JPS61168953A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS61168953A
JPS61168953A JP60009436A JP943685A JPS61168953A JP S61168953 A JPS61168953 A JP S61168953A JP 60009436 A JP60009436 A JP 60009436A JP 943685 A JP943685 A JP 943685A JP S61168953 A JPS61168953 A JP S61168953A
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
output terminal
integrated circuit
power supply
terminal out
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Pending
Application number
JP60009436A
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English (en)
Inventor
Yoji Hirano
要二 平野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS61168953A publication Critical patent/JPS61168953A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • 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
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • H10D84/85Complementary IGFETs, e.g. CMOS
    • H10D84/854Complementary IGFETs, e.g. CMOS comprising arrangements for preventing bipolar actions between the different IGFET regions, e.g. arrangements for latchup prevention

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体集積回路装置、特に、相補製MO8半導
体集積回路装置に関する。
(従来の技術) 従来、V相補型MOS半導体集積回路装rat<以下C
MO8−ICと記す)はN型半導体領域内に形成された
PチャンネルMOSトランジスタと、P減半導体領域内
に形成されたNチャンネルMO8トランジスタにより構
成されるので、これらを構成するP散拡散層とNfi拡
赦拡散の間で寄生バイポーラトランジスタが形成される
(発明が解決しようとする問題点) 上記のような0MO8−ICの出力端子にサージ。
電圧が印加されると、寄生バイポーラトランジスタが導
通状態になシ、いわゆるラッチアップと呼ばれる現象が
生じ、このため、0MO8−ICに大電流が流れ、素子
が破壊するという欠点があった。
このラッチアップ現象について図面を用いて説明する。
第7図は従来の0MO8−ICの一例の回路図である。
この0MO8−ICは、ソースが電源端子VDDに接続
され、ドレインが出力端子OUTに接続され、ゲートが
入力端子INに接続されたPチャンネル間08トランジ
スタQ!と、ソースが電源端子■88#こ接続され、ド
レインが出力端子OUTに接続され、ゲートが入力端子
INに接続されたNチャンネルMOB)ランジスタQ2
とから成シ、出力端子OUTから否定論理信号を取シ出
すCMO8論理回路である。
第8図は第7図の回路を半導体基板に実現したときに生
ずるラブチアツブ現象を説明するための模式的断面図で
ある。
第8図において、1はN型半導体基板、2はrをアイラ
ンド% 3はPチャンネルMOSトランジスタQ、のソ
ースとなるP+拡散層、4はトランジスタQ、のドレイ
ンとなるP 拡散層、5はNチャンネルMOSトランジ
スタQ、のソースとなるN+拡散層、6はトランジスタ
Q2のドレインとなるN+拡散層、7はVDD  電位
供給用N+拡散層、9は絶縁層、10はトランジスタQ
1のゲート絶縁層、11はトランジスタQzのゲート絶
縁層、12はVDD  電源端子、13はV88  電
源端子、14はトランジスタQsのゲート電極、】5は
トランジスタQ2のゲート電極、16はトランジスタQ
!のドレイン電極、17はトランジスタQ2のドレイン
電極である。
この0MO8−ICの半導体滅域1〜8の部分は、破線
で示した等価回路で表わすことができる。すなわち、Q
3は、6ftエミツタ、2をベース、1をコレクタとす
るNPN トランジスタであ!0.Q4は、 5t−エ
ミッタ、2をベース、1會コレクタとするNPNトラン
ジスタである。また、Qsti、3t−エミッタ、1を
ベース、2をコレクタとするPNP)ランジスタであり
、Q6は4′f:エミッタ。
1′?:ベース、2をコレクタとするPNP )−ラン
ジスタである。R1はN−半導体基板内の電#、y&子
vDDに至るまでの抵抗、R2はP−fiアイランド内
の電源端子Va8に至るまでの抵抗である。
第9図は第8図に破線で示した寄生素子が作る寄生回路
の回路図である。
今、出力端子OUTに正のサージ電圧が印加されると、
トランジスタQ6のベース、エミッタおよび抵抗R1を
通して出力端子OUTと電源端子VDD間に電流が流れ
、これによりトランジスタQ−が導通状態になプ、トラ
ンジスタQ6のコレクタ電流は抵抗R2を通して電源端
子VSSに流れる。
この電流によpトランジスタQ4のベース・エミッタ間
が順バイアスされ、トランジスタQ4が導通し、電流が
電源端子VDDから抵抗R1とトランジスタQ4を通っ
て電源端子Vl1gへ流れる。これによって、更にトラ
ンジスタQsのエミッタ・ベース間が順バイアスされ、
トランジスタQiが導通し、トランジスタQ4のベース
電流を供給するので、上述の出力端子OUTへのサージ
入力がな(なってもトランジスタQsとQ4によるサイ
リスタ構成のために電源端子VDD  vss間に大き
な電流が流れ続け、素子を破壊に至らしめる。
また、出力端子OUTに負のサージ電圧が印加された場
合には、電源端子Vssから抵抗R2及びトランジスタ
Qsのベース・エミッタを通して電流が流れ、トランジ
スタQ、が導通状態になシ、トランジスタQ3のコレク
タllIC流は抵抗Rtを通して電源端子VDDから供
給される。この電流によシトランジスタQsのエミッタ
・ベース間が順バイアスされ、トランジスタQsが導通
し、電流が電源端子VDDからトランジスタQs及び抵
抗UZを通って電源端子VBIC流れる。これによって
更にトランジスタQ4のベース・エミッタ間が順バイア
スされ、トランジスタQ4が導通し、トランジスタQs
のベース電流を引出すので、上述の出力サージ入力がな
くなりてもトランジスタQsとQ4によるサイリスタ構
成のために電源端子VDD−V83間に大きな電流が流
れ続け、素子を破壊に至らしめることになる。
このように、従来の0MO8−ICではラッチアップを
起すと素子が破壊されるという致命的欠陥があった。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、ラッチアップ耐量
の大きい半導体集積回路装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の半導体集積回路装置は、N屋半導体領域内に形
成されたPチャンネルMOSトランジスタとPfi半導
体領域内に形成されたNチャンネルMOSトランジスタ
によシ構成された相補1MO8集積回路を含む半導体集
積回路装置において、電源端子と出力端子との間にシl
ットキーバリアダイオードを挿入したことを特徴として
構成される。
(実施例) 次に1本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第1図は本発明の第1の実施例の回路図である。
この実施例は、PチャンネルMOSトランジスタQ、と
NチャンネルMOSトランジスタQ2とを有する相補1
1MO8集積回路において、電源端子VDDと出力端子
OUTとの間にシッットキーパリアダイオードD1を挿
入することにより構成されている。この実施例の論理動
作は第7図に示した従来の0MO8−ICと全く同じで
ある。
第2図は第1図に示した回路を半導体基板に実現した0
MO8−ICの模式的断面図である。
絶縁層9の一部を窓あけし、アノード電極18を形成し
て半導体基板1とでシ■ットキーバリアダイオードDI
 を形成する。このアノード電極18を出力端子OUT
に接続する。それ以外は第8図に示した従来例と同じで
ある。
第3図は第2図に示す0MO8−ICにおける寄生素子
による寄生回路の回路図である。
第3図を用いて第1の実施例の効果について説明する。
出力端子OUTに正のサージ電圧が印加された場合、出
力端子OUTと電源端子VDDとの間の電位差は、シl
ットキーバリアダイオードD1の順方向電圧にクランプ
される。このダイオードD1の順方向電圧をトランジス
タQ6のエミッタ・ベース間順方向電圧よシ小さい値に
設定しておくことによりトランジスタQ−が導通せず、
遮断状態のまま保たれ、これによりトランジスタQs=
Q4及びQs も遮断状態のまま保たれ、従来の0MO
8−ICで見られたトランジスタQ4とQsによるサイ
リスタ動作が起らないため、ラッチアップ現象も発生し
ない。
このように、出力端子OUTと電源端子VDDとの関に
シlットキーバリアダイオードD1を挿入することlこ
よシ、出力端子OUTに印加される正のサージ電圧に対
し、ラッチアップ耐量の大きい0MO8−ICが実現で
きることがわかる。
第4図は本発明の第2の実施例の回路図である。
出力端子OUTに正、負いずれのサージ電圧が印加され
た場合においても、ラッチアップ耐量の大きな0MO8
−ICを実現したものである・第7図に示す従来例との
違いは、電源端子VDDと出力端子OUTとの間にシl
ットキーバリアダイオードD1が挿入されていることと
、出力端子OUTと電源端子vanとの間にシ目ットー
バリアダイオードD2が挿入されていることであ)、論
理動作は第7図の回路と全く同じである。
N5図は′s4図に示す回路を半導体基板に実現した0
MO8−ICの模式的断面図である。
この0MO8−ICは、電源端子VDDと出力端子OU
Tとの間に、18をアノード電極とし、Na!1半導体
基板1をカソードとするシlットキーバリアダイオード
D1が挿入されていること、及び出力端子OUTと電1
2@端子VSSとの間に、19tアノード!極とし、N
−拡散層20tカソードとするシ曹ットキーバリアダイ
オードD2が挿入されていることを除いて第8図に示し
た従来例と全く同じである。
wi6図は第5図に示す0MO8−ICにおける寄生素
子による寄生回路図である。
N6図を用いて第2の実施例の効果について説明する。
出力端子OUTに正のサージ電圧が印加された場合のシ
讐ットーバリアダイオードD1の効果については、前述
した第1の実施例の場合と全く同 。
じてあり、ここでは、出力端子OUTに負のサージ電圧
が印加された場合についてのみ説明する。
出力端子OUTに負のサージ電圧が印加された場合、電
源端子Vssと出力端子OUTとの間の電位差は、シ璽
ットキーバリアダイオードD2の頭方向電圧にクランプ
される。このダイオードD2の順方向電圧をトランジス
タQ3のベース・エミッタ間順方向電圧より小さい値に
設定しておくことによりトランジスタQ3が導通せず、
遮断状態のまま保たれ、これによりトランジスタQ4.
Q11及びQsも遮断状態のまま保たれ、従来の0MO
8−ICで見られたトランジスタQ4とQsによるサイ
リスタ動作が起らないため、ラッチアップ現象も発生し
ない。
このように、電源端子VSSと出力端子OUTとの間に
シ嘗ットキーバリアダイオードD2を挿入することにょ
)、出力端子OUTに印加される負のサージ電圧に対し
て、ラッチアップ耐量の大きい0MO8−ICが実現で
き、前述のシ1ットキーバリアダイオードDlの効果と
併せると、正、負いずれのサージ電圧に対してもラッチ
アップ耐量の大きな0MO8−ICが実現できることが
わかる。
(発明の効果) 本発明は、以上説明したようlこ0MO8−ICにおい
て、電源端子VDD−出力端子OUT間、あるいは出力
端子0UT−電源端子Vnn間に挿入したシ■ットキー
パリアダイオードの順方向電圧を小さく設定することに
ょシ、ラッチアップ現象の原因となる寄生バイポーラト
ランジスタの導通を防ぎ、ラッチアップ耐量の向上t−
実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の回路図、第2図は第1
図に示した回路を半導体基板に実現した0MO8−IC
の模式的断面図、第3図は第2図に示す0MO8−IC
における寄生素子による寄生回路の回路図、第4図は本
発明の第2の実施例の回路図、第5図は第4図に示した
回路を半導体基板に実現した0MO8−ICの模式断面
図、第6廓は第5図に示す0MO8−ICにおける寄生
素子による寄生回路の回路図、第7図は従来の0MO8
−ICの一例の回路図、第8図は第7図に示す回路を半
導体基板に実現したときに生ずるラッチアップ現象を説
明するための模式的断面図、@9図は第8図に示したC
MO5−ICにおける寄生素子が作る寄生回路の回路図
である。 1・・・・・・Nfi半導体基板、2・・・・−P−型
アイランド、3,4・・・・・・P+拡散層、5,6.
7・・・・・・N+拡散層、8 ・−−−−−P+拡散
層、9,10.ll・−−−−絶縁層、12〜19・・
・・・・電極、2o・・・・・・N−拡散層、DlpD
x・・・・・・シ1ットキーバリアダイオード。 IN・・・・・・入力端子、OUT・・・・・・出方端
子、Ql・・・・・・PチャンネルMO8トランジスタ
、Ql・・・・−・NチャンネルMOSトランジスタ、
Ql−Q4・・・・・・NPN )ランジスタ、Qs 
、Qs = ・” P N P )ランジスタ、R1#
 R2”” ””抵抗、Vnn e Vs s = =
 ’MEfil端子。 VDJ)  IN  Our           V
ss第2図 VDD    OUT 慢6図 VDD  IN  OUT

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. N型半導体領域内に形成されたPチャンネルMOSトラ
    ンジスタと、P型半導体領域内に形成されたNチャンネ
    ルMOSトランジスタにより構成された相補型MOS集
    積回路を含む半導体集積回路装置において、電源端子と
    出力端子との間にショットキーバリアダイオードを挿入
    したことを特徴とする半導体集積回路装置。
JP60009436A 1985-01-22 1985-01-22 半導体集積回路装置 Pending JPS61168953A (ja)

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JP60009436A JPS61168953A (ja) 1985-01-22 1985-01-22 半導体集積回路装置

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JPS61168953A true JPS61168953A (ja) 1986-07-30

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ID=11720264

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5639062A (en) * 1979-09-08 1981-04-14 Nippon Shinyaku Co Ltd Slufenamide derivative
JPS5998552A (ja) * 1982-11-03 1984-06-06 ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション 電界効果形トランジスタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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