JPH03196565A - 入出力保護装置 - Google Patents
入出力保護装置Info
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- JPH03196565A JPH03196565A JP1334785A JP33478589A JPH03196565A JP H03196565 A JPH03196565 A JP H03196565A JP 1334785 A JP1334785 A JP 1334785A JP 33478589 A JP33478589 A JP 33478589A JP H03196565 A JPH03196565 A JP H03196565A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- high concentration
- concentration impurity
- type high
- impurity region
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/82—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/85—Complementary IGFETs, e.g. CMOS
- H10D84/854—Complementary IGFETs, e.g. CMOS comprising arrangements for preventing bipolar actions between the different IGFET regions, e.g. arrangements for latchup prevention
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は半導体集積回路に用いられる入出力保護装置に
関するもので、特に相補型電界効果型集積回路に使用さ
れるものである。
関するもので、特に相補型電界効果型集積回路に使用さ
れるものである。
(従来の技術)
従来、相補型電界効果型集積回路(以下rcMO3I
CJと略記する。)に用いられる入出力保護装置には、
第3図及び第4図に示すようなダイオード型のものと、
第5図及び第6図に示すようなMOS型のものとが知ら
れている。
CJと略記する。)に用いられる入出力保護装置には、
第3図及び第4図に示すようなダイオード型のものと、
第5図及び第6図に示すようなMOS型のものとが知ら
れている。
第3図及び第4図はダイオード型入出力保護装置を示す
ものである。以下、同図を参照しながらダイオード型入
出力保護装置の動作について説明する。
ものである。以下、同図を参照しながらダイオード型入
出力保護装置の動作について説明する。
パッドllaから高電位のサージが入力した場合、Pチ
ャネル側では、ダイオードD、に順方向電圧が印加され
、Nウェル16の寄生抵抗R1を介してN 5.。、1
2へ向って順方向電流IIsが流れる。
ャネル側では、ダイオードD、に順方向電圧が印加され
、Nウェル16の寄生抵抗R1を介してN 5.。、1
2へ向って順方向電流IIsが流れる。
この電流13.は、寄生のバイポーラPNP )ランジ
スタTriのエミッタ・ベース電流となる。これに伴い
、トランジスタTrlがオン状態となり、そのコレクタ
側である基板13へ向って(P型基板13の寄生抵抗R
2を介してP“−、b14へ向って)電流I2が流れる
。また、Nチャネル側では、ダイオードD2に逆方向電
圧が印加され、基板■3へ向って(P型基板I3の寄生
抵抗R1を介してP”−、、,15へ向って)逆方向電
流I9.が流れる。
スタTriのエミッタ・ベース電流となる。これに伴い
、トランジスタTrlがオン状態となり、そのコレクタ
側である基板13へ向って(P型基板13の寄生抵抗R
2を介してP“−、b14へ向って)電流I2が流れる
。また、Nチャネル側では、ダイオードD2に逆方向電
圧が印加され、基板■3へ向って(P型基板I3の寄生
抵抗R1を介してP”−、、,15へ向って)逆方向電
流I9.が流れる。
これにより、高電位のサージを逃がすようにしている。
また、パッドllaから低電位のサージが入力した場合
、Pチャネル側では、ダイオードD1に逆方向電圧が印
加され、Nウェル16からP+拡散17へ向って逆方向
電流11bが流れる。また、Nチャネル側では、ダイオ
ードD2に順方向電圧が印加され、抵抗R5を介してN
゛拡散18へ向って順方向電流I 3bが流れる。この
電流13bは、寄生のバイポーラNPN )ランジスタ
Tr2のベース・エミッタ電流となる。これに伴い、ト
ランジスタTr2がオン状態となり、そのコレクタ側で
あるNウェル19から基板I3へ向って(Nウェル19
の寄生抵抗R4とP型基板13の寄生抵抗R7を介して
N+拡散18へ向って)電流■4が流れる。これにより
、低電位のサージを逃がすようにしている。
、Pチャネル側では、ダイオードD1に逆方向電圧が印
加され、Nウェル16からP+拡散17へ向って逆方向
電流11bが流れる。また、Nチャネル側では、ダイオ
ードD2に順方向電圧が印加され、抵抗R5を介してN
゛拡散18へ向って順方向電流I 3bが流れる。この
電流13bは、寄生のバイポーラNPN )ランジスタ
Tr2のベース・エミッタ電流となる。これに伴い、ト
ランジスタTr2がオン状態となり、そのコレクタ側で
あるNウェル19から基板I3へ向って(Nウェル19
の寄生抵抗R4とP型基板13の寄生抵抗R7を介して
N+拡散18へ向って)電流■4が流れる。これにより
、低電位のサージを逃がすようにしている。
第5図及び第6図はMOS型入出力保護装置を示すもの
である。以下、同図を参照しながらMOS型入出力保護
装置の動作について説明する。
である。以下、同図を参照しながらMOS型入出力保護
装置の動作について説明する。
パッド21aから高電位のサージが入力した場合、Pチ
ャネル側では、寄生ダイオードD、に順方向電圧が印加
され、Nウェル24の寄生抵抗R1を介してN”−、、
,25へ向って順方向電流!6.が流れる。この電流1
6mは、寄生のバイポーラPNPトランジスタTr3.
Tr4のエミッタ・ベース電流となる。これに伴い、ト
ランジスタTr3゜Tr、4がオン状態となり、トラン
ジスタTr3のコレクタ側である電源VDD側のP1拡
散23へ、又トランジスタTr4のコレクタ側である基
板26(P型基板26の寄生抵抗R6を介してP ”
−、、b27)へ向ってそれぞれ電流17.I、が流れ
る。また、Nチャネル側では、寄生ダイオードD4に逆
方向電圧が印加され、N+拡散30からP型基板2Bの
寄生抵抗R7を介してP ”−、、b2gへ逆方向電流
1.aが流れる。これにより、MO3I−ランジスタM
2近傍の基板26の電位が高くなり、基板26から接地
VSS側のN゛拡散29へ順方向電流110が流れる。
ャネル側では、寄生ダイオードD、に順方向電圧が印加
され、Nウェル24の寄生抵抗R1を介してN”−、、
,25へ向って順方向電流!6.が流れる。この電流1
6mは、寄生のバイポーラPNPトランジスタTr3.
Tr4のエミッタ・ベース電流となる。これに伴い、ト
ランジスタTr3゜Tr、4がオン状態となり、トラン
ジスタTr3のコレクタ側である電源VDD側のP1拡
散23へ、又トランジスタTr4のコレクタ側である基
板26(P型基板26の寄生抵抗R6を介してP ”
−、、b27)へ向ってそれぞれ電流17.I、が流れ
る。また、Nチャネル側では、寄生ダイオードD4に逆
方向電圧が印加され、N+拡散30からP型基板2Bの
寄生抵抗R7を介してP ”−、、b2gへ逆方向電流
1.aが流れる。これにより、MO3I−ランジスタM
2近傍の基板26の電位が高くなり、基板26から接地
VSS側のN゛拡散29へ順方向電流110が流れる。
この電流I、。は、寄生のバイポーラNPN )ランジ
スタTr5のベース・エミッタ(図中コレクタ)電流と
なる。これに伴い、トランジスタTr5がオン状態とな
り、トランジスタTr5のコレクタ(図中エミッタ)側
であるパッド21a側のN+拡散30から接地v5.に
つながるN+拡散29へ電流IIIが流れる。これによ
り、高電位のサージを逃がすようにしている。
スタTr5のベース・エミッタ(図中コレクタ)電流と
なる。これに伴い、トランジスタTr5がオン状態とな
り、トランジスタTr5のコレクタ(図中エミッタ)側
であるパッド21a側のN+拡散30から接地v5.に
つながるN+拡散29へ電流IIIが流れる。これによ
り、高電位のサージを逃がすようにしている。
また、パッド21aから低電位のサージが入力した場合
、Pチャネル側では、寄生ダイオードD、に逆方向電圧
が印加され、Nウェル24から(N”−、、,25から
Nウェル24の寄生抵抗R6を介して)パッド21a側
のP゛拡散22へ逆方向電流1(、が流れる。これによ
り、MO3I−ランジスタM、近傍のNウェル24の電
位が低くなり、電源Vpp側のP゛拡散23からNウェ
ル24へ順方向電流112が流れる。この電流112は
、寄生のバイポーラPNP )ランジスタTr3のエミ
ッタ(図中コレクタ)・ベース電流となる。これに伴い
、トランジスタTr3がオン状態となり、電源vDDに
つながるP+拡散23からトランジスタTr3のコレク
タ(図中エミッタ)側であるパッド21a側のP+拡散
22へ電流1.3が流れる。また、Nチャネル側では、
寄生ダイオードD4に順方向電圧が印加され、基板26
から抵抗R7を介してN+拡散30へ向って順方向電流
19%が流れる。この電流19bは、寄生のバイポーラ
NPN トランジスタTr5゜Tr6のベース・エミッ
タ電流となる。これに伴い、トランジスタTr5.Tr
5がオン状態となり、トランジスタTr5のコレクタ側
である接地VSS側のN+拡散29からパッド21a側
のN+拡散30へ、又トランジスタTr6のコレクタ側
であるNウェル31から(N’ −、、,32からP型
基板26の寄生抵抗R1oとNウェル31の寄生抵抗R
8を介して)パッド21側のN+拡散30へそれぞれ電
流■1.。
、Pチャネル側では、寄生ダイオードD、に逆方向電圧
が印加され、Nウェル24から(N”−、、,25から
Nウェル24の寄生抵抗R6を介して)パッド21a側
のP゛拡散22へ逆方向電流1(、が流れる。これによ
り、MO3I−ランジスタM、近傍のNウェル24の電
位が低くなり、電源Vpp側のP゛拡散23からNウェ
ル24へ順方向電流112が流れる。この電流112は
、寄生のバイポーラPNP )ランジスタTr3のエミ
ッタ(図中コレクタ)・ベース電流となる。これに伴い
、トランジスタTr3がオン状態となり、電源vDDに
つながるP+拡散23からトランジスタTr3のコレク
タ(図中エミッタ)側であるパッド21a側のP+拡散
22へ電流1.3が流れる。また、Nチャネル側では、
寄生ダイオードD4に順方向電圧が印加され、基板26
から抵抗R7を介してN+拡散30へ向って順方向電流
19%が流れる。この電流19bは、寄生のバイポーラ
NPN トランジスタTr5゜Tr6のベース・エミッ
タ電流となる。これに伴い、トランジスタTr5.Tr
5がオン状態となり、トランジスタTr5のコレクタ側
である接地VSS側のN+拡散29からパッド21a側
のN+拡散30へ、又トランジスタTr6のコレクタ側
であるNウェル31から(N’ −、、,32からP型
基板26の寄生抵抗R1oとNウェル31の寄生抵抗R
8を介して)パッド21側のN+拡散30へそれぞれ電
流■1.。
!+6が流れる。これにより、低電位のサージを逃がす
ようにしている。
ようにしている。
しかしながら、第3図及び第4図に示すダイオード型入
力保護装置では、パッドllaからサージが人力した場
合、寄生のトランジスタTrl及びTr2の動作によっ
て、集積回路内部へ電流I2.I4が流れる。このため
、集積回路内部では、この電流により、基板、ウェル等
の電位が浮いてしまい、ラッチアップを引き起こす要因
となっている。
力保護装置では、パッドllaからサージが人力した場
合、寄生のトランジスタTrl及びTr2の動作によっ
て、集積回路内部へ電流I2.I4が流れる。このため
、集積回路内部では、この電流により、基板、ウェル等
の電位が浮いてしまい、ラッチアップを引き起こす要因
となっている。
また、第5図及び第6図に示すMOS型入出力保護装置
では、寄生ダイオードD9、D4に加えて、寄生トラン
ジスタT r 3 、T r 5によっても電位を逃し
ている。このため、寄生トランジスタTr4、Tr6の
動作によって集積回路内部へ流れる電流Ig、116が
ダイオード型入出力保護装置に比べて少なくなり、ラッ
チアップを引く起こす可能性は低くなる。ところが、寄
生ダイオードD、からN”−、、,25、及び寄生ダイ
オードD4からP” 、、、2gまでの距離がそれぞ
れ長くなり、抵抗R5及びR7は、ダイオード型入力保
護装置の抵抗R,及びRi(第3図及び第4図参照)に
比べて抵抗値が高くなる。これにより、抵抗R5及びR
7は熱を発生し、この熱の影響を受けてダイオードD、
、D4のPN接合部の熱破壊が生じることがある。ま
た、パッド21aからサージが入力した場合には、MO
SトランジスタM、 、M2のゲートとP+拡散23、
N+拡散30との間に大きな電位差が生じ、この大きな
電位差によってゲート部分の薄いゲート酸化膜が破壊す
るという欠点がある。
では、寄生ダイオードD9、D4に加えて、寄生トラン
ジスタT r 3 、T r 5によっても電位を逃し
ている。このため、寄生トランジスタTr4、Tr6の
動作によって集積回路内部へ流れる電流Ig、116が
ダイオード型入出力保護装置に比べて少なくなり、ラッ
チアップを引く起こす可能性は低くなる。ところが、寄
生ダイオードD、からN”−、、,25、及び寄生ダイ
オードD4からP” 、、、2gまでの距離がそれぞ
れ長くなり、抵抗R5及びR7は、ダイオード型入力保
護装置の抵抗R,及びRi(第3図及び第4図参照)に
比べて抵抗値が高くなる。これにより、抵抗R5及びR
7は熱を発生し、この熱の影響を受けてダイオードD、
、D4のPN接合部の熱破壊が生じることがある。ま
た、パッド21aからサージが入力した場合には、MO
SトランジスタM、 、M2のゲートとP+拡散23、
N+拡散30との間に大きな電位差が生じ、この大きな
電位差によってゲート部分の薄いゲート酸化膜が破壊す
るという欠点がある。
(発明が解決しようとする課題)
このように、従来、ダイオード型入出力保護装置では、
寄生のトランジスタの動作によって集積回路内部へ電流
が流れ込み、ラッチアップを引き起こす欠点があった。
寄生のトランジスタの動作によって集積回路内部へ電流
が流れ込み、ラッチアップを引き起こす欠点があった。
また、MOS型入出力保護装置では、ダイオードのPN
接合部の熱破壊、大きな電位差による薄いゲート酸化膜
の静電破壊等という欠点があった。
接合部の熱破壊、大きな電位差による薄いゲート酸化膜
の静電破壊等という欠点があった。
よって、本発明は、ラッチアップ及び静電破壊に対して
高い強度を有する信頼性ある入出力保護装置を提供する
ことを目的とする。
高い強度を有する信頼性ある入出力保護装置を提供する
ことを目的とする。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、本発明の入出力保護装置は
、第1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体領域
に形成され、保護ダイオードの一方電極となる第2導電
型高濃度不純物領域と、前記第1導電型半導体領域に形
成され、前記保護ダイオードの他方電極となり、かつ、
前記第2導電型高濃度不純物鎮域からの寄生抵抗がそれ
ぞれ異なる複数の第1導電型高濃度不純物領域と、前記
第2導電型高濃度不純物領域に接続されるパッドと、前
記複数の第1導電型高濃度不純物領域に接続される電位
供給源とを有している。
、第1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体領域
に形成され、保護ダイオードの一方電極となる第2導電
型高濃度不純物領域と、前記第1導電型半導体領域に形
成され、前記保護ダイオードの他方電極となり、かつ、
前記第2導電型高濃度不純物鎮域からの寄生抵抗がそれ
ぞれ異なる複数の第1導電型高濃度不純物領域と、前記
第2導電型高濃度不純物領域に接続されるパッドと、前
記複数の第1導電型高濃度不純物領域に接続される電位
供給源とを有している。
また、第1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体
領域に形成され、保護ダイオードの一方電極となる第1
の第2導電型高濃度不純物領域と、前記第1導電型半導
体領域に形成され、前記保護ダイオードの他方電極とな
り、かつ、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域から
の寄生抵抗が異なる第1及び第2の第1導電型高濃度不
純物領域と、前記第1及び第2の第1導電型高濃度不純
物領域間に形成される第2の第2導電型高濃度不純物領
域と、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域に接続さ
れるパッドと、前記第1及び第2の第1導電型高濃度不
純物領域に接続される第1の電位供給源と、前記第2の
第2導電型高濃度不純物領域に接続される第2の電位供
給源とを有している。
領域に形成され、保護ダイオードの一方電極となる第1
の第2導電型高濃度不純物領域と、前記第1導電型半導
体領域に形成され、前記保護ダイオードの他方電極とな
り、かつ、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域から
の寄生抵抗が異なる第1及び第2の第1導電型高濃度不
純物領域と、前記第1及び第2の第1導電型高濃度不純
物領域間に形成される第2の第2導電型高濃度不純物領
域と、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域に接続さ
れるパッドと、前記第1及び第2の第1導電型高濃度不
純物領域に接続される第1の電位供給源と、前記第2の
第2導電型高濃度不純物領域に接続される第2の電位供
給源とを有している。
(作用)
このような構成によれば、保護ダイオードの一方電極と
なる第2導電型高濃度不純物領域と、前記保護ダイオー
ドの、他方電極となり、かつ、前記第1の第2導電型高
濃度不純物領域からの寄生抵抗がそれぞれ異なる複数の
第1導電型高濃度不純物領域とを設けている。
なる第2導電型高濃度不純物領域と、前記保護ダイオー
ドの、他方電極となり、かつ、前記第1の第2導電型高
濃度不純物領域からの寄生抵抗がそれぞれ異なる複数の
第1導電型高濃度不純物領域とを設けている。
また、保護ダイオードの一方電極となる第1の第2導電
型高濃度不純物領域と、前記保護ダイオードの他方電極
となり、かつ、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域
からの寄生抵抗が異なる第1及び第2の第1導電型高濃
度不純物領域とを設けている。また、前記第1及び第2
の第1導電型高濃度不純物領域間に第2の第2導電型高
濃度不純物領域を形成している。
型高濃度不純物領域と、前記保護ダイオードの他方電極
となり、かつ、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域
からの寄生抵抗が異なる第1及び第2の第1導電型高濃
度不純物領域とを設けている。また、前記第1及び第2
の第1導電型高濃度不純物領域間に第2の第2導電型高
濃度不純物領域を形成している。
これにより、入出力保護回路の電流経路を増し、集積回
路内部へ流入する電流及び前記集積回路内部から流出し
てくる電流を減少させることができる。このため、ラッ
チアップに対して高い強度を有すると共に、MO3構造
を有しないため静電破壊に対しても高い強度を有する入
出力保護装置とすることができる。
路内部へ流入する電流及び前記集積回路内部から流出し
てくる電流を減少させることができる。このため、ラッ
チアップに対して高い強度を有すると共に、MO3構造
を有しないため静電破壊に対しても高い強度を有する入
出力保護装置とすることができる。
(実施例)
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について詳
細に説明する。なお、この説明において、全図にわたり
共通の部分には共通の参照符号を用いることで重複説明
を避けることにする。
細に説明する。なお、この説明において、全図にわたり
共通の部分には共通の参照符号を用いることで重複説明
を避けることにする。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる入出力保護装置
を示すものである。
を示すものである。
P型半導体基板(半導体領域) 41にはNウェル42
〜44が形成されている。保護ダイオード専用のNウェ
ル(半導体領域)42内には、保護ダイオードD、の一
方電極となり、パッド45に接続されるP+拡散(高濃
度不純物領域)46が形成されている。また、Nウェル
42内には、P+拡散46からの寄生抵抗が異なり、保
護ダイオードD、の他方電極となるN+−1゜、(高濃
度不純物領域) 47. 、Hlがそれぞれ形成されて
いる。N”−、、b47.4Bは電源vDDに接続され
ている。さらに、N” −−−h47及び48間には、
ウェル電位とは異なる電位、例えば接地VSS電位が供
給されるP“拡散(高濃度不純物領域)49が形成され
ている。なお、P1拡散46、N”−、、,47及びP
1拡散49によりラテラルPNPトランジスタTr7が
形成されている。また、基板41内には、例えば接地v
s5電位が供給されるP ” −、、b50が形成され
ている。
〜44が形成されている。保護ダイオード専用のNウェ
ル(半導体領域)42内には、保護ダイオードD、の一
方電極となり、パッド45に接続されるP+拡散(高濃
度不純物領域)46が形成されている。また、Nウェル
42内には、P+拡散46からの寄生抵抗が異なり、保
護ダイオードD、の他方電極となるN+−1゜、(高濃
度不純物領域) 47. 、Hlがそれぞれ形成されて
いる。N”−、、b47.4Bは電源vDDに接続され
ている。さらに、N” −−−h47及び48間には、
ウェル電位とは異なる電位、例えば接地VSS電位が供
給されるP“拡散(高濃度不純物領域)49が形成され
ている。なお、P1拡散46、N”−、、,47及びP
1拡散49によりラテラルPNPトランジスタTr7が
形成されている。また、基板41内には、例えば接地v
s5電位が供給されるP ” −、、b50が形成され
ている。
また、P型基板41内には、保護ダイオードD6の一方
電極となり、パッド45に接続されるN+拡散(高濃度
不純物領域)51が形成されている。また、基板41内
には、N″′拡散51からの寄生抵抗が異なり、保護ダ
イオードD6の他方電極となるP ” −hub (高
濃度不純物領域) 52.53がそれぞれ形成されてい
る。P ” −、、,52,53は、例えば接地V55
に接続されている。さらに、P+−6゜、52及び53
間のNウェル44内には、基板電位とは異なる電位、例
えば電源VDD電位が供給されるN ” −sum (
高濃度不純物領域)54が形成されている。なお、N+
拡散51. P”−、、b52及びN”−ai+b54
によりラテラルNPN トランジスタTr8が形成され
ている。また、Nウェル43内には、電源V DD7!
!位が供給サレルN+−1..b55カ形成サレテイる
。
電極となり、パッド45に接続されるN+拡散(高濃度
不純物領域)51が形成されている。また、基板41内
には、N″′拡散51からの寄生抵抗が異なり、保護ダ
イオードD6の他方電極となるP ” −hub (高
濃度不純物領域) 52.53がそれぞれ形成されてい
る。P ” −、、,52,53は、例えば接地V55
に接続されている。さらに、P+−6゜、52及び53
間のNウェル44内には、基板電位とは異なる電位、例
えば電源VDD電位が供給されるN ” −sum (
高濃度不純物領域)54が形成されている。なお、N+
拡散51. P”−、、b52及びN”−ai+b54
によりラテラルNPN トランジスタTr8が形成され
ている。また、Nウェル43内には、電源V DD7!
!位が供給サレルN+−1..b55カ形成サレテイる
。
次に、同図を参照しながら前記第1の実施例に係わる入
出力保護装置の動作について詳細に説明する。
出力保護装置の動作について詳細に説明する。
バッド45から高電位のサージが入ツノした場合には、
Pチャネル側では、ダイオードD、に順方向電圧が印加
される。このため、そのアノード側の電極であるP゛拡
散46からNウェル42の寄生抵抗rl+’2を介して
、カソード側の電極であるN1−1工、47.48へ順
方向電流i、a、i2.がそれぞれ流れる。電流i3.
は、トランジスタTr7のエミッタ・ベース電流となる
ため、トランジスタTr7がオン状態となり、そのコレ
クタ側であるP+拡散49へ向って電流i3が流れる。
Pチャネル側では、ダイオードD、に順方向電圧が印加
される。このため、そのアノード側の電極であるP゛拡
散46からNウェル42の寄生抵抗rl+’2を介して
、カソード側の電極であるN1−1工、47.48へ順
方向電流i、a、i2.がそれぞれ流れる。電流i3.
は、トランジスタTr7のエミッタ・ベース電流となる
ため、トランジスタTr7がオン状態となり、そのコレ
クタ側であるP+拡散49へ向って電流i3が流れる。
また、電流12.は、寄生PNPトランジスタTr9の
エミッタ・ベース電流となるため、トランジスタTr9
がオン状態となり、そのコレクタ側である基板41へ向
って(Nウェル42の寄生抵抗r、及びP型基板41の
寄生抵抗r4を介してP ” −、、,50へ向って)
電流i4が流れる。また、Nチャネル側では、ダイオー
ドD6に逆方向電圧が印加される。このため、そのカソ
ード側の電極であるN+拡散51からP型基板41の寄
生抵抗r5+r6を介して、アノード側の電極であるP
” −、、,52,53へ逆方向電流i11、i6.が
それぞれ流れる。これにより、高電位のサージを逃がす
ようにする。
エミッタ・ベース電流となるため、トランジスタTr9
がオン状態となり、そのコレクタ側である基板41へ向
って(Nウェル42の寄生抵抗r、及びP型基板41の
寄生抵抗r4を介してP ” −、、,50へ向って)
電流i4が流れる。また、Nチャネル側では、ダイオー
ドD6に逆方向電圧が印加される。このため、そのカソ
ード側の電極であるN+拡散51からP型基板41の寄
生抵抗r5+r6を介して、アノード側の電極であるP
” −、、,52,53へ逆方向電流i11、i6.が
それぞれ流れる。これにより、高電位のサージを逃がす
ようにする。
バッド45から低電位のサージが入力した場合には、P
チャネル側では、ダイオードD5に逆方向電圧が印加さ
れる。このため、そのカソード側の電極であるN” −
−−b47.48から抵抗rl+r2を介して、アノー
ド側の電極であるP+拡散46へ逆方向電流i31.1
2.がそれぞれ流れる。また、Nチャネル側では、ダイ
オードD6に順方向電圧が印加される。このため、その
アノード側の電極であるP ”−、b52.53から抵
抗r%+r6を介して、カソード側の電極であるN+拡
散51へ順方向電流igb、ibbがそれぞれ流れる。
チャネル側では、ダイオードD5に逆方向電圧が印加さ
れる。このため、そのカソード側の電極であるN” −
−−b47.48から抵抗rl+r2を介して、アノー
ド側の電極であるP+拡散46へ逆方向電流i31.1
2.がそれぞれ流れる。また、Nチャネル側では、ダイ
オードD6に順方向電圧が印加される。このため、その
アノード側の電極であるP ”−、b52.53から抵
抗r%+r6を介して、カソード側の電極であるN+拡
散51へ順方向電流igb、ibbがそれぞれ流れる。
電流15bは、トランジスタTr8のベース・エミッタ
電流となるため、トランジスタTr8がオン状態となり
、そのコレクタ側であるN”−、、,54からバッド4
5側のN+拡散51へ向って電流17が流れる。また、
電流ibbは、寄生NPNトランジスタTrlOのベー
ス・エミッタ電流となるため、トランジスタTrlOが
オン状態となり、そのコレクタ側であるNウェル43か
ら(N” −、、,55からNウェル43の寄生抵抗r
7及びP型基板41の寄生「8を介して)バッド45側
のN+拡散51へ向って電流18が流れる。これにより
、低電位のサージを逃がすようにする。
電流となるため、トランジスタTr8がオン状態となり
、そのコレクタ側であるN”−、、,54からバッド4
5側のN+拡散51へ向って電流17が流れる。また、
電流ibbは、寄生NPNトランジスタTrlOのベー
ス・エミッタ電流となるため、トランジスタTrlOが
オン状態となり、そのコレクタ側であるNウェル43か
ら(N” −、、,55からNウェル43の寄生抵抗r
7及びP型基板41の寄生「8を介して)バッド45側
のN+拡散51へ向って電流18が流れる。これにより
、低電位のサージを逃がすようにする。
このような構成によれば、Pチャネル側では、寄生トラ
ンジスタTr7.Tr9のベース電極となるN” 、−
、、,47,48は、P+拡散4Bからの抵抗値が異な
る位置にそれぞれ設けられている。このため、基板とN
ウェルとの境界面にのみ形成される従来の電流経路(I
r−1I +−(第4図参照))に比べて、電流経路
が新たに追加(1jar ilb+12m+12b)
されている。また、抵抗r1の抵抗値が抵抗r2の抵抗
値よりも低くなるように設定すれば、抵抗r1に流れる
電流i+m、i+bが多くなる一方、抵抗「2に流れる
電流12a+121kが少なくなる。
ンジスタTr7.Tr9のベース電極となるN” 、−
、、,47,48は、P+拡散4Bからの抵抗値が異な
る位置にそれぞれ設けられている。このため、基板とN
ウェルとの境界面にのみ形成される従来の電流経路(I
r−1I +−(第4図参照))に比べて、電流経路
が新たに追加(1jar ilb+12m+12b)
されている。また、抵抗r1の抵抗値が抵抗r2の抵抗
値よりも低くなるように設定すれば、抵抗r1に流れる
電流i+m、i+bが多くなる一方、抵抗「2に流れる
電流12a+121kが少なくなる。
また、N“−1147及び48間にP+拡散49が追加
形成され、これによりラテラルPNPトランジスタTr
7が形成されている。このため、電流i、の電流経路が
さらに追加され、基板41とNウェル42との境界面に
流れる電流i2a、j2bの大幅な減少が可能になる。
形成され、これによりラテラルPNPトランジスタTr
7が形成されている。このため、電流i、の電流経路が
さらに追加され、基板41とNウェル42との境界面に
流れる電流i2a、j2bの大幅な減少が可能になる。
ところで、集積回路内部へと流入又は流出する電流は、
電流!2@+12にの一部と考えられており、このため
従来に比ベラッチアップに強い入出力保護装置が提供で
きる。
電流!2@+12にの一部と考えられており、このため
従来に比ベラッチアップに強い入出力保護装置が提供で
きる。
さらに、本発明の入出力保護装置には、MO3構造のト
ランジスタが存在しないため、ゲート酸化膜破壊の起き
る可能性もない。
ランジスタが存在しないため、ゲート酸化膜破壊の起き
る可能性もない。
また、Nウェル42の寄生抵抗「1は、ダイオード型入
出力保護装置(前記第4図参照)のNウェル16の寄生
抵抗R3とほぼ同一である。また、Nウェル42の寄生
抵抗「2に流れる電流12.。
出力保護装置(前記第4図参照)のNウェル16の寄生
抵抗R3とほぼ同一である。また、Nウェル42の寄生
抵抗「2に流れる電流12.。
12、は、MO3型入出力保護装置(前記第6図参照)
のNウェル24の寄生抵抗R1に流れる電流ib*rl
bbに比べ少なくなっている。これに伴い、抵抗r1及
びr2による熱の発生量が少なくなり、ダイオードのP
N接合部の熱破壊を防止することができる。さらに、電
流i2a+f2bが減少することは、寄生トランジスタ
Tr9によって集積回路内部へ流れる電流も減少するこ
とを意味し、ラッチアップ及び静電破壊に対して高い強
度を有する信頼性ある入出力保護装置を提供できる。
のNウェル24の寄生抵抗R1に流れる電流ib*rl
bbに比べ少なくなっている。これに伴い、抵抗r1及
びr2による熱の発生量が少なくなり、ダイオードのP
N接合部の熱破壊を防止することができる。さらに、電
流i2a+f2bが減少することは、寄生トランジスタ
Tr9によって集積回路内部へ流れる電流も減少するこ
とを意味し、ラッチアップ及び静電破壊に対して高い強
度を有する信頼性ある入出力保護装置を提供できる。
第2図は、本発明の第2の実施例に係わる入出力保護装
置を示すものである。
置を示すものである。
P型半導体基板(半導体領域) 41には保護ダイオー
ド専用のNウェル(半導体領域)42が形成されている
。Nウェル42内には、保護ダイオードD、の一方電極
となり、バッド45に接続されるP+拡散(高濃度不純
物領域)4Bが形成されている。また、Nウェル42内
には、P+拡散46からの寄生抵抗が異なり、保護ダイ
オードD、の他方電極となるN′″−1,、(高濃度不
純物領域) 47.48がそれぞれ形成されている。N
” −、、,47,48は電源VDDに接続されている
。また、基板41内には、例えば接地VSg電位が供給
されるP+−6゜、50が形成されている。
ド専用のNウェル(半導体領域)42が形成されている
。Nウェル42内には、保護ダイオードD、の一方電極
となり、バッド45に接続されるP+拡散(高濃度不純
物領域)4Bが形成されている。また、Nウェル42内
には、P+拡散46からの寄生抵抗が異なり、保護ダイ
オードD、の他方電極となるN′″−1,、(高濃度不
純物領域) 47.48がそれぞれ形成されている。N
” −、、,47,48は電源VDDに接続されている
。また、基板41内には、例えば接地VSg電位が供給
されるP+−6゜、50が形成されている。
このような構成では、保護ダイオードD、の一方電極と
なるP+拡散46からの抵抗値が異なる位置に保護ダイ
オードD、の他方電極となるN” −、、,47,48
が設けられている。このため、従来に比べて電流経路が
追加されることになる。
なるP+拡散46からの抵抗値が異なる位置に保護ダイ
オードD、の他方電極となるN” −、、,47,48
が設けられている。このため、従来に比べて電流経路が
追加されることになる。
また、抵抗r1の抵抗値を抵抗r2の抵抗値に比べて低
く設定することにより、抵抗r1に流れる電流i3.が
多くなる一方、抵抗r2に流れる電流12、が少なくな
る。よって、ラッチアップに強い入力保護装置が提供で
きる。また、MO5構造のトランジスタが存在しないた
め、ゲート酸化膜破壊の起こる可能性もない。
く設定することにより、抵抗r1に流れる電流i3.が
多くなる一方、抵抗r2に流れる電流12、が少なくな
る。よって、ラッチアップに強い入力保護装置が提供で
きる。また、MO5構造のトランジスタが存在しないた
め、ゲート酸化膜破壊の起こる可能性もない。
[発明の効果]
以上、説明したように、本発明の入出力保護装置によれ
ば、次のような効果を奏する。
ば、次のような効果を奏する。
保護ダイオードの一方電極からの抵抗値がそれぞれ異な
る位置に前記保護ダイオードの他方電極を複数個設け、
電流経路を追加している。また、これら他方電極の間に
ベース電極を設はラテラルトランジスタを形成し、さら
に電流経路を追加している。このため、集積回路内部へ
流入する電流及び前記集積回路内部から流出してくる電
流を減少させることができる。よって、ラッチアップ及
び静電破壊に対して高い強度を有する信頼性ある入出力
保護装置を提供することができる。
る位置に前記保護ダイオードの他方電極を複数個設け、
電流経路を追加している。また、これら他方電極の間に
ベース電極を設はラテラルトランジスタを形成し、さら
に電流経路を追加している。このため、集積回路内部へ
流入する電流及び前記集積回路内部から流出してくる電
流を減少させることができる。よって、ラッチアップ及
び静電破壊に対して高い強度を有する信頼性ある入出力
保護装置を提供することができる。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる入出力保護装置
を示す断面図、第2図は本発明の第2の実施例に係わる
入出力保護装置を示す断面図、第3図は従来のダイオー
ド型入出力保護装置を示す回路図、第4図は従来のダイ
オード型入出力保護装置を示す断面図、第5図は従来の
MO3型入出力保護装置を示す回路図、第6図は従来の
MO3型入出力保護装置を示す断面図である。 41・・・P型半導体基板、42〜44・・・Nウェル
、45・・・パッド、48.49・・・P+拡散、47
.4g、 54.55・・・N” −、、、、50,5
2,53・・・P ”−amb、51・・・N+拡散、
D、、D6・・・保護ダイオード、Tr7〜Tr10・
・・寄生トランジスタ、r、〜r8・・・寄生抵抗。
を示す断面図、第2図は本発明の第2の実施例に係わる
入出力保護装置を示す断面図、第3図は従来のダイオー
ド型入出力保護装置を示す回路図、第4図は従来のダイ
オード型入出力保護装置を示す断面図、第5図は従来の
MO3型入出力保護装置を示す回路図、第6図は従来の
MO3型入出力保護装置を示す断面図である。 41・・・P型半導体基板、42〜44・・・Nウェル
、45・・・パッド、48.49・・・P+拡散、47
.4g、 54.55・・・N” −、、、、50,5
2,53・・・P ”−amb、51・・・N+拡散、
D、、D6・・・保護ダイオード、Tr7〜Tr10・
・・寄生トランジスタ、r、〜r8・・・寄生抵抗。
Claims (3)
- (1)第1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体
領域に形成され、保護ダイオードの一方電極となる第2
導電型高濃度不純物領域と、前記第1導電型半導体領域
に形成され、前記保護ダイオードの他方電極となり、か
つ、前記第2導電型高濃度不純物領域からの寄生抵抗が
それぞれ異なる複数の第1導電型高濃度不純物領域と、
前記第2導電型高濃度不純物領域に接続されるパッドと
、前記複数の第1導電型高濃度不純物領域に接続される
電位供給源とを具備することを特徴とする入出力保護装
置。 - (2)第1導電型半導体領域と、前記第1導電型半導体
領域に形成され、保護ダイオードの一方電極となる第1
の第2導電型高濃度不純物領域と、前記第1導電型半導
体領域に形成され、前記保護ダイオードの他方電極とな
り、かつ、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域から
の寄生抵抗が異なる第1及び第2の第1導電型高濃度不
純物領域と、前記第1及び第2の第1導電型高濃度不純
物領域間に形成される第2の第2導電型高濃度不純物領
域と、前記第1の第2導電型高濃度不純物領域に接続さ
れるパッドと、前記第1及び第2の第1導電型高濃度不
純物領域に接続される第1の電位供給源と、前記第2の
第2導電型高濃度不純物領域に接続される第2の電位供
給源とを具備することを特徴とする入出力保護装置。 - (3)第1導電型半導体基板と、前記第1導電型半導体
基板に形成される第2導電型ウェル領域と、前記第1導
電型半導体基板に形成され、第1の保護ダイオードの一
方電極となる第1の第2導電型高濃度不純物領域と、前
記第1導電型半導体基板に形成され、前記第1の保護ダ
イオードの他方電極となり、かつ、前記第1の第2導電
型高濃度不純物領域からの寄生抵抗が異なる第1及び第
2の第1導電型高濃度不純物領域と、前記第1及び第2
の第1導電型高濃度不純物領域間に形成される第2の第
2導電型高濃度不純物領域と、前記第2導電型ウェル領
域に形成され、第2の保護ダイオードの一方電極となる
第3の第1導電型高濃度不純物領域と、前記第2導電型
ウェル領域に形成され、前記第2の保護ダイオードの他
方電極となり、かつ、前記第3の第1導電型高濃度不純
物領域からの寄生抵抗が異なる第3及び第4の第2導電
型高濃度不純物領域と、前記第3及び第4の第2導電型
高濃度不純物領域間に形成される第4の第1導電型高濃
度不純物領域と、前記第1の第2導電型高濃度不純物領
域及び前記第3の第1導電型高濃度不純物領域に接続さ
れるパッドと、前記第1、第2及び第4の第1導電型高
濃度不純物領域に接続される第1の電位供給源と、前記
第2、第3及び第4の第2導電型高濃度不純物領域に接
続される第2の電位供給源とを具備することを特徴とす
る入出力保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1334785A JPH088308B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 入出力保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1334785A JPH088308B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 入出力保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03196565A true JPH03196565A (ja) | 1991-08-28 |
| JPH088308B2 JPH088308B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=18281209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1334785A Expired - Fee Related JPH088308B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 入出力保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088308B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6150685A (en) * | 1997-11-13 | 2000-11-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with filed-effect transistors of a complementary type and method of manufacturing the same |
| JP2007242965A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113961A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-20 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS61156854A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 相補型mos半導体装置の入力保護回路 |
| JPS6365665A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-24 | Nec Corp | 相補型mis集積回路の静電気保護装置 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1334785A patent/JPH088308B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113961A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-20 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPS61156854A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-16 | Mitsubishi Electric Corp | 相補型mos半導体装置の入力保護回路 |
| JPS6365665A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-24 | Nec Corp | 相補型mis集積回路の静電気保護装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6150685A (en) * | 1997-11-13 | 2000-11-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device with filed-effect transistors of a complementary type and method of manufacturing the same |
| JP2007242965A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088308B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |