【手続補正書】
【提出日】平成16年2月13日(2004.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記制御信号は、前記電源電位が第１の比較電位より低い第１の状態であるか、前記電源電位が前記第１の比較電位よりも高く第２の比較電位よりも低い第２の状態であるか、前記電源電位が前記第２の比較電位よりも高い第３の状態であるかを指示する情報を少なくとも含み、
前記昇圧電位発生手段は、前記制御信号が前記第１の状態を指示するとき、比較的大きな第１の電荷供給能力で前記昇圧電位を発生し、前記制御信号が前記第２の状態を指示するとき、比較的小さな第２の電荷供給能力で前記昇圧電位を発生する、前記制御信号が前記第３の状態を指示するとき、前記第２の電荷供給能力より十分小さい第３の電荷供給能力で前記昇圧電位を発生する、請求項１記載の昇圧電位供給回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来のＤＲＡＭ全体の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、外部アドレスピンＰ１から入力されたアドレス信号はアドレスバッファ２１を介して、時分割されロウアドレスはロウデコーダ２２に、コラムアドレスはコラムデコーダ２３に入力される。ロウデコーダ２２はロウアドレスをデコードし、そのデコード結果に基づき、ワードドライバ２４はメモリセルアレイ２５内のワード線ＷＬを選択的に活性化する。メモリアレイ２５内にＤＲＡＭのメモリセルがマトリックス状に配置されており、行単位に共通のワード線ＷＬに接続され、列単位に共通のビット線ＢＬに接続される。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
メモリセルに“Ｈ”データ（Ｖccレベル）を書き込む動作を図１５を用いて説明する。ビット線ＢＬにはセンスアンプ２６（図１３参照）でＶccレベルが伝えられている。そこで、ワード線ＷＬが立上げられキャパシタのストレージノードＳＮにＶccを書き込む。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
図２０において、ＮＡＮＤゲート３３の出力をインバータ３７が受け、インバータ３７（“Ｈ”レベルは昇圧電位Ｖpp）の出力がＮＭＯＳトランジスタ３８を介してＮＭＯＳトランジスタ３９のゲートに付与される。ＮＭＯＳトランジスタ３９，４０は信号ＲＸ，接地レベル間に直列に接続され、信号ＲＸは昇圧電位Ｖppを供給する。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図２１は従来のＶpp発生回路の基本原理を示す回路図である。プリチャージ回路４１（図２１の中では電源とダイオードとして示す）がノードＮＡをＶccレベルにプリチャージする。ノードＮＡにポンプキャパシタ４２が接続されており、一方電極を充電することになる。プリチャージ完了後、オシレータ４４からキャパシタ４２の他方電極に発振信号（ＧＮＤとＶccの振幅）を与える。すると、ノードＮＡはＶccレベルから２倍のＶccレベルに昇圧され、その電位を昇圧電位ノードＮppに伝える。昇圧電位ノードＮppに流し出すスイッチ素子として、図２１ではダイオード４３を示している。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図２２はチャージポンプ回路の一例である。パルス型のクロック信号ＣＬＫが入力される。信号ＣＬＫはキャパシタ６５及び６７の一方電極に与えられる。キャパシタ６７の他方電極側のノードＮＡはＮＭＯＳトランジスタ７３のドレインに、キャパシタ６５の他方電極側のノードＮＢはＮＭＯＳトランジスタ７３のゲートに接続されている。なお、ドレイン，ゲート共通のＮＭＯＳトランジスタ６９は電源電位ＶccとノードＮＡとの間に介挿され、ドレイン，ゲート共通のＮＭＯＳトランジスタ７１は、電源電位ＶccとノードＮＢとの間に介挿される。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
次に図２３に示すように、トリプルウェル構造を用いた回路を示す。図２３に示すように、パルス型のクロック信号ＣＬＫが入力される。信号ＣＬＫはキャパシタ４５及び４６の一方電極に与えられる。キャパシタ４５の他方電極側のノードＮＡはＮＭＯＳトランジスタ４７のドレインに、キャパシタ４６の他方電極側のノードＮＢはＮＭＯＳトランジスタ４７のゲートに接続されている。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
よって、図２２で示したチャージポンプ回路と同様な動作で、昇圧電位ノードＮppから昇圧電位Ｖppを出力させることができるが、昇圧電位Ｖppは２倍のＶccレベルからＰＮ接合電圧Ｖｖ低いレベルとなる。しかしながら、ＰＮ接合電圧ＶｖはＮＭＯＳトランジスタの閾値よりは低いため、図２３で示したチャージポンプ回路は、図２２で示したチャージポンプ回路よりは高いレベルの昇圧電位Ｖppを発生することができる。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
このような構成において、すなわち、ＮＭＯＳトランジスタ８１のゲートに入力される電位レベルを、図２２のＮＭＯＳトランジスタ７３のゲートに入力される電位レベル（２Ｖccレベル）より高いレベルにすることによって、ノードＮＡから昇圧電位ノードＮppに供給される電位が、２Ｖccから、ＮＭＯＳトランジスタ８１の閾値電圧分低下しないようにしたものである。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
しかし、昇圧電位Ｖppを所望のレベルで維持するため、常時、チャージポンプ回路を動作させておくと、消費電流が大きくなる。そこで、図３０で示すような回路が考えられる。図３０に示すように、昇圧電位Ｖppが所定レベルを維持しているか否かを検知する検知回路１９を設け、昇圧電位Ｖppが所定レベルを下回ると“Ｌ”のポンプ活性信号バーＯＥを与えてリングオシレータ２０を動作させる。そして、チャージポンプ回路２８は、リングオシレータ２０からのクロック信号ＣＬＫに応じて、昇圧電位ノードＮppに昇圧電位Ｖppを発生する。一方、検知回路１９は、昇圧電位ノードＮppの電位レベルが所定レベル以上になると、“Ｈ”のポンプ活性信号バーＯＥを与えてリングオシレータ２０の動作を停止させる。このため、チャージポンプ回路２８は、昇圧電位ノードＮppへの昇圧電位Ｖppの発生を停止する。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図３１、図３２はそれぞれ検知回路１９の構成例を示す回路図である。図３１において、昇圧電位ノードＮppと接地レベルとの間にＮＭＯＳトランジスタ１１１及び抵抗１１５が直列に接続され、ＮＭＯＳトランジスタ１１１のゲートに電源電位Ｖccが印加される。このとき、ＮＭＯＳトランジスタ１１１はチャネル長を通常より大きくして、メモリセルを構成するトランジスタ（図１３のＮＭＯＳトランジスタ２１５）と同様の閾値Ｖthを実現している。そして、ＮＭＯＳトランジスタ１１１と抵抗１１５との間のノードＮＯより得られる信号がポンプ活性信号バーＯＥとなる。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
低電源電位動作時、昇圧電位Ｖpp用チャージポンプ回路の到達レベルが２倍のＶccで不十分なら２倍以上の値を出すポンプ回路の採用が解決策の一つである。そのポンプ回路構成は特開平７−４６８２５号公報にも詳しく記載されている。しかし、電源電位の幅が広いワイドレンジなＤＲＡＭ実現をめざす時、電源電位Ｖccが低い時はＶccの２倍以上のＶppを発生させればよいが、Ｖccが高い時はＶccの２倍以上のレベルは不必要になるばかりか、チャージポンプ回路内のポンプキャパシタの容量が大きいままだと電荷を過剰に供給して、逆に昇圧電位Ｖppの上がり過ぎを起こし、信頼性、消費電流の増大などの問題を新たに生じる。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
また、請求項６記載の昇圧電位供給回路のように、前記制御信号は、前記電源電位が第１の比較電位より低い第１の状態であるか、前記電源電位が前記第１の比較電位よりも高く第２の比較電位よりも低い第２の状態であるか、前記電源電位が前記第２の比較電位よりも高い第３の状態であるかを指示する情報を少なくとも含み、前記昇圧電位発生手段は、前記制御信号が前記第１の状態を指示するとき、比較的大きな第１の電荷供給能力で前記昇圧電位を発生し、前記制御信号が前記第２の状態を指示するとき、比較的小さな第２の電荷供給能力で前記昇圧電位を発生する、前記制御信号が前記第３の状態を指示するとき、前記第２の電荷供給能力より十分小さい第３の電荷供給能力で前記昇圧電位を発生するように構成してもよい。


【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
このような構成の実施の形態１の昇圧電位供給回路は、電源電位Ｖccを電源電位検知回路４により検知し、電源電位Ｖccが第１の比較電位Ｖｃを下回る時、電源電位検知回路４から“Ｌ”の切り替え信号ＳＳを出力させ、スイッチ部３をオン状態にする。その結果、常時活性状態の２Ｖccチャージポンプ回路１に加え、２Ｖccチャージポンプ回路２をも活性状態にし、その電荷供給能力（第１の部分電荷供給能力＋第２の部分電荷供給能力）は２Ｖccチャージポンプ回路１の活性時の２倍になり、比較的大きなものとなる。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
＜実施の形態２＞
図６はこの発明の実施の形態２である昇圧電位供給回路の構成を示すブロック図である。同図に示すように、３つの２Ｖccチャージポンプ回路１１，１２及び１３の共通出力が昇圧電位ノードＮppとなる。２Ｖccチャージポンプ回路１１は図示しないリングオシレータからの発振信号ＣＬＫを常に受け、第１の部分電荷供給能力で昇圧電位ノードＮppの昇圧電位Ｖppを発生する。一方、２Ｖccチャージポンプ回路１２は、スイッチ部１４を介して発振信号ＣＬＫを受け、スイッチ部１４がオン状態のとき活性状態となり、第２の部分電荷供給能力で昇圧電位ノードＮppに昇圧電位Ｖppを発生する。また、２Ｖccチャージポンプ回路１３は、スイッチ部１５を介して発振信号ＣＬＫを受け、スイッチ部１５がオン状態のとき活性状態となり、第３の部分電荷供給能力で昇圧電位ノードＮppに昇圧電位Ｖppを発生する。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
電源電位検知回路１７は、電源電位Ｖccを受け、例えば、通常動作時のレベルを十分上回る第２の比較電位（４Ｖ程度）以上のときオフを指示する切り替え信号ＳＳ２をスイッチ部１５に出力し、第２の比較電位以下のときオンを指示する切り替え信号ＳＳ２をスイッチ部１５に出力する。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
２Ｖccチャージポンプ回路１１，１２及び１３の内部構成は、実施の形態１の２Ｖccチャージポンプ回路１及び２同様、図２３，図２５及び図２７で示した回路構成となる。ただし、第１の部分電荷供給能力は非常に小さく、第２及び第３の部分電荷供給能力はそれぞれ第１の部分電荷供給能力より十分大きく、実施の形態１の２Ｖccチャージポンプ回路１の第１の部分電荷供給能力（＝第２の部分電荷供給能力）と同レベルである。


【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
キャパシタ１２３は、クロック信号ＣＬＫの入力ノードとノードＮＡとの間に介挿される。ダイオード１２７のアノードは電源電位Ｖccを受け、カソードはノードＮＡに接続される。キャパシタ１２５はレベル変換回路１３３の出力ノードとノードＮＢとの間に介挿される。ダイオード１２９のアノードは電源電位Ｖcc受け、カソードはノードＮＢに接続される。ＮＭＯＳトランジスタ１３１は、ノードＮＢと昇圧電位ノードＮppとの間に介挿される。ＮＭＯＳトランジスタ１３１のゲートは、ノードＮＢに接続される。なお、レベル変換回路１３３の内部構成は、図２６で示したレベル変換回路と同様である。ただし、図２６のレベル変換回路の昇圧電位Ｖppを受けるノードが、電源電位Ｖccをダイオード１２７を介して受けるノードＮＡに置き代わる点が異なる。ノードＮＡは、プリチャージ回路としてのダイオード１２７により、電源電位Ｖccレベルにされている。


【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
図９を参照して、ＮＭＯＳトランジスタ１３５は、ノードＮＢと昇圧電位ノードＮppとの間に介挿される。ＮＭＯＳトランジスタ１３５のゲートはノードＮＢに接続されている。このＮＭＯＳトランジスタ１３５が、図８のＮＭＯＳトランジスタ１３１と異なるのは、ＮＭＯＳトランジスタ１３５が、図２４で示したようなトリプルウェル構造を採用していることである。このように、図９の３Ｖcc発生チャージポンプ回路５は、トリプルウェル構造のＮＭＯＳトランジスタ１３５を採用しているため、図８のように、通常のＮＭＯＳトランジスタ１３１を採用する場合に比べ、ノードＮＢの３Ｖccレベルの電位を昇圧電位ノードＮppに伝える際の閾値電圧の影響を小さくできる。


【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
したがって、電源電位が上記第１の状態のとき、第２及び第３のチャージポンプ手段を活性状態にして第１〜第３の部分電荷供給能力の和により比較的大きな第１の電荷供給能力を実現し、電源電位が上記第２の状態のとき、第２のチャージポンプ手段を非活性状態にし第３のチャージポンプ手段を活性状態にして第１の部分電荷供給能力と第３の部分電荷供給能力との和により比較的小さな第２の電荷供給能力を実現し、電源電位が上記第３の状態のとき第２及び第３のチャージポンプ手段を非活性状態にして第１の部分電荷供給能力のみによる非常に小さな第３の電荷供給能力を実現している。


【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２２】
1998247386.tif 000001
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２７】
1998247386.tif 000002