[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别涉及电平移位电路的结构。 

背景技术

“MOS”这样的用语，过去在金属/氧化物/半导体的叠层结构中使用，取Metal-Oxide-Semiconductor的字头形成。但是，特别是在具有MOS结构的场效应晶体管(以下简称“MOS晶体管”)中，近年来从集成化或制造工艺的改善等的观点出发，栅极绝缘膜或者栅电极的材料被改善。 

例如，在MOS晶体管中，主要从自对准(Self-alignment)地形成源极漏极的观点出发，可以采用多晶硅作为栅电极的材料来代替金属。另外，从改善电特性的观点出发，采用高介电常数的材料作为栅极绝缘膜的材料，该材料不一定限于氧化物。 

因此，“MOS”这样的用语并不一定仅限于金属/氧化物/半导体的叠层结构而采用，在本说明书中也不将这样的限定作为前提。即，根据技术常识，这里所谓的“MOS”不仅作为起因于其语源的略语，而且广义讲也具有包含导电体/绝缘体/半导体的叠层结构的意义。因此，MOS晶体管这样的用语，作为电(直流地)隔离栅电极和源极/漏极的绝缘栅型场效应晶体管的用语使用。 

图9表示现有的电平移位电路LSC。电平移位电路LSC是将输入信号VIN变换为电压电平比输入信号VIN高的输出信号VOUT的电路。该电平移位电路LSC具有起到预驱动器作用的反相器电路INV 1以及反相器电路INV2、电平移位器LS、输出驱动器的反相器电路INV3。 

电平移位器LS具有在电源VDD2和基准电源GND之间串联的P沟道MOS晶体管P1和N沟道MOS晶体管N1、在电源VDD2和基准电源GND之间串联的P沟道MOS晶体管P2和N沟道MOS晶体管N2。在P沟道MOS晶体管P1和N沟道MOS晶体管N1之间配置节点ND01，节点ND01连接到P沟道MOS晶体管P2的栅极。在P沟道MOS晶体管P2和N沟道MOS晶体管N2之间配置节点ND02，节点ND02连接到P沟道MOS晶体管P1的栅极。另外， 在在N沟道MOS晶体管N1-N2(输入用晶体管)的栅极上分别输入与输入信号VIN对应的互补的信号。给反相器电路INV1和反相器电路INV2供给电源VDD1，给电平移位器LS和反相器电路INV3供给电源VDD2，电源VDD1(低电压电源)＜电源VDD2(高电压电源)。 

在图9表示的现有电平移位电路LSC中，未充分考虑电源接通接通时的上升动作。即，根据电源VDD1和电源VDD2的电源接通顺序，有时电平移位器LS的动作变得不稳定。下面说明电平移位电路LSC的电源接通时的上升动作。 

首先，说明电源VDD1比电源VDD2先上升的情况。当电源VDD1上升时，向N沟道MOS晶体管N1-N2的栅极输入的信号的电压电平分别根据输入信号VIN输入高电平(电源VDD1)或者低电平(基准电源GND)的任意一个、即针对N沟道MOS晶体管N1-N2的栅极互补的信号。并且，当电源VDD2上升时，节点ND01-02分别根据对N沟道MOS晶体管N1-N2的栅极输入的信号确定为高电平(电源VDD2)或者低电平(基准电源GND)的任意一个电压电平，电平移位器LS稳定地动作(输出信号VOUT稳定)。 

接着，说明电源VDD2比电源VDD1先上升的情况。在该情况下，不向N沟道MOS晶体管N1-N2的栅极输入互补的信号，节点ND01-ND02各自的电压状态也不稳定，电平移位器LS的动作变得不确定(输出信号VOUT不确定)。 

即，在图9那样的电平移位电路LSC中，在电源接通时，在仅高电压电源VDD2上升的状态时，因为不输入针对各输入用晶体管互补的信号，所以有输出信号VOUT变得不确定的可能性。此外，关于该电平移位电路LSC的通常动作时(电源VDD1、VDD2都被供给的情况)，因为在后面表示的专利文献1的图8中说明，所以这里省略。 

对于这样的电源接通时的动作，提出了以与电源接通的顺序无关、确保稳定地动作为目的的结构。 

专利文献1(特开2003-17996号公报)中，作为确定针对电平移位器的输入用的晶体管的输入信号的单元，配置在高电压电源或者接地和电平移位器的输入用的晶体管的输入端子之间所设置的电容元件或电阻元件。其结果是，谋求防止电源接通时的贯通电流。