JPH03173468A - 半導体集積装置 - Google Patents
半導体集積装置Info
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- JPH03173468A JPH03173468A JP1313166A JP31316689A JPH03173468A JP H03173468 A JPH03173468 A JP H03173468A JP 1313166 A JP1313166 A JP 1313166A JP 31316689 A JP31316689 A JP 31316689A JP H03173468 A JPH03173468 A JP H03173468A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
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Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は半導体装置の入出力保護に関する。
[発明の概要]
本発明は半導体装置において、人力部に設置する静電気
保護用の抵抗素子及びダイオード素子の全て又は1部と
、能動素子を、外部との信号配線素材を接続する外部接
続部(以下PAD部と呼ぶ)を中間に位置させることに
より、面積を小さく、しかもラッチアップや静電気破壊
に対し強くする事が可能となる。
保護用の抵抗素子及びダイオード素子の全て又は1部と
、能動素子を、外部との信号配線素材を接続する外部接
続部(以下PAD部と呼ぶ)を中間に位置させることに
より、面積を小さく、しかもラッチアップや静電気破壊
に対し強くする事が可能となる。
[従来の技術1
半導体装置においては、外部がらのサージ電圧、静電気
から半導体装置自体を保護する目的で、多種の方法が考
案されていた。−例として特開昭60−257576号
公報に記載されたように、ダイオード素子及び抵抗素子
により構成された保護回路が知られていた。
から半導体装置自体を保護する目的で、多種の方法が考
案されていた。−例として特開昭60−257576号
公報に記載されたように、ダイオード素子及び抵抗素子
により構成された保護回路が知られていた。
〔発明が解決しようとする課題1
しかし、従来の保護回路の他に大力バッファ、出力バッ
ファなどの能動素子を含めて外部との入出力部を構成す
る必要がある場合、保護回路に能動素子が接近している
ために、サージ電圧が保護回路を介さず直接人出力バッ
ファに印加される事になり破壊を起こす原因となる。又
保護回路と入出力バッファを距離的に多く取る事は半導
体装置のサイズ増加をもたらし、コスト的にも問題を生
ずる事になる。
ファなどの能動素子を含めて外部との入出力部を構成す
る必要がある場合、保護回路に能動素子が接近している
ために、サージ電圧が保護回路を介さず直接人出力バッ
ファに印加される事になり破壊を起こす原因となる。又
保護回路と入出力バッファを距離的に多く取る事は半導
体装置のサイズ増加をもたらし、コスト的にも問題を生
ずる事になる。
そこで、本発明はこのような問題を解決するためのもの
で、その目的とするところは、外部からのサージ電圧、
静電気に対し強く、しかも面積効率の良い保護回路を提
供する事を目的とする。
で、その目的とするところは、外部からのサージ電圧、
静電気に対し強く、しかも面積効率の良い保護回路を提
供する事を目的とする。
〔課題を解決するための手段]
本発明の半導体装置は、外部からの入力端子部又は外部
への出力端子部が抵抗素子を介し、P型半導体及びN型
半導体により構成されるダイオード素子を通って能動素
子部に至る静電気保護部と、内部能動素子部に対し、外
部からの信号を伝搬させるための人力能動素子又は内部
能動素子部から外部に対して信号を伝搬させるための出
力能動素子により構成される半導体装置において、静電
気保護部又は静電気保護部の構成素子の1部又は全てと
、入力能動素子又は出力能動素子の中間位置に置かれた
、外部との信号配線材を接続する外部接続部を有す事を
特徴とする。
への出力端子部が抵抗素子を介し、P型半導体及びN型
半導体により構成されるダイオード素子を通って能動素
子部に至る静電気保護部と、内部能動素子部に対し、外
部からの信号を伝搬させるための人力能動素子又は内部
能動素子部から外部に対して信号を伝搬させるための出
力能動素子により構成される半導体装置において、静電
気保護部又は静電気保護部の構成素子の1部又は全てと
、入力能動素子又は出力能動素子の中間位置に置かれた
、外部との信号配線材を接続する外部接続部を有す事を
特徴とする。
[作 用]
前述のように構成された半導体装置の場合、保護回路と
入出力能動素子の間にPAD部が存在する。−船釣にP
AD部はlooLLmから200LLmのエリアを必要
とし、結果的に人出力バッファは保護回路の構成素子で
ある抵抗素子又はダイオード素子と大きな抵抗成分をも
って分離される事になる。このために保護回路は正常な
動作が可能であり、外部からのサージ電圧又は静電気に
対しても十分な強さを保持することが出来る。
入出力能動素子の間にPAD部が存在する。−船釣にP
AD部はlooLLmから200LLmのエリアを必要
とし、結果的に人出力バッファは保護回路の構成素子で
ある抵抗素子又はダイオード素子と大きな抵抗成分をも
って分離される事になる。このために保護回路は正常な
動作が可能であり、外部からのサージ電圧又は静電気に
対しても十分な強さを保持することが出来る。
以下に本発明について実施例に基づいて詳細に説明する
。
。
第1図は、本発明の半導体装置の入カバッファ付きの保
護回路の一実施例である。
護回路の一実施例である。
1は半導体装置外部との信号配線を行なうための開口部
であり、2は開口部の配線材からの信号を半導体装置内
部に取り込むための開口部配線層である。前記開口部配
線層2は配線層・拡散層コンタクト3によりN型拡散層
から成る静電気保護抵抗素子4に結線される。静電気保
護抵抗素子4はこの例では拡散層である。前記静電気保
護抵抗素子4はコンタクト3と別側のコンタクト5によ
り信号配線層6に結線される。前記信号配線層6はP基
板上に配置されたN型拡散層7及びN型拡散贋8上に配
置されたP型拡散層9に結線された後、MO5型トラン
ジスタのゲート素子10に結線される。前記N型拡散層
7、P型拡散層9はそれぞれP型拡散層11.N型拡散
層12で囲まれる。前記P型拡散層11、N型拡散層1
2はそれぞれV ss電源配線層13、Vno電源配線
層14に結線されることにより、静電気保護用ダイオー
ドに構成される。前記ゲート素子10、P型拡散層から
成るソース部15、ドレイン部16、N型拡散層から成
るサブ端子部17によりP型トランジスターを構成し、
又、前記ゲート素子10、N型拡散層から成るソース部
18、ドレイン部19、P型拡散層から成るサブ端子部
20によりN型トランジスターを構成し、前記各ドレイ
ンを配線層22で結線することによりインバーター回路
を構成している。
であり、2は開口部の配線材からの信号を半導体装置内
部に取り込むための開口部配線層である。前記開口部配
線層2は配線層・拡散層コンタクト3によりN型拡散層
から成る静電気保護抵抗素子4に結線される。静電気保
護抵抗素子4はこの例では拡散層である。前記静電気保
護抵抗素子4はコンタクト3と別側のコンタクト5によ
り信号配線層6に結線される。前記信号配線層6はP基
板上に配置されたN型拡散層7及びN型拡散贋8上に配
置されたP型拡散層9に結線された後、MO5型トラン
ジスタのゲート素子10に結線される。前記N型拡散層
7、P型拡散層9はそれぞれP型拡散層11.N型拡散
層12で囲まれる。前記P型拡散層11、N型拡散層1
2はそれぞれV ss電源配線層13、Vno電源配線
層14に結線されることにより、静電気保護用ダイオー
ドに構成される。前記ゲート素子10、P型拡散層から
成るソース部15、ドレイン部16、N型拡散層から成
るサブ端子部17によりP型トランジスターを構成し、
又、前記ゲート素子10、N型拡散層から成るソース部
18、ドレイン部19、P型拡散層から成るサブ端子部
20によりN型トランジスターを構成し、前記各ドレイ
ンを配線層22で結線することによりインバーター回路
を構成している。
第2図は第1図のバクーン回路例の回路図である。静電
気保護抵抗23は第1図の例ではP型基板上のN型拡散
層であるので、寄生グイオード24が逆バイアスされV
ss電源に接続されている。
気保護抵抗23は第1図の例ではP型基板上のN型拡散
層であるので、寄生グイオード24が逆バイアスされV
ss電源に接続されている。
第5図は従来の大カバッファ付きの保護回路の実施例で
あり、インバーター回路部39は開口部1に対し、静電
気保護抵抗4とならんで直近に配置されている。ただし
回路図上では第1図の例の回路図である第2図と同じ構
成である。
あり、インバーター回路部39は開口部1に対し、静電
気保護抵抗4とならんで直近に配置されている。ただし
回路図上では第1図の例の回路図である第2図と同じ構
成である。
第4図に第5図の半導体装置の保護回路の断面図を示す
。開口部配線層2に電源の電位よりも高い又は低いサー
ジ電圧又は静電気が印加された場合、正常な動作の場合
、第2図の静電気保護抵抗23を介して、ダイオード2
5.26を経由してV OD+ Vsgの電源に吸収さ
れる。しかし第5図に示す例の場合、ダイオードへの吸
収が行なわれない場合がある。その原因を第4図の断面
図を例に説明する。
。開口部配線層2に電源の電位よりも高い又は低いサー
ジ電圧又は静電気が印加された場合、正常な動作の場合
、第2図の静電気保護抵抗23を介して、ダイオード2
5.26を経由してV OD+ Vsgの電源に吸収さ
れる。しかし第5図に示す例の場合、ダイオードへの吸
収が行なわれない場合がある。その原因を第4図の断面
図を例に説明する。
開口部配線層2にV。より電位的に低い電圧が印加され
た場合、N型拡散層28、P型基板27、N型拡敢N4
で構成される寄生バイポーラ・トランジスタは、P型基
板27がベース、N型拡散層28がコレクタ、N型拡散
層4がエミッタとなるため、P型基板27からN型基鈑
4への電流の流れ込みにより、コレクタからエミッタす
なわちN型拡散28からN型拡散4への過大電流が流れ
る事になる。そのため、N型拡散28とP型基板又はP
型基板とN型拡散4のジャンクションが破壊されること
になる。
た場合、N型拡散層28、P型基板27、N型拡敢N4
で構成される寄生バイポーラ・トランジスタは、P型基
板27がベース、N型拡散層28がコレクタ、N型拡散
層4がエミッタとなるため、P型基板27からN型基鈑
4への電流の流れ込みにより、コレクタからエミッタす
なわちN型拡散28からN型拡散4への過大電流が流れ
る事になる。そのため、N型拡散28とP型基板又はP
型基板とN型拡散4のジャンクションが破壊されること
になる。
開口部配線層2に■33より電位的に高い電圧が印加さ
れた場合、N型拡散層28及び4の間に大きな電界が発
生し、P型基板27は寄生抵抗29としてふるまう、こ
の場合も過電流が流れる事により、N型拡散28とP型
基板又はP型基板とN型拡散4のジャンクションが破壊
される。
れた場合、N型拡散層28及び4の間に大きな電界が発
生し、P型基板27は寄生抵抗29としてふるまう、こ
の場合も過電流が流れる事により、N型拡散28とP型
基板又はP型基板とN型拡散4のジャンクションが破壊
される。
第3図に本発見である半導体装置の保護回路の1例であ
る第1図の断面図を示す。本図ではN型拡散層4及び2
8の中間に開口部1及び開口部配線層2が配置されてい
るため、N型拡散4.28の距離かはなれているため、
N型拡散4及びN型拡散28の間に寄生するP型基板2
7の寄生抵抗31.32.30により、静電気又はサー
ジ電流が、流れ込みにくくなる。そのため、N型半導体
28、P型拡散のドレイン34、ゲート材35、P型拡
散36、N型拡散からなるサブ端子部37及び配線層3
8からなるMO5型トランジスタは保護されることにな
る。
る第1図の断面図を示す。本図ではN型拡散層4及び2
8の中間に開口部1及び開口部配線層2が配置されてい
るため、N型拡散4.28の距離かはなれているため、
N型拡散4及びN型拡散28の間に寄生するP型基板2
7の寄生抵抗31.32.30により、静電気又はサー
ジ電流が、流れ込みにくくなる。そのため、N型半導体
28、P型拡散のドレイン34、ゲート材35、P型拡
散36、N型拡散からなるサブ端子部37及び配線層3
8からなるMO5型トランジスタは保護されることにな
る。
第1図の保護回路パターンを実際に使用する場合の配置
例を第6図に示した。第6図に於ける各構成は、第1図
と同様であり、第6図で用いた斜線等の模様及び形は、
第1図と同一の意味を示すものである。実際使用する場
合においては、第1図のパターンを、横一列に配置する
必要があるわけであるが、となりに配置されるパターン
内のトランジスターに入力されたサージ電流又は静電気
が影響を与えないようにするためには、各パターン内の
静電気保護抵抗は向かい合わせに配置すれば1本発明は
さらに、半導体装置の全人出力端子i′一対して高信頼
性が得られる。
例を第6図に示した。第6図に於ける各構成は、第1図
と同様であり、第6図で用いた斜線等の模様及び形は、
第1図と同一の意味を示すものである。実際使用する場
合においては、第1図のパターンを、横一列に配置する
必要があるわけであるが、となりに配置されるパターン
内のトランジスターに入力されたサージ電流又は静電気
が影響を与えないようにするためには、各パターン内の
静電気保護抵抗は向かい合わせに配置すれば1本発明は
さらに、半導体装置の全人出力端子i′一対して高信頼
性が得られる。
[発明の効果]
本発明は入力保護のための抵抗素子、ダイオード素子の
全て又は1部と能動素子の間にPAD部を配置する構成
としたので、各素子の電気的分離が行なわれ、静電気又
はサージ電圧に対し破壊されない効果がある。
全て又は1部と能動素子の間にPAD部を配置する構成
としたので、各素子の電気的分離が行なわれ、静電気又
はサージ電圧に対し破壊されない効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例である半導体装置の入力セルパ
ターン図。 第2図は入力保護回路の一例を示す回路図。 第3図は第1図の断面構造図。 第4図は従来の人力セルパターンの断面構造図6 第5図は従来の人力セルパターン図。 第6図は第1図を使用する場合の配置図。 l・・・・・・開口部 2・・ ・・・開口部配線層 3.5・・・・コンタクト層 4.23・・・N型拡散層による静電気保護抵抗素子 6・・・・・・信号配線層 7.12・・・N型拡散層によるダイオード8.28・
・・N型拡散層によるWellエノア 9.11・・・P型拡散層によるダイオード10.35
・・・MO3型トランジスタのゲート素子 13・・・・・・”L’!!1電源配線14・・・・・
・VDD電源配線 15.36・・・PchトランジスターのP型拡散によ
るソース部 16.34・・ PchトランジスターのP型拡散によ
るドレイン部 17.37・・・Pch)ランシスターのN型拡散によ
るサブ端子部 18・・・・・・NchトランジスターのN型拡散によ
るソース部 19・・・・・・Ncht−ランシスターのN型拡散に
よるドレイン部 20・・・・・・NchトランジスターのP型拡散によ
るサブ端子部 22・・・・・・インバータ出力配線層24・・・・・
・静電気保護抵抗素子に寄生するダイオード 25.26・・ 静電気保護用グイオード27・・・・
・・P型基板 29.30.31.32 ・・P型基板の寄生抵抗 33・・・・・・寄生バイポーラ・トランジスター 38・・・・・・配線層 39・・・ ・・インバータ一部 以上 第 3図 ^すC 未 4図
ターン図。 第2図は入力保護回路の一例を示す回路図。 第3図は第1図の断面構造図。 第4図は従来の人力セルパターンの断面構造図6 第5図は従来の人力セルパターン図。 第6図は第1図を使用する場合の配置図。 l・・・・・・開口部 2・・ ・・・開口部配線層 3.5・・・・コンタクト層 4.23・・・N型拡散層による静電気保護抵抗素子 6・・・・・・信号配線層 7.12・・・N型拡散層によるダイオード8.28・
・・N型拡散層によるWellエノア 9.11・・・P型拡散層によるダイオード10.35
・・・MO3型トランジスタのゲート素子 13・・・・・・”L’!!1電源配線14・・・・・
・VDD電源配線 15.36・・・PchトランジスターのP型拡散によ
るソース部 16.34・・ PchトランジスターのP型拡散によ
るドレイン部 17.37・・・Pch)ランシスターのN型拡散によ
るサブ端子部 18・・・・・・NchトランジスターのN型拡散によ
るソース部 19・・・・・・Ncht−ランシスターのN型拡散に
よるドレイン部 20・・・・・・NchトランジスターのP型拡散によ
るサブ端子部 22・・・・・・インバータ出力配線層24・・・・・
・静電気保護抵抗素子に寄生するダイオード 25.26・・ 静電気保護用グイオード27・・・・
・・P型基板 29.30.31.32 ・・P型基板の寄生抵抗 33・・・・・・寄生バイポーラ・トランジスター 38・・・・・・配線層 39・・・ ・・インバータ一部 以上 第 3図 ^すC 未 4図
Claims (1)
- 外部からの入力端子部又は外部への出力端子部が抵抗素
子を介し、P型半導体及びN型半導体により構成される
ダイオード素子を通って能動素子部に至る静電気保護部
と、内部能動素子部に対し、外部からの信号を伝搬させ
るための入力能動素子又は内部能動素子部から外部に対
して信号を伝搬させるための出力能動素子により構成さ
れる半導体装置において、静電気保護部の構成素子の1
部又は全てと、入力能動素子又は出力能動素子の中間位
置に置かれた、外部との信号配線材を接続する外部接続
部を有することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313166A JP2926801B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | 半導体集積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313166A JP2926801B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | 半導体集積装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03173468A true JPH03173468A (ja) | 1991-07-26 |
| JP2926801B2 JP2926801B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=18037899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1313166A Expired - Lifetime JP2926801B2 (ja) | 1989-12-01 | 1989-12-01 | 半導体集積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926801B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5854504A (en) * | 1997-04-01 | 1998-12-29 | Maxim Integrated Products, Inc. | Process tolerant NMOS transistor for electrostatic discharge protection |
| WO2005096370A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Ricoh Company, Ltd. | A semiconductor apparatus |
-
1989
- 1989-12-01 JP JP1313166A patent/JP2926801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5854504A (en) * | 1997-04-01 | 1998-12-29 | Maxim Integrated Products, Inc. | Process tolerant NMOS transistor for electrostatic discharge protection |
| WO2005096370A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Ricoh Company, Ltd. | A semiconductor apparatus |
| JP2005294363A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置 |
| US7709899B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-05-04 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2926801B2 (ja) | 1999-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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