充电泵电路制造技术

本发明专利技术提供一种充电泵电路，其具有产生负电位的负电位产生充电泵电路和产生正电位的正电位产生充电泵电路，可以防止寄生双极型晶体管导通，正常地进行充电泵电路的升压工作。首先，使负电位产生充电泵电路（１１２）工作，产生－ＶＤＤ作为输出电位ＬＶ。由于将输出电位ＬＶ施加到Ｐ型半导体衬底（１０）上，因此Ｐ型半导体衬底（１０）的电位成为－ＶＤＤ。之后，一边使负电位产生充电泵电路（１１２）继续工作，一边开始正电位产生充电泵电路（１１１）的工作。由于Ｐ型半导体衬底（１０）的电位成为－ＶＤＤ，因此，正电位产生充电泵电路（１１１）正常地进行工作。在正电位产生充电泵电路（１１１）的输出电位ＨＶ变为２ＶＤＤ之后，使负电位产生充电泵电路（１１２）按照第二工作模式（ＨＶ的反相工作）工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及充电泵电路，特别是涉及具有产生负电位的负电位产生充 电泵电路和产生正电位的正电位产生充电泵电路的充电泵电路。
技术介绍
一般的充电泵电路是串联电荷传输MOS晶体管而构成多级泵组并对 输入电位进行升压的电路，例如在显示装置的驱动电路的电源电路中广泛 使用。在驱动电路等的LSI中，有时需要以接地电位VSS为基准的正电位和 负电位。该情况下，在一个P型半导体衬底上形成产生负电位的负电位产 生充电泵电路和产生正电位的正电位产生充电泵电路。向P型半导体衬底施加由负电位产生充电泵电路产生的负电位。此外， 在P型半导体衬底的表面上形成N型阱，在该N型阱中形成正电位产生 充电泵电路，向N型阱施加该正电位。在上述充电泵电路中，正电位产生充电泵电路和负电位产生充电泵电 路同时开始工作，或者首先使正电位产生充电泵电路工作而产生正电位， 然后使用该正电位，使负电位产生充电泵电路工作。在专利文献l、 2中记载着充电泵电路。专利文献1日本特开2001—231249号公报专利文献2日本特开2001—286125号公报但是，在上述充电泵电路中，有不能够正常进行升压的问题。用图14 说明其原因。在P型半导体衬底10的表面上形成N型阱11 ，在该N型阱 11的中间形成正电位产生充电泵电路的电荷传输MOS晶体管MP。电荷 传输MOS晶体管有多个，但在图14中示出了输出正电位产生充电泵电路 的输出电位HV的最终级的电荷传输MOS晶体管MP。经由形成在N型 阱11的表面上的N+扩散层12，向N型阱11施加正电位产生充电泵电路的正的输出电位HV。此外，在与N型阱11邻接的P型半导体衬底10的表面上形成有N 沟道型MOS晶体管MN。该N沟道型MOS晶体管MN是例如向负电位 产生充电泵电路提供时钟的时钟驱动器的N沟道型MOS晶体管，向其源 极即N+型扩散层13施加接地电位VSS。此外，与N沟道型MOS晶体管MN邻接，在P型半导体衬底10的 表面上形成P+型扩散层14，通过向该P+型扩散层14施加负电位产生 充电泵电路的负的输出电位LV (以接地电位VSS为基准的负的电位)， 从而向P型半导体衬底10施加负的输出电位LV。在负电位产生充电泵电 路未工作的状态下，P型半导体衬底10由于N+型扩散层13而偏压到接 近接地电位VSS。但是，若使正电位产生充电泵电路工作，则寄生双极型晶体管15导 通，由此衬底电流在P型半导体衬底10中流动，P型半导体衬底10的电 位从接地电位VSS向正电位侧上升。这样，就从P型半导体衬底IO流出 由N+型扩散层13所形成的寄生二极管(PN结)的正向电流。于是，该 正向电流成为寄生双极型晶体管16的基极电流lB，寄生双极型晶体管16 导通。该状态是由寄生双极型晶体管15、 16形成的半导体开关元件导通 的状态。在此，寄生双极型晶体管15的发射极是电荷传输MOS晶体管MP的 漏极扩散层，基极是N型阱ll，集电极是P型半导体衬底10。寄生双极 型晶体管16的发射极是N+型扩散层13，基极是P型半导体衬底IO，集 电极是N型阱ll。若上述半导体开关元件(thyristor)导通，就从正电位产生充电泵电 路的输出端(输出电位HV),经由N阱ll和P型半导体衬底lO，向接 地电位VSS稳定地流动电流，因此正电位产生充电泵电路所产生的正电位 降低了，不能正常进行升压工作。此外，由于P型半导体衬底10的电位 上升了，故负电位产生充电泵电路的输出电位在不能下降到低于接地电位 VSS的电位的状态下稳定，对于负电位产生充电泵电路而言，也不能正常 进行升压工作。
技术实现思路
本专利技术的充电泵电路的特征在于，具有正电位产生充电泵电路，其 产生正电位；负电位产生充电泵电路，其产生负电位；第一导电型的半导 体衬底，其被施加该负电位产生充电泵电路所产生的负电位；控制电路， 其控制上述负电位产生充电泵电路和上述正电位产生充电泵电路的工作； 第二导电型的阱，其形成在上述半导体衬底的表面上，并被施加上述正电 位产生充电泵电路所产生的正电位；第二导电型的扩散层，其形成在上述 半导体衬底的表面上；和钳位用二极管，其对上述半导体衬底的电位进行 钳位，使得在上述正电位产生充电泵电路工作时，不从上述半导体衬底向 上述扩散层流动正向电流。根据该结构，由于在上述正电位产生充电泵电路工作时，利用上述钳 位用二极管钳位上述半导体衬底的电位，因此，能够防止寄生双极型晶体 管导通。此外，本专利技术的充电泵电路，其特征在于，具有正电位产生充电泵 电路，其产生正电位；负电位产生充电泵电路，其产生负电位；第一导电 型的半导体衬底，其被施加该负电位产生充电泵电路所产生的负电位；控 制电路，其控制上述负电位产生充电泵电路和上述正电位产生充电泵电路 的工作；第二导电型的阱，其形成在上述半导体衬底的表面上，并被施加 上述正电位产生充电泵电路所产生的正电位；金额第二导电型的扩散层， 其形成在上述半导体衬底的表面上，上述控制电路首先开始上述负电位产 生充电泵电路的工作，使其产生负电位，接着开始上述正电位产生充电泵 电路的工作，使其产生正电位。根据有关结构，由于首先开始上述负电位产生充电泵电路的工作，使 其产生负电位，因此，在上述正电位产生充电泵电路开始工作时，上述半 导体衬底偏压为负电位，能够防止寄生双极型晶体管导通。专利技术效果根据本专利技术，在具有产生负电位的负电位产生充电泵电路和产生正电 位的正电位产生充电泵电路的充电泵电路中，能防止寄生双极型晶体管导 通，能正常地进行充电泵电路的升压工作。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式涉及的充电泵电路的框图。图2是正电位产生充电泵电路的电路图。 图3是负电位产生充电泵电路的电路图。图4是本专利技术的第一实施方式涉及的充电泵电路的部分剖面图。 图5是本专利技术的第一实施方式涉及的充电泵电路的工作定时图。 图6是示出正电位产生充电泵电路的稳定状态中的工作的波形图。 图7是示出负电位产生充电泵电路的稳定状态中的工作的波形图。 图8是本专利技术的第二实施方式涉及的负电位产生充电泵电路的电路图。图9是本专利技术的第二实施方式涉及的充电泵电路的工作定时图。 图10是示出本专利技术的第二实施方式涉及的负电位产生充电泵电路的 稳定状态中的工作的波形图。图11是本专利技术的第三实施方式涉及的充电泵电路的电路图。图12是本专利技术的第三实施方式涉及的充电泵电路的部分剖面图。图13是示出本专利技术的第三实施方式涉及的充电泵电路的工作的波形图。图14是现有例的充电泵电路的部分剖面图。图中l一正电位产生充电泵电路，2 —负电位产生充电泵电路，3 — 控制电路，IO—P型半导体衬底，ll一N型阱，12—N+型扩散层，13—N +型扩散层，14一P+型扩散层，15 —寄生双极型晶体管，20 —二极管， 21—PNP寄生双极型晶体管，22—N型阱，23—NPN寄生双极型晶体管， lll一正电位产生充电泵电路，112—负电位产生充电泵电路，INV1、INV2、 INV3、 INVll、 INV12—CMOS反相器，Cl、 C2、 Cll、 C12—电容器。具体实施方式对本专利技术的第一实施方式涉及的充电泵电路进行说明。图1是充电泵电路的框图。该充电泵电路在P型半导体衬底上具有产生正的输出电位 HV的正电位产生充电泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电泵电路，其具备：正电位产生充电泵电路，其产生正电位；负电位产生充电泵电路，其产生负电位；第一导电型的半导体衬底，其被施加该负电位产生充电泵电路所产生的负电位；控制电路，其控制所述负电位产生充电泵电路和所述正电位产生充电泵电路的工作；第二导电型的阱，其形成在所述半导体衬底的表面上，并被施加所述正电位产生充电泵电路所产生的正电位；第二导电型的扩散层，其形成在所述半导体衬底的表面上；和钳位用二极管，其对所述半导体衬底的电位进行钳位，以便在所述正电位产生充电泵电路工作时，不从所述半导体衬底向所述扩散层流动正向电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村大树，后藤贤介，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，三洋半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]