Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH052882A - Large-scale integrated circuit - Google Patents

Large-scale integrated circuit

Info

Publication number
JPH052882A
JPH052882A JP3241343A JP24134391A JPH052882A JP H052882 A JPH052882 A JP H052882A JP 3241343 A JP3241343 A JP 3241343A JP 24134391 A JP24134391 A JP 24134391A JP H052882 A JPH052882 A JP H052882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
integrated circuit
semiconductor integrated
circuit
circuit according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3241343A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0793005B2 (en
Inventor
Kiyoo Ito
清男 伊藤
Ryoichi Hori
陵一 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3241343A priority Critical patent/JPH0793005B2/en
Publication of JPH052882A publication Critical patent/JPH052882A/en
Publication of JPH0793005B2 publication Critical patent/JPH0793005B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dram (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain a higher integration scale and to allow a memory wigh high reliability by forming the elements of a 1st circuit responding with signals of large amplitude to such a large size of high breakdown voltage and forming the elements of a 2nd circuit responding with the output signals of this circuit to a small size. CONSTITUTION:The MOS transistor (MOST) Qm of the 1st circuit part 40 consisting of a memory array and direct peripheral cirucits affecting the high integration scale is formed to the small size and the MOST QP of the 2nd circuit part 50 consisting of the indirect peripheral cirucits is formed to the large size. The operation of the MOST QP can be made by setting the power source voltage VCC from the outside of the chip at an operating voltage and the operation of the Qm can be made by convering the voltage VCC to a low voltage VDP. The voltage VDP is lowered as well if the gate oxide film t0X1 is made small. The operating speed of the 1st circuit part 40 occupying the greater part on the operating speed of the memory is thus increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高密度の集積回路、と
くに、高密度の半導体メモリに好適な集積回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high density integrated circuit, and more particularly to an integrated circuit suitable for a high density semiconductor memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体メモリの高集積化のため
に、特開昭51−104276では、2種のゲート酸化
膜厚と2種のゲート領域表面濃度を組み合せた技術が提
示されている。また、特開昭50−119543には、
メモリアレー部のSi表面を高濃度にイオン打ちこみす
ることによって、メモリアレー部のトランジスタのチャ
ネル長をより小にしたり、拡散層間隔をより小にして集
積度を向上させる技術が提示されている。しかし、この
ような技術によって、トランジスタ等の回路素子の寸法
を小さくした場合、これらの回路素子の絶縁破壊に対す
る耐圧が小さくならざるをえない。したがって、これら
の回路素子に与える電源電圧又はこれらの回路によって
発生される信号電圧は、回路素子の寸法を小さくしたこ
とに伴なって小さくする必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, for high integration of a semiconductor memory, JP-A-51-104276 discloses a technique in which two kinds of gate oxide film thicknesses and two kinds of gate region surface concentrations are combined. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 50-119543 discloses that
A technique has been proposed in which the Si surface of the memory array portion is ion-implanted at a high concentration to make the channel length of the transistors in the memory array portion smaller and the diffusion layer interval smaller to improve the degree of integration. However, when the dimensions of circuit elements such as transistors are reduced by such a technique, the withstand voltage against dielectric breakdown of these circuit elements must be reduced. Therefore, the power supply voltage applied to these circuit elements or the signal voltage generated by these circuits needs to be reduced along with the reduction in the size of the circuit elements.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一方ユーザの使いやす
さからみれば、外部からの印加電圧(メモリLSIのパ
ッケージの電源ピンに印加される電圧)は、メモリを構
成するトランジスタの寸法いかんによらず一定にしたい
という要望がある。したがって外部からの印加電圧を下
げることは望ましくない。したがって、上述の従来技術
によっては、高い外部電圧を用いることのできる高集積
度のメモリを実現することは出来ない。このことはメモ
リに限らず、他の集積回路にもあてはまる。
On the other hand, from the viewpoint of user's ease of use, the voltage applied from the outside (voltage applied to the power supply pin of the package of the memory LSI) depends on the size of the transistor constituting the memory. There is a desire to keep it constant. Therefore, it is not desirable to reduce the voltage applied from the outside. Therefore, the above-mentioned conventional technique cannot realize a highly integrated memory that can use a high external voltage. This applies not only to the memory but also to other integrated circuits.

【0004】したがって、本発明の目的は、高い外部電
圧を用いることができ、寸法が小さく、低い動作電圧で
動作する回路素子を内部に有する高集積度の集積回路を
提供することにある。
It is therefore an object of the present invention to provide a highly integrated circuit which can use a high external voltage, has a small size, and internally has a circuit element which operates at a low operating voltage.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
集積回路の次の特徴に注目した。
Therefore, in the present invention,
We paid attention to the following features of the integrated circuit.

【0006】(1)一般に集積回路の内、外部入力端子
に接続された回路素子の耐圧は高くなければならない。
この端子に外部から高い電圧が供給されても、また、静
電力が発生しても、この素子が破壊されないようにする
ためである。したがって、この外部入力端子に接続され
た回路素子の寸法は大きくすることが実際上必要であ
る。
(1) Generally, in an integrated circuit, a circuit element connected to an external input terminal must have a high breakdown voltage.
This is to prevent the element from being destroyed even when a high voltage is externally supplied to this terminal or when an electrostatic force is generated. Therefore, it is practically necessary to increase the size of the circuit element connected to this external input terminal.

【0007】(2)集積回路の内、内部の回路は前述の
ごとく、寸法を小さくし、それにより耐圧が小さくなっ
ても破壊されないようにするために、それらへ供給する
電源電圧あるいはそれらにより発生される信号電圧の値
を小さくすることが望ましい。これらの点を考慮し、本
発明では、大きな振巾の信号に応答する第1の回路内の
回路素子は、耐圧が大きくなるように大きな寸法にて形
成するとともに、この回路の出力信号に応答する第2の
回路の回路素子は、高集積化するために小さい寸法にて
形成する。更に、高い、第1の電源電圧が入力され、第
2の回路にこの第1の電源電圧より低い第2の電源電圧
を供給するための、寸法の大きな回路素子からなる電源
回路を設け、第1の回路を第1の電源電圧が入力され、
第2の電源電圧に対応した大きさの電圧を有する内部信
号を発生するように構成する。第2の回路は、第2の電
源電圧が入力され、この内部信号により起動され、第2
の電源電圧に対応した大きさの電圧を有する信号を出力
するように構成される。
(2) In the integrated circuit, as described above, the internal circuit has a small size, and in order to prevent the breakdown even if the breakdown voltage becomes small, a power supply voltage supplied to them or a voltage generated by them is generated. It is desirable to reduce the value of the signal voltage applied. In consideration of these points, in the present invention, the circuit element in the first circuit that responds to a signal with a large amplitude is formed to have a large size so as to have a high withstand voltage, and responds to the output signal of this circuit. The circuit element of the second circuit is formed in a small size for high integration. Further, a power supply circuit including a large-sized circuit element for supplying a high first power supply voltage and supplying a second power supply voltage lower than the first power supply voltage to the second circuit is provided. The first power supply voltage is input to the circuit of 1,
It is configured to generate an internal signal having a voltage corresponding to the second power supply voltage. The second circuit receives the second power supply voltage and is activated by this internal signal,
Is configured to output a signal having a voltage having a magnitude corresponding to the power supply voltage.

【0008】[0008]

【作用】この結果、第1、第2の回路は、耐圧に関して
問題はなくでき、さらに、第2の回路は、小さい寸法の
回路素子で形成されるために、また、集積回路全体の中
では、第2の回路が占める面積が大きいため、集積回路
全体としてみたときに高集積化が図れる。
As a result, the first and second circuits have no problem with respect to withstand voltage, and the second circuit is formed of circuit elements having a small size. Since the area occupied by the second circuit is large, high integration can be achieved in the integrated circuit as a whole.

【0009】[0009]

【実施例】以下、実施例に従がい本発明を説明する。EXAMPLES The present invention will be described below according to examples.

【0010】図1は、本方式の概念を示すためのP型基
板10からなるダイナミックメモリ用のメモリチップの
断面図である。N型のモストランジスタ(MOST)Q
pのゲート酸化膜tox2はMOST、Qmのゲート酸化膜
ox1より厚くされ、MOST、QpのドレインDp
は、高いドレイン電圧、たとえば外部電圧Vcc(たとえ
ば5v)が供給され、MOST、QmのドレインDm
は、この電圧Vccが入力される内部電源電圧発生回路3
0(これは実際には、基板10内に形成されている)に
より、Vccより低い電圧VDP(たとえば3.5V)が供
給されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a memory chip for a dynamic memory composed of a P-type substrate 10 to show the concept of this method. N-type MOS transistor (MOST) Q
a gate oxide film t ox2 for p MOST, is thicker than the gate oxide film t ox1 of Q m, MOST, the drain D p of Q p, high drain voltage, for example, an external voltage V cc (e.g. 5 v) is supplied, The internal power supply voltage generation circuit 3 to which this voltage V cc is input to the drain D m of the MOST and Q m
0 (which is actually formed in substrate 10) provides a voltage V DP (eg, 3.5V) that is less than V cc .

【0011】外部電圧Vccは、基板電圧発生回路20に
入力され、ここで基板10のバイアス電圧たとえば−3
Vを発生する。なお、回路20は、基板10の外部に記
載されているが、実際には基板10の内部に設けられて
いる。通常メモリの集積度は、メモリアレーとそれを駆
動する、あるいはそれから出力される微少信号を増巾す
るセンスアンプ(図示せず)などの、メモリアレーに直
接接続されている周辺回路(直接周辺回路)からなる第
1の回路部40の集積度で決まる。したがってこの部分
のMOST、Qmの寸法は小さくしたい。この寸法はM
OST、Qmの耐圧、あるいはホットエレクトロン、基
板電流などの関係から、一般に動作電圧を低くすること
によって小にすることは可能である。ここでは、MOS
T、Qmのゲート酸化膜tox1を薄くし、ドレイン電圧は
ccより低い電圧VDPとし、チャネル長を短かくしMO
ST、Qmの寸法を小さくすることを実現している。勿
論、ゲートGmの電圧の最大値も一般的にはVDPにする
必要がある。一方、その他の制御回路、つまり直接周辺
回路を制御する回路(間接周辺回路)からなる第2の回
路部50は、チップ全体に占めるその面積は約10%で
あるから、特に寸法の小さなMOSTを使う必要もな
い。むしろこの間接周辺回路は外部の入力端子が接続さ
れるから、静電破壊耐圧などが十分高くなければならな
い。このためには一般にここのMOST Qpのゲート酸
化膜tox2を厚くし、それに伴ない寸法(たとえばチャ
ネル長)の大きなMOST Qpを使う必要がある。ここ
では、このゲート酸化膜tox2をゲート酸化膜tox1より
厚くし、チャネル長を長くしたことに伴ない、Qpのド
レイン電圧を、Qmのドレイン電圧VDPより高いVcc
する。勿論ゲートGpの電圧の最大値は一般的にはVcc
とする。なお、Qp、QmのソースSp、Smはいずれもア
ース電位に保持される。図1のように、高集積度に影響
するメモリアレーと直接周辺回路からなる第1の回路部
40のMOST Qmの寸法は小さくし、間接周辺回路か
らなる第2の回路部50のMOST Qpの寸法はより大
きくするわけである。またこうすることによって、チッ
プ外部からの電源電圧(Vcc:たとえば5V)を動作電
圧とすることよって、MOST、Qpは動作可能とな
る。またQmは、Vccをチップ内で電圧変換して、より
低い動作電圧(VDP:たとえば3.5V)で動作可能と
なる。一般に動作電圧を低くするほど、それに応じてV
thも低くするのが高速という点で望ましい。この点、M
OSTの一般的特性からゲート酸化膜toxが小になれば
thも低くなるので、メモリの動作速度に大きな部分を
占める第1の回路部の動作速度を高速化できる。
The external voltage V cc is input to the substrate voltage generating circuit 20, where the bias voltage of the substrate 10 is, for example, -3.
V is generated. Although the circuit 20 is shown outside the substrate 10, it is actually provided inside the substrate 10. Normally, the degree of integration of the memory is defined by peripheral circuits (direct peripheral circuits) directly connected to the memory array, such as a memory array and a sense amplifier (not shown) that drives the memory array or amplifies a minute signal output from the memory array. ) Of the first circuit unit 40. Therefore MOST of this part, the dimensions of Q m is desirable to reduce. This dimension is M
In general, it is possible to reduce the operating voltage by lowering the operating voltage in view of the breakdown voltage of OST and Q m , the hot electrons, the substrate current, and the like. Here, MOS
The gate oxide film t ox1 of T and Q m is thinned, the drain voltage is set to a voltage V DP lower than V cc , and the channel length is shortened.
It is possible to reduce the dimensions of ST and Q m . Of course, the maximum value of the voltage of the gate G m also needs to be generally V DP . On the other hand, the other circuit, that is, the second circuit section 50 including a circuit (indirect peripheral circuit) that directly controls the peripheral circuit, occupies about 10% of the entire chip area. You don't even have to use it. Rather, the indirect peripheral circuit is connected to an external input terminal, and therefore must have a sufficiently high electrostatic breakdown voltage. Generally for this purpose thickened gate oxide film t ox2 the individual MOST Q p, it is necessary to use a large MOST Q p of Ban no dimension (e.g. channel length). Here, the gate oxide film t ox2 thicker than the gate oxide film t ox1, In conjunction to the long channel length, drain voltage of Q p, and V cc higher than the drain voltage V DP of Q m. Of course, the maximum voltage of the gate G p is generally V cc
And The sources S p and S m of Q p and Q m are held at the ground potential. As shown in FIG. 1, the size of the MOST Q m of the first circuit section 40 including the memory array and the direct peripheral circuit, which affects the high integration degree, is reduced, and the MOST Q m of the second circuit section 50 including the indirect peripheral circuit is reduced. The size of p is made larger. By doing this also, the power supply voltage from the outside of the chip: I'll be the operating voltage (V cc, for example 5V), MOST, Q p becomes operational. Further, Q m can be operated at a lower operating voltage (V DP : eg 3.5 V) by converting V cc into a voltage within the chip. Generally, the lower the operating voltage, the more V
It is desirable that th be also low in terms of high speed. This point, M
According to the general characteristics of OST, if the gate oxide film tox becomes smaller, Vth also becomes lower, so that the operating speed of the first circuit portion, which occupies a large part in the operating speed of the memory, can be increased.

【0012】したがって本方式は高速化という点でも都
合がよい。尚、用途に応じてイオン打込み技術によって
thを適宜調整できることは明らかである。
Therefore, this method is also convenient in terms of speeding up. It is obvious that V th can be adjusted appropriately by the ion implantation technique depending on the application.

【0013】本方式を、1トランジスタ型メモリセルか
らなる実際のダイナミックN−MOSメモリに適用する
場合、いくつかの考慮を払うことによって、より有効に
使える。この一例を図2に示す。これは折り返し型のデ
ータ線を有するメモリである。このメモリは、外部電源
電圧Vcc(5V)を入力されて、約−3Vの基板バイア
ス発生回路20と、外部電源電圧Vccが入力されて、
3.5Vの内部電源電圧VDPおよび約3Vの直流電圧
V′を発生する内部電源発生回路30と、外部電源電圧
ccと、外部アドレスAi〜Aj,Ai′〜Aj′、外
部制御信号が入力され、内部アドレス信号ai〜aj、a
i′〜aj′、内部制御パルスφ0,φ1,φ3,φx,φy
を出力する間接周辺回路と、電圧VDP、V′、アドレス
信号ai〜aj、ai′〜aj′、制御パルスφ0,φ1,φ
3により制御される、メモリ孔MAと直接周辺回路40
とからなる。直接周辺回路には、XデコーダXD、Yデ
コーダYD、プリチャージ回路PC、センスアップSA
とが含まれている。なお、図2において、回路50A
は、間接周辺回路50の内、ワード線駆動パルスを発生
する部分を別に取り出して示したものである。この回路
50A内において、パルスφ1′,φx′は、間接周辺回
路50内にて発生される回路である。
When this method is applied to an actual dynamic N-MOS memory consisting of one-transistor type memory cells, it can be used more effectively by taking some considerations. An example of this is shown in FIG. This is a memory having a folded data line. To this memory, an external power supply voltage Vcc (5V) is input, a substrate bias generating circuit 20 of about -3V and an external power supply voltage Vcc are input,
The internal power supply generation circuit 30 for generating the internal power supply voltage V DP of 3.5 V and the DC voltage V'of about 3 V, the external power supply voltage V cc , the external addresses Ai to Aj, Ai 'to Aj', and the external control signal are used. The received internal address signals a i to a j , a
i ′ to a j ′, internal control pulses φ 0 , φ 1 , φ 3 , φ x , φ y
And an indirect peripheral circuit for outputting the voltages V DP , V ′, address signals a i to a j , a i ′ to a j ′, control pulses φ 0 , φ 1 , φ.
Memory hole MA and direct peripheral circuit 40 controlled by 3
Consists of. The direct peripheral circuits include an X decoder XD, a Y decoder YD, a precharge circuit PC, and a sense up SA.
And are included. In FIG. 2, the circuit 50A
In the indirect peripheral circuit 50, a portion for generating a word line drive pulse is separately extracted and shown. In this circuit 50A, the pulses φ 1 ′ and φ x ′ are circuits generated in the indirect peripheral circuit 50.

【0014】ここで、間接周辺回路50に入力される外
部アドレス信号、外部制御信号はいずれも、外部電源電
圧Vccとアース電位との間で変化する信号である。この
回路50から出力されるパルスの内、φ1,ai〜aj
i′〜aj′はいずれも内部電源電圧VDPとアース電位
間で変化するパルスであり、パルスφ0は、プリチャー
ジ用トランジスタQp,Qp ̄,QDP,QYO,QXO,のし
きい値をVthとすると、VDP+Vthより大きいレベルを
取るパルスであり、パルスφ3は、トランジスタQA,Q
A ̄のしきい値だけVDPより低いレベルを取るパルスで
ある。また、パルスφx,φyは約1.5VDPのレベルを
取るパルスである。
Here, both the external address signal and the external control signal input to the indirect peripheral circuit 50 are signals that change between the external power supply voltage V cc and the ground potential. Of the pulses output from this circuit 50, φ 1 , a i to a j ,
Each of a i ′ to a j ′ is a pulse that changes between the internal power supply voltage V DP and the ground potential, and the pulse φ 0 is a precharging transistor Q p , Q p − , Q DP , Q YO , Q XO. , The pulse having a level higher than V DP + V th is taken as the threshold value of V th , and the pulse φ 3 is the transistor Q A , Q.
This pulse has a level lower than V DP by the threshold value of A. The pulses φ x and φ y are pulses having a level of about 1.5 V DP .

【0015】本回路の動作は以下の通りである。The operation of this circuit is as follows.

【0016】メモリアレーMA内の選択されたメモリセ
ルMCから記憶情報に応じてデータ線D ̄に現われる読
み出し信号電圧は、ダミーセルDCからデータ線Dに現
われる参照電圧を用いてセンスアンプSAにより情報
“1”,“0”と判定されるわけだが、その過程は下記
となる。すなわち、各データ線対D,D ̄は、プリチャ
ージ信号φ0によってVDP(<Vcc)にプリチャージさ
れた後、φ0はオフとなり、D,D ̄はVDPに保持され
る。このプリチャージ信号φcの振幅は、データ線プリ
チャージ回路PC中のMOST Qp,Qp ̄のVthのば
らつきの影響を受けて、D,D ̄のプリチャージレベル
が不平衡になる(これは読み出し時に等価的雑音とな
る)のを防ぐためにVDPよりも十分大きい(>VDP+V
th)振幅であればよい。次にQCLによりプリチャージ時
にOVにクリヤされた選択ワード線W上のメモリセルM
Cを読み出すために、ワード起動パルスφx′(振巾は
外部電源電圧Vcc)がワード電圧発生回路WGに印加さ
れる。この時デコーダXDはすでにアドレスai〜aj
よって選択されているから、ワードドライバMOST
XSのゲートは高レベルに保持されている、すなわちQ
XSはオンになっている。ワード電圧発生回路WGは、パ
ルスφx′を受けて、振巾VDPのパルスφxを出力するも
ので、その出力φxは、W′からそのままWに伝わる。
この場合、目的に応じて、例えばMCからD ̄への読み
出し電圧を大にするためにWへの印加電圧を大にするた
めに、ブートラストラップ容量CBを介してφ1(振巾V
DP)を印加することも行われる。昇圧回路VUは、パル
スφ1′(振巾Vcc)を受けてパルスφ1を出力するもの
である。この場合の昇圧電圧は、CBとW′とWの和の
寄生容量とφ1の振幅で決まるが、0.5VDP程度は可能
である。したがってWには1.5VDP程度の振幅のパル
スが生じる。同時に図2では省略したが、ほぼ同種の回
路によってダミーワード線DWにも1.5VDPのパルス
電圧が生ずる。これらによって、記憶容量Csに保持さ
れていた情報に応じた記憶電圧は、Csとデータ線容量
との関係で決まる微少電圧となってD ̄に現われる。
The read signal voltage appearing on the data line D from the selected memory cell MC in the memory array MA according to the stored information is read by the sense amplifier SA using the reference voltage appearing on the data line D from the dummy cell DC. Although it is determined as 1 ”or“ 0 ”, the process is as follows. That is, each data line pair D, D- is precharged to V DP (<V cc ) by the precharge signal φ 0 , then φ 0 is turned off, and D, D- is held at V DP . The amplitude of the precharge signal φ c is affected by the variation in V th of the MOSTs Q p and Q p in the data line precharge circuit PC, and the precharge levels of D and D are unbalanced (( This is the equivalent noise at the time of reading) of sufficiently greater than V DP to prevent (> V DP + V
th ) Any amplitude will do. Next, the memory cell M on the selected word line W which is cleared to OV at the time of precharging by Q CL
To read C, a word activation pulse φ x ′ (with an amplitude of the external power supply voltage V cc ) is applied to the word voltage generation circuit WG. At this time, since the decoder XD has already been selected by the addresses a i to a j , the word driver MOST
The gate of Q XS is held at a high level, ie Q
XS is on. The word voltage generating circuit WG receives the pulse φ x ′ and outputs the pulse φ x having the amplitude V DP , and the output φ x is transmitted from W ′ to W as it is.
In this case, depending on the purpose, for example, a read voltage to D¯ from MC to the voltage applied to the W to the large to the large, via the boot la strap capacitor C B phi 1 (Fuhaba V
DP ) is also applied. The booster circuit VU receives the pulse φ 1 ′ (width V cc ) and outputs the pulse φ 1 . The boosted voltage in this case is determined by the parasitic capacitance of the sum of C B , W ′ and W and the amplitude of φ 1 , but can be about 0.5 V DP . Therefore, a pulse having an amplitude of about 1.5 V DP is generated on W. At the same time, although omitted in FIG. 2, a pulse voltage of 1.5 V DP is generated also in the dummy word line DW by a circuit of almost the same type. As a result, the storage voltage corresponding to the information held in the storage capacitance C s appears in D as a minute voltage determined by the relationship between C s and the data line capacitance.

【0017】一方、Dには記憶情報に対応してD ̄に現
われた信号電圧の中間レベル(参照電圧)が、常に現わ
れ、これらが、センスアンプSAで増幅されるわけであ
る。尚増幅は、プリチャージに、データ線D,D ̄から
プリチャージされてVDP−Vth(ここでVthはQA,QA
 ̄のVth)になっているφ3をOVにすることによって
行われる。このようにして増幅されたD,D ̄の差動信
号は、所定のYデコーダYDがアドレスai′〜aj′に
よって選択され(したがってQYSのゲート電圧が高レベ
ル)、φy(振幅は〜1.5VDP)が印加されることによ
って、各データ対線に共通なI/O,I/O ̄ ̄ ̄に出
力されてデータ出力となる。
On the other hand, the intermediate level (reference voltage) of the signal voltage appearing at D in correspondence with the stored information always appears at D, and these are amplified by the sense amplifier SA. Incidentally amplification to precharge the data line D, is precharged V DP -V th (where V th from D¯ is Q A, Q A
It is carried out by setting φ 3 which is V th ) to OV. The thus-amplified differential signals of D and D are selected by the predetermined Y decoder YD by the addresses a i ′ to a j ′ (thus, the gate voltage of Q YS is at a high level), and φ y (amplitude) by to 1.5V DP) is applied, a common I / O to the data line pair, and is output to the I / O¯¯¯ data output.

【0018】さて通常のメモリでは、前述したように、
ccを5Vに維持したままで、高集積化していく、つま
りMCを小にしていくと、当然耐圧が問題となってくる
わけだが、本発明のように、集積度に直接的に関係する
メモリセルMC、ダミーセルDCと、MCとほぼ同じピ
ッチでレイアウトされる直接周辺回路ならびにMOST
(例えば、SA,PC,XD,YD,QXS,QYS
D,QD ̄,DC,QCL)の動作電圧を下げれば、これ
らの耐圧の問題がなくなるために、小さい寸法の素子
(MOST,コンデンサ,抵抗)を用いて小さな面積に
レイアウトできることになる。また一方、間接周辺回路
の面積は、全体のチップ面積からみて、占める割合は小
さいから、高い動作電圧でも安定に動作するようにより
大きい寸法の素子を用いることができる。すなわち外部
からみて高電圧で動作する高集積メモリが可能となる。
Now, in the ordinary memory, as described above,
When high integration is performed while maintaining Vcc at 5V, that is, when MC is reduced, the breakdown voltage naturally becomes a problem, but as in the present invention, it is directly related to the integration degree. Memory cells MC, dummy cells DC, and direct peripheral circuits and MOSTs laid out at substantially the same pitch as MC
(For example, SA, PC, XD, YD, Q XS , Q YS ,
If the operating voltage of Q D , Q D  ̄, DC, Q CL ) is lowered, the problem of withstand voltage will be eliminated, and it will be possible to lay out in a small area by using small size elements (MOST, capacitors, resistors). . On the other hand, the area of the indirect peripheral circuit is small in view of the entire chip area. Therefore, a device having a larger size can be used so as to operate stably even at a high operating voltage. That is, a highly integrated memory that operates at a high voltage when viewed from the outside becomes possible.

【0019】次に寸法を小にするための具体例を以下に
列挙する。
Next, specific examples for reducing the size will be listed below.

【0020】 酸化膜を選択的にうすくする;一般に
MOSTのゲート酸化膜厚が小になるほど小さいチャネ
ル長Lでも正常なトランジスタ特性を示す。したがって
チャネル長を小にして、小さな面積でレイアウトするに
は、ゲート酸化膜を小にする必要がある。しかし前述し
たように、耐圧(ドレイン・ソース間)が低下する。し
たがって本発明のように、Lに応じて動作電圧を使いわ
けることが重要である。またMOS LSIでは、この
うすい酸化膜をコンデンサとして用いることがよく行わ
れる(図2のCB,CSなど)。この場合にも、うすいゲ
ート酸化膜を用いれば小さい面積で大きな値のコンデン
サも作れるので、このようなコンデンサを低電圧動作す
る個所に使うことができる。したがってうすい酸化膜が
メモリアレや直接周辺回路部で用いられるということは
高集積化にとって本質的に重要である。
The oxide film is selectively thinned; generally, as the gate oxide film thickness of the MOST becomes smaller, normal transistor characteristics are exhibited even with a smaller channel length L. Therefore, in order to reduce the channel length and lay out in a small area, it is necessary to reduce the gate oxide film. However, as described above, the breakdown voltage (between the drain and the source) decreases. Therefore, it is important to properly use the operating voltage according to L as in the present invention. Further, in MOS LSI, this thin oxide film is often used as a capacitor (C B , C S in FIG. 2). Also in this case, a thin gate oxide film can be used to form a capacitor having a large value in a small area, so that such a capacitor can be used in a place operating at a low voltage. Therefore, it is essentially important for high integration that the thin oxide film is used in the memory array or directly in the peripheral circuit section.

【0021】 ゲート酸化膜の小なるMOSTのLと
thをより小にする;うすい酸化膜が選択的に使えるこ
とにより、MOSTの一般的な特性から明らかなよう
に、LやVthが小にできる。だから、この可能性を積極
的に用いることによって、速度を低下させずに高集積化
が可能である。なぜなら、うすい酸化膜の領域は動作電
圧が低いわけで、このままでは低速動作しかしないこと
になるが、幸いなことにこの領域ではLやVthを小にで
きる。このLやVthを積極的に小にすることは、高速動
作をさせることにつながるからである。
The L and V th of the MOST having a small gate oxide film are made smaller; as the thin oxide film can be selectively used, as is clear from the general characteristics of the MOST, the L and V th are small. You can Therefore, by actively using this possibility, high integration can be achieved without reducing the speed. This is because the thin oxide region has a low operating voltage, and if it is left as it is, it operates only at a low speed. Fortunately, however, L and Vth can be made small in this region. This is because positively reducing L or V th leads to high-speed operation.

【0022】 低電圧で動作させる領域では素子分離
はより容易にできる。したがってこの分だけ素子分離幅
は小にできる。つまり高集積化が可能である。あるい
は、素子分離特性に寄与する層間膜厚をうすくできる。
したがってこの分だけ平坦化され、配線(例えばAl)
の断線が少なくなり高歩留りになる。
Element isolation can be more easily performed in a region operated at a low voltage. Therefore, the element isolation width can be reduced by this amount. In other words, high integration is possible. Alternatively, the interlayer film thickness that contributes to element isolation characteristics can be thinned.
Therefore, it is flattened by this amount, and wiring (for example, Al)
The number of wire breakages will decrease and the yield will increase.

【0023】すなわち、図6に示すように、2個のMO
ST Qm1,Qm2の上部を例えばAl配線WAが走って
いて、それに高電圧が印加されているとする。また一方
のMOSTのドレインDm1に高電圧が、他のMOSTの
ソースSm2に低電圧が印加されているとする。Qm1とQ
m2を電気的に分離できる素子分離幅Lpは、WAに印加
される電圧VDP,膜間膜厚tDPに依存し、一般にはVDP
が小になるほど、tOP大なるほど、LPは小にできる。
したがってtOP一定のもとで本発明を採用すればVDP
小であるから、LPは小にでき、高集積化できる。また
P一定のもとではtOPを小にできるから、段差の少な
い断面にできる。したがってAlの断線は少なくでき、
高歩留りとなる。
That is, as shown in FIG.
It is assumed that, for example, an Al wiring WA runs above the ST Q m1 and Q m2 and a high voltage is applied to it. Further, it is assumed that a high voltage is applied to the drain D m1 of one MOST and a low voltage is applied to the source S m2 of the other MOST. Q m1 and Q
The element separation width L p that can electrically separate m2 depends on the voltage V DP applied to the WA and the film thickness t DP of the film, and is generally V DP.
The smaller is, the larger is t OP , the smaller can be L P.
Therefore, if the present invention is adopted under the condition that t OP is constant, V DP is small, so that L P can be made small and high integration can be achieved. Further, since t OP can be made small under the condition that L P is constant, a cross section having a small step can be formed. Therefore, the breakage of Al can be reduced,
High yield.

【0024】 上記方式の利点をさらに調するため
に、メモリアレーならびに直接周辺回路の主要部の拡散
層の深さxjを間接周辺回路部のそれよりも小にする。
すなわちxjが小なる方が、小さい寸法のMOSTが使
えるからである。
In order to further enhance the advantages of the above method, the depth x j of the diffusion layer in the main part of the memory array and the direct peripheral circuit is made smaller than that of the indirect peripheral circuit part.
That is, the smaller x j is, the smaller size MOST can be used.

【0025】尚、あきらかなように、動作状態を考慮す
ることにより、場合によっては、直接周辺回路内の素子
寸法も選択的に大きくして使うことも考えられる。たと
えばQCLなどはそのドレイン・ソース間に1.5VDP
高電圧が加わるから、大きな寸法のMOSTを使うなど
の工夫も必要である。
Incidentally, it may be considered that, depending on the operating state, the element size in the peripheral circuit may be selectively increased to be used in some cases. For example, a high voltage of 1.5 V DP is applied between the drain and the source of Q CL or the like, so that it is necessary to devise a large size MOST.

【0026】また、センスアンプSAでは、QA,QA
を余り小さくしすぎると製造バラツキにより、これらの
しきい値が一致しないことがあり、メモリセル読出しノ
イズとなるので、QA,QA ̄の寸法は選択的に大きくす
ることが必要である。
In the sense amplifier SA, Q A and Q A
If the value is made too small, these threshold values may not match due to manufacturing variations, resulting in memory cell read noise. Therefore, it is necessary to selectively increase the dimensions of Q A and Q A.

【0027】なお、図2のメモリにおける具体的寸法例
は図7のとおりである。これらの各種寸法の組み合せ
は、用途に応じて選ぶことは可能である。
A specific example of dimensions in the memory of FIG. 2 is as shown in FIG. The combination of these various dimensions can be selected according to the application.

【0028】たとえば、xjやtOPは本図のように2種
にした方が本発明の利点が最大限活かせるが、製造のし
やすさから、1種にすることも可能である。
For example, it is possible to maximize the advantages of the present invention by using two types of x j and t OP as shown in the figure, but it is also possible to use one type for ease of manufacturing.

【0029】また図3は、図2のワード電圧発生回路W
Gと電圧昇圧回路VUの回路構成を示す。WGとVUは
いずれもデプレッション型のNチャンネルMOST(V
th=−3.5V)QDNと、このMOSTのソース電圧を
電源電圧とする、従来のパルス発生回路PGとからな
る。入力パルス電圧φx′,φ1′の振巾はVccである
が、デプレッションMOST、QDNによってa点の電圧
が−3.5Vに保持される。ワード電圧発生回路WG内
のパルス発生回路PGは、入力パルスφx′の立上がり
に応答して、電圧VDP(=3.5V)のパルスφxを出力
する。さらに、その後電圧昇圧回路VU内のパルス発生
回路PGは、入力パルスφ′(振巾Vcc)の立上がりに
応答して電圧VDPのパルスφ1を出力する。この結果、
線W′はキャパシタンスCBの作用により昇圧されて〜
1.5VDPとなる。(図4)回路PGの出力電圧は、V
ccを変化(たとえば5→8V)にしても、MOST Q
DNのVthによって一義的に決まる(図5)から、ほぼ一
定である。すなわち、図5に示すように外部電圧Vcc
変化するときに、外部電圧Vccが所定の電圧以下のとき
と所定の電圧以上のとき、すなわちしきい値電圧Vth
下のときとしきい値電圧Vth以上のときとでは外部電圧
ccの変化に対する内部電源電圧VDPの変化の仕方が違
うことを利用しているのである。このことは、Vccを過
大にしても、メモリアレーMAや直接周辺に多用されて
いる微細MOSTを破壊から守ることを意味する。
Further, FIG. 3 shows the word voltage generating circuit W of FIG.
The circuit configurations of G and the voltage boosting circuit VU are shown. Both WG and VU are depletion type N-channel MOST (V
th = −3.5V) Q DN and a conventional pulse generation circuit PG using the source voltage of this MOST as the power supply voltage. The amplitude of the input pulse voltages φ x ′ and φ 1 ′ is V cc , but the voltage at point a is held at −3.5 V by the depletion MOST and Q DN . Pulse generator PG in the word voltage generating circuit WG in response to the rise of the input pulse phi x ', and outputs a pulse phi x voltage V DP (= 3.5V). Further, thereafter, the pulse generating circuit PG in the voltage boosting circuit VU outputs the pulse φ 1 of the voltage V DP in response to the rising of the input pulse φ ′ (the swing width V cc ). As a result,
Line W'is boosted by the action of capacitance C B ~
It becomes 1.5V DP . (FIG. 4) The output voltage of the circuit PG is V
Even if cc is changed (for example, 5 → 8V), MOST Q
It is almost constant because it is uniquely determined by the Vth of DN (FIG. 5). That is, as shown in FIG. 5, when the external voltage V cc changes, when the external voltage V cc is below a predetermined voltage and above the predetermined voltage, that is, below the threshold voltage V th The fact that the internal power supply voltage V DP changes with respect to the change of the external voltage V cc is different from the case of the voltage V th or more. This means that even if V cc is excessively large, the memory array MA and the fine MOSTs frequently used directly around the memory array MA are protected from destruction.

【0030】なお、図3に示した回路WG,VUのごと
く、D型NMOSとパルス発生回路を用いて、外部電圧
ccに等しい振巾を有する入力パルスに応答してこれよ
り小さい電圧VDPに等しい振巾を発生する方法はこれら
の回路WG,VUに限られず、間接周辺回路60にも用
いられる。
As in the circuits WG and VU shown in FIG. 3, a D-type NMOS and a pulse generator are used to respond to an input pulse having a swing equal to the external voltage V cc , and a voltage V DP smaller than this voltage V DP. The method of generating the amplitude equal to is not limited to these circuits WG and VU, and is also used for the indirect peripheral circuit 60.

【0031】図3に示した、トランジスタQDNはVcc
源を受けてVDP電圧を出力しているので、内部電源電圧
発生回路30もこのトランジスタを用いて構成できる。
つまり、VDPを発生する部分には図3のようにドレイ
ン、ゲートにそれぞれVcc、アース電位が印加されるV
th=−3.5Vのデプレッション型トランジスタを用い
れば、そのソースから電源電圧VDPを得ることができ、
さらに、V′を発生する部分には同じ構成のトランジス
タのソースに、エンハンス型のトランジスタのドレイン
とゲートを接続し、このトランジスタのしきい値を0.
5Vにすれば、このトランジスタのソースから、電源電
圧V′を得ることができる。
Since the transistor Q DN shown in FIG. 3 receives the V cc power supply and outputs the V DP voltage, the internal power supply voltage generation circuit 30 can also be constructed using this transistor.
That is, as shown in FIG. 3, in the portion generating V DP , V cc to which the drain and gate are respectively applied, and V to which the ground potential is applied.
If a depletion type transistor of th = −3.5V is used, the power supply voltage V DP can be obtained from its source,
Further, the source of the transistor having the same structure is connected to the drain and the gate of the enhancement type transistor at the portion where V'is generated, and the threshold value of this transistor is set to 0.
If the voltage is 5V, the power supply voltage V'can be obtained from the source of this transistor.

【0032】次に低電圧に変換された電源電圧の印加方
式について具体例を述べる。
Next, a specific example of the method of applying the power supply voltage converted into the low voltage will be described.

【0033】図8は、チップ内の間接周辺回路のすべて
(PG1,PG2など)に、共通の電圧コンバータ30
から電圧VDPを供給する方式である。これらPGからの
出力パルスが図2のφ1′,φx′,φ3,ai〜aj
i′〜aj′などになる。この場合30が電流供給能力
が十分あれば、間接周辺回路を構成する各パルス発生回
路がそれぞれの負荷容量C1,C2,C3を駆動したとし
ても、VDPの電源変動は特に問題はない。しかし30の
電流供給能力が小さければ、各パルス発生回路PGが動
作する毎にVDPは変動し、この変動は電源線容量CDP
大きければ長時間持続する。すなわち、複数のPGは相
互にVDPの変動という形で干渉しあい、各PGからは理
想的なパルス波形が得られなくなる。この欠点を解決し
たのが図9である。各PG毎に電圧コンバータをつける
ので上記欠点はなくなる。実は、図3がその具体的実施
例だったわけである。
FIG. 8 shows a common voltage converter 30 for all indirect peripheral circuits (PG1, PG2, etc.) in the chip.
This is a method of supplying a voltage V DP from The output pulses from these PGs are φ 1 ′, φ x ′, φ 3 , a i to a j in FIG .
a i ′ to a j ′. In this case, if the current supply capacity of 30 is sufficient, even if each pulse generating circuit constituting the indirect peripheral circuit drives each load capacitance C 1 , C 2 , C 3 , the power fluctuation of V DP is not a particular problem. Absent. However, if the current supply capacity of 30 is small, V DP fluctuates each time each pulse generation circuit PG operates, and this fluctuation lasts for a long time if the power supply line capacitance C DP is large. That is, a plurality of PGs interfere with each other in the form of fluctuations in V DP , and an ideal pulse waveform cannot be obtained from each PG. FIG. 9 solves this drawback. Since a voltage converter is provided for each PG, the above drawbacks are eliminated. Actually, FIG. 3 was a concrete example.

【0034】図10は、低電圧の出力パルスを必要とす
るPGとそうでないPGを混在して使う場合の印加方式
である。たとえば、PG1あるいはPG4の出力パルス
は、前述したように、低電圧パルスを必要とする直接周
辺回路あるいはメモリアレーに印加される。
FIG. 10 shows an application method in the case where PGs that require low-voltage output pulses and PGs that do not require them are used together. For example, the output pulse of PG1 or PG4 is applied to a direct peripheral circuit or memory array which requires a low voltage pulse, as described above.

【0035】図11は、図8の欠点であるVDPを介する
相互干渉を少くする他の一実施例である。間接周辺回路
を構成する各PGを分類すると、ある特定の複数のPG
がある時間帯にのみ動作し、他の複数のPGは異なった
時間帯にのみ動作するというように、動作する時間帯に
応じて複数のPG群に分類できる。たとえば、アドレス
マルチプレクス方式のダイナミックメモリなどのよう
に、2個の外部印加クロック(φ1,φ2)のそれぞれに
対応して動作する2個のPG群がチップ内部に存在する
わけで、この場合、電圧コンバータは、φ1,φ2毎に用
いれば、VDPを介して、φ1とφ2に関係するPG間の干
渉はなくなる。あるいは、図12のように、入力信号φ
がONの場合に動作するPG(PG1,PG2,PG
3,…)とOFFの場合に動作するPG(PG1′,P
G2′,PG3′,…)とに分けて、すなわちφの論理
状態に対応して動作する2種のPG群に分けて、それぞ
れに電圧コンバータ30を接続する方法も考えられる。
ここでダイナミックメモリの例をとると、φがONの場
合は、メモリ動作をさせる時間帯に、またOFFの場合
はプリチャージ動作をさせる時間帯に対応する。
FIG. 11 shows another embodiment for reducing mutual interference via V DP , which is a drawback of FIG. When each PG forming the indirect peripheral circuit is classified, a certain plurality of PGs are classified.
It can be classified into a plurality of PG groups according to the operating time zone, such that it operates only in a certain time zone and the other plurality of PGs operate only in different time zones. For example, like a dynamic memory of the address multiplex system, two PG groups that operate corresponding to two externally applied clocks (φ 1 , φ 2 ) exist inside the chip. case, the voltage converter, phi 1, the use every phi 2, via a V DP, interference between PG related to phi 1 and phi 2 are not. Alternatively, as shown in FIG. 12, the input signal φ
PG that operates when is ON (PG1, PG2, PG
3, ...) and PG (PG1 ', P that operates when OFF)
G2 ′, PG3 ′, ...), that is, two types of PG groups that operate in accordance with the logical state of φ, and connect the voltage converter 30 to each.
As an example of the dynamic memory, when φ is ON, it corresponds to the time zone in which the memory operation is performed, and when φ is OFF, it corresponds to the time zone in which the precharge operation is performed.

【0036】次に電圧コンバータ自身の回路方式につい
て図3以外の実施例を述べる。説明を簡単にするため通
常用いられるダイナミック型パルス発生回路を用いて説
明する。このパルス回路PGの動作の詳細は、昭和54
年度電子通信学会半導体・材料部門全国大会No.69に
記されている。その概略を図13で説明する。すなわ
ち、入力φ1が印加されると、QDのゲート電圧は高電位
から低電位に放電されて、QDはOFFになり、同時に
Lのゲート電圧は低電位から高電位(ブートストラッ
プ容量を用いてVcc以上の高電位に充電される)になる
結果、QLはONになり、出力φ0は低電位(OV)から
高電位(Vcc)になる。このような回路形式で、低電圧
の出力パルスを得るには、図3のような実施例があげら
れる。しかし場合によっては、図14のように外部から
の供給電源であるVccと等しい振幅のパルスφiが入力
した場合、各PGの出力φ01〜φ04の振幅もVccである
が、ある特定の出力(たとえばφ01′,φ04′)だけは
余分に、より低電圧振幅(VDP)のパルスも出力して、
この低電圧パルスを直接周辺回路やメモリアレーに印加
したい場合もあり得る。この場合の電圧コンバータの実
施例を第15,16に示した。
Next, the circuit system of the voltage converter itself will be described with reference to an embodiment other than FIG. In order to simplify the description, a dynamic pulse generator circuit that is normally used will be described. For details of the operation of this pulse circuit PG, see
It is written in the annual conference No.69 of the Institute of Electronics and Communication Engineers Semiconductor and Materials Division. The outline will be described with reference to FIG. That is, when the input phi 1 is applied, the gate voltage of Q D are discharged from the high potential to the low potential, Q D goes to OFF, a high potential (bootstrap capacitor from the gate voltage of the low potential simultaneously Q L to) to become the result charged V cc or more high potential using, Q L becomes oN, the output phi 0 is a high potential from the low potential (OV) (V cc). In order to obtain a low-voltage output pulse in such a circuit form, there is an embodiment as shown in FIG. However, in some cases, as shown in FIG. 14, when a pulse φ i having an amplitude equal to V cc , which is an external power supply, is input, the amplitudes of the outputs φ 01 to φ 04 of each PG are also V cc. Only specific outputs (eg φ 01 ′, φ 04 ′) are additionally output, and pulses of lower voltage amplitude (V DP ) are also output,
In some cases, it may be desired to directly apply this low voltage pulse to the peripheral circuit or the memory array. The 15th and 16th embodiments of the voltage converter in this case are shown.

【0037】図15は、図13の出力段にφ0′用のイ
ンバータQL′とQD′を並列に付加した例である。QDN
は図3と同じデプレッションMOSTである。また図1
6は、QDとQLに直列に図3と同じデプレッションMO
STQDNを付加し、その両端から出力をとり出した例で
ある。明らかにφ0はVccまでの振幅が得られ、デプレ
ソションMOSTのしきい値電圧で規制されてVDPの振
幅になったφ0′が、φ0と同時刻に得られる。
FIG. 15 shows an example in which inverters Q L ′ and Q D ′ for φ 0 ′ are added in parallel to the output stage of FIG. Q DN
Is the same depletion MOST as in FIG. See also FIG.
6 is the same depletion MO as in FIG. 3 in series with Q D and Q L
In this example, STQ DN is added and output is extracted from both ends. Obviously, φ 0 has an amplitude up to V cc, and φ 0 ′ which is regulated by the threshold voltage of the depletion MOST and has an amplitude of V DP is obtained at the same time as φ 0 .

【0038】また図17は、図16のφ0′を図3に示
すように昇圧した例である。
FIG. 17 shows an example in which φ 0 ′ in FIG. 16 is boosted as shown in FIG.

【0039】以上のように低いレベルをとるパルス発生
回路を述べてきたが、このままでは高信頼性の集積回路
は得られない。すなわち、通常の集積回路では最終製造
工程の後に、エージング試験と称して、通常動作で用い
られる電源電圧よりも十分高い電圧を故意にチップ内の
各トランジスタに印加することによって、ゲート酸化膜
不良などでもともと故障のおこりそうなトランジスタを
初期に見つけることによって、信頼性を保証している。
しかし本例で述べたように、定電圧化してしまうと、外
部電源電圧を高くしても、各トランジスタには十分高い
電圧が印加されないため、十分なエージング試験は不可
能である。そこでエージング試験の場合のみ、たとえば
デプレッションMOSTのゲート電圧をアース電位より
も高くすることが考えられる。こうすることにより、デ
プレッションMOSTのよく知られた性質から明らかな
ように、ゲート電圧を高くした分だけ出力電圧は高くな
るわけである。エージング時に印加する手段としては図
18に示すように、スイッチSWによってデプレッショ
ンMOST QDNのゲート電圧を、通常の動作時にはア
ース電位に、またエージング時には適当な電圧VEにす
ればよい。図19はその具体的実施例である。すなわ
ち、チップ内の複数のQDNのゲートは、チップ内の抵抗
Rによって、チップ内でアースに接続される。一方ゲー
トはボンディングパッドPDを介してパッケージのピン
PNに接続される。通常の動作時に、このピンをオープ
ンにしておけば、各QDNのゲートはアース電位になる。
またエージング時にこのピンに電圧を印加すれば、QDN
のソースには、電圧を印加した分だけ高い電圧が得られ
るわけである。
Although the pulse generating circuit that takes a low level as described above has been described, a highly reliable integrated circuit cannot be obtained as it is. That is, in a normal integrated circuit, after the final manufacturing process, a voltage sufficiently higher than the power supply voltage used in normal operation is intentionally applied to each transistor in the chip, which is called an aging test. Reliability is guaranteed by finding a transistor that is likely to fail at an early stage.
However, as described in this example, if the voltage is made constant, even if the external power supply voltage is increased, a sufficiently high voltage is not applied to each transistor, so a sufficient aging test is impossible. Therefore, only in the case of the aging test, for example, the gate voltage of the depletion MOST may be set higher than the ground potential. By doing so, as is clear from the well-known property of the depletion MOST, the output voltage increases as the gate voltage increases. As a means for applying during aging, as shown in FIG. 18, the gate voltage of the depletion MOST Q DN may be set to the ground potential during normal operation and to an appropriate voltage V E during aging, as shown in FIG. FIG. 19 shows a concrete example thereof. That is, the gates of the multiple Q DNs in the chip are connected to ground in the chip by the resistors R in the chip. On the other hand, the gate is connected to the pin PN of the package via the bonding pad PD. If this pin is left open during normal operation, the gate of each Q DN will be at ground potential.
If a voltage is applied to this pin during aging, Q DN
Therefore, a voltage as high as that applied to the source can be obtained.

【0040】図20は、上記のようにエージング用のピ
ンをわざわざ設けずに、チップに加わる外部クロックの
位相関係をエージング時のみ調整し、同じ効果を得るた
めの実施例である。たとえばダイナミックRAMでは、
よく知られているように、2種の外部クロックRAS
(Row Address Strobe)とCAS(Column Address Str
obe)の適当なタイミング関係で動作する。通常、RA
Sが高レベルでCASが低レベルの組み合わせでは用い
ないので、逆にこの組み合せをエージング時に用いれば
よい。すなわち図20のような論理をとることにより、
上記組み合せの場合のみQDNのゲートがアース電位より
も高い電位をとることができる。
FIG. 20 shows an embodiment for achieving the same effect by adjusting the phase relationship of the external clock applied to the chip only during aging, without providing the aging pin as described above. For example, in dynamic RAM,
As is well known, two types of external clock RAS
(Row Address Strobe) and CAS (Column Address Strobe)
obe) operates at the proper timing. Usually RA
Since it is not used in a combination in which S is at a high level and CAS is at a low level, this combination may be used at the time of aging. That is, by taking the logic as shown in FIG.
Only in the above combination, the gate of Q DN can have a potential higher than the ground potential.

【0041】なお以上の実施例は、説明の都合上、デプ
レッションMOSTの実施例であったが、明らかにエン
ハンスMOSTでも可能である。ただし、デプレッショ
ンMOSTの例と同じ効果を得るには、そのゲートに一
定の定電圧を印加する必要がある。たとえば、エンハン
スMOSTのソースに定電圧VDPを得るには、このエン
ハンスMOSTのゲートに定電圧VDP+Vth(Vth:エ
ンハンスMOSTのしきい電圧)を印加する必要があ
る。外部電源電圧の変動によらず、VDP+Vthをチップ
上で一定にすることは一般に可能であるから、上記のエ
ンハンスMOSTを使うことができるわけである。
Although the above embodiment is a depletion MOST embodiment for convenience of explanation, it is obviously possible to use an enhanced MOST. However, in order to obtain the same effect as that of the depletion MOST, it is necessary to apply a constant voltage to the gate. For example, in order to obtain a constant voltage V DP to the source of the enhancement MOST is a constant voltage V DP + V th to the gate of the enhancement MOST: it is necessary to apply the (V th the threshold voltage of enhancement MOST). Since it is generally possible to keep V DP + V th constant on the chip regardless of fluctuations in the external power supply voltage, the above enhanced MOST can be used.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上から高集積で高信頼度のメモリが可
能となる。尚本方式はダイナミックMOSメモリ以外に
も、たとえばスタティックMOSメモリやバイポーラメ
モリその他のメモリあるいは、上記の概念が適用できる
集積論理回路にも適用できることは明らかである。
As described above, a highly integrated and highly reliable memory becomes possible. It is obvious that this system can be applied to not only the dynamic MOS memory but also, for example, a static MOS memory, a bipolar memory and other memories, or an integrated logic circuit to which the above concept can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明をDRAMに適用した例のチップ断面図
である。
FIG. 1 is a chip cross-sectional view of an example in which the present invention is applied to a DRAM.

【図2】本発明をDRAMに適用した例の回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram of an example in which the present invention is applied to a DRAM.

【図3】図2におけるワード電圧発生回路と電圧昇圧回
路の実施例である。
FIG. 3 is an embodiment of a word voltage generating circuit and a voltage boosting circuit in FIG.

【図4】図3の動作を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of FIG.

【図5】内部電源発生回路の入力と出力の関係を示した
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between inputs and outputs of an internal power supply generation circuit.

【図6】素子構成を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an element configuration.

【図7】素子の具体的寸法例である。FIG. 7 is an example of specific dimensions of an element.

【図8】電圧コンバータの供給方式の一実施例である。FIG. 8 is an example of a supply system of a voltage converter.

【図9】電圧コンバータの供給方式の一実施例である。FIG. 9 is an example of a supply system of a voltage converter.

【図10】電圧コンバータの供給方式の一実施例であ
る。
FIG. 10 is an example of a supply system of a voltage converter.

【図11】電圧コンバータの供給方式の一実施例であ
る。
FIG. 11 is an example of a supply system of a voltage converter.

【図12】電圧コンバータの供給方式の一実施例であ
る。
FIG. 12 is an example of a supply system of a voltage converter.

【図13】ダイナミック型パルス発生回路を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a dynamic pulse generation circuit.

【図14】本発明のパルス発生回路の一実施例を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram showing an embodiment of a pulse generation circuit of the present invention.

【図15】図14における電圧コンバータの一実施例を
示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an embodiment of the voltage converter in FIG.

【図16】図14における電圧コンバータの一実施例を
示す図である。
16 is a diagram showing an example of the voltage converter in FIG. 14. FIG.

【図17】図16を図3のに適用した例である。17 is an example in which FIG. 16 is applied to FIG.

【図18】エージング時の電圧印加方法を示す図であ
る。
FIG. 18 is a diagram showing a voltage application method during aging.

【図19】エージング時の電圧印加方法を示す一実施例
である。
FIG. 19 is an example showing a method for applying a voltage during aging.

【図20】エージング時の電圧印加方法を示す一実施例
である。
FIG. 20 is an example showing a method for applying a voltage during aging.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

DP…内部電源電圧、Q…トランジスタ、MC…メモリ
セル、SA…センスアンプ、PC…プリチャージ回路。
V DP ... Internal power supply voltage, Q ... Transistor, MC ... Memory cell, SA ... Sense amplifier, PC ... Precharge circuit.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】チップ上に複数の電圧降下手段と、複数の
回路とを有する半導体集積回路において、上記複数の電
圧降下手段は、外部電源電圧以下の所定の内部電圧を発
生させる機能を有し、上記外部電源電圧の変動に対する
上記内部電圧の変動率が、所定の電圧で変化し、上記複
数の電圧降下手段は、上記複数の回路に接続され、上記
複数の回路は、各々の所定の時間帯に動作することを特
徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a plurality of voltage drop means and a plurality of circuits on a chip, wherein the plurality of voltage drop means have a function of generating a predetermined internal voltage equal to or lower than an external power supply voltage. The rate of change of the internal voltage with respect to the change of the external power supply voltage changes at a predetermined voltage, the plurality of voltage drop means are connected to the plurality of circuits, and the plurality of circuits are provided at predetermined times. A semiconductor integrated circuit which operates in a band.
【請求項2】請求項1記載の半導体集積回路において、
上記複数の回路のうち特定の回路が動作している時間帯
には他の回路は動作しないことを特徴とする半導体集積
回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein
A semiconductor integrated circuit, wherein other circuits do not operate during a time period when a specific circuit among the plurality of circuits is operating.
【請求項3】請求項1又は請求項2の何れかに記載の半
導体集積回路において、上記外部電源電圧が上記所定の
電圧以下のときは、上記内部電圧の上記外部電圧に対す
る変化率は上記外部電源電圧の変化率とほぼ等しいこと
を特徴とする半導体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein when the external power supply voltage is equal to or lower than the predetermined voltage, the rate of change of the internal voltage with respect to the external voltage is the external voltage. A semiconductor integrated circuit characterized by being approximately equal to the rate of change of the power supply voltage.
【請求項4】請求項1乃至請求項3の何れかに記載の半
導体集積回路において、上記外部電源電圧が上記所定の
電圧以上のときは、上記内部電圧の上記外部電圧に対す
る変化率は上記所定の電圧以下のときの変化率より小さ
いことを特徴とする半導体集積回路。
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein when the external power supply voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the rate of change of the internal voltage with respect to the external voltage is the predetermined voltage. A semiconductor integrated circuit characterized by having a smaller rate of change when the voltage is less than or equal to the voltage.
【請求項5】請求項1乃至請求項4の何れかに記載の半
導体集積回路において、上記外部電源電圧が上記所定の
電圧以上のときは、上記内部電圧の上記外部電圧に対す
る変化率はほぼゼロであることを特徴とする半導体集積
回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein, when the external power supply voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, the rate of change of the internal voltage with respect to the external voltage is substantially zero. Is a semiconductor integrated circuit.
【請求項6】請求項1乃至請求項5の何れかに記載の半
導体集積回路において、上記複数の回路は、第1の回路
と、該第1の回路の出力よりも大きい振幅の信号を出力
する第2の回路と、該大きい振幅の信号が入力される第
3の回路とを含むことを特徴とする半導体集積回路。
6. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the plurality of circuits output a first circuit and a signal having an amplitude larger than the output of the first circuit. And a third circuit to which the signal with the large amplitude is input, the semiconductor integrated circuit.
【請求項7】請求項6に記載の半導体集積回路におい
て、上記第3の回路は、複数のデータ線と、複数のワー
ド線と、該複数のデータ線と該複数のワード線の所望の
交点に配置されたメモリ素子とを含み、上記データ線に
現れる電圧の大きい方の電圧は、上記第1の電圧降下手
段の発生する内部電圧を基準にして発生されることを特
徴とする半導体集積回路。
7. The semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein the third circuit includes a plurality of data lines, a plurality of word lines, and desired intersections of the plurality of data lines and the plurality of word lines. And a memory element disposed in the memory element, the larger voltage appearing on the data line is generated with reference to the internal voltage generated by the first voltage drop means. ..
【請求項8】請求項7に記載のメモリにおいて、上記第
2の回路は、上記ワード線に電圧を供給する機能を有
し、上記ワード線に現れる電圧の大きい方の電圧は、上
記第2の電圧降下手段の発生する内部電圧を基準にして
発生されることを特徴とするメモリ。
8. The memory according to claim 7, wherein the second circuit has a function of supplying a voltage to the word line, and the larger voltage appearing on the word line is the second voltage. A memory which is generated on the basis of an internal voltage generated by the voltage drop means.
【請求項9】請求項7又は請求項8の何れかに記載の半
導体集積回路において、上記データ線に現れる電圧の大
きい方の電圧は、上記ワード線に現れる電圧の大きい方
の電圧よりも小さいことを特徴とする半導体集積回路。
9. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein a voltage having a larger voltage appearing on the data line is smaller than a voltage having a larger voltage appearing on the word line. A semiconductor integrated circuit characterized by the above.
【請求項10】請求項7乃至請求項9の何れかに記載の
半導体集積回路において、上記複数の回路は、上記デー
タ線を選択する第4の回路を含み、該第4の回路は、上
記第2の電圧降下手段が接続されていることを特徴とす
る半導体集積回路。
10. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the plurality of circuits include a fourth circuit that selects the data line, and the fourth circuit includes the fourth circuit. A semiconductor integrated circuit to which a second voltage drop means is connected.
【請求項11】請求項7乃至請求項10の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記第1の回路は、上記デ
ータ線に電圧を供給する回路であることを特徴とする半
導体集積回路。
11. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the first circuit is a circuit that supplies a voltage to the data line.
【請求項12】請求項11に記載の半導体集積回路にお
いて、上記第1の回路は、上記メモリ素子からの信号を
増幅するセンスアンプであることを特徴とする半導体集
積回路。
12. The semiconductor integrated circuit according to claim 11, wherein the first circuit is a sense amplifier that amplifies a signal from the memory element.
【請求項13】請求項12に記載の半導体集積回路にお
いて、上記電圧降下手段は、上記センスアンプの電源端
子に接続されることを特徴とする半導体集積回路。
13. The semiconductor integrated circuit according to claim 12, wherein the voltage drop means is connected to a power supply terminal of the sense amplifier.
【請求項14】請求項7乃至請求項13の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記複数の回路は、上記デ
ータ線をプリチャージする第5の回路を含み、該第5の
回路は、上記内部電圧を基準として発生される電圧が供
給されることを特徴とする半導体集積回路。
14. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the plurality of circuits include a fifth circuit for precharging the data line, and the fifth circuit includes: A semiconductor integrated circuit, to which a voltage generated based on the internal voltage is supplied.
【請求項15】請求項7乃至請求項14の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記メモリ素子は、ダイナ
ミックRAMの素子であることを特徴とする半導体集積
回路。
15. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the memory device is a dynamic RAM device.
【請求項16】請求項1乃至請求項15の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記チップの基板電圧は、
外部電源電圧を基準にして発生されることを特徴とする
半導体集積回路。
16. The semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 15, wherein the substrate voltage of the chip is
A semiconductor integrated circuit, which is generated based on an external power supply voltage.
【請求項17】請求項1乃至請求項16の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記第1の電圧降下手段の
出力電圧と上記第2の電圧降下手段の出力電圧とは、等
しい電圧であることを特徴とする半導体集積回路。
17. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the output voltage of the first voltage drop means and the output voltage of the second voltage drop means are equal voltages. A semiconductor integrated circuit characterized by being present.
【請求項18】請求項1乃至請求項17の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記複数の回路は、第1の
電圧降下手段が接続される第1の回路群と、第2の電圧
降下手段が接続される第2の回路群とを含み、上記第1
の回路群は、上記第2の回路群が動作している間は動作
しないことを特徴とする半導体集積回路。
18. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the plurality of circuits include a first circuit group to which a first voltage drop means is connected, and a second voltage group. A second circuit group to which the lowering means is connected;
The semiconductor integrated circuit is characterized in that the circuit group (1) does not operate while the second circuit group (2) is operating.
【請求項19】請求項1乃至請求項18の何れかに記載
の半導体集積回路において、上記所定の時間帯は、外部
信号によって制御されることを特徴とする半導体集積回
路。
19. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the predetermined time zone is controlled by an external signal.
JP3241343A 1991-09-20 1991-09-20 Large scale integrated circuit Expired - Lifetime JPH0793005B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3241343A JPH0793005B2 (en) 1991-09-20 1991-09-20 Large scale integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3241343A JPH0793005B2 (en) 1991-09-20 1991-09-20 Large scale integrated circuit

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56057143A Division JPS57172761A (en) 1981-04-17 1981-04-17 Semiconductor integrated circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH052882A true JPH052882A (en) 1993-01-08
JPH0793005B2 JPH0793005B2 (en) 1995-10-09

Family

ID=17072893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3241343A Expired - Lifetime JPH0793005B2 (en) 1991-09-20 1991-09-20 Large scale integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0793005B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50132832A (en) * 1974-04-05 1975-10-21

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50132832A (en) * 1974-04-05 1975-10-21

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0793005B2 (en) 1995-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0063483B1 (en) Semiconductor integrated circuit
US6147914A (en) On-chip word line voltage generation for DRAM embedded in logic process
US6819613B2 (en) Semiconductor device
US6477100B2 (en) Semiconductor memory device with over-driving sense amplifier
JP4037470B2 (en) Semiconductor device
JP4928675B2 (en) Semiconductor device
KR100608970B1 (en) Semiconductor integrated circuit device
KR0136560B1 (en) Semiconductor memory device
JPH0248998B2 (en)
JPH09321214A (en) Semiconductor device
US7035128B2 (en) Semiconductor memory device and semiconductor integrated circuit device
JPH07111825B2 (en) Semiconductor memory device
US5761112A (en) Charge storage for sensing operations in a DRAM
WO1999000846A1 (en) Semiconductor integrated circuit device
JPH056665A (en) Large scale integrated circuit
JPH052882A (en) Large-scale integrated circuit
JPH052881A (en) Large-scale integrated circuit
JPH052880A (en) Large-scale integrated circuit
JPH0713875B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JPH10302464A (en) Semiconductor integrated circuit and power source voltage lowering circuit therefor
JPH0559518B2 (en)
JP4152929B2 (en) Semiconductor device
JPH11297957A (en) Semiconductor storage device
JPH07220498A (en) Semiconductor memory
JPH10294427A (en) Semiconductor integrated circuit device