内部电源电压辅助电路、半导体存储装置及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内部电源电压辅助电路，用于内部电源电压产生电路，内部电源电压产生电路包括：差动放大器，将供给至负载电路的内部电源电压与规定的基准电压进行比较，并从输出端子输出控制电压；及驱动晶体管，根据控制电压来驱动外部电源电压。内部电源电压辅助电路包括：时序检测电路，检测数据信号的变化，产生并输出检测信号；及内部电源电压辅助供给电路，基于检测信号，辅助性地供给针对负载电路的电流。因此，可稳定地输出内部电源电压，而消耗电力不会大幅增大。本发明专利技术亦提供一种半导体存储装置及半导体装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术例如是有关于一种对内部电源电压产生电路供给或消耗辅助电源电压的电荷的内部电源电压辅助电路、具备该内部电源电压辅助电路的半导体存储装置以及半导体装置，所述内部电源电压产生电路用于半导体存储装置或半导体装置且产生内部电源电压VDD。另外，在本专利技术中，内部电源电压辅助电路是指包含内部电源电压辅助供给电路及内部电源电压辅助消耗电路，所述内部电源电压辅助供给电路供给辅助电源电压的电荷，所述内部电源电压辅助消耗电路消耗辅助电源电压的电荷，该内部电源电压辅助电路亦可为内部电源电压辅助供给电路与内部电源电压辅助消耗电路中的任一者。
技术介绍
利用富尔诺罕(Fowler-Nordheim，FN)隧道效应的例如快闪存储器(flash memory)等非易失性存储装置为了进行数据的写入(编程(program))或擦除而需要规定的高电压(High Voltage，HV)。此时，由于电荷泵(charge pump)电路的效率性的问题，使外部电源电压VCC降压非常困难。因而，由外部电源电压VCC产生内部电源电压VDD，并用于存储装置的周边电路中，但此时必须将该内部电源电压VDD调整至周边的金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)晶体管(transistor)的适当的动作电压范围内。例如与非(Not AND，NAND)型快闪存储器中，通常产生2V～2.3V的内部电源电压VDD(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2014-010877号公报专利文献2：日本专利特开2006-268656号公报专利文献3：日本专利特开2009-157728号公报专利文献4：美国专利申请案公开第2004/199803号说明书
技术实现思路
[专利技术所欲解决的问题]通常的NAND型快闪存储器的读出模式(mode)是使用单一数据速率(Single Data Rate，SDR)，但最近导入有使用双倍数据速率(Double Data Rate，DDR)来进行读出的快闪存储器制品，预料将来会形成大的市场。即，以往的使用SDR的NAND型快闪存储器中，即使利用借由以往的内部电源电压产生电路所产生的内部电源电压VDD来动作，读出特性的性能亦已足够，但在使用DDR的NAND型快闪存储器的情况下，考虑无法以下述方式进行数据的读出。例如现有技术的内部电源电压产生电路相对于SDR型快闪存储器而充分动作，但相对于DDR型快闪存储器则不够充分。例如SDR型快闪存储器的读出周期为25ns，但DDR型快闪存储器的读出周期为10ns以下。即，对于进行DDR动作时的负载电流iVDD的波动(swing)而言，由于为高速的数据速率，因此与进行SDR动作时相比变得非常大。换言之，在负载电源电流iVDD流动时，内部电源电压VDD会大幅掉落(drop)而电平(level)恢复变慢。此处，例如当负载电流iVDD在短时间内发生变化时，预料内部电源电压产生电路将无法以保持内部电源电压VDD的方式来动作。例如，在专利文献2中公开了：检测延迟锁相环(delay-locked loop，DLL)电路的时脉频率，当时脉频率高至规定以上时，施加附加的内部电压。而且，在专利文献3中公开了：具备附加的内部电源电路，在对外部电源电压进行降压而供给至对象电路时，为了在对象电路的动作开始时与动作结束时的任一情况下均获得良好的电源特性，该附加的内部电源电路能够在主动传输的待命(standby)时进行超速驱动(over drive)。进而，专利文献3中公开了：基于时脉频率及动作模式来使内部电源电压发生变化。在用于改善动作速度的简单方法中，若增大对产生内部电源电压VDD的驱动晶体管进行控制的差动放大器的能力，则响应速度增大。然而，该方法中，消耗电力会大幅增大，存在振荡的风险(risk)。本专利技术的目的在于解决以上的问题，提供一种内部电源电压辅助电路，例如即使是以DDR进行数据读出的半导体存储装置，亦能以比现有技术高的速度进行数据的读出而消耗电力不会大幅增大。而且，本专利技术的另一目的在于提供一种具备所述内部电源电压辅助电路
的半导体存储装置及半导体装置。[解决问题的技术手段]第一专利技术的内部电源电压辅助电路用于内部电源电压产生电路，所述内部电源电压产生电路包括差动放大器及驱动晶体管，所述差动放大器将供给至负载电路的内部电源电压与规定的第一基准电压进行比较，并从输出端子输出表示比较结果的控制信号，所述驱动晶体管根据所述控制信号来驱动外部电源电压，并将内部电源电压经由内部电源线而输出至负载电路，且所述内部电源电压产生电路将所述内部电源电压调整成为所述第一基准电压，所述内部电源电压辅助电路的特征在于包括：时序检测电路，检测数据信号的变化，产生并输出检测信号；以及内部电源电压辅助供给电路，基于所述检测信号，辅助性地供给针对所述负载电路的电流。所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述内部电源电压辅助供给电路包括：辅助电压产生电路，包含串联连接于外部电源电压与所述内部电源线之间的第一MOS晶体管及第二MOS晶体管；以及控制电压产生电路，产生用于对所述内部电源线供给规定电流的控制电压，所述第一MOS晶体管是根据所述检测信号受到控制，所述第二MOS晶体管是基于所述控制电压受到控制，以使规定电流流动。而且，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述辅助电压产生电路还包括：充电电容器，被插入至第一MOS晶体管及第二MOS晶体管之间，对所述电流的电荷进行充电。进而，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述控制电压产生电路根据如下所述的电流来产生控制电压，所述电流为基于所述外部电源电压来使与基于所述内部电源电压而流动的规定电流对应的电流流动时的所述电流。所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述控制电压产生电路包括：调节器型控制电压产生电路，使电流流至彼此串联连接于所述外部电源电压与接地电压之间的第三MOS晶体管及电阻，从而产生如下所述的控制电压并作为控制电压而输出，所述控制电压施加至所述第三MOS晶体管的栅极，以使所述第三MOS晶体管与所述电阻的连接点的电压成为规定的第二基准电压。此处，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述第二基准电压与所
述第一基准电压相同。而且，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述第二基准电压低于或高于所述第一基准电压。所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述控制电压产生电路产生并输出如下所述的控制电压，所述控制电压施加至所述第二MOS晶体管的栅极，以使所述内部电源线的内部电源电压成为规定的第二基准电压。此处，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述第二基准电压与所述第一基准电压相同。而且，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述第二基准电压低于或高于所述第一基准电压。所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述内部电源电压辅助供给电路包括：辅助电压产生电路，包含串联连接于外部电源电压与所述内部电源线之间的电阻及MOS晶体管，所述MOS晶体管是根据所述检测信号受到控制。而且，所述内部电源电压辅助电路的特征在于，所述内部电源电压辅助供给电路包括：辅助电压产生电路，包含连接于外部电源电压与所述内部电源线之间的MOS晶体管，所述MOS晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内部电源电压辅助电路，用于内部电源电压产生电路，所述内部电源电压产生电路包括差动放大器及驱动晶体管，所述差动放大器将供给至负载电路的内部电源电压与规定的第一基准电压进行比较，并从输出端子输出表示比较结果的控制信号，所述驱动晶体管根据所述控制信号来驱动外部电源电压，并将内部电源电压经由内部电源线而输出至负载电路，且所述内部电源电压产生电路将所述内部电源电压调整成为所述第一基准电压，所述内部电源电压辅助电路包括：时序检测电路，检测数据信号的变化，产生并输出检测信号；以及内部电源电压辅助供给电路，基于所述检测信号，辅助性地供给针对所述负载电路的电流。

【技术特征摘要】
2014.11.28 JP 2014-2419041.一种内部电源电压辅助电路，用于内部电源电压产生电路，所述内部电源电压产生电路包括差动放大器及驱动晶体管，所述差动放大器将供给至负载电路的内部电源电压与规定的第一基准电压进行比较，并从输出端子输出表示比较结果的控制信号，所述驱动晶体管根据所述控制信号来驱动外部电源电压，并将内部电源电压经由内部电源线而输出至负载电路，且所述内部电源电压产生电路将所述内部电源电压调整成为所述第一基准电压，所述内部电源电压辅助电路包括：时序检测电路，检测数据信号的变化，产生并输出检测信号；以及内部电源电压辅助供给电路，基于所述检测信号，辅助性地供给针对所述负载电路的电流。2.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述内部电源电压辅助供给电路包括：辅助电压产生电路，包含串联连接于外部电源电压与所述内部电源线之间的第一金属氧化物半导体晶体管及第二金属氧化物半导体晶体管；以及控制电压产生电路，产生用于对所述内部电源线供给规定电流的控制电压，所述第一金属氧化物半导体晶体管是根据所述检测信号受到控制，所述第二金属氧化物半导体晶体管是基于所述控制电压受到控制，以使规定电流流动。3.如权利要求2所述的内部电源电压辅助电路，其中所述辅助电压产生电路还包括：充电电容器，被插入至第一金属氧化物半导体晶体管及第二金属氧化物半导体晶体管之间，对所述电流的电荷进行充电。4.如权利要求2或3所述的内部电源电压辅助电路，其中所述控制电压产生电路根据如下所述的电流来产生控制电压，所述电流为基于所述外部电源电压来使与基于所述内部电源电压而流动的规定电流对应的电流流动时的所述电流。5.如权利要求2或3所述的内部电源电压辅助电路，其中所述控制电压产生电路包括：调节器型控制电压产生电路，使电流流至彼此串联连接于所述外部电源电压与接地电压之间的第三金属氧化物半导体晶体管及电阻，从而产生如下所述的控制电压并作为控制电压而输出，所述控制电压施加至所述第三金属氧化物半导体晶体管的栅极，以使所述第三金属氧化物半导体晶体管与所述电阻的连接点的电压成为规定的第二基准电压。6.如权利要求5所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第二基准电压与所述第一基准电压相同。7.如权利要求5所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第二基准电压低于或高于所述第一基准电压。8.如权利要求2或3所述的内部电源电压辅助电路，其中所述控制电压产生电路产生并输出如下所述的控制电压，所述控制电压施加至所述第二金属氧化物半导体晶体管的栅极，以使所述内部电源线的内部电源电压成为规定的第二基准电压。9.如权利要求8所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第二基准电压与所述第一基准电压相同。10.如权利要求8所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第二基准电压低于或高于所述第一基准电压。11.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述内部电源电压辅助供给电路包括：辅助电压产生电路，包含串联连接于外部电源电压与所述内部电源线之间的电阻及金属氧化物半导体晶体管，所述金属氧化物半导体晶体管是根据所述检测信号受到控制。12.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述内部电源电压辅助供给电路包括：辅助电压产生电路，包含连接于外部电源电压与所述内部电源线之间的金属氧化物半导体晶体管，所述金属氧化物半导体晶体管是根据所述检测信号受到控制。13.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述时序检测电路分别检测多比特的数据信号的变化，产生并输出对应的多比特的检测信号，所述内部电源电压辅助供给电路并联地具备所述多比特的检测信号的数
\t量的辅助电压产生电路。14.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述时序检测电路分别检测多比特的数据信号的变化，产生并输出对应的多比特的检测信号，所述内部电源电压辅助电路还包括：数据迁移计数电路，基于所述多比特的检测信号产生迁移检测信号，并将所述迁移检测信号输出至所述内部电源电压辅助供给电路，所述迁移检测信号具有与所述多比特的检测信号的具有规定电平的比特数对应的脉宽。15.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述时序检测电路分别检测多比特的数据信号的变化，产生并输出对应的多比特的检测信号，所述内部电源电压辅助供给电路并联地具备所述多比特的检测信号的数量的辅助电压产生电路，所述内部电源电压辅助电路还包括：比较电路，将所述内部电源电压与规定的第三基准电压进行比较并产生比较结果信号，基于所述比较结果信号与所述多比特的检测信号，产生不同的多个检测信号并输出至多个辅助电压产生电路。16.如权利要求15所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第三基准电压与所述第一基准电压相同。17.如权利要求15所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第三基准电压低于或高于所述第一基准电压。18.如权利要求1所述的内部电源电压辅助电路，其中所述时序检测电路分别检测多比特的数据信号的变化，产生并输出对应的多比特的检测信号，所述内部电源电压辅助供给电路并联地具备所述多比特的检测信号的数量的辅助电压产生电路，所述内部电源电压辅助电路还包括：比较电路，将所述内部电源电压与规定的第三基准电压进行比较并产生第一比较结果信号，将所述内部电源电压与不同于所述第三基准电压的第四基准电压进行比较并产生第二比较结果信号，基于所述第一比较结果信号及第二比较结果信号与所述多比特的检测信号，产生不同的多个检测信号并输
\t出至多个辅助电压产生电路。19.如权利要求18所述的内部电源电压辅助电路，其中所述比较电路基于所述第一比较结果信号及第二比较结果信号、所述多比特的检测信号与规定的情形选择信号，产生不同的多个检测信号并输出至多个辅助电压产生电路，所述比较电路根据所述情形选择信号来选择性地进行切换，以所述内部电源电压的下降或上升来与所述第三基准电压进行比较，或者与所述第四基准电压进行比较。20.如权利要求18或19所述的内部电源电压辅助电路，其中所述第三基准电压或所述第四基准电压与所述第一基准电...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川晓，伊藤伸彦，
申请(专利权)人：力晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71