JPH07170655A - 静電過電圧保護集積回路 - Google Patents

静電過電圧保護集積回路

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JPH07170655A
JPH07170655A JP6201559A JP20155994A JPH07170655A JP H07170655 A JPH07170655 A JP H07170655A JP 6201559 A JP6201559 A JP 6201559A JP 20155994 A JP20155994 A JP 20155994A JP H07170655 A JPH07170655 A JP H07170655A
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pad
integrated circuit
bus
circuit
power supply
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JP6201559A
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English (en)
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Marc Gens
ジェンズ マーク
Jean Jimenez
ジメネ ジャン
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STMicroelectronics lnc USA
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SGS Thomson Microelectronics SA
SGS Thomson Microelectronics Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は静電過電圧に対して複数の電力供給
源に接続された集積回路のパッドを保護し、各電源が高
電圧パッドと低電圧パッドとの間に接続される保護回路
を提供することを目的とする。 【構成】 この目的を達成するために、低電源パッドと
同様に回路の各パッドは第1の導電性バスに接続されて
カソードを有する第1のダイオードのアノードに接続さ
れ、かつ第2の導電性バスに接続されたアノードを有す
る第2のダイオードのカソードに接続される。また、単
方向性のクリッパ装置のカソードが第1のバスに、かつ
アノードが第2のバスに接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静電過電圧保護集積回路
に関し、特に集積回路は過電圧の発生によって破壊され
るいくつかの構成を含み、最後の製造工程中、あるいは
構成前の手作業中集積回路の端子における静電過電圧に
対して保護を対象としている。
【0002】
【従来の技術】集積回路が特に接地端子が内部接続すら
されていないときに、静電過電圧に対する保護回路は動
作する。さらに、静電過電圧に対するこれらの保護回路
は接続されている集積回路の動作を損なうものではな
い。
【0003】図1Aは高電圧パッドVDD1 と低電圧パ
ッドVSS1 との間に接続された単一の電力供給源を含
む静電パルスに対する集積回路の通常の保護回路を示す
回路図である。回路の各入力/出力パッドP1〜Pnは
パッドに接続されたアノードを、供給バスR1に接続さ
れたカソードを有する絶縁用ダイオードD1を介して高
電圧パッドVDD1 に接続された供給バスR1に接続さ
れている。また、各パッドP1〜Pnはパッドに接続さ
れたカソードを、供給バスR2に接続されたアノードを
有する絶縁用ダイオードD2を介して高電圧パッドVS
1 に接続された供給バスR2に接続されている。供給
バスR1はバスR1に接続されたカソードを、バスR2
に接続されたアノードを有するアバランシュダイオード
Z1という形式でのクリッパ回路を介してバスR2に接
続されている。任意の通常の一方向性のクリッパシステ
ムはクリッパ装置Z1として使用され得る。クリッパ装
置Z1はVDD1 −VSS1 により高い、もちろん保護
される集積回路の構成に対する過電圧の値より低いアバ
ランシュ閾値電圧を有する。
【0004】実際問題として、集積回路において、ダイ
オードD1,D2及びクリッパ装置Z1は集積回路の内
部に配置され、バスR1,R2はこの集積回路上に金属
被覆して形成される。ダイオードD1,D2に関して構
成の占有面積は比較的に小さい、これに対してクリッパ
装置Z1は集積回路の比較的に大きい面積を占有する。
【0005】図1Aの回路は集積回路が単一の外部電力
供給源を有するとき静電パルスに対する保護に対して要
求に応じる。
【0006】しかしながら、図1Aの回路の欠点は、各
パッドは順方向バイアスダイオードを介して高電圧供給
源に、逆方向バイアスダイオードを介して低電圧供給源
に接続されているので、各パッドは高電圧VDDより上
に0.6ボルトを越えられないし、あるいは低電圧VS
S(通常は接地)より低い−0.6ボルトより低くでき
ない。実際問題において、いくつかの場合で、パッドの
電圧は高い供給電圧を越えることができることが望まし
い。例えば、集積回路が動作しているとき、高い供給電
圧が遮断され、アースされた場合に、かつパッドの1つ
が蓄積コンデンサに接続される場合には、このコンデン
サは電力供給パッドVDD1 に向かってダイオードD1
の1つを介して放電される。また、出力増幅器は負荷を
誘電するために接続され得る。過電圧が生じたとき、出
力増幅器は好ましくない高電力供給端子に向かっての接
続によってクリッパされる。
【0007】しばしば今ある集積回路が複数の電力供給
源(いくつかの回路で7つまで)を含む場合がある。こ
れらの電力供給源の各々は高電力供給端子VDDi と低
電力供給端子VSSi を含む。
【0008】通常、複数の電力供給源を有する回路を保
護するために、図1Aの回路は図1Bの回路のような回
路によって対をなすことによって簡単に大きくなる。第
1の電力供給源VDD1 −VSS1 に接続された保護回
路の一部であるパッドP1〜Pnは図1Aの回路によっ
て接続される。第2の電力供給源VDD2 −VSS2
接続された保護回路の一部であるパッドPn+1〜Pn
+kは図1Bに示す図1Aの回路に対する類似の回路よ
って接続される。このタイプの回路は各電力供給源に対
して対になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような複数の電力供給源を含む集積回路の保護における
このタイプの使用は以下のようないくつかの主な欠点を
有する。
【0010】第1の欠点は構成が電力供給源としての多
数のクリッパ装置Ziとして要求されることである。し
かし、前述したように、これらのクリッパ装置は比較的
に大きい集積回路の専有面積を専有し、面積を全集積回
路の設計者によって減少するように設計されることは両
立され得ない。
【0011】更に重要である、同じ集積回路で図1A及
び図1Bのような回路を同時に使用する第2の欠点は、
静電パルスが第1の電力供給源に接続されるパッドP1
〜Pnと第2の電力供給源に接続されるパッドPn+1
〜Pn+kとの間に生じるときこのタイプの保護回路で
は効果がないことである。そして、電流は過負荷を短く
するためにクリッパ装置を介してもはや流れず、そして
集積回路の内側を伝搬し、かつ破壊され得る。
【0012】本発明の目的は、複数の電力供給源を有す
る集積回路において、集積回路はパッド又はピンの間に
生じる静電パルスに対して接続されないときに十分に効
果を得る保護回路を提供することである。
【0013】本発明の他の目的はパッドの電圧が高供給
電圧より高い電圧に増加でき、又は低供給電圧より低く
減らすことができる保護回路を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段及び作用】これらの目的
は、静電過電圧に対して複数の電力供給源に接続される
集積回路のパッドを保護する回路を有する本発明を実現
することである。各電力供給源は高電圧パッドに、かつ
低電力パッドに接続される。この回路において、電力供
給パッドと同様に回路の各パッドは、第1の導電性バス
に接続されるカソードを有する第1のダイオードのアノ
ードに接続され、かつ第2の導電性バスに接続されるア
ノードを有する第2のダイオードのカソードに接続さ
れ、また単一方向性クリッパ回路は第1のバスにカソー
ドによって、かつ第2のバスにアノードによって接続さ
れる。
【0015】本発明の実施例に関して、すべての供給パ
ッドは前述の方法で接続される。
【0016】本発明の実施例に関して、高電圧供給源の
高電圧パッドは第1のバスに接続され、かつ低電圧供給
源の低電圧パッドは第2のバスに接続されている。
【0017】本発明の実施例に関して、バスは各々接続
用パッドの内側と外側に、集積回路の周囲に形成される
導電性パスによって構成される。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2は本発明に係る、複数の低電源に結合される
集積回路を保護するための静電過電圧保護集積回路を示
す回路図である。各電源は高供給端子VDD1 ,VDD
2 ・・・と低供給端子VSS1 ,VSS2 ・・・との間
に供給される。また集積回路は通常入力/出力パッドP
1,P2・・・を含む。本発明に係る保護回路はクリッ
パ回路Zのカーソド、アノードの各々に接続されるバス
R1,R2を含む。更に、本発明において、各高供給パ
ッド、低供給パッドの、VDD1 ,VDD2 ・・・、V
SS1 ,VSS2 ・・・は各々順方向、逆方向のバイア
スダイオードD1,D2を介してバスR1,R2に接続
される。図2に示す実施例において、バスR1とR2は
浮動的に離れて保持される。
【0019】そして、本発明において、パッドP1,P
2のいずれか1つとこれらのパッドの他のいずれかとの
間の静電パルス、あるいは高電源供給パッドのいずれか
1つ又は低電源供給パッドのいずれか1つの静電パルス
はダイオードD1、クリッパ回路Z、ダイオードD2を
介して流れる。
【0020】よって、このタイプの保護は集積回路のパ
ッドのいずれか1組の間の静電パルスに対して十分なる
保護を確実にする。
【0021】本発明に係る保護回路の効果は回路の電源
の数を減らす単一のクリッパ回路Zを含むことである。
これは表面積の減少を提供できる。
【0022】そのような回路における更なる効果はパッ
ドP1,P2のいずれか1つの電圧が集積回路動作中に
高電源供給端子の電圧より高い電圧に増加でき、又は低
電源供給端子の電圧より低い電圧に減少できることであ
る。2つの間の電圧差はクリッパ回路Zのクリッパ電圧
(ダイオードのプラスの2つの順方向電圧降下)によっ
ていつも制限される。
【0023】図3は図2の回路と実質的に同じ回路を示
す本発明の他の実施例を示し、高供給電圧VDDi に接
続されているパッドはバスR1に接続され、かつ低供給
電圧VSSj に接続されているパッドはバスR2に接続
されている。また、他の実施例は全てのタイプの過電圧
に対する保護を確実にし、前述の実施例に関して、パッ
ドVDDi とVDDj を有する図2の実施例に示すよう
な4つの絶縁用ダイオードを抑制することができる。し
かしながら、この他の実施例の欠点は高電圧実施的に超
過することから、又は低電圧より実施的に減少すること
からパッドP1,P2・・・の1つを妨げることであ
る。
【0024】図4は入力/出力パッド又は電力供給パッ
ドであるパッドP1〜P8を表す集積回路の構成を示す
平面図である。これらのパッドは集積回路の周囲に配置
されている。好ましくは、バスR1,R2はパッドの近
傍で集積回路のチップの周囲に配置され、チップの中央
に関してそれぞれパッドの内側、そして外側に配置され
ている。パッドは回路に組み込まれたダイオードを介し
てバスR1,R2に接続される。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パッドの電圧が高供給電圧より高い電圧に増加でき、又
は低供給電圧より低く減らすことができる保護回路を提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】1つの供給源に接続される集積回路のパッド
を保護するための従来の静電過電圧保護回路の構成を示
す回路図である。
【図1B】2つの供給源に接続される集積回路のパッド
を保護するための従来の静電過電圧保護回路の構成を示
す回路図である。
【図2】本発明に係る集積回路のパッドを保護するため
の静電過電圧保護回路の構成を示す回路図である。
【図3】本発明に係る集積回路のパッドを保護するため
の他の実施例の静電過電圧保護回路の構成を示す回路図
である。
【図4】本発明に係る静電過電圧保護回路を組み込んだ
集積回路のチップの一部分を示す回路図である。
【符号の説明】
D1,D2 ダイオード R1,R2 バス Z クリッパ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン ジメネ フランス国, 38500 ヴワロン, リュ ヴィクトル ユーゴ 4番地

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電過電圧に対して複数の電力供給源に
    接続された集積回路のパッドを保護し、各電源が高電圧
    パッドと低電圧パッドとの間に接続される保護回路にお
    いて、 低電源パッド(VDD1 ,VDD2 ,・・・,VSS
    1 ,VSS2 ,・・・)と同様に回路の各パッド(P
    1,P2,・・・)は第1の導電性バス(R1)に接続
    されてカソードを有する第1のダイオード(D1)のア
    ノードに接続され、かつ第2の導電性バス(R2)に接
    続されたアノードを有する第2のダイオード(D2)の
    カソードに接続され、 単方向性のクリッパ装置(Z)のカソードが第1のバス
    に、かつアノードが第2のバスに接続されることを特徴
    とする静電過電圧保護集積回路。
  2. 【請求項2】 全ての電源が請求項1に示す構成で接続
    される請求項1に記載の静電過電圧保護集積回路。
  3. 【請求項3】 高電圧供給源の高電圧パッド(VDD
    i )は第1のバスに接続され、かつ低電圧供給源の低電
    圧パッド(VDDj )は第2のバスに接続されている請
    求項1に記載の静電過電圧保護集積回路。
  4. 【請求項4】 バス(R1,R2)は各々接続用パッド
    の内側と外側に、集積回路の周囲に形成される導電性パ
    スによって構成される請求項1に記載の静電過電圧保護
    集積回路。
JP6201559A 1993-08-06 1994-08-04 静電過電圧保護集積回路 Pending JPH07170655A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9309928 1993-08-06
FR9309928A FR2708788B1 (fr) 1993-08-06 1993-08-06 Protection d'un circuit intégré à l'encontre de surcharges électrostatiques.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07170655A true JPH07170655A (ja) 1995-07-04

Family

ID=9450167

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JP6201559A Pending JPH07170655A (ja) 1993-08-06 1994-08-04 静電過電圧保護集積回路

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US (1) US5515225A (ja)
EP (1) EP0637843B1 (ja)
JP (1) JPH07170655A (ja)
DE (1) DE69421134T2 (ja)
FR (1) FR2708788B1 (ja)

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Date Code Title Description
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Effective date: 20040420