JP2007149964A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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芳秋 榛葉
Takuya Fujimoto
卓也 藤本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To permit the improvement of a power supplying capacity or the shortening of a rise-up time by reducing the power loss of a charge-pump boosting power supply circuit accommodated in a semiconductor integrated circuit to improve an efficiency. <P>SOLUTION: One end of a plurality of capacitors C1-C6 is respectively connected to nodes between stages of a plurality of stages of transfer gates TG1-TG7 connected in series, and two-phase clock signals ϕ1, ϕ2 are supplied from clock buffers to respective other ends of a plurality of stages of capacitors to charge the capacitors by the clock signals. Thereafter, operation of transferring a boosting voltage to a next stage by the transfer gates is repeated whereby the boosting power supply circuit is provided with a pattern layout. A capacitor group and a transfer gate group are divided into two parts respectively, and are arranged at both sides of clock buffer region 20 so as to pinch the region 20 while clock signals having different phases from each other are supplied to the arrangement regions 211, 212 of the capacitor groups divided into two groups. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路に係り、特にチャージポンプ型の昇圧電源回路を有する回路レイアウトに関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a circuit layout having a charge pump type booster power supply circuit.

一括消去・書込み可能なフラッシュ(Flash)メモリは、消去/書き替え時に高電圧を必要とするので、電圧昇圧および降圧回路(例えば負電圧生成回路)を内蔵している。チャージポンプ方式の電圧昇圧回路は、複数の転送ゲート、複数のキャパシタ、および二相のクロック信号を生成するクロックバッファを有する。二相のクロック信号により複数のキャパシタが充電され、充電が行われたキャパシタの充電電荷が、転送ゲートを介して順次後段に転送されることにより、昇圧電圧が生成される。例えば6段昇圧を行なう電圧昇圧回路は、例えば2.7V〜3.6Vの電源電圧を12V程度まで昇圧する。   A flash memory capable of batch erasing and writing requires a high voltage at the time of erasing / rewriting, and therefore includes a voltage boosting and step-down circuit (for example, a negative voltage generating circuit). The charge pump type voltage booster circuit includes a plurality of transfer gates, a plurality of capacitors, and a clock buffer for generating a two-phase clock signal. A plurality of capacitors are charged by the two-phase clock signal, and the charged charges of the charged capacitors are sequentially transferred to the subsequent stage through the transfer gate, thereby generating a boosted voltage. For example, a voltage boosting circuit that performs six-step boosting boosts a power supply voltage of, for example, 2.7V to 3.6V to about 12V.

フラッシュメモリの記憶容量が増加すれば、それに伴って電源に要求される能力も増加するので、当然に電源回路の規模は大きくなる。電源回路の規模の増加に伴って、配線の寄生抵抗および寄生容量が著しく増加し、昇圧/降圧の効率が大幅に減少する。   As the storage capacity of the flash memory increases, the capacity required for the power supply increases accordingly, so the scale of the power supply circuit naturally increases. As the scale of the power supply circuit is increased, the parasitic resistance and parasitic capacitance of the wiring are remarkably increased, and the efficiency of step-up / step-down is greatly reduced.

チャージポンプ方式の昇圧電源回路を半導体集積回路上にレイアウトする場合、従来では、二相のクロック信号を生成するクロックバッファ、転送ゲート群、キャパシタ群が一列に配置されたパターンとなるようにレイアウトされる(従来例1)。また、クロックバッファとキャパシタ群とを接続する2本の配線、転送ゲート群とキャパシタ群とを接続する複数本の配線はそれぞれ互いに並行に配置される。   When a charge pump type booster power supply circuit is laid out on a semiconductor integrated circuit, conventionally, it is laid out so that a clock buffer, a transfer gate group, and a capacitor group for generating a two-phase clock signal are arranged in a line. (Conventional example 1). In addition, two wirings connecting the clock buffer and the capacitor group and a plurality of wirings connecting the transfer gate group and the capacitor group are arranged in parallel to each other.

このようなレイアウトパターンは、パターンの縮小には効果的ではあるが、回路規模が増加した場合には配線の寄生抵抗および寄生容量が大幅に増加する。   Such a layout pattern is effective in reducing the pattern, but when the circuit scale increases, the parasitic resistance and parasitic capacitance of the wiring are greatly increased.

また、チャージポンプ方式の昇圧電源回路を半導体集積回路上にレイアウトする場合、従来では、二相のクロック信号を生成するクロックバッファ、転送ゲート群、キャパシタ群のうちで第1相のクロック信号が供給される第1のキャパシタ群と第2相のクロック信号が供給される第2のキャパシタ群が一列に配置されたパターンとなるようにレイアウトされる(従来例2)。また、クロックバッファと第1のキャパシタ群とを接続する配線、クロックバッファと第2のキャパシタ群とを接続する配線、および転送ゲート群とキャパシタ群とを接続する複数本の配線がそれぞれ互いに並行に配置される。   Also, when a charge pump type booster power supply circuit is laid out on a semiconductor integrated circuit, conventionally, a first phase clock signal is supplied from among a clock buffer, a transfer gate group, and a capacitor group that generate a two-phase clock signal. The first capacitor group and the second capacitor group to which the second phase clock signal is supplied are laid out in a pattern arranged in a line (conventional example 2). In addition, a wiring connecting the clock buffer and the first capacitor group, a wiring connecting the clock buffer and the second capacitor group, and a plurality of wirings connecting the transfer gate group and the capacitor group are parallel to each other. Be placed.

このように同相のクロック信号が供給されるキャパシタ同士(奇数段のキャパシタ、偶数段のキャパシタ)をそれぞれ纏めて配置し、それぞれの基板領域であるウェルを共通化するようにレイアウトすることにより、ウェルの寄生容量の削減また縮小化による配線の寄生成分の削減が可能である。しかし、回路規模等が大幅に増加した場合には、やはり配線の寄生成分が著しく増大し、昇圧効率の低下、つまり昇圧回路の電力損失の増加は避けられない。   In this way, capacitors (odd-stage capacitors and even-stage capacitors) to which clock signals of the same phase are supplied are arranged together, and the wells that are the substrate regions are laid out in common so that the wells It is possible to reduce the parasitic component of the wiring by reducing or reducing the parasitic capacitance. However, when the circuit scale or the like is significantly increased, the parasitic components of the wiring are significantly increased, and the boosting efficiency is reduced, that is, the power loss of the booster circuit is unavoidable.

なお、特許文献1には、半導体記憶装置において複数のMOSトランジスタから形成されるチャージポンプ回路に関して、MOSトランジスタの接続を第一層目のアルミ配線で行なうようにレイアウトし、チップサイズを抑える点が開示されている。   Patent Document 1 discloses that a charge pump circuit formed of a plurality of MOS transistors in a semiconductor memory device is laid out so that the MOS transistors are connected by an aluminum wiring of the first layer, thereby reducing the chip size. It is disclosed.

また、特許文献2には、不揮発性半導体記憶装置に形成されるチャージポンプ回路に関して、チャージポンプ回路の昇圧容量に寄生する寄生容量がフローティング状態の期間中に寄生容量を短絡して、効率よく昇圧する点が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a charge pump circuit formed in a nonvolatile semiconductor memory device, in which the parasitic capacitance parasitic to the boosting capacitance of the charge pump circuit is short-circuited while the parasitic capacitance is in a floating state, thereby efficiently boosting the voltage. This is disclosed.

また、特許文献3には、半導体集積回路装置に形成されるチャージポンプ回路に関して、分周器の出力信号に従ってチャージポンプ動作を行なって所定の電圧を生成するためのチャージポンプ回路を含むセル化されたアクティブユニットのレイアウトが開示されている。   Further, in Patent Document 3, a charge pump circuit formed in a semiconductor integrated circuit device is formed into a cell including a charge pump circuit for performing a charge pump operation according to an output signal of a frequency divider to generate a predetermined voltage. An active unit layout is disclosed.

また、特許文献4には、半導体装置において、単位電極用引出線と対局電極用引出線を異なる方向に引出し、容量素子配線の寄生容量を抑制する点が開示されている。
特開平11−68058号公報 特開2003−187586号公報 特開2001−127254号公報 特開平9−321228号公報
Patent Document 4 discloses that in a semiconductor device, a unit electrode lead line and a counter electrode lead line are drawn in different directions to suppress parasitic capacitance of the capacitor element wiring.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-68058 JP 2003-187586 A JP 2001-127254 A JP-A-9-3212228

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、内蔵する昇圧電源回路のの配線に寄生する抵抗および容量を減らし、昇圧電源回路の電力損失を減らし、高効率化することができ、電源供給能力の改善また立ち上げ時間の短縮が可能になる半導体集積回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and it is possible to reduce resistance and capacitance parasitic to wiring of a built-in boost power supply circuit, reduce power loss of the boost power supply circuit, and increase efficiency. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of improving the power supply capability and shortening the startup time.

本発明の第1の態様の半導体集積回路は、直列接続された複数段の転送ゲートと、前記複数段の転送ゲートの段間ノードにそれぞれの一端が接続された複数段のキャパシタと、前記複数段のキャパシタの各他端に二相のクロック信号を供給するクロックバッファとを備え、前記クロック信号により前記キャパシタを充電した後に昇圧電圧を前記複数段の転送ゲートにより次段に転送する動作を繰り返すことにより、入力電圧を昇圧して昇圧電圧を出力するチャージポンプ型の昇圧電源回路を内蔵した半導体集積回路において、前記昇圧電源回路は、前記複数段のキャパシタおよび複数段の転送ゲートがそれぞれ分割されて前記クロックバッファの配置領域を挟んでその両側に配設されたパターンレイアウトを有し、2分割された前記複数段のキャパシタには互いに異なる位相のクロック信号が供給されることを特徴とする。   The semiconductor integrated circuit according to the first aspect of the present invention includes a plurality of transfer gates connected in series, a plurality of capacitors each having one end connected to a node between the transfer gates, and the plurality of transfer gates. A clock buffer for supplying a two-phase clock signal to each other end of the capacitor of the stage, and charging the capacitor with the clock signal and then transferring the boosted voltage to the next stage with the transfer gates of the plurality of stages. Thus, in the semiconductor integrated circuit including the charge pump type booster power supply circuit that boosts the input voltage and outputs the boosted voltage, the booster power supply circuit is divided into the plurality of stages of capacitors and the plurality of stages of transfer gates. And having a pattern layout arranged on both sides of the arrangement area of the clock buffer, the plurality of stages divided into two Wherein the different phases of the clock signal each other is supplied to Yapashita.

本発明の第2の態様の半導体集積回路は、直列接続された複数段の転送ゲートと、前記複数段の転送ゲートの段間ノードにそれぞれの一端が接続された複数段のキャパシタと、前記複数段のキャパシタのうちの奇数段の第1のキャパシタ群の各他端に第1相のクロック信号を供給するとともに偶数段の第2のキャパシタ群の各他端に第2相のクロック信号を供給するクロックバッファとを備え、前記クロック信号により前記キャパシタを充電した後に昇圧電圧を前記複数段の転送ゲートにより次段に転送する動作を繰り返すことにより、初段の転送ゲートの入力電圧を昇圧して昇圧電圧を出力するチャージポンプ型の昇圧電源回路を内蔵した半導体集積回路において、前記複数段の転送ゲートおよび前記複数段のキャパシタは、前記第1のキャパシタ群および前記複数段の転送ゲートのうちの奇数段の第1の転送ゲートと、前記第2のキャパシタ群および前記複数段の転送ゲートのうちの偶数段の第2の転送ゲートとに2分割されて前記クロックバッファの配置領域を挟んでその両側に配設されており、前記クロックバッファの配置領域の両側のうちの一方側の第1の領域には、前記第1のキャパシタ群が一列に配置された領域と前記第1の転送ゲート群が配置された領域とが互いに並行状態で接近して配置されており、かつ前記クロックバッファの一対の出力端のうちの第1の出力端と前記第1のキャパシタ群の各一端とをそれぞれ接続する複数の配線、および、前記第1のキャパシタ群の各他端と第1の転送ゲート群の各一端とを接続する複数の配線が配置されており、前記クロックバッファの配置領域の両側のうちの他方側の第2の領域には、前記第2のキャパシタ群が一列に配置された領域と前記第2の転送ゲート群が配置された領域とが互いに並行状態で接近して配置されており、かつ前記クロックバッファの一対の出力端のうちの第2の出力端と前記第2のキャパシタ群の各一端とをそれぞれ接続する複数の配線、および、前記第2のキャパシタ群の各他端と第2の転送ゲート群の各一端とを接続する複数の配線が配置されており、さらに、前記第1の転送ゲート群および第2の転送ゲート群の全体の転送ゲートを直列接続する複数本の配線が配置されていることを特徴とする。   A semiconductor integrated circuit according to a second aspect of the present invention includes a plurality of transfer gates connected in series, a plurality of capacitors each having one end connected to a node between the transfer gates, and the plurality of transfer gates. A first-phase clock signal is supplied to each other end of the odd-numbered first capacitor group among the capacitors in the stage, and a second-phase clock signal is supplied to each other end of the second capacitor group in the even-numbered stage. And a step of boosting the input voltage of the first-stage transfer gate by repeating the operation of transferring the boosted voltage to the next stage through the plurality of transfer gates after charging the capacitor with the clock signal. In the semiconductor integrated circuit including a charge pump type boosting power supply circuit that outputs a voltage, the plurality of stages of transfer gates and the plurality of stages of capacitors are provided in the first key. Divided into a first group of odd-numbered transfer gates among the plurality of transfer gates and the second group of capacitor gates and a second number of second-stage transfer gates of the plurality of transfer gates. The first capacitor group is arranged in a row in the first region on one side of both sides of the clock buffer arrangement region. The arranged region and the region in which the first transfer gate group is arranged are arranged close to each other in parallel, and the first output terminal of the pair of output terminals of the clock buffer and the A plurality of wirings for connecting each one end of the first capacitor group and a plurality of wirings for connecting each other end of the first capacitor group and each one end of the first transfer gate group are arranged. And In the second region on the other side of the two sides of the buffer buffer arrangement region, the region where the second capacitor group is arranged in a row and the region where the second transfer gate group is arranged are parallel to each other And a plurality of wirings that respectively connect a second output end of the pair of output ends of the clock buffer and one end of the second capacitor group, and the second A plurality of wirings connecting the other end of each capacitor group and one end of the second transfer gate group are arranged, and the entire transfer of the first transfer gate group and the second transfer gate group is further performed. A plurality of wirings connecting the gates in series are arranged.

本発明の半導体集積回路によれば、内蔵する昇圧電源回路の配線に寄生する抵抗および容量を減らし、昇圧電源回路の高効率化により電源供給能力が改善し、レイアウトの縮小化および電圧の立ち上げ時間を短縮することができ、システム回路全体の動作開始時間の短縮化および高速化を期待することができる。   According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, the parasitic resistance and capacitance in the wiring of the built-in boost power supply circuit are reduced, the power supply capability is improved by increasing the efficiency of the boost power supply circuit, the layout is reduced, and the voltage is raised. Time can be shortened, and shortening and speeding up of the operation start time of the entire system circuit can be expected.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の半導体集積回路の第1の実施形態に係るフラッシュメモリに内蔵されたチャージポンプ型の昇圧電源回路の等価回路を示す。この昇圧電源回路は、書込み電圧および/または消去電圧を生成する。図1に示す昇圧電源回路では、直列接続された複数段の転送ゲートトランジスタ(以下、転送ゲートと称す)の段間ノードに複数段のキャパシタの各一端が接続されており、クロックバッファで生成される二相のクロック信号が複数段のキャパシタの各他端に供給される。なお、図1では転送ゲートが7段設けられており、6段昇圧を行なう場合の昇圧電源回路を例示している。しかし、これに限定されるものではなく、任意段昇圧を行うものに実施できる。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows an equivalent circuit of a charge pump type booster power supply circuit built in the flash memory according to the first embodiment of the semiconductor integrated circuit of the present invention. This boost power supply circuit generates a write voltage and / or an erase voltage. In the step-up power supply circuit shown in FIG. 1, each end of a plurality of stages of capacitors is connected to an inter-stage node of a plurality of stages of transfer gate transistors (hereinafter referred to as transfer gates) connected in series, and is generated by a clock buffer. A two-phase clock signal is supplied to each other end of the plurality of stages of capacitors. FIG. 1 illustrates a boosting power supply circuit in which seven stages of transfer gates are provided and six-stage boosting is performed. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be implemented to perform arbitrary step-up voltage.

以下、具体的な構成を説明する。図1の昇圧電源回路は、直列接続された7段の転送ゲートTG1〜TG7と、この7段の転送ゲートの段間ノードにそれぞれの一端が接続された6段のキャパシタC1〜C6と、このキャパシタC1〜C6の各他端に二相のクロック信号φ1,φ2を供給する例えば3個のインバータからなるクロックバッファ10とを有する。奇数段の第1のキャパシタC1,C3,C5の各他端に第1相のクロック信号φ1が供給され、偶数段の第2のキャパシタC2,C4,C6の各他端には第2相のクロック信号φ2が供給される。7段の転送ゲートTG1〜TG7のうちの初段の転送ゲートTG1は入力電圧Viを次段へ転送し、二段以降の転送ゲートは昇圧電圧を順次転送する。なお、各転送ゲートは、例えば閾値電圧が零に近いIタイプのNMOSFETが用いられている。   A specific configuration will be described below. The boosting power supply circuit of FIG. 1 includes seven stages of transfer gates TG1 to TG7 connected in series, six stages of capacitors C1 to C6 each having one end connected to an interstage node of the seven stages of transfer gates, A clock buffer 10 composed of, for example, three inverters for supplying two-phase clock signals φ1 and φ2 to the other ends of the capacitors C1 to C6. The first-phase clock signal φ1 is supplied to the other ends of the odd-numbered first capacitors C1, C3, and C5, and the second-phase clock signals φ1 are supplied to the other ends of the even-numbered second capacitors C2, C4, and C6. A clock signal φ2 is supplied. Of the seven transfer gates TG1 to TG7, the first transfer gate TG1 transfers the input voltage Vi to the next stage, and the second and subsequent transfer gates sequentially transfer the boosted voltage. Each transfer gate is, for example, an I type NMOSFET whose threshold voltage is close to zero.

上記構成でなる昇圧電源回路では、二相のクロック信号φ1,φ2により奇数段の第1のキャパシタC1,C3,C5および偶数段の第2のキャパシタC2,C4,C6が交互に充電された後、キャパシタ電圧が転送ゲートTG2〜TG7を介して順次次段に転送される動作が繰り返されることにより、入力電圧Viが昇圧され、最終段の転送ゲートTG7から昇圧電圧Voが出力される。   In the boosting power supply circuit having the above configuration, after the odd-numbered first capacitors C1, C3, C5 and the even-numbered second capacitors C2, C4, C6 are alternately charged by the two-phase clock signals φ1, φ2. By repeating the operation of sequentially transferring the capacitor voltage to the next stage via the transfer gates TG2 to TG7, the input voltage Vi is boosted, and the boosted voltage Vo is output from the transfer gate TG7 at the final stage.

図2は、図1の昇圧電源回路のパターンレイアウトの一例を示す平面図である。二相のクロック信号φ1,φ2を生成するクロックバッファ領域20を挟んでその両側に、キャパシタC1〜C6群および転送ゲートTG1〜TG6群がそれぞれ2分割されて配設されている。この場合、第1相のクロック信号φ1が供給される奇数段の第1のキャパシタC1,C3,C5の配置領域211および奇数段の第1の転送ゲートTG1,TG3,TG5の配置領域221と、第2相のクロック信号φ2が供給される偶数段の第2のキャパシタC2,C4,C6の配置領域212および偶数段の第2の転送ゲートTG2,TG4,TG6の配置領域222とに2分割されている。換言すれば、互いに異なる位相のクロック信号が供給される2つのキャパシタ群の配置領域211,212の相互間にクロックバッファ領域20が配置されている。なお、最終段の転送ゲートTG7は、本例では、クロックバッファ領域20の内部あるいは近傍に配置される。   FIG. 2 is a plan view showing an example of a pattern layout of the boost power supply circuit of FIG. Capacitors C1 to C6 and transfer gates TG1 to TG6 are respectively divided into two parts on both sides of the clock buffer region 20 for generating the two-phase clock signals φ1 and φ2. In this case, an odd-stage first capacitor C1, C3, C5 arrangement region 211 and an odd-stage first transfer gate TG1, TG3, TG5 arrangement region 221 to which the first-phase clock signal φ1 is supplied, Divided into an even-stage second capacitor C2, C4, C6 arrangement region 212 and even-stage second transfer gates TG2, TG4, TG6 arrangement region 222 to which the second-phase clock signal φ2 is supplied. ing. In other words, the clock buffer area 20 is arranged between the arrangement areas 211 and 212 of the two capacitor groups to which clock signals having different phases are supplied. Note that the transfer gate TG7 at the final stage is arranged in or near the clock buffer region 20 in this example.

以下、具体的に説明する。クロックバッファ領域20の両側のうちの一方側の第1の領域(本例では右側領域)には、第1のキャパシタC1,C3,C5が一列に配置されたキャパシタ配置領域211と、第1の転送ゲートTG1,TG3,TG5が配置された転送ゲート配置領域221とが互いに並行状態で極力接近して配置されている。図中では、転送ゲート配置領域221がキャパシタ配置領域211の図中上方に隣接する配置を示しているが、転送ゲート配置領域221がキャパシタ配置領域211の図中下方に隣接する配置でもよい。そして、クロックバッファ領域20の一対の出力端のうちの第1の出力端(φ1出力端)と第1のキャパシタC1,C3,C5の各一端とをそれぞれ接続する複数(本例では3本)の配線231が並行に配置されており、第1のキャパシタC1,C3,C5の各他端と第1の転送ゲートTG1,TG3,TG5の各一端とを接続する複数(本例では3本)の配線241,243,245が並行に配置されている。   This will be specifically described below. In a first region (right region in this example) on one side of both sides of the clock buffer region 20, a capacitor placement region 211 in which first capacitors C1, C3, and C5 are placed in a row, The transfer gate arrangement region 221 in which the transfer gates TG1, TG3, and TG5 are arranged is arranged as close as possible to each other in a parallel state. In the drawing, the transfer gate arrangement region 221 is shown adjacent to the upper side of the capacitor arrangement region 211 in the drawing, but the transfer gate arrangement region 221 may be arranged adjacent to the lower side of the capacitor arrangement region 211 in the drawing. A plurality of (three in this example) connecting the first output terminal (φ1 output terminal) of the pair of output terminals of the clock buffer region 20 and one end of each of the first capacitors C1, C3, and C5. Wirings 231 are arranged in parallel, and a plurality of (three in this example) connecting the other ends of the first capacitors C1, C3, C5 and one ends of the first transfer gates TG1, TG3, TG5. Wirings 241, 243, and 245 are arranged in parallel.

上記と同様に、クロックバッファ領域20の他方側の第2の領域(本例では左側領域)には、第2のキャパシタC2,C4,C6が一列に配置されたキャパシタ配置領域212と、第2の転送ゲートTG2,TG4,TG6が配置された転送ゲート配置領域222とが互いに並行状態で極力接近して配置されている。そして、クロックバッファ領域20の第2の出力端(φ2出力端)と第2のキャパシタ群C2,C4,C6の各一端とをそれぞれ接続する複数(本例では3本)の配線232が配置されており、第2のキャパシタC2,C4,C6の各他端と第2の転送ゲートTG2,TG4,TG6の各一端とを接続する複数(本例では3本)の配線242,244,246が配置されている。   Similarly to the above, in the second region on the other side of the clock buffer region 20 (the left region in this example), the capacitor placement region 212 in which the second capacitors C2, C4, C6 are placed in a row, and the second The transfer gate arrangement regions 222 in which the transfer gates TG2, TG4, and TG6 are arranged are arranged as close as possible in parallel with each other. A plurality (three in this example) of wirings 232 connecting the second output terminal (φ2 output terminal) of the clock buffer region 20 and one end of the second capacitor group C2, C4, C6 are arranged. A plurality of (three in this example) wirings 242, 244, 246 connecting the other ends of the second capacitors C2, C4, C6 and one ends of the second transfer gates TG2, TG4, TG6 are provided. Is arranged.

さらに、第1の転送ゲートTG1,TG3,TG5群、第2の転送ゲートTG2,TG4,TG6および最終段の転送ゲートTG7の全体を順次に直列接続する複数本の配線25が、転送ゲート配置領域221,222の側方近傍で並行に、あるいは転送ゲート配置領域221,222上に配置されている。即ち、転送ゲートTG1の他端と転送ゲートTG2の一端との相互間が接続され、転送ゲートYG2の他端と転送ゲートTG3の一端との相互間が接続され、以下、同様な要領で、奇数段の第1の転送ゲートTG1,TG3,TG5と偶数段の第2の転送ゲートTG2,TG4,TG6との間で各1個ずつの転送ゲートが相互に接続されている。   Further, a plurality of wirings 25 for sequentially connecting the whole of the first transfer gates TG1, TG3, TG5, the second transfer gates TG2, TG4, TG6 and the final transfer gate TG7 in series are provided in the transfer gate arrangement region. They are arranged in parallel in the vicinity of the sides of 221 and 222 or on the transfer gate arrangement regions 221 and 222. That is, the other end of the transfer gate TG1 and one end of the transfer gate TG2 are connected to each other, and the other end of the transfer gate YG2 and one end of the transfer gate TG3 are connected to each other. One transfer gate is connected to each other between the first transfer gates TG1, TG3, TG5 in the stages and the second transfer gates TG2, TG4, TG6 in the even stages.

この場合、クロックバッファ領域20の右側領域においては、奇数段の各キャパシタは奇数番号が大きくなる順(キャパシタC1,C3,C5の順)にクロックバッファ領域20から遠去かり、奇数段の各転送ゲートは奇数番号が大きくなる順(TG1,TG3,TG5の順)にクロックバッファ領域20から遠去かるように配置されている。これに対して、クロックバッファ領域20の左側領域においては、偶数段の各キャパシタは偶数番号が大きくなる順(C2,C4,C6の順)にクロックバッファ領域20に近付き、偶数段の各転送ゲートは偶数番号が大きくなる順(TG2,TG4,TG6の順)にクロックバッファ領域20に近付くように配置されている。   In this case, in the right region of the clock buffer region 20, each odd-numbered capacitor is moved away from the clock buffer region 20 in the order of increasing odd numbers (in order of capacitors C1, C3, C5), and each odd-numbered transfer is performed. The gates are arranged so as to move away from the clock buffer region 20 in the order of increasing odd numbers (in the order of TG1, TG3, and TG5). On the other hand, in the left region of the clock buffer region 20, each even-numbered capacitor approaches the clock buffer region 20 in the order of increasing even-numbered numbers (in order of C2, C4, and C6). Are arranged so as to approach the clock buffer region 20 in order of increasing even numbers (in the order of TG2, TG4, TG6).

このような配置によれば、転送ゲートTG1とTG2相互間の配線距離、転送ゲートTG2とTG3相互間の配線距離、転送ゲートTG3とTG4相互間の配線距離、転送ゲートTG4とTG5相互間の配線距離、…がそれぞれほぼ等しくなる。   According to such an arrangement, the wiring distance between the transfer gates TG1 and TG2, the wiring distance between the transfer gates TG2 and TG3, the wiring distance between the transfer gates TG3 and TG4, and the wiring between the transfer gates TG4 and TG5. The distances are almost equal.

上記した第1の実施形態の構成によれば、同相のクロック信号が供給されるキャパシタ同士(キャパシタC1,C3,C5)、(キャパシタC2,C4,C6)をそれぞれ纏めて配置し、それぞれの基板領域であるウェルを共通化するようにレイアウトすることにより、ウェルの寄生容量の削減および縮小化による配線の寄生成分の削減が可能である。   According to the configuration of the first embodiment described above, capacitors (capacitors C1, C3, C5) and (capacitors C2, C4, C6) to which clock signals of the same phase are supplied are arranged together, and the respective substrates are arranged. By laying out the common wells as regions, it is possible to reduce the parasitic capacitance of the wiring by reducing and reducing the parasitic capacitance of the wells.

しかも、互いに異なる位相のクロック信号が供給される2つのキャパシタ配置領域211,212の相互間にクロックバッファ領域20を配置し、2つのキャパシタ配置領域211,212にそれぞれ対応する2つの転送ゲート配置領域221,222を極力接近して配置している。   In addition, the clock buffer region 20 is arranged between the two capacitor arrangement regions 211 and 212 to which clock signals having different phases are supplied, and two transfer gate arrangement regions corresponding to the two capacitor arrangement regions 211 and 212, respectively. 221 and 222 are arranged as close as possible.

これにより、クロックバッファ領域20からキャパシタ配置領域211,212内の最遠部までの距離、各転送ゲートからキャパシタ配置領域211あるいは212までの配線距離を最小限(最短距離)に保つことが可能になり、回路規模の増加による寄生成分の増加を最小限に押さえることが可能になる。   As a result, the distance from the clock buffer region 20 to the farthest part in the capacitor placement regions 211 and 212 and the wiring distance from each transfer gate to the capacitor placement region 211 or 212 can be kept to a minimum (shortest distance). Thus, it is possible to minimize the increase in parasitic components due to the increase in circuit scale.

したがって、昇圧電源回路の規模等が大幅に増加した場合でも、従来に比べて、昇圧電源回路部の回路配線の寄生成分の増大を抑制できるので、昇圧効率の低下、つまり昇圧回路の電力損失の増加を避けることが可能である。結果として、昇圧電源回路部の電力損失を減らし、高効率化することができ、電源供給能力の改善また立ち上げ時間の短縮が可能である。   Therefore, even when the scale of the boost power supply circuit is significantly increased, an increase in the parasitic component of the circuit wiring of the boost power supply circuit section can be suppressed as compared with the conventional case. An increase can be avoided. As a result, it is possible to reduce the power loss of the boosting power supply circuit unit and increase the efficiency, improve the power supply capability and shorten the startup time.

本発明の半導体集積回路の第1の実施形態に係るフラッシュメモリに内蔵されたチャージポンプ型の昇圧電源回路の等価回路図。1 is an equivalent circuit diagram of a charge pump type booster power supply circuit built in a flash memory according to a first embodiment of a semiconductor integrated circuit of the present invention; 図1のチャージポンプ型の昇圧電源回路のパターンレイアウトの一例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing an example of a pattern layout of the charge pump type booster power supply circuit of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

TG1〜TG7…転送ゲート、C1〜C6…キャパシタ、φ1,φ2…二相のクロック信号、Vi…入力電圧、Vo…昇圧電圧、20…クロックバッファ領域、221…奇数段のキャパシタの配置領域、212…偶数段のキャパシタの配置領域、221…奇数段の転送ゲートの配置領域、222…偶数段の転送ゲートの配置領域、231、232、241〜246、25…配線。 TG1 to TG7: transfer gate, C1 to C6: capacitor, φ1, φ2: two-phase clock signal, Vi: input voltage, Vo: boosted voltage, 20: clock buffer region, 221: odd-stage capacitor placement region, 212 ... even-numbered capacitor placement region, 221 ... odd-numbered transfer gate placement region, 222 ... even-numbered transfer gate placement region, 231, 232, 241-246, 25 ... wiring.

Claims (5)

直列接続された複数段の転送ゲートと、前記複数段の転送ゲートの段間ノードにそれぞれの一端が接続された複数段のキャパシタと、前記複数段のキャパシタの各他端に二相のクロック信号を供給するクロックバッファとを備え、前記クロック信号により前記キャパシタを充電した後に昇圧電圧を前記複数段の転送ゲートにより次段に転送する動作を繰り返すことにより、入力電圧を昇圧して昇圧電圧を出力するチャージポンプ型の昇圧電源回路を内蔵した半導体集積回路において、
前記昇圧電源回路は、前記複数段のキャパシタおよび複数段の転送ゲートがそれぞれ分割されて前記クロックバッファの配置領域を挟んでその両側に配設されたパターンレイアウトを有し、
2分割された前記複数段のキャパシタには互いに異なる位相のクロック信号が供給されることを特徴とする半導体集積回路。
A plurality of transfer gates connected in series, a plurality of capacitors each having one end connected to an inter-stage node of the plurality of transfer gates, and a two-phase clock signal at each other end of the plurality of capacitors A clock buffer for supplying the voltage, and after charging the capacitor by the clock signal, by repeating the operation of transferring the boosted voltage to the next stage by the plurality of transfer gates, boosting the input voltage and outputting the boosted voltage In a semiconductor integrated circuit incorporating a charge pump type boosting power supply circuit,
The step-up power supply circuit has a pattern layout in which the plurality of stages of capacitors and the plurality of stages of transfer gates are respectively divided and arranged on both sides of the arrangement area of the clock buffer,
A semiconductor integrated circuit characterized in that clock signals having different phases are supplied to the two-stage divided capacitors.
直列接続された複数段の転送ゲートと、前記複数段の転送ゲートの段間ノードにそれぞれの一端が接続された複数段のキャパシタと、前記複数段のキャパシタのうちの奇数段の第1のキャパシタ群の各他端に第1相のクロック信号を供給するとともに偶数段の第2のキャパシタ群の各他端に第2相のクロック信号を供給するクロックバッファとを備え、前記クロック信号により前記キャパシタを充電した後に昇圧電圧を前記複数段の転送ゲートにより次段に転送する動作を繰り返すことにより、初段の転送ゲートの入力電圧を昇圧して昇圧電圧を出力するチャージポンプ型の昇圧電源回路を内蔵した半導体集積回路において、
前記複数段の転送ゲートおよび前記複数段のキャパシタは、前記第1のキャパシタ群および前記複数段の転送ゲートのうちの奇数段の第1の転送ゲートと、前記第2のキャパシタ群および前記複数段の転送ゲートのうちの偶数段の第2の転送ゲートとに2分割されて前記クロックバッファの配置領域を挟んでその両側に配設されており、
前記クロックバッファの配置領域の両側のうちの一方側の第1の領域には、前記第1のキャパシタ群が一列に配置された領域と前記第1の転送ゲート群が配置された領域とが互いに並行状態で接近して配置されており、かつ前記クロックバッファの一対の出力端のうちの第1の出力端と前記第1のキャパシタ群の各一端とをそれぞれ接続する複数の配線、および、前記第1のキャパシタ群の各他端と第1の転送ゲート群の各一端とを接続する複数の配線が配置されており、
前記クロックバッファの配置領域の両側のうちの他方側の第2の領域には、前記第2のキャパシタ群が一列に配置された領域と前記第2の転送ゲート群が配置された領域とが互いに並行状態で接近して配置されており、かつ前記クロックバッファの一対の出力端のうちの第2の出力端と前記第2のキャパシタ群の各一端とをそれぞれ接続する複数の配線、および、前記第2のキャパシタ群の各他端と第2の転送ゲート群の各一端とを接続する複数の配線が配置されており、
さらに、前記第1の転送ゲート群および第2の転送ゲート群の全体の転送ゲートを直列接続する複数本の配線が配置されている
ことを特徴とする半導体集積回路。
A plurality of transfer gates connected in series; a plurality of capacitors each having one end connected to an inter-stage node of the plurality of transfer gates; and an odd-numbered first capacitor of the plurality of capacitors A clock buffer for supplying a first phase clock signal to each other end of the group and supplying a second phase clock signal to each other end of the second capacitor group in an even number of stages, and the capacitor using the clock signal Built-in charge-pump booster power supply circuit that boosts the input voltage of the first-stage transfer gate and outputs the boosted voltage by repeating the operation of transferring the boosted voltage to the next stage through the multiple-stage transfer gate after charging In the semiconductor integrated circuit,
The plurality of stages of transfer gates and the plurality of stages of capacitors include the first capacitor group and the first stage of the odd number of the plurality of stages of transfer gates, the second capacitor group, and the plurality of stages. The transfer gates are divided into two even-numbered second transfer gates and are arranged on both sides of the clock buffer arrangement region.
In a first region on one side of both sides of the clock buffer arrangement region, a region where the first capacitor group is arranged in a row and a region where the first transfer gate group is arranged are mutually connected. A plurality of wirings arranged close to each other in parallel and connecting a first output terminal of the pair of output terminals of the clock buffer and one end of each of the first capacitor groups; and A plurality of wirings connecting each other end of the first capacitor group and each one end of the first transfer gate group are arranged,
In the second region on the other side of both sides of the clock buffer arrangement region, the region where the second capacitor group is arranged in a row and the region where the second transfer gate group is arranged are mutually connected. A plurality of wirings arranged close to each other in parallel and connecting a second output terminal of the pair of output terminals of the clock buffer and each one end of the second capacitor group; and A plurality of wirings connecting each other end of the second capacitor group and each one end of the second transfer gate group are arranged,
Further, a plurality of wirings for connecting the entire transfer gates of the first transfer gate group and the second transfer gate group in series are arranged. A semiconductor integrated circuit, wherein:
前記クロックバッファとキャパシタの一端側とを接続する配線に対して、前記キャパシタの他端側と転送ゲートとを接続する配線は直交方向に形成されていることを特徴とする請求項2記載の半導体集積回路。   3. The semiconductor according to claim 2, wherein a wiring connecting the other end of the capacitor and the transfer gate is formed in an orthogonal direction with respect to a wiring connecting the clock buffer and one end of the capacitor. Integrated circuit. 前記第1の領域において、前記第1のキャパシタ群の各キャパシタは奇数番号が大きくする順に前記クロックバッファから遠去かり、前記第1の転送ゲート群の各転送ゲートは奇数番号が大きくなる順に前記クロックバッファから遠去かるように配置されており、
前記第2の領域において、前記第2のキャパシタ群の各キャパシタは偶数番号が大きくなる順に前記クロックバッファに近付き、前記第2の転送ゲート群の各転送ゲートは偶数番号が大きくなる順に前記クロックバッファに近付くように配置されている
ことを特徴とする請求項2または3記載の半導体集積回路。
In the first region, each capacitor of the first capacitor group moves away from the clock buffer in order of increasing odd number, and each transfer gate of the first transfer gate group increases in order of increasing odd number. Placed away from the clock buffer,
In the second region, each capacitor in the second capacitor group approaches the clock buffer in order of increasing even number, and each transfer gate of the second transfer gate group in the order of increasing even number. 4. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the semiconductor integrated circuit is arranged so as to be close to
前記チャージポンプ型の昇圧電源回路はフラッシュメモリに内蔵されており、前記昇圧電源回路より書込み電圧および/または消去電圧が生成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体集積回路。   5. The charge pump type booster power supply circuit is built in a flash memory, and a write voltage and / or an erase voltage is generated from the booster power supply circuit. 6. Semiconductor integrated circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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