半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题是降低室温条件下自更新时的消耗电流。在决定发出更新请求（ＰＨＹ）的更新定时器（９１２）的工作电流的电流源（３）中，提供具有正温度依赖性的偏压ＢＩＡＳＴ，使得该电流源（３）的驱动电流具有正温度特性。由此，温度上升时，缩短更新定时器的更新周期的发出间隔，另外，在温度降低时，加长更新请求的发出间隔，降低室温下的更新的消耗电流。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明半导体装置 [专利技术所属的
]本专利技术涉及半导体存储器，特别是涉及用于在内部周期性地再写入并且更新存储单元的存储数据的自更新控制电路的结构。更特定的是，本专利技术涉及发出提供在自更新模式时执行更新的时序的更新请求的更新请求发生电路的结构。附图说明图15是概略地示出现有的半导体存储器的主要部分的结构图。在图15中，半导体存储器包括具有排列成矩阵形的多个存储单元的存储单元阵列900；激活时根据所提供的行地址信号选择存储单元阵列900的行的行相关电路902；激活时根据所提供的列地址信号选择存储单元阵列900的列的列相关电路904；把从外部提供的指令CMD译码，生成该指令所指定的工作模式指示信号的指令译码器906；根据来自指令译码器906的行选指示信号激活行相关电路902的行相关控制电路908；响应于来自指令译码器906的自更新指示而被激活，执行在更新时所必要的工作的更新控制电路910；以及响应于来自更新控制电路910的自更新模式指示信号SELF而被激活，以规定的周期发出更新请求PHY，并且提供给更新控制电路910的更新定时器912。指令CMD通常在时钟信号的例如上升沿，通过规定的外部信号(控制信号以及特定的地址信号位)的逻辑电平的组合指定工作模式。然而，指令CMD也可以用1个信号给出。更新控制电路910如果从指令译码器900提供自更新指示信号，则启动更新定时器912。更新定时器912在自更新模式指示信号SELF激活时被启动，以规定的周期发出更新请求PHY。更新控制电路910如果发出更新请求PHY，则生成更新激活信号RFACT，提供给行相关控制电路908。行相关控制电路908如果激活该更新激活信号RFACT，则激活行相关电路902，选择存储单元阵列900的行。在该存储单元阵列900的行选时，未图示的更新地址计数器的更新地址被用于指定更新行。行相关电路902包括行地址译码器以及字线驱动电路等与行选相关的电路部分，列相关电路904包括列译码器等与列选相关的电路。排列在存储单元阵列900中的存储单元是在电容器中存储信息的DRAM单元(动态随机存取存储单元)。从而，为了防止因该电容器的漏泄电流致使存储单元的存储数据流出，根据来自更新定时器912的更新请求PHY，以规定的周期执行更新，保持存储数据。通常，在更新定时器912中，使用环形振荡器。该环形振荡器在激活时等效地由奇数级的CMOS反相器构成。CMOS反相器在工作温度范围内，其工作速度几乎不变化。从而，通过与存储单元的最差数据保持时间相一致地设定更新周期，能够可靠地保持存储单元阵列900的存储单元的存储数据。CMOS反相器由P沟道MOS晶体管和N沟道MOS晶体管构成，虽然由于热载流子的影响工作速度稍有下降，但是在工作温度范围内工作速度几乎不变化。另一方面，存储单元在电容器的存储节点积累对应于存储数据的电荷。该存储节点与在半导体衬底区表面上形成的杂质区耦合。该杂质区与存储单元的存取晶体管的源、漏区耦合。该存储节点的杂质区与半导体衬底区在导电类型相互不同的两者之间形成PN结。如果该PN结的漏泄电流加大，则在存储节点流出所积累的电荷，失去存储数据。该PN结的漏泄电流具有正的温度依赖性，随着温度上升而增大。从而，由于该漏泄电流具有温度依赖性，因此存储单元的数据保持时间也具有负的温度依赖性。从而，为了可靠地保持存储单元的存储数据，需要根据工作温度变更自更新周期。即，在自更新模式时，需要随着工作温度上升而缩短更新间隔进行更新。在这种情况下，在根据工作温度把更新周期固定地设定为对应于高温的工作温度的最差(最短)更新周期时，在通常的室温左右的工作温度区，不必要地缩短更新周期，增大自更新的消耗电流。特别是，由于自更新在只是保持数据的待机状态下进行，因此将产生增大待机电流的问题。特别是，在电源是便携式设备等情况下的电池时，由于缩短了电池寿命，因此在休眠模式等数据保持模式中需要降低所执行的自更新的消耗电流。为了补偿这样的更新周期的温度依赖性，如图16所示，考虑在半导体存储器920的外部设置温度传感器925，在内部配置根据该温度传感器925的检测温度补偿更新定时器912的周期的温度补偿电路930。温度传感器925例如由热敏电阻构成，根据其检测电流或者温度，配置在半导体存储器920内的温度补偿电路930调整构成更新定时器912的环形振荡器的工作电流。但是，当把这样的温度传感器925设置在半导体存储器920外部的情况下，温度传感器925例如由热敏电阻或者热电偶构成，其占用面积大，从而增大系统总体的占用面积。另外，该温度传感器925的输出信号为了提供给设置在半导体存储器920内部的温度补偿电路930，需要设置为进行温度补偿的多余的管脚端子，从而产生增大该半导体存储器920的安装面积的问题。本专利技术的目的在于提供以很小的占用面积能够可靠地进行自更新周期的温度补偿的半导体存储器。本专利技术的半导体存储器具备发生具有温度依赖性的基准电压的基准电压发生电路；以及用于在该基准电压发生电路所发生的基准电压中规定工作速度，在激活时进行振荡工作，并且按照每个规定的振荡次数发出请求更新的更新请求的更新请求发生电路。通过生成具有温度特性的基准电压，并且按照该基准电压变更更新请求发生电路的工作速度，能够与温度一致地调整更新请求发生电路的工作速度。特别是，通过使该基准电压具有正温度特性，能够随着温度上升，使该更新请求发生电路的工作电流增加，伴随着温度上升，使工作速度增大，缩短更新请求发出周期，补偿存储单元的漏泄电流增加。另外，在室温左右的工作温度区中，能够缩短更新周期，能够降低更新时所消耗的电流，能够降低待机时的消耗电流。另外，由于只是在内部生成具有温度依赖性的基准电压，因此不需要在外部设置温度传感器等，能够减小系统占用面积，进而还能够抑制半导体存储器的管脚端子数的增大，能够减小半导体存储器的安装面积。通过参照附图的后述的本专利技术的详细说明，本专利技术的上述和其它的目的、特征、方面和优点会变得更加明白。图1是概略地示出本专利技术实施例1的更新控制单元的结构图。图2是示出图1所示的偏压的温度依赖性的图。图3是示出本专利技术实施例1的更新定时器的结构图。图4是示出发生图1所示的偏压的电路结构的一个例子的图。图5是示出本专利技术实施例2的偏压发生电路的结构图。图6是示出本专利技术实施例3的偏压发生电路的结构图。图7是示出本专利技术实施例4的偏压发生电路的结构图。图8是示出图7所示的偏压发生电路的偏压的温度依赖性的图。图9是示出发生与图7所示的温度相独立的偏压的电路结构的一个例子的图。图10是示出本专利技术实施例5的更新定时器的结构图。图11是示出本专利技术实施例5的更新定时器的变例的图。图12是示出本专利技术实施例6的偏压发生电路的主要部分的结构图。图13是示出图12所示的程序电路的结构的一个例子的图。图14是示出图12所示的程序电路的变例的图。图15是概略地示出现有的半导体存储器的主要部分的结构图。图16是示出用于更新周期的温度补偿的结构的一个例子的图。专利技术的实施例实施例1图1是概略地示出本专利技术实施例1的半导体存储器的更新控制单元的结构图。在图1中，更新控制单元包括生成依赖于温度的偏压BIAST的偏压发生电路1；激活时，根据该偏压发生电路1生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体存储器，该半导体存储器需要进行存储数据的更新，其特征在于：具备：发生具有温度依赖性的基准电压的基准电压发生电路；以及由上述基准电压发生电路发生的基准电压规定工作速度，激活时进行振荡工作，并且在每个规定的振荡次数发出请求 上述更新的更新请求的更新请求发生电路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2001-10-29 330753/011.一种半导体存储器，该半导体存储器需要进行存储数据的更新，其特征在于具备发生具有温度依赖性的基准电压的基准电压发生电路；以及由上述基准电压发生电路发生的基准电压规定工作速度，激活时进行振荡工作，并且在每个规定的振荡次数发出请求上述更新的更新请求的更新请求发生电路。2.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于上述更新请求发生电路具备由上述基准电压规定工作电流的环形振荡器。3.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于上述基准电压具有正温度特性。4.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于具备用于生成恒定电流的电流镜级；插入上述电流镜级与电源节点之间，具有正温度特性的电阻元件；以及把对应于上述电流镜级的输出电流的电压生成为上述基准电压的基准电压输出电路。5.如权利要求1所述的半导体存储器，其特征在于上述基准电压发生电路具备构成电流镜级的第1及第2晶体管；插入上述第2晶体管与电源节点之间，其电阻值具有正温度特性的电阻元件；分别与上述第1及第2晶体管耦合的第1及第2恒流源；连接在上述第2恒流源与上述电源节点之间的电流供给元件；以及根据上述第2晶体管与上述第2恒流源之间的连接节点的电位决定驱动电流，并且根据上述驱动电流生成上述基准电压的电流/电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内忠昭，冈本武郎，松本淳子，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]