[发明专利]半导体器件

说明书

本分案申请是基于申请号为00816937.3，申请日为2000年12月21日，发明名称为“半导体器件”的中国专利申请的分案申请。更具体说，本分案申请是基于申请号为200510072780.1，申请日为2000年12月21日，发明名称为“半导体器件”的分案申请的再次分案申请。

技术领域

本发明涉及具有用低压电源动作的电路和用高压电源动作的电路的半导体器件，特别是涉及具有把用低压电源动作的电路的输出传达给用高压电源动作的电路的电平变换电路的半导体器件。

背景技术

以前，作为这种电平变换电路，就如在1996年培风馆出版的伊藤清男著‘超LSI存储器’的71页中所公开的那样，人们熟知把具有低压电源VDD的振幅的信号变换成具有高压电源VDDQ的振幅的信号的电路(以下，称之为现有技术1)。此外，在特开平11-27137号公报中公开了一种为了用更低的电压的低压电源VDD使现有技术1的电平变换电路动作，使输入信号变换成升压后的振幅，然后，再变换成高压电源VDDQ的电压振幅的电平变换电路(以下，称之为现有技术2)。

图22的电路图示出了现有技术2的电平变换电路。该电平变换电路由对从以电源VDL为动作电源的内部电路CB输入进来的具有低电源电压VDL振幅的信号进行升压的升压电路VUC，和用来把升压后的信号变换成具有高电源电压VDH振幅的信号的现有技术1的电平变换电路LS2201构成。该现有技术1的电平变换电路LS2201，是所谓的CMOS静态式电路，由P型MOSFET(以下，叫做PMOS晶体管)P2201、P2202和N型MOSFET(以下，叫做NMOS晶体管)N2201、N2202构成。

由一对差动输入的NMOS晶体管N2201、N2202的栅极接收来自升压电路VUC的输出，变换成具有高的电源电压VDH电平的输出振幅的信号S2202。对差动输入的NMOS晶体管N2201、N2202构成负载的PMOS晶体管P2201、P2202相互地交叉耦合使一方的PMOS晶体管的栅极连接到另一方的PMOS晶体管的漏极上。由于给NMOS晶体管N2201、N2202的各个栅极上都要加上比输入电平VDL还高的电压，故具有增加两NMOS晶体管N2201、N2202的驱动能力的效果。借助于此，就可以用比单独使用现有技术1还低的电压VDL进行动作。

在这里，在图23中示出了在现有技术2中所公开的升压电路。该升压电路VUC，只能暂时地输出2×VDL电平。就是说，为了不给PMOS晶体管P2301、P2302的栅极加上最大VDL电平，由于PMOS晶体管P2301、P2304的连接有电容元件C2301和C2302的一侧要从漏极状态迁移到源极状态，故不能恒定地维持2×VDL电平，要下降到比电源电压VDL仅仅高PMOS晶体管的阈值的电压。

为此，在电源电压VDL例如变成为1V以下那样的低电压的情况下就存在着不能驱动现有技术1的电平变换电路之虞。此外，在构成图23的电路的MOS晶体管的一部分中，有的晶体管的最大施加电压会瞬时地变成为2×VDL。因此，难以使用氧化膜薄的低耐压MOS晶体管的器件，结果就变成为必然要用氧化膜厚的高耐压MOS晶体管制作集成电路。为此，在有的情况下要使动作高速化是困难的。

作为升压电路的单独电路例子，有在特开昭63-69455号公报中公开的例子。这是一个可以得到2×VCC-VT(VCC...电源电压、VT...N型MOS晶体管的阈值电压)的电平的例子。此外，在特开平3-273594号公报中也公开升压电路。这是可以得到2×VL-VT(VL...低电压)电平的升压电路、和利用3倍升压电路以得到2×VL电平的电路。

在这里所公开的升压电路之内，即便是把升压电平为2×VCC-VT的升压电路应用于现有技术2的升压电路部分内，归因于电源电压VDL的低电压化，存在着现有技术1的电平变换电路会变得不动作之虞。

此外，在使用可以得到在特开平3-273594号公报中公开的2×VL电平的升压电路的情况下，在3倍升压电路部分中，就必须使用厚的氧化膜厚的MOS晶体管，此外，由于MOS晶体管的个数也要增加，故不可避免地要增加面积，因而会使造价升高。