Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH065600B2 - Semiconductor device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH065600B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH065600B2
JPH065600B2 JP59205311A JP20531184A JPH065600B2 JP H065600 B2 JPH065600 B2 JP H065600B2 JP 59205311 A JP59205311 A JP 59205311A JP 20531184 A JP20531184 A JP 20531184A JP H065600 B2 JPH065600 B2 JP H065600B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
circuit
conductivity type
signal processing
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59205311A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6182399A (en
Inventor
昭次 花村
正明 青木
利明 増原
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59205311A priority Critical patent/JPH065600B2/en
Priority to US06/731,014 priority patent/US4710648A/en
Publication of JPS6182399A publication Critical patent/JPS6182399A/en
Priority to US07/544,045 priority patent/US5091325A/en
Publication of JPH065600B2 publication Critical patent/JPH065600B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体装置に関し、特に低温動作により高集
積度と簡略回路方式を可能とした絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタ(以下、MOSトランジスタと記す)型の半
導体装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOS transistor) type which enables high integration and a simplified circuit system by operating at low temperature. The present invention relates to a semiconductor device.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

従来、MOS型半導体素子の低温域の動作については、
例えば、(1)IEEE Trans.Electron Devices,ED−
24,218−229(1977年)におけるF.H.Gaensslen他による
“Very Small MOS FET′s for Low−Temperatu
re Operation”、(2)Band 33,229−235(1979年)におけ
るW.Link他による“Eigenschaften Von MOS−Ein−
Transistor speicherzellen bei tiefen Temperature
n”あるいは(3)電子通信学会総合全国大会予稿集,2−
283(昭和59年)における諸岡毅一他による“低温にお
けるダイナミックRAMの動作解析”等において記載さ
れている。
Conventionally, regarding the operation of the MOS type semiconductor device in the low temperature range,
For example, (1) IEEE Trans. Electron Devices, ED-
24,218-229 (1977), "Very Small MOS FET's for Low-Temperatu" by FH Gaensslen et al.
re Operation ”, (2) Band 33, 229-235 (1979) by W. Link et al.,“ Eigenschaften Von MOS-Ein-
Transistor speicherzellen bei tiefen Temperature
n ”or (3) Proceedings of IEICE General Conference, 2-
283 (Showa 59) in "Movement analysis of dynamic RAM at low temperature" by Tsuyoshi Morooka et al.

上記(1)の文献には、デバイスの特性が低温域ではどの
ようになるかを分析しており、例えば、電子の速度と電
界の関係は、温度によりどう変化するか、および閾値電
圧は温度によりどう変わるか(低温にすると、閾値電圧
は上昇する)および接合点に蓄積された電荷は296
Kと77K(低温域)では、どちらがリークが少ないか
(低温域の方が電荷のリークは少ない)等について述べ
られている。また上記(2)の文献には、ダイナミック型
RAMにおける温度特性が示されており、例えば、リフ
レッシュ時間と温度の関係(低温域になるとリフレッシ
ュ時間間隔が長くてよい)について述べられている。し
かし、(1)(2)のいずれの文献も、低温域で動作するMO
S素子を回路に適用した場合の問題点を認識していな
い。
In the literature of (1) above, the characteristics of the device are analyzed in the low temperature range.For example, the relationship between the electron velocity and the electric field changes with temperature, and the threshold voltage is The threshold voltage V T rises at low temperatures and the charge stored at the junction is 296
K and 77K (low temperature region), which has less leakage (leakage of electric charge is lower in the low temperature region) is described. Further, the above-mentioned document (2) shows the temperature characteristics in the dynamic RAM, and describes, for example, the relationship between the refresh time and the temperature (the refresh time interval may be long in the low temperature region). However, in both documents (1) and (2), the MO operating at low temperature
We are not aware of any problems when the S element is applied to a circuit.

次に、上記(3)の文献には、低温におけるダイナミック
型RAMの動作特性が示されており、例えば、モードが
ポーズ・リフレッシュ(他の回路が動作していない場
合)のときには、低温になれば、それに比例してリフレ
ッシュ時間は長くなるが、ディスターブ・リフレッシュ
(他の回路が動作中の場合)のときには、低温域でもあ
る温度以下ではリフレッシュ時間が変わらないことを述
べている。しかし、低温域で動作するMOS素子に最適
な回路方式までは言及していない。
Next, the literature of (3) above shows the operating characteristics of a dynamic RAM at low temperature. For example, when the mode is pause refresh (when other circuits are not operating), the temperature should be low. For example, although the refresh time becomes longer in proportion to it, it is stated that in the case of disturb refresh (when other circuits are operating), the refresh time does not change at a temperature lower than a low temperature range. However, no reference is made to a circuit system most suitable for a MOS device operating in a low temperature range.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、このように要求に応えるため、ダイナ
ミック回路と同等の高集積度を有し、かつ複雑な内部ま
たは外部タイミング信号を要しないスタティック回路の
簡便さを併せ持つ集積回路の半導体装置を提供すること
にある。
In order to meet the demands as described above, an object of the present invention is to provide a semiconductor device of an integrated circuit which has a high degree of integration equivalent to that of a dynamic circuit and has the simplicity of a static circuit which does not require a complicated internal or external timing signal. To provide.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、信号
処理回路への入力信号の状態変化時に信号処理開始信号
を入力して、所定の回路節点に電荷を供給する供給手段
を有し、該供給手段および信号処理回路を200K以下
の温度範囲で動作させることに特徴がある。
In order to achieve the above object, a semiconductor device of the present invention has a supply means for inputting a signal processing start signal and supplying an electric charge to a predetermined circuit node when the state of an input signal to the signal processing circuit changes. It is characterized in that the supply means and the signal processing circuit are operated in a temperature range of 200 K or less.

本願で開示される代表的な発明の実施形態による半導体
装置は、 信号処理回路(14,17)と、 該信号処理回路(14,17)への入力信号(X1,X2,…,Xm)の状
態の変化を検出する検出回路(15,18)と、 該検出回路(15,18)からの検出信号(φ,)に応答し
て上記信号処理回路(14,17)の所定の回路節点(21,25,2
6,34)への電荷供給を制御する供給制御手段(20,23,30)
とを具備してなり、 第1導電型の半導体基板(4)上に形成された第2導電型
の第1のウェル領域(9)内に形成された第1導電型の第
1の不純物領域(10)により上記信号処理回路の電荷保持
用の回路節点が形成され、 上記第1導電型の上記半導体基板(4)上に形成された上
記第2導電型の第2のウェル領域(6)内に形成された上
記第1導電型の第2の不純物領域(8)により上記信号処
理回路の飽和動作を行うMOSトランジスタのドレイン
領域が形成され、 上記MOSトランジスタの上記ドレイン領域(8)の直下
において上記第2導電型の第2のウェル領域(6)内に上
記第1導電型の上記半導体基板(4)から突起した上記第
1導電型の突起領域(13)を形成することにより、該突起
領域(13)によって上記ドレイン領域(8)からの少数キャ
リアを吸収し、 上記第2導電型の上記第1のウェル領域(9)と上記第2
導電型の上記第2のウェル領域(6)との間に絶縁物領域
(12)を形成することにより、上記少数キャリアの上記第
2のウェル領域(6)から上記第1のウェル領域(9)への通
過を防止し、 200K以下の温度範囲で上記信号処理回路(14,17)お
よび上記供給制御手段(20,23,30)を動作させることを特
徴とする。
A semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention disclosed in the present application includes a signal processing circuit (14, 17) and input signals (X 1 , X 2 , ..., Xm to the signal processing circuit (14, 17). Detection circuit (15, 18) for detecting a change in the state of (4), and a predetermined circuit of the signal processing circuit (14, 17) in response to the detection signal (φ,) from the detection circuit (15, 18). Node (21,25,2
Supply control means (20,23,30) for controlling the charge supply to (6,34)
And a first conductivity type first impurity region formed in a second conductivity type first well region (9) formed on the first conductivity type semiconductor substrate (4). A circuit node for holding charges of the signal processing circuit is formed by (10), and the second well region (6) of the second conductivity type formed on the semiconductor substrate (4) of the first conductivity type is formed. The drain region of the MOS transistor performing the saturation operation of the signal processing circuit is formed by the second impurity region (8) of the first conductivity type formed in the drain region (8) immediately below the drain region (8) of the MOS transistor. In the second well region (6) of the second conductivity type, by forming the protrusion region (13) of the first conductivity type protruding from the semiconductor substrate (4) of the first conductivity type, The protrusion region (13) absorbs minority carriers from the drain region (8), and the second conductivity type The first well region (9) and the second well region
Insulator region between the second well region (6) of conductivity type
By forming (12), the minority carriers are prevented from passing from the second well region (6) to the first well region (9), and the signal processing circuit (in the temperature range of 200 K or less). 14, 17) and the supply control means (20, 23, 30) are operated.

かかる代表的な発明の実施態様によれば、200K以下
の温度範囲で上記信号処理回路(14,17)および上記供給
制御手段(20,23,30)を動作させることにより、各回路の
リーク電流を著しく低減でき、リーク電流による信号処
理回路の電荷保持用の回路節点の電位変動を補償するた
めのリフレッシュ動作を不必要とすることができる。
According to such a representative embodiment of the invention, by operating the signal processing circuit (14, 17) and the supply control means (20, 23, 30) in a temperature range of 200 K or less, the leakage current of each circuit is reduced. Can be remarkably reduced, and the refresh operation for compensating for the potential fluctuation of the circuit node for holding charges of the signal processing circuit due to the leak current can be made unnecessary.

さらに、信号処理回路の飽和動作を行うMOSトランジ
スタのドレイン領域の近傍の電離などに起因する少数キ
ャリアは信号処理回路の電荷保持用の回路節点の電荷情
報を破壊する恐れが有るので、このMOSトランジスタ
のドレイン領域(8)の直下において第2導電型の第2の
ウェル領域(6)内に形成された第1導電型の突起領域(1
3)と第1のウェル領域(9)と第2のウェル領域(6)との間
に形成された絶縁物領域(12)とは、信号処理回路の電荷
保持用の回路節点の電荷情報破壊の危険性を低減するこ
とができる。
Furthermore, since minority carriers due to ionization in the vicinity of the drain region of the MOS transistor that performs the saturation operation of the signal processing circuit may destroy the charge information at the circuit node for holding the charge of the signal processing circuit, this MOS transistor Of the first conductivity type formed in the second well region (6) of the second conductivity type immediately below the drain region (8) of the first conductivity type.
3) and the insulator region (12) formed between the first well region (9) and the second well region (6) are the charge information destruction of the circuit node for charge retention of the signal processing circuit. The risk of can be reduced.

本発明のより好適な実施形態は、電荷保持用の回路節点
としての第1導電型の第1の不純物領域(10)直下の第2
導電型の第1のウェル領域(9)に第2導電型の高不純物
濃度埋め込み層(11)を形成することにより、少数キャリ
アの電荷保持用の回路節点(10)への到達を軽減したこと
を特徴とするものである。
A more preferred embodiment of the present invention is that the second conductivity type circuit is provided directly below the first impurity region (10) of the first conductivity type as a circuit node for holding charges.
By forming the second conductivity type high-impurity concentration buried layer (11) in the conductivity type first well region (9), the arrival of minority carriers at the circuit node (10) for holding charges is reduced. It is characterized by.

本発明のさらに具体的な実施形態は、 電荷保持用の回路節点はメモリ・アレー領域に形成さ
れ、 飽和動作を行うMOSトランジスタは周辺回路領域に形
成され、 メモリ・アレー領域と周辺回路領域とは絶縁物領域によ
り分離されてなることを特徴とする。
According to a more specific embodiment of the present invention, the circuit node for holding charges is formed in the memory array region, the MOS transistor performing the saturation operation is formed in the peripheral circuit region, and the memory array region and the peripheral circuit region are It is characterized by being separated by an insulator region.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明の原理および実施例を、図面により説明す
る。
Hereinafter, the principle and embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図は、測定結果にもとづく接合リーク電流の温度依
存性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the temperature dependence of the junction leakage current based on the measurement results.

MOS素子の低温域での特性の1つとして、ソース,ド
レイン接合におけるリーク電流Iの温度依存性があ
る。第2図は、実際に測定した結果(温度Tに対するリ
ーク電流I)を示すもので、リーク電流、つまりソー
ス,ドレイン接合に蓄積された電荷の温度に対する漏洩
電流Iは、ほぼ真性キャリア温度nに比例する。常
温例えば、293Kでのリーク電流値をIとした場合、
低温域、例えば70Kでは約10−28となり、低温域
においては常温に比べその値が28桁ぐらい減少するこ
とが判る。したがって、このような状態で回路を動作さ
せた場合、回路節点のリーク電流による電位変化は殆ん
どなくなる。
One characteristic in the low-temperature region of the MOS device, the source, there is a temperature dependence of the leakage current I L at the drain junction. FIG. 2 shows the result of actual measurement (leakage current I with respect to temperature T). The leakage current, that is, the leakage current I L with respect to the temperature of the charge accumulated in the source / drain junction is almost the intrinsic carrier temperature n. proportional to i . At room temperature, for example, when the leak current value at 293K is I,
It can be seen that the value becomes about 10 −28 in the low temperature region, for example, 70 K, and the value decreases by about 28 digits in the low temperature region as compared with the normal temperature. Therefore, when the circuit is operated in such a state, the potential change due to the leak current at the circuit node is almost eliminated.

本発明においては、低温域で回路を動作させることによ
り、回路節点のリーク電流による電位変化をなくし、回
路節点に常時電荷を給電する必要をなくした集積度,消
費電力で改善された回路方式を与える。すなわち、ダイ
ナミック回路と同等の集積度を有し、かつスタティック
回路の簡便さと動作速度,消費電力を有する半導体集積
回路を実現する。
In the present invention, by operating the circuit in the low temperature region, the potential change due to the leak current at the circuit node is eliminated, and it is not necessary to constantly supply the electric charge to the circuit node. give. That is, it is possible to realize a semiconductor integrated circuit having the same degree of integration as a dynamic circuit and having the simplicity, operating speed, and power consumption of a static circuit.

第1図は、本発明の一実施例を示す半導体装置のブロッ
ク構成図および動作タイムチャートである。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor device and an operation time chart showing an embodiment of the present invention.

〜Xmは入力信号、Y〜Ynは出力信号、φは信
号処理開始信号(入力信号の状態が変化した時点で印加
される信号),Vccは電源電圧、Vssは接地電位、
〜Niは回路節点、1は信号処理回路、2は節点に
電荷を給電する給電部、3は論理処理部である。
X 1 to Xm are input signals, Y 1 to Yn are output signals, φ is a signal processing start signal (a signal applied when the state of the input signal changes), Vcc is a power supply voltage, Vss is a ground potential,
N 1 to Ni are circuit nodes, 1 is a signal processing circuit, 2 is a power supply unit that supplies electric charges to the nodes, and 3 is a logic processing unit.

第1図(b)において、Tは入力信号が変化しない時
間、Tは入力信号に関係のない一定の周期を表わす。
In FIG. 1 (b), T 2 represents a time during which the input signal does not change, and T 1 represents a constant period irrelevant to the input signal.

第1図の実施例においては、信号処理回路1内の電荷保
持状態にある回路節点N〜Niに対し、信号処理開始
信号φにより電荷を供給する給電部2を設けることと、
信号処理回路1を200K以下の低温域で動作させるこ
とを主要な構成条件とする。ここでは、信号処理回路1
が集積回路であり、入力信号X〜Xmおよび信号処理
開始信号φは外部回路により発生されて入力される。
In the embodiment shown in FIG. 1, a power supply unit 2 for supplying electric charges to the circuit nodes N 1 to Ni in the electric charge holding state in the signal processing circuit 1 by the signal processing start signal φ is provided,
The main constituent condition is to operate the signal processing circuit 1 in a low temperature range of 200 K or less. Here, the signal processing circuit 1
Is an integrated circuit, and the input signals X 1 to Xm and the signal processing start signal φ are generated and input by an external circuit.

信号処理開始信号φが入力信号X〜Xmの状態変化に
同期して給電部2を所定時間活性化する(スタティック
動作)か、あるいは所定の周期Tにしたがって給電部
2を所定時間活性化することにより、所定回路節点N
〜Niには電源Vccより電荷が給電されるため、回路
1は動作状態となり、論理処理部3では信号処理動作が
開始される。
The signal processing start signal φ activates the power feeding unit 2 for a predetermined time in synchronization with the state change of the input signals X 1 to Xm (static operation), or activates the power feeding unit 2 for a predetermined time according to a predetermined cycle T 1 . The predetermined circuit node N 1
Since electric power is supplied from the power source Vcc to Ni, the circuit 1 enters the operating state and the logic processing unit 3 starts the signal processing operation.

第1図(b)では、一例としてX〜Xmの入力信号が図
示のような状態変化を示した場合を表しており、信号処
理開始信号φは、入力信号の変化時点で立上る所定パル
ス幅の信号として入力する。また、Tの期間は入力信
号X〜Xmの状態変化はないが、回路節点N〜Ni
のの電荷が減少する分を補償するため、入力信号X
Xmと関係のない所定周期Tで発生する信号処理開始
信号φ(リフレッシュ)を入力する。この状態での一連
の信号処理が完了すると、入力信号X〜Xmに対応し
た出力信号Y〜Ynが出力され、次に信号φがオフす
ると、回路節点N〜Niは論理処理部3の状態に対応
して電荷保持状態に移行する。以上は、常温(例えば、
300K)での動作である。
In FIG. 1 (b), as an example, the case where the input signals of X 1 to Xm show the state change as shown in the figure is shown. The signal processing start signal φ is a predetermined pulse rising at the time of change of the input signal. Input as a width signal. During the period T 2 are not the state change of the input signal X 1 through XM, but the circuit node N 1 ~Ni
Input signal X 1 ~
A signal processing start signal φ (refresh) generated at a predetermined cycle T 1 not related to Xm is input. When a series of signal processing in this state is completed, output signals Y 1 to Yn corresponding to the input signals X 1 to Xm are output, and when the signal φ is turned off next, the circuit nodes N 1 to Ni are connected to the logic processing unit 3. The state shifts to the electric charge holding state in accordance with the state. The above is normal temperature (for example,
Operation at 300K).

次に、第1図(a)の回路を200K以下の低温域で動作
させた場合、リーク電流が格段に減少するため、回路節
点N〜Niに保持された電荷は殆んど減少しない。し
たがって、入力信号X〜Xmが変化しない時間T
信号処理時間に比べて十分に長い場合でも、回路1は安
定に動作し、またTの期間中回路1に流れる電流は存
在しないため、低消費電力化が可能となる。なお、動作
温度(低温域)と動作頻度との関係により、T=∞、
つまり長時間入力信号の状態変化がなくても、リフレッ
シュ動作は不要となる。
Next, when the circuit of FIG. 1 (a) is operated in the low temperature region of 200 K or less, the leakage current is significantly reduced, and the electric charges held at the circuit nodes N 1 to Ni are hardly reduced. Therefore, even when the time T 2 during which the input signals X 1 to Xm do not change is sufficiently longer than the signal processing time, the circuit 1 operates stably and no current flows in the circuit 1 during the period of T 2. It is possible to reduce power consumption. In addition, due to the relationship between the operating temperature (low temperature range) and the operating frequency, T 1 = ∞,
That is, the refresh operation is not necessary even if there is no change in the state of the input signal for a long time.

第3図,第4図は、それぞれ本発明の他の実施例を示す
半導体装置のブロック構成図である。
3 and 4 are block diagram of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention.

第3図,第4図の実施例は、第1図の実施例を一部変形
したもので、第1図では、信号処理開始信号φの発生回
路を外部回路に設けているのに対し、第3図,第4図で
は信号処理回路への入力信号X〜Xiの状態変化を検
出し、信号処理開始信号φを発生する信号発生回路1
5,18を信号処理回路14,17と同一半導体基板上
に具備している。
The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is a partial modification of the embodiment shown in FIG. 1. In FIG. 1, the generation circuit of the signal processing start signal φ is provided in the external circuit. In FIGS. 3 and 4, the signal generation circuit 1 which detects the state change of the input signals X 1 to Xi to the signal processing circuit and generates the signal processing start signal φ
5, 18 are provided on the same semiconductor substrate as the signal processing circuits 14, 17.

第3図において、14は信号処理回路、15は入力信号
〜Xmの状態変化を検出し信号処理開始信号φを発
生する回路、16は所定周期Tでφ発生回路15を活
性化するための入力信号端子を示す。外部での入力信号
モニタ等の信号操作が不要となるため、使用上の簡便さ
が格段に向上する。
In FIG. 3, 14 is a signal processing circuit, 15 is a circuit for detecting a state change of the input signals X 1 to Xm and generating a signal processing start signal φ, and 16 is an activation of the φ generation circuit 15 at a predetermined cycle T 1. The input signal terminal for is shown. Since no external signal operation such as input signal monitoring is required, the ease of use is greatly improved.

第4図において、17は信号処理回路、18は信号処理
開始信号φを発生する回路、19は所定周期Tのタイ
ミング信号を発生する回路である。φ発生回路18は、
入力信号X〜Xmの状態変化に同期して、あるいは、
内蔵する信号発生回路19の周期Tのタイミング出力
に同期して、信号処理開始信号φを発生する。
In FIG. 4, 17 is a signal processing circuit, 18 is a circuit for generating a signal processing start signal φ, and 19 is a circuit for generating a timing signal of a predetermined cycle T 1 . The φ generation circuit 18 is
In synchronization with the state change of the input signals X 1 to Xm, or
The signal processing start signal φ is generated in synchronization with the timing output of the cycle T 1 of the built-in signal generation circuit 19.

信号処理回路17と同一基板上に、所定の周期性信号を
発生する回路19を内蔵したφ信号発生回路18を有し
ているので、第3図の場合に比べて、外部周期信号発生
回路が不要となり、入力端子数が減少するため、使用上
の簡便さは一層向上する。
Since the φ signal generating circuit 18 including the circuit 19 for generating a predetermined periodic signal is provided on the same substrate as the signal processing circuit 17, the external periodic signal generating circuit is different from that in the case of FIG. Since it is not necessary and the number of input terminals is reduced, the convenience of use is further improved.

第5図,第6図は、それぞれ第3図,第4図における信
号処理開始信号発生回路および所定周期のタイミング信
号発生回路の具体的論理回路図であり、第7図は第5図
の動作タイム・チャートである。
5 and 6 are concrete logic circuit diagrams of the signal processing start signal generating circuit and the timing signal generating circuit of a predetermined cycle in FIG. 3 and FIG. 4, respectively, and FIG. 7 is the operation of FIG. It is a time chart.

第5図において、X〜Xmは入力信号、Cは所定周
期Tを有するタイミング信号、37は遅延回路(遅延
時間t)、39はインバータ、40は排他的否定論理
和回路、41は論理和回路、42は否定論理和回路であ
る。
In FIG. 5, X 1 to Xm are input signals, C 1 is a timing signal having a predetermined period T 1 , 37 is a delay circuit (delay time t 0 ), 39 is an inverter, 40 is an exclusive NOR circuit, 41 Is an OR circuit, and 42 is a NOR circuit.

入力信号X〜Xmおよび所定周期Tを有するタイミ
ング信号Cの変化に対応して、遅延回路37で設定し
た時間tのパルス幅を有する信号φおよび (φの反転信号)を発生する。例えば、入力信号X
第7図のXに示す波形で発生すると、これが遅延回路
37で第7図の(37)に示すようにtだけ遅延される。
一方、入力信号Xはインバータ39により、第7図の
(39)に示すように反転され、(37)の波形とともに排他的
否定論理和回路40に入力し、第7図のX1tに示すよう
にパルス幅tの信号となる。これが論理和回路41と
否定論理和回路42に、それぞれ入力することにより、
信号処理開始信号φと を出力する。
In response to changes in the input signals X 1 to Xm and the timing signal C 1 having a predetermined period T 1 , a signal φ having a pulse width of time t 0 set by the delay circuit 37 and (Inversion signal of φ) is generated. For example, when the input signal X 1 is generated with the waveform shown by X 1 in FIG. 7, this is delayed by the delay circuit 37 by t 0 as shown by (37) in FIG.
On the other hand, the input signal X 1 is output from the inverter 39 as shown in FIG.
The signal is inverted as shown in (39) and input to the exclusive NOR circuit 40 together with the waveform in (37), and becomes a signal having a pulse width t 0 as shown by X 1t in FIG. 7. By inputting this to the OR circuit 41 and the NOR circuit 42, respectively,
Signal processing start signal φ and Is output.

同じようにして、入力信号X,X,‥‥XmがX
よりそれぞれt,t,‥‥tだけ遅れて入力した
場合、いずれも遅延回路37とインバータ39と論理回
路40により、第7図のX2t,‥‥に示すように、パル
スX1tよりそれぞれt,t‥‥tだけ遅れた時間
位置で、パルスを発生する。また、所定時間Tを有す
るタイミング信号Cも、全く同じようにして、入力信
号Xよりtcだけ遅れた時刻で、かつ次のパルスとの
間隔がTになるようにパルスを発生する。
Similarly, the input signals X 2 , X 3 , ..., Xm become X 1
When they are input with a delay of t 2 , t 3 , ... Tm , respectively, the delay circuit 37, the inverter 39, and the logic circuit 40 all cause the pulse X 1t as shown by X 2t ,. Pulses are generated at time positions delayed by t 2 , t 3 ... T m , respectively. Further, the timing signal C 1 having the predetermined time T 1 is also generated in exactly the same manner at a time delayed by tc from the input signal X 1 and at a time interval of T 1 from the next pulse. .

第6図は、第4図のタイミング信号(C1)発生回路19の
具体例を示したもので、信号処理開始信号(φ)発生回
路18に内蔵される。
FIG. 6 shows a specific example of the timing signal (C 1 ) generation circuit 19 of FIG. 4, which is incorporated in the signal processing start signal (φ) generation circuit 18.

奇数段(2N-1)のインバータ39と、負の温度依存性を有
する遅延を発生する遅延回路38から構成される自励発
振器である。遅延回路38の遅延時間tを、前述の接
合リーク電流Iに比べてt∝1/Iとなるように
設定すれば、Iの少ない場合、つまり電荷保持時間の
長い場合には、長周期のタイミング信号が、また逆の場
合には短周期のタイミング信号が、それぞれ得られる。
The self-excited oscillator includes an odd number of stages (2N-1) of inverters 39 and a delay circuit 38 that generates a delay having negative temperature dependence. If the delay time t d of the delay circuit 38 is set to be t d ∝1 / I L compared to the junction leak current I L described above, when I L is small, that is, when the charge holding time is long. , A long cycle timing signal, and vice versa, a short cycle timing signal is obtained.

第8図,第9図および第12図は、第1図,第3図,第
4図における信号処理回路の具体例を示す構成図であ
る。
FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 12 are configuration diagrams showing specific examples of the signal processing circuit in FIG. 1, FIG. 3, and FIG.

第8図は、3入力の否定論理和(NOR)回路部分を示
している。信号処理開始信号が電荷供給回路20を活
性化することにより、回路節点21には電源Vccより
電荷が給電され、回路は入力i〜iに対応したスタ
ティック動作を行う。所定時間後に が電荷供給回路20を非活性化すると、i〜iのす
べてが論理処理部を活性化していない場合にのみ、節点
21に電荷が蓄積され、次に が供給回路20を活性化するまでその電荷を保持する。
FIG. 8 shows a 3-input NOR circuit portion. When the signal processing start signal activates the charge supply circuit 20, the circuit node 21 is supplied with the charge from the power supply Vcc, and the circuit performs the static operation corresponding to the inputs i 1 to i 3 . After a predetermined time Deactivates the charge supply circuit 20, the charge is accumulated at the node 21 only when all of i 1 to i 3 do not activate the logic processing unit, and then Holds its charge until activating the supply circuit 20.

第8図においては、従来のスタティック回路と同等の簡
便さで、低消費電力の回路が実現できる。なお、第8図
の供給回路20に並列に接続された素子22(破線で示
す)は、1GΩ以上の抵抗値を有する高抵抗素子であっ
て、常温で使用する場合に接続される。すなわち、低温
域ではリーク電流が殆んどないので、この抵抗22は不
要であるが、常温ではリーク電流が大きく、節点21の
電荷が漏れてしまうので、この高抵抗22を介して漏れ
た分を電源Vccより補充する。これにより、電荷保持
特性を常温以上まで補償し、回路の安定動作を高めるこ
とができる。
In FIG. 8, a circuit with low power consumption can be realized as easily as a conventional static circuit. The element 22 (shown by a broken line) connected in parallel to the supply circuit 20 in FIG. 8 is a high resistance element having a resistance value of 1 GΩ or more, and is connected when used at room temperature. That is, since there is almost no leak current in the low temperature region, the resistor 22 is unnecessary, but at normal temperature, the leak current is large and the electric charge at the node 21 leaks. Is replenished from the power source Vcc. As a result, the charge retention characteristics can be compensated up to room temperature or higher, and the stable operation of the circuit can be enhanced.

なお、第8図において、電荷供給回路20にはPMOS
トランジスタを、入力i〜iにより制御されるトラ
ンジスタにはnMOSトランジスタを用いている。
In FIG. 8, the charge supply circuit 20 has a PMOS.
An nMOS transistor is used for the transistor and a transistor controlled by the inputs i 1 to i 3 .

第9図は、信号処理回路の別の例として、ランダム・ア
クセス・メモリ(RAM)の1ビット部分の構成を示し
ており、第11図は第9図のメモリセルの電圧状態図で
ある。
FIG. 9 shows the configuration of a 1-bit portion of a random access memory (RAM) as another example of the signal processing circuit, and FIG. 11 is a voltage state diagram of the memory cell of FIG.

信号処理開始信号が電荷供給回路23を活性化するこ
とにより、ビット線b,には電源Vccより電荷が給
電され、さらに、ワード線wの信号がnMOSトランジ
スタ24を活性化することにより、電荷は情報保持状態
にある回路節点25,26に供給される。ここで、互い
にクロス結線された素子(nMOSトランジスタ)2
7,28が、節点25,26の電荷量の応じ、一方を活
性化、他方を非活性化するため、それに対応した信号が
両ビット線に出力され、読み出しを開始する。
When the signal processing start signal activates the charge supply circuit 23, charges are supplied from the power supply Vcc to the bit lines b, and the signal on the word line w activates the nMOS transistor 24, so that the charges are generated. It is supplied to the circuit nodes 25 and 26 in the information holding state. Here, elements (nMOS transistors) 2 which are cross-connected to each other
7, 28 activate one and deactivate the other in accordance with the charge amount of the nodes 25, 26, so that a signal corresponding to that is output to both bit lines to start reading.

書き込み動作を行う場合には、この時点で書き込み情報
に対応した電荷を、ビット線b,に与え、トランジス
タ24を通して強制的に各節点に供給する。所定時間後
に、ワード線w,信号処理開始信号 がトランジスタ23,24をそれぞれ非活性化すると、
節点25または26の電荷は保持状態となり、次に ,wがトランジスタ23,24を活性化するまでその電
荷が保持される。低温域で動作させると、長時間,w
がトランジスタ23,24を活性化しなくても、電荷の
リークはないため、安定動作が可能となる。第9図の例
では、従来のスタティック回路に比べて、約1.5倍の高
集積化が可能となる。なお、第9図の破線で示した素子
29は1GΩ以上の抵抗値を有する高抵抗素子であっ
て、図示したように挿入することにより、第8図の素子
22と同じように、電荷保持特性を常温以上まで補償
し、回路の安定性を高めることができる。
When a write operation is performed, electric charges corresponding to write information are applied to the bit lines b and at this point and are forcibly supplied to each node through the transistor 24. After a predetermined time, word line w, signal processing start signal Deactivates transistors 23 and 24 respectively,
The electric charge of the node 25 or 26 becomes a holding state, and then , W hold their charges until they activate the transistors 23, 24. When operated in the low temperature range, a long time, w
Even if the transistors 23 and 24 are not activated, there is no charge leakage, and stable operation is possible. In the example of FIG. 9, high integration of about 1.5 times can be realized as compared with the conventional static circuit. The element 29 shown by the broken line in FIG. 9 is a high resistance element having a resistance value of 1 GΩ or more, and by inserting it as shown in the figure, like the element 22 in FIG. Can be compensated up to room temperature or higher to improve the stability of the circuit.

第10図は、信号処理回路の別の例として、ダミーセル
を備えたRAMの1ビット部分の構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a 1-bit portion of a RAM including a dummy cell as another example of the signal processing circuit.

メモリ・セルの容量Csに蓄積される電荷の信号が小さ
いので、差動増幅器36と比較のための容量Cs/2を
備えたダミーセルを設け、差信号を増幅して情報を読み
出す。
Since the charge signal accumulated in the capacitance Cs of the memory cell is small, a dummy cell having a differential amplifier 36 and a capacitance Cs / 2 for comparison is provided, and the difference signal is amplified to read information.

信号処理開始信号φ, が、電荷供給回路30を非活性化し、それまで行ってい
たビット線b,への電源Vccよりの電荷の供給を中
止するとともに、それまでダミーセルの回路節点32の
電位をVccとするため活性状態にあった素子31を非
活性化する。次に、ワード線w,wに加えられる信
号により、素子33,35が活性化されると、ビット線
b,には節点34,32の電荷量に対応した信号が生
じ、これを差動増幅器36で差動増幅することにより、
情報読み出しを開始する。書き込み動作を行うには、こ
の時点で情報に対応した電荷を、増幅器36を介して外
部から強制的に供給すればよい。所定時間後にw,w
の信号により素子33,35を非活性化し、信号φ, が素子30,31を活性化すると、節点34は電荷保持
状態となり、次にwの信号が素子33を活性化するま
でその電荷を保持する。
Signal processing start signal φ, However, the charge supply circuit 30 is deactivated, the supply of the charge from the power supply Vcc to the bit line b, which has been performed until then, is stopped, and the potential of the circuit node 32 of the dummy cell is set to Vcc until then. The corresponding element 31 is deactivated. Next, when the elements 33 and 35 are activated by the signals applied to the word lines w A and w D , a signal corresponding to the charge amount of the nodes 34 and 32 is generated on the bit line b, and the difference is generated. By differentially amplifying with the dynamic amplifier 36,
Start reading information. In order to perform the write operation, the electric charge corresponding to the information at this time may be forcibly supplied from the outside through the amplifier 36. W A , w after a predetermined time
The elements 33 and 35 are deactivated by the signal D , and signals φ, When the elements activate the elements 30 and 31, the node 34 enters the charge holding state, and holds the charge until the signal of w A activates the element 33 next.

200K以下の低温においては、電荷保持時間が十分に
長いため、特別なリフレッシュ動作が不要となり、した
がってそのための特別な信号も必要でなく、ダイナミッ
ク回路であってもスタティック回路と同等の簡便な回路
が実現できる。
At a low temperature of 200 K or less, since the charge holding time is sufficiently long, no special refresh operation is required, and therefore no special signal is required, and even a dynamic circuit can be as simple as a static circuit. realizable.

第11図,第12図は、本発明の他の実施例を示す半導
体装置の特性図および断面図である。
11 and 12 are a characteristic view and a sectional view of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention.

第11図は第2図に示した接合リークIと、飽和動作
をしているMOSトランジスタの雑音電流Iの関係を
示す図である。すなわち、飽和動作しているMOSトラ
ンジスタにおいて、電界がドレイン近傍に集中すると、
電子の衝突が起り、電離により電子とホールのペアが生
成される。電離に起因する少数キャリア(雑音電流
)が半導体基板中に注入されると、これが他の保持
電荷の情報を破壊してしまう。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the junction leak I L shown in FIG. 2 and the noise current I N of the MOS transistor operating in saturation. That is, in the saturated MOS transistor, when the electric field is concentrated near the drain,
Electron collisions occur and ionization produces electron-hole pairs. When minority carriers (noise current IN ) due to ionization are injected into the semiconductor substrate, they destroy other information of the retained charges.

雑音電流Iは、ドレイン近傍の電界の大きさに強く依
存するため、一概にリーク電流Iとの対応をとること
はできないが、絶対温度Tに対し、L∝exp(φ
/kT)の指数関数的な依存性を示すものと考えられる
ため、低温域においては、I<<Iの状態が出現す
る。
Since the noise current I N strongly depends on the magnitude of the electric field near the drain, it cannot be generally matched with the leak current I L , but with respect to the absolute temperature T, L N ∝ exp (φ B
/ KT) since it is considered to represent the exponential dependence, in low temperature region, the state of I L << I N appears.

このような状況の下では、前述のように、雑音電流I
が電荷保持状態にある回路節点の電荷を放電し、回路を
誤動作させる。この雑音電流Iを防止して、本発明の
効果を増加させるための実施例を第12図に示す。
Under such a situation, as described above, the noise current I N
Discharges the electric charge of the circuit node in the electric charge holding state, causing the circuit to malfunction. To prevent this noise current I N, the embodiment for increasing the effect of the present invention shown in FIG. 12.

第12図において、4は高不純物濃度の第1導電型半導
体基板、5は4と同一の導電型の低不純物濃度層、6は
4と反対導電型の低不純物濃度層、7はゲート電極、8
は6と反対導電型で、飽和動作状態にあるMOSトラン
ジスタのドレイン領域、9は5と反対導電型で、表面の
不純物濃度が高くなるような濃度勾配を有するウェル領
域、10は9と反対導電型のMOSトランジスタのドレ
インあるいはソース領域で電荷保持状態にある回路節
点、11は領域9の内部で、且つ領域10に面して設け
られた領域9と同一導電型の高不純物濃度の埋込み層、
12は飽和動作状態にあるMOSトランジスタと電荷保
持状態にある回路設点とを分離する絶縁物領域、13は
領域8に面して層6の内部に設けられた領域4の突起領
域を、それぞれ表わしている。また、各領域は、順方向
とならないバイアスが印加されている。
In FIG. 12, 4 is a high-concentration first-conductivity-type semiconductor substrate, 5 is a low-impurity-concentration layer having the same conductivity-type as 4, 6 is a low-impurity-concentration layer having a conductivity type opposite to 4, and 7 is a gate electrode. 8
Is a drain region of a MOS transistor in a saturation operation state, which is the opposite conductivity type to 6, 9 is a conductivity type opposite to 5, a well region having a concentration gradient such that the impurity concentration on the surface is high, 10 is a conductivity type opposite to 9 Type MOS transistor having a circuit node in a charge holding state in the drain or source region, 11 is a buried layer of the same conductivity type as the region 9 provided inside the region 9 and facing the region 10, and having a high impurity concentration,
Reference numeral 12 denotes an insulator region that separates a MOS transistor in a saturated operation state from a circuit connection point in a charge holding state, and 13 denotes a protruding region of a region 4 provided inside the layer 6 facing the region 8, respectively. It represents. Further, a bias that does not become the forward direction is applied to each region.

第12図においては、飽和動作状態にあるMOSトラン
ジスタのドレイン領域8の近傍で、電離に起因する少数
キャリアが基板1中に注入され、それが雑音電流I
なって、他方のMOSトランジスタの回路節点10に到
達し、蓄積されている電荷情報を破壊するおそれがあ
る。
In FIG. 12, minority carriers due to ionization are injected into the substrate 1 in the vicinity of the drain region 8 of the MOS transistor in the saturated operation state, which becomes the noise current IN, and the other MOS transistor has a noise current IN. The circuit node 10 may be reached and the stored charge information may be destroyed.

第12図の構造を用いることにより、領域8の近傍で発
生した少数キャリアによる雑音電流は、(i)突起領域1
3によって基板4に吸収される。(ii)絶縁物領域12に
よって絶縁し、キャリアを通過させない。(iii)ウェル
領域9と低不純物濃度層5の接合による障壁、あるいは
ウェル領域9の不純物濃度勾配による障壁によってキャ
リアが回路節点10に到達し難くする。(iv)埋込み層1
1とウェル領域9の不純物濃度差による障壁を作り、キ
ャリアが回路節点10に到達し難くする。
By using the structure of FIG. 12, the noise current due to the minority carriers generated in the vicinity of the region 8 is (i) the protrusion region 1
3 is absorbed by the substrate 4. (ii) Insulation is provided by the insulator region 12, and carriers are not passed. (iii) It is difficult for carriers to reach the circuit node 10 due to the barrier due to the junction between the well region 9 and the low impurity concentration layer 5 or the barrier due to the impurity concentration gradient in the well region 9. (iv) Embedded layer 1
A barrier is created by the difference in impurity concentration between 1 and the well region 9 to make it difficult for carriers to reach the circuit node 10.

第13図は、第12図の構造を第10図のメモリ回路に
適用した場合の実施例を表わす。同図はメモリ・アレー
領域内の、ワード線wの接続されたゲート、ビット線
bに接続されたドレイン、蓄積容量Csに接続されたソ
ース、蓄積容量Csから成るメモリ・セルと、周辺回路
領域内の飽和動作中のチャネルMOSおよびPチャネル
MOSを示している。37はn型あるいはn型基板、
38はn型領域、39はP型ウェル領域、40はn
のドレイン・ソース領域、41はP型のドレイン・ソ
ース領域、42はゲート、43,44は絶縁物の分離領
域、45はP型埋込み層、46はn型の突起領域であ
る。本実施例では、雑音電荷発生源のNチャネルMOS
を、濃度勾配を有するウェル内に設け、また同ウェル内
にn型の突起領域を設け雑音電荷を基板に吸収するこ
と、雑音電荷発生源の存在する周辺回路領域とメモリ・
アレー領域を、分離領域44で分離していること、ま
た、メモリ・セル間の雑音電荷による干渉を分離領域4
3で無くしていること、各セルのP型ウェル内に雑音電
荷に対する障壁となるP型り埋込み領域を設けること
により、電荷蓄積容量部への雑音電荷の流入を防止して
いる。
FIG. 13 shows an embodiment in which the structure of FIG. 12 is applied to the memory circuit of FIG. The figure shows a memory cell in the memory array region, which includes a gate connected to the word line w A , a drain connected to the bit line b, a source connected to the storage capacitor Cs, and a storage capacitor Cs, and a peripheral circuit. The channel MOS and the P channel MOS during the saturation operation in the region are shown. 37 is an n + type or n type substrate,
38 is an n-type region, 39 is a P-type well region, 40 is an n + type drain / source region, 41 is a P + type drain / source region, 42 is a gate, 43 and 44 are isolation regions of an insulator, 45 Is a P + -type buried layer, and 46 is an n-type protrusion region. In this embodiment, the N-channel MOS of the noise charge generation source is used.
Are provided in a well having a concentration gradient, and an n-type protrusion region is provided in the well to absorb noise charges in the substrate, and a peripheral circuit region where a noise charge generation source exists and a memory.
The array region is separated by the isolation region 44, and interference due to noise charges between the memory cells is isolated by the isolation region 4.
No. 3 is eliminated, and the P + -type buried region serving as a barrier against noise charges is provided in the P-type well of each cell to prevent the noise charges from flowing into the charge storage capacitance section.

なお第12図,第13図では、上記(i)〜(iv)の領域を
すべて具備している例を示しているが、各々独立して具
備しても、効果があるのは勿論である。
Although FIG. 12 and FIG. 13 show an example in which all the above-mentioned regions (i) to (iv) are provided, it is needless to say that even if each region is provided independently, it is effective. .

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、信号処理回路内
の電荷保持状態にある回路節点に、信号処理開始信号に
より電荷を供給し、200K以下の温度範囲で動作させ
るので、リーク電流が減少して、ダイナミック回路と同
等の高集積度を与えるとともに、複雑な内外部のタイミ
ング信号を必要としないスタティック回路の簡便さを実
現できる。
As described above, according to the present invention, the electric charge is supplied to the circuit node in the electric charge holding state in the signal processing circuit by the signal processing start signal to operate in the temperature range of 200 K or less, so that the leak current is reduced. As a result, a high degree of integration equivalent to that of a dynamic circuit can be provided, and the simplicity of a static circuit that does not require complicated internal and external timing signals can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す半導体装置のブロック
構成図と動作タイムチャート、第2図は接合リーク電流
の温度依存特性図、第3図,第4図はそれぞれ本発明の
他の実施例を示す半導体装置のブロック構成図、第5
図,第6図はそれぞれ第3図,第4図の信号処理開始信
号発生回路のタイミング信号発生回路の論理回路図、第
7図は第3図の動作タイムチャート、第8図は第1図,
第3図,第4図の信号処理回路の具体例を示す図、第9
図,第10図は信号処理回路の他の具体例を示すRAM
の1ビット部分の構成を示す図、第11図、第12図お
よび第13図は本発明の他の実施例を示す半導体装置の
特性図と断面図である。 1,14,17:信号処理回路、2,20,23,3
0:電荷供給回路、15,18:信号処理開始信号発生
回路、19:タイミング信号発生回回路、21,25,
26,34:電荷保持節点、37,38:遅延回路。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention and an operation time chart, FIG. 2 is a temperature dependence characteristic diagram of junction leakage current, and FIGS. 3 and 4 are other examples of the present invention. 5 is a block diagram of a semiconductor device showing an embodiment, FIG.
6 and 6 are logic circuit diagrams of the timing signal generation circuit of the signal processing start signal generation circuit of FIGS. 3 and 4, respectively. FIG. 7 is an operation time chart of FIG. 3, and FIG. 8 is FIG. ,
FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the signal processing circuit shown in FIGS.
FIG. 10 and FIG. 10 are RAMs showing other specific examples of the signal processing circuit.
FIG. 11, FIG. 12, FIG. 13 and FIG. 13 showing the structure of the 1-bit portion of FIG. 11 are a characteristic view and a sectional view of a semiconductor device showing another embodiment of the present invention. 1, 14, 17: signal processing circuit, 2, 20, 23, 3
0: charge supply circuit, 15, 18: signal processing start signal generation circuit, 19: timing signal generation circuit, 21, 25
26 and 34: charge holding nodes, 37 and 38: delay circuits.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 6741−5L G11C 11/40 Z 8728−4M H01L 27/10 325 R ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI Technical display location 6741-5L G11C 11/40 Z 8728-4M H01L 27/10 325 R

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号処理回路と、 該信号処理回路への入力信号の状態の変化を検出する検
出回路と、 該検出回路からの検出信号に応答して上記信号処理回路
の所定の回路節点への電荷供給を制御する供給制御手段
とを具備してなり、 第1導電型の半導体基板上に形成された第2導電型の第
1のウェル領域内に形成された第1導電型の第1の不純
物領域により上記信号処理回路の電荷保持用の回路節点
が形成され、 上記第1導電型の上記半導体基板上に形成された上記第
2導電型の第2のウェル領域内に形成された上記第1導
電型の第2の不純物領域により上記信号処理回路の飽和
動作を行うMOSトランジスタのドレイン領域が形成さ
れ、 上記MOSトランジスタの上記ドレイン領域の直下にお
いて上記第2導電型の第2のウェル領域内に上記第1導
電型の上記半導体基板から突起した上記第1導電型の突
起領域を形成することにより、該突起領域によって上記
ドレイン領域からの少数キャリアを吸収し、 上記第2導電型の上記第1のウェル領域と上記第2導電
型の上記第2のウェル領域との間に絶縁物領域を形成す
ることにより、上記少数キャリアの上記第2のウェル領
域から上記第1のウェル領域への通過を防止し、 200K以下の温度範囲で上記信号処理回路および上記
供給制御手段を動作させることを特徴とする半導体装
置。
1. A signal processing circuit, a detection circuit for detecting a change in the state of an input signal to the signal processing circuit, and a predetermined circuit node of the signal processing circuit in response to a detection signal from the detection circuit. Supply control means for controlling the charge supply of the first conductivity type, the first conductivity type first well region formed in the second conductivity type first well region formed on the first conductivity type semiconductor substrate. Circuit regions for holding charges of the signal processing circuit are formed by the impurity region of the signal processing circuit, and are formed in the second well region of the second conductivity type formed on the semiconductor substrate of the first conductivity type. The drain region of the MOS transistor performing the saturation operation of the signal processing circuit is formed by the second impurity region of the first conductivity type, and the second well region of the second conductivity type is provided immediately below the drain region of the MOS transistor. Within By forming the first conductivity type protrusion region protruding from the first conductivity type semiconductor substrate, minority carriers from the drain region are absorbed by the protrusion region, and the second conductivity type first region is formed. Is formed between the second well region of the second conductivity type and the second well region of the second conductivity type to prevent the minority carriers from passing from the second well region to the first well region. A semiconductor device, characterized in that the signal processing circuit and the supply control means are operated in a temperature range of 200 K or less.
【請求項2】上記電荷保持用の上記回路節点としての上
記第1導電型の上記第1の不純物領域直下の上記第2導
電型の上記第1のウェル領域に上記第2導電型の高不純
物濃度埋め込み層を形成することにより、少数キャリア
の上記電荷保持用の上記回路節点への到達を軽減したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装
置。
2. A high impurity of the second conductivity type in the first well region of the second conductivity type immediately below the first impurity region of the first conductivity type as the circuit node for holding the charge. The semiconductor device according to claim 1, wherein the formation of the concentration-embedded layer reduces the number of minority carriers reaching the circuit node for holding the electric charge.
【請求項3】上記電荷保持用の上記回路節点はメモリ・
アレー領域に形成され、 上記飽和動作を行う上記MOSトランジスタは周辺回路
領域に形成され、 上記メモリ・アレー領域と上記周辺回路領域とは上記絶
縁物領域により分離されてなることを特徴とする特許請
求の範囲第1項もしくは第2項に記載の半導体装置。
3. The circuit node for holding the charge is a memory
The MOS transistor formed in an array region and performing the saturation operation is formed in a peripheral circuit region, and the memory array region and the peripheral circuit region are separated by the insulator region. The semiconductor device according to the first or second range.
JP59205311A 1984-05-09 1984-09-29 Semiconductor device Expired - Lifetime JPH065600B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59205311A JPH065600B2 (en) 1984-09-29 1984-09-29 Semiconductor device
US06/731,014 US4710648A (en) 1984-05-09 1985-05-06 Semiconductor including signal processor and transient detector for low temperature operation
US07/544,045 US5091325A (en) 1984-05-09 1990-06-26 Process for making mos devices for low-temperature operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59205311A JPH065600B2 (en) 1984-09-29 1984-09-29 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6182399A JPS6182399A (en) 1986-04-25
JPH065600B2 true JPH065600B2 (en) 1994-01-19

Family

ID=16504848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59205311A Expired - Lifetime JPH065600B2 (en) 1984-05-09 1984-09-29 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH065600B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5826112B2 (en) * 1977-11-16 1983-05-31 三菱電機株式会社 decoder circuit
JPS59172194A (en) * 1983-03-18 1984-09-28 Shoichi Tanaka Semiconductor static memory cell

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6182399A (en) 1986-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6560142B1 (en) Capacitorless DRAM gain cell
USRE37593E1 (en) Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation
EP0357980B1 (en) A memory cell with capacitance for single event upset protection
US4710648A (en) Semiconductor including signal processor and transient detector for low temperature operation
JP2000340679A (en) Body contact dynamic memory
JP2005302234A (en) Semiconductor memory device
US4697252A (en) Dynamic type semiconductor memory device
US20090103382A1 (en) Gated Diode Sense Amplifiers
US4860257A (en) Level shifter for an input/output bus in a CMOS dynamic ram
EP0393863A2 (en) Semiconductor memory device
JPH0316789B2 (en)
US3827034A (en) Semiconductor information storage devices
US4023149A (en) Static storage technique for four transistor IGFET memory cell
JPS5944720B2 (en) dynamic semiconductor memory device
US4288706A (en) Noise immunity in input buffer circuit for semiconductor memory
EP0365730B1 (en) Double stage bipolar sense amplifier for BICMOS SRAMS with a common base amplifier in the final stage
US4280070A (en) Balanced input buffer circuit for semiconductor memory
JP2752197B2 (en) Digital memory system
JPH065600B2 (en) Semiconductor device
Martino et al. An on-chip back-bias generator for MOS dynamic memory
USRE40132E1 (en) Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation
US3908182A (en) Non-volatile memory cell
JP3212622B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
KR100345531B1 (en) Elimination of soi parasitic bipolar effect
US5646883A (en) Signal sensing circuits for memory system using dynamic gain memory