电位发生电路、电位发生装置和用它的半导体装置和其驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电位发生电路，具备电容器（４）；串联连接于电容器（４）上的强电介质电容器（６）；输出端子（１１）；将输出端子（１１）接地的电容（１０）；将两个电容器（４、６）的连接节点（５）与输出端子（１１）连接的开关（９）；及将连接节点（５）接地的开关（１），在第一期间中，在开关（１）及开关（９）变为截止状态的状态下，向端子（３）提供正电位，同时，将端子（７）接地，在所述第一期间之后的第二期间，将端子（３）接地，且开关（９）变为导通状态，在所述第二期间之后的第三期间，开关（９）变为截止状态，开关（１）变为导通状态，且向端子（７）提供正电位，在所述第三期间之后的第四期间，将端子（７）接地，重复所述第一期间到所述第四期间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Potential generating circuit, potential generating device, semiconductor device using the same, and method of driving the same

The present invention provides a potential generating circuit comprises a capacitor (4); the series connected to the capacitor (4) ferroelectric capacitor (6); the output terminal (11); the output terminal (11) grounding capacitance (10); the two capacitors (4, 6) the connection (5) and an output terminal (11) connected to the switch (9); and the connecting node (5) grounding switch (1), in the first period, the switch (1) and a switch (9) is turned off under the state to the terminal (3) are provided at the same time, the potential terminal (7) grounding, during the second after the first period, the terminal (3) grounding, and the switch (9) into a conduction state during the third after the second period, the switch (9) is turned off and open The switch (1) turns into a turn-on state and supplies a positive potential to the terminal (7), and the terminal (7) is grounded after repeating the fourth period after the third period, repeating the first period to the fourth period.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体装置，尤其涉及输出与电源电压不同的电位的电位发生电路、电位发生装置及使用其的半导体装置和其驱动方法。
技术介绍
近年来，推进LSI的细微化。在MOS晶体管中，根据定标法则，作为栅极绝缘膜的氧化膜变得极薄，从抑制漏电流或维持、提高可靠性等观点看，必需降低电源电压。在最小栅极长度为0.13微米的设计规则中，氧化膜厚为1.5-1.9nm，电源电压为1.2-1.5V。另一方面，为了电路高速化，必需确保MOS晶体管的高驱动力，因此，必需降低阈值电压。但是，仅使阈值电压降低，会产生MOS晶体管待机时漏电流增加的问题。针对这种问题，探讨在待机时将MOS晶体管的基板电位设为负电位，提高MOS晶体管的阈值电压，由此来降低截止漏电流的方法等。但是，准备输出电压不同的多个电源，电路的集成度变低，成本上升，不效率，所以期望能使用单一的电源。作为解决该问题的现有技术，有从电源电压输出负电压或升压电压的供给泵电压电路。在使用现有供给泵电路的基板偏压发生电路中，例如图12所示，通过对N型MOS晶体管63、65分别交互周期地重复导通状态、截止状态，汲取输出端子67的电荷。从而，可使输出端子67发生负电位。图13(a)、(b)、(c)分别示出输入端子61的电位φ’、中间节点64的电位Vcp’、输出端子67的电位Vbb’的时间变化状态。根据图13，说明现有基板偏压发生电路的动作。如图13(a)所示，向输入端子61输入电压的振幅为电源电位(Vdd)的脉冲信号φ’。若脉冲信号φ’从接地电位(0)上升到电源电位(Vdd)，则中间节点64的电位Vcp’经供给泵电容器62，如图13(b)所示，以(-Vtn2)为初始值上升。这里，Vtn2是N型MOS晶体管65的阈值电压。中间节点64的电位Vcp’以(-Vtn2)为初始值仅上升Vdd。若中间节点64的电位Vcp’上升到(-Vtn2+Vdd)，则N型MOS晶体管63的栅极电压上升，变为导通状态。从而，积累在供给泵电容器62中的电荷缓慢放电，中间节点64的电位Vcp’下降到N型晶体管63的阈值电压Vtn1。若脉冲信号φ’从电源电压下降到接地电位，则中间节点64的电位Vcp’以Vtn1为初始值仅下降Vdd。N型MOS晶体管65变为导通状态，向供给泵电容器62积累电荷，中间节点64的电位Vcp’以(Vtn1-Vdd)为初始值上升到(-Vtn2)。这样，在N型MOS晶体管63为导通状态、N型MOS晶体管65为截止状态期间，积累在供给泵电容器62中的电荷放电到接地端子，在N型MOS晶体管63为截止状态、且N型MOS晶体管65为导通状态期间，从输出端子67流入的电荷积累到供给泵电容器62中。重复以上动作，输出端子67的电位Vbb’如图13(c)所示缓慢下降。最终得到的电压Vbb’如下式1所表示。Vbb’＝-Vdd+(Vtn1+Vtn2)(式1)如上所述，若向输入端子61输入脉冲信号，则由供给泵电路向输出端子67输出负电位。但是，从式1可知，存在现有基板偏压发生电路的输出电压绝对值仅减小N型MOS晶体管63、65的阈值电压之和的问题。并且，还存在功效约为30％左右、低的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，其目的在于提供一种输出电压中不发生电压下降的电位发生电路、电位发生装置及使用其的半导体装置和其驱动方法。实现上述目的的第一的本专利技术的电位发生电路具备第一电容器；串联连接于该第一电容器上的作为强电介质电容器的第二电容器；输出端子；将该输出端子接地的第三电容器；将所述第一电容器及第二电容器的连接节点与所述输出端子连接的第一开关；及将所述连接节点和接地连接的第二开关，在第一期间中，在所述第一开关及所述第二开关变为截止状态的状态下，向所述第一电容器的与所述连接节点相对的第一端子提供正电位，同时，将所述第二电容器的与所述连接节点相对的第二端子接地，在所述第一期间之后的第二期间，将所述第一端子接地，且所述第一开关变为导通状态，在所述第二期间之后的第三期间，所述第一开关变为截止状态，所述第二开关变为导通状态，且向所述第二端子提供正电位，在所述第三期间之后的第四期间，将所述第二端子接地，重复所述第一期间到所述第四期间。实现上述目的的第一的本专利技术的电位发生电路的驱动方法包含第一期间，在上述第一的本专利技术的电位发生电路中，将所述第一端子变为正电位，将所述第二端子接地，且将所述第一开关及所述第二开关变为截止状态，第二期间，在该第一期间之后，将所述第一端子接地，且将所述第一开关变为导通状态，第三期间，在该第二期间之后，所述第一开关变为截止状态，将所述第二开关变为导通状态，且将所述第二端子变为正电位，和第四期间，在该第三期间之后，将所述第二端子接地，重复所述第一期间到所述第四期间。实现上述目的的第一的本专利技术的电位发生装置具备上述第一的本专利技术的电位发生电路；控制电路，将驱动信号提供给所述电位发生电路，该驱动信号将所述第一端子变为正电位，且将所述第二端子接地后，将所述第一端子接地，且将所述第一开关变为导通状态，之后，将所述第一开关及所述第二开关分别变为截止状态、导通状态，且将所述第二端子变为正电位，之后，将所述第二端子接地；和电位检测电路，检测所述输出端子的输出电位，所述电位检测电路将检测到的所述输出电位所对应的控制信号输出到所述控制电路，所述控制电路对应于所述控制信号来输出或停止所述驱动信号。实现上述目的的第一的本专利技术的电位发生装置的驱动方法是该电位发生装置具备上述第一的本专利技术的电位发生电路、向该电位发生电路提供驱动信号的控制电路、和向该控制电路提供控制信号的电位检测电路，该电位发生装置的驱动方法，包含检测步骤，所述电位检测电路检测所述电位发生电路的所述输出端子的输出电位；允许步骤，所述电位检测电路在检测到的所述输出电位的绝对值在第一值以下的情况下，将使所述驱动信号输出的允许信号输出到所述控制电路，维持所述允许信号的输出，直到所述绝对值在第二值以上；禁止步骤，所述电位检测电路在所述绝对值在所述第二值以上的情况下，将使所述驱动信号的输出停止的停止信号输出到所述控制电路，维持所述停止信号的输出，直到所述绝对值在所述第一值以下；驱动步骤，所述控制电路在接收到所述允许信号的情况下，向所述电位发生电路输出所述驱动信号；和停止步骤，所述控制电路在接收到所述停止信号的情况下，停止向所述电位发生电路输出所述驱动信号。实现上述目的的第二的本专利技术的电位发生装置具备上述第一的本专利技术的电位发生电路；控制电路，将驱动信号提供给所述电位发生电路，该驱动信号将所述第一端子变为正电位，且将所述第二端子接地后，将所述第一端子接地，且将所述第一开关变为导通状态，之后，将所述第一开关及所述第二开关分别变为截止状态、导通状态，且将所述第二端子变为正电位，之后，将所述第二端子接地；和电位检测电路，检测所述输出端子的输出电位，所述电位检测电路在检测到的所述输出端子的输出电位绝对值在规定值以下的情况下，输出规定信号，所述控制电路，在输出向所述第一端子及所述第二端子提供接地电位、且提供将所述第一开关变为截止状态的电位及将所述第二开关变为导通状态的电位的所述驱动信号的状态下，当输入所述规定信号时，输出驱动信号，该驱动信号，向所述第一端子提供正电位，向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电位发生电路，其中，具备第一电容器；串联连接于该第一电容器上的作为强电介质电容器的第二电容器；输出端子；将该输出端子接地的第三电容器；将所述第一电容器及第二电容器的连接节点与所述输出端子连接的第一开关；及连接所述连接节点与接地的第二开关，在第一期间中，在所述第一开关及所述第二开关变为截止状态的状态下，向所述第一电容器的与所述连接节点对向的第一端子提供正电位，同时，将所述第二电容器的与所述连接节点对向的第二端子接地，在所述第一期间之后的第二期间，将所述第一端子接地，且所述第一开关变为导通状态，在所述第二期间之后的第三期间，所述第一开关变为截止状态，所述第二开关变为导通状态，且向所述第二端子提供正电位，在所述第三期间之后的第四期间，将所述第二端子接地，重复所述第一期间到所述第四期间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丰田健治，上田路人，森本廉，森田清之，岩田彻，梶原準，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]