JPS583285A - 半導体集積回路の保護装置 - Google Patents
半導体集積回路の保護装置Info
- Publication number
- JPS583285A JPS583285A JP56100505A JP10050581A JPS583285A JP S583285 A JPS583285 A JP S583285A JP 56100505 A JP56100505 A JP 56100505A JP 10050581 A JP10050581 A JP 10050581A JP S583285 A JPS583285 A JP S583285A
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- JP
- Japan
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- electrode metal
- diffusion region
- input
- integrated circuit
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D1/00—Resistors, capacitors or inductors
- H10D1/40—Resistors
- H10D1/47—Resistors having no potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D89/00—Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
- H10D89/60—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
- H10D89/601—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
- H10D89/811—Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs using FETs as protective elements
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Protection Of Static Devices (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】
本発明は半導体集積回路の保−装置に関し、特に、半導
体集積回路の入力端子における高電圧による拡散層への
電極金属の突き抜は防止装置に関する。
体集積回路の入力端子における高電圧による拡散層への
電極金属の突き抜は防止装置に関する。
一般に、半導体集積回路の入力段には、内部ICt靜電
焦電気よる高電圧入力から保−するために、r−ト酸化
l[管内部ICのそれよ)厚くして、通常の動作電圧で
は動作せず高電圧入力時のみ動作するようにした入力ト
ランジスタ保lI用のMOS )ランノスタが入力11
に設けられている。
焦電気よる高電圧入力から保−するために、r−ト酸化
l[管内部ICのそれよ)厚くして、通常の動作電圧で
は動作せず高電圧入力時のみ動作するようにした入力ト
ランジスタ保lI用のMOS )ランノスタが入力11
に設けられている。
このMOS )ランジスタのドレインとなる拡散領域は
、中は多肉sICを保護するための抵抗領域を介して入
力電極金属層と電気的接触をしている。
、中は多肉sICを保護するための抵抗領域を介して入
力電極金属層と電気的接触をしている。
従来、上記拡散領域と入力電極金属層との間に細物tも
介さずに、直11に電気的秦触會行っていたので、高電
圧が入力電極金属層に印加された場合、電極金属が拡散
領域を突**けてその下の半導体基板に到達し、電極金
属層と半導体基板を短絡してしまい、その結果、入力電
極金属層に通常の信号電圧が印加されても直ちに半導体
基板に導通してしまい内部の半導体集積回路の駆動が不
可能になることがあった。まえ、上記抵抗領域を得るた
めに、拡散領域を延伸し、その端部の接触部において入
力電極金属層と拡散領域との電気的接触を行っていたの
で、拡散領域の所11[i秋は大となるという問題があ
った。さらに、上記接触部における拡散領域と半導体基
板の間の接合容量によシ入カインピーダンスが大となり
、動作速度が遅いと−いう問題も6つ危。
介さずに、直11に電気的秦触會行っていたので、高電
圧が入力電極金属層に印加された場合、電極金属が拡散
領域を突**けてその下の半導体基板に到達し、電極金
属層と半導体基板を短絡してしまい、その結果、入力電
極金属層に通常の信号電圧が印加されても直ちに半導体
基板に導通してしまい内部の半導体集積回路の駆動が不
可能になることがあった。まえ、上記抵抗領域を得るた
めに、拡散領域を延伸し、その端部の接触部において入
力電極金属層と拡散領域との電気的接触を行っていたの
で、拡散領域の所11[i秋は大となるという問題があ
った。さらに、上記接触部における拡散領域と半導体基
板の間の接合容量によシ入カインピーダンスが大となり
、動作速度が遅いと−いう問題も6つ危。
本発明の目的は、前述の従来技術における諸問題にかん
がみ、半導体集積回路の入力RK設けられた保護用MO
8)ランジスタのドレインとなる拡散領域中にフィール
ド酸化層の島を設け、その島の上に高鍋度の第1のぼり
シリコン層を設け、更に、第1のポリシリコン層と拡散
領域に電気的に接触する低amの第2のポリシリコン層
を設け、入力電極金属層を上記第1のポリシリコン層に
電気的Km触させるという構想に基づき、半一体系積回
路の入力電極金属層の接触部において、入力高電圧によ
り電極金属が一散領域を突き抜けて半導体基板に到達す
ることを防止すると共に、小面積の保曖用入力抵抗va
3#tt、、あわせて拡散領域と半導体基間の接合容量
を減少せしめることにある。
がみ、半導体集積回路の入力RK設けられた保護用MO
8)ランジスタのドレインとなる拡散領域中にフィール
ド酸化層の島を設け、その島の上に高鍋度の第1のぼり
シリコン層を設け、更に、第1のポリシリコン層と拡散
領域に電気的に接触する低amの第2のポリシリコン層
を設け、入力電極金属層を上記第1のポリシリコン層に
電気的Km触させるという構想に基づき、半一体系積回
路の入力電極金属層の接触部において、入力高電圧によ
り電極金属が一散領域を突き抜けて半導体基板に到達す
ることを防止すると共に、小面積の保曖用入力抵抗va
3#tt、、あわせて拡散領域と半導体基間の接合容量
を減少せしめることにある。
以下、添附の図面に基づいて本@@O実施例を従来例と
対比しながら説明する。
対比しながら説明する。
第1図は半導体集積回路の入力段に接続された保譲回路
の1例を示す回路図である。半導体集積回路ICの入力
段のMO8)ランジスタTIのr−ト、保護用の抵抗8
の一端、及び保−用M08トランジスタT、のドレイン
DFi接触II N sに&イテ接続されている。保護
用の抵抗Rの他端と保−用MO8)ランジスタテ愈のr
−)は接触部N、において接続されている。接触部N3
は入力端子1311に接続されている。保1用MO8ト
ランジスタT、のソースは接地されている。
の1例を示す回路図である。半導体集積回路ICの入力
段のMO8)ランジスタTIのr−ト、保護用の抵抗8
の一端、及び保−用M08トランジスタT、のドレイン
DFi接触II N sに&イテ接続されている。保護
用の抵抗Rの他端と保−用MO8)ランジスタテ愈のr
−)は接触部N、において接続されている。接触部N3
は入力端子1311に接続されている。保1用MO8ト
ランジスタT、のソースは接地されている。
第2図は第1図の回路を従来装置で実現した場合の装置
の構造を示す費部平面図である111R211において
は、保線用M08トランジスタTI%保麺用抵抗8、及
び入力端子INが示されている。保護用M08トランジ
スタTsOソース及びドレインとなる不純物拡散領域8
およびDのそれぞれの−me覆うようにしてダート電極
金属層Gが配置されておシ、この金属層Gは入力端子I
NK接続されている。ドレインとなる拡散領域りの接触
部N、において他の金属層Mと拡散領域りは電気的に接
触しており、金属層Mは、図示していない半導体集積回
路IC(第1図)の入力段トランジスタT11のr−)
に接続される。ソースとなる拡散領域8は接地用電極G
ND K接触部Nl eN4 INSにおいて電気
的に接触している。拡散領域りの一部は保線用抵抗R1
−形成するために延伸されている。この延伸された拡散
抵抗領域Rの端部り、における接触部Nlにおiて、抵
抗領域Rの端部の拡散領域D1すなわち保饅用抵抗Rの
他端はr−計電極金属層Gと電気的に接触している。@
2図に示した従来装置によれd1保嚢用抵抗R1得るた
めに拡散領域を延伸しなければならないので、拡散領域
りめ所要面積が大となるという問題があった。壜た、接
触118mに高電圧が印加されると電極金属がその下の
拡散領域を突き抜けて半導体基板に到ってしまうことが
あった。この電極金属O突き抜は現象を纂3図について
説明する。
の構造を示す費部平面図である111R211において
は、保線用M08トランジスタTI%保麺用抵抗8、及
び入力端子INが示されている。保護用M08トランジ
スタTsOソース及びドレインとなる不純物拡散領域8
およびDのそれぞれの−me覆うようにしてダート電極
金属層Gが配置されておシ、この金属層Gは入力端子I
NK接続されている。ドレインとなる拡散領域りの接触
部N、において他の金属層Mと拡散領域りは電気的に接
触しており、金属層Mは、図示していない半導体集積回
路IC(第1図)の入力段トランジスタT11のr−)
に接続される。ソースとなる拡散領域8は接地用電極G
ND K接触部Nl eN4 INSにおいて電気
的に接触している。拡散領域りの一部は保線用抵抗R1
−形成するために延伸されている。この延伸された拡散
抵抗領域Rの端部り、における接触部Nlにおiて、抵
抗領域Rの端部の拡散領域D1すなわち保饅用抵抗Rの
他端はr−計電極金属層Gと電気的に接触している。@
2図に示した従来装置によれd1保嚢用抵抗R1得るた
めに拡散領域を延伸しなければならないので、拡散領域
りめ所要面積が大となるという問題があった。壜た、接
触118mに高電圧が印加されると電極金属がその下の
拡散領域を突き抜けて半導体基板に到ってしまうことが
あった。この電極金属O突き抜は現象を纂3図について
説明する。
第3図は謳2図の■−1′線断面の装部を示す断面図で
るる0w!3図において、半導体基板aUB上に、半導
体基板8UBと反対の導電形の不純物拡散領域り鴬がフ
ィールド酸化層!80Kにより周辺を絶縁されて形成さ
れている。拡散領域Ds 01ik触部Ns を除いた
部分の上及びフィールド酸化層ISO,の上には層間絶
縁酸化膜りが形成されている1層間絶縁酸化I[L及び
接触部N、の−けζ金属層Gが形成されている。入力端
子IN(第1図、1に2図)に静電気等により高電圧が
印加されると、この高電圧は金属層G′fr介して拡散
領域D1に印加され、極めて高い電圧の場合、図示され
ているように、電極金属の一部M・が拡散領域Ds を
突き抜けて半導体基板80B K到達してしまうことが
める。この結果、電極金属と半導体基板が短縞してしま
うので半導体集積回路IC(IIIt図)を駆動するこ
とができなくなる。また、接触41Nmの下の拡散領域
DI と半導体基板の間OPN@合容量により、動作速
度が運くなる0本発明は、上記の電極金属の突亀抜は現
象を防止すると共に保護抵抗用の拡散領域の面積を減少
させあわせて接触部におけるPNg合容量を減少させる
ものであり、i@4図に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
るる0w!3図において、半導体基板aUB上に、半導
体基板8UBと反対の導電形の不純物拡散領域り鴬がフ
ィールド酸化層!80Kにより周辺を絶縁されて形成さ
れている。拡散領域Ds 01ik触部Ns を除いた
部分の上及びフィールド酸化層ISO,の上には層間絶
縁酸化膜りが形成されている1層間絶縁酸化I[L及び
接触部N、の−けζ金属層Gが形成されている。入力端
子IN(第1図、1に2図)に静電気等により高電圧が
印加されると、この高電圧は金属層G′fr介して拡散
領域D1に印加され、極めて高い電圧の場合、図示され
ているように、電極金属の一部M・が拡散領域Ds を
突き抜けて半導体基板80B K到達してしまうことが
める。この結果、電極金属と半導体基板が短縞してしま
うので半導体集積回路IC(IIIt図)を駆動するこ
とができなくなる。また、接触41Nmの下の拡散領域
DI と半導体基板の間OPN@合容量により、動作速
度が運くなる0本発明は、上記の電極金属の突亀抜は現
象を防止すると共に保護抵抗用の拡散領域の面積を減少
させあわせて接触部におけるPNg合容量を減少させる
ものであり、i@4図に基づいて本発明の詳細な説明す
る。
第4図は本発明の1実施例による半導体集積回路の保護
装置の構造を示す要部断面図である。第4図において、
半導体基板BUB上に、半導体基板80Bと反対導電形
の不純−拡散領域DIがその中央部及び周辺をそれぞれ
フィールド酸化層1802eISOtによって絶縁され
て形成されている。中央部のフィールド酸化層I80.
の上には、比較的低濃度の第1のポリシリコン層PSl
が形成されている。纂lのポリシリコン1[’8.及び
拡散領域り、の両方に電気的に接触して、比較的低濃度
の第2のポリシリコン層P8.が形成されている。
装置の構造を示す要部断面図である。第4図において、
半導体基板BUB上に、半導体基板80Bと反対導電形
の不純−拡散領域DIがその中央部及び周辺をそれぞれ
フィールド酸化層1802eISOtによって絶縁され
て形成されている。中央部のフィールド酸化層I80.
の上には、比較的低濃度の第1のポリシリコン層PSl
が形成されている。纂lのポリシリコン1[’8.及び
拡散領域り、の両方に電気的に接触して、比較的低濃度
の第2のポリシリコン層P8.が形成されている。
第LO4リシリコン層PSl上に接触部N、が設けられ
ており、psl上の接触部N、を除いた部分の上、第2
のポリシリコン層P8.の上、及びフィールド酸化層l
5Otの上には層間絶縁酸化膜りが形成されている。層
間Ill5緻酸化111[L及び接触部NIO上に金属
1i1G#形成されている。第4図に示され友構造にす
れば、高電圧が印加されて−も電極金属は、l!lのI
リシリコン層P8.及びフィールド酸化層ISO,に訪
げられるので基板SUBに到達することはない、tた、
Illのポリシリコン層P8にの不純物濃度は第2のI
リシリコン層P8=O不純愉濃匿により濃くしであるの
で、第1のポリシリコン層PSLの電気抵抗はIll2
のポリシリコン層P8.0電気抵抗より小である。従っ
て、w41のIリシリコン層P81 と金属層PS8と
の電気的接触は曳行に行われ、且つ、11112の4リ
シリコン層PS1は高抵抗なので第1図に示した保請用
抵抗の役割七釆九す、かくして、第2図に示した抵抗領
域RO如き、拡散領域會延押して形成され良領域は本発
明によれば不豪となる。さらに、接触部Nlの下には籐
1のIリシリコン層P81及びフィールド酸化層■80
1があるのみで、PN接合は存在せず、従って接触II
N sにおける接合容量は殆んどないので、従来例の
如く入力インピーダンスが^くなることはない。
ており、psl上の接触部N、を除いた部分の上、第2
のポリシリコン層P8.の上、及びフィールド酸化層l
5Otの上には層間絶縁酸化膜りが形成されている。層
間Ill5緻酸化111[L及び接触部NIO上に金属
1i1G#形成されている。第4図に示され友構造にす
れば、高電圧が印加されて−も電極金属は、l!lのI
リシリコン層P8.及びフィールド酸化層ISO,に訪
げられるので基板SUBに到達することはない、tた、
Illのポリシリコン層P8にの不純物濃度は第2のI
リシリコン層P8=O不純愉濃匿により濃くしであるの
で、第1のポリシリコン層PSLの電気抵抗はIll2
のポリシリコン層P8.0電気抵抗より小である。従っ
て、w41のIリシリコン層P81 と金属層PS8と
の電気的接触は曳行に行われ、且つ、11112の4リ
シリコン層PS1は高抵抗なので第1図に示した保請用
抵抗の役割七釆九す、かくして、第2図に示した抵抗領
域RO如き、拡散領域會延押して形成され良領域は本発
明によれば不豪となる。さらに、接触部Nlの下には籐
1のIリシリコン層P81及びフィールド酸化層■80
1があるのみで、PN接合は存在せず、従って接触II
N sにおける接合容量は殆んどないので、従来例の
如く入力インピーダンスが^くなることはない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、半導
体集積回路の入力電極金属層の接触部において、入力高
電圧により電極金属が拡散領域を突き抜けて半導体基板
に到達することが防止され、小面積の保麟用入力抵抗が
得られ、あわせて、拡散領域と半導体基板の接合容量が
減少された半導体集積回路の保−装置が実現できる。
体集積回路の入力電極金属層の接触部において、入力高
電圧により電極金属が拡散領域を突き抜けて半導体基板
に到達することが防止され、小面積の保麟用入力抵抗が
得られ、あわせて、拡散領域と半導体基板の接合容量が
減少された半導体集積回路の保−装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体集積回路の入力段に接続された保−回路
のlflを示す回路図、第2図はgt図の回路を従来装
置01例で実現し次場合の装置の構造を示す要部平面図
、第3図は第2図の一一鵬′線断面のl!sを示す断面
図、第4図社本発明の1実施例による半導体集積回路の
保護装置の構造を示す要部断面図である。 IC・・・半導体集積回路、TI・・・ICの入力段の
Mo2)ランゾスタ、N1・・・接触部、N、・・・接
触部、T、・・・保議用MO8)ランジスタ、D・・・
T、のドレイン拡散領域、8・・・Tlのソース拡散領
域、G・・・Tlのゲート電極金属層、IN・・・入力
端子、8・・・保護用抵抗、81JB−・・半導体基板
、180. 、I80゜・・・フィールド酸化層、D
I e Dl・・・拡散領域、L・・・層間絶縁咳化
層、M・・・・電極金属の一部、psl・・・第1のポ
リシリコン層、P8.・・・第2のポリシリコン層。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願式通人 弁理士 青 木 朗 弁理士 画 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之
のlflを示す回路図、第2図はgt図の回路を従来装
置01例で実現し次場合の装置の構造を示す要部平面図
、第3図は第2図の一一鵬′線断面のl!sを示す断面
図、第4図社本発明の1実施例による半導体集積回路の
保護装置の構造を示す要部断面図である。 IC・・・半導体集積回路、TI・・・ICの入力段の
Mo2)ランゾスタ、N1・・・接触部、N、・・・接
触部、T、・・・保議用MO8)ランジスタ、D・・・
T、のドレイン拡散領域、8・・・Tlのソース拡散領
域、G・・・Tlのゲート電極金属層、IN・・・入力
端子、8・・・保護用抵抗、81JB−・・半導体基板
、180. 、I80゜・・・フィールド酸化層、D
I e Dl・・・拡散領域、L・・・層間絶縁咳化
層、M・・・・電極金属の一部、psl・・・第1のポ
リシリコン層、P8.・・・第2のポリシリコン層。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願式通人 弁理士 青 木 朗 弁理士 画 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之
Claims (1)
- 1、:半導体集積回路を入力高電圧から保線する入力保
護用MO8)ランジスタ、及び咳入力保護用MO8)ラ
ンゾスタの拡散領域と電気的に接続された入力電極金属
を具備する半導体集積回路の保鏝装置において、半導体
基板表面の咳拡散領域の中央部に設けられ九フィールド
酸化層、該フィールド酸化層上に形成された比較的高濃
度の纂lのポリシリコン層、及び誼纂lの4リシリコン
層の一辺部と該拡散領域とに電気的に接触された比較的
高濃度の第2のポリシリコン層を具備し、該入力電極金
属を該第1のポリシリコン層に電気的に接触させたこと
を特徴とする半導体集積回路の保−装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56100505A JPS583285A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 半導体集積回路の保護装置 |
| EP82303327A EP0068844B1 (en) | 1981-06-30 | 1982-06-25 | A protective device for a semiconductor integrated circuit |
| DE8282303327T DE3273694D1 (en) | 1981-06-30 | 1982-06-25 | A protective device for a semiconductor integrated circuit |
| US06/393,117 US4541002A (en) | 1981-06-30 | 1982-06-28 | Protective device for a semiconductor integrated circuit including double polysilicon resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56100505A JPS583285A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 半導体集積回路の保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS583285A true JPS583285A (ja) | 1983-01-10 |
Family
ID=14275794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56100505A Pending JPS583285A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 半導体集積回路の保護装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4541002A (ja) |
| EP (1) | EP0068844B1 (ja) |
| JP (1) | JPS583285A (ja) |
| DE (1) | DE3273694D1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0638496B2 (ja) * | 1983-06-27 | 1994-05-18 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| JPS6150358A (ja) * | 1984-08-20 | 1986-03-12 | Toshiba Corp | 半導体集積回路 |
| BR8606541A (pt) * | 1985-04-08 | 1987-08-04 | Sgs Semiconductor Corp | Rede de protecao de entrada aperfeicoada para reduzir o efeito de danificacao de uma descarga eletrostatica em pelo menos um eletrodo de portao de entrada de um chip semicondutor mos |
| JPS61263254A (ja) * | 1985-05-17 | 1986-11-21 | Nec Corp | 入力保護装置 |
| JPH0620110B2 (ja) * | 1985-10-07 | 1994-03-16 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| JPH0673377B2 (ja) * | 1985-11-27 | 1994-09-14 | 日本電気株式会社 | 入力保護回路 |
| US4803536A (en) * | 1986-10-24 | 1989-02-07 | Xerox Corporation | Electrostatic discharge protection network for large area transducer arrays |
| KR900008746B1 (ko) * | 1986-11-19 | 1990-11-29 | 삼성전자 주식회사 | 접합 파괴장치 반도체장치 |
| US4802054A (en) * | 1987-03-13 | 1989-01-31 | Motorola, Inc. | Input protection for an integrated circuit |
| US4807080A (en) * | 1987-06-15 | 1989-02-21 | Zilog, Inc. | Integrated circuit electrostatic discharge input protection |
| EP0355501B1 (de) * | 1988-08-16 | 1994-02-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Bipolartransistor als Schutzelement für integrierte Schaltungen |
| US4958211A (en) * | 1988-09-01 | 1990-09-18 | General Electric Company | MCT providing turn-off control of arbitrarily large currents |
| US4916572A (en) * | 1989-02-27 | 1990-04-10 | Teledyne Industries, Inc. | Circuitry for protecting against load voltage transients in solid state relay circuits |
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- 1982-06-28 US US06/393,117 patent/US4541002A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0068844A1 (en) | 1983-01-05 |
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| US4541002A (en) | 1985-09-10 |
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