JPH06177335A - 集積回路の入出力回路 - Google Patents

集積回路の入出力回路

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JPH06177335A
JPH06177335A JP4351218A JP35121892A JPH06177335A JP H06177335 A JPH06177335 A JP H06177335A JP 4351218 A JP4351218 A JP 4351218A JP 35121892 A JP35121892 A JP 35121892A JP H06177335 A JPH06177335 A JP H06177335A
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JP
Japan
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substrate
circuit
potential
transistor
substrate region
Prior art date
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Application number
JP4351218A
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English (en)
Inventor
Shin Shimizu
伸 清水
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 入出力回路にCMOSトランジスタ構成を有
する集積回路に於て、ラッチアップ現象を確実に防止す
ると共にトランジスタのゲート酸化膜に対する過剰電圧
を防止し、その信頼性を確保する。 【構成】 CMOS構成をなすpMOSトランジスタの
基板領域に電源電圧よりも高い電圧を印加し、かつnM
OSトランジスタの基板領域に接地電位よりも低い電圧
を印加することにより、その出力波形にオーバーシュー
ト若しくはアンダーシュートが現出しても基板側に小数
キャリアが注入されることはなく、ラッチアップ現象を
好適に防止することが可能となる。また、昇圧電位を供
給する回路としてDRAMに用いられる昇圧電位発生回
路を用い、接地電位よりも低い電圧の発生回路として基
板バイアス発生回路を用いることにより、新たなオーバ
ーヘッドを伴うことなくDRAMに於ける耐ラッチアッ
プ性の高い入出力回路を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路の入出力回路
に関し、特に微細プロセスを使用したMOS型のダイナ
ミックランダムアクセスメモリ集積回路に用いるのに適
した入出力回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイナミックランダムアクセスメモリ
(DRAM)を代表とするMOS型集積回路にあって
は、相補型MOS(CMOS)トランジスタ構成の入力
回路を使用しており、図2にその一例を示す。この入出
力回路は、内部回路ブロック1からの入力線2が、CM
OS構成をなすpMOSトランジスタ4及びnMOSト
ランジスタ5のゲートに各々並列に接続されている。こ
のpMOSトランジスタ4のソースは電源6に接続さ
れ、nMOSトランジスタ5のドレインは接地されてい
る。更に、pMOSトランジスタ4のドレインは、nM
OSトランジスタ5のソースに接続されると共に出力線
7に接続されている。
【0003】一方、pMOSトランジスタ4の基板には
電源電圧が印加され、かつnMOSトランジスタの基板
は接地されている。これは、ソース・ドレイン領域から
基板に小数キャリアが注入されることを防止するためで
ある。ここで、基板に小数キャリアが注入されると、図
5に示すような寄生サイリスタがオンして当該回路に過
大な電流が流れる所謂ラッチアップ現象を引き起こすこ
ととなる。
【0004】しかしながら、実際の半導体デバイスにあ
っては、各配線等が様々なリアクタンス成分を有してい
ることから、例えばDRAMを使用する際に比較的高速
に信号の電位が変化した場合、誘導性のノイズが発生し
て電源電圧Vddよりも高い電位のオーバーシュート
(図4のAの部分)や接地電位Vssよりも低い電位の
アンダーシュート(図4のBの部分)が現出することと
なる。
【0005】従って、上記した図2のような構成をもっ
てしても出力がオーバーシュートした場合、pMOSト
ランジスタ4のドレインと基板との間に順方向バイアス
が印加され、基板に小数キャリアが注入されることとな
る。また、出力がアンダーシュートした場合にはnMO
Sトランジスタ5のドレインと基板との間に順方向バイ
アスが印加され、基板に対して小数キャリアが注入され
ることとなる。
【0006】そこで、従来のDRAMにあっては、nM
OSトランジスタ5の基板に接地電位よりも低い基板バ
イアスを印加し、アンダーシュートしても小数キャリア
が注入されることを防止しているが、pMOSトランジ
スタ側の基板に対する小数キャリアの注入されることは
回避することができなかった。
【0007】また、上記したpMOSトランジスタ側の
小数キャリアの注入を防止するべく、入出力回路をnM
OSトランジスタのみからなるプッシュプル構成とする
ことが考えられる。これは、図3に示すように、図2の
入出力回路のpMOSトランジスタをnMOSトランジ
スタ16に置き換え、各nMOSトランジスタ5、16
に対して接地電位よりも低い基板バイアスを印加するも
のである。ここでこの基板バイアスは、内部回路ブロッ
ク1に用いられる基板バイアス発生回路8を用いてい
る。
【0008】しかしながら、このような構成にあって
は、出力に電源電圧Vddを要求する場合、プルアップ
側のnMOSトランジスタ16に対するゲート電圧がこ
のトランジスタの閾値電圧分だけ電源電圧よりも高くな
ければならず、トランジスタのゲート酸化膜に対して高
電圧が印加されるようになり、その信頼性を損なう心配
があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
な目的は、入出力回路にCMOSトランジスタ構成を有
する集積回路に於て、ラッチアップ現象を確実に防止す
ると共にトランジスタのゲート酸化膜に対する過剰電圧
を防止し、その信頼性を確保することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記した目的は本発明に
よれば、集積回路に於ける相補型MOSトランジスタ構
成の入出力回路であって、接地電位よりも低い電位の基
板バイアスを発生する基板バイアス発生回路と、電源電
圧よりも高い電圧を発生する昇圧電位発生回路とを有
し、前記基板バイアスが前記相補型MOSトランジスタ
のnMOS型トランジスタの基板領域に供給され、かつ
前記電源電圧よりも高い電圧が前記相補型MOSトラン
ジスタのpMOS型トランジスタの基板領域に供給され
ることを特徴とする集積回路の入出力回路を提供するこ
とにより達成される。
【0011】
【作用】このように、pMOSトランジスタの基板バイ
アスとして、電源電圧よりも高い昇圧電位を印加し、n
MOSトランジスタの基板領域に接地電位よりも低い基
板バイアスを印加することにより、その出力信号にノイ
ズによるオーバーシュート若しくはアンダーシュートが
発生した場合でも逆方向バイアスが印加されていること
から各トランジスタのドレインから基板に対して小数キ
ャリアが注入されることはない。また、上記構成をDR
AMに用い、このDRAMに設けられた昇圧電位発生回
路からの昇圧電位を上記pMOSトランジスタ側基板領
域に供給し、同じくDRAMの基板バイアス発生回路に
より発生した接地電位よりも低い電位をnMOSトラン
ジスタの基板領域に供給することにより、回路を増加さ
せることなく上記作用が得られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
【0013】図1は、本発明が適用された入出力回路の
要部構成図であり、本回路はインバータ回路を構成して
いる。内部回路ブロック1からの入力線2が、CMOS
構成をなすpMOSトランジスタ4及びnMOSトラン
ジスタ5のゲートに各々並列に接続されている。このp
MOSトランジスタ4のソースは電源6に接続され、n
MOSトランジスタ5のドレインは接地されている。更
に、pMOSトランジスタ4のドレインは、nMOSト
ランジスタ5のソースに接続されると共に出力線7に接
続されている。尚、符号9は誘導性負荷であり、符号1
0は容量性負荷である。
【0014】一方、内部回路ブロック1には昇圧電位発
生回路11から電源電圧Vddよりも高い昇圧電位Vp
pが供給されると共に基板バイアス発生回路8から接地
電位Vssよりも低い電位Vbbが供給されている。ま
た、昇圧電位発生回路11はpMOSトランジスタ4の
基板領域にも接続され、この基板領域に昇圧電位Vpp
を供給している。更に、基板バイアス発生回路8はnM
OSトランジスタ5の基板にも接続され、この基板領域
に電位Vbbを供給している。
【0015】上記した構成によれば、図4に示すよう
に、出力波形がオーバーシュートした場合でも、電源電
圧Vddよりも高い昇圧電位VppがpMOSトランジ
スタ4の基板領域に印加されていることから、基板に小
数キャリアが注入されることがなく、また、アンダーシ
ュートしても接地電位Vssよりも低い基板バイアスV
bbがnMOSトランジスタ5の基板領域に印加されて
いることから、同じく基板に小数キャリアが注入される
ことがなく、寄生サイリスタがオンすることを防止して
いる。
【0016】尚、本実施例ではDRAMの入出力装置に
ついて説明したが、CMOS構成のトランジスタ回路を
入出力回路とする集積回路であれば、同様の構成により
同様の効果を得られることは云うまでもなく、例えば入
出力バッファ回路等のトランジスタサイズの大きなもの
であっても同様の効果を得ることができる。ここで、本
実施例ではpMOSトランジスタの基板領域及びnMO
Sトランジスタの基板領域に印加する電圧源として、D
RAMに用いられている昇圧電位発生回路及び基板バイ
アス発生回路を用いたが、これらの回路を外部に別途設
けても良いことは云うまでもない。
【0017】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明による集積回路の入出力回路によれば、CMOS構
成をなすpMOSトランジスタの基板領域に電源電圧よ
りも高い電圧を印加し、かつnMOSトランジスタの基
板領域に接地電位よりも低い電圧を印加することによ
り、その出力波形にオーバーシュート若しくはアンダー
シュートが現出しても基板側に小数キャリアが注入され
ることはなく、ラッチアップ現象を好適に防止すること
が可能となる。また、昇圧電位を供給する回路としてD
RAMに用いられる昇圧電位発生回路を用い、接地電位
よりも低い電圧の発生回路として基板バイアス発生回路
を用いることにより、新たなオーバーヘッドを伴うこと
なくDRAMに於ける耐ラッチアップ性の高い入出力回
路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたインバータ回路をなすDR
AMの入出力回路を示す回路図である。
【図2】従来のDRAMの入出力回路の構成を示す回路
図である。
【図3】図2と同様に従来のDRAMの入出力回路の構
成を示す回路図である。
【図4】集積回路の入出力回路に於ける入力波形と出力
波形の状態を示すグラフである。
【図5】実デバイスの寄生回路の構成を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 内部回路ブロック 2 入力線 4 pMOSトランジスタ 5 nMOSトランジスタ 6 電源 7 出力線 8 基板バイアス発生回路 9 誘導性負荷 10 容量性負荷 11 昇圧電位発生回路 16 nMOSトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/108 H03K 17/687 19/094 8221−5J H03K 17/687 F 8321−5J 19/094 D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積回路に於ける相補型MOSトラン
    ジスタ構成の入出力回路であって、 接地電位よりも低い電位の基板バイアスを発生する基板
    バイアス発生回路と、電源電圧よりも高い電圧を発生す
    る昇圧電位発生回路とを有し、 前記基板バイアスが前記相補型MOSトランジスタのn
    MOS型トランジスタの基板領域に供給され、かつ前記
    電源電圧よりも高い電圧が前記相補型MOSトランジス
    タのpMOS型トランジスタの基板領域に供給されるこ
    とを特徴とする集積回路の入出力回路。
  2. 【請求項2】 前記集積回路が、MOS型ダイナミッ
    クランダムアクセスメモリからなることを特徴とする請
    求項1に記載の集積回路の入出力回路。
JP4351218A 1992-12-07 1992-12-07 集積回路の入出力回路 Pending JPH06177335A (ja)

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Effective date: 19980224