JPH10302493A - チャージポンピング回路及び該チャージポンピング回路を持つ不揮発性メモリ装置 - Google Patents
チャージポンピング回路及び該チャージポンピング回路を持つ不揮発性メモリ装置Info
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Abstract
数の伝達トランジスターを提供する。 【解決手段】 伝達トランジスターは各々半導体基板上
にフローティングされたn型ウェルに各々形成される。
フローティングされたウェルに各々形成される伝達トラ
ンジスターのスレショルド電圧は、ポンピング動作が遂
行される間に、いつもソースバルク電圧差である寄生ダ
イオードのスレショルド電圧に対応する電圧レベルに一
定に維持され、伝達トランジスターのスレショルド電圧
上昇による高電圧ポンピング動作が制限されなく、その
結果低い電源電圧でも安定に高電圧を発生することがで
きる。そして、チャージポンピング回路は、複数の放電
トランジスターを備え、前記トランジスターはポンピン
グ動作が遂行された後、上昇した前記各ウェル電位を半
導体基板の電圧レベルに早く放電させる。
Description
関するものであり、より詳しくはポンピング動作の間に
伝達トランジスターのスレショルド電圧が上昇すること
を抑制するためのチャージポンピング回路に関するもの
である。
製品の軽量、小型化を可能にさせたし、これにより電子
製品内に使用される半導体メモリ装置に対し、単一電源
及び低い動作電圧等、多くの要求がなされている。しか
し、半導体メモリ装置の種類によっては、フレッシメモ
リ(フラッシュメモリ)装置において、メモリセルのプ
ログラム及びプログラム検証動作する時、電源電圧Vc
cに比べて高くされている高電圧を使用するようにな
る。これにより、フラッシュメモリ装置は、一般的に高
電圧(Vpp)が使用され、このためのチャージポンピ
ング回路及びブスティング回路(boosting c
ircuit)を持っている。
る構造は、ポンピング(pomping)とブスティン
グ(boosting)に多く分類される。昇圧能力か
ら言えば、ポンピング構造がブスティング構造に比べて
優秀である。反面、スタンバイ状態(standby
state)で消耗される電流から言えば、ブスティン
グ構造ではスタンバイ電流はほとんど0マイクロアンペ
ア(0μA)であり、ポンピング構造は一定量以上消耗
される。ブスティング構造の一例がIEEE1996S
YMPOSIUM ON VLSI CIRCUITS
DIGEST OF TECHNICAL PAPE
RS“2.7Vのみの8Mb*16NORフラッシュメ
モリ(A 2.7Vonly 8Mb*16 NOR
Flash Memory)”第172−173頁に掲
載された。そして、ポンピング構造による一例は、19
76年IEEE J.SOLID−STATE CIR
CUIT,VOL.SC−11“改善した電圧マルチプ
ライヤ技術を用いたNMOS集積回路におけるオンチッ
プ高電圧発生(ONーCHIP HIGHーVOLTA
GE GENERATION IN NMOS INT
EGRATEDCIRCUIT USING AN I
MPROVED VOLTAGE MULTIPLIE
R TECHIQUE)”,第374−378頁に掲載
された。
の一例として、チャージポンピング回路を示した回路図
であり、図2はポンピング回路に印加されるクロック信
号の波形を示す波形図である。そして、図3はソースバ
ルク電圧差によるスレショルド電圧の変化を示す図面で
ある。
グ回路はプリチャージトランジスターMN0、プリチャ
ージトランジスターMN0と高電圧Vppを出力するた
めの出力端子T1の間に直列に接続される複数の伝達ト
ランジスターMNi(i=1,2,3,…,n)、電圧
トランジスターMNiに各々接続される複数のブスティ
ングキャパシターCiからなっている。プリチャージト
ランジスターMN0は電源電圧Vccが印加されると、
ノードN1を電圧VccーVthのレベルにプリチャー
ジする。それのゲート及びドレーンには電源電圧Vcc
が提供され、そして、それのソースはノードN1に接続
されている。
ート及びドレーンが相互接続され、そして、ソースは次
の段に連結される伝達トランジスターのドレーンに接続
されている。トランジスターMNiはnチャンネルMO
Sトランジスターからなっているし、それのバルクは接
地されている。
グキャパシターCx(x=1,3,5,…,等)の一端
子は第1パルス信号P1に駆動され、それの他の端子は
対応する奇数番目伝達トランジスターMNxのゲートに
各々接続されている。そして、キャパシターCn中、偶
数番目ブスティングキャパシターCy(y=2,4,
6,…,等)の一つの端子は、第2パルス信号P2に駆
動され、そして、それの他の端子は対応する偶数番目伝
達トランジスターMNyのゲートに接続されている。第
1及び第2パルス信号P1及びP2は、図2に図示され
ているように、相互重畳されない状態に順番にハイレベ
ル(high level)とローレベル(low l
evel)に印加される。
よると、各ブスティングキャパシターCiによりブステ
ィングされた電圧を伝達するための伝達トランジスター
MNiはポンピング動作が実行されると、各伝達トラン
ジスターMNiのソースとバルクの間の電圧差VSBが漸
次的に大きくなる。それと共に、各伝達トランジスター
MNiのソースバルク電圧差VSBが大きければ大きいほ
ど、各伝達トランジスターMNiのゲートソース電圧V
gsも大きくなる。
ジスターMNiのソースバルク電圧差VSBが大きくなる
ことによるボディ効果(body effect)によ
り、そのスレショルド電圧Vthが高くなり、それ以上
の高電圧ポンピング動作ができなくなる問題点が生じて
しまう。
はポンピング動作を実行する場合でも、伝達トランジス
ターのソースバルク電圧差が一定に維持されるチャージ
ポンピング回路を持つ不揮発性メモリ装置を提供するこ
とである。
された後、ウェル電位を早く要求される電位に放電させ
るためのチャージポンピング回路を持つ不揮発性メモリ
装置を提供することである。
成するための本発明の一つの特徴によると、供給電圧の
レベルに比べて高いレベルを持つ陽の高電圧を発生する
ためのチャージポンピング回路において、少なくとも一
つの主表面を持つ第1導電型の半導体基板と、前記供給
電圧を受け入れるための電源端子と、高電圧を出力する
ための出力端子と半導体基板に形成され、第1導電型と
相反される第2導電型を持って、そして、ポンピング動
作が遂行される間にフローティング状態に維持される複
数のウェル領域と、各ウェル領域に形成され、電源端子
と出力端子の間に直列に接続された複数の伝達トランジ
スター及び、各伝達トランジスターに各々連結される複
数のブスティングキャパシターを含むことを特徴とす
る。
ーは各々ソース、ドレーン及びゲートを持つPMOSト
ランジスターから構成され、各PMOSトランジスター
のゲート及びドレーンは互いに連結されたダイオードと
して動作することを特徴とする。
パシターは対応するPMOSトランジスターのゲートに
各々連結され、ブスティングキャパシター中、奇数番目
及び偶数番目キャパシターは重畳されない互いに相反さ
れた位相を持つ第1及び第2クロック信号により互いに
駆動されることを特徴とする。
れ、ポンピング前後に第1放電活性化信号に応答して高
電圧のレベルを持つ出力端子を高電圧に比べて低いレベ
ルを持つ第1電圧まで低くするための第1放電手段を付
加的に含むことを特徴する。
のレベルを持つことを特徴とする。この実施例におい
て、第1放電手段は、第1電圧と出力端子の間に形成さ
れる電流通路及び、第1放電活性化信号に制御されるゲ
ートを持つPMOSトランジスターを含むことを特徴と
する。
れ、第2放電活性化信号に応答してポンピング動作が遂
行される間、昇圧された各ウェル領域の電位を供給電圧
と接地電位の間の第2電圧へと低くするための複数の放
電トランジスターを付加的に含むことを特徴とする。
は各々第2放電活性化信号に共通に制御されるゲート、
第2導電型の不純物をドープした領域に形成されたソー
ス及びドレーンを持つ複数のNMOSトランジスターを
含み、各ソースは対応するウェル領域に連結され、各ド
レーンには第2電圧が共通して提供されることを特徴と
する。
板に提供されるバルク電圧のレベルをもつことを特徴と
する。
は第1放電活性化信号が活性化されることを特徴とす
る。
ベルに比べて、高いレベルを持つ陽の高電圧を発生する
ためのチャージポンピング回路において、少なくとも一
つの主表面を持つ第1導電型の半導体基板と、供給電圧
を受け入れるための電源端子と、高電圧を出力するため
の出力端子と、半導体基板に形成され、第1導電型と相
反される第2導電型を持ち、そして、ポンピング動作が
遂行される間にフローティング状態に維持される複数の
ウェル領域と、各ウェル領域に形成され、電源端子と出
力端子の間に直列に接続された複数の伝達トランジスタ
ー及び、各伝達トランジスターに各々連結されるブステ
ィングキャパシター及び、出力端子に連結され、ポンピ
ング前後に第1放電活性化信号に応答して高電圧のレベ
ルを持つ出力端子を高電圧に比べて低いレベルを持つ第
1電圧に低くするための第1放電手段を含むことを特徴
とする。
ベルに比べて高いレベルを持つ陽の高電圧を発生するた
めのチャージポンピング回路において、少なくとも一つ
以上の主表面を持つ第1導電型の半導体基板と、供給電
圧を受け入れるための電源端子と、高電圧を出力するた
めの出力端子と、半導体基板に形成され、第1導電型と
相反される第2導電型を持ち、そして、ポンピング動作
が遂行される間にフローティング状態に維持される複数
のウェル領域と、各ウェル領域に形成され、電源端子と
出力端子の間に直列に接続された複数の伝達トランジス
ターと、各伝達トランジスターに各々連結される複数の
ブスティングキャパシターと、出力端子に連結され、ポ
ンピング前後に第1放電活性化信号に応答して高電圧の
レベルを持つ出力端子を高電圧に比べて低いレベルを持
つ第1電圧に低くするための第1放電手段及び、半導体
基板に形成され、第2放電活性化信号に応答してポンピ
ング動作が遂行される間、昇圧された各ウェル領域の電
位を供給電圧と接地電位の間の第2電圧に低くするため
の複数の放電トランジスターを持つ第2放電手段を含む
ことを特徴とする。
発生するためのチャージポンピング回路において、少な
くとも一つの主表面を持つ第1導電型半導体基板と、半
導体基板に形成される第1導電型と相反される第2導電
型ウェル領域と、陰の高電圧を出力するための出力端子
と、半導体基板に形成され、フローティング状態に維持
される第1導電型のウェル領域と、各ウェル領域に形成
され、接地電位と出力端子の間に直列に接続された複数
の伝達トランジスターと、各伝達トランジスターに各々
連結される複数のブスティングキャパシターと、第2導
電型のウェル領域に形成され、放電活性化信号に応答し
てポンピング動作が遂行される間に昇圧された各ウェル
領域の電位を半導体基板のバルク電圧に低くするための
複数の放電トランジスターを含むことを特徴とする。
半導体基板と、半導体基板に形成され、ローとカラムに
配列され、そして、各々が電流通路、電荷蓄積電極及び
制御電極を持つ電気的に消去及びプログラム可能な複数
のメモリセルと、ローに従って、すなわちロー方向に伸
張する複数のワードラインと、ワードライン中、一つを
アドレシングし、そして、アドレシングされたワードラ
インをプログラム/プログラム検証動作による電圧に駆
動するロー選択回路及び、ロー選択回路に電圧を印加す
るための電圧印加回路を含み、電圧印加回路は、半導体
基板に形成され、フローティングされた複数のウェル領
域と、各ウェル領域に形成され、接地電位とメモリセル
の制御電極の間に直列に接続された複数の伝達トランジ
スターと、各伝達トランジスターに各々連結される複数
のブスティングキャパシターと、半導体基板に形成さ
れ、放電活性化信号に応答してポンピング動作が遂行さ
れる間に昇圧される各ウェル領域の電位を半導体基板電
圧まで低くするための複数の放電トランジスターを含
む。
半導体基板と、半導体基板に形成され、ローとカラムに
配列され、そして、各々が電流通路、電荷蓄積電極及び
制御電極を持つ電気的に消去及びプログラム可能な複数
のメモリセルと、ローを従って伸張する複数のワードラ
インと、メモリセルを消去するための動作の間にワード
ラインを消去動作による電圧に駆動するカラム選択回路
及び、ロー選択回路に電圧を印加するための電圧印加回
路を含み、電圧印加回路は少なくとも主表面を持つ第1
導電型の半導体基板と、半導体基板に形成される第1導
電型と相反される第2導電型のウェル領域と、半導体基
板に形成され、フローティング状態に維持される第1導
電型のウェル領域と、各ウェル領域に形成され、接地電
位と電圧印加回路の間に直列に接続される複数の伝達ト
ランジスターと、各トランジスターに各々連結される複
数のブスティングキャパシターと、第2導電型ウェル領
域に形成され、放電活性化信号に応答してポンピング動
作が遂行される間に昇圧された各ウェル領域の電位を半
導体基板のバルク電圧に低くするための複数の放電トラ
ンジスターを含む。
グ動作を遂行する間に伝達トランジスターをフローティ
ングされたウェルに形成するにより、ポンピング動作が
遂行される間、伝達トランジスターのスレショルド電圧
を一定に維持することができる。
図面図4ないし図9により詳細に説明する。後述する説
明では本発明のより徹底な理解を提供するため、特定の
詳細例に限定して説明するが、該当技術分野に通常の知
識を持つ人々によれば、本発明がこのような詳細な項目
がなくても前記した説明のみによっても実施できよう。
なチャージポンピング回路140及び150には、複数
の伝達トランジスターMPi/MNi(ここで、i=
1,2,3,…,n)を提供し、伝達トランジスターM
Niは、各々半導体基板1に形成されるフローティング
されたn型ウェル2に各々形成される。フローティング
されたウェル2/12に各々形成される伝達トランジス
ターMPi/MNiのスレショルド電圧は、ポンピング
動作が遂行される間にいつもソースバルク電圧差VSBで
ある寄生ダイオードのスレショルド電圧Vtdに対応す
る電圧レベルに一定に維持される。これにより、伝達ト
ランジスターMPi/MNiのスレショルド電圧上昇に
よる高電圧ポンピング動作が制限されなく、その結果、
低い電源電圧でも安定に高電圧Vppを発生することが
できる。そして、チャージポンピング回路140及び1
50は、複数の放電トランジスターBDTiを有し、ト
ランジスターBCTiはポンピング動作が遂行された
後、各ウェル2電位を半導体基板1の電圧レベルに早く
放電させるようにしている。
ポンピング回路を具備した不揮発性メモリ装置の構成を
示すブロック図が図示されている。本発明によるNOR
型不揮発性メモリ装置は、メモリセルアレイ(memo
ry cell array)100、ロー選択回路
(row selecting circuit)12
0,第1及び第2チャージポンピング回路(first
and Secondcharge pumping
circuit)140及び150、カラム選択回路
(column selecting circui
t)160を含む。
のマトリックス形態に配列された複数のメモリセルMm
n(m=n=1,2,3,…,等)を持ち、本実施例で
各メモリセルMmnは電気的に消去及びプログラム可能
なトランジスター、すなわち、フラッシュEEPROM
である。第1チャージポンピング回路140は、プログ
ラム動作及びプログラム検証動作の間に要求される高電
圧Vppを発生し、第2チャージポンピング回路150
は、消去動作及び消去リペア動作の間に要求される陰の
高電圧Vnppを発生する。
ードラインWLm中、一つを選択し、そして、選択され
た一つのワードラインをチャージポンピング回路140
から提供される高電圧Vppとする。ロー選択回路12
0は、消去動作が遂行される間に同一なバルクに形成さ
れるメモリセルを同時に消去するためにメモリセルに対
応する全てのワードラインを第2チャージポンピング回
路150から提供される陰の高電圧Vnppに駆動す
る。カラム選択回路160はカラムに対応するビットラ
インBLn中、一つのビットラインを選択して、図面に
は図示されていないが、感知増幅回路に連結させる。
0の出力段に連結されたPMOSトランジスター142
は信号に応答してポンピング前後に第1チャージポンピ
ング回路140の出力段を電圧VOD1に放電する。こ
こで、電圧VODは電源電圧Vccのレベルである。
又、第2チャージポンピング回路150の出力段に連結
されたNMOSトランジスター144は、信号EN_O
Dに応答してポンピング前後に第2チャージポンピング
回路150の出力段を接地電圧に放電する。
ャージポンピング回路を示した回路図である。そして、
図6は伝達トランジスターの構造を示した断面図であ
る。
るチャージポンピング回路は、複数の伝達トランジスタ
ーMPi、複数のブスティングキャパシターCi及び複
数の放電トランジスターBDTiからなっている。伝達
トランジスターMPiのゲート及びドレーンは相互接続
され、それのソースはその前段に配列された各伝達トラ
ンジスターのドレーンに各々接続されたPMOSトラン
ジスターから構成されている。ただし、一番目伝達トラ
ンジスターMP1のソースは電源電圧Vccに連結され
ている。
導体基板1に形成されたフローティングされた複数のn
型ウェル領域2に各々形成されている。各伝達トランジ
スターMPiのソース及びドレーン5及び4はチャンネ
ル領域3を制御するために一定間隔をおいて、対応する
n型ウェル領域2に、P+の不純物領域を各々形成する
ことで形成されている。そして、各伝達トランジスター
MPiのソース及びドレーン領域4及び5とn型ウェル
領域2は、図5に図示されているように、ソース及びド
レーン寄生ダイオードDis及びDinとして動作す
る。図6で三つの伝達トランジスターMP1ーMP3と
それに対応する三つの放電トランジスターBDT1ーB
DT3だけを図示したが、余りの伝達及び放電トランジ
スターも同一な構造を持つ。
子は、対応する伝達トランジスターMPiのゲートに接
続され、そして、その他の端子はパルス信号P1及びP
2により各々駆動される。すなわち、奇数番目ブスティ
ングキャパシターCx(x=1,3,…,等)により各
々駆動される。ここで、信号P1及びP2の電圧レベル
は電源電圧のレベルである。パルス信号P1及びP2は
相互重畳されないように順番にハイレベルとローレベル
に印加される。
動作が完了された後、昇圧された各ウェル領域の電位を
半導体基板1の電位に放電させるために用いられ、NM
OSトランジスターから構成されている。NMOSトラ
ンジスターBDTiのソース及びドレーン領域7及び8
は、図6から知られるように、半導体基板1に形成され
た対応するウェル領域2の間に各々n型不純物をドーピ
ングして形成されている。そして、それのソース領域7
は対応するウェル領域2に電気的に連結されているし、
それのドレーン領域8には、図5を参照すると、半導体
基板1のバルク電圧(VBD:0V)とされている。放電
トランジスターBDTiを構成するNMOSトランジス
ターのゲートは放電活性化信号(EN_BD)によって
制御されている。
ミング図である。本発明の第1実施例によるポンピング
動作を、参照図面図5ないし図7に基づいて以下説明す
る。
はポンピング前後にチャージポンピング回路140の出
力段を、電圧VODに設定するためのローアクティブ信
号である。信号nPGMsはプログラム区間を知らせる
信号であり、そして、信号nPGMvfはプログラム動
作が遂行された後、プログラム検証する(verif
y)区間を知らせる信号である。そして、信号EN_B
Dはプログラム動作が完了した後、フローティングウェ
ル領域2の放電動作を行わせるための信号である。
持されている間、チャージポンピング回路140の出力
段は、それに制御されるPMOSトランジスター142
を通じて電圧VODにチャージされる。ここで、電圧V
ODは電源電圧Vccのレベルを持つ。
PGMsがハイレベルからローレベルに遷移され、その
結果図面には図示されていないが、発振器により生成さ
れるパルス信号P1がローレベルになり、そして、パル
ス信号P2がハイレベルになる。これにより、奇数番目
伝達トランジスターMP1はターンオンされ、偶数番目
伝達トランジスターMP2はターンオフされる。この
時、寄生PNダイオードD1sを通じて伝達トランジス
ターMP1のバルクノードB1は電圧Vcc −Vtd「V
tdは寄生PNダイオードD1sのスレショルド電圧」
となる。そして、ノードN1は、パルス信号P1により
ターンオンされた伝達トランジスターMP1を通じて電
圧Vcc−Vtp1になる。
ドレーンとバルクの間に存在する寄生PNダイオードD
1dには、電流が流れなくなるターンオフされる。なぜ
ならば、PMOSトランジスターのスレショルド電圧V
tpが、一般的にPNダイオードのスレショルド電圧V
tdに比べて高いからである。それと共に、伝達トラン
ジスターMP2はハイレベルのパルス信号P2が入力さ
れ、ターンオフされるので、ノードN1の電圧はそのま
ま維持される。
イレベルに遷移され、そして、パルス信号P2がハイレ
ベルからローレベルに遷移される。その結果、伝達トラ
ンジスターMP1はターンオフされ、伝達トランジスタ
ーMP2はターンオンされる。この時、ノードN1の電
圧は下記の数学式1のように表現される。
パシタンス(capacitance)の値である。そ
して、ローレベルのパルス信号P2によりターンオンさ
れた伝達トランジスターMP2を通じてノードN2は、
ノードN1の電圧でスレショルド電圧Vtp2まで下げ
られた値にチャージされるが、式2には、ノードN2の
電圧レベルが表現されている。
パルス信号P1によりターンオフされているので、ノー
ドN1の電圧は、そのチャンネルを通じて電源電圧Vcc
に流れない。この時、伝達トランジスターMP2のバル
クノードB2は、ノードN1の電圧で寄生PNダイオー
ドD2sのスレショルド電圧Vtdまで下がった値にチ
ャージされる。伝達トランジスターMN2に対応するウ
ェル領域の電圧VB2は下記式3に表現される。
動作が行われている間、伝達トランジスターMPiのバ
ルク、すなわち、ウェル領域2とソース領域4の間の電
圧差VSBはいつも寄生PNダイオードDisのスレショ
ルド電圧Vtnに一定に維持される。この結果、伝達ト
ランジスターMPiのバルクとソースの間の電圧差VSB
により、すなわち、ボディ効果による各伝達トランジス
ターMPiのスレショルド電圧はいつも寄生PNダイオ
ードのスレショルド電圧Vtdに一定に維持される。そ
して、最終的に出力される高電圧Vppは、式4のよう
に表現される。
わち、信号nPGMsがローレベルからハイレベルに遷
移されると、パルス信号P1及びP2は非活性化され
る。
プログラム動作が遂行された後、プログラム結果を検証
するためのプログラム検証動作が続いて遂行される。こ
の時、プログラム動作で使用される高電圧Vppのレベ
ル(すなわち10V)はプログラム検証動作で使用され
るVppのレベル(すなわち6V)に比べて高い。一般
的に、プログラム動作が完了された後、プログラム検証
動作を遂行するためにチャージポンピング回路140の
出力段は、一定レベルとなると、10VからVccに放
電れるようになる。これにため、プログラム動作が完了
された後、高電圧Vpp:10Vのレベルを持つチャー
ジポンピング回路140の出力段は信号nEN_ODが
ハイレベルからローレベルに遷移すると、それに制御さ
れるPMOSトランジスター142により電圧(VO
D、すなわちVcc)に放電される。
間に昇圧されたウェル領域の電位を所定レベル(すなわ
ち、半導体基板電圧:VBD)に低くしなければ、次に
遂行されるプログラム検証動作する時、必要とする高電
圧を得られない。万一、各ウェル領域2がプログラム動
作が遂行される間に昇圧された電位に維持されると、プ
ログラム検証動作のためのポンピング動作が遂行される
時、ウェル領域2の電位が対応する伝達トランジスター
MPiのソース電位に比べて高いので、ボディ効果によ
る伝達トランジスターMPiのスレショルド電圧が昇圧
されてチャージポンピング回路140の効率が低下する
ようになる。これを防止するため、信号nEN_ODに
制御される放電トランジスターBDTiが用いられる。
信号nEN_ODが活性化され、所定の時間が経過した
後、信号EN_BDはローレベルからハイレベルに遷移
される。これにより、プログラム動作の間に昇圧された
電位を持つフローティングウェル領域2の電位は、信号
EN_BDにより活性化される放電トランジスターBD
Tiを通じて電圧VBDに放電される。
れるにより、伝達トランジスターMPiの各ノードNi
の電圧が増加しても、伝達トランジスターMPiのバル
ク、とすなわち、対応するウェル領域2とソース領域の
電圧差は寄生PNダイオードDisのスレショルド電圧
Vtdに一定に維持されることになる。これにより、低
い電源電圧(low Vcc)でも高い高電圧Vppを
得られることができる。
2実施例による陰の高電圧を発生するチャージポンピン
グ回路を示す回路図である。そして、図9は図8の構造
を示す断面図である。
は、陰の高電圧Vppを発生し、第1実施例のそれと同
一な構成を持つ。只、図9から知られるように、伝達ト
ランジスターMNiもフローティングウェル領域12に
形成されるが、各ウェル領域12はp型半導体基板10
に形成されたn型ウェル領域11に形成されている。従
って、説明を重複しないため、第2実施例の回路構成及
び動作に対しての説明はここでは省略する。
を前記した説明及び図面により図示したが、これは例を
取って説明することにすぎず、本発明の技術的思想及び
範囲を外さない範囲内で多様な変化及び変更ができるこ
とは勿論である。
バルク領域をフローティング状態に維持するにより、ポ
ンピング動作が進行されても、それのソースとバルクの
間の電圧差は寄生PNダイオードのスレショルド電圧に
一定に維持される。これに、低い電源電圧でも高い高電
圧を得られることができるようになった。
回路図
ョルド電圧変化を示す図面
ブロック図
ンピング回路を示す回路図
ンピング回路の構造を示す端面平面図
ンピング回路を示す回路図
ンピング回路の構造を示す端面平面図
Claims (22)
- 【請求項1】 供給電圧のレベルに比して高いレベルを
持つ陽の高電圧を発生させるためのチャージポンプ回路
において、 少なくとも一つの主表面を持つ第1導電型の半導体基板
と、 前記供給電圧を受け入れるための電源端子と、 前記高電圧を出力するための出力端子と、前記半導体基
板に形成され、前記第1導電型と相反する第2導電型を
持ち、ポンピング動作が遂行されている間、フーロティ
ング状態に維持される複数のウェル領域と、 前記各ウェル領域内に形成され、前記電源端子と前記出
力端子との間に直列に接続された複数の伝達トランジス
ターと、 前記各伝達トランジスタに各々連結される複数個のブス
ティングキャパシターと、を含むことを特徴とするチャ
ージポンピング回路。 - 【請求項2】 前記各伝達トランジスターは各々ソー
ス、ドレーン及びゲートを持つPMOSトランジスター
から構成され、各PMOSトランジスターのゲート及び
ドレーンは互いに連結されたダイオードとして動作する
ことを特徴とする請求項1に記載のチャージポンピング
回路。 - 【請求項3】 前記各ブスティングキャパシターは対応
するPMOSトランジスターのゲートに各々連結され、
ブスティングキャパシター中、奇数番目及び偶数番目キ
ャパシターは重畳されない互いに相反された位相を持つ
第1及び第2クロック信号により互いに駆動されること
を特徴とする請求項2に記載のチャージポンピング回
路。 - 【請求項4】 前記出力端子に連結され、ポンピング前
後に第1放電活性化信号に応答して高電圧のレベルを持
つ前記出力端子を該高電圧に比べて低いレベルを持つ第
1電圧に低くするための第1放電手段を付加的に含むこ
とを特徴とする請求項2に記載のチャージポンピング回
路。 - 【請求項5】 前記第1電圧は電源電圧のレベルを持つ
ことを特徴とする請求項4に記載のチャージポンピング
回路。 - 【請求項6】 前記第1放電手段は前記第1電圧と前記
出力端子の間に形成される電流通路及び、前記第1放電
活性化信号に制御されるゲートを持つPMOSトランジ
スターを含むことを特徴とする請求項4に記載のチャー
ジポンピング回路。 - 【請求項7】 前記半導体基板に形成され、第2放電活
性化信号に応答して前記ポンピング動作が遂行される間
に昇圧された前記各ウェル領域の電位を前記供給電圧と
接地電位の間の第2電圧に低くするための複数の放電ト
ランジスターを付加的に含むことを特徴とする請求項4
に記載のチャージポンピング回路。 - 【請求項8】 前記放電トランジスターは各々前記第2
放電活性化信号に共通に制御されるゲート、前記第2導
電型の不純物の不純物に形成されたソース及びドレーン
を持つ複数のNMOSトランジスターを含み、前記各ソ
ースは対応する前記ウェル領域に連結され、そして、前
記各ドレーンは前記第2電圧を共通に提供してもらうこ
とを特徴とする請求項7に記載のチャージポンピング回
路。 - 【請求項9】 前記第2電圧は前記半導体基板に提供さ
れるバルク電圧のレベルを持つことを特徴とする請求項
8に記載のチャージポンピング回路。 - 【請求項10】 前記第2放電活性化信号は前記第1放
電活性化信号が活性化された後、活性化されることを特
徴とするチャージポンピング回路。 - 【請求項11】 供給電圧のレベルに比べて高いレベル
を持つ陽の高電圧を発生するためのチャージポンピング
回路において、 少なくとも一つの主表面を持つ第1導電型半導体基板
と、 前記供給電圧を受け入れるための電源端子と、 前記高電圧を出力するための出力端子と、 前記半導体基板に形成され、前記第1導電型と相反され
る第2導電型を持ち、そして、ポンピング動作が遂行さ
れる間にフローティング状態に維持される複数のウェル
領域と、 前記各ウェル領域に形成され、前記電源端子と前記出力
端子の間に直列に接続された複数の伝達トランジスター
と、 前記各伝達トランジスターに各々連結される複数のブス
ティングキャパシター及び、 前記出力端子に連結され、ポンピング前後に第1活性化
信号に応答して前記高電圧のレベルを持つ前記出力端子
を前記高電圧に比べて低いレベルを持つ第1電圧に低く
するための第1放電手段を含むことを特徴とするチャー
ジポンピング回路。 - 【請求項12】 供給電圧のレベルにより高いレベルを
持つ陽の高電圧を発生するためのチャージポンピング回
路において、 少なくとも一つの主表面を持つ第1導電型半導体基板
と、 前記供給電圧を受け入れるための電源端子と、 前記高電圧を出力するための出力端子と、 前記半導体基板に形成され、前記第1導電型と相反され
る第2導電型を持ち、そして、ポンピング動作が遂行さ
れる間にフローティング状態に維持される複数のウェル
領域と、 前記各ウェル領域に形成され、前記電源端子と前記出力
端子の間に直列に接続された複数の伝達トランジスター
と、 前記各伝達トランジスターに各々連結される複数のブス
ティングキャパシターと、 前記出力端子に連結され、前記ポンピング前後に第1放
電活性化信号に応答して前記高電圧のレベル持つ前記出
力端子を前記高電圧に比べて低いレベルを持つ第1電圧
にひくくするための第1放電手段及び、 前記半導体基板に形成され、第2放電活性化信号に応答
してポンピング動作が遂行される間、昇圧された前記各
ウェル領域の電位を前記供給電圧と接地電位の間の第2
電圧に低くするための複数の放電トランジスターを持つ
第2放電手段を含むことを特徴とするチャージポンピン
グ回路。 - 【請求項13】 前記各伝達トランジスターは各々ソー
ス、ドレーン及びゲートを持つPMOSトランジスター
から構成され、前記各PMOSトランジスターのゲート
及びドレーンは互いに連結されたダイオードとして動作
することを特徴とする請求項12に記載のチャージポン
ピング回路。 - 【請求項14】 前記第1電圧は電源電圧のレベルを持
ち、前記供給電圧は前記電源電圧のレベルを持つ特徴と
する特徴とする請求項12に記載のチャージポンピング
回路。 - 【請求項15】 前記第1放電手段は前記第1電圧と前
記出力端子の間に形成される電流通路及び、前記第1放
電活性化信号に制御されるゲートをPMOSトランジス
ターを含むことを特徴とする請求項12に記載のチャー
ジポンピング回路。 - 【請求項16】 前記放電トランジスターは各々前記第
2放電活性化信号に共通に制御されるゲート、前記第2
導電型の不純物に形成されたソース及びドレーンを持
ち、前記各ソースは対応する前記ウェル領域に連結さ
れ、そして、前記各ドレーンは前記第2電圧を共通に提
供してもらうことを特徴とする請求項12に記載のチャ
ージポンピング回路。 - 【請求項17】 前記第2電圧は前記半導体基板に提供
されるバルク電圧のレベルを持つことを特徴とする請求
項16に記載のチャージポンピング回路。 - 【請求項18】 前記第2放電活性化信号は前記第1放
電活性化信号が活性化された後、活性化されることを特
徴とするチャージポンピング回路。 - 【請求項19】 陰の高電圧を発生させるためのチャー
ジポンピング回路において、 少なくとも一つの主表面を持つ第1導電型半導体基板
と、 前記半導体基板に形成される前記第1導電型と相反され
る第2導電型のウェル領域と、 前記陰の高電圧を出力するための出力端子と、 前記半導体基板に形成され、フローティング状態に維持
される第1導電型のウェル領域と、 前記各ウェル領域に形成され、接地電位と前記出力端子
の間に直列に接続された複数の伝達トランジスターと、 前記各伝達トランジスターに各々連結される複数のブス
ティングキャパシターと、 前記第2導電型のウェル領域に形成され、放電活性化信
号に応答してポンピング動作が遂行される間に昇圧され
た前記各ウェル領域の電位を前記半導体基板のバルク電
圧に低くするための複数の放電トランジスターを含むこ
とを特徴とするチャージポンピング回路。 - 【請求項20】 前記放電トランジスターは各々前記放
電活性化信号に共通に制御されるゲート、前記第2導電
型の不純物に形成されたソース及びドレーンを持つ複数
のNMOSトランジスターを含み、前記各ソースは対応
する前記ウェル領域に連結され、そして、前記各ドレー
ンは前記第2電圧を共通に提供してもらうことを特徴と
するチャージポンピング回路。 - 【請求項21】 主表面を持つ半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、ローとカラムに配列され、
そして、各々が電流通路、電荷蓄積電極及び制御電極を
持つ電気的に消去及びプログラム可能な複数のメモリセ
ルと、 前記ロー方向に伸張する複数のワードラインと、 前記ワードライン中、一つをアドレシングし、そして、
前記アドレシングされたワードラインをプログラム/プ
ログラム検証動作による電圧に駆動するロー選択回路及
び、 前記ロー選択回路に前記電圧を印加するための電圧印加
回路を含み、 前記電圧印加回路は、 前記半導体基板に形成され、フローティングされた複数
のウェル領域と、 前記各ウェル領域に形成され、接地電位と前記メモリセ
ルの制御電極の間に直列に接続された複数の伝達トラン
ジスターと、 前記各伝達トランジスターに各々伝達される複数のブス
ティングキャパシターと、前記半導体基板に形成され、
放電活性化信号に応答してポンピング動作が遂行される
間に、昇圧される前記各ウェル領域の電位を半導体基板
電圧に低くするための複数の放電トランジスターを含む
不揮発性メモリ装置。 - 【請求項22】 主表面を持つ半導体基板と、 前記半導体基板に形成され、ローとカラムに配列され、
そして、各々が電流通路、電荷蓄積電極及び制御電極を
持つ電気的に消去及びプログラム可能な複数のメモリセ
ルと、 前記ロー方向に伸張する複数のワードラインと、 前記メモリセルを消去するための動作の間に前記ワード
ラインを前記消去動作による電圧に駆動するロー選択回
路及び、 前記ロー選択回路に前記電圧を印加するための電圧印加
回路を含み、 前記電圧印加回路は、少なくとも一つの主表面を持つ第
1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板に形成される前記第1導電型と相反され
る第2導電型のウェル領域と、 前記半導体基板に形成され、フローティング状態に維持
される前記第1導電型のウェル領域と、 前記各ウェル領域に形成され、接地電位と前記電圧印加
回路の間に直列に接続された複数の伝達トランジスター
と、 前記各伝達トランジスターに各々連結される複数のブス
ティングキャパシターと、 前記第2導電型のウェル領域に形成され、放電活性化信
号に応答してポンピング動作が遂行される昇圧された前
記各ウェル領域の電位を前記半導体基板のバルク電圧に
低くするための複数の放電トランジスターを含む不揮発
性メモリ装置。
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