[發明專利]半導體器件

有效

• 申請號: 201410008814.X
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN104242606B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 金鍾煥
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M1/32
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 俞波,毋二省

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年6月21日提交的申請號為10-2013-0071567的韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種半導體設計技術，更具體而言，涉及一種半導體器件。

背景技術

通常，半導體器件中設置有用于防止過度電性應力（electrical over-stress，EOS）的保護電路。EOS是一種電擊，諸如由于利用供電電壓工廠的泄漏電流和電壓而引起的異常過電流或過電壓，并且會持續納秒到毫秒發生。當EOS發生時，內部電路中包括的晶體管的柵氧化物層會被損壞。因而，從根本上保護電路被提供用以保護內部電路免受EOS。

圖1是說明傳統的保護電路的框圖。圖2是說明圖1中所示的過電壓放電單元的詳細電路圖。

參見圖1，保護電路10包括外部電壓檢測單元11和過電壓放電單元13。外部電壓檢測單元11檢測從外部供應的電源電壓VDD的電壓電平，以輸出外部電壓檢測信號HVDD。過電壓放電單元13響應于外部電壓檢測信號HVDD，而將處于過電壓狀態的電源電壓VDD放電。

這里，外部電壓檢測單元11連續地檢測電源電壓VDD的電壓電平，并且在電源電壓VDD超出范圍而處于過電壓狀態時激活外部電壓檢測信號HVDD。當外部電壓檢測信號HVDD被激活時，過電壓放電單元13通過放電操作使電源電壓VDD從過電壓狀態返回至正常電壓狀態。

如圖2中所示，過電壓放電單元13包括：第一反相器INV1、第二反相器INV2以及NMOS晶體管N1。第一反相器INV1將外部電壓檢測信號HVDD反相。第二反相器INV2將第一反相器INV1的輸出反相。NMOS晶體管N1具有在電源電壓（VDD）端子和接地電壓（VSS）端子之間的漏極-源極路徑、和與接地電壓（VSS）端子耦接的柵極，并且接收第二反相器INV2的輸出信號作為體偏置。因此，當電源電壓VDD由于EOS而處于過電壓狀態時，過電壓放電單元13可以響應于外部電壓檢測信號HVDD而通過形成從被包括在第二反相器INV2中的PMOS晶體管P1至NMOS晶體管N1的源極端子的放電路徑D來執行放電操作。

此外，半導體器件包括多個內部電壓發生電路，用于基于從外部供應的電源電壓VDD來產生用于內部操作所需的各種內部電壓。內部電壓發生電路可以被分成泵型和常規型。在泵型的情況下，內部電壓發生電路經由電荷泵浦方法來產生電平高于電源電壓VDD的電壓（例如，升壓電壓VPP）電平低于接地電壓的電壓（例如，反相偏置電壓VBB）。在常規型的情況下，內部電壓發生電路經由壓降轉換方法來形成用于半導體器件并且具有低于電源電壓VDD的電平的正電壓，例如核心電壓VCORE或位線預充電電壓VBLP等。

圖3是說明傳統的內部電壓發生電路的框圖。圖4是說明圖3中所示的傳統的內部電壓發生電路的詳細電路圖。

參見圖3，內部電壓發生電路20包括參考電壓發生單元21和內部電壓發生單元23。參考電壓發生單元21基于電源電壓VDD來產生參考電壓VREF。內部電壓發生單元23是泵型，以產生與參考電壓VREF相對應的升壓電壓VPP。

這里，參考電壓發生單元21利用電源電壓VDD來產生與升壓電壓VPP的目標電平相對應的參考電壓VREF。

參見圖4，內部電壓發生單元23包括：內部電壓檢測器23A、振蕩器23B以及泵23C。內部電壓檢測器23A將升壓電壓VPP與參考電壓VREF進行比較，以產生泵浦使能信號EN。振蕩器23B響應于泵浦使能信號EN而輸出振蕩信號OSC。泵23C響應于振蕩信號OSC而產生升壓電壓VPP。這里，內部電壓檢測器23A在升壓電壓VPP低于參考電壓VREF時激活泵浦使能信號EN，而在升壓電壓VPP高于或等于參考電壓VREF時去激活泵浦使能信號EN。泵23C響應于振蕩信號OSC而通過升高電源電壓VDD來產生升壓電壓VPP。

然而，以上半導體器件會具有以下的問題。

圖5是說明傳統的半導體器件的異常操作的曲線圖。

在下文中，將參照圖1至圖5來詳細地描述該半導體器件的操作。

在電源電壓VDD受EOS的影響而處于過電壓狀態時，圖1中的保護電路10被使能以將電源電壓VDD降低成正常電壓狀態。此時，在從過電壓狀態至正常電壓狀態的時段期間，圖3中的內部電壓發生電路20因電源電壓VDD處于過電壓狀態而發生故障。