JPH10256483A - Mos型半導体集積回路 - Google Patents

Mos型半導体集積回路

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JPH10256483A
JPH10256483A JP9056308A JP5630897A JPH10256483A JP H10256483 A JPH10256483 A JP H10256483A JP 9056308 A JP9056308 A JP 9056308A JP 5630897 A JP5630897 A JP 5630897A JP H10256483 A JPH10256483 A JP H10256483A
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JP
Japan
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circuit
potential
schottky barrier
semiconductor substrate
integrated circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9056308A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Imamiya
賢一 今宮
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】MOSトランジスタ回路の代りにダイオード回
路を用いた所望のバイアス電位を生成する回路をCMO
S回路基板中に容易に実現する。 【解決手段】0VバイアスのP型半導体基板1 にはN型
拡散領域2 が形成されている。N型の不純物拡散領域2
内にはP型拡散領域3 が形成され、P型拡散領域3 内に
はN型拡散領域4 が形成されている。N型拡散領域4
は、整流素子として動作可能なショットキ・バリヤのた
めの不純物濃度を有する。N型拡散領域4 と接触するシ
ョットキ接合のための金属電極5 が形成される。N+
+ は、金属とオーミック・コンタクトをとるのに十分
な不純物濃度を有する。N型拡散領域4 とP型拡散領域
3 は同電位にショートされる。N型拡散領域2 は0Vよ
り大きい電圧(例えば電源Vcc)に接続される。この構
成はCMOS回路(11や12)内に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は特にMOS型半導
体集積回路上で順方向のダイオードを設ける回路構成に
関する。
【0002】
【従来の技術】図5(a)は、MOS型半導体集積回路
内に構成される負電位昇圧回路(チャージポンプ回路)
の一般的な回路図を示す。電流パスが出力端OUTと0
Vの間に直列接続され、各々ゲート,ドレイン間が接続
されたMOSトランジスタM1,M2 ,M3 と、各MO
Sトランジスタ間の接続ノードとパルス入力端との間に
挿入されたキャパシタC1 ,C2 から構成されている。
バックゲート(ウェル領域のバイアス)は正の電源電圧
Vccに接続される。
【0003】上記回路に、図5(b)に示すような相補
なパルス信号をそれぞれのパルス入力端へ入力すると、
MOSトランジスタは、M1 ,M2 ,M3 の並ぶ方向に
出力端OUTの正電荷を転送する。これにより、出力端
OUTは負電位を発生することになるが、正電荷転送は
各MOSトランジスタのしきい電圧により制限される。
また、このしきい電圧はMOSトランジスタのソース電
位が低くなる程、電荷転送の損失を大きくする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来では、MOS型半
導体集積回路に設けられる負バイアス電位を生成する回
路は、MOSトランジスタを直列した回路が含まれ、電
荷転送の効率は、各MOSトランジスタのしきい電圧の
制限を受けることになり、好ましくない。
【0005】この発明は上記のような事情を考慮し、そ
の課題は、MOSトランジスタ回路の代りにダイオード
回路を用いた所望のバイアス電位を生成する回路を、C
MOS回路基板中に形成するMOS型半導体集積回路を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明のCMOS型半
導体集積回路は、P型の半導体基板と、前記半導体基板
に形成される、前記半導体基板に順方向バイアスされ少
なくとも一方の電極が基板電位よりも低い電位に設定さ
れるショットキ・バリヤ・ダイオードと、前記半導体基
板上に形成されるMOSトランジスタとを具備したこと
を特徴とする。
【0007】この発明では、一般に行われる二重ウェル
構造を利用し、両端に負電位かつ順方向のバイアスを加
えても寄生のバイポーラ素子による動作障害のない整流
素子を得る。
【0008】
【発明の実施の形態】負バイアス電位を生成する回路に
おいて、しきい電圧により制限されるMOSトランジス
タの構成の代りにダイオード回路を採用することを考え
る。例えば、図6は、前記図5(a)の構成に対応させ
たダイオードD1 ,D2 ,D3 の直列回路を含む負電位
昇圧回路である。
【0009】しかし、このようなダイオードを、P型半
導体基板上おいて、N型領域が基板電位よりも低く、フ
ォワード・バイアスされるP−Nジャンクション・ダイ
オードを寄生のバイポーラトランジスタが動作しないよ
うに形成するには図7のような3重ウェル構造が必要で
ある。この構造は、大変複雑であり、現状で実現するに
してもコストがかかり過ぎる。そこで、この発明におい
ては、一端に負バイアスが印加されるダイオードをCM
OS回路基板において容易に実現する構成を提供する。
【0010】図1はこの発明の第1の実施形態に係るダ
イオード回路を含むMOS型半導体集積回路の構成を示
す断面図である。P型半導体基板1 は0Vにバイアスさ
れている。基板1 にはN型の不純物拡散領域(Nウェル
領域)2 が形成されている。N型の不純物拡散領域2 内
にはP型の不純物拡散領域(Pウェル領域)3 が形成さ
れている。P型の不純物拡散領域3 内にはN型の不純物
拡散領域4 が形成されている。
【0011】N型の不純物拡散領域4 は、整流素子とし
ての動作が可能なショットキ・バリヤのための不純物濃
度を有し、不純物濃度は1018/cm3 以下に設定され
る。N型の不純物拡散領域4 と接触するショットキ接合
のための金属電極5 はAl,Ti,TiSi2 等があげ
られる。
【0012】また、図中のN+ ,P+ は、金属とオーミ
ック・コンタクトをとるのに十分な不純物濃度を有す
る。N型の不純物拡散領域4 とP型の不純物拡散領域3
は同電位にショートされる。N型の不純物拡散領域2 は
0Vより大きい電圧(例えば電源Vcc)に接続される。
【0013】基板1 には、その他にCMOS回路等が形
成される。基板1 においてNチャネルMOSFET11が
形成される。N型の不純物拡散領域2 と同じ工程で形成
されるNウェル領域6 には、PチャネルMOSFET12
が形成される。P型の不純物拡散領域3 と同じ工程で形
成されるPウェル領域7 には、NチャネルMOSFET
13が形成される。
【0014】上記構成によれば、一般に行われる二重ウ
ェル構造を用いたプロセスにて、両端に負電位かつ順方
向のバイアスを加えても寄生のバイポーラ素子による動
作障害のない整流素子を得ることができる。
【0015】図2はこの発明の第2の実施形態に係るM
OS型半導体集積回路内に構成される負電位昇圧回路を
示す回路図である。負電位昇圧回路はチャージポンプ回
路と呼ばれ、例えばメモリ回路内の動作電源電圧を生成
するために設けられる。出力端OUTと0Vの間に各シ
ョットキ・バリヤ・ダイオードSBD1 ,SBD2 ,S
BD3 が順方向バイアスで直列接続されている。それぞ
れ2つのショットキ・バリヤ・ダイオード間の接続ノー
ドとパルス入力端との間にキャパシタC1 ,C2 が挿入
されている。
【0016】各キャパシタC1 ,C2 のパルス入力端
に、接地電位と正の電源電位との間で振幅する相補信号
(図5(b)と同様)を与えることにより、ダイオード
SBD1 ,SBD2 ,SBD3 の並ぶ順方向に出力端O
UT側の正電荷を転送する。これにより、出力端OUT
は負電位を発生することになる。正電荷転送は各ダイオ
ードの順方向バイアス電圧の損失だけであり、高効率、
高電圧の負電位昇圧回路を構成することができる。
【0017】図3は、図2の一部を示す、ショットキ・
バリヤ・ダイオードとキャパシタの構成を示す断面図で
ある。キャパシタ(ここではC2 )はMOSキャパシタ
で構成されている。ショットキ・バリヤ・ダイオード部
は、図1と同様の箇所に同一符号を付している。
【0018】図4は、この発明の第3の実施形態に係る
定電圧発生回路を示す回路図である。0Vと出力端OU
Tとの間にショットキ・バリヤ・ダイオードSBD4 が
順方向に接続されている。出力端OUTは抵抗Rを介し
て負電位VEEに接続される。このような構成によれば、
基板の濃度と基板に電極として接触する金属材料、及び
ダイオードの直列接続数によるが、ショットキ・バリヤ
のバイアス電圧に応じた負の定電位が得られる。
【0019】なお、上記実施の形態ではP型半導体基板
にショットキ・バリヤ・ダイオードの回路を設け、接地
電位とそれよりも高い正の電源電位から負電位を生成す
る構成を説明したが、N型半導体基板にショットキ・バ
リヤ・ダイオードの回路を設け、接地電位とそれよりも
高い電源電位から電源電位よりも高い電圧を発生するよ
うに構成してもよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
一般に行われる2重ウェル構造のプロセスを利用して、
CMOS回路の製造工程に伴って構成することができ、
両端に負電位かつ順方向のバイアスを加えても、寄生バ
イポーラ素子による動作障害のない整流素子を得ること
ができる。また、この整流素子つまりショットキ・バリ
ヤ・ダイオードをP型基板上で電荷転送手段として応用
でき、高効率、高電圧の負電位昇圧回路を設けたCMO
S型半導体集積回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係るダイオード回
路を含むMOS型半導体集積回路の構成を示す断面図。
【図2】この発明の第2の実施形態に係るMOS型半導
体集積回路内に構成される負電位昇圧回路を示す回路
図。
【図3】図2の一部を示す、ショットキ・バリヤ・ダイ
オードとキャパシタの構成を示す断面図。
【図4】この発明の第3の実施形態に係る定電圧発生回
路を示す回路図。
【図5】(a)はMOS型半導体集積回路内に構成され
る負電位昇圧回路(チャージポンプ回路)の一般的な回
路図。(b)はパルス入力端に供給する相補なパルス信
号の波形図。
【図6】前記図5(a)の構成に対応したダイオードの
直列回路を含む負電位昇圧回路を示す回路図。
【図7】図6中の一部のダイオードを構成する断面図。
【符号の説明】
1 …P型半導体基板 2 …N型の不純物拡散領域(Nウェル領域) 3 …P型の不純物拡散領域(Pウェル領域) 4 …N型の不純物拡散領域 5 …金属電極 6 …Nウェル領域 7 …Pウェル領域 11 ,13…NチャネルMOSFET 12 …PチャネルMOSFET SBD1 〜3 …ショットキ・バリヤ・ダイオード C1 ,C2 …キャパシタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 3/07

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 P型の半導体基板と、 前記半導体基板に形成される、前記半導体基板に順方向
    バイアスされ少なくとも一方の電極が基板電位よりも低
    い電位に設定されるショットキ・バリヤ・ダイオード
    と、 前記半導体基板上に形成されるMOSトランジスタとを
    具備したことを特徴とするMOS型半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記ショットキ・バリヤ・ダイオードは
    接地電位とそれよりも高い正の電源電位から負電位を生
    成するチャージポンプ回路の一部に含まれることを特徴
    とする請求項1記載のMOS型半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記ショットキ・バリヤ・ダイオードは
    基準電位を発生する回路に用いられることを特徴とする
    請求項1記載のMOS型半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 N型の半導体基板と、 前記半導体基板に形成される、前記半導体基板に順方向
    バイアスされ少なくとも一方の電極が基板電位よりも高
    い電位に設定されるショットキ・バリヤ・ダイオード
    と、 前記半導体基板上に形成されるMOSトランジスタとを
    具備したことを特徴とするMOS型半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記ショットキ・バリヤ・ダイオードは
    接地電位とそれよりも高い電源電位から電源電位よりも
    高い電圧を発生する回路の一部に含まれることを特徴と
    する請求項4記載のMOS型半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 前記ショットキ・バリヤ・ダイオードは
    基準電位を発生する回路に用いられることを特徴とする
    請求項4記載のMOS型半導体集積回路。
JP9056308A 1997-03-11 1997-03-11 Mos型半導体集積回路 Pending JPH10256483A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035994A (ja) * 1999-07-15 2001-02-09 Toshiba Corp 半導体集積回路装置およびシステム基板
JP2004311684A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
KR100658549B1 (ko) 2004-09-28 2006-12-19 산요덴키가부시키가이샤 반도체 장치, 전파 정류 회로 및 반파 정류 회로
JP2009105421A (ja) * 2001-11-21 2009-05-14 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置
JP2009193401A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Seiko Epson Corp 電圧安定化装置

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JP2009105421A (ja) * 2001-11-21 2009-05-14 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置
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KR100658549B1 (ko) 2004-09-28 2006-12-19 산요덴키가부시키가이샤 반도체 장치, 전파 정류 회로 및 반파 정류 회로
JP2009193401A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Seiko Epson Corp 電圧安定化装置

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