JPS6042630B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6042630B2 JPS6042630B2 JP51152426A JP15242676A JPS6042630B2 JP S6042630 B2 JPS6042630 B2 JP S6042630B2 JP 51152426 A JP51152426 A JP 51152426A JP 15242676 A JP15242676 A JP 15242676A JP S6042630 B2 JPS6042630 B2 JP S6042630B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- voltage
- polycrystalline silicon
- thin film
- silicon thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- H10D89/611—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 diodes as protective elements
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置、特にゲート入力電圧の許容範囲を
拡大せしめた相補形絶縁ゲート電界効果トランジスタ(
以下CMOSという)の入力保護装置に関する。
拡大せしめた相補形絶縁ゲート電界効果トランジスタ(
以下CMOSという)の入力保護装置に関する。
従来、CMOSの入力保護装置が第1図の点線内に示し
た様に、抵抗R、及び二つのダイオードD、、D2から
構成されていることは公知である。
た様に、抵抗R、及び二つのダイオードD、、D2から
構成されていることは公知である。
第2図はこの入力保護装置をN形半導体基板1に形成し
た場合の断面図を示し、P利用拡散層2により抵抗R、
を、P利用拡散層2とN形基板1によりダイオードD、
を、更にN利用拡散層とN形基板1によりダイオードD
2をそれぞれ形成し、N形基板1は電源+ VDに接続
され、P−ウェル3は接地されている。また6は金属配
線を示し、図示はしていないがN形基板1にはPチャン
ネルトランジスタが、P−ウェル3にはNチャンネルト
ランジスタが形成されている。このような構成による入
力保護装置は、入力端子7に印加される正の過大人力電
圧をダイオードD、により、負の過大人力電圧をダイオ
ードD2によりそれぞれクランプしてトランジスタのゲ
ート電極を保護するものであるが、極めて過大な正電圧
が印加された場合には、その電流が抵抗R、により抑制
されすに直接ダイオードD、を通つてN形基板1に流れ
込むこととなるため、寄生サイリスタ効果を引き起こし
たり、配線損傷を生せしめたりすることが少くなかつた
。また、ゲート入力電圧の許容範囲は、正の電圧が電源
+ VDとダイオードD、の飽和電圧との和に、負の電
圧がダイオードD。を飽和させ得る電圧に限定されるた
め、例えゲート電極を破壊する程までには大きくない電
圧でもダイオードD、又はD2によりクランプされてし
まうため、入力電圧マージンは大きくとり得なかつた。
本発明の目的は上記の欠点を除去してゲート入3力電圧
の許容範囲を拡大せしめた入力保護装置を提供すること
てある。
た場合の断面図を示し、P利用拡散層2により抵抗R、
を、P利用拡散層2とN形基板1によりダイオードD、
を、更にN利用拡散層とN形基板1によりダイオードD
2をそれぞれ形成し、N形基板1は電源+ VDに接続
され、P−ウェル3は接地されている。また6は金属配
線を示し、図示はしていないがN形基板1にはPチャン
ネルトランジスタが、P−ウェル3にはNチャンネルト
ランジスタが形成されている。このような構成による入
力保護装置は、入力端子7に印加される正の過大人力電
圧をダイオードD、により、負の過大人力電圧をダイオ
ードD2によりそれぞれクランプしてトランジスタのゲ
ート電極を保護するものであるが、極めて過大な正電圧
が印加された場合には、その電流が抵抗R、により抑制
されすに直接ダイオードD、を通つてN形基板1に流れ
込むこととなるため、寄生サイリスタ効果を引き起こし
たり、配線損傷を生せしめたりすることが少くなかつた
。また、ゲート入力電圧の許容範囲は、正の電圧が電源
+ VDとダイオードD、の飽和電圧との和に、負の電
圧がダイオードD。を飽和させ得る電圧に限定されるた
め、例えゲート電極を破壊する程までには大きくない電
圧でもダイオードD、又はD2によりクランプされてし
まうため、入力電圧マージンは大きくとり得なかつた。
本発明の目的は上記の欠点を除去してゲート入3力電圧
の許容範囲を拡大せしめた入力保護装置を提供すること
てある。
次に本発明を図面を参照して説明する。
第3図は本発明の一実施例を示す図で、従来の入力保護
装置にタイオートD。
装置にタイオートD。
及びD、を逆方向にi接続し、それらの逆耐圧を利用し
て入力電圧の許容範囲を拡大するものであるが、タイオ
ートD。及ひD、は基板中に不純物拡散層を利用して形
成するとその降状電圧が−15V以上に大きくなつて過
大人力電圧がクランプされる前にゲート電極が破壊され
てしまうことと、逆方向に接続する二つのダイオードを
基板中に作ることが比較的困難であることから、基板表
面上に多結晶シリコン薄膜で降状電圧が低くなるよう形
成する。第4図は多結晶シリコン薄膜に形成したP−N
接合の電圧一電流特性を示す図で、飽和電圧は0.5V
、降状電圧は−4V程度である。
て入力電圧の許容範囲を拡大するものであるが、タイオ
ートD。及ひD、は基板中に不純物拡散層を利用して形
成するとその降状電圧が−15V以上に大きくなつて過
大人力電圧がクランプされる前にゲート電極が破壊され
てしまうことと、逆方向に接続する二つのダイオードを
基板中に作ることが比較的困難であることから、基板表
面上に多結晶シリコン薄膜で降状電圧が低くなるよう形
成する。第4図は多結晶シリコン薄膜に形成したP−N
接合の電圧一電流特性を示す図で、飽和電圧は0.5V
、降状電圧は−4V程度である。
従つてゲート入力電圧の許容範囲は正及び負方向共に4
Vづつ拡大されることとなる。拡大される範囲はこのよ
うにダイオードD3及びD4の降状電圧により決定され
ることとなるが、その幅は多結晶シリコンに拡散される
不純物濃度により異なる値をとることは勿論てあり、一
例として示した第4図の特性をもつP−N接合は、P形
不純物を1019cm−3、N形不純物を1『〜1σ1
c7x−3にしたものである。第5図は第4図に示した
入力保護装置をN形半導体基板11内に形成した断面図
を示し、P+形多結晶シリコン薄膜17は抵抗Rを、N
+形多結晶シリコン薄膜18及びP+形多結晶シリコン
薄膜19がダイオードD3を、またN+形多結晶シリコ
ン薄膜18及びP+形多結晶シリコン薄膜19″がダイ
オードD3を、またP+形多結晶シリコン薄膜17及び
N+形多結晶シリコン薄膜1『がダイオードD4をそれ
ぞれ形成すると共に、従来と同じくP+形拡散層12と
N形基板11とによりダイオードD1を、N+形拡散相
14とP−ウェル13とによりダイオードD3形成して
いる。またP+形拡散層15は金属配線21とのコンタ
クト部であり、20は酸化膜を、他の21も前と同様金
属配線をそれぞれ示す。また第6図は第5図に示した基
板の平面図でそれぞれの連続番号は第5図に示したもの
と対応している。本発明によれは基板表面の絶縁膜上に
形成した多結晶シリコン薄膜によるダイオードを逆方向
に接続することによりゲート入力電圧の許容範囲を拡大
できるばかりでなく、抵抗をも多結晶シリコン薄膜で形
成しているため、基板に流れ込む電流は抵抗を通過せざ
るを得ず、従つて過大人力電圧が入力端子に印加された
場合においてもその電流は極めて抑制されたものとなり
、従来問題になつていた寄生サイリスタ効果などを防止
することも可能となる。
Vづつ拡大されることとなる。拡大される範囲はこのよ
うにダイオードD3及びD4の降状電圧により決定され
ることとなるが、その幅は多結晶シリコンに拡散される
不純物濃度により異なる値をとることは勿論てあり、一
例として示した第4図の特性をもつP−N接合は、P形
不純物を1019cm−3、N形不純物を1『〜1σ1
c7x−3にしたものである。第5図は第4図に示した
入力保護装置をN形半導体基板11内に形成した断面図
を示し、P+形多結晶シリコン薄膜17は抵抗Rを、N
+形多結晶シリコン薄膜18及びP+形多結晶シリコン
薄膜19がダイオードD3を、またN+形多結晶シリコ
ン薄膜18及びP+形多結晶シリコン薄膜19″がダイ
オードD3を、またP+形多結晶シリコン薄膜17及び
N+形多結晶シリコン薄膜1『がダイオードD4をそれ
ぞれ形成すると共に、従来と同じくP+形拡散層12と
N形基板11とによりダイオードD1を、N+形拡散相
14とP−ウェル13とによりダイオードD3形成して
いる。またP+形拡散層15は金属配線21とのコンタ
クト部であり、20は酸化膜を、他の21も前と同様金
属配線をそれぞれ示す。また第6図は第5図に示した基
板の平面図でそれぞれの連続番号は第5図に示したもの
と対応している。本発明によれは基板表面の絶縁膜上に
形成した多結晶シリコン薄膜によるダイオードを逆方向
に接続することによりゲート入力電圧の許容範囲を拡大
できるばかりでなく、抵抗をも多結晶シリコン薄膜で形
成しているため、基板に流れ込む電流は抵抗を通過せざ
るを得ず、従つて過大人力電圧が入力端子に印加された
場合においてもその電流は極めて抑制されたものとなり
、従来問題になつていた寄生サイリスタ効果などを防止
することも可能となる。
このように本発明は、入力電圧の許容範囲拡大及び寄生
サイリスタ効果の防止等に極めて有用なものであり、特
にシリコンゲートCMOSに適用する場合には従来の製
造工程を増加する必要が全くないため、その効果は益々
顕著となる。
サイリスタ効果の防止等に極めて有用なものであり、特
にシリコンゲートCMOSに適用する場合には従来の製
造工程を増加する必要が全くないため、その効果は益々
顕著となる。
第1図及ひ第2図は従来の入力保護装置と基板に形成し
た断面図、第3図及び第5図は本発明の一実施例を示す
入力保護装置と基板に形成した断面図、第6図は第5図
に示したものの平面図、第4図は多結晶シリコン薄膜に
よるダイオードの電圧一電流特性図てある。 1,11・・・・・N形半導体基板、2,12,15・
・P+形拡散層、3,13・・・・・・P−ウェル、4
,14・・・・・・N+形拡散層、5,16,20・・
・・・・酸化膜、6,21・・・・・金属配線、7・・
・・・・入力端子、17,18,18″,19・・・・
・・多結晶シリコン薄膜、R・・・・・・抵抗、Dl,
D2,D3,D4・・・・・・ダイオード。
た断面図、第3図及び第5図は本発明の一実施例を示す
入力保護装置と基板に形成した断面図、第6図は第5図
に示したものの平面図、第4図は多結晶シリコン薄膜に
よるダイオードの電圧一電流特性図てある。 1,11・・・・・N形半導体基板、2,12,15・
・P+形拡散層、3,13・・・・・・P−ウェル、4
,14・・・・・・N+形拡散層、5,16,20・・
・・・・酸化膜、6,21・・・・・金属配線、7・・
・・・・入力端子、17,18,18″,19・・・・
・・多結晶シリコン薄膜、R・・・・・・抵抗、Dl,
D2,D3,D4・・・・・・ダイオード。
Claims (1)
- 1 相補形絶縁ゲート電界効果トランジスタの入力保護
回路が、ゲート電極と前記トランジスタの電源端子間に
接続され、ゲート電極に印加される過大入力電圧に対し
て順方向にバイアスされて飽和するダイオードと、逆方
向にバイアスされて降伏する多結晶シリコン薄膜からな
るダイオードとが直列接続されたダイオード対、及び前
記ダイオードに流れる電流を抑制せしめる多結晶シリコ
ン薄膜抵抗とを備えていることを特徴とする半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51152426A JPS6042630B2 (ja) | 1976-12-17 | 1976-12-17 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51152426A JPS6042630B2 (ja) | 1976-12-17 | 1976-12-17 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5376677A JPS5376677A (en) | 1978-07-07 |
| JPS6042630B2 true JPS6042630B2 (ja) | 1985-09-24 |
Family
ID=15540247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51152426A Expired JPS6042630B2 (ja) | 1976-12-17 | 1976-12-17 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042630B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5591173A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-10 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor integrated circuit device |
| JPS5591172A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-10 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor integrated circuit device |
| JPS55166951A (en) * | 1979-06-14 | 1980-12-26 | Mitsubishi Electric Corp | Surge preventive circuit for bipolar integrated circuit |
| JPS57141962A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-02 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
| JPS61185962A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | Nec Corp | 相補型mos集積回路 |
| JPH0770707B2 (ja) * | 1985-07-31 | 1995-07-31 | 日本電気株式会社 | Cmos入力保護回路 |
| JPH0766965B2 (ja) * | 1987-02-27 | 1995-07-19 | 株式会社東芝 | 半導体装置とその製造方法 |
| JP5603277B2 (ja) * | 2011-03-29 | 2014-10-08 | セイコーインスツル株式会社 | 半導体集積回路のesd保護回路 |
-
1976
- 1976-12-17 JP JP51152426A patent/JPS6042630B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5376677A (en) | 1978-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4543593A (en) | Semiconductor protective device | |
| JP3018417B2 (ja) | 集積回路用保護装置 | |
| JPS6146989B2 (ja) | ||
| JPH01185971A (ja) | 絶縁ゲート型半導体装置 | |
| JPS626659B2 (ja) | ||
| JPH06140576A (ja) | Icの静電破壊保護装置 | |
| JPH0639455Y2 (ja) | Mos素子の保護回路装置 | |
| JPH0770707B2 (ja) | Cmos入力保護回路 | |
| JPS60254651A (ja) | Cmos回路の入力保護回路 | |
| JPH09307000A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS63146459A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH0770709B2 (ja) | 半導体素子の入力保護装置 | |
| JPH0530073B2 (ja) | ||
| JPS5823471A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH04330773A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0414929Y2 (ja) | ||
| JPH0342680Y2 (ja) | ||
| JPH0124939Y2 (ja) | ||
| JPH10242484A (ja) | クランプ素子 | |
| JPS61255053A (ja) | 半導体集積回路装置の静電破壊防止装置 | |
| JPH0211020B2 (ja) | ||
| JPS6290963A (ja) | Mos半導体回路 | |
| JPS61135148A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH0337739B2 (ja) | ||
| JPH0475660B2 (ja) |