JPH05129526A - 半導体装置の静電気放電保護装置 - Google Patents

半導体装置の静電気放電保護装置

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JPH05129526A
JPH05129526A JP4077037A JP7703792A JPH05129526A JP H05129526 A JPH05129526 A JP H05129526A JP 4077037 A JP4077037 A JP 4077037A JP 7703792 A JP7703792 A JP 7703792A JP H05129526 A JPH05129526 A JP H05129526A
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ユ ジエ−ホワン
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/01Manufacture or treatment
    • H10D84/0123Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
    • H10D84/0126Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
    • H10D84/013Manufacturing their source or drain regions, e.g. silicided source or drain regions
    • H10D84/0133Manufacturing common source or drain regions between multiple IGFETs

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Abstract

(57)【要約】 【目的】すべての電源端子(電源電圧端子や接地電圧端
子)に静電気放電によるストレス電流が発生しても、電
源雑音の発生を防止できる半導体装置の静電気放電保護
装置の提供。 【構成】入出力端子に接続される不純物拡散領域と、電
源電圧端子に接続される不純物拡散領域と、接地電圧端
子に接続される不純物拡散領域と、これらの不純物拡散
領域を離隔させるフィールド酸化膜とから構成される静
電気放電保護素子200e、200f、200g、20
0hを、入出力端子P1〜P4に各々接続すると共に、
電源電圧端子Vcc1〜Vcc4及び接地電圧端子Vs
s1〜Vss4に共通に接続してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置における静電
気放電現象(electrostatic discharge)を保護する装置
に関するもので、特に複数の電源ピンを有する半導体メ
モリ装置等に使用される静電気放電保護装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置では、電源電圧(Vcc)と
接地電圧(Vss)を基本電源として使用している。こ
れらの電圧はメモリチップに接続された電源ピンを通じ
てチップ内部に供給される。このような半導体装置の動
作電源は、半導体装置全般の低電力、高集積化の趨勢に
伴って、より低電圧とできるように改良されてきてい
る。
【0003】この電源ピンはパッケージ外部に露出して
いるので、外部の静電気による悪影響を容易に受けるこ
とになる。その場合、チップの電源端子(Vcc端子や
Vss端子)に電源雑音が発生し、これがチップの動作
に直接的に影響を及ぼす。このような現象を静電気放電
といい、CMOSメモリチップ等における固有な特性と
して知られている。
【0004】このような静電気放電による電源雑音を抑
制するためには、静電気放電によって電源端子に発生す
るストレス電流がチップ内部に流れないように、この電
流を他の経路を通じて流してやる必要がある。
【0005】以上の静電気放電の現象については、論文
“Transaction of Electron Device、1988.8、2
133ページ”に述べられており、詳細を把握すること
ができるので、これを参照されたい。
【0006】図3A、Bはよく知られている静電気放電
保護装置を構成する静電気放電保護素子の構造を示す
(大韓民国特許出願第91−1128号参照)。図3A
は平面図、図3Bは図3A中のA−A′線に沿った断面
構造図を示している。両図を見ると分かるように、Vc
c端子及びVss端子に接続された金属配線31及び2
1の下部にはn+ 拡散領域20、30が各々形成されて
いる。また、入力端子1と接続された金属配線11も同
様に、その下部にn+ 拡散領域10が形成されている。
これら金属配線11、21、31は各々接触領域12、
22、32を通じてその下部のn+ 拡散領域10、2
0、30に接触するようにされている。そして、3個の
+ 拡散領域10、20、30は、基板5上のフィール
ド酸化膜15によって相互に離隔されている。この基板
5はメモリ等のモノリシックICが形成されている基板
である。また、これら拡散領域はn- 形の導電形を有す
るウェル内に形成してもよい。
【0007】n+ 拡散領域10、20、30は該当する
端子にストレス電流が流入してきたとき、パンチスルー
現象を利用してストレス電流を導くために存在するもの
である。例えば、Vcc端子にストレス電流が発生する
と、Vcc端子に接続された金属配線31の下部にある
+ 拡散領域30と金属配線21の下部にあるn+ 拡散
領域20を通じてストレス電流は流出される。即ち、拡
散領域間のパンチスルー現象を利用したものである。
【0008】図3に図示された静電気放電保護素子をメ
モリチップに使用した従来例を図4に示している。これ
は、東芝(株)と三星電子(株)の設計による64K×
16DRAMにおける静電気保護装置の構成を示したも
のである。図示のように、3個のVcc端子Vcc1、
Vcc2、Vcc3と、3個のVss端子Vss1、V
ss2、Vss3と、4個の入出力端子P1、P2、P
3、P4とが設けられている。そして各入出力端子に
は、保護素子200a、200b、200c、200d
が図3のようにして接続されている。また、各保護素子
とVcc端子及びVss端子との接続も図3に示すよう
になされている。
【0009】同図より分かるように、入出力端子P1に
接続された保護素子200aは、Vcc1及びVss1
に接続されている。また、入出力端子P2に接続された
保護素子200bは、Vss2及びVcc3と、そして
保護素子200cに接続されており、入出力端子P3に
接続された保護素子200cは、Vss3及び保護素子
200dにも接続されている。そして入出力端子P4に
接続された保護素子200dは、Vcc2にも接続され
ている。
【0010】このような従来例においては、保護素子2
00aを通じて、Vcc1とVss1に対する静電気放
電保護機能を遂行することができるが、他の端子、即ち
Vcc2、Vss2、Vcc3、Vss3に対してはパ
ンチスルー経路が存在しないので、静電気放電保護機能
が遂行できないことが分かる。また、保護素子200b
は、Vss2とVcc3については保護可能であるが、
Vss1、Vcc1、Vcc2、Vss3、Vcc3に
ついては保護できない。同様に、保護素子200cは、
Vss3とVcc3については保護可能であるが、その
他の端子については保護できず、保護素子200dは、
Vcc2とVss3についてのみ保護可能である。
【0011】ところが、高集積のメモリ装置で多数の電
源ピンが使用される場合、複数の電源端子で一斉にスト
レス電流が発生する可能性があり、このような場合でも
保護できるようにしなければならないが、上記のような
従来例では、すべての端子に対する静電気放電保護機能
を達成できないという問題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、多数の電源ピンをもつ半導体装置におけるすべて
の入出力端子や電源端子に対して一斉に静電気放電保護
が可能な装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、基板に形成された集積回路に対する
入出力端子、電源電圧端子、及び接地電圧端子を備えて
なる半導体装置の静電気放電保護装置において、各入出
力端子に各々接続されるようにして基板に形成された第
1不純物拡散領域と、各電源電圧端子に共通に接続され
ると共に、第1不純物拡散領域と離隔するようにして基
板に形成された第2不純物拡散領域と、各接地電圧端子
に共通に接続されると共に、第1不純物拡散領域及び第
2不純物拡散領域と離隔するようにして基板に形成され
た第3不純物拡散領域とから構成されることを特徴とす
る。
【0014】このような静電気放電保護装置の第1、第
2、及び第3不純物拡散領域を離隔させるには、基板に
形成したフィールド酸化膜を用いるとよい。
【0015】
【作用】以上のようにすることで、例えすべての端子に
一斉に静電気放電現象が起こったとしても、電源端子が
何れの静電気放電保護素子にも接続されているので、そ
の保護機能が達成できるようになる。
【0016】
【実施例】以下、本発明による静電気放電保護装置を添
付の図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明によ
る静電気放電保護装置の概略構成を示す。尚、従来例と
同様の部分には同じ符号を付し、また本発明による静電
気放電保護装置以外の部分は従来のものと同様であるの
で、その説明は省略する。
【0017】図示のように、すべてのVcc端子Vcc
1、Vcc2、Vcc3、及びVss端子Vss1、V
ss2、Vss3と保護素子200e、200f、20
0g、200hとが共通に接続されている。
【0018】即ち、Vcc1、Vcc2、Vcc3は、
保護素子200e、200f、200g、200hの各
Vcc用n+ 拡散領域〔図3Bの30〕に金属配線31
を介して共通に接続されており、そしてVss1、Vs
s2、Vss3は、保護素子200e、200f、20
0g、200hの各Vss用n+ 拡散領域〔図3Bの2
0〕に金属配線21を介して共通に接続されている。し
たがって、集積回路400内のすべての電源端子とチッ
プ内のすべての保護素子との間にパンチスルー経路が形
成されているので、例えすべての電源端子にストレス電
流が発生しても、静電気放電に対する保護機能を遂行で
きることが分かる。電源端子がさらに多くチップ内に設
置されても同様である。
【0019】図2は、図1のような構成とされた静電気
放電保護装置を16MDRAMに適用した場合の実施例
である。20個の入出力端子に各々図3のような形態で
接続された20個の保護素子201、202、・・・2
20のすべてが、Vcc1、Vcc2、Vss1、Vs
s2に配線221、231を介して共通に接続されてい
る。
【0020】したがって、電源端子の中の一つ或いは複
数又はすべての電源端子でストレス電流が発生しても、
その位置や個数に関係なく静電気放電保護機能を遂行す
ることができる。
【0021】この実施例は、4個の電源端子に対するも
のであるが、電源端子が幾つであっても同様の構成を用
いることで保護機能を遂行できる。但し、この場合に
は、保護素子と電源端子を接続する際、電源雑音による
影響を最小にするために配線の厚さを最適化することを
考慮にいれなければならない。
【0022】
【発明の効果】以上述べてきたように本発明は、半導体
装置において、すべての電源端子で発生する静電気放電
によるストレス電流を一括的に処理して回路を保護する
ことができるので、静電気放電による電源雑音に対して
従来より安定した信頼性の高い半導体メモリ装置を実現
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による静電気放電保護装置の構成図。
【図2】本発明による静電気放電保護装置を16MDR
AMに適用した場合の構成図。
【図3】半導体装置に使用される静電気放電保護素子の
構造を示す平面図及びその断面図。
【図4】従来の静電気放電保護装置の構成図。
【符号の説明】
10 n+ 拡散領域(第1不純物拡散領域) 20 n+ 拡散領域(第2不純物拡散領域) 30 n+ 拡散領域(第3不純物拡散領域) 11 (入出力端子用)金属配線 21 (接地電圧端子用)金属配線 31 (電源電圧端子用)金属配線 P1〜P4 入出力端子 Vcc1〜Vcc3 電源電圧端子 Vss1〜Vss3 接地電圧端子 200e〜200h 静電気放電保護素子

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に形成された集積回路に対する入出
    力端子、電源電圧端子、及び接地電圧端子を備えてなる
    半導体装置の静電気放電保護装置において、 各入出力端子に各々接続されるようにして基板に形成さ
    れた第1不純物拡散領域と、各電源電圧端子に共通に接
    続されると共に、第1不純物拡散領域と離隔するように
    して基板に形成された第2不純物拡散領域と、各接地電
    圧端子に共通に接続されると共に、第1不純物拡散領域
    及び第2不純物拡散領域と離隔するようにして基板に形
    成された第3不純物拡散領域とを備えたことを特徴とす
    る静電気放電保護装置。
  2. 【請求項2】 第1、第2及び第3不純物拡散領域が同
    じ導電形である請求項1記載の静電気放電保護装置。
  3. 【請求項3】 第1導電形の基板に形成された集積回路
    に対する入出力端子、電源電圧端子、及び接地電圧端子
    を備えてなる半導体装置の静電気放電保護装置におい
    て、 各入出力端子に各々接続されるようにして基板に形成さ
    れた第2導電形の第1不純物拡散領域と、各電源電圧端
    子に共通に接続されるようにして基板に形成された第2
    導電形の第2不純物拡散領域と、各接地電圧端子に共通
    に接続されるようにして基板に形成された第2導電形の
    第3不純物拡散領域と、第1、第2、及び第3不純物拡
    散領域を相互に所定距離離隔させるように基板に形成さ
    れたフィールド酸化膜とを備えたことを特徴とする静電
    気放電保護装置。
  4. 【請求項4】 第1不純物拡散領域が金属によって入出
    力端子と接続される請求項3記載の静電気放電保護装
    置。
  5. 【請求項5】 第2不純物拡散領域が金属によって電源
    電圧端子と接続される請求項3記載の静電気放電保護装
    置。
  6. 【請求項6】 第3不純物拡散領域が金属によって接地
    電圧端子と接続される請求項3記載の静電気放電保護装
    置。
  7. 【請求項7】 第1、第2、又は第3不純物拡散領域の
    何れか又は全てが第2導電形のウェル内に形成される請
    求項3記載の静電気放電保護装置。
  8. 【請求項8】 基板に形成された集積回路に対する入出
    力端子、電源電圧端子、及び接地電圧端子を備えてなる
    半導体装置の静電気放電保護装置において、 各入出力端子に各々接続させて設けられた静電気放電保
    護素子に、各電源電圧端子及び各接地電圧端子を共通に
    接続するようにしたことを特徴とする静電気放電保護装
    置。
  9. 【請求項9】 電源電圧端子が金属配線を介して静電気
    放電保護素子に接続されているる請求項8記載の静電気
    放電保護装置。
  10. 【請求項10】 接地電圧端子が金属配線を介して静電
    気放電保護素子に接続されている請求項8記載の静電気
    放電保護装置。
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GB2259606A (en) 1993-03-17
GB2259606B (en) 1996-01-17
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