JPH06283672A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH06283672A
JPH06283672A JP5069677A JP6967793A JPH06283672A JP H06283672 A JPH06283672 A JP H06283672A JP 5069677 A JP5069677 A JP 5069677A JP 6967793 A JP6967793 A JP 6967793A JP H06283672 A JPH06283672 A JP H06283672A
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JP
Japan
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voltage
pad
power supply
circuit
well region
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Withdrawn
Application number
JP5069677A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Setogawa
潤 瀬戸川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体基板内のウエル領域内に形成された不純
物拡散層領域に接続されているパッドに電源電圧より高
い電圧が印加された場合でも、消費電流の増加や周辺回
路の誤動作をきたすことのないようにウエル領域にバイ
アスを印加できる。 【構成】第1導電型の半導体基板11と、この半導体基
板内に形成され、前記第1導電型とは逆導電型のウエル
領域12と、このウエル領域内に形成された第1導電型
の不純物拡散層領域14と、この不純物拡散層領域に外
部電圧を印加するためのパッド15と、このパッドに印
加される電圧が集積回路の電源電圧以上であるか否かを
検知する検知回路17と、この検知回路の検知出力に応
じて前記ウエル領域に前記パッドの印加電圧または集積
回路の電源電圧を切換え供給する切換回路18とを具備
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に係
り、特に電源電圧より高い外部電圧が印加される場合が
ある端子に接続されている不純物拡散層領域が形成され
たウエル領域に対してバイアスを与える基板バイアス回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばEPROM、EEPROMのよう
な不揮発性半導体メモリでは、外部端子に接地電位Vss
あるいは電源電位Vccの信号、または、電源電圧より高
い電圧(プログラム電圧)Vppが印加される場合があ
る。
【0003】上記したように電源電圧より高い外部電圧
が印加される場合がある外部端子を、半導体基板内のウ
エル領域内に形成された不純物拡散層領域(例えばプル
アップ用の拡散抵抗あるいはMOSトランジスタのソー
ス・ドレイン領域など)に接続した場合、以下に述べる
ような問題がある。
【0004】図3は例えばEPROMの半導体基板の一
部を示しており、31はP型基板、32はP型基板内に
形成されたN型ウエル領域、33はN型ウエル領域の電
極領域(N+ 型領域)、34は上記N型ウエル領域内に
形成されたP型拡散抵抗領域である。35は上記P型拡
散抵抗領域に接続されているパッドであり、外部端子に
接続されている。
【0005】上記P型基板31は接地電位Vssに接続さ
れ、N型ウエル領域32は電源電位Vccに接続されるこ
とにより、基板31・ウエル32間のPN接合が逆方向
にバイアスされている。
【0006】上記したようにN型ウエル領域32が電源
電位に接続されているので、P型拡散抵抗領域34に接
続されているパッド35には電源電圧より高い電圧を印
加することは禁止されている。なぜなら、上記パッド3
5に電源電圧より高い電圧を印加すると、拡散抵抗34
・ウエル32間のPN接合が順方向にバイアスされてウ
エル領域に電流が流れてしまい、消費電流が増加するだ
けでなく、周辺回路の基板バイアスも不安定になり、回
路の誤動作をきたすからである。
【0007】また、近年、集積回路の外部端子(ピン)
の少数化が進められており、既存の複数のピンを1つの
ピンで兼用させようとした場合に、既存の複数のピンの
うちのどれか1つのピンに前記したようなP型拡散抵抗
領域が接続されていると、このピンには電源電圧より高
い電圧を印加することができないので、このピンを他の
ピンと兼用させることが不可能になる。
【0008】上記したような問題が生じないようにする
ために、P型拡散抵抗領域に代えてN型拡散抵抗領域を
用いるように回路を構成したり、P型拡散抵抗領域に代
えてポリシリコン抵抗などを用いたりしているが、この
ようなデバイス構成上の制約を受けることは好ましくな
い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
集積回路は、電源電圧より高い外部電圧が印加される場
合がある外部端子を半導体基板内のウエル領域内に形成
された不純物拡散層領域に接続すると、電源電圧より高
い外部電圧が印加された場合に消費電流の増加や周辺回
路の誤動作をきたすという問題があった。
【0010】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、半導体基板内のウエル領域内に形成された不
純物拡散層領域に接続されているパッドに電源電圧より
高い電圧が印加された場合でも、消費電流の増加や周辺
回路の誤動作をきたすことのないようにウエル領域にバ
イアスを印加し得る半導体集積回路を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、第1導電型の半導体基板と、この半導体基板内に形
成され、前記第1導電型とは逆導電型のウエル領域と、
このウエル領域内に形成された第1導電型の不純物拡散
層領域と、この不純物拡散層領域に外部電圧を印加する
ためのパッドと、このパッドに印加される電圧が集積回
路の電源電圧以上であるか否かを検知する検知回路と、
この検知回路の検知出力に応じて前記ウエル領域に前記
パッドの印加電圧または集積回路の電源電圧を切換え供
給する切換回路とを具備することを特徴とする。
【0012】
【作用】パッドに電源電圧より高い電圧が印加された場
合には、ウエル領域にパッドの印加電圧が供給されるよ
うになるので、不純物拡散層・ウエル間のPN接合が順
方向にバイアスされることがなく、ウエルに電流が流れ
ることもなく、消費電流の増加や周辺回路の誤動作をき
たすことがない。
【0013】従って、電源電圧より高い外部電圧が印加
される場合がある外部ピンを上記パッドに接続すること
が可能になるので、既存の複数のピンを1つのピンで兼
用させて集積回路の少数ピン化を進めることが可能にな
る。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施例に係るEPRO
Mの一部を示している。
【0015】ここで、11はP型基板であり、接地電位
Vssに接続されている。12はP型基板内に形成された
N型ウエル領域、13はN型ウエル領域の電極領域(N
+ 型領域)、14は上記N型ウエル領域内に形成された
P型拡散抵抗領域である。15は上記P型拡散抵抗領域
に外部電圧を印加するためのパッドであり、外部端子に
接続されている。
【0016】16は基板バイアス回路であり、上記パッ
ド15に印加される電圧がEPROMの電源電圧Vccよ
り高いか否かを検知する電源電圧レベル検知回路17
と、この電源電圧レベル検知回路17の検知出力に応じ
て前記ウエル領域12に前記パッド15の印加電圧また
はEPROMの電源電圧を切換え供給する電圧切換回路
18とを有する。
【0017】上記EPROMにおいて、パッド15に接
地電位Vssが印加された場合には、ウエル領域12に電
源電圧Vccが供給されるようになり、基板11・ウエル
12間のPN接合および拡散抵抗14・ウエル12間の
PN接合がそれぞれ逆方向にバイアスされる。
【0018】これに対して、パッド15に電源電圧Vcc
より高い電圧(例えばプログラム電圧Vpp)が印加され
た場合には、ウエル領域12にパッド15の印加電圧V
ppが供給されるようになるので、やはり、基板・ウエル
間のPN接合が逆方向にバイアスされる。また、拡散抵
抗14・ウエル12間のPN接合が順方向にバイアスさ
れることがなく、ウエル12に電流が流れることもな
く、消費電流の増加や周辺回路の誤動作をきたすことが
ない。
【0019】従って、電源電圧より高い外部電圧が印加
される場合がある外部ピンを上記パッドに接続すること
が可能になるので、既存の複数のピンを1つのピンで兼
用させて集積回路の少数ピン化を進めることが可能にな
る。図2は、図1の基板バイアス回路の一具体例を示す
回路図である。
【0020】ここで、15はパッド、19はプルアップ
用のP型拡散抵抗、P8はスイッチ用のPMOSトラン
ジスタ、17は電源電圧レベル検知回路、181は電源
電圧供給回路、182は外部電圧供給回路であり、この
電源電圧供給回路181および外部電圧供給回路182
はそれぞれの出力ノードが共通に接続されて図1中の電
圧切換回路18を形成している。
【0021】上記プルアップ用のP型拡散抵抗19は、
一端がVccノードに接続されており、他端がPMOSト
ランジスタP8のドレインに接続されており、このPM
OSトランジスタP8のソースにパッド15が接続され
ている。
【0022】上記P型拡散抵抗19およびPMOSトラ
ンジスタP8のソース・ドレイン拡散領域はN型ウエル
領域内に形成されており、このN型ウエル領域(P型拡
散抵抗19およびPMOSトランジスタP8の基板領
域)には、前記電圧切換回路の出力ノード18aの電圧
がバイアスとして供給される。
【0023】前記電源電圧レベル検知回路17は、前記
パッド15にソース・基板領域が接続され、ゲートがV
ccノードに接続されたPMOSトランジスタP1と、こ
のPMOSトランジスタP1のドレインにドレインが接
続され、ソース・基板領域がVssノードに接続され、ゲ
ートがVccノードに接続されたNMOSトランジスタN
1と、上記トランジスタP1およびN1のドレイン相互
接続ノードに入力端が接続された第1のインバータ回路
21とからなる。
【0024】前記電源電圧供給回路181は、上記第1
のインバータ回路21の出力端にゲートが接続され、ソ
ース・基板領域が電圧切換回路の出力ノード18aに接
続されたPMOSトランジスタP2と、このPMOSト
ランジスタP2のドレインにドレインが接続され、ソー
ス・基板領域がVssノードに接続され、ゲートが前記第
1のインバータ回路21の出力ノードに接続されたNM
OSトランジスタN2と、ソースがVccノードに接続さ
れ、ドレイン・基板領域が電圧切換回路の出力ノード1
8aに接続され、ゲートが上記トランジスタP2および
N2のドレイン相互接続ノードに接続されたPMOSト
ランジスタP7とからなる。
【0025】前記外部電圧供給回路182は、前記パッ
ド15にそれぞれのソース・基板領域が接続され、それ
ぞれのドレインが相手のゲートに交差接続されたPMO
SトランジスタP3およびP4と、上記PMOSトラン
ジスタP3のドレインにドレインが接続され、ソース・
基板領域がVssノードに接続され、ゲートが前記第1の
インバータ回路21の出力ノードに接続されたNMOS
トランジスタN3と、上記PMOSトランジスタP4の
ドレインにドレインが接続され、ソース・基板領域がV
ssノードに接続されたNMOSトランジスタN4と、前
記パッド15にソース・基板領域が接続され、ゲートが
上記トランジスタP4およびN4のドレイン相互接続ノ
ードに接続されたPMOSトランジスタP5と、このP
MOSトランジスタP5のドレインにソースが接続さ
れ、ドレイン・基板領域が電圧切換回路の出力ノード1
8aに接続され、ゲートが前記第1のインバータ回路2
1の出力ノードに接続されたPMOSトランジスタP6
と、前記第1のインバータ回路21の出力ノードに入力
端が接続され、出力端が前記NMOSトランジスタN4
のゲートに接続された第2のインバータ回路22とから
なる。なお、上記トランジスタP3およびN3のドレイ
ン相互接続ノードが前記PMOSトランジスタP8のゲ
ートに接続されている。次に、図2の回路の動作を説明
する。
【0026】いま、前記パッド15に接地電位Vssが印
加された場合には、トランジスタP1はオフ、トランジ
スタN1はオンになり、第1のインバータ回路21の出
力は“H”レベル、トランジスタN2はオン、トランジ
スタP2はオフ、トランジスタP7はオンになる。
【0027】この時、第1のインバータ回路21の出力
が“H”レベル、第2のインバータ回路22の出力が
“L”レベルであるので、トランジスタN3はオン、ト
ランジスタN4はオフになり、トランジスタP3はオ
フ、トランジスタP4はオン、トランジスタP5はオフ
になっている。そして、トランジスタP6は、第1のイ
ンバータ回路21の出力“H”によりオフになってい
る。
【0028】これにより、電圧切換回路の出力ノード1
8aには電源電圧VccがトランジスタP7を経て現わ
れ、この電源電圧Vccが前記P型拡散抵抗19およびP
MOSトランジスタP8の基板領域に供給されるように
なる。
【0029】また、この時、スイッチ用のトランジスタ
P8は、トランジスタN3のドレインノードの“L”レ
ベルによりオンになり、プルアップ用抵抗19がパッド
15の電位をプルアップする。
【0030】前記パッド15に電源電圧Vccが印加され
た場合も、上記した動作と同様に、電圧切換回路の出力
ノード18aに電源電圧Vccが現われ、この電源電圧V
ccが前記P型拡散抵抗19およびPMOSトランジスタ
P8の基板領域に供給されるようになる。
【0031】これに対して、パッド15に電源電圧Vcc
より高い電圧(例えばプログラム電圧Vpp)が印加され
た場合には、トランジスタP1はオンになり、第1のイ
ンバータ回路21の出力は“L”レベル、トランジスタ
P2はオン、トランジスタN2はオフ、トランジスタP
7はオフになる。ここで、前記トランジスタN1は、貫
通電流を抑制するために、そのチャネル長Lが通常より
大きく設定されている。
【0032】この時、第1のインバータ回路21の出力
が“L”レベル、第2のインバータ回路22の出力が
“H”レベルであるので、トランジスタN3はオフ、ト
ランジスタN4はオンになり、トランジスタP3はオ
ン、トランジスタP4はオフ、トランジスタP5はオン
になっている。そして、トランジスタP6は、第1のイ
ンバータ回路21の出力“L”によりオンになってい
る。
【0033】これにより、電圧切換回路の出力ノード1
8aにはパッド15の印加電圧VppがトランジスタP
5、P6を経て現われ、この印加電圧Vppが前記P型拡
散抵抗19およびPMOSトランジスタP8の基板領域
に供給されるようになる。
【0034】また、この時、スイッチ用のトランジスタ
P8は、トランジスタP3のドレインノードの“H”レ
ベルによりオフになるので、パッド15の印加電圧Vpp
がプルアップ用抵抗19に伝達することを禁止してい
る。なお、前記PMOSトランジスタP8は、パッド1
5の印加電圧がプルアップ用抵抗19に伝達しても支障
がない場合には省略してもよい。
【0035】また、上記実施例では、正の電源電圧を用
いる場合を説明したが、負の電源電圧を用いる場合にも
上記実施例に準じて実現可能である。つまり、パッド1
5に印加される電圧の絶対値がEPROMの電源電圧の
絶対値以上であるか否かを検知し、この検知出力に応じ
てウエル領域にパッドの印加電圧またはEPROMの電
源電圧を切換え供給するように実施すればよい。
【0036】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体集積回路
によれば、半導体基板内のウエル領域内に形成された不
純物拡散層領域に接続されているパッドに電源電圧より
高い電圧が印加された場合でも、消費電流の増加や周辺
回路の誤動作をきたすことのないようにウエル領域にバ
イアスを印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るEPROMの一部を示
す構成説明図。
【図2】図1中の基板バイアス回路の一具体例を示す回
路図。
【図3】従来のEPROMの基板の一部を示す断面図。
【符号の説明】
11…P型基板、12…N型ウエル領域、13…電極領
域(N+ 型領域)、14…P型拡散抵抗領域、15…パ
ッド、16…基板バイアス回路、17…電源電圧レベル
検知回路、18…電圧切換回路、181…電源電圧供給
回路、182…外部電圧供給回路、18a…電圧切換回
路の出力ノード、19…プルアップ用のP型拡散抵抗、
P8…スイッチ用のPMOSトランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/115

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板と、 この半導体基板内に形成され、前記第1導電型とは逆導
    電型のウエル領域と、 このウエル領域内に形成された第1導電型の不純物拡散
    層領域と、 この不純物拡散層領域に外部電圧を印加するためのパッ
    ドと、 このパッドに印加される電圧が集積回路の電源電圧以上
    であるか否かを検知する検知回路と、 この検知回路の検知出力に応じて前記ウエル領域に前記
    パッドの印加電圧または集積回路の電源電圧を切換え供
    給する切換回路とを具備することを特徴とする半導体集
    積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路におい
    て、 前記不純物拡散層領域は、拡散抵抗であり、 この拡散抵抗と前記パッドとの間に直列にスイッチ用M
    OSトランジスタが挿入されていることを特徴とする半
    導体集積回路。
JP5069677A 1993-03-29 1993-03-29 半導体集積回路 Withdrawn JPH06283672A (ja)

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JP5069677A JPH06283672A (ja) 1993-03-29 1993-03-29 半導体集積回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135015A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体デバイスおよびシステム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010135015A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体デバイスおよびシステム

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Effective date: 20000530