JPS6388858A - ラツチアツプ保護回路付き集積回路 - Google Patents

ラツチアツプ保護回路付き集積回路

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JPS6388858A
JPS6388858A JP62239934A JP23993487A JPS6388858A JP S6388858 A JPS6388858 A JP S6388858A JP 62239934 A JP62239934 A JP 62239934A JP 23993487 A JP23993487 A JP 23993487A JP S6388858 A JPS6388858 A JP S6388858A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、相補性MOS回路技術によるラッチアップ保
護回路付き集積回路に関する。
〔従来の技術〕
相補性MOSテクノロジーによるこの種の集積回路では
、半導体基板は集積回路の接地電位に接続されておらず
、基板バイアス電圧発生器により充電される。基板バイ
アス電圧発生器の基板バイアス電圧はトランジスターお
よび障壁キャパシタンスを減少し、またスイッチング速
度を改善する。
埋め込まれているn伝導形のトラフ状の半導体領域を設
けられているn伝導形の材料から成る半導体基板では、
負の基板バイアス電圧は約−2ないし一3Vである。ト
ラフ状の半導体領域の外側に半導体基板上に設けられて
いる電界効果トランジスタのソース領域はこの場合接地
電位に接続されている。
正の供給電圧のスイッチオンの瞬間に、考察されている
p伝導形の半導体基板は先ず“浮動”状態にあり、外部
の電位から隔離されている。
この状態は、基板バイアス電圧発生器が有効になること
により終了する。供給電圧がスイッチオンされてから基
板バイアス電圧発生器が有効になるまでの時間間隔は主
にクロック周波数、存在すル結合キャパシタンスおよび
存在する容量性負荷により影響される。“浮動”の時間
中は半導体基板は、一方ではトラフ状の半導体領域と基
板との間に、また他方では接地電位と接続されているソ
ース領域と基板との間に存在している障壁キャパシタン
スを介して一時的に正のバイアス電圧に充電され得る。
この正のバイアス電圧は基板バイアス電圧発生器が有効
になる際に初めて再び減衰し、またその出力端に次第に
ビルドアップする負の基板バイアス電圧により置換され
る。しかし、集積回路の作動中にも、半導体基板から基
板バイアス電圧発生器を経て接地電位にある後者の端子
へ導き出される一層大きい電流が基板バイアス電圧発生
器の内部抵抗における電圧降下により半導体基板の正の
バイアス電圧に通じ得る。しかし、正のバイアス電圧は
、一般に集積回路の損傷を意味するラッチアップ作用が
レリースされ得るので、集積回路の安全を脅かす危険が
高い。
ラッチアップ作用を説明するために、トラフ状の半導体
領域のなかに位置する第1のチャネル形式の電界効果ト
ランジスタの1つの端子とこの領域の外側で半導体基板
上に位置する第2のチャネル形式の電界効果トランジス
タの1つの端子との間に一般に交互の伝導形式の4つの
相続く半導体層が存在しており、その際に前者のトラン
ジスタの一方の端子領域は第1の半導体層を、トラフ状
の半導体領域は第2の半導体層を、半導体基板は第3の
半導体層を、また後者のトランジスタの一方の端子領域
は第4の半導体層を形成することから出発する。この構
成に基づいて、1つの寄生的なpnpトランジスタおよ
び1つのnpn)ランジスタが生ずる。pnpトランジ
スタのコレクタはn p nトランジスタのベースに相
当し、またpnp)ランジスタのベースはnpn)ラン
ジスタのコレクタに相当する。この構造はサイリスクの
ように1つの四層ダイオードpnpnを形成する。
半導体基板の正のバイアス電圧では第3の半導体層と第
4の半導体層との間のpn接合が、この四層構造のなか
に寄生的なサイリスク作用に帰せられる1つの電流枝路
が前記のトランジスタ端子の間に生ずるほど導通方向に
バイアスされ得る。その後、電流枝路は正の基板バイア
ス電圧の消滅後も残存し、集積回路を熱的に過負荷し得
る。
トランジスタキャパシタンスおよび障壁キャパシタンス
の減少のためにNMOS技術において、集積回路上のい
わゆる基板バイアス電圧発生器を介して発生される負の
基板バイアス電圧がが使用されることは公知である(図
書シリーズ[−半導体エレクトロニクス(Halble
iterelektronik)  I、14、エイチ
・ワイス(tl、Weiss)、ケイ・ホーニンガー(
K、llorninger )  “集積MOS回路(
Integrierte MOS−3chaltung
en )″、第247〜248頁参照)。正の半導体基
板電圧におけるラッチアップ作用は同じくこの専門図書
の第111〜112頁にも記載されている。解決策とし
てここにはテクノロジーの変更(ドーピングプロフィル
)または設計時の対策(トラフ間隔)が提案されている
。ラッチアップ作用をp]止する1つの他の提案は刊行
物:ディー・タカクス(Q、Takacs)ばか“オン
チップ基板バイアス発生器を有するnウェル0MOS中
の静的および過渡的ランチアノプハードネス(Stat
ic and transient 1atch−up
 hardness in n−well CMOSw
ith on−chip 5ubstrate bia
s generater )  ”、TEDM  85
、テクニカルダイジェスト(Technical Di
gest) 、第504〜508頁に示されている。こ
こには、半導体基板中の寄生的バイポーラトランジスタ
を能動化するのに十分でない値に半導体基板電位を制限
することによってラッチアップ作用を防止する端子回路
が提案されている。そのために端子回路は高い容量性充
電電流を接地点に導き出さなければならない。
上記の端子回路により原理的に、半導体基板の正の充電
の可能性は排除されず、単にその影響が、半導体基板の
正の充電が行われた場合に低抵抗の接地接続が正の充電
を再び消滅させることにより補償される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、冒頭に記載した種類の集積回路であっ
て、ラッチアップ作用の生起がほぼ回避される集積回路
を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第1項に
記載の集積回路により達成される。
特許請求の範囲第2項ないし第8項には本発明の有利な
実施例があげられており、また特許請求の範囲第9項に
は本発明の有利な応用例があげられている。
〔発明の効果〕
本発明により得られる利点は特に、ラッチアップ作用を
レリースし得る望ましくない高い半導体基板の充電が簡
単な手段により、この危険を排除する値に制限されるこ
とである。
〔実施例〕
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
第1図には、ドープされた半導体材料、たとえばp伝導
形シリコンから成る半導体基板1の上に構成されている
ラッチアップ保護回路を有する本発明による集積回路が
示されている。半導体基板1は、その境界面1aまで延
びているn伝導形のトラフ状の半導体領域2を有する。
半導体領域2の外側の半導体基板内に、2つのnチャネ
ル電界効果トランジスタT2およびr3のソースおよび
ドレイン領域を形成するn+ドープされた半導体領域3
.4.20および21が埋め込まれている。
任意に(たとえば“積み重ねられたキャパシタ”または
“トレンチキャパシタ”として)構成されていてよいコ
ンデンサCは、この場合、1つの平らな誘電体1ii2
5.1つの平らなポリシリコン層26および1つの平ら
なnドープされた層24から成っており、nチャネル電
界効果トランジスタT3と一緒に、情報の書込みおよび
読出しが可能な1トランジスタメモリセルを形成する。
半導体領域3と4との間または20と21との間に位置
するチャネル範囲は、1つの端子6または37を設けら
れており、またたとえば5i02から成る1つの薄い電
気絶縁層7または23により境界面1aから隔てられて
いる1つのゲート5または22により覆われる。ドレイ
ン領域21は端子38と接続されており、他方ソース領
域3は接地電位VSSにある端子8と接続されている。
さらに半導体領域2のなかに1つのpチャネル電界効果
トランジスタT1のソースおよびドレイン領域を形成す
るp+ドープされた半導体領域9および10が埋め込ま
れている。領域9と10との間に位置するチャネル範囲
は、1つの端子12を設けられており、またたとえばS
 i02から成る1つの薄い電気絶縁層13により境界
面1aから隔てられている1つのゲート11により覆わ
れる。電界効果トランジスタTIのソース領域9は、供
給電位VDDと接続されている1つの端子14と接続さ
れている。端子14と接続されているn+ドープされた
接触領域15を介して半導体領域2は供給電圧VDDに
接続されている。
さらに、接地電位VSSおよび供給電圧VOOに接続さ
れており、たとえば−2ないし一3Vの負の基板バイア
ス電圧を発生する基板バイアス電圧発生器16が設けら
れている。基板バイアス電圧発生器16の出力端17は
入力端30を介してランチアップ保護回路27と接続さ
れており、また半導体基板1のなかに埋め込まれている
p+ド−プされた基板電圧端子18と接続されている。
それによって半導体基板1は基板バイアス電圧発生器1
6により発生される負の基板バイアス電圧VB11にあ
り、他方において半導体基板1のなかに位置するトラン
ジスタ、たとえばT2のソース領域、たとえば3は接地
電位VSSにある。これにより、なかんずく、半導体基
板1のなかに配置され°Cいるトランジスタのドレイン
およびソースti域の障壁キャパシタンスが小さくされ
ることが達成される。鎖線19に沿って位置する四層構
造3.12および9が端子8と14との間に生じ得るう
・ンチアソプ作用を避けるため、コンデンサCの容量性
充電電流が電子的保護回路27により、ラッチアップが
レリーズされるほど基板を正に充電するのに十分でない
値に減ぜられる。電子的保護回路27のなかで入力端3
0における信号の大きさに関係して入力端31が、コン
デンサCのコンデンサ面26に接続されている出力端2
9と電気的に接続される。入力端31はコンデンサに対
するバイアス電圧発生器28に接続されている。
バイアス電圧発生器28は接地電位VSSおよび供給電
圧VDDと接続されている。バイアス電圧発生器28の
出力電圧はたとえば供給電圧の半分、すなわちV o 
o / 2であってよい。電子的保護回路27の入力端
30は同時に基板バイアス電圧発生器16の出力端17
およびp+ドープされた基板バイアス電圧端子18と接
続されている。内部参照電圧よりも大きい電圧VBBに
おいて、電子的保護回路27は入力端31と出力端29
との間の接続を遮断する。このことは、正の基板電位に
おいてバイアス電圧発生器28からコンデンサCへの容
量性充電電流が遮断されることを意味する。
これはたとえばミ供給電圧VOOのスイッチオンの際に
半導体基板1が、基板バイアス電圧発生器16がまだそ
の完全な負のバイアス電圧を供給しない間に、容量性充
電電流により正のバイアス電圧に高められるときに生ず
る。正規作動中または負の基板バイアス電圧の際にはコ
ンデンサ面26は低抵抗で電子的保護回路27を介して
コンデンサに対するバイアス電圧発生器28に接続され
ている。
第2図には、追加的な端子回路により第1図と相違する
本発明の第2の実施例が示されている。
基板バイアス電圧発生器16の出力端17は1つの電子
的スイッチ、ここでは電界効果トランジスタT4を介し
て、接地電位VSsにある1つの回路点と接続されてい
る。図示されている実施例ではこの回路点は端子36で
ある。詳細には、第2図の配置における出力端17は、
半導体基板1のなかに埋め込まれている1つのn+ドー
プされた半導体領域32と接続されている。半導体基板
1のなかに埋め込まれている1つの別のn1ドープされ
た半導体領域33が、接地電位VSSにある回路点、す
なわち端子36と接続されている。領域32と33との
間に位置する半導体基板1の範囲は、たとえばSiO2
から成る薄い電気絶縁層34により境界層1aから隔て
られている1つのゲート35により覆われている。領域
32および33は部分34および35と一緒に1つのn
チャネル電界効果トランジスタT4を形成する。トラン
ジスタT4の駆動は節点17を介して行われる。
第2図中のスイッチングトランジスタ32ないし35は
、半導体基板1とn+ドープされた半導体領域3との間
のpn接合の導通電圧よりも小さい値の低いカットオフ
電圧を有していなければならない。これは通常の仕方で
たとえば、領域32と33との間に位置する半導体基板
1の範囲がたとえば10”cm−’の基本ドーピングの
ほかに追加的なドーピングを施されておらず、他方にお
いてその他の電界効果トランジスタ、たとえばT2のチ
ャネル範囲は好ましくは約10′2cm−2の量でのイ
ンイ゛ランチーシランにより基本ドーピングを強くする
追加的なドーピングを施されていることにより達成され
る。使用される製造技術で2種類の絶縁層厚みが得られ
るならば、絶縁層34に対してはたとえば15nmの薄
いほうの厚みが使用され、他方において絶縁層7および
13に対しては約20ないし25nmの厚みが選定され
ることが目的にかなっている。半導体基板1がたとえば
、第1図で既に説明したように、基板バイアス電圧発生
器16がまだ完全な負の電圧を有していないときに供給
電圧VOOが与えられた際に生ずる正のバイアス電圧に
あれば、ゲート35も相応に正にバイアスされており、
このことは低いカットオフ電圧の超過の際にスイッチン
グトランジスタ32ないし35が導通することに通ずる
それによってその後は節点17における電圧は低いカッ
トオフ電圧の値に制限される。
電子的保護回路がコンデンサCの容量性充電電流の遮断
により半導体基板1におけるこの充電電流による正の充
電を阻止する間は、追加的な端子回路は正の基板充電の
その他のすべての可能性を妨げる。たとえば作動中に、
半導体基板1および部分18.17.16を経て接地V
SSへ流れ出る大きな電流が生ずると、基板バイアス電
圧発生器16の内部抵抗Wに、出力端17、従ってまた
半導体基板1が少なくとも一時的に正のバイアス電圧に
達するような電圧降下が生じ得る。この場合、この電流
は追加的な端子回路を経て流し出される。
第1図および第2図中の基板バイアス電圧発生器16、
電子的保護回路27およびコンデンサに対するバイアス
電圧発生器28が半導体基板の上に一緒に集積されてい
ることは目的にかなっている。
第3図には電子的保護回路27の原理回路が示されてい
る。この回路は3つの構成要素、すなわち1つの入力端
30を有する1つのコンパレータにと、1つの増幅器■
と、11つの入力端31および1つの出力端29を有す
る1つの電子スイッチSとから成っている。コンパレー
タは入力端30に与えられている電圧を内部の所与の電
圧値または接地電位VSSと比較する。比較の結果、与
えられている電圧が内部の電圧値よりも大きければ、相
応の信号が出力端30aに発せられ、この信号が増幅器
Vを介して増幅され、また電子スイッチSのなかで入力
端31および出力端29を電気的に互いに隔てる。しか
し、入力端30に与えられている電圧が内部の電圧値よ
りも小さければ、出力端30aにおける信号を介して電
子スイッチSのなかで入力端31および出力端29を電
気的に互いに接続する。増幅器Vは、電子スイッチSへ
のコンパレータにの出力電圧のマツチングの必要性に応
じて組み込まれる。
第4図には電子的保護回路27の実施例が示されている
。この回路はただ2つの構成要素、すなわち1つのコン
パレータにおよび1つの電子スイッチSから成っている
。コンパレータにとしては、1つのnチャネル電界効果
トランジスタT5と、特に1つのpチャネル電界効果ト
ランジスタT6により形成されておりその基板でそのソ
ース端子と接続されている1つの負荷要素との直列回路
が設けられている。電界効果トランジスタT5およびT
6のゲートは一緒に接続されており、また電子的保護回
路27の入力端30を形成している。
直列回路の一方の端子は供給電圧VDDに接続されてお
り、また他方の端子は接地電位VSSと接続されている
。電子スイッチSは1つのnヂャネル電界効果トランジ
スタT7により実現されている。ドレインおよびソース
端子はそれぞれ電子的保護回路27の入力端31および
出力端29を形成する。接続点39はnチャネル電界効
果トランジスタT7のゲートに接続されており、また電
界効果トランジスタT7および電界効果トランジスタT
5の基板端子は基板電位VRRに接続されている。
作動中に入力端30における電圧が電界効果トランジス
タT5のカットオフ電圧UJと接地電圧VSSとの和を
超過すると、インバータT5.1゛6における出力電圧
は低下する。電界効果i・ランジスタT5は導通状態と
なり、接続点39における電位を低める。この場合には
電界効果トランジスタT7は遮断状態にあり、また入力
端31と出力端29との間の接続は遮断されている。負
の基板バイアス電圧の際には、すなわち入力端30にお
ける電圧がu’r+vssよりも小さいときには、電界
効果トランジスタT5は遮断状態となり、他方において
電界効果トランジスタT6、T7は導通状態に移行する
。この場合には入力端31および出力端29は電気的に
互いに接続される。供給電圧VDDも基板バイアス電圧
Vll11も正規作動中に電流を負荷されない。
ツ」二に説明した実施例とならんで本発明は、n伝導形
の基板がn伝導形のトラフ状の半導体領域を設けられて
いる実施例をも含んでいる。その際には、すべての半導
体部分の伝導形式およびすべての電圧の極性がそれぞれ
逆にされる。
さらに、本発明は第1図および第2図から下記のように
変形された実施例をも含んでいる。境界線B1は省略さ
れており、その際にこれらの画部分はいまやn伝導形の
基板として理解されるべきである。これから出発してこ
のn伝導形の基板のなかに、破線B2によりn伝導形の
基板に対して境されており、また回路部分子2、T3、
C,T4および18を含んでいる1つのn伝導形のトラ
フ状の半導体領域が埋め込まれる。
本発明の有利な応用例は、メモリセルと共にモノリシッ
クに集積されている実装密度が高いグイナミソク半導体
メモリの周辺回路への応用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は1トランジスタメモリセルを有するCMOS回
路技術によるラッチアップ保護回路付き集積回路の構成
図、第2図は追加的に1つの端子回路を設けられている
こと以外は第1図と同様のラフチアツブ保護回路付き集
積回路の構成図、第3図はラッチアップ保護回路の原理
回路図、第4図はラッチアップ保護回路の実施例の回路
図である。 1・・・半導体基板、1a・・・境界面、2・・・トラ
フ状半導体領域、3.4,20,21,15,32.3
3・・・n4ドープされた半導体領域、5. 11. 
22.35・・・ゲート電極、6,12.37・・・ゲ
ート&1 子、8,14,38.36・・・ドレインま
たはソース端子、9.10.18・・・p+ドープされ
た半導体領域、16・・・基板バイアス電圧発生器、1
7・・・基板バイアス電圧発生器の出力端、24・・・
コンデンサCのロドープされた層、25・・・コンデン
サCの平らな誘電体層、26・・・コンデンサCの平ら
なポリシリコン層、28・・・バイアス電圧発生器、2
9・・・ラッチアップ保護回路の出力端、30,31・
・・ラッチアップ保護回路の入力端、30a・・・コン
パレータの出力端、39・・・接続点、Bl、B2・・
・境界線、C・・・コンデンサ、K・・・コンパレータ
、S・・・電子スイッチ、T1〜T7・・・トランジス
タ、■・・・増幅器、VBB・・・基板バイアス電圧、
VDO・・・供給電圧、VSS・・・接地電位、W・・
・バイアス電圧発生器の内部抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ドープされた半導体基板(1)のなかに配置されて
    おり基板バイアス電圧発生器(16)の出力端(17)
    に接続されている基板バイアス電圧端子(18)を有す
    る相補性MOS回路技術によるラッチアップ保護回路付
    き集積回路において、2つのコンデンサ面(24、26
    )を有する1つのコンデンサ(C)が設けられており、
    その第1のコンデンサ面(24)がドープされた半導体
    基板(1)と接続されており、またその第2のコンデン
    サ面(26)が、基板バイアス電圧端子(18)から取
    り出される電圧により制御される電子的保護回路(27
    )を介してコンデンサに対するバイアス電圧発生器(2
    8)に接続されており、基板バイアス電圧端子(18)
    から取り出される電圧が基準電位(接地、V_S_S)
    および1つのトランジスタのカットオフ電圧U_rの和
    よりも小さいときには、第2のコンデンサ面(26)お
    よびコンデンサに対するバイアス電圧発生器(28)が
    電子的保護回路(27)により互いに接続されており、
    また基板バイアス電圧端子(18)から取り出される電
    圧が上記の和よりも大きいときには、第2のコンデンサ
    面(26)とコンデンサに対するバイアス電圧発生器(
    28)との間の接続が電子的保護回路(27)により遮
    断されていることを特徴とするラッチアップ保護回路付
    き集積回路。 2)第1の伝導形式の半導体基板(1)が第1の伝導形
    式のトラフ状の半導体領域により置換され、また第2の
    伝導形式のトラフ状の半導体領域(2)が第2の伝導形
    式の半導体基板により置換され、また第1の伝導形式の
    トラフ状の半導体領域が第2の伝導形式の半導体基板の
    なかに埋め込まれていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の集積回路。 3)電子的保護回路(27)が1つのコンパレータ(K
    )、1つの増幅器(V)および1つの電子スイッチ(S
    )から成っていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の集積回路。 4)コンパレータ(K)が1つの負荷要素および1つの
    第1の電界効果トランジスタ(T5)の直列回路を含ん
    でおり、同時に負荷要素の1つの端子を成すこの直列回
    路の第1の端子が正の電圧(供給電圧V_D_D)と接
    続されており、同時に第1の電界効果トランジスタ(T
    5)の1つの端子を成すこの直列回路の第2の端子がコ
    ンパレータ(K)の接地電位(V_S_S)と接続され
    ている第2の入力端を形成し、また第1の電界効果トラ
    ンジスタ(T5)のゲート端子がコンパレータ(K)の
    第1の入力端(30)を成し、また第1の電界効果トラ
    ンジスタ(T5)の1つの基板端子が基板バイアス電圧
    発生器(16)の出力端(17)と接続されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第3項記載の集積回路。 5)負荷要素が他のチャネル形式の第2の電界効果トラ
    ンジスタ(T6)であり、また電界効果トランジスタ(
    T6)のゲート端子が第1の電界効果トランジスタ(T
    5)のゲート端子と接続されており、また電界効果トラ
    ンジスタ(T5)の基板端子が直列回路の第1の端子(
    30)と接続されていることを特徴とする特許請求の範
    囲第4項記載の集積回路。 6)電子スイッチが、ゲート端子で第1の電界効果1ト
    ランジスタ(T5)および第1の直列回路の負荷要素の
    1つの接続点(39)に接続されている1つの電界効果
    トランジスタ(T7)を含んでおり、電界効果トランジ
    スタ(T7)の基板端子が基板バイアス電圧発生器(1
    6)の出力端(17)と接続されており、電界効果トラ
    ンジスタ(T7)のソース端子が第2のコンデンサ面(
    26)と、また電界効果トランジスタ(T7)のドレイ
    ン端子がコンデンサに対する供給電圧発生器(28)と
    接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第3項
    ないし第5項のいずれか1項に記載の集積回路。 7)基板バイアス電圧発生器(16)の出力端(17)
    が1つの電子スイッチ(T4)を介して接地電位(V_
    S_S)にある回路点(36)と接続されており、また
    電子スイッチ(T4)が基板バイアス電圧発生器(16
    )の出力端(17)を介して駆動されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項ないし第6項のいずれか1項に
    記載の集積回路。 8)基板バイアス電圧発生器(16)、コンデンサに対
    するバイアス電圧発生器(28)、電子的保護回路(2
    7)および電子スイッチ(T4)が半導体基板の上に一
    緒に集積されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項ないし第7項のいずれか1項に記載の集積回路。 9)集積密度が高いダイナミック半導体メモリに対する
    周辺回路として応用されることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第8項のいずれか1項に記載の集積回
    路。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3681540D1 (de) * 1985-08-26 1991-10-24 Siemens Ag Integrierte schaltung in komplementaerer schaltungstechnik mit einem substratvorspannungs-generator.
US4918663A (en) * 1987-09-16 1990-04-17 Motorola, Inc. Latch-up control for a CMOS memory with a pumped well
JPH0179141U (ja) * 1987-11-18 1989-05-26
JPH0666443B2 (ja) * 1988-07-07 1994-08-24 株式会社東芝 半導体メモリセルおよび半導体メモリ
JPH071864Y2 (ja) * 1988-09-08 1995-01-18 三洋電機株式会社 レベル判別回路
JP2645142B2 (ja) * 1989-06-19 1997-08-25 株式会社東芝 ダイナミック型ランダムアクセスメモリ
JP2644342B2 (ja) * 1989-09-01 1997-08-25 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 入力保護回路を備えた半導体装置
US5200919A (en) * 1990-06-29 1993-04-06 Texas Instruments Incorporated Electrically-erasable, electrically-programmable read-only memory cell with a selectable threshold voltage and methods for its use
US5157280A (en) * 1991-02-13 1992-10-20 Texas Instruments Incorporated Switch for selectively coupling a power supply to a power bus
JPH07283405A (ja) * 1994-04-13 1995-10-27 Toshiba Corp 半導体装置の保護回路
JP3332123B2 (ja) * 1994-11-10 2002-10-07 株式会社東芝 入力保護回路及びこれを用いた半導体装置
DE19540169C1 (de) * 1995-10-27 1996-11-28 Texas Instruments Deutschland Integrierte CMOS-Schaltung mit Schaltung zur Latch-up-Verhinderung sowie Status-Speicher
US6023186A (en) * 1996-04-30 2000-02-08 Kabushiki Kaisha Toshiba CMOS integrated circuit device and inspection method thereof
US6078211A (en) * 1998-10-14 2000-06-20 National Semiconductor Corporation Substrate biasing circuit that utilizes a gated diode to set the bias on the substrate
US6380571B1 (en) 1998-10-14 2002-04-30 National Semiconductor Corporation CMOS compatible pixel cell that utilizes a gated diode to reset the cell
US7309898B1 (en) 2002-05-20 2007-12-18 International Business Machines Corporation Method and apparatus for providing noise suppression in an integrated circuit
US8810283B2 (en) * 2012-05-22 2014-08-19 Analog Devices, Inc. CMOS transistor linearization method
US9202760B2 (en) 2012-06-26 2015-12-01 Infineon Technologies Ag Semiconductor devices and structures
US10204906B2 (en) * 2016-12-16 2019-02-12 Intel Corporation Memory with single-event latchup prevention circuitry

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303958A (en) * 1979-06-18 1981-12-01 Motorola Inc. Reverse battery protection
US4353105A (en) * 1980-12-08 1982-10-05 National Semiconductor Corporation CMOS Latch-up protection circuit
JPS5812349A (ja) * 1981-07-16 1983-01-24 Toshiba Corp 相補型mos半導体装置
CA1175503A (en) * 1981-07-17 1984-10-02 Andreas Demetriou Cmos turn-on circuit
JPS5873147A (ja) * 1981-10-27 1983-05-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置
JPS58225664A (ja) * 1982-06-22 1983-12-27 Sanyo Electric Co Ltd C−mos集積回路
US4473758A (en) * 1983-02-07 1984-09-25 Motorola Inc. Substrate bias control circuit and method
JPH0828480B2 (ja) * 1983-09-30 1996-03-21 富士通株式会社 半導体集積回路装置
JPS6084864A (ja) * 1983-10-17 1985-05-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路用給電装置
US4571505A (en) * 1983-11-16 1986-02-18 Inmos Corporation Method and apparatus of reducing latch-up susceptibility in CMOS integrated circuits
US4683488A (en) * 1984-03-29 1987-07-28 Hughes Aircraft Company Latch-up resistant CMOS structure for VLSI including retrograded wells
JPS6177421A (ja) * 1984-08-21 1986-04-21 ラテイス・セミコンダクター・コーポレーシヨン Cmosデバイスのラツチアツプを防止する回路と方法
US4670668A (en) * 1985-05-09 1987-06-02 Advanced Micro Devices, Inc. Substrate bias generator with power supply control means to sequence application of bias and power to prevent CMOS SCR latch-up

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