は耐圧的には特に問題はない)。
Therefore, in order to apply -8 V to the control gate of the memory cell during the erasing operation, the breakdown voltage (Ma
VL = −8 V VH = maximum 1 (= 10−9) V from the condition of (× 9 V) (the transistor constituting the low-level shifter 12 has a withstand voltage of 9 V, and the high-level shifter 11 has a withstand voltage of 9 V). Is not a problem.)

【0017】この時、上述した例のように「ハイレベル
シフタ+ローレベルシフタ(=2段構成のレベル変換
器)」の構成をとると次のような問題点が生じる。
At this time, if the configuration of “high-level shifter + low-level shifter (= level converter having a two-stage configuration)” is adopted as in the above-described example, the following problem occurs.

【0018】[問題1]ハイレベルシフタ11にとっ
て、電源(VHレベル)が1Vであるため(ローレベル
シフタ12のハイレベルと合わせる必要がある)、例え
ばNチャネル型MOSトランジスタ及びPチャネル型M
OSトランジスタのしきい値電圧が1V程度であるとす
ると、十分なスピードで動作することが難しい(図22
のトランジスタQ4で出力端outをハイレベルにしよ
うとしたとき、ゲート・ソース間の電位差が1Vではオ
ンできない)。
[Problem 1] Since the power supply (VH level) is 1 V for the high-level shifter 11 (it is necessary to match the high level of the low-level shifter 12), for example, an N-channel MOS transistor and a P-channel M
If the threshold voltage of the OS transistor is about 1 V, it is difficult to operate at a sufficient speed (FIG. 22).
When the output terminal out is set to a high level by the transistor Q4, the potential difference between the gate and the source cannot be turned on at 1 V).

【0019】[問題2]たとえ、ハイレベルシフタ11
から電位が発生されたとしても、ローレベルシフタ12
の回路しきい値を0〜1Vの間(ハイレベルシフタ11
のしきい値電圧)に入れなくてはならず、VH=1V、
VL=−8Vの条件ではトランジスタQ7,Q8のサイ
ズをかなり大きくしなくてはならず、その寄生容量の充
電のためにスピード低下も著しい。
[Problem 2] Even if the high-level shifter 11
, Even if a potential is generated from the low level shifter 12
Between 0 and 1 V (high level shifter 11
Threshold voltage), VH = 1V,
Under the condition of VL = −8 V, the size of the transistors Q7 and Q8 must be considerably increased, and the speed is remarkably reduced due to the charging of the parasitic capacitance.

【0020】すなわち、メモリセルを高速に書き込み・
消去するために必要な電位は決まっており、また各トラ
ンジスタの耐圧条件も決まっている。そのような条件の
中でメモリセルの要求する電位を発生させようとする
と、従来のレベル変換器では動作ミニマムに近い電圧条
件で動作することがあり、パフォーマンスが非常に悪く
なってしまうという問題があった。
That is, the memory cell is written at a high speed.
The potential required for erasing is determined, and the withstand voltage condition of each transistor is also determined. If an attempt is made to generate the potential required by the memory cell under such conditions, the conventional level converter may operate under a voltage condition close to the operation minimum, resulting in a problem that the performance is extremely deteriorated. there were.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のレ
ベル変換器は、特定の条件の下では、要求される電位を
発生させようとすると動作ミニマムに近い電圧条件で動
作させる必要があり、回路パフォーマンスが低下すると
いう問題があった。
As described above, the conventional level converter needs to be operated under a voltage condition close to an operation minimum in order to generate a required potential under specific conditions. There is a problem that circuit performance is reduced.

【0022】また、レベル変換器を備えた従来の半導体
装置は、例えばメモリセルを高速に書き込み・消去する
ために必要な電位は決まっており、またトランジスタ耐
圧条件も決まっているため、特定の条件の下では、要求
される電位を発生させようとすると動作ミニマムに近い
電圧条件で動作させる必要があり、やはり回路パフォー
マンスが低下するという問題があった。
In a conventional semiconductor device having a level converter, the potential required for, for example, writing / erasing a memory cell at high speed is determined, and the transistor withstand voltage condition is also determined. In order to generate a required potential, it is necessary to operate under a voltage condition close to the operation minimum, and there is a problem that the circuit performance also deteriorates.

【0023】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、レベル変換動作
の動作ミニマム(回路パフォーマンス)を改善できるレ
ベル変換器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a level converter capable of improving an operation minimum (circuit performance) of a level conversion operation.

【0024】また、この発明の別の目的は、メモリセル
の要求する電位、及びトランジスタの耐圧の条件を守り
つつ、レベル変換動作の動作ミニマム(回路パフォーマ
ンス)を改善できるレベル変換器を備えた半導体装置を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having a level converter capable of improving an operation minimum (circuit performance) of a level conversion operation while observing conditions of a potential required by a memory cell and a withstand voltage of a transistor. It is to provide a device.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この発明のレベル変換器
は、第1レベルと第2レベルよりなる論理レベルを、第
3レベルと第4レベルよりなる論理レベルへレベル変換
する第1レベルシフタと、前記第1レベルシフタの出力
を受け、第3レベルと第4レベルよりなる論理レベル
を、第5レベルと第6レベルよりなる論理レベルへレベ
ル変換する第2レベルシフタと、前記第2レベルシフタ
の出力を受け、第5レベルと第6レベルよりなる論理レ
ベルを、第7レベルと第8レベルよりなる論理レベルへ
レベル変換する第3レベルシフタとを具備し、前記第2
レベルと前記第4レベルは同電位であり、前記第3レベ
ルと前記第5レベルは同電位であり、前記第5レベルと
前記第7レベルは同電位であり、前記第3レベルは前記
第1レベルよりも高く、前記第4レベルは前記第6レベ
ルよりも高く、前記第6レベルは前記第8レベルよりも
高いことを特徴としている。
A level converter according to the present invention comprises: a first level shifter for converting a logic level comprising a first level and a second level into a logic level comprising a third level and a fourth level; A second level shifter that receives an output of the first level shifter and converts a logic level including a third level and a fourth level into a logic level including a fifth level and a sixth level; and receives an output of the second level shifter. , A third level shifter for level-converting a logic level consisting of a fifth level and a sixth level to a logic level consisting of a seventh level and an eighth level;
Level and the fourth level have the same potential, the third level and the fifth level have the same potential, the fifth level and the seventh level have the same potential, and the third level has the first potential. The fourth level is higher than the sixth level, and the sixth level is higher than the eighth level.

【0026】また、この発明のレベル変換器は、第1レ
ベルと第2レベルよりなる論理レベルを、第3レベルと
第4レベルよりなる論理レベルへレベル変換する第1レ
ベルシフタと、前記第1レベルシフタの出力を受け、第
3レベルと第4レベルよりなる論理レベルを、第5レベ
ルと第6レベルよりなる論理レベルへレベル変換する第
2レベルシフタと、前記第2レベルシフタの出力を受
け、第5レベルと第6レベルよりなる論理レベルを、第
7レベルと第8レベルよりなる論理レベルへレベル変換
する第3レベルシフタとを具備し、前記第2レベルと前
記第4レベルは同電位であり、前記第3レベルと前記第
5レベルは同電位であり、前記第6レベルと前記第8レ
ベルは同電位であり、前記第3レベルは前記第1レベル
よりも高く、前記第6レベルは前記第4レベルよりも高
く、前記第7レベルは前記第5レベルよりも高いことを
特徴としている。
Further, the level converter of the present invention comprises a first level shifter for converting a logic level consisting of a first level and a second level into a logic level consisting of a third level and a fourth level, and the first level shifter. And a second level shifter for converting a logic level consisting of the third level and the fourth level into a logic level consisting of the fifth level and the sixth level, and receiving the output of the second level shifter and receiving the fifth level. And a third level shifter for converting a logic level consisting of the sixth level to a logic level consisting of the seventh level and the eighth level, wherein the second level and the fourth level have the same potential, The third level and the fifth level have the same potential, the sixth level and the eighth level have the same potential, the third level is higher than the first level, and the third level is higher than the first level. Level is higher than the fourth level, the seventh level is characterized by higher than the fifth level.

【0027】更に、この発明のレベル変換器は、第1レ
ベルと第2レベルよりなる論理レベルを、第3レベルと
第4レベルよりなる論理レベルへレベル変換する第1レ
ベルシフタと、前記第1レベルシフタの出力を受け、第
3レベルと第4レベルよりなる論理レベルを、第5レベ
ルと第6レベルよりなる論理レベルへレベル変換する第
2レベルシフタと、前記第2レベルシフタの出力を受
け、第5レベルと第6レベルよりなる論理レベルを、第
7レベルと第8レベルよりなる論理レベルへレベル変換
する第3レベルシフタと、前記第3レベルシフタの出力
を受け、第7レベルと第8レベルよりなる論理レベル
を、第9レベルと第10レベルよりなる論理レベルへレ
ベル変換する第4レベルシフタとを具備し、前記第2レ
ベルと前記第4レベルは同電位であり、前記第3レベル
と前記第5レベルは同電位であり、前記第6レベルと前
記第8レベルは同電位であり、前記第7レベルと前記第
9レベルは同電位であり、前記第3レベルは前記第1レ
ベルより高く、前記第6レベルは前記第4レベルより高
く、前記第5レベルは前記第7レベルより高く、前記第
8レベルは前記第10レベルより高いことを特徴として
いる。
Further, the level converter according to the present invention comprises: a first level shifter for converting a logic level comprising a first level and a second level into a logic level comprising a third level and a fourth level; and the first level shifter. And a second level shifter for converting a logic level consisting of the third level and the fourth level into a logic level consisting of the fifth level and the sixth level, and receiving the output of the second level shifter and receiving the fifth level. And a third level shifter for level-converting a logic level comprising the sixth level to a logic level comprising the seventh level and the eighth level; and a logic level comprising the seventh level and the eighth level receiving the output of the third level shifter. And a fourth level shifter for converting the second level and the fourth level into a logic level comprising a ninth level and a tenth level. The third level and the fifth level are the same potential, the sixth level and the eighth level are the same potential, the seventh level and the ninth level are the same potential, The third level is higher than the first level, the sixth level is higher than the fourth level, the fifth level is higher than the seventh level, and the eighth level is higher than the tenth level. And

【0028】更にまた、この発明のレベル変換器は、入
力された論理レベルを異なる論理レベルへ変換して出力
する第1乃至第n(nは3以上の正の整数)のレベルシ
フタの出力端と入力端が順次縦続接続されて構成され、
隣接するレベルシフタは、互いに一方の電圧レベルが実
質的に等しい電源電圧で動作し、初段のレベルシフタに
入力された論理レベルの電位差を順次変化させ、最終段
のレベルシフタから出力することを特徴としている。
Furthermore, the level converter of the present invention converts the input logic level to a different logic level and outputs the converted output signal from the first to n-th (n is a positive integer of 3 or more) level shifters. The input terminals are sequentially connected in cascade,
Adjacent level shifters operate at a power supply voltage in which one of the voltage levels is substantially equal to each other, sequentially change the potential difference between logic levels input to the first-stage level shifter, and output from the last-stage level shifter.

【0029】この発明のレベル変換器は、半導体記憶装
置におけるアドレス変換部からアドレス信号線に出力さ
れる信号の論理レベルを変換するレベル変換器であっ
て、第1レベルと第2レベルよりなる論理レベルを、第
3レベルと第4レベルよりなる論理レベルへレベル変換
する第1レベルシフタと、前記第1レベルシフタの出力
を受け、第3レベルと第4レベルよりなる論理レベル
を、第5レベルと第6レベルよりなる論理レベルへレベ
ル変換する第2レベルシフタと、前記第2レベルシフタ
の出力を受け、第5レベルと第6レベルよりなる論理レ
ベルを、第7レベルと第8レベルよりなる論理レベルへ
レベル変換する第3レベルシフタとを具備し、前記半導
体記憶装置の消去動作時には、前記第1レベルシフタの
前記第4レベルは第1負電位であり、前記第2レベルシ
フタの前記第6レベルは前記第1負電位より低い第2負
電位であり、前記第3レベルシフタの前記第8レベルは
前記第2負電位より低い第3負電位であることを特徴と
している。
A level converter according to the present invention is a level converter for converting a logic level of a signal output from an address converter to an address signal line in a semiconductor memory device, and comprises a first level and a second level. A first level shifter for converting a level into a logical level including a third level and a fourth level, and receiving the output of the first level shifter, converting the logical level including the third level and the fourth level into a fifth level and a fifth level. A second level shifter for converting the level to a logic level consisting of six levels, and receiving the output of the second level shifter, changing the logic level consisting of the fifth level and the sixth level to a logic level consisting of the seventh level and the eighth level And a third level shifter for converting the first level shifter to the first level during the erase operation of the semiconductor memory device. And the sixth level of the second level shifter is a second negative potential lower than the first negative potential, and the eighth level of the third level shifter is a third negative potential lower than the second negative potential. It is characterized by having.

【0030】また、この発明のレベル変換器は、半導体
記憶装置におけるアドレス変換部からアドレス信号線に
出力される信号の論理レベルを変換するレベル変換器で
あって、第1レベルと第2レベルよりなる論理レベル
を、第3レベルと第4レベルよりなる論理レベルへレベ
ル変換する第1レベルシフタと、前記第1レベルシフタ
の出力を受け、第3レベルと第4レベルよりなる論理レ
ベルを、第5レベルと第6レベルよりなる論理レベルへ
レベル変換する第2レベルシフタと、前記第2レベルシ
フタの出力を受け、第5レベルと第6レベルよりなる論
理レベルを、第7レベルと第8レベルよりなる論理レベ
ルへレベル変換する第3レベルシフタと、前記第3レベ
ルシフタの出力を受け、第7レベルと第8レベルよりな
る論理レベルを、第9レベルと第10レベルよりなる論
理レベルへレベル変換する第4レベルシフタとを具備
し、前記半導体記憶装置の消去動作時には、前記第1レ
ベルシフタから出力される第3レベルは第1正電位、第
4レベルは第1負電位であり、前記第2レベルシフタか
ら出力される第6レベルは前記第1負電位より低い第2
負電位であり、前記第3レベルシフタから出力される第
7レベルは前記第1正電位より低い第3正電位であり、
前記第4レベルシフタから出力される第10レベルは前
記第3負電位より低い第4負電位であることを特徴とし
ている。
A level converter according to the present invention is a level converter for converting a logical level of a signal output from an address conversion unit to an address signal line in a semiconductor memory device, wherein the level converter converts the logic level between the first level and the second level. A first level shifter for level-converting a logical level into a logical level comprising a third level and a fourth level, and receiving the output of the first level shifter and converting the logical level comprising the third level and the fourth level to a fifth level And a second level shifter for converting the level to a logic level comprising a sixth level, and receiving the output of the second level shifter, and converting the logic level comprising the fifth level and the sixth level into a logic level comprising the seventh level and the eighth level Receiving the output of the third level shifter and converting the logic level consisting of the seventh level and the eighth level to the third level shifter. A fourth level shifter for converting a level to a logic level comprising a first level and a tenth level, wherein the third level output from the first level shifter is a first positive potential and a fourth level during an erasing operation of the semiconductor memory device. Is a first negative potential, and a sixth level output from the second level shifter is a second negative potential lower than the first negative potential.
A seventh level outputted from the third level shifter is a third positive potential lower than the first positive potential;
The tenth level output from the fourth level shifter is a fourth negative potential lower than the third negative potential.

【0031】この発明の半導体装置は、3つ以上のレベ
ルシフタが縦続接続されて構成される第1レベル変換器
と、1つのレベルシフタ、または2つのレベルシフタが
縦続接続されて構成される第2レベル変換器と、動作モ
ードに対応した制御信号に応じて、前記第1レベル変換
器の出力信号と前記第2レベル変換器の出力信号の一方
を選択して出力するスイッチ回路とを具備することを特
徴としている。
The semiconductor device of the present invention has a first level converter composed of three or more level shifters connected in cascade, and a second level converter composed of one level shifter or two level shifters connected in cascade. And a switch circuit for selecting and outputting one of an output signal of the first level converter and an output signal of the second level converter according to a control signal corresponding to an operation mode. And

【0032】上記のような構成によれば、各レベルシフ
タ間における耐圧を一定範囲内とし、且つ各レベルシフ
タ間の変換電位差を小さくできるので、変換動作のパフ
ォーマンスを上げることができる。
According to the above configuration, the breakdown voltage between the level shifters can be kept within a certain range, and the conversion potential difference between the level shifters can be reduced, so that the performance of the conversion operation can be improved.

【0033】従って、レベル変換動作の動作ミニマム
(回路パフォーマンス)を改善できる。また、メモリセ
ルの要求する電位、及びトランジスタの耐圧の条件を守
りつつ、レベル変換動作の動作ミニマム(回路パフォー
マンス)を改善できる。
Therefore, the operation minimum (circuit performance) of the level conversion operation can be improved. Further, the operation minimum (circuit performance) of the level conversion operation can be improved while observing the conditions of the potential required by the memory cell and the withstand voltage of the transistor.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 [第1の実施の形態]図1乃至図15はそれぞれ、この
発明の第1のレベル変換器及びそのレベル変換器を備え
た半導体装置について説明するためのもので、不揮発性
半導体記憶装置(EEPROM)を例にとって示してい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIGS. 1 to 15 illustrate a first level converter and a semiconductor device having the level converter of the present invention, respectively. ) Is shown as an example.

【0035】図1は、上記EEPROMのシステムブロ
ック図である。このEEPROMは、メモリセルアレイ
21、ロウデコーダ22、カラムデコーダ23、ソース
・ウェルデコーダ24、入力回路25、コントロール回
路26、昇圧回路27、書き込み回路28、読み出し回
路29及び出力回路30等から構成されている。上記メ
モリセルアレイ21には、メモリセルがm行(X座標)
n列(Y座標)に配列されている。上記ロウデコーダ2
2は、ワード線の座標(X座標)上のデータ格納位置信
号をメモリセルアレイ21に出力する。上記カラムデコ
ーダ23は、セル内ビット線の座標(Y座標)上のデー
タ格納位置信号をメモリセルアレイに出力する。上記ソ
ース・ウェルデコーダ24は、メモリセルアレイ21に
対し共通接続されたP型ウェル領域の電位およびソース
領域の電位を出力する。上記入力回路25には、アドレ
ス制御信号が入力される。上記コントロール回路26
は、上記入力回路25から出力される信号をデコードし
て各回路部(ロウデコーダ22、カラムデコーダ23、
ソース・ウェルデコーダ24及び昇圧回路27等)へ制
御信号を出力する。上記昇圧回路27は、上記メモリセ
ルアレイ21中のメモリセルに対し、書き込み、消去及
び読み出し時に用いる高電圧を生成するもので、この昇
圧回路27の出力は上記ロウデコーダ22とカラムデコ
ーダ23に供給される。上記書き込み回路28は、書き
込み動作及びベリファイ動作を担うもので、書き込みデ
ータが入力される。上記読み出し回路29は、読み出し
時のメモリセルの状態を判定するものである。上記出力
回路30は、読み出したデータを出力する。
FIG. 1 is a system block diagram of the EEPROM. This EEPROM comprises a memory cell array 21, a row decoder 22, a column decoder 23, a source / well decoder 24, an input circuit 25, a control circuit 26, a booster circuit 27, a write circuit 28, a read circuit 29, an output circuit 30, and the like. I have. The memory cell array 21 has m rows of memory cells (X coordinate).
They are arranged in n columns (Y coordinates). Row decoder 2
2 outputs a data storage position signal on the word line coordinates (X coordinate) to the memory cell array 21. The column decoder 23 outputs a data storage position signal on the coordinate (Y coordinate) of the bit line in the cell to the memory cell array. The source / well decoder 24 outputs the potential of the P-type well region and the potential of the source region commonly connected to the memory cell array 21. The input circuit 25 receives an address control signal. The control circuit 26
Decodes the signal output from the input circuit 25 and decodes each circuit unit (row decoder 22, column decoder 23,
A control signal is output to the source / well decoder 24 and the booster 27). The booster circuit 27 generates a high voltage used for writing, erasing, and reading with respect to the memory cells in the memory cell array 21. The output of the booster circuit 27 is supplied to the row decoder 22 and the column decoder 23. You. The write circuit 28 performs a write operation and a verify operation, and receives write data. The read circuit 29 determines the state of the memory cell at the time of reading. The output circuit 30 outputs the read data.

【0036】図2は、上記図1に示したシステムブロッ
ク図におけるメモリセルアレイ21の構成例を示してお
り、フラッシュメモリにおけるメモリセルアレイ21の
概略構成図である。ここでいうフラッシュメモリとは、
複数のメモリセルを同時に一括消去するものである。消
去単位個の複数のメモリセルMCが同一のP型ウェル領
域中にm行n列(m,nは2以上の自然数、図2では図
面及び説明を簡単化するためにm=3、n=4の場合を
示している)のマトリックス状に配置されている(m×
nのメモリセルアレイ)。
FIG. 2 shows a configuration example of the memory cell array 21 in the system block diagram shown in FIG. 1, and is a schematic configuration diagram of the memory cell array 21 in the flash memory. Flash memory here means
This is to erase a plurality of memory cells simultaneously. In the same P-type well region, a plurality of memory cells MC of an erase unit are arranged in m rows and n columns (m and n are natural numbers of 2 or more; in FIG. 2, m = 3, n = 4 is shown) (mx).
n memory cell array).

【0037】同一行に属するメモリセルMCの各制御ゲ
ートは、行対応のワード線WL0〜WL2にそれぞれ共
通接続され、同一列に属するメモリセルMCのドレイン
は列対応のセル内ビット線BL0〜BL3にそれぞれ共
通接続される。メモリセルMCが形成されるP型ウェル
領域はマトリックス内で共通接続され、またメモリセル
MCのソース領域もソース線SLにより同一P型ウェル
領域中に属するm×nのメモリセルアレイ内で共通接続
されている。
The control gates of the memory cells MC belonging to the same row are connected in common to the word lines WL0 to WL2 corresponding to the rows, and the drains of the memory cells MC belonging to the same column have the bit lines BL0 to BL3 in the cell corresponding to the columns. Are connected in common. The P-type well regions in which the memory cells MC are formed are commonly connected in a matrix, and the source regions of the memory cells MC are also commonly connected in a m × n memory cell array belonging to the same P-type well region by a source line SL. ing.

【0038】書き込み及び読み出し時に、ある特定の1
ビットを選択するときは、ワード線WLm(m=0,
1,2)はロウデコーダ22により、セル内ビット線B
Ln(n=0,1,2,3)はカラムデコーダ23によ
り択一的に選択されることで、選択されたメモリセルM
Cが上述した書き込みおよび読み出しの動作を行うこと
になる。
When writing and reading, a specific 1
When selecting a bit, the word line WLm (m = 0,
1, 2) are generated by the row decoder 22 and the bit lines B
Ln (n = 0, 1, 2, 3) is alternatively selected by the column decoder 23, so that the selected memory cell M
C performs the above-described write and read operations.

【0039】消去動作は、同一のP型ウェル領域中のm
×nのメモリセルアレイに対して一括で行われる。
The erasing operation is performed in the same p-type well region as m
Xn memory cell arrays are collectively performed.

【0040】図3は、上記EEPROMの基本単位であ
る記憶素子(メモリセルMC)の一例として、スタック
ゲート型と呼ばれる構造を示している。例えば、P型半
導体基板31にはN型ウェル領域32が形成され、この
N型ウェル領域32の表面領域にP型ウェル領域33が
形成されている。スタックゲート型のメモリセルMC
は、上記P型ウェル領域33の表面領域中に所定の間隔
離隔して形成されたソース、ドレイン領域(N型不純物
拡散層)34,35と、これらソース、ドレイン領域3
4,35間のPウェル領域33上に順次積層されたゲー
ト絶縁膜36、浮遊ゲート(ポリシリコン層)37、浮
遊ゲート上絶縁膜38及び制御ゲート(ポリシリコン
層)39とによって構成されている。
FIG. 3 shows a structure called a stack gate type as an example of a storage element (memory cell MC) which is a basic unit of the EEPROM. For example, an N-type well region 32 is formed in a P-type semiconductor substrate 31, and a P-type well region 33 is formed in a surface region of the N-type well region 32. Stack gate type memory cell MC
Are source and drain regions (N-type impurity diffusion layers) 34 and 35 formed at predetermined intervals in the surface region of the P-type well region 33, and these source and drain regions 3
A gate insulating film 36, a floating gate (polysilicon layer) 37, an insulating film 38 above the floating gate, and a control gate (polysilicon layer) 39 are sequentially stacked on the P well region 33 between the gate insulating layers 4 and 35. .

【0041】次に、このタイプのメモリセルMCの動作
を簡単に説明する。
Next, the operation of this type of memory cell MC will be briefly described.

【0042】メモリセルMCへの書き込み(データの記
憶)には、ドレイン領域35に例えば5V、P型ウェル
領域33(P型半導体基板31とN型ウェル領域32に
も)とソース領域34には0V(接地電位)を印加し、
さらに制御ゲート39に9V程度の電圧を印加する。浮
遊ゲート37は外部の電源とは接続されていないので、
その電位はゲート絶縁膜36と浮遊ゲート上絶縁膜38
とより形成されるカップリング比により制御ゲート3
9、ソース領域34、ドレイン領域35及びP型ウェル
領域33の電位から一義的に決まる。
For writing (data storage) into the memory cell MC, for example, 5 V is applied to the drain region 35, and the P-type well region 33 (also to the P-type semiconductor substrate 31 and the N-type well region 32) and the source region 34 0V (ground potential) is applied,
Further, a voltage of about 9 V is applied to the control gate 39. Since the floating gate 37 is not connected to an external power supply,
The potential of the gate insulating film 36 and the insulating film on the floating gate 38
Control gate 3 by the coupling ratio formed by
9, is uniquely determined from the potentials of the source region 34, the drain region 35, and the P-type well region 33.

【0043】各電極をこのような電位に設定すること
で、強い横方向(ソース−ドレイン方向)電界で発生し
た高いエネルギーを持ったホットエレクトロンが発生
し、その一部がゲート絶縁膜36の障壁を乗り越えて浮
遊ゲート37に注入されることになり、その結果メモリ
セルMCに書き込みが行われる。
By setting each electrode at such a potential, hot electrons having high energy generated by a strong lateral (source-drain) electric field are generated, and a part of the hot electrons is generated by the barrier of the gate insulating film 36. , And is injected into the floating gate 37. As a result, writing is performed on the memory cell MC.

【0044】また、メモリセルMCの消去(データの消
去)は、上述したような書き込まれた(浮遊ゲート37
に電子が蓄積された)状態のメモリセルMCの浮遊ゲー
ト37から電子を引き抜くことをいうが、次のような方
法がとられることがある。
Further, erasing (erasing data) of the memory cell MC is performed by writing (floating gate 37) as described above.
This means extracting electrons from the floating gate 37 of the memory cell MC in a state where electrons are stored in the memory cell MC. The following method may be used.

【0045】N型ウェル領域32とP型ウェル領域33
及びソース領域34に例えば9Vを印加し、制御ゲート
39に−8Vを印加する。その結果、P型ウェル領域3
3及びソース領域34と浮遊ゲート37間のゲート絶縁
膜36には、かなり強い電界(10MV/cm以上)が
かかることになる。このような強い電界のもとでは、ゲ
ート絶縁膜36中に量子力学的なFowler-Noldheim電流
(トンネル電流)が流れ、その結果を利用して浮遊ゲー
ト37からP型ウェル領域33及びソース領域34へ電
子が引き抜かれ、メモリセルMCの消去が行われる。
N-type well region 32 and P-type well region 33
For example, 9 V is applied to the source region 34, and −8 V is applied to the control gate 39. As a result, the P-type well region 3
3, and a considerably strong electric field (10 MV / cm or more) is applied to the gate insulating film 36 between the source region 34 and the floating gate 37. Under such a strong electric field, a quantum-mechanical Fowler-Noldheim current (tunnel current) flows through the gate insulating film 36, and by utilizing the result, the floating gate 37 and the P-type well region 33 and the source region 34 are used. The electrons are drawn out, and the memory cell MC is erased.

【0046】一方、メモリセルMCの読み出し(データ
の読み出し)は、上述した方法で書き込みまたは消去さ
れたメモリセルMCに対し、それぞれの浮遊ゲート37
の電位が異なることを用いて行われる。具体的にいう
と、メモリセルMCの浮遊ゲート37直下にN型のチャ
ネルを形成しようとする場合、書き込み状態のメモリセ
ルMCは浮遊ゲート37に電子を蓄積しているので、書
き込み状態のメモリセルMCにチャネルを形成すること
は、消去状態(すなわち電子が蓄積されていない)メモ
リセルMCに対してチャネルを形成することよりも強く
浮遊ゲート37を正の電荷に帯びさせる必要がある。こ
のとき、上述したように浮遊ゲート37の電位は、ゲー
ト絶縁膜36と浮遊ゲート上絶縁膜38とにより形成さ
れるカップリング比により、制御ゲート39、ソース領
域34、ドレイン領域35及びP型ウェル領域33の電
位から一義的に決まるので、書き込み状態のメモリセル
及び消去状態のメモリセルに対し、制御ゲート39の電
位を「書き込み状態のメモリセルではチャネルが形成さ
れないが、消去状態のメモリセルではチャネルが形成さ
れる」(この電位をVREADとする)ようにコントロ
ールすることが可能となる。そこで、ドレイン−ソース
間に適度な電位差をもたせながら、且つ制御ゲート39
の電位をVREADとすることで、書き込み状態のメモ
リセルはチャネルが形成されないので何も起こらない
が、消去状態のメモリセルはチャネルが形成されるため
通常のNチャネル型MOSトランジスタと同様に、ドレ
イン−ソース間の電位差と浮遊ゲート37の電位により
決まる電流を流すことになる。そして、このメモリセル
が制御ゲート39に電位VREADを受けたときに、電
流を流すか否かを読み出し回路29で判定することでメ
モリセルの情報を読み取っている。
On the other hand, the reading (data reading) of the memory cell MC is performed with respect to the memory cell MC written or erased by the above-described method with respect to each floating gate 37.
Is performed using the fact that the potentials of More specifically, when an N-type channel is to be formed directly below the floating gate 37 of the memory cell MC, the memory cell MC in the written state stores electrons in the floating gate 37, and thus the memory cell MC in the written state Forming a channel in MC requires that the floating gate 37 be more positively charged than forming a channel in an erased (ie, no stored) memory cell MC. At this time, as described above, the potential of the floating gate 37 is controlled by the coupling ratio formed by the gate insulating film 36 and the insulating film 38 above the floating gate, the control gate 39, the source region 34, the drain region 35, and the P-type well. Since the potential is uniquely determined from the potential of the region 33, the potential of the control gate 39 is set to “the memory cell in the written state does not form a channel, but the memory cell in the erased state A channel is formed ”(this potential is set to VREAD). Therefore, while giving an appropriate potential difference between the drain and the source, the control gate 39
By setting the potential of VREAD to VREAD, nothing occurs because the memory cell in the written state does not have a channel formed, but the memory cell in the erased state has a channel formed, as in a normal N-channel MOS transistor. -A current determined by the potential difference between the sources and the potential of the floating gate 37 flows. Then, when the memory cell receives the potential VREAD at the control gate 39, the read circuit 29 determines whether or not a current flows, thereby reading the information of the memory cell.

【0047】図4は、上記図1に示したシステムブロッ
ク図におけるロウデコーダ22の回路構成例である。こ
のロウデコーダ22は、アドレス変換部42、レベル変
換器44及びバッファ46から構成されている。
FIG. 4 is a circuit configuration example of the row decoder 22 in the system block diagram shown in FIG. The row decoder 22 includes an address converter 42, a level converter 44, and a buffer 46.

【0048】入力回路25とコントロール回路26で生
成されたロウ選択用の内部アドレス信号ADDは、内部
アドレス信号線41を介してアドレス変換部42に供給
され、このアドレス変換部42により択一的にアドレス
選択線43が活性化される。ワード線WLnは、読み出
し、書き込み及び消去動作のいずれにおいても電源電圧
(Vcc)以外の電位を用いるため、上記アドレス選択
線41上の信号はその電圧変換を行うためのレベル変換
器44へと入力され、その出力であるレベル変換選択線
45上の信号の波形整形を行うためのバッファ46から
ワード線WLnへ電圧を与えるようにしている。
The row selection internal address signal ADD generated by the input circuit 25 and the control circuit 26 is supplied to an address conversion unit 42 via an internal address signal line 41, and the address conversion unit 42 selects one of the row selection internal address signals ADD. Address selection line 43 is activated. Since the word line WLn uses a potential other than the power supply voltage (Vcc) in any of the read, write, and erase operations, the signal on the address select line 41 is input to the level converter 44 for performing the voltage conversion. Then, a voltage is applied from the buffer 46 for shaping the waveform of the signal on the level conversion selection line 45, which is the output, to the word line WLn.

【0049】図5は、上記ロウデコーダ回路22の別の
回路構成例を示している。このロウデコーダ22は、ア
ドレス変換部42a,42b、レベル変換器44a,4
4b、アドレス変換部47及びバッファ46から構成さ
れている。
FIG. 5 shows another example of the circuit configuration of the row decoder circuit 22. The row decoder 22 includes address conversion units 42a and 42b, level converters 44a and 4
4b, an address converter 47 and a buffer 46.

【0050】入力回路25とコントロール回路部26で
生成されたロウ選択用の内部アドレス信号の一部ADD
a,ADDbを、それぞれ別のアドレス変換部42a,
42bに供給して、それぞれのアドレス選択線43a,
43bを活性化する。これらのアドレス選択線43a,
43b上の信号は、個々にレベル変換器44a,44b
へと入力され、レベル変換されたレベル変換選択信号が
アドレス変換部47へと入力される。そして、アドレス
変換部47の出力がバッファ46へと入力されワード線
WLnへ電圧が転送される。
Part ADD of the internal address signal for row selection generated by input circuit 25 and control circuit unit 26
a and ADDb are respectively converted into separate address conversion units 42a,
42b to supply each address selection line 43a,
Activate 43b. These address selection lines 43a,
The signals on 43b are individually converted to level converters 44a and 44b.
And the level-converted selection signal subjected to level conversion is input to the address conversion unit 47. Then, the output of the address conversion unit 47 is input to the buffer 46, and the voltage is transferred to the word line WLn.

【0051】図4と図5のロウデコーダ22の本質的な
違いは、図4に示した回路の場合、内部のアドレス信号
から(一気に)択一的にアドレス選択線を選んでしまう
のに対し、図5に示した回路の場合には内部アドレス信
号を2系統に分け、それぞれのアドレス選択線43a,
43bを選び、レベル変換器44a,44bを介した
後、レベル変換選択線を再びアドレス変換部47で受け
て択一的に選択している点である。図5では、説明を簡
単化するため2系統に分けた例を示しているが当然これ
に限られるものではなく、3系統以上にしても良い。
The essential difference between the row decoder 22 shown in FIGS. 4 and 5 is that, in the case of the circuit shown in FIG. 4, an address selection line is selected (at once) from an internal address signal. In the case of the circuit shown in FIG. 5, the internal address signal is divided into two systems, and the respective address selection lines 43a, 43a,
43b, the level conversion selection line is again received by the address conversion unit 47 after being passed through the level converters 44a and 44b, and is selected as an alternative. FIG. 5 shows an example in which the system is divided into two systems for the sake of simplicity, but the present invention is not limited to this example, and three or more systems may be used.

【0052】図6は、上記図4及び図5に示した回路に
おけるアドレス変換部42,42a,42bの構成例を
示している。これらのアドレス変換部42,42a,4
2bは、内部アドレス信号ADD(ADDa,ADD
b)の論理積を取るアンドゲート50から構成され、択
一的にアドレス選択線43が選ばれるようになってい
る。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the address converters 42, 42a and 42b in the circuits shown in FIGS. These address converters 42, 42a, 4
2b is an internal address signal ADD (ADDa, ADD
An AND gate 50 that takes the logical product of b) is used, and the address selection line 43 is selected as an alternative.

【0053】図7は、上記図5に示した回路におけるア
ドレス変換部47の構成例を示している。このアドレス
変換部47は、レベル変換選択信号の論理積を取るアン
ドゲート51から構成され、その出力がワード線WLn
の選択アドレスとなる。このアンドゲート51の電源は
レベル変換された信号を受けるため(Vccではない)
高電位VHと低電位VLとなる(VH,VLはチップ内
部で生成された電位であり、チップの動作モードに応じ
て変化する)。
FIG. 7 shows an example of the configuration of the address converter 47 in the circuit shown in FIG. The address conversion unit 47 is composed of an AND gate 51 which takes the logical product of the level conversion selection signal, and the output of which is output from the word line WLn.
Is the selected address. The power supply of the AND gate 51 receives the level-converted signal (not Vcc).
There are a high potential VH and a low potential VL (VH and VL are potentials generated inside the chip and change according to the operation mode of the chip).

【0054】図8は、上記図4及び図5に示した回路に
おけるバッファ46の構成例を示している。このバッフ
ァ46は、入力端と出力端が縦続接続されたインバータ
52,53により構成されている。これらインバータ5
2,53の電源は、レベル変換された信号を受けるため
高電位VHと低電位VLである。
FIG. 8 shows a configuration example of the buffer 46 in the circuits shown in FIGS. This buffer 46 is composed of inverters 52 and 53 whose input terminals and output terminals are cascaded. These inverters 5
The power supplies 2 and 53 have a high potential VH and a low potential VL to receive the level-converted signal.

【0055】図9は、この発明の第1の実施の形態に係
るレベル変換器について説明するためのもので、上記図
4及び図5に示した回路におけるレベル変換器44,4
4a,44bの構成例を示しており、前述した問題2
(ローレベルシフタ12が動作ミニマムに近い条件で動
作する)を解決するための構成例である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the level converter according to the first embodiment of the present invention. The level converters 44 and 4 in the circuits shown in FIGS. 4 and 5 are described.
4a and 44b show an example of the configuration, and the above problem 2
This is a configuration example for solving (the low-level shifter 12 operates under conditions close to the minimum operation).

【0056】このレベル変換器は、ハイレベルシフタ6
0、ローレベルシフタ61及びローレベルシフタ62が
縦続接続されて構成されている。上記ハイレベルシフタ
60は、入力信号INをVH−Vss(0V)間の電圧
に変換するものである。上記ローレベルシフタ61は、
上記ハイレベルシフタ60から出力されるVH−Vss
間の電圧をVH−VL1間の電圧に変換するものであ
る。また、上記ローレベルシフタ62は、上記ローレベ
ルシフタ61から出力されるVH−VL1間の電圧をV
H−VL2間の電圧に変換するものである。
This level converter comprises a high level shifter 6
0, a low-level shifter 61 and a low-level shifter 62 are connected in cascade. The high-level shifter 60 converts the input signal IN into a voltage between VH and Vss (0 V). The low level shifter 61
VH-Vss output from the high level shifter 60
The voltage between them is converted into a voltage between VH and VL1. The low-level shifter 62 converts the voltage between VH and VL1 output from the low-level shifter 61 to V
This is converted into a voltage between H-VL2.

【0057】上記ハイレベルシフタ60は例えば図22
に示した回路と同様に構成され、上記ローレベルシフタ
61,62は例えば図26に示した回路と同様に構成さ
れている。また、各レベルシフタ60,61,62中の
各Pチャネル型MOSトランジスタは図24に示した断
面構成と同様であり、各Nチャネル型MOSトランジス
タは図25に示した断面構成と同様である。
The high-level shifter 60 is provided, for example, in FIG.
And the low-level shifters 61 and 62 are configured, for example, in the same manner as the circuit shown in FIG. Each of the P-channel MOS transistors in each of the level shifters 60, 61, and 62 has the same cross-sectional configuration as shown in FIG. 24, and each of the N-channel MOS transistors has the same as the cross-sectional configuration shown in FIG.

【0058】図20に示したような2段構成の従来のレ
ベル変換器では、ローレベルシフタ12の回路しきい値
はVH−0Vの間に設定しなくてはならなかったが、本
実施の形態ではローレベルシフタ62の回路しきい値は
VH−VLの範囲内に設定すれば良く、従来よりも動作
マージンを広くできる。
In the conventional level converter having a two-stage configuration as shown in FIG. 20, the circuit threshold of low-level shifter 12 must be set between VH-0V. In this case, the circuit threshold value of the low-level shifter 62 may be set within the range of VH-VL, and the operation margin can be made wider than in the conventional case.

【0059】図10に示すように、例えば、消去時のコ
ントロールゲート電圧−8Vを発生する際にも、VH=
1V、VL1=−2V、VL2=−8Vとすることでロ
ーレベルシフタ62の回路しきい値は−2〜1Vの範囲
に設定すれば良いことになる。また、書き込み時には、
VH=9V、VL1=0V、VL2=0Vに設定すれば
良い。ここで注意すべきは、ローレベルシフタ61にお
いてもVHとVL1の関係で耐圧設計内となっているこ
とである。
As shown in FIG. 10, for example, when generating a control gate voltage of -8 V at the time of erasing, VH =
By setting 1V, VL1 = -2V, and VL2 = -8V, the circuit threshold value of the low-level shifter 62 may be set in the range of -2 to 1V. When writing,
VH = 9V, VL1 = 0V, and VL2 = 0V may be set. It should be noted here that the low-level shifter 61 is also within the breakdown voltage design due to the relationship between VH and VL1.

【0060】すなわち、2段構成のレベル変換器では、
ハイレベル、ローレベル間の変換電位差が大きくなるこ
とがあり、2段目のローレベルシフタ12の動作マージ
ンがなくなってしまう。そこでレベルシフト動作を3段
階にすることで各レベルシフタ間の変換電位差を小さく
し、レベルシフト動作を容易に(動作マージンを向上)
している。
That is, in the two-stage level converter,
The conversion potential difference between the high level and the low level may increase, and the operation margin of the second-stage low level shifter 12 is lost. Therefore, by making the level shift operation into three stages, the converted potential difference between each level shifter is reduced, and the level shift operation is facilitated (operation margin is improved).
are doing.

【0061】図11は、上記図9に示した回路における
ハイレベルシフタ60の他の構成例を示している。この
ハイレベルシフタ60は、インバータ63,64−1,
64−2とNチャネル型MOSトランジスタQ9,Q1
0とによって構成されている。上記インバータ63は、
電源Vcc−0V間の電圧で動作し、入力端inから入
力信号が供給される。このインバータ63の出力端に
は、ゲートが電源Vccに接続されたMOSトランジス
タQ9の電流通路の一端が接続される。上記インバータ
64−1,64−2は、VH−0V間の電圧で動作し、
インバータ64−1の入力端は上記トランジスタQ9の
電流通路の他端に接続される。上記MOSトランジスタ
Q10の電流通路の一端は電源VHに接続され、電流通
路の他端はインバータ64−1の入力端に接続され、ゲ
ートはインバータ64−1の出力端に接続される。そし
て、上記インバータ64−1の出力端をoutとして用
いるとともに、インバータ64−2の入力端に接続さ
れ、このインバータ64−2の出力端を/outとして
用いる。
FIG. 11 shows another example of the configuration of the high-level shifter 60 in the circuit shown in FIG. The high level shifter 60 includes inverters 63, 64-1,.
64-2 and N-channel MOS transistors Q9, Q1
0. The inverter 63 includes:
It operates at a voltage between the power supply Vcc and 0 V, and an input signal is supplied from an input terminal in. One end of a current path of a MOS transistor Q9 having a gate connected to the power supply Vcc is connected to an output terminal of the inverter 63. The inverters 64-1 and 64-2 operate at a voltage between VH-0V,
The input terminal of the inverter 64-1 is connected to the other end of the current path of the transistor Q9. One end of the current path of the MOS transistor Q10 is connected to the power supply VH, the other end of the current path is connected to the input terminal of the inverter 64-1, and the gate is connected to the output terminal of the inverter 64-1. The output terminal of the inverter 64-1 is used as out, and the output terminal of the inverter 64-2 is connected to the input terminal of the inverter 64-2 and used as / out.

【0062】このような構成であっても、基本的には図
22に示したハイレベルシフタと同様な動作を行う。
Even with such a configuration, basically the same operation as that of the high-level shifter shown in FIG. 22 is performed.

【0063】図12及び図13はそれぞれ、上述したレ
ベル変換器で用いる電圧VH,VLの発生回路を示して
いる。これらの電圧VH,VLは、チップ内部の昇圧回
路65,67により昇圧して生成されたもの、あるいは
生成した電圧をレギュレータ回路66,68で電位変換
したものである。
FIGS. 12 and 13 show circuits for generating the voltages VH and VL used in the above-described level converter, respectively. These voltages VH and VL are generated by boosting by boosting circuits 65 and 67 in the chip, or generated by converting the generated voltages into potentials by regulator circuits 66 and 68.

【0064】図12に示す電圧発生回路は、正の高電圧
VHを発生するもので、昇圧回路65、レギュレータ回
路66及びスイッチSW1〜SW3から構成されてい
る。昇圧回路65から出力された電圧V1は、スイッチ
SW1を介して電源VHnとして出力される。また、上
記昇圧回路65の出力電圧V1は、レギュレータ回路6
6に供給されて電位変換され、スイッチSW2を介して
電源VHmとして出力される。スイッチSW3は、上記
スイッチSW1,SW2間に設けられており、各スイッ
チSW1〜SW3を選択的にスイッチングすることで、
選択的に電位を出力することができる。
The voltage generating circuit shown in FIG. 12 generates a positive high voltage VH, and includes a booster circuit 65, a regulator circuit 66, and switches SW1 to SW3. The voltage V1 output from the booster circuit 65 is output as the power supply VHn via the switch SW1. Further, the output voltage V1 of the booster circuit 65 is
6 and converted into a potential, and output as a power supply VHm via a switch SW2. The switch SW3 is provided between the switches SW1 and SW2. By selectively switching the switches SW1 to SW3,
A potential can be selectively output.

【0065】図13に示す電圧発生回路は、負の高電圧
VLを発生するもので、上記図12に示した正の高電圧
VHを発生する電圧発生回路と同様に、昇圧回路67、
レギュレータ回路68及びスイッチSW4〜SW6から
構成されている。昇圧回路67から出力された電圧V2
は、スイッチSW4を介して電源VLnとして出力され
る。また、上記昇圧回路67の出力電圧V2は、レギュ
レータ回路68に供給されて電位変換され、スイッチS
W5を介して電源VLmとして出力される。スイッチS
W6は、上記スイッチSW4,SW5間に設けられてお
り、各スイッチSW4〜SW6を選択的にスイッチング
することで、選択的に電位を出力することができる。
The voltage generating circuit shown in FIG. 13 generates a negative high voltage VL, and like the voltage generating circuit generating the positive high voltage VH shown in FIG.
It is composed of a regulator circuit 68 and switches SW4 to SW6. Voltage V2 output from booster circuit 67
Is output as the power supply VLn via the switch SW4. Further, the output voltage V2 of the booster circuit 67 is supplied to the regulator circuit 68 to be converted in potential, and the switch S
It is output as the power supply VLm via W5. Switch S
W6 is provided between the switches SW4 and SW5, and can selectively output a potential by selectively switching each of the switches SW4 to SW6.

【0066】例えば、図10に示したように、消去時に
VH(1V)を発生させるには、スイッチSW2,SW
3をオンさせてレギュレータ回路66の出力電圧VSW
を用いれば良い。VL1(−2V)を発生させるには、
スイッチSW5をオンさせてレギュレータ回路68の出
力電圧VBSWを用いる。また、VL2(−8V)を発
生させるには、スイッチSW4をオンさせて昇圧回路6
7の出力電圧V2を用いれば良い。
For example, as shown in FIG. 10, to generate VH (1 V) at the time of erasing, the switches SW2 and SW
3 to turn on the output voltage VSW of the regulator circuit 66.
May be used. To generate VL1 (-2V),
The switch SW5 is turned on to use the output voltage VBSW of the regulator circuit 68. In order to generate VL2 (−8V), the switch SW4 is turned on and the booster circuit 6 is turned on.
7 may be used.

【0067】一方、書き込み時にVH(9V)を発生さ
せるには、スイッチSW1をオンさせて昇圧回路65の
出力電圧V1を用いれば良い。VL1,VL2(0V)
を印加するには、接地点Vssの電位を直接用いれば良
い。
On the other hand, to generate VH (9 V) at the time of writing, the switch SW1 is turned on and the output voltage V1 of the booster circuit 65 may be used. VL1, VL2 (0V)
May be directly used as the potential of the ground point Vss.

【0068】図14は、上記図12に示した回路におけ
る昇圧回路65の構成例を示す回路図である。この昇圧
回路65は、ダイオードD1〜D3、キャパシタC1,
C2及びインバータ69,70から構成されている。ダ
イオードD1のアノードには、電源電圧Vddが印加さ
れる。このダイオードD1のカソードにはダイオードD
2のアノード及びキャパシタC1の一方の電極が接続さ
れる。クロック信号CLKは、インバータ69の入力端
に供給される。このインバータ69の出力端には、上記
キャパシタC1の他方の電極及びインバータ70の入力
端が接続される。上記ダイオードD2のカソードにはダ
イオードD3のアノード及びキャパシタC2の一方の電
極が接続される。このキャパシタC2の他方の電極に
は、上記インバータ70の出力端が接続される。そし
て、上記ダイオードD3のカソードから昇圧された電圧
V1を出力するようになっている。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration example of the booster circuit 65 in the circuit shown in FIG. This booster circuit 65 includes diodes D1 to D3, capacitors C1,
C2 and inverters 69 and 70. The power supply voltage Vdd is applied to the anode of the diode D1. The diode D1 has a cathode connected to the diode D1.
2 and one electrode of the capacitor C1 are connected. The clock signal CLK is supplied to an input terminal of the inverter 69. The other terminal of the capacitor C1 and the input terminal of the inverter 70 are connected to the output terminal of the inverter 69. The cathode of the diode D2 is connected to the anode of the diode D3 and one electrode of the capacitor C2. The output terminal of the inverter 70 is connected to the other electrode of the capacitor C2. The boosted voltage V1 is output from the cathode of the diode D3.

【0069】上記図13に示した回路における昇圧回路
67も、基本的には図14と同様な構成になっている。
The boosting circuit 67 in the circuit shown in FIG. 13 has basically the same configuration as that in FIG.

【0070】図15は、上記図12に示した回路におけ
るレギュレータ回路66の構成例を示す回路図である。
このレギュレータ回路66は、差動増幅器71,72、
Nチャネル型MOSトランジスタQ11,Q12,Q1
5,Q16、Pチャネル型MOSトランジスタQ13,
Q14及び抵抗R1〜R4などから構成されている。差
動増幅器71,72の非反転入力端(+)には、基準電
位Vrefが印加される。これら差動増幅器71,72
の出力端にはそれぞれ、MOSトランジスタQ11,Q
12のゲートが接続される。上記MOSトランジスタQ
11,Q12のソースは接地点Vssに接続され、各ド
レインと上記昇圧回路65の出力端(V1ノード)間に
はカレントミラー接続されたMOSトランジスタQ1
3,Q14が設けられている。上記MOSトランジスタ
Q12,Q14のドレイン共通接続点と接地点Vss間
には、抵抗R1,R2及びMOSトランジスタQ15の
電流通路が直列接続されている。上記抵抗R1,R2の
接続点には、上記差動増幅器71,72の反転入力端
(−)がそれぞれ接続されて、帰還ループが形成され
る。上記MOSトランジスタQ15のゲートには、プロ
グラム状態を示すプログラム信号PRGが供給される。
また、上記MOSトランジスタQ15のドレインと接地
点Vss間には、抵抗R3,R4及びMOSトランジス
タQ16の電流通路が直接接続される。そして、上記M
OSトランジスタQ16のゲートには、消去状態を示す
イレーズ信号ERSが供給される。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration example of the regulator circuit 66 in the circuit shown in FIG.
This regulator circuit 66 includes differential amplifiers 71 and 72,
N channel type MOS transistors Q11, Q12, Q1
5, Q16, P-channel MOS transistor Q13,
Q14 and resistors R1 to R4. The reference potential Vref is applied to the non-inverting input terminals (+) of the differential amplifiers 71 and 72. These differential amplifiers 71, 72
Output terminals of the MOS transistors Q11 and Q11, respectively.
Twelve gates are connected. MOS transistor Q
The sources of the MOS transistors Q1 and Q12 are connected to the ground point Vss, and the current mirror-connected MOS transistors Q1 are connected between each drain and the output terminal (V1 node) of the booster circuit 65.
3, Q14. The resistors R1, R2 and the current path of the MOS transistor Q15 are connected in series between the common drain connection point of the MOS transistors Q12, Q14 and the ground point Vss. The inverting input terminals (−) of the differential amplifiers 71 and 72 are connected to the connection points of the resistors R1 and R2, respectively, to form a feedback loop. The gate of the MOS transistor Q15 is supplied with a program signal PRG indicating a program state.
The resistors R3 and R4 and the current path of the MOS transistor Q16 are directly connected between the drain of the MOS transistor Q15 and the ground point Vss. And the above M
An erase signal ERS indicating an erased state is supplied to the gate of the OS transistor Q16.

【0071】上記のような構成のレギュレータ回路66
にあっては、出力電圧VSWは、プログラム時と消去時
とで異なる電位となる。
The regulator circuit 66 configured as described above
In this case, the output voltage VSW has different potentials at the time of programming and at the time of erasing.

【0072】上記図13に示した回路におけるレギュレ
ータ回路68も、基本的には図15と同様な構成になっ
ている。
The regulator circuit 68 in the circuit shown in FIG. 13 has basically the same configuration as that in FIG.

【0073】上記のような構成によれば、各レベルシフ
タ間における耐圧を一定範囲内とし、且つ各レベルシフ
タ間の変換電位差を小さくできるので、変換動作のパフ
ォーマンスを上げることができる。
According to the above configuration, the breakdown voltage between the level shifters can be kept within a certain range and the conversion potential difference between the level shifters can be reduced, so that the performance of the conversion operation can be improved.

【0074】なお、レベル変換器を構成するMOSトラ
ンジスタが通常のPチャネル型やNチャネル型MOSト
ランジスタの場合を例にとって説明したが、半導体記憶
装置中のMOSトランジスタよりもゲート酸化膜厚が厚
い高耐圧トランジスタを用いることにより、変換動作の
パフォーマンスを上げるだけでなく、耐圧も向上でき
る。
In the above description, the MOS transistor forming the level converter is an ordinary P-channel or N-channel MOS transistor. However, the MOS transistor in the semiconductor memory device has a thicker gate oxide film. By using a withstand voltage transistor, not only the performance of the conversion operation can be improved, but also the withstand voltage can be improved.

【0075】[第2の実施の形態]上述した図13の例
では、各電位がVss>VL1>VL2、VH=一定と
なっているが、必ずしもこのような関係が必要となるわ
けではない。
[Second Embodiment] In the example of FIG. 13 described above, each potential is Vss>VL1> VL2, and VH = constant, but such a relationship is not necessarily required.

【0076】例えば、出力OUTに12Vを発生させた
いときには、図16に示すように構成しても良い。この
レベル変換器は、ハイレベルシフタ75、ローレベルシ
フタ76及びハイレベルシフタ77が縦続接続されて構
成されている。上記ハイレベルシフタ75は、入力信号
INをVH1−Vss間の電圧に変換するものである。
上記ローレベルシフタ76は、上記ハイレベルシフタ7
5から出力されるVH1−Vss間の電圧をVH1−V
L間の電圧に変換するものである。また、上記ハイレベ
ルシフタ77は、上記ローレベルシフタ76から出力さ
れるVH1−VL間の電圧をVH2−VL間の電圧に変
換するものである。上記各電圧は、例えばVH1=6
V、VH2=12V、VL=3Vである。
For example, when it is desired to generate 12 V at the output OUT, a configuration as shown in FIG. 16 may be employed. This level converter is configured by cascade-connecting a high-level shifter 75, a low-level shifter 76, and a high-level shifter 77. The high-level shifter 75 converts the input signal IN into a voltage between VH1 and Vss.
The low level shifter 76 is connected to the high level shifter 7.
5 between VH1-Vss is VH1-Vss.
The voltage is converted into a voltage between L. The high-level shifter 77 converts a voltage between VH1 and VL output from the low-level shifter 76 into a voltage between VH2 and VL. Each of the above voltages is, for example, VH1 = 6
V, VH2 = 12V, and VL = 3V.

【0077】なお、ここではハイレベルシフタはVH側
が変化するもの、ローレベルシフタはVL側が変化する
ものと定義する。
Here, it is defined that the high level shifter changes on the VH side and the low level shifter changes on the VL side.

【0078】上記ハイレベルシフタ75,77は例えば
図22及び図11に示した回路と同様に構成され、上記
ローレベルシフタ76は例えば図26に示した回路と同
様に構成されている。また、各レベルシフタ75,7
6,77中の各Pチャネル型MOSトランジスタは図2
4に示した断面構成と同様であり、各Nチャネル型MO
Sトランジスタは図25に示した断面構成と同様であ
る。
The high-level shifters 75 and 77 are configured, for example, in the same manner as the circuits shown in FIGS. 22 and 11, and the low-level shifter 76 is configured, for example, in the same manner as the circuit shown in FIG. Also, each level shifter 75, 7
6 and 77 are shown in FIG.
4 is the same as the cross-sectional configuration shown in FIG.
The S transistor has the same cross-sectional configuration as shown in FIG.

【0079】この第2の実施の形態では、12Vを出力
するため、第1段階として、耐圧の持つ例えば6Vに変
換し、その後VLのレベルを3Vとして、さらにその後
VHのレベルを12Vとする。このようにすることで段
階的にレベルを上昇させることができるためトランジス
タの耐圧は9Vを超えない。
In the second embodiment, in order to output 12 V, as a first step, the voltage is converted to a withstand voltage of, for example, 6 V, then the VL level is set to 3 V, and then the VH level is set to 12 V. In this manner, the level can be increased stepwise, so that the withstand voltage of the transistor does not exceed 9 V.

【0080】すなわち、この第2の実施の形態によれ
ば、トランジスタの耐圧を超える電位に変換を行なう
際、段階的に電位を上昇させることで、耐圧設計内でレ
ベル変換を可能にできる。
That is, according to the second embodiment, when converting to a potential exceeding the withstand voltage of the transistor, the potential is increased stepwise, thereby enabling level conversion within the withstand voltage design.

【0081】[第3の実施の形態]図17は、この発明
の第3の実施の形態に係るレベル変換器を示している。
この実施の形態は、問題1(ハイレベルシフタおよびロ
ーレベルシフタの動作ミニマムに近い電圧条件で動作す
る)を解決するための構成である。
[Third Embodiment] FIG. 17 shows a level converter according to a third embodiment of the present invention.
This embodiment is a configuration for solving problem 1 (operating under a voltage condition close to the minimum operation of the high-level shifter and the low-level shifter).

【0082】このレベル変換器は、ハイレベルシフタ8
0、ローレベルシフタ81、ハイレベルシフタ82及び
ローレベルシフタ83で構成されている。上記ハイレベ
ルシフタ80は、入力信号INをVH1−Vss間の電
圧に変換するものである。上記ローレベルシフタ81
は、上記ハイレベルシフタ80から出力されたVH1−
Vss間の電圧をVH1−VL1間の電圧に変換するも
のである。上記ハイレベルシフタ82は、上記ローレベ
ルシフタ81から出力されるVH1−VL1間の電圧を
VH2−VL1間の電圧に変換するものである。上記ロ
ーレベルシフタ83は、上記ハイレベルシフタ82から
出力されるVH2−VL1間の電圧をVH2−VL2間
の電圧に変換するものである。上記各電位レベルは、例
えばVH1=5V、VH2=1V、VL1=−2V、V
L2=−8Vである。
This level converter comprises a high level shifter 8
0, a low-level shifter 81, a high-level shifter 82, and a low-level shifter 83. The high-level shifter 80 converts the input signal IN into a voltage between VH1 and Vss. The low level shifter 81
Is VH1- output from the high-level shifter 80.
It converts a voltage between Vss to a voltage between VH1 and VL1. The high level shifter 82 converts a voltage between VH1 and VL1 output from the low level shifter 81 into a voltage between VH2 and VL1. The low level shifter 83 converts a voltage between VH2 and VL1 output from the high level shifter 82 into a voltage between VH2 and VL2. The potential levels are, for example, VH1 = 5V, VH2 = 1V, VL1 = −2V, V
L2 = −8V.

【0083】VLのレベルがVL1からVL2へと段階
を踏んでいるのはローレベルシフタが動作ミニマムに近
い電圧条件で動作するのを防止するためである。
The reason that the level of VL is stepped from VL1 to VL2 is to prevent the low-level shifter from operating under a voltage condition close to the operation minimum.

【0084】この実施の形態で特徴的なのはVHのレベ
ルがVH1からVH2となっていることである。
A feature of this embodiment is that the level of VH is changed from VH1 to VH2.

【0085】上記電圧例の通り、入力のハイレベルシフ
タの電源を5Vとすることで、VH2=1Vよりも高く
して初段のハイレベルシフタ80の動作電圧条件を改善
させている。ローレベルシフタ81は、耐圧範囲内のV
L1レベルに変換することでローレベルシフタ83の動
作電圧条件改善の準備をする。ハイレベルシフタ82
は、ローレベルシフタ83における変換時の耐圧を考え
て、VHレベルを低くVH2=1Vとすることで、ロー
レベルシフタ83における耐圧問題を回避している。ロ
ーレベルシフタ83は、最終的に回路しきい値としても
マージンを持った状態でレベル変換を行なっている。
As described in the above voltage example, by setting the power of the input high-level shifter to 5 V, VH2 is made higher than 1 V to improve the operating voltage condition of the first-stage high-level shifter 80. The low-level shifter 81 has a voltage within the withstand voltage range.
The conversion to the L1 level prepares for the improvement of the operating voltage condition of the low-level shifter 83. High level shifter 82
In consideration of the withstand voltage at the time of conversion in the low-level shifter 83, the VH level is set low and VH2 = 1V to avoid the withstand voltage problem in the low-level shifter 83. The low-level shifter 83 performs the level conversion with a margin as a circuit threshold finally.

【0086】[第4の実施の形態]図18は、この発明
の第4の実施の形態に係る半導体装置について説明する
ためのもので、上述した第1乃至第3の実施の形態に係
るレベル変換器を用いた半導体装置である。この回路
は、レベル変換器90を経由する第1経路とレベル変換
器91を経由する第2経路の2つを持っており、これら
2つの経路をスイッチ回路92で選択して用いるように
している。上記レベル変換器90は、上述した第1乃至
第3の実施の形態に係るレベル変換器であり、上記レベ
ル変換器91は、ハイレベルシフタ、ローレベルシフ
タ、または上記図20に示したようなハイレベルシフタ
とローレベルシフタを組み合わせた構成となっている。
[Fourth Embodiment] FIG. 18 is a diagram for explaining a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. The level according to the first to third embodiments is described. It is a semiconductor device using a converter. This circuit has a first path passing through the level converter 90 and a second path passing through the level converter 91, and these two paths are selected and used by the switch circuit 92. . The level converter 90 is the level converter according to the above-described first to third embodiments, and the level converter 91 is a high-level shifter, a low-level shifter, or a high-level shifter as shown in FIG. And a low-level shifter.

【0087】上記スイッチ回路92は、例えば図19に
示すように、電圧VH,VLで動作するクロックドイン
バータ93,94で構成されており、これらのクロック
入力端に制御信号CS,/CSが供給されて、一方のク
ロックドインバータが動作しているときに他方のクロッ
クドインバータが非動作状態となるように構成されてい
る。
The switch circuit 92 is composed of clocked inverters 93 and 94 operating at voltages VH and VL, for example, as shown in FIG. 19, and supplies control signals CS and / CS to their clock input terminals. Then, when one clocked inverter is operating, the other clocked inverter is in a non-operating state.

【0088】そして、メモリの読み出し動作のように高
速動作が要求される場合や動作マージンがそれほど厳し
くないとき(消去動作でないとき)には、クロックドイ
ンバータ94を動作状態、クロックドインバータ93を
非動作状態とし、段数の少ない第2経路を選択すること
で、スピードを必要とする動作に対してレベル変換の遅
延を小さくできる。一方、高速動作が要求されない場合
や消去動作などのように動作マージンが厳しいときに
は、クロックドインバータ93を動作状態、クロックド
インバータ94を非動作状態とし、第1経路を選択する
ことで、動作の安定化を図る。
When a high-speed operation is required, such as a memory read operation, or when the operation margin is not so strict (when the erase operation is not performed), the clocked inverter 94 is in the operating state and the clocked inverter 93 is in the non-operating state. By setting the operation state and selecting the second path having a small number of stages, the delay of the level conversion can be reduced with respect to the operation requiring the speed. On the other hand, when a high-speed operation is not required or when an operation margin is strict, such as an erase operation, the clocked inverter 93 is set to the operation state, the clocked inverter 94 is set to the non-operation state, and the first path is selected. Stabilize.

【0089】このような構成によれば、メモリセルの要
求する電位、及びトランジスタの耐圧の条件を守りつ
つ、レベル変換動作の動作ミニマム(回路パフォーマン
ス)を改善できる。
According to such a configuration, the operation minimum (circuit performance) of the level conversion operation can be improved while observing the conditions of the potential required by the memory cell and the withstand voltage of the transistor.

【0090】以上第1乃至第4の実施の形態を用いてこ
の発明の説明を行ったが、この発明は上記各実施の形態
に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸
脱しない範囲で種々に変形することが可能である。ま
た、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれて
おり、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせに
より種々の発明が抽出され得る。例えば各実施の形態に
示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除され
ても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の
少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられ
ている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この
構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
Although the present invention has been described with reference to the first to fourth embodiments, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and the scope of the present invention does not depart from the gist of the present invention. Can be variously modified. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some components are deleted from all the components shown in each embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the column of the effect of the invention can be solved. In a case where at least one of the effects described above is obtained, a configuration in which this component is deleted can be extracted as an invention.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レベル変換動作の動作ミニマム(回路パフォーマン
ス)を改善できるレベル変換器が得られる。
As described above, according to the present invention, a level converter capable of improving the operation minimum (circuit performance) of the level conversion operation can be obtained.

【0092】また、メモリセルの要求する電位、及びト
ランジスタの耐圧の条件を守りつつ、レベル変換動作の
動作ミニマム(回路パフォーマンス)を改善できるレベ
ル変換器を備えた半導体装置が得られる。
Further, a semiconductor device having a level converter capable of improving the operation minimum (circuit performance) of the level conversion operation while observing the conditions of the potential required by the memory cell and the withstand voltage of the transistor can be obtained.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態に係るレベル変換
器及びそのレベル変換器を備えた半導体装置について説
明するためのもので、不揮発性半導体記憶装置(EEP
ROM)のシステムブロック図。
FIG. 1 is a diagram for explaining a level converter according to a first embodiment of the present invention and a semiconductor device including the level converter, and includes a nonvolatile semiconductor memory device (EEP).
(ROM).

【図2】図1に示したシステムブロック図におけるメモ
リセルアレイの構成例を示しており、フラッシュメモリ
におけるメモリセルアレイの概略構成を示す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a memory cell array in the system block diagram shown in FIG. 1 and showing a schematic configuration of a memory cell array in a flash memory;

【図3】EEPROMの基本単位である記憶素子(メモ
リセル)の一例として、スタックゲート型と呼ばれる構
造を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure called a stack gate type as an example of a storage element (memory cell) which is a basic unit of an EEPROM.

【図4】図1に示したシステムブロック図におけるロウ
デコーダの回路構成例を示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration example of a row decoder in the system block diagram shown in FIG. 1;

【図5】図1に示したシステムブロック図におけるロウ
デコーダの別の回路構成例を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing another example of the circuit configuration of the row decoder in the system block diagram shown in FIG. 1;

【図6】図4及び図5に示した回路におけるアドレス変
換部の構成例を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of an address conversion unit in the circuits shown in FIGS. 4 and 5;

【図7】図5に示した回路におけるアドレス変換部の構
成例を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of an address conversion unit in the circuit shown in FIG. 5;

【図8】図4及び図5に示した回路におけるバッファの
構成例を示す回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a buffer in the circuits shown in FIGS. 4 and 5;

【図9】この発明の第1の実施の形態に係るレベル変換
器について説明するためのもので、図4及び図5に示し
た回路におけるレベル変換器の構成例を示す回路図。
FIG. 9 is a circuit diagram for explaining the level converter according to the first embodiment of the present invention, and showing a configuration example of the level converter in the circuits shown in FIGS. 4 and 5;

【図10】図9に示したレベル変換器の動作について説
明するための図。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the level converter shown in FIG. 9;

【図11】図9に示した回路におけるハイレベルシフタ
の他の構成例を示す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing another configuration example of the high-level shifter in the circuit shown in FIG. 9;

【図12】図11に示したレベル変換器で用いる正の電
圧を発生する電圧発生回路の構成例を示す回路図。
12 is a circuit diagram showing a configuration example of a voltage generation circuit that generates a positive voltage used in the level converter shown in FIG.

【図13】図11に示したレベル変換器で用いる負の電
圧を発生する電圧発生回路の構成例を示す回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of a voltage generation circuit that generates a negative voltage used in the level converter shown in FIG. 11;

【図14】図12に示した回路における昇圧回路の構成
例を示す回路図。
FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a booster circuit in the circuit illustrated in FIG. 12;

【図15】図12に示した回路におけるレギュレータ回
路の構成例を示す回路図。
15 is a circuit diagram showing a configuration example of a regulator circuit in the circuit shown in FIG.

【図16】この発明の第2の実施の形態に係るレベル変
換器について説明するためのもので、図4及び図5に示
した回路におけるレベル変換器の他の構成例を示す回路
図。
FIG. 16 is a circuit diagram for explaining a level converter according to a second embodiment of the present invention, showing another configuration example of the level converter in the circuits shown in FIGS. 4 and 5;

【図17】この発明の第3の実施の形態に係るレベル変
換器について説明するためのもので、図4及び図5に示
した回路におけるレベル変換器の更に他の構成例を示す
回路図。
FIG. 17 is a circuit diagram for explaining a level converter according to a third embodiment of the present invention, and showing still another configuration example of the level converter in the circuits shown in FIGS. 4 and 5;

【図18】この発明の第4の実施の形態に係るレベル変
換器を備えた半導体装置について説明するための回路
図。
FIG. 18 is a circuit diagram for describing a semiconductor device including a level converter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図19】図18に示した回路におけるスイッチ回路の
構成例を示す回路図。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration example of a switch circuit in the circuit shown in FIG. 18;

【図20】従来のレベル変換器を示す回路図。FIG. 20 is a circuit diagram showing a conventional level converter.

【図21】図20に示した回路に与えるVHレベルまた
はVLレベルと半導体記憶装置の動作との関係の一例を
示す図。
21 is a diagram showing an example of a relationship between a VH level or a VL level given to the circuit shown in FIG. 20 and an operation of the semiconductor memory device;

【図22】図20に示した回路におけるハイレベルシフ
タの構成例を示す回路図。
FIG. 22 is a circuit diagram showing a configuration example of a high-level shifter in the circuit shown in FIG. 20;

【図23】図22に示した回路の入出力関係を示す図。23 illustrates an input / output relationship of the circuit illustrated in FIG. 22;

【図24】図22に示した回路におけるPチャネル型M
OSトランジスタの素子構成を示す断面図。
FIG. 24 shows a P-channel type M in the circuit shown in FIG. 22;
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an element configuration of an OS transistor.

【図25】図22に示した回路におけるNチャネル型M
OSトランジスタの素子構成を示す断面図。
FIG. 25 shows an N-channel type M in the circuit shown in FIG. 22;
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an element configuration of an OS transistor.

【図26】図20に示した回路におけるローレベルシフ
タの構成例を示す回路図。
FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration example of a low-level shifter in the circuit shown in FIG. 20;

【図27】図24に示した回路の入出力関係を示す図。FIG. 27 is a diagram showing an input / output relationship of the circuit shown in FIG. 24;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…メモリセルアレイ、 22…ロウデコーダ、 23…カラムデコーダ、 24…ソース・ウェルデコーダ、 25…入力回路、 26…コントロール回路、 27…昇圧回路、 28…書き込み回路、 29…読み出し回路、 30…出力回路、 31…P型半導体基板、 32…N型ウェル領域、 33…P型ウェル領域、 34…ソース領域、 35…ドレイン領域、 36…ゲート絶縁膜、 37…浮遊ゲート、 38…浮遊ゲート上絶縁膜、 39…制御ゲート、 41,41a,41b…内部アドレス信号線、 42,42a,42b…アドレス変換部、 43,43a,43b…アドレス選択線、 44,44a,44b…レベル変換器、 45,45a,45b…レベル変換選択線、 46…バッファ、 47…アドレス変換部、 50,51…アンドゲート、 52,53,63,64−1,64−2,69,70…
インバータ、 60,75,77,80,82…ハイレベルシフタ、 61,62,76,81,83…ローレベルシフタ、 65,67…昇圧回路、 66,68…レギュレータ回路、 71,72…差動増幅器、 90,91…レベル変換器、 92…スイッチ回路、 MC…メモリセル、 WL0,WL1,WL2,WLn…ワード線、 BL0,BL1,BL2,BL3…ビット線、 ADD,ADDa,ADDb…内部アドレス信号、 Q9〜Q16…MOSトランジスタ、 SW1〜SW6…スイッチ、 D1〜D3…ダイオード、 C1,C2…キャパシタ、 VH,VH1,VH2,VL,VL1,VL2…電源電
位。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Memory cell array, 22 ... Row decoder, 23 ... Column decoder, 24 ... Source / well decoder, 25 ... Input circuit, 26 ... Control circuit, 27 ... Boost circuit, 28 ... Write circuit, 29 ... Read circuit, 30 ... Output Circuit 31 P-type semiconductor substrate 32 N-type well region 33 P-type well region 34 Source region 35 Drain region 36 Gate insulating film 37 Floating gate 38 Insulation on floating gate Film, 39 control gate, 41, 41a, 41b internal address signal line, 42, 42a, 42b address conversion section, 43, 43a, 43b address selection line, 44, 44a, 44b level converter, 45, 45a, 45b: Level conversion selection line, 46: Buffer, 47: Address conversion unit, 50, 51: AND gate , 52,53,63,64-1,64-2,69,70 ...
Inverter, 60, 75, 77, 80, 82: High level shifter, 61, 62, 76, 81, 83: Low level shifter, 65, 67: Booster circuit, 66, 68: Regulator circuit, 71, 72: Differential amplifier, 90, 91: level converter, 92: switch circuit, MC: memory cell, WL0, WL1, WL2, WLn: word line, BL0, BL1, BL2, BL3: bit line, ADD, ADDa, ADDb: internal address signal, Q9 to Q16: MOS transistors, SW1 to SW6, switches, D1 to D3, diodes, C1, C2, capacitors, VH, VH1, VH2, VL, VL1, VL2, power supply potential.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1レベルと第2レベルよりなる論理レ
ベルを、第3レベルと第4レベルよりなる論理レベルへ
レベル変換する第1レベルシフタと、 前記第1レベルシフタの出力を受け、第3レベルと第4
レベルよりなる論理レベルを、第5レベルと第6レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第2レベルシフタ
と、 前記第2レベルシフタの出力を受け、第5レベルと第6
レベルよりなる論理レベルを、第7レベルと第8レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第3レベルシフタ
とを具備し、 前記第2レベルと前記第4レベルは同電位であり、 前記第3レベルと前記第5レベルは同電位であり、 前記第5レベルと前記第7レベルは同電位であり、 前記第3レベルは前記第1レベルよりも高く、 前記第4レベルは前記第6レベルよりも高く、 前記第6レベルは前記第8レベルよりも高いことを特徴
とするレベル変換器。
A first level shifter for converting a logic level comprising a first level and a second level into a logic level comprising a third level and a fourth level; and a third level receiving an output of the first level shifter. And the fourth
A second level shifter for level-converting a logic level consisting of a fifth level and a sixth level to a logic level consisting of a fifth level and a sixth level;
A third level shifter for level-converting a logic level comprising a seventh level and a logic level comprising an eighth level; wherein the second level and the fourth level have the same potential; The fifth level is at the same potential, the fifth level and the seventh level are at the same potential, the third level is higher than the first level, and the fourth level is higher than the sixth level. The level converter, wherein the sixth level is higher than the eighth level.
【請求項2】 第1レベルと第2レベルよりなる論理レ
ベルを、第3レベルと第4レベルよりなる論理レベルへ
レベル変換する第1レベルシフタと、 前記第1レベルシフタの出力を受け、第3レベルと第4
レベルよりなる論理レベルを、第5レベルと第6レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第2レベルシフタ
と、 前記第2レベルシフタの出力を受け、第5レベルと第6
レベルよりなる論理レベルを、第7レベルと第8レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第3レベルシフタ
とを具備し、 前記第2レベルと前記第4レベルは同電位であり、 前記第3レベルと前記第5レベルは同電位であり、 前記第6レベルと前記第8レベルは同電位であり、 前記第3レベルは前記第1レベルよりも高く、 前記第6レベルは前記第4レベルよりも高く、 前記第7レベルは前記第5レベルよりも高いことを特徴
とするレベル変換器。
2. A first level shifter for converting a logic level consisting of a first level and a second level to a logic level consisting of a third level and a fourth level; and a third level receiving an output of the first level shifter. And the fourth
A second level shifter for level-converting a logic level consisting of a fifth level and a sixth level to a logic level consisting of a fifth level and a sixth level;
A third level shifter for level-converting a logic level comprising a seventh level and a logic level comprising an eighth level; wherein the second level and the fourth level have the same potential; The fifth level has the same potential, the sixth level and the eighth level have the same potential, the third level is higher than the first level, and the sixth level is higher than the fourth level. The level converter, wherein the seventh level is higher than the fifth level.
【請求項3】 第1レベルと第2レベルよりなる論理レ
ベルを、第3レベルと第4レベルよりなる論理レベルへ
レベル変換する第1レベルシフタと、 前記第1レベルシフタの出力を受け、第3レベルと第4
レベルよりなる論理レベルを、第5レベルと第6レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第2レベルシフタ
と、 前記第2レベルシフタの出力を受け、第5レベルと第6
レベルよりなる論理レベルを、第7レベルと第8レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第3レベルシフタ
と、 前記第3レベルシフタの出力を受け、第7レベルと第8
レベルよりなる論理レベルを、第9レベルと第10レベ
ルよりなる論理レベルへレベル変換する第4レベルシフ
タとを具備し、 前記第2レベルと前記第4レベルは同電位であり、 前記第3レベルと前記第5レベルは同電位であり、 前記第6レベルと前記第8レベルは同電位であり、 前記第7レベルと前記第9レベルは同電位であり、 前記第3レベルは前記第1レベルより高く、 前記第6レベルは前記第4レベルより高く、 前記第5レベルは前記第7レベルより高く、 前記第8レベルは前記第10レベルより高いことを特徴
とするレベル変換器。
3. A first level shifter for level-converting a logic level consisting of a first level and a second level to a logic level consisting of a third level and a fourth level, and a third level receiving an output of the first level shifter. And the fourth
A second level shifter for level-converting a logic level consisting of a fifth level and a sixth level to a logic level consisting of a fifth level and a sixth level;
A third level shifter for level-converting a logic level consisting of a level to a logic level consisting of a seventh level and an eighth level;
A fourth level shifter for level-converting a logical level comprising a ninth level and a logical level comprising a tenth level, wherein the second level and the fourth level are at the same potential; The fifth level has the same potential, the sixth level and the eighth level have the same potential, the seventh level and the ninth level have the same potential, and the third level has a higher potential than the first level. The level converter, wherein the sixth level is higher than the fourth level, the fifth level is higher than the seventh level, and the eighth level is higher than the tenth level.
【請求項4】 入力された論理レベルを異なる論理レベ
ルへ変換して出力する第1乃至第n(nは3以上の正の
整数)のレベルシフタの出力端と入力端が順次縦続接続
されて構成され、 隣接するレベルシフタは、互いに一方の電圧レベルが実
質的に等しい電源電圧で動作し、 初段のレベルシフタに入力された論理レベルの電位差を
順次変化させ、最終段のレベルシフタから出力すること
を特徴とするレベル変換器。
4. An output terminal and an input terminal of first to n-th (n is a positive integer of 3 or more) level shifters for converting an input logic level to a different logic level and outputting the converted logic level are sequentially cascaded. The adjacent level shifters operate at a power supply voltage in which one of the voltage levels is substantially equal to each other, sequentially change the potential difference of the logic level input to the first-stage level shifter, and output from the last-stage level shifter. Level translator.
【請求項5】 前記第1乃至第3のレベルシフタは半導
体チップ中に形成され、この半導体チップ中に前記第3
レベル乃至前記第8レベルの少なくともいずれか1つの
電位を発生する電位発生手段を更に具備することを特徴
とする請求項1または2に記載のレベル変換器。
5. The first to third level shifters are formed in a semiconductor chip, and the third to third level shifters are formed in the semiconductor chip.
3. The level converter according to claim 1, further comprising a potential generation unit configured to generate at least one of a level to an eighth level.
【請求項6】 前記第1乃至第4のレベルシフタは半導
体チップ中に形成され、この半導体チップ中に前記第3
レベル乃至前記第10レベルの少なくともいずれか1つ
の電位を発生する電位発生手段を更に具備することを特
徴とする請求項3に記載のレベル変換器。
6. The first to fourth level shifters are formed in a semiconductor chip, and the third to fourth level shifters are formed in the semiconductor chip.
4. The level converter according to claim 3, further comprising a potential generating means for generating at least one of a level to a tenth level.
【請求項7】 前記第1乃至第3のレベルシフタは半導
体チップ中に形成され、この半導体チップ中に設けられ
た電位発生手段と、前記半導体チップ中に設けられ、前
記電位発生手段で生成された電位を電位変換して前記第
3レベル乃至前記第8レベルの少なくともいずれか1つ
の電位を発生する電位変換手段とを更に具備することを
特徴とする請求項1または2に記載のレベル変換器。
7. The first to third level shifters are formed in a semiconductor chip, and a potential generating means provided in the semiconductor chip, and a potential generating means provided in the semiconductor chip and generated by the potential generating means. 3. The level converter according to claim 1, further comprising a potential conversion unit configured to convert a potential to generate at least one of the third to eighth levels.
【請求項8】 前記第1乃至第4のレベルシフタは半導
体チップ中に形成され、この半導体チップ中に設けられ
た電位発生手段と、前記半導体チップ中に設けられ、前
記電位発生手段で生成された電位を電位変換して前記第
3レベル乃至前記第10レベルの少なくともいずれか1
つの電位を発生する電位変換手段とを更に具備すること
を特徴とする請求項3に記載のレベル変換器。
8. The first to fourth level shifters are formed in a semiconductor chip, and a potential generating means provided in the semiconductor chip, and a potential generating means provided in the semiconductor chip and generated by the potential generating means. Converting a potential into at least one of the third to tenth levels
4. The level converter according to claim 3, further comprising: a potential converter that generates two potentials.
【請求項9】 半導体記憶装置におけるアドレス変換部
からアドレス信号線に出力される信号の論理レベルを変
換するレベル変換器であって、 第1レベルと第2レベルよりなる論理レベルを、第3レ
ベルと第4レベルよりなる論理レベルへレベル変換する
第1レベルシフタと、 前記第1レベルシフタの出力を受け、第3レベルと第4
レベルよりなる論理レベルを、第5レベルと第6レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第2レベルシフタ
と、 前記第2レベルシフタの出力を受け、第5レベルと第6
レベルよりなる論理レベルを、第7レベルと第8レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第3レベルシフタ
とを具備し、 前記半導体記憶装置の消去動作時には、 前記第1レベルシフタの前記第4レベルは第1負電位で
あり、 前記第2レベルシフタの前記第6レベルは前記第1負電
位より低い第2負電位であり、 前記第3レベルシフタの前記第8レベルは前記第2負電
位より低い第3負電位であることを特徴とするレベル変
換器。
9. A level converter for converting a logical level of a signal output from an address converter to an address signal line in a semiconductor memory device, wherein a logical level comprising a first level and a second level is converted to a third level. A first level shifter for converting the level to a logic level consisting of a third level and a fourth level;
A second level shifter for level-converting a logic level comprising a fifth level and a sixth level to a logic level comprising a fifth level and a sixth level;
A third level shifter for converting a logic level of the first level shifter to a logic level of a seventh level and an eighth level; 1 negative potential, the sixth level of the second level shifter is a second negative potential lower than the first negative potential, and the eighth level of the third level shifter is a third negative potential lower than the second negative potential. A level converter characterized by being a potential.
【請求項10】 半導体記憶装置におけるアドレス変換
部からアドレス信号線に出力される信号の論理レベルを
変換するレベル変換器であって、 第1レベルと第2レベルよりなる論理レベルを、第3レ
ベルと第4レベルよりなる論理レベルへレベル変換する
第1レベルシフタと、 前記第1レベルシフタの出力を受け、第3レベルと第4
レベルよりなる論理レベルを、第5レベルと第6レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第2レベルシフタ
と、 前記第2レベルシフタの出力を受け、第5レベルと第6
レベルよりなる論理レベルを、第7レベルと第8レベル
よりなる論理レベルへレベル変換する第3レベルシフタ
と、 前記第3レベルシフタの出力を受け、第7レベルと第8
レベルよりなる論理レベルを、第9レベルと第10レベ
ルよりなる論理レベルへレベル変換する第4レベルシフ
タとを具備し、 前記半導体記憶装置の消去動作時には、 前記第1レベルシフタから出力される第3レベルは第1
正電位、第4レベルは第1負電位であり、 前記第2レベルシフタから出力される第6レベルは前記
第1負電位より低い第2負電位であり、 前記第3レベルシフタから出力される第7レベルは前記
第1正電位より低い第3正電位であり、 前記第4レベルシフタから出力される第10レベルは前
記第3負電位より低い第4負電位であることを特徴とす
るレベル変換器。
10. A level converter for converting a logical level of a signal output from an address converter to an address signal line in a semiconductor memory device, wherein a logical level comprising a first level and a second level is converted to a third level. A first level shifter for converting a level to a logic level consisting of a third level and a fourth level;
A second level shifter for level-converting a logic level consisting of a fifth level and a sixth level to a logic level consisting of a fifth level and a sixth level;
A third level shifter for level-converting a logic level consisting of a level to a logic level consisting of a seventh level and an eighth level;
A fourth level shifter for level-converting a logic level comprising a ninth level to a logic level comprising a ninth level; and a third level output from the first level shifter during an erasing operation of the semiconductor memory device. Is the first
The positive potential and the fourth level are first negative potentials. The sixth level output from the second level shifter is a second negative potential lower than the first negative potential, and the seventh level output from the third level shifter. A level converter, wherein a level is a third positive potential lower than the first positive potential, and a tenth level output from the fourth level shifter is a fourth negative potential lower than the third negative potential.
【請求項11】 3つ以上のレベルシフタが縦続接続さ
れて構成される第1レベル変換器と、 1つのレベルシフタ、または2つのレベルシフタが縦続
接続されて構成される第2レベル変換器と、 動作モードに対応した制御信号に応じて、前記第1レベ
ル変換器の出力信号と前記第2レベル変換器の出力信号
の一方を選択して出力するスイッチ回路とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。
11. A first level converter configured by cascading three or more level shifters, a second level converter configured by cascading one level shifter or two level shifters, and an operation mode. And a switch circuit for selecting and outputting one of the output signal of the first level converter and the output signal of the second level converter in response to a control signal corresponding to the above.
【請求項12】 前記第1レベル変換器は、前記請求項
1乃至10のいずれか1つの項に記載のレベル変換器に
より構成されることを特徴とする請求項11に記載の半
導体装置。
12. The semiconductor device according to claim 11, wherein said first level converter comprises the level converter according to any one of claims 1 to 10.
【請求項13】 メモリ部を更に具備し、前記スイッチ
回路は、前記メモリ部のデータ読み出し動作時に前記第
2レベル変換器の出力信号を選択することを特徴とする
請求項11に記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 11, further comprising a memory unit, wherein said switch circuit selects an output signal of said second level converter during a data read operation of said memory unit. .
【請求項14】 メモリ部を更に具備し、前記スイッチ
回路は、前記メモリ部のデータ書き込みまたは消去動作
時に前記第1レベル変換器の出力信号を選択することを
特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
14. The device according to claim 11, further comprising a memory unit, wherein the switch circuit selects an output signal of the first level converter during a data write or erase operation of the memory unit. Semiconductor device.
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