JPH01233755A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路装置に関し、特にMOS型のト
ランジスタで構成された半導体集積回路装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and particularly to a semiconductor integrated circuit device configured with MOS type transistors.
従来、この種の半導体集積回路装置は、MOS型のトラ
ンジスタのホットキャリアによる特性劣化の防止策とし
て、プロセス面からは、例えば、アイイーイーイー ト
ランザクション オンエレクトロン デバイシズ(IE
EE Transactionon Devices)
、 1980年8月、第ED−27巻。Conventionally, this type of semiconductor integrated circuit device has been manufactured by, for example, IEE Transaction On Electron Devices (IE
EE Transactionon Devices)
, August 1980, Volume ED-27.
1359〜1367頁等に記載されているように、LD
D、DDD構造を用いる方法がある。As described on pages 1359-1367 etc., LD
There is a method using D, DDD structure.
しかし、このようなプロセス面がらの対応だけでは問題
が残り、回路面からの対応も必要である。However, problems remain if such measures are taken only from a process perspective, and measures from a circuit perspective are also required.
回路面からの対策としては、第4図<a)のインバータ
回路に対し、第4図(b)のように、ノーマリオン型の
MOS型のトランジスタ(Loの付加やクロック型CM
O3回路が発表されている。(例えば、アイイーイーイ
ー インターナショナル ソリッドステート サーキッ
ト コンファレンス ダイジェスト オン テクニカル
ペーパーズ(IEEE International
Solid−StateCr1rcuits Co
nference、Digest of Tech
nical Papers)、 1985年2月、2
56〜257頁参照)しかしながら、第5図に示すよう
に、ソース。As a circuit countermeasure, for the inverter circuit shown in Fig. 4 <a), as shown in Fig. 4 (b), normally-on type MOS transistor (addition of Lo or clock type CM
O3 circuit has been announced. (For example, IEEE International Solid State Circuit Conference Digest on Technical Papers)
Solid-StateCr1rcuits Co
nference, Digest of Tech
nical Papers), February 1985, 2
(See pages 56-257) However, as shown in FIG.
ドレイン端子が固定されておらず、チャネル電流i1が
双方向に流れるMOS型のトランジスタQltについて
は、何も対策が講じられておらず、他のMOS型のトラ
ンジスタQ1.Q2と同様の寸法、構造で形成されてい
た。No measures have been taken for the MOS type transistor Qlt whose drain terminal is not fixed and the channel current i1 flows in both directions, and other MOS type transistors Q1. It was formed with the same dimensions and structure as Q2.
上述した従来の半導体集積回路は、チャネル電流i1が
双方向に流れるトランジスタQ11についても、他の回
路のトランジスタQ1.Q2等と同様の寸法、構造とな
っているので、トランジスタに電圧ストレスを印加した
場合、第6図に示すように、電圧ストレス印加前(PR
E−STRESS>と電圧ストレス印加後のソース・ト
レインに対して順方向に電流を流したとき(POST−
5TRESS NORMAL)及び逆方向に電流を流し
タトき(POST−8TRESS REVER5E)と
でドレイン電流が大きく異なり(文献:アイイーイーイ
ー エレクトロン デバイス レターズ(IEEE E
LECTRON DEVICE LETTERS)、
1986年。In the conventional semiconductor integrated circuit described above, the transistor Q11 in which the channel current i1 flows in both directions is different from the transistor Q1. Since it has the same dimensions and structure as Q2, etc., when voltage stress is applied to the transistor, as shown in Figure 6, before voltage stress application (PR
E-STRESS> and when a current is passed in the forward direction to the source train after voltage stress is applied (POST-
5TRESS NORMAL) and when the current is passed in the reverse direction (POST-8TRESS REVER5E), the drain current differs greatly (Reference: IEEE Electron Device Letters (IEEE E
LECTRON DEVICE LETTERS),
1986.
第ED−7巻、第7号、451〜453頁参照)電圧ス
トレスの影響を大きく受け、回路特性を悪化させるとい
う問題点がある。(See Vol. ED-7, No. 7, pp. 451-453) There is a problem in that it is greatly affected by voltage stress and deteriorates circuit characteristics.
本発明の目的は、双方向性のトランジスタに対してホッ
トキャリア耐性を向上させ、回路特性の劣化を防止する
ことができる半一体集積回gi装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a semi-integrated circuit GI device that can improve hot carrier resistance for bidirectional transistors and prevent deterioration of circuit characteristics.
本発明の半導体集積回路装置は、ソース・ドレイン間に
順方向に電流を流して使用し、所定のゲート長をもつ通
常のトランジスタにより構成された第1の回路と、この
第1の回路と接続しソース・ドレイ間に順方向及び逆方
向に電流を流して使用し、前記通常のトランジスタに対
して少なくとも2倍のゲート長をもつ双方向性のトラン
ジスタにより構成された第2の回路とを有している。The semiconductor integrated circuit device of the present invention is used by flowing a current in the forward direction between the source and the drain, and has a first circuit configured of a normal transistor having a predetermined gate length, and a connection to the first circuit. and a second circuit configured with a bidirectional transistor that is used by passing current between the source and drain in the forward and reverse directions and has a gate length at least twice that of the normal transistor. are doing.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
この実施例は、本発明をメモリセルアレイのデイジット
線D 1 * D 2のプリチャージ部に適用した例で
ある。This embodiment is an example in which the present invention is applied to a precharge section of digit lines D1*D2 of a memory cell array.
MOS型のトランジスタQ1.Q2は、ソース・ドレイ
ン間に順方向に電流を流して使用する標準的なゲート長
1.0μmをもつ通常のトランジスタであり、第1の回
路1を形成している。MOS type transistor Q1. Q2 is a normal transistor having a standard gate length of 1.0 μm and is used by passing a current in the forward direction between the source and drain, and forms the first circuit 1.
MOS型のトランジスタQ3は、ソース・トレイン間に
順方向及び逆方向の電流11を流して使用し、少なくと
も2.0μmのゲート長をもつ双方向性のトランジスタ
であり、第2の回路2を形成している。The MOS transistor Q3 is a bidirectional transistor that is used by passing forward and reverse currents 11 between the source and the train, has a gate length of at least 2.0 μm, and forms the second circuit 2. are doing.
なお、トランジスタQ3は、ゲート長を長くしても他の
トランジスタQ1.Q2と能力がほぼ同一となるように
各部のサイズは調整して形成されれいるが、製造プロセ
ス上は何ら変更されるところはない。Note that even if the gate length of transistor Q3 is increased, transistor Q3 is different from other transistors Q1. The size of each part has been adjusted so that the capacity is almost the same as the Q2, but there is no change in the manufacturing process.
このように、ゲート長を長くすることにより、ホットキ
ャリア耐性を向上させることができる。In this way, by increasing the gate length, hot carrier resistance can be improved.
即ち、ホットキャリアによるトランジスタの劣化は、単
位面積当りの基板電流が大きいほど早い、従って、この
基板電流を低減させることがホットキャリア耐性を向上
させることとなる。That is, the deterioration of a transistor due to hot carriers is faster as the substrate current per unit area is larger. Therefore, reducing this substrate current improves hot carrier resistance.
そこで発明者らは研究を重ね、同一プロセスでゲート長
を色々変えて調査した結果、第2図に示すように、基板
電流はゲート長を長くするほど小さくなるという結論を
得、これを本発明に適用した。Therefore, the inventors conducted repeated research and investigated various gate lengths in the same process, and as a result, as shown in Figure 2, they concluded that the longer the gate length, the smaller the substrate current becomes. applied to.
第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
第1の回路LA、IBのP型のトランジスタQ4.Q8
のゲート長は1.2μm、N型のトランジスタQ5.Q
9のゲート長は1.0μmに形成されており、これに対
し、トランスファゲートを構成する双方向性の第2の回
路2AのP型のトランジスタQ6のゲート長は2.4μ
m、N型のトランジスタQ7のゲート長は2.0μmに
形成されている。P-type transistor Q4 of the first circuit LA, IB. Q8
The gate length is 1.2 μm, and the N-type transistor Q5. Q
9 has a gate length of 1.0 μm, whereas the gate length of the P-type transistor Q6 of the bidirectional second circuit 2A constituting the transfer gate is 2.4 μm.
The gate length of the m, N type transistor Q7 is formed to be 2.0 μm.
以上説明したように本発明は、ソース・ドレイン間に順
方向及び逆方向の電流を流して使用する双方向性のトラ
ンジスタのゲート長を、ソース・トレイン間に順方向の
電流を流して使用する通常のトランジスタのゲート長の
少なくとも2倍とする構成とすることにより、双方向性
のトランジスタに対してホットキャリア耐性を向上させ
ることができ、回路特性の劣化を防止することができる
効果がある。As explained above, in the present invention, the gate length of a bidirectional transistor, which is used by passing forward and reverse currents between the source and drain, is changed by using the gate length of a bidirectional transistor, which is used by passing forward currents between the source and drain. By configuring the gate length to be at least twice the gate length of a normal transistor, hot carrier resistance can be improved for a bidirectional transistor, and deterioration of circuit characteristics can be prevented.
第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
本発明の詳細な説明するためのゲート長に対する基板電
流の特性図、第3図は本発明の第2の実施例を示す回路
図、第4図(a)、(b)はそれぞれ従来の半導体集積
回路装置のホットキャリアによる特性劣化防止策の一例
を説明するための回路図、第5図は従来の半導体集積回
路装置の双方向性トランジスタを使用した回路の一例を
示す回路図、第6図は従来の双方向性のトランジスタの
特性劣化を説明するためのドレイン電圧に対するドレイ
ン電流の特性図である。
1、LA、1.8・・・第1の回路、2.2A・・・第
2の回路、■1・・・インバータ、Q1〜Q11・・・
トランジスタ。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of substrate current versus gate length for explaining the present invention in detail, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. A circuit diagram showing an example, FIGS. 4(a) and 4(b) are respectively circuit diagrams for explaining an example of measures to prevent characteristic deterioration caused by hot carriers in a conventional semiconductor integrated circuit device, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a circuit using a bidirectional transistor of a circuit device. FIG. 6 is a characteristic diagram of drain current versus drain voltage for explaining characteristic deterioration of a conventional bidirectional transistor. 1, LA, 1.8...first circuit, 2.2A...second circuit, ■1...inverter, Q1-Q11...
transistor.
Claims (1)
所定のゲート長をもつ通常のトランジスタにより構成さ
れた第1の回路と、この第1の回路と接続しソース・ト
レイ間に順方向及び逆方向に電流を流して使用し、前記
通常のトランジスタに対して少なくとも2倍のゲート長
をもつ双方向性のトランジスタにより構成された第2の
回路とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。Used by passing current in the forward direction between the source and drain,
A first circuit constituted by an ordinary transistor having a predetermined gate length, and a circuit connected to this first circuit to allow current to flow in the forward and reverse directions between the source and the tray, 1. A semiconductor integrated circuit device comprising: a second circuit constituted by a bidirectional transistor having a gate length at least twice that of the second circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP63060866A JPH01233755A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Semiconductor integrated circuit device |
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JP63060866A JPH01233755A (en) | 1988-03-14 | 1988-03-14 | Semiconductor integrated circuit device |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1988
- 1988-03-14 JP JP63060866A patent/JPH01233755A/en active Pending
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