一种改善电平转换电路负偏压温度不稳定性的恢复电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体存储器领域，具体涉及一种改善电平转换电路负偏压温度不稳定性的恢复电路。
【背景技术】
[0002]随着半导体存储器集成电路的集成度越来越高，对晶体管性能的要求也日益增高。因此，对于晶体管可靠性的要求也随之提高。在CMOS工艺中，负栅压温度不稳定性(NBTI)会极大影响PMOS的工作稳定性。
[0003]NBTICnegative bias temperature instability)效应发生在PMOS 器件中，当器件的栅极处于负偏压下时，器件的饱和漏极电流Idsat和跨导Gm不断减小、阈值电压绝对值不断增大。这种导致器件性能衰退的NBTI效应，会随着栅极上的偏置电压的增加和温度的升高而更加显着。NBTI主要是由硅/氧化层界面陷阱电荷和氧化层电荷的变化而引起的。在栅极的硅/氧化层界面中存在着一些Si的悬挂键，如Si3 = Si.和Si20 = Si.，一般认为在工艺工程上，H会和硅的悬挂键结合形成SiH键，称为氢钝化。但是在器件工作中会在栅极上形成一个高电场，此时SiH键就容易被打断，形成H，H+或H2。这样硅的悬挂键就会吸引一个电荷，成为带正电性的界面陷讲电荷(Interface trapped charge) ο这样所形成的不稳定状态我们称做界面态，这是一个可逆的电化学反应，受栅极上的偏置电压的增加和温度的升高影响显着。界面陷阱电荷的变化率和电场强度成正比，由于电场强度会随着技术节点的提高，以及氧化层厚度的减小而增加(如图1所示)，因此可以认为NBTI效应会随着技术节点的提高而更加显着。
[0004]Flash存储器在擦除和编程时，需要一个正高压来提供编程或擦除电压。这种情况下就需要电平转换电路将逻辑高电平转换成所需的高电压。传统的电平转换电路如图2所示。由于在正常工作时，两个PMOS晶体管101和102中其中一个的源极会接高电压信号端VPP，栅极接低电平0V，栅源之间存在一个很大的压差VPP，在这种情况下，PMOS晶体管在正常工作时将经受更严重的NBTI效应，直接影响PMOS晶体管的性能和使用寿命，最终导致整个电平转换电路不能正常工作。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种改善电平转换电路负偏压温度不稳定性的恢复电路，可以用于缓解PMOS晶体管的NBTI效应。
[0006]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种改善电平转换电路负偏压温度不稳定性的恢复电路，包括一个电平转换电路以及一个NBTI效应恢复单元:
所述电平转换电路主要包括第一 PMOS晶体管、第二 PMOS晶体管、第一 NMOS晶体管、第二 NMOS晶体管和第一反相器INVl，其中，第一 PMOS晶体管的源极和第二 PMOS晶体管的源极连接高电压信号端VPP，所述第一 PMOS晶体管的栅极分别连接第二 PMOS晶体管M2的漏极和第二 NMOS晶体管的漏极，其互连的公共端为电平转换电路的信号输出端OUT，所述第一PMOS晶体管Ml的漏极分别连接第二 PMOS晶体管M2的栅极和第一 NMOS晶体管的漏极，其互连的公共端为电平转换电路的反向信号输出端OUTb ;
所述第一 NMOS晶体管的源极连接低电平端VSS，其栅极连接电平转换电路的信号输入端IN，所述第二匪OS晶体管的源极连接低电平端VSS，其栅极连接第一反相器INVl的输出端，第一反相器INVl的输入端连接信号输入端IN ；
所述NBTI效应恢复单元主要包括第三PMOS晶体管、第四PMOS晶体管、第三NMOS晶体管、第二反相器INV2和恢复信号输入端RM，其中，所述第三PMOS晶体管和第四PMOS晶体管的源极连接高电平信号端VDD，第三PMOS晶体管和第四PMOS晶体管的栅极连接恢复信号输入端RM，第三PMOS晶体管的漏极连接电平转换电路中第一 PMOS晶体管的栅极，第四PMOS晶体管的漏极连接电平转换电路中第二 PMOS晶体管的栅极；
所述第三NMOS晶体管的源极连接低电平端VSS，漏极连接高电压信号端VPP，栅极连接第二反相器INV2的输出端，所述第二反相器INV2的输入端连接恢复信号输入端RM。
[0007]进一步的，所述第三PMOS晶体管和第四PMOS晶体管为高阈值PMOS晶体管。
[0008]本发明的有益效果是:
1.当电平转换电路工作于恢复模式时，不接入高电压信号VPP，信号输入端IN为低电平0V，PMOS晶体管201与PMOS晶体管202的栅极分别通过PMOS晶体管205和PMOS晶体管206充电到VDD，有效地加速了电平转换电路中PMOS晶体管201和PMOS晶体管202的NBTI效应恢复速度，有效抑制了 PMOS管阈值电压的负向漂移，提高了电平转换电路的性能与可靠性。
[0009]2.当电平转换电路工作于恢复模式时，不接入高电压信号VPP，信号输入端IN为低电平0V，反相器INV的输出端为高电平VDD，NMOS晶体管207打开，PMOS晶体管201与PMOS晶体管202的源极通过NMOS晶体管207放电到低电平VSS，所以电平转换电路的上下两端都连接低电平VSS，也就是说电平转换电路上下两端的电压摆幅为0，没有电压降，有效抑制了漏电流，改善了电平转换电路的静态功耗。
【附图说明】
[0010]图1为氧化层电场强度随技术节点和氧化层厚度的减小而变化的趋势图；
图2为一种传统的电平转换电路；
图3为本发明的改善电平转换电路负偏压温度不稳定性的恢复电路。
[0011]图中标号说明:101&102、PM0S晶体管，103&104、NM0S晶体管，201、第一 PMOS晶体管，202、第二 PMOS晶体管，203、第一 NMOS晶体管，204、第二 NMOS晶体管，205、第三PMOS晶体管，206、第四PMOS晶体管，207、第三NMOS晶体管。
【具体实施方式】
[0012]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0013]如图3所示，，一种改善电平转换电路负偏压温度不稳定性的恢复电路，包括一个电平转换电路以及一个NBTI效应恢复单元:
图3中虚线框内为所述电平转换电路，其主要包括第一 PMOS晶体管201、第二 PMOS晶体管202、第一 NMOS晶体管203、第二 NMOS晶体管204和第一反相器INVl，其中，第一 PMOS晶体管201的源极和第二 PMOS晶体管202的源极连接高电压信号端VPP，所述第一 PMOS晶体管201的栅极分别连接第二 PMOS晶体管M2的漏极和第二匪OS晶体管204的漏极，其互连的公共端为电平转换电路的信号输出端0UT，所述第一 PMOS晶体管Ml的漏极分别连接第二 PMOS晶体管M2的栅极和第一 NMOS晶体管203的漏极，其互连的公共端为电平转换电路的反向信号输出端OUTb ；
所述第一 NMOS晶体管203的源极连接低电平端VSS，其栅极连接电平转换电路的信号输入端IN，所述第二 NMOS晶体管204的源极连接低电平端VSS，其栅极连接第一反相器INVl的输出端，第一反相器INV