JPH0917192A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH0917192A
JPH0917192A JP16487895A JP16487895A JPH0917192A JP H0917192 A JPH0917192 A JP H0917192A JP 16487895 A JP16487895 A JP 16487895A JP 16487895 A JP16487895 A JP 16487895A JP H0917192 A JPH0917192 A JP H0917192A
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JP
Japan
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circuit
booster circuit
memory cell
voltage
semiconductor integrated
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Application number
JP16487895A
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English (en)
Inventor
Masaru Morishita
賢 森下
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0917192A publication Critical patent/JPH0917192A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部昇圧回路の電流供給能力を低下させず、
かつチップ面積を増大させることなく達成することであ
る。 【構成】 昇圧回路100の出力側に接続され、この昇
圧回路100にて発生された所定の電圧を入力し、所定
の時定数だけなまらせた電圧を出力するCR回路300
と、昇圧回路100とメモリ・セル200との間に接続
され、CR回路300から出力される電圧により、昇圧
回路100にて発生された所定の電圧をなまらせて前記
メモリセル200に出力するスイッチング回路400と
を備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に関
し、特に、メモリのプログラム時に必要とされる電位を
メモリ・セルに供給する際に電流供給能力の低下を回避
する半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路のうちで、EEPROM
などの不揮発性メモリではトンネル酸化膜と呼ばれる薄
い酸化膜に高電界を加えることにより、フローティング
・ゲートに電子を注入/放出を行うことでプログラムを
行っている。この高電界は一般電圧より高い電圧を必要
とするため、一般電源とは別に昇圧回路なる高電位を発
生させる回路をLSI内部に用いることが多い。
【0003】従来の半導体集積回路の例を図5に示す。
この半導体集積回路は、昇圧回路100とメモリ・セル
200との間に直列に抵抗309が接続され、この抵抗
309のメモリ・セル200側には、一端をグランドに
接続した容量311が接続されている。この抵抗309
及び容量311を含む回路により、昇圧回路で発生した
高電位は前記抵抗と容量の時定数CR分なまってメモリ
・セル200に印加される。メモリ・セル200に加え
る高電位をなまらせることで、トンネル酸化膜に高電界
を加えてフローティング・ゲートに電子を注入/放出を
行う際に発生するトンネル電流のピーク値を低減させる
ことができ、これにより、トンネル酸化膜にかかるスト
レスを抑えることができる。
【0004】以上のように、抵抗309及び容量311
を含む回路によりメモリ・セル200の信頼性を向上さ
せることができる。特に、EEPROMなどの不揮発性
メモリでは書き換え回数に対する信頼性を向上させるこ
とができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】高電位(以下、VPP
と記す)のなまらせ期間(時定数CR)は信頼性向上だ
けを考慮すると、なまらせ期間は長ければ長いほど効果
的であると考えられる。しかし、‘なまらせる’という
ことはプログラム時間(フローティング・ゲートに電子
を注入/放出するのに要する時間)を短縮させているこ
とに他ならない。
【0006】例えば、EEPROMのプログラム時間は
2msec程度必要とされており、その5%に相当する
100μsecをなまらせ期間とすることで、プログラ
ム時間不足を懸念せずに信頼性を向上させることが可能
となる。従って、このなまらせ期間は100μsec程
度であることがプログラム時間を考慮しつつ信頼性の向
上させるうえで最も効果的といわれている。
【0007】しかしながら、この100μsecのなま
らせ期間は、信号遅延の面から見ると巨大な値である。
このため、時定数CRの値を巨大にするために抵抗30
9の抵抗値及び容量311の容量値を相当量必要とされ
る。ここで、容量値を大きくすることはチップ面積に影
響を及ぼすため、ある程度に制限されてしまう。従っ
て、必然的に抵抗309の抵抗値を高くする必要が生じ
る。
【0008】この抵抗309の抵抗値を高くすることに
より内部昇圧回路の電流供給能力を低下させ、VPPダ
ウンという不具合を引き起こす。つまり、昇圧回路とメ
モリ・セル間には電流経路が存在する。それは、書き換
え時に発生するトンネル電流およびメモリ・セルあるい
は周辺回路に存在するリーク経路であり、これらはメモ
リ・セル単位では無視できるほど小さいが、1チップレ
ベルではメモリ・セルが複数となるため無視できない値
となる。従って、昇圧回路は前記リーク電流が存在して
も書き換えに必要なVPP電位レベルを保つだけの電流
供給能力が必要となってしまう。
【0009】以上のように従来回路では、信頼性を向上
のためにVPPを十分緩やかにメモリ・セルに印加しよ
うとすると、時定数のCRのR(抵抗値)が高抵抗とな
り、昇圧回路の電流供給能力を低下させてしまう。ま
た、Rを小さくするとCが巨大となり、チップ面積に影
響を及ぼしていた。
【0010】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、信頼性を向上させるう
えで最も有効な手段の一つであるメモリ・セルにVPP
を十分緩やかに印加させることを、内部昇圧回路の電流
供給能力を低下させず、かつチップ面積を増大させるこ
となく達成することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の特徴は、昇圧回路にて発生された所定の電
圧により動作を行うメモリ・セルを有する半導体集積回
路において、前記昇圧回路の出力側に接続され、この昇
圧回路にて発生された前記所定の電圧を入力し、所定の
時定数だけなまらせた電圧を出力するCR回路と、前記
昇圧回路と前記メモリ・セルとの間に接続され、前記C
R回路から出力される電圧により、前記昇圧回路にて発
生された前記所定の電圧をなまらせて前記メモリセルに
出力するスイッチング回路とを備えることである。
【0012】ここで、前記スイッチング手段は、前記昇
圧回路の出力側にそのソースが接続され、ドレインが前
記メモリ・セルに接続され、ゲートが前記CR回路と接
続されたトランジスタであって、前記CR回路から出力
される電圧により、前記昇圧回路にて発生された前記所
定の電圧をなまらせて前記メモリセルに出力する第1の
Nチャネルデプレッション型MOSトランジスタで構成
されることが好ましい。
【0013】また、前記CR回路は、前記昇圧回路の出
力側にそのソースが接続され、ドレインとゲートとが短
絡された第2のNチャネルデプレッション型MOSトラ
ンジスタと、このNチャネルデプレッション型MOSト
ランジスタのドレイン側にその一端が接続され、他端が
接地された容量とを備え、前記昇圧回路が出力する電圧
を入力し、所定の時定数だけなまらせた電圧を出力する
ことが好ましい。
【0014】また、前記第1のNチャネルデプレッショ
ン型MOSトランジスタはNチャネルイントリシック型
MOSトランジスタ(Nch・ITr)あるいは、Nチ
ャネルエンハンスメント型MOSトランジスタ(Nch
・ETr)であってもよい。
【0015】また、前記昇圧回路は半導体集積回路の内
部にあってもよい。
【0016】
【作用】本発明の構成によれば、CR回路とスイッチン
グ手段とを接続し、これらを昇圧回路とメモリセルの間
に直列に接続しているので、CR回路の抵抗値を大きく
することによる昇圧回路の電流供給能力を低下を回避す
ることができるのである。また、抵抗値を大きくするこ
とができるので、容量を省略若しくは劇的に小さくする
ことができる。これによりチップ面積を低減することが
できるのである。
【0017】特に、昇圧回路とメモリ・セルの間に直列
に前記昇圧回路の内部インピーダンスと比較して十分イ
ンピーダンスの小さいNch・DTr(Nチャネルデプ
レッション型MOSトランジスタ)を挿入し、前記Nc
h・DTrのゲートには、高い抵抗成分と小さな容量成
分で形成した巨大な時定数CRを有する素子によりVP
Pをなまらせた信号を接続すれば、内部昇圧回路の電流
供給能力を低下させず、なおかつチップ面積を増大させ
ることなくVPPを十分緩やかにメモリ・セルに印加す
ることができるのである。
【0018】
【実施例】以下、本発明に係る半導体集積回路の実施例
の図面を参照しながら説明する。本発明に係る半導体集
積回路は、図1にそのブロック図を示す通り、昇圧回路
100と、メモリセル200とを有し、前記昇圧回路1
00とメモリセル200との間にスイッチング手段40
0を前記昇圧回路100及びメモリセル200に直列に
接続し、スイッチング手段400に並列にCR回路30
0を設けている。このように、CR回路300とスイッ
チング手段200とを接続し、これらを昇圧回路100
とメモリセル200の間に直列に接続しているので、C
R回路の抵抗値を大きくすることによる昇圧回路の電流
供給能力を低下を回避することができる。以下、本発明
に係る半導体集積回路の詳細について説明する。
【0019】第1実施例 本実施例の半導体集積回路の回路図を図2に示す。この
半導体集積回路のスイッチング手段400として、Nチ
ャネルデプレッション形MOSトランジスタ(以下、単
にNch・DTrと記す)401を設けている。このN
ch・DTr401のソース側には昇圧回路100が接
続され、ドレイン側には、メモリセル200が接続され
ている。また、CR回路300として、その一端が昇圧
回路100とNch・DTr401とを接続する配線に
接続され、他端がNch・DTr401のゲートに接続
されている抵抗301と、その一端が抵抗301の前記
他端に接続され、他端が接地された容量303とを備え
てある。
【0020】ここで、Nch・DTr401の抵抗は小
さいことが好ましい。これには、例えば、Nch・DT
r401のゲート幅(W)を大きくしたり、しきい電圧
を深くしたり(しきい電圧をマイナスに大きくする)す
ることで実現することができる。
【0021】また、Nch・DTr401のインピーダ
ンスを十分小さくしているので、これに並列に接続され
る抵抗301の抵抗値を高くしても、昇圧回路の電流供
給能力を低下させることがない。従って、従来例に比較
して大きな抵抗値を有する抵抗301を備えることがで
きる。なお、この抵抗301には拡散抵抗等を用いるこ
とができる。
【0022】また、上述のごとく抵抗301の抵抗値を
高くしてもよいため、容量303は、回路内に発生する
寄生容量を利用することもできる。これにより、別途コ
ンデンサ等を用いなくてもよいため、チップ面積を劇的
に低減することができる。一方、容量としてコンデンサ
等を用いたとしても数pF程度でよい。これにより、例
えば、容量は面積にほぼ比例するため、従来例の数千p
Fの容量を設けていた場合と比較して、その部分の面積
は実に数千分の1になる。更に、コンデンサ等を用いる
ことにより時定数の調整を容易にし、また、必要に応じ
て時定数を大きくすることも容易にすることができる。
【0023】次に、本実施例の半導体集積回路の回路動
作について図2及び図4を用いて説明する。
【0024】まず、昇圧回路100が昇圧を開始する
と、(a)点は昇圧回路の内部インピーダンスとNch
・DTr401及び抵抗301によって定まる時定数a
に従って昇圧されるものとする。この時定数aは抵抗3
01の抵抗値と容量303の容量によって定まる時定数
cと比較して十分小さいため、(c)点は(a)点の電
位には追従せずに、(a)点に対して時定数cだけなま
った波形となる。(b)点は、(c)点の電位よりNc
h・DTr1のVth(バック・ゲート効果を含む。)
高い電位となり、その電位差を保ちながら(c)点に追
随していく。このようにして、(b)点は(a)点に対
して抵抗301の抵抗値と容量303の容量によって定
まる時定数分だけなまった波形となる。
【0025】本実施例によれば、Nch・DTr401
の電流能力は昇圧回路と比較して、十分大きいため昇圧
回路の電流供給能力が低下することを回避することがで
きる。また、(c)点とグランド間のリーク経路はNc
h・DTr1のゲートと基板間しか存在しないため、抵
抗301の抵抗値を十分大きくすることができるので容
量Cを小さくできる。つまり、チップ面積に影響を及ぼ
すことなく、昇圧回路の電位を十分緩やかにメモリ・セ
ルに印加することができる。
【0026】第2実施例 本実施例の半導体集積回路の回路図を図3に示す。この
半導体集積回路のスイッチング手段400として、以
下、単にNch・DTr403を設けている。このNc
h・DTr403のソース側には昇圧回路100が接続
され、ドレイン側には、メモリセル200が接続されて
いる。また、CR回路300として、ソース側に昇圧回
路100とNch・DTr401とを接続する配線が接
続され、またドレイン側がNch・DTr401のゲー
トに接続され、更に、そのゲートとドレインが短絡され
ているNch・DTr305と、その一端がNch・D
Tr305のドレイン側に接続され、他端が接地された
容量303とを備えてある。ここで、本実施例は第1実
施例と比較して、抵抗301の代りにNch・DTr3
05を設けてある。これにより、チップ面積を更に減少
させることができる。
【0027】次に、本実施例の半導体集積回路の回路動
作について図3及び図4を用いて説明する。
【0028】まず、昇圧回路100が昇圧を開始する
と、(a)点は昇圧回路の内部インピーダンスとNch
・DTr403及びNch・DTr305によって定ま
る時定数a´に従って昇圧されるものとする。この時定
数a´はNch・DTr305のオン抵抗の抵抗値と容
量307の容量によって定まる時定数c´と比較して十
分小さいため、(c)点は(a)点の電位には追従せず
に、(a)点に対して時定数c´だけなまった波形とな
る。(b)点は、(c)点の電位よりNch・DTr1
のVth(バック・ゲート効果を含む。)高い電位とな
り、その電位差を保ちながら(c)点に追随していく。
このようにして、(b)点は(a)点に対してNch・
DTr305のオン抵抗の抵抗値と容量307の容量に
よって定まる時定数分だけなまった波形となる。
【0029】本実施例によれば、Nch・DTr403
の電流能力は昇圧回路と比較して、十分大きいため昇圧
回路の電流供給能力が低下することは無いということで
ある。また、(c)点とグランド間のリーク経路はNc
h・DTr1のゲートと基盤間しか存在しないため、抵
抗301の抵抗値を十分大きくすることができるので容
量Cを小さくできる。つまり、チップ面積に影響を及ぼ
すことなく、昇圧回路の電位を十分緩やかにメモリ・セ
ルに印加することができる。
【0030】なお、本発明は以上の実施例に限られるも
のではない。例えば、メモリセルに電圧を引加する昇圧
回路は一般電源回路でも適用できることは自明である。
すなわち、メモリセルへの引加電圧をなまらせて用いる
場合には全ての場合において適用することができる。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、内部昇圧回路の電流供
給能力を低下させず、なおかつチップ面積を増大させる
ことなくVPPを十分緩やかにメモリ・セルに印加する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体集積回路を示したブロック
図である。
【図2】本発明に係る半導体集積回路の第1実施例を示
した図である。
【図3】本発明に係る半導体集積回路の第2実施例を示
した図である。
【図4】本発明に係る半導体集積回路の回路動作を説明
するための図である。
【図5】従来例回路図。
【符号の説明】
100 昇圧回路 200 メモリセル 300 CR回路 301,309 抵抗 303,307,311 容量 305 Nチャネルデプレッション型MOSトランジス
タ 401,403 Nチャネルデプレッション型MOSト
ランジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 昇圧回路にて発生された所定の電圧によ
    り動作を行うメモリ・セルを有する半導体集積回路にお
    いて、 前記昇圧回路の出力側に接続され、この昇圧回路にて発
    生された前記所定の電圧を入力し、所定の時定数だけな
    まらせた電圧を出力するCR回路と、 前記昇圧回路と前記メモリ・セルとの間に接続され、前
    記CR回路から出力される電圧により、前記昇圧回路に
    て発生された前記所定の電圧をなまらせて前記メモリセ
    ルに出力するスイッチング回路と、 を備えることを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング手段は、前記昇圧回路
    の出力側にそのソースが接続され、ドレインが前記メモ
    リ・セルに接続され、ゲートが前記CR回路と接続され
    たトランジスタであって、 前記CR回路から出力される電圧により、前記昇圧回路
    にて発生された前記所定の電圧をなまらせて前記メモリ
    セルに出力する第1のNチャネルデプレッション型MO
    Sトランジスタで構成されることを特徴とする請求項1
    記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記CR回路は、前記昇圧回路の出力側
    にそのソースが接続され、ドレインとゲートとが短絡さ
    れた第2のNチャネルデプレッション型MOSトランジ
    スタと、 このNチャネルデプレッション型MOSトランジスタの
    ドレイン側にその一端が接続され、他端が接地された容
    量と、 を備え、前記昇圧回路が出力する電圧を入力し、所定の
    時定数だけなまらせた電圧を出力することを特徴とする
    請求項2記載の半導体集積回路。
JP16487895A 1995-06-30 1995-06-30 半導体集積回路 Pending JPH0917192A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104153240A (zh) * 2014-07-04 2014-11-19 华南理工大学 一种高吸墨性的彩色书写纸及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030527