JPH0713871B2 - ダイナミツクram - Google Patents

ダイナミツクram

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JPH0713871B2
JPH0713871B2 JP14725187A JP14725187A JPH0713871B2 JP H0713871 B2 JPH0713871 B2 JP H0713871B2 JP 14725187 A JP14725187 A JP 14725187A JP 14725187 A JP14725187 A JP 14725187A JP H0713871 B2 JPH0713871 B2 JP H0713871B2
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supply voltage
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繁 菊田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、周辺回路がCMOS回路で構成されたダイナミ
ックRAMにおけるラッチアップ防止技術に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
第7図は周辺回路がCMOS回路で構成された従来のダイナ
ミックRAM(以下、CMOS.DRAMと略す。)の一部分を示す
概略断面図である。
第7図において、1はnMOS型のメモリセル,2はこのメモ
リセル1でのデータ記憶に使用されるキャパシタC3の蓄
積ゲート電極である。この蓄積ゲート電極2には、高イ
ンピーダンスを有する1/2VCC発生回路3が接続されてい
る。4は電源電圧VCCが印加されるCMOS型の周辺回路で
あり、メモリセル1や周辺回路4はP形の基板5の一主
面上に形成されている。
このような構成のCMOS・DRAMは、1/2VCC発生回路3の高
インピーダンス化と周辺回路4のCMOS型化とによって、
消費電力が低いという特徴がある。また、蓄積ゲート電
極2に印加する電圧を1/2VCCとすることによって蓄積ゲ
ート電極2と基板5側との間の電圧を下げており、それ
によってメモリセル1の絶縁膜(図示せず)の破壊を生
じさせることなしにこの絶縁膜の膜厚を薄くすることが
できる。このため、メモリセル1の面積を小さくしても
メモリセル1のキャパシタC3に大きな容量を持たせるこ
とができ、高集積化も可能となっている。
ところで、このようなCMOS・DRAMでは、周辺回路4側に
存在するpnpn構造(たとえば図示のp+領域21,n型ウェル
22,p型基板5およびn+領域23によって形成されるpnpn構
造)のラッチアップをいかに防止するかが重要となる。
このため、第7図に示したCMOS・DRAMでは、動作中のラ
ッチアップを次のようにして防止し、メモリセル1や周
辺回路4が破壊されるのを回避しようとしている。
すなわち、周辺回路4に電源電圧VCCが印加されて、CMO
S.DRAMが動作状態となると、基板5に基板電圧発生回路
(図示せず)より負電圧V1が印加される。これにより、
基板電圧VBBの上昇が抑制されてpnpn構造のオン状態へ
の移行が阻止されることになり、ラッチアップの発生が
防止される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このCMOS・DRAMでは、電源電圧VCCの印
加直後は基板電圧発生回路より基板5に印加される負電
圧V1が安定していないため、この負電圧V1によって基板
電圧VBBの上昇を抑制することができない。したがっ
て、電源投入時においては負電圧V1が実質的に作用せ
ず、電源電圧VCCの上昇に応じて基板電圧VBBも上昇して
しまうことになる。
そこで、電源投入時に基板電圧VBBがどの程度上昇する
かを解析してみると次のようになる。まず、このときの
基板電圧VBBは、p+領域21に印加される電源電圧VCCと、
n+領域23が接続されている接地レベルとの間の電圧配分
に基いて定まることに着目する。したがって、n型ウェ
ル22と基板5との間のpn接合容量C1、それに、基板5と
n+領域23との間のpn接合容量C2を考慮する必要がある。
また、1/2VCC発生回路3と基板5との間にはキャパシタ
C3が存在するため、一般にはその影響も考慮する必要が
ある。
ところが、1/2VCC発生回路3は高インピーダンスである
ため、基板5の電位が上昇しても、電源電圧VCCの印加
直後にはメモリセル1のキャパシタC3への電荷の移動量
は非常に少ない。
このため、実際にはキャパシタC3の存在による影響はほ
とんどなく、電源電圧VCCの印加直後の基板電圧VBBは、
2個のpn接合容量C1,C2の容量結合によって上昇するこ
とになる。この状態を等価回路(第8図)で考えると、
電源電圧VCCに対する基板電圧VBBの上昇の割合αは、 と概算され、大きな割合で基板電圧VBBが上昇すること
になる。
以上のことから、従来のCMOS・DRAMでは第9図に示すよ
うに、電源電圧VCCの印加直後に基板電圧VBBが大幅に上
昇してラッチアップが発生するという問題があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、消費電力の低減と高集積化とを維持しつ
つ、電源電圧の印加直後の基板電圧の上昇を抑制してラ
ッチアップを防止することのできるダイナミックRAMを
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明のダイナミックRAMは、CMOS回路で構成された
周辺回路へ電源電圧を印加した直後より、所定の期間だ
けメモリセルのキャパシタの蓄積ゲート電極を接地する
接地回路を設けたものである。
〔作用〕
この発明では、蓄積ゲート電極を電源電圧の印加直後か
ら所定の期間だけ接地することによって、メモリセルの
キャパシタへの電荷の移動量を増加させて電源電圧の印
加直後の基板電圧の上昇を抑制する。
〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の一実施例であるCMOS・DRAMの一部分
を示す概略断面図である。
第1図において、このCMOS・DRAMが従来のCMOS・DRAM
(第7図)と異なるのは、蓄積ゲート電極2と1/2VCC
生回路3(一般には、蓄積ゲート電位供給回路)との間
に接地回路6が介挿されている点である。
この接地回路6は、第2図に示すように、パワーオンリ
セット回路(POR回路)7と、その出力であるパワーオ
ンリセット信号Vを共通のゲート入力とするpMOSトラン
ジスタT1とnMOSトランジスタT2とで構成されている。そ
して、pMOSトランジスタT1のソースに1/2VCC発生回路3
が接続され、nMOSトランジスタT2のソースはGND8と接続
されている。また、pMOSトランジスタT1とnMOSトランジ
スタT2とのそれぞれのドレインは、ともに蓄積ゲート電
極2に接続されている。したがって、pMOSトランジスタ
T1とnMOSトランジスタT2とは、パワーオンリセット信号
Vのレベルに応じていずれか一方のみがオンとなる。換
言すれば、これらの組合わせは、パワーオンリセット信
号Vをスイッチング信号として、蓄積ゲート電極2を1/
2VCC発生回路3とGND8とのいずれかに選択接続させるス
イッチング手段を形成していることになる。
なお、POR回路7は、例えば特開昭61−25318号に開示さ
れている回路(第3図)などであり、入力端子9に電源
電圧VCCが印加されたときに、出力端子10からの出力電
圧であるパワーオンリセット信号Vが第4図のように急
上昇し、所定の時間の経過後に下降するような応答特性
を有している。
次に、電源電圧VCCが印加された直後における基板電圧V
BBの変化を、接地回路6の動作を中心に説明する。
電源電圧VCCが印加されると、パワーオンリセット信号
Vが立上るため、接地回路6内のpMOSトランジスタT1
オフになりnMOSトランジスタT2がオンとなって、蓄積ゲ
ート電極2がGND8に接続される。
これによって、電源電圧VCCの印加直後では、蓄積デー
ト電極2は高インピーダンスの1/2VCC発生回路3から切
離されて、低インピーダンスで接地されることになる。
そして、この場合には、メモリセル1のキャパシタC3
も十分に電荷が移動可能であり、基板電圧VBBはpn接合
容量C1・C2とメモリセル1のキャパシタC3との容量結合
によって上昇する。
従って、蓄積ゲート電極2が接地された場合を等価回路
(第5図)で考えると、電源電圧VCCに対する基板電圧V
BBの上昇の割合βは、 と概算される。
今、1MビットのCMOS・DRAMWを例にとれば、容量C3の値
はメモリセル1個当り40〜50fFであるので、CMOS・DRAM
全体としては0.04μF〜0.05μFという大容量になる。
このため、基板電圧VBBの上昇の割合βは従来の割合α
と比べ非常に小さくなり、電源電圧VCCの印加直後の基
板電圧VBBの上昇は大幅に抑制される。
なお、電源電圧VCCが安定化して、基板5に負電圧V1
印加するための基板電圧発生回路が安定して機能するよ
うになると、パワーオンリセット信号Vが立下がってpM
OSトランジスタT1がオンとなりnMOSトランジスタT2がオ
フとなる。これによって、蓄積ゲート電極2は1/2VCC
生回路3に接続されてCMOS・DRAMが通常の動作状態とな
る。つまり、この実施例では、パワーオンリセット信号
Vの波形によって、蓄積ゲート電極2の接地を行なう期
間を設定していることになる。そして、この期間は、電
源電圧VCCが安定化して負電圧V1も安定的に供給される
ようになる時間と同程度またはそれ以上とする。
そして、これ以降では基板電圧VBBの上昇は、従来と同
様に基板電圧発生回路より印加される負電圧V1によって
抑制される。
このようにすれば、電源電圧VCCの印加直後には、メモ
リセル1のキャパシタC3への電荷の移動によって基板電
圧VBBの上昇が抑制されるため、第6図に示すように、
電源電圧VCCを印加した直後でも基板電圧VBBの大幅な上
昇は抑制されラッチアップが発生することはない。
また、電力低減や高集積化のための構成は従来と同様に
保持されている。特に、この実施例では接地回路6がト
ランジスタT1,T2からなるCMOS回路と周知のPOR回路7と
を使用して形成されるため、接地回路6における電力消
費も少なく、回路形成も容易である。
なお、この発明は、定常動作時において蓄積ゲート電極
2に接地以外の電圧を供給する場合一般に適用可能であ
る。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、電源電圧の印加直後か
ら所定の期間だけ蓄積ゲート電極が接地されるようにし
たので、消費電力の低減と高集積化とを維持しつつ、電
源電圧の印加直後における基板電圧の上昇を大幅に抑制
してラッチアップを防止することのできるダイナミック
RAMを得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例であるCMOS・DRAMの一部分
を示す概略断面図、第2図は実施例のCMOS・DRAMに設け
られた接地回路を示す図、第3図はPOR回路の一例を示
す回路図,第4図はPOR回路からのパワーオンリセット
信号の波形を示すグラフ、第5図は実施例のCMOS・DRAM
の等価回路図、第6図は電源電圧の実施例における基板
電圧との波形を示すグラプ、第7図は従来のCMOS・DRAM
の一部分を示す概略断面図、第8図は従来のCMOS・DRAM
の等価回路図、第9図は電源電圧と従来例における基板
電圧との波形を示すグラフである。 図において、1はメモリセル,22は蓄積ゲート電極,4は
周辺回路,6は接地回路,7はPOR回路,8はGND,T1はpMOSト
ランジスタ,T2はnMOSトランジスタ、C3はメモリセルの
キャパシタである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メモリセルの周辺回路がCMOS回路で構成さ
    れるとともに、定常動作時において前記メモリセルのキ
    ャパシタの蓄積ゲート電極に接地以外の電位を与えるダ
    イナミックRAMにおいて、 電源電圧を印加した直後より所定の期間だけ前記蓄積ゲ
    ート電極を接地する接地回路が設けられたことを特徴と
    するダイナミックRAM。
  2. 【請求項2】接地回路が、蓄積ゲート電極を所定の蓄積
    ゲート電位供給回路と接地レベルとのいずれかに選択接
    続するスイッチング手段を有しており、前記スイッチン
    グ手段のスイッチング信号としてパワーオンリセット信
    号が用いられていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のダイナミックRAM。
JP14725187A 1987-06-11 1987-06-11 ダイナミツクram Expired - Lifetime JPH0713871B2 (ja)

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US07/163,017 US4879679A (en) 1987-06-11 1988-03-02 Dynamic random access memory having storage gate electrode grounding means

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JPS63311696A JPS63311696A (ja) 1988-12-20
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