JPS607179A - Mos形電界効果トランジスタ - Google Patents
Mos形電界効果トランジスタInfo
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- JPS607179A JPS607179A JP58114241A JP11424183A JPS607179A JP S607179 A JPS607179 A JP S607179A JP 58114241 A JP58114241 A JP 58114241A JP 11424183 A JP11424183 A JP 11424183A JP S607179 A JPS607179 A JP S607179A
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- effect transistor
- transistor
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/085—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
- H01L27/088—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、MOS形電界効果トランジスタに関し、特に
、トランジスタのコンダクタンスfimの改良に関する
。
、トランジスタのコンダクタンスfimの改良に関する
。
近時、複雑なクロック信号のタイミングを要求される集
積回路において、あるノードの電位を時間経過と共に上
手に制御する必要がある。
積回路において、あるノードの電位を時間経過と共に上
手に制御する必要がある。
第1図に、その回路例を示し、以下にその問題点につい
て述べる。また、第2図は、第1図の回路に入力するク
ロック、あるいは、ノード電位変化を示すタイミング図
である。
て述べる。また、第2図は、第1図の回路に入力するク
ロック、あるいは、ノード電位変化を示すタイミング図
である。
第1図において、ノードAの電位を最初ゆっくり下げ、
ある程度時間が経過した俊は、急激に下げるととを目的
とする。また、トランジスタ12とトランジスタ13の
コンダクタンスをそれぞれ9m2. gm3とし1.j
9m13))j9m12と仮定する。
ある程度時間が経過した俊は、急激に下げるととを目的
とする。また、トランジスタ12とトランジスタ13の
コンダクタンスをそれぞれ9m2. gm3とし1.j
9m13))j9m12と仮定する。
最初、クロックφ11がrHJにな9、トランジスタ1
1はONし、コンデンサ14は充電、すれ、ノードAの
電位は、「L」からrHJになる。次に、クロックφ1
1がrHJからrLJになった後に、クロックφ12が
rHJになると、トランジスタ12がONし、コンデン
サ14に蓄えられていた電荷は、トランジスタ12を通
して放電されはじめる。ノードへの電位は、コンデンサ
14の容量をC1とすればCt/gm120時定数で、
ゆっくりと下がる。
1はONし、コンデンサ14は充電、すれ、ノードAの
電位は、「L」からrHJになる。次に、クロックφ1
1がrHJからrLJになった後に、クロックφ12が
rHJになると、トランジスタ12がONし、コンデン
サ14に蓄えられていた電荷は、トランジスタ12を通
して放電されはじめる。ノードへの電位は、コンデンサ
14の容量をC1とすればCt/gm120時定数で、
ゆっくりと下がる。
クロックφ12が[II]になってから、ある時間が経
過した後に、クロックφ13がrLJからrHJになる
と、トランジスタ12よりもコンダクタンスがはるかに
大きいトランジスタ13がONし、コンデンサ4に蓄え
られていた残りの電荷は、C1/gm13の時定数で、
短時間に放電され、ノードAの霜゛位は、急務丈にrL
Jになる。
過した後に、クロックφ13がrLJからrHJになる
と、トランジスタ12よりもコンダクタンスがはるかに
大きいトランジスタ13がONし、コンデンサ4に蓄え
られていた残りの電荷は、C1/gm13の時定数で、
短時間に放電され、ノードAの霜゛位は、急務丈にrL
Jになる。
しかし、ノードAの電位を所望の時間経過と共に制御す
ることは、非常に困難である。それは、クロックφ12
が「H」になってから、クロックφ13がrHJになる
までの時間を調整するのがむずかしいからである。
ることは、非常に困難である。それは、クロックφ12
が「H」になってから、クロックφ13がrHJになる
までの時間を調整するのがむずかしいからである。
第1図に示した回路図は、例えば、 DI’(、AM等
のセンス・リフレッシュ・アンプ回路に用いられている
。
のセンス・リフレッシュ・アンプ回路に用いられている
。
第3図に、その具体的な回路例を示し、以下に説明する
。また、第4図は、第3図の回路に入力するクロックあ
るいは、ノードの電位変化を示すタイミング図である。
。また、第4図は、第3図の回路に入力するクロックあ
るいは、ノードの電位変化を示すタイミング図である。
第1図のクロックφ11.クロックφ12.クロックφ
13は、第3図のクロックφ21.クロックφ22.ク
ロックφ23にそれぞれ対応し、第1図のト2ンジスタ
11.トランジスタ12、トランジスタ13.コンデン
サ14は第3図のトランジスタ21とトランジスタ22
.トランジスタ29.トランジスタ30.コンデンサ3
3とコンデンサ34にそれぞれ対応している。
13は、第3図のクロックφ21.クロックφ22.ク
ロックφ23にそれぞれ対応し、第1図のト2ンジスタ
11.トランジスタ12、トランジスタ13.コンデン
サ14は第3図のトランジスタ21とトランジスタ22
.トランジスタ29.トランジスタ30.コンデンサ3
3とコンデンサ34にそれぞれ対応している。
また、第3図のトランジスタ29.トランジスタ30の
コンダクタンスをそれぞれgm29.gm30とし、9
m30))、@m29と仮定する。
コンダクタンスをそれぞれgm29.gm30とし、9
m30))、@m29と仮定する。
最初、クロックφ21が「H」になり、トランジスタ2
1.トランジスタ22ばONし、左右のビット線BLI
、BL2はプリチャージされ、ノードB。
1.トランジスタ22ばONし、左右のビット線BLI
、BL2はプリチャージされ、ノードB。
ノードCはrHJになる。ただし、第4図では、BLI
は、前のセンス動作後にrHJ側のビット線であったと
仮定すると、[Hjを保ったままでいる。
は、前のセンス動作後にrHJ側のビット線であったと
仮定すると、[Hjを保ったままでいる。
1 次に、φ21がrHJからrLJにな9、ビット線
はフローティング状態になる。この時、あるワードJm
と、そのワード線と組みをなすダミワード線が選ばれ、
φWLとφDWLがrLJからrHJになり、メモリセ
ルMCと、ダミーセルDCの内容をピッ)iBLlとビ
ット線BL2にそれぞれ伝える。
はフローティング状態になる。この時、あるワードJm
と、そのワード線と組みをなすダミワード線が選ばれ、
φWLとφDWLがrLJからrHJになり、メモリセ
ルMCと、ダミーセルDCの内容をピッ)iBLlとビ
ット線BL2にそれぞれ伝える。
第4図では、メモリセルMCの内容を「1」とし、ダミ
ーセルDCO内芥を「1/2」としているので、ノード
Bの電1位は、クロックφWLが「H」になっても依然
として、「H」を保っている。一方、ノードCの電位は
、ダミーセルDCの内容「1/2」分だけ、ピッ)#B
L2の電位が下がるため、例えば、5■から4.8V位
まで下がる。
ーセルDCO内芥を「1/2」としているので、ノード
Bの電1位は、クロックφWLが「H」になっても依然
として、「H」を保っている。一方、ノードCの電位は
、ダミーセルDCの内容「1/2」分だけ、ピッ)#B
L2の電位が下がるため、例えば、5■から4.8V位
まで下がる。
ノードBとノードCに例えば、0.2Vの電位差が生じ
た後に、クロックφ22がrLJから、「H」になり、
センス動作が開始される。この時、ノードA2の電位が
最初から、急激に下がると、トランジスタ25とトラン
シフ2260両方のトランジスタが最初ONしているた
めに、フリップ・クロックの「1」と10」が確定する
までに、「H」側のノードBの物、位も、かなり下がっ
てしまう。これは、センス・リフレッシ−・アンプの誤
動作を引き起こす。
た後に、クロックφ22がrLJから、「H」になり、
センス動作が開始される。この時、ノードA2の電位が
最初から、急激に下がると、トランジスタ25とトラン
シフ2260両方のトランジスタが最初ONしているた
めに、フリップ・クロックの「1」と10」が確定する
までに、「H」側のノードBの物、位も、かなり下がっ
てしまう。これは、センス・リフレッシ−・アンプの誤
動作を引き起こす。
そこで、ノードA2の電位は、センス開始時には、十分
ゆっくシと下げる必要がある。
ゆっくシと下げる必要がある。
そして、フリップ・フロップの「1」と「0」が確定し
た後に、すなわち、トランジスタ25とトランジスタ2
6のどちらか一方が完全にOFFした後に、クロックφ
23を「]J」からrHJにして、ノ−ドAを急激にr
LJにするのである。
た後に、すなわち、トランジスタ25とトランジスタ2
6のどちらか一方が完全にOFFした後に、クロックφ
23を「]J」からrHJにして、ノ−ドAを急激にr
LJにするのである。
したがって、トランジスタ29のコンダクタンスは、ト
ランジスタ30のものよシ、はるかに小さくしなければ
ならない。
ランジスタ30のものよシ、はるかに小さくしなければ
ならない。
一方、クロックφ22が「H」になってから、クロック
φ23がrHJになるまでの時間を長くしすぎると、ア
クセス時間が長くなってしまうので、クロックφ23を
「H」にするタイミングがむずかしいのである。
φ23がrHJになるまでの時間を長くしすぎると、ア
クセス時間が長くなってしまうので、クロックφ23を
「H」にするタイミングがむずかしいのである。
また、クロックφ22とクロックφ23とは、別のクロ
ック・ジェネレータ回路から、発生するために、クロッ
クジェネレータ回路が2つ必要であり、チップ面積を増
大させる等の問題がある。
ック・ジェネレータ回路から、発生するために、クロッ
クジェネレータ回路が2つ必要であり、チップ面積を増
大させる等の問題がある。
本発明は、上記の事柄に鑑みて、なされたもので、複雑
なりロック信号のタイミングを要求される集積回路にお
いて、有効なMO8形電界効果トランジスタ(以下MO
8FETと省略する)を提供することである。
なりロック信号のタイミングを要求される集積回路にお
いて、有効なMO8形電界効果トランジスタ(以下MO
8FETと省略する)を提供することである。
本発明は、閾値電圧の異なる複数個のMOSFETの、
各ドレイン、各ゲート、各ソースを共通に接続して、】
つのドレインと、1つのゲートと、1つのソースとから
成る1つのMOSFETにする。
各ドレイン、各ゲート、各ソースを共通に接続して、】
つのドレインと、1つのゲートと、1つのソースとから
成る1つのMOSFETにする。
ゲート電圧を変化させることによって、並列接続された
閾値電圧の異なる複数個のMO81”ETのうちON
L、ているMOSFETの個数が変わり、これにより、
MOSFETの実効的なチャネル幅が段階的に変化し、
MOSFETのコンダクタンスを自由に制御する事を可
能にしている。
閾値電圧の異なる複数個のMO81”ETのうちON
L、ているMOSFETの個数が変わり、これにより、
MOSFETの実効的なチャネル幅が段階的に変化し、
MOSFETのコンダクタンスを自由に制御する事を可
能にしている。
MOSFETの実効的なチャネル幅がゲート電圧に依存
して、段階的に変化することにより、集積回路の各ノー
ドの電位の制御が、容易になる。
して、段階的に変化することにより、集積回路の各ノー
ドの電位の制御が、容易になる。
これを、具体的に第5図と第6図を用いて、以下に説明
する。第5図は、本発明のMOSFETを用いた回路で
あり、第6図は、第5図の回路に入力するクロック、あ
るいは、ノードの電位変化を示すタイミング図である。
する。第5図は、本発明のMOSFETを用いた回路で
あり、第6図は、第5図の回路に入力するクロック、あ
るいは、ノードの電位変化を示すタイミング図である。
第5図において、トランジスタ52.トランジスタ53
の閾値電圧をそれぞれVT52.VT53とし、コンダ
クタンスを、9m52. gm53としVT52〈VT
539m52(,9m53と仮定スルト、ノートA3の
電位は、クロックφ31でプリチャージ終了後、1つの
クロックφ32によって、2段階にrHJからrLJに
する事が可能になる。
の閾値電圧をそれぞれVT52.VT53とし、コンダ
クタンスを、9m52. gm53としVT52〈VT
539m52(,9m53と仮定スルト、ノートA3の
電位は、クロックφ31でプリチャージ終了後、1つの
クロックφ32によって、2段階にrHJからrLJに
する事が可能になる。
これによって、上記の8PJ1図と第2図とで説明した
ようなりロックφ12とクロックφ13の両方のクロッ
クを人力する必要がなく、2つのクロックのタイミング
を調整する必要がない。また、クロック・ジェネレータ
回路が1つ不要になるためにチップ面積も減少でき、消
費電力も減少できる。
ようなりロックφ12とクロックφ13の両方のクロッ
クを人力する必要がなく、2つのクロックのタイミング
を調整する必要がない。また、クロック・ジェネレータ
回路が1つ不要になるためにチップ面積も減少でき、消
費電力も減少できる。
本発明の一実施例を第7図を用いて具体的に説明し、本
発明の意図を明らかにする。
発明の意図を明らかにする。
第7図(a)は、本発明のMOSFETの平面図を示し
たものである。70は半導体基板、71は、素子分離領
域、72と73はMOSFETのドレインまたは、ソー
ス領域、74はMOSFETのゲート電極、75と76
は、ドレインまたは、ソースの配線用電極、77はゲー
トの配線用電極、78と79と80はコンタクトである
。まだ、81゜82.83は、閾値電圧の異なる3種類
のMOSFETである。
たものである。70は半導体基板、71は、素子分離領
域、72と73はMOSFETのドレインまたは、ソー
ス領域、74はMOSFETのゲート電極、75と76
は、ドレインまたは、ソースの配線用電極、77はゲー
トの配線用電極、78と79と80はコンタクトである
。まだ、81゜82.83は、閾値電圧の異なる3種類
のMOSFETである。
第7図(b) 、 (C) 、 (d)は第7図(a)
のX −X/断面図を示したもので、それぞれ、製造方
法の異なるものを示した。
のX −X/断面図を示したもので、それぞれ、製造方
法の異なるものを示した。
(b)では、ゲート絶縁膜を84−1.84−2゜84
−3と3種類膜厚を変えて、MOSFET81.82,
83の閾値電圧を変えている。ゲート絶縁膜が厚いほど
閾値電圧は高くなるから、MOSFET、81,82,
83の閾値電圧をそれぞれ、VT81.VT82.V’
l’83 とftRf、VT81<’VT82(VT8
3となる。なお、85は配線用電極を他と絶縁するため
の絶縁膜である。
−3と3種類膜厚を変えて、MOSFET81.82,
83の閾値電圧を変えている。ゲート絶縁膜が厚いほど
閾値電圧は高くなるから、MOSFET、81,82,
83の閾値電圧をそれぞれ、VT81.VT82.V’
l’83 とftRf、VT81<’VT82(VT8
3となる。なお、85は配線用電極を他と絶縁するため
の絶縁膜である。
(C)では、チャネルイオン注入量を変えて、MOSF
ET81,82,83の閾値電圧を変えている。例えば
、NチャネルMO8FETプロセスの場合、Brをイオ
ン注入すると、閾値電圧は高くなる。86−1 、86
−2 、86−3は、イオン注入きれる領域で、各領域
の注入量をDI、D2゜D3とし、DI(D2(D3と
すれば、VT81(:VT 82(VT 83となる。
ET81,82,83の閾値電圧を変えている。例えば
、NチャネルMO8FETプロセスの場合、Brをイオ
ン注入すると、閾値電圧は高くなる。86−1 、86
−2 、86−3は、イオン注入きれる領域で、各領域
の注入量をDI、D2゜D3とし、DI(D2(D3と
すれば、VT81(:VT 82(VT 83となる。
(d)では、比誘電率の異なる3種類ゲート絶縁膜84
−4.84−5.84−6を用いて、M、08FET
81 、82 、83の閾値電圧を変えている。
−4.84−5.84−6を用いて、M、08FET
81 、82 、83の閾値電圧を変えている。
ゲート絶縁膜84−4.84−5.84−6の比誘電率
をE4 、E5 、E6とし、B4)E5>E6とすれ
ば、VT81<VT82<VT83となる。
をE4 、E5 、E6とし、B4)E5>E6とすれ
ば、VT81<VT82<VT83となる。
上記のように、ゲート絶縁膜厚を変えるか、チャネルイ
オン注入のドーズ量を変えるか、比誘電率の異なるゲー
ト絶縁膜を用いることにより、閾値電圧の異なる複数個
のM O’8 F E Tが、並列接続されて、1つの
MO8F’ETとして、形成される。
オン注入のドーズ量を変えるか、比誘電率の異なるゲー
ト絶縁膜を用いることにより、閾値電圧の異なる複数個
のM O’8 F E Tが、並列接続されて、1つの
MO8F’ETとして、形成される。
(e)は、(a)〜(d)の閾値電圧の異なる3穐類の
MOS F’ E Tが並列に接続された回路図を示し
たものである。
MOS F’ E Tが並列に接続された回路図を示し
たものである。
第1図は従来技術の問題点を示す回路図、第2(11)
図は上記第1図に示す回路の動作を説明するための信号
波形図、第3図は、DRAMのセンス・リフレッシュ・
アンプ回路図、第4図は、上記第3図に示す回路のり1
作を説明するだめの信号波形図、第5図は、本発明の詳
細な説明するだめの回路図、第6−図は、上記h45図
に示す回路の動作を説明するだめの信号波形図、第7図
は、本発明の一実施例を新開するだめの、平面図(a)
、断面図(b)〜(d)。 回路図(e)である。 図において、 11〜13.21〜30.51〜53.81〜83・・
・・MO8FE、T (81〜83は閾値’at圧の1
4なるもの)14.31−.34.54・・・MO8キ
ャパシタ、7,0・・・半導体基板、71・・・素子分
離領域、72.73・・・ソースおよびドレイン領域、
74・・・ゲート電極、75,76.77・・・配線用
電極、78.79.80・・・コンタクト、84−1〜
84−6・・・ゲート絶縁膜、85・・・配線用電極を
絶縁する絶縁膜、86−1〜86−3・・・チャネルイ
オン注入する領域。 (12) 丁 ヤ
波形図、第3図は、DRAMのセンス・リフレッシュ・
アンプ回路図、第4図は、上記第3図に示す回路のり1
作を説明するだめの信号波形図、第5図は、本発明の詳
細な説明するだめの回路図、第6−図は、上記h45図
に示す回路の動作を説明するだめの信号波形図、第7図
は、本発明の一実施例を新開するだめの、平面図(a)
、断面図(b)〜(d)。 回路図(e)である。 図において、 11〜13.21〜30.51〜53.81〜83・・
・・MO8FE、T (81〜83は閾値’at圧の1
4なるもの)14.31−.34.54・・・MO8キ
ャパシタ、7,0・・・半導体基板、71・・・素子分
離領域、72.73・・・ソースおよびドレイン領域、
74・・・ゲート電極、75,76.77・・・配線用
電極、78.79.80・・・コンタクト、84−1〜
84−6・・・ゲート絶縁膜、85・・・配線用電極を
絶縁する絶縁膜、86−1〜86−3・・・チャネルイ
オン注入する領域。 (12) 丁 ヤ
Claims (5)
- (1)MO8形電界効果トランジスタにおいて、ゲート
電圧に依存して、前記MO8形電界効果トランジスタの
実効的なチャネル幅が段階的に変化する事を特徴とする
MO8形電界効果トランジスタ。 - (2)閾値電圧の異なる複数個のMO8形電界効果トラ
ンジスタの各ドレイン、各ゲート、各ソースを共通に接
続して、1つのドレインと、1つのゲートと、1つのソ
ースとからガる1つのMO8形電界効果トランジスタに
することを特徴とする特許 トランジスタ。 - (3)前記閾値電圧の異ガる複数個のMOS形電界効果
トランジスタをゲート絶縁膜厚を変えることによシ、形
成する事を特徴とする前記特許請求の範囲第2′項記載
のMOS形電界効果トランジスタ。 - (4)前記閾値電圧の異なる複数個のMOS形電界効果
トランジスタをチャネルイオン注入のドーズ量を変える
ことにより、形成する事を特徴とする前記特許請求の範
囲第2項記載のMOS形電界効果トランジスタ。 - (5)前記閾値電圧の周々る複数個のMOS形電界効果
トランジスタを比誘電率の異なるゲート絶縁膜を用いる
ことにより、形成する事を特徴とする前記特許請求の範
囲第2項記載のMOS形電界効果トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58114241A JPS607179A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | Mos形電界効果トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58114241A JPS607179A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | Mos形電界効果トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS607179A true JPS607179A (ja) | 1985-01-14 |
Family
ID=14632803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58114241A Pending JPS607179A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | Mos形電界効果トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS607179A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002069406A3 (en) * | 2001-02-26 | 2002-10-31 | Ericsson Inc | Am/pm non-linearity compensation in fets |
EP1310000A1 (en) * | 2000-07-19 | 2003-05-14 | TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (publ) | A power mos transistor comprising a plurality of transistor segments with different threshold voltages |
US6670683B2 (en) * | 2001-01-04 | 2003-12-30 | International Business Machines Corporation | Composite transistor having a slew-rate control |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58114241A patent/JPS607179A/ja active Pending
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