JPH0228266B2 - - Google Patents
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- JPH0228266B2 JPH0228266B2 JP58041663A JP4166383A JPH0228266B2 JP H0228266 B2 JPH0228266 B2 JP H0228266B2 JP 58041663 A JP58041663 A JP 58041663A JP 4166383 A JP4166383 A JP 4166383A JP H0228266 B2 JPH0228266 B2 JP H0228266B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
- H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
- H10D89/601—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
- H10D89/911—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs using passive elements as protective elements
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はMIS型半導体集積回路に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an MIS type semiconductor integrated circuit.
一般にMIS型集積回路ではMISトランジスタの
入力ゲートが静電破壊に対して非常に弱いため、
外部接続端子と内部の動作回路領域との間に静電
破壊保護用回路を設け、内部回路が静電気或いは
サージパルス等で破壊するのを防いでいる。例え
ば、従来用いられている保護回路として第1図a
或いはbに示されるような回路がある。同図aに
於いて11はボンデイング用電極であり、12,
14は保護用抵抗、13は上部配線金属をゲート
とするMISトランジスタ、15はゲートコントロ
ールダイオードを示しており、16は内部トラン
ジスタを示している。さらに同図bに於いて17
は拡散層抵抗及び該拡散層と基板とから形成され
るダイオードを表わしている。同図A側に示され
る保護回路がB側に示した内部領域を静電破壊か
ら守つているのであるが、いずれの場合に於いて
も保護の方法としては電流を流すことにより大き
な電圧降下を生じさせる抵抗素子と、低い印加電
圧では電流を全く流さずある特定値以上の電圧が
印加された時のみ大電流が流れ、且つ欺かる特性
に再現性を有する能動素子を組合せ、半導体装置
の外部入力端子に高電圧パルスが印加された場合
欺かる電荷を前記抵抗素子及び能動素子から構成
される電流路を通して逃がすことにより内部トラ
ンジスタには該能動素子が制限する電圧、即ち内
部トランジスタの破壊耐圧よりも低い電圧しか加
わらないようにして保護するものであつて、第1
図に於いては該抵抗素子として12及び14が、
当該能動素子としては13,15或いは17が欺
かる役割を務めている。 Generally, in MIS type integrated circuits, the input gate of the MIS transistor is extremely vulnerable to electrostatic damage.
An electrostatic discharge protection circuit is provided between the external connection terminal and the internal operating circuit area to prevent the internal circuit from being destroyed by static electricity or surge pulses. For example, as a conventionally used protection circuit, see Figure 1a.
Alternatively, there is a circuit as shown in b. In the figure a, 11 is a bonding electrode, 12,
14 is a protection resistor, 13 is an MIS transistor whose gate is the upper wiring metal, 15 is a gate control diode, and 16 is an internal transistor. Furthermore, in Figure b, 17
represents a diffused layer resistor and a diode formed from the diffused layer and the substrate. The protection circuit shown on the A side of the figure protects the internal area shown on the B side from electrostatic damage, but in either case, the protection method is to prevent a large voltage drop by flowing current. By combining a resistive element that generates a high current and an active element that does not allow any current to flow at low applied voltages, but allows a large current to flow only when a voltage above a certain value is applied, and has reproducible deceptive characteristics, When a high voltage pulse is applied to the input terminal, by letting the false charge escape through the current path composed of the resistive element and the active element, the internal transistor has a voltage that is limited by the active element, that is, the breakdown voltage of the internal transistor. The first protection is to ensure that only a low voltage is applied to the
In the figure, 12 and 14 are the resistance elements.
The active elements 13, 15 or 17 play the role of deception.
これらの入力保護回路は、一般に200〜300V程
度の印加パルスに耐えるように設計されるが、欺
かる場合保護抵抗素子12の値としては大体1kΩ
以上が必要とされ、しかも高電圧パルス印加時に
瞬間的に流れる大電流による該抵抗素子の溶断或
いは破壊を避ける為にはパターン幅を太くして電
流容量を増すことが必要であり、当該抵抗素子を
形成するのにかなりのパターン面積が必要とされ
る。例えば、保護抵抗素子として層抵抗20Ω/□
程度の多結晶シリコンを用いた場合、上記の条件
を満足させる為には10μm幅、500μm長以上のパ
ターンが必要となり、矩形領域に納めると約
100μm角の面積が必要である。従つて第2図に
示したように従来のMIS型半導体集積回路に於い
ては、ボンデイング用電極21及び入力保護回路
22がチツプの周辺に多数配置されることにより
内部領域として利用できる面積が減少し、チツプ
の利用効率が悪くなるという欠点を有していた。 These input protection circuits are generally designed to withstand applied pulses of about 200 to 300V, but if you are fooled, the value of the protective resistance element 12 is approximately 1kΩ.
In addition, in order to avoid melting or destruction of the resistor element due to the large current instantaneously flowing when a high voltage pulse is applied, it is necessary to increase the current capacity by increasing the pattern width. A considerable pattern area is required to form the pattern. For example, as a protective resistance element, layer resistance 20Ω/□
When using polycrystalline silicon of approximately
An area of 100 μm square is required. Therefore, as shown in FIG. 2, in the conventional MIS type semiconductor integrated circuit, a large number of bonding electrodes 21 and input protection circuits 22 are arranged around the chip, which reduces the area that can be used as an internal area. However, it had the disadvantage of poor chip utilization efficiency.
本発明はMIS型半導体集積回路に於いてボンデ
イング用電極の下の利用可能な未使用領域を入力
保護抵抗を形成する為に用いることにより、上記
欠点を解決し、チツプの有効利用延いてはチツプ
面積の縮小を実現する半導体装置を提供するもの
である。 The present invention solves the above-mentioned drawbacks by using the available unused area under the bonding electrode in an MIS type semiconductor integrated circuit to form an input protection resistor, and improves the effective use of the chip. The present invention provides a semiconductor device that achieves reduction in area.
以下本発明の内容について詳細に説明する。 The contents of the present invention will be explained in detail below.
第3図は本発明の実施例を表わすものであつて
従来技術第2図と対応するものである。図で31
はボンデイング用電極、32は入力保護回路を表
わしたものであり、図の31の下の領域に入力保
護抵抗を形成する。入力保護抵抗としては拡散層
抵抗も考えられるが、入力容量が大きくなり、入
力保護回路部分で動作速度が制限される結果とな
るので好ましくない。多結晶シリコン等の拡散層
上に形成される抵抗材料が良い。また、入力保護
抵抗だけでなく、入力保護回路全体をボンデイン
グ用電極下に形成することも可能だが、その場合
には静電保護の効果が小さくなる恐れがある。し
たがつて入力保護抵抗のみをボンデイング電極下
に形成することが重要である。 FIG. 3 shows an embodiment of the present invention and corresponds to FIG. 2 of the prior art. 31 in figure
3 represents a bonding electrode, 32 represents an input protection circuit, and an input protection resistor is formed in the region below 31 in the figure. A diffusion layer resistor may be considered as the input protection resistor, but this is not preferable because it increases the input capacitance and limits the operating speed in the input protection circuit portion. A resistive material formed on a diffusion layer such as polycrystalline silicon is preferable. Furthermore, it is possible to form not only the input protection resistor but also the entire input protection circuit under the bonding electrode, but in that case, the electrostatic protection effect may be reduced. Therefore, it is important to form only the input protection resistor under the bonding electrode.
第4図に本発明の具体的実施例の1つを示し
た。同図はチツプ上方より見たボンデイング用電
極付近の平面配置図であり、第1図aに示した入
力回路を実現したものである。41に示されるパ
ターンがボンデイング用電極であり、その下を多
結晶シリコン抵抗42が走り、コンタクト48を
介して配線電極43をゲートとし、44,46の
拡散層をドレイン、ソースとするMISトランジス
タに接続されており、さらに44の拡散層抵抗を
通つて45のゲートが接地されたゲートコントロ
ールダイオードに接続されている。47は内部ト
ランジスタ入力ゲートへの引出し線である。同図
のA−A′で切つたチツプ断面は第5図に示すよ
うになつており、半導体基板55とボンデイング
用電極51との間に多結晶シリコン抵抗52及び
51をゲートとし拡散層54をドレイン、ソース
53をチヤンネル領域とするMISトランジスタが
配置されている。 FIG. 4 shows one specific embodiment of the present invention. This figure is a plan view of the vicinity of the bonding electrodes seen from above the chip, and is a realization of the input circuit shown in FIG. 1a. The pattern shown at 41 is a bonding electrode, a polycrystalline silicon resistor 42 runs under it, and a MIS transistor is connected via a contact 48 with a wiring electrode 43 as a gate and diffusion layers 44 and 46 as a drain and a source. Further, through a diffusion layer resistor 44, a gate control diode 45 whose gate is grounded is connected. 47 is a lead line to the internal transistor input gate. A cross section of the chip taken along line A-A' in the same figure is as shown in FIG. A MIS transistor having a drain and a source 53 as channel regions is arranged.
欺かる構成を用いることによりMIS型半導体集
積回路装置の入力保護回路のチツプ上の占有面積
を大幅に減らすことが可能であり、しかもボンデ
イング電極下に配置するのは入力保護回路全体で
はなく入力保護抵抗のみであるが故、静電破壊防
止の効果は従来と変わるところもなく本発明がチ
ツプの静電保護及びチツプ面積の縮少に多大な効
果を有することは明らかである。それ故、チツプ
の歩留りの向上を図り、さらには製造コストの低
減を図ることを可能とするものである。 By using a deceptive configuration, it is possible to significantly reduce the area occupied on the chip by the input protection circuit of the MIS type semiconductor integrated circuit device, and what is more, only the input protection circuit is placed under the bonding electrode rather than the entire input protection circuit. Since only a resistor is used, the effect of preventing electrostatic damage is no different from the conventional one, and it is clear that the present invention has a great effect on electrostatic protection of the chip and reduction of the chip area. Therefore, it is possible to improve the yield of chips and further reduce manufacturing costs.
尚、上記の実施例に於いては、入力保護抵抗と
して多結晶シリコンを用いる場合を示したが、他
の材料を用いても良い。また、入力保護回路とし
て第1図aに示した回路を用いる場合を示した
が、他の回路構成を用いても良い。さらに、上記
説明に於いて特に示さなかつたが、本発明はNチ
ヤンネルMIS集積回路、PチヤンネルMIS集積回
路、相補型MIS集積回路のいずれに於いても、或
いは各者が混在した半導体装置に於いても適用が
可能である。さらにバルク型の半導体装置のみな
らずSOSの様な薄膜型の半導体集積回路装置に対
しても本発明の適用は何ら制限されるものではな
く、本発明の広範な有用性を示している。 In the above embodiment, polycrystalline silicon is used as the input protection resistor, but other materials may be used. Further, although the case where the circuit shown in FIG. 1a is used as the input protection circuit is shown, other circuit configurations may be used. Furthermore, although not specifically indicated in the above description, the present invention can be applied to any of N-channel MIS integrated circuits, P-channel MIS integrated circuits, complementary MIS integrated circuits, or to semiconductor devices in which each of them is mixed. It can be applied even if Further, the application of the present invention is not limited to not only bulk type semiconductor devices but also thin film type semiconductor integrated circuit devices such as SOS, which shows the wide range of usefulness of the present invention.
第1図a,bはそれぞれ従来用いられている入
力保護回路図、第2図は従来用いられている入力
回路のパターン図、第3図は本発明による、入力
回路のパターン図、第4図は本発明の実施例の平
面配置図、第5図は第4図のA−A′における断
面図である。
11……ボンデイング用電極、12,14……
入力保護抵抗、13……MISトランジスタ、15
……ゲートコントロールダイオード、16……内
部トランジスタ、17……拡散抵抗及びダイオー
ド、21,31……ボンデイング用電極、22,
32……入力保護回路、41……ボンデイング用
電極、42……入力保護抵抗、43……MISトラ
ンジスタゲート、44……拡散層、45……ゲー
トコントロールダイオード領域、46……接地用
拡散層配線、47……内部トランジスタへの接続
部、48……コンタクト、51……ボンデイング
用電極、52……入力保護抵抗、53……MISト
ランジスタ領域、54……拡散層、55……半導
体基板、56……フイールド絶縁膜。
Figures 1a and b are diagrams of conventionally used input protection circuits, Figure 2 is a pattern diagram of a conventionally used input circuit, Figure 3 is a pattern diagram of an input circuit according to the present invention, and Figure 4. 5 is a plan view of an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view taken along line A-A' in FIG. 11... Bonding electrode, 12, 14...
Input protection resistor, 13...MIS transistor, 15
... Gate control diode, 16 ... Internal transistor, 17 ... Diffusion resistor and diode, 21, 31 ... Bonding electrode, 22,
32... Input protection circuit, 41... Bonding electrode, 42... Input protection resistor, 43... MIS transistor gate, 44... Diffusion layer, 45... Gate control diode region, 46... Grounding diffusion layer wiring , 47... Connection portion to internal transistor, 48... Contact, 51... Bonding electrode, 52... Input protection resistor, 53... MIS transistor region, 54... Diffusion layer, 55... Semiconductor substrate, 56 ...Field insulation film.
Claims (1)
縁ゲート電界効果トランジスタを入力部として有
する回路素子部と、該半導体チツプの前記回路素
子部の周辺に設けられたボンデイング用電極と、
前記内部素子部の前記入力部と前記ボンデイング
用電極との間に接続され、多結晶シリコンの入力
抵抗と定電圧素子とを有する入力保護回路とが設
けられ、前記多結晶シリコンは前記半導体チツプ
上に第1の絶縁膜を介して形成され、前記ボンデ
イング用電極は前記多結晶シリコン上に第2の絶
縁膜を介して形成され、前記定電圧素子は前記ボ
ンデイング用電極におおわれることなく前記入力
部に接続されていることを特徴とする半導体集積
回路。1. a circuit element section formed inside the main surface of a semiconductor chip and having an insulated gate field effect transistor as an input section; a bonding electrode provided around the circuit element section of the semiconductor chip;
An input protection circuit is provided that is connected between the input section of the internal element section and the bonding electrode and has an input resistor made of polycrystalline silicon and a constant voltage element, and the polycrystalline silicon is connected to the input section of the internal element section and the bonding electrode. The bonding electrode is formed on the polycrystalline silicon via a second insulating film, and the constant voltage element is not covered with the bonding electrode and is connected to the input terminal. A semiconductor integrated circuit characterized by being connected to a portion of the semiconductor integrated circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041663A JPS59167046A (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP58041663A JPS59167046A (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (2)
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| JPS59167046A JPS59167046A (en) | 1984-09-20 |
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Family
ID=12614617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPS59167046A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0475514U (en) * | 1990-11-15 | 1992-07-01 |
Families Citing this family (6)
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3902188A (en) * | 1973-08-15 | 1975-08-26 | Rca Corp | High frequency transistor |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP58041663A patent/JPS59167046A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0475514U (en) * | 1990-11-15 | 1992-07-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59167046A (en) | 1984-09-20 |
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