JPS6273760A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6273760A
JPS6273760A JP60213811A JP21381185A JPS6273760A JP S6273760 A JPS6273760 A JP S6273760A JP 60213811 A JP60213811 A JP 60213811A JP 21381185 A JP21381185 A JP 21381185A JP S6273760 A JPS6273760 A JP S6273760A
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JP
Japan
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conductivity type
current
substrate
well
guard ring
Prior art date
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Pending
Application number
JP60213811A
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English (en)
Inventor
Yoichiro Niitsu
新津 陽一郎
Koichi Kanzaki
神崎 晃一
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
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP60213811A priority Critical patent/JPS6273760A/ja
Publication of JPS6273760A publication Critical patent/JPS6273760A/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

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置に関し、待にバルク(E M O8
のラッチアップ現象の防止に関するしので、特に出カバ
ツー7アー回路に利用するのに好適な半導体装置に関す
る。
〔発明の技術的行頭および背曜技術の問題点]この種の
0MO8にはしばしばガードリングが設(プられる。ガ
ートリングとはFETの周囲を取巻くように形成される
拡散領域で、FET本来の動作には関与せず、外来ノイ
ズ電流をシンクし、そのノイズ電流がFETの拡散層と
該FETが置かれた基体の間の接合をフォワードバイア
スしないようにMることを目的と覆る。従来のガードリ
ングの構成例を第5図J5よび第6図に示7゜ガードリ
ング拡散層2,5にはそれぞ第1が置かれた基体(ウェ
ル1又は基板S)と同一の導電型(それぞれN、P)で
ある。
出力端子Vou tに電源電圧VDDよりも大きな電圧
が印+Jl]されて、P型FETの拡散層がフォワ−ド
バイアスされ、ノイズ電流が注入されたとき、ガードリ
ンク2は次のように働く。まず注入されたホールの大部
分はP型基板St、:流れ込むが、一方−・部がN−ウ
ェル1を通ってN型ガードリング2からの電子と再結合
するベース電流となる。P型阜仮Sに流れ込んだホール
はP型ガートリング5を介して接地電位に流れるものと
、N!Sl!F[丁の下を通って接地電位コンタクl〜
から流れるものとに分かれる。もし、P型ガー1〜リン
グ5がなければ基板Sへ流れこんだホールがすべてN型
FETの下を通り、N型FET直下の基板電位を押し上
げる事になる。P型ガートリング5はこれを防ぎランチ
アップ耐量の向上に寄与づ゛る。ウェル1側のガートリ
ング2からシンクされる電流は、P型FETの拡散層を
エミッターとし、P型基板Sをコレクタへと1−る縦型
寄生バイポーラトランジスタの増+l>率により決定さ
れ、P型基板Sへ流れる電流づなわらコレクタ電流に対
するウェルガートリングか4流れでる電流すなわちベー
ス電流の比は通常1/10〜1/100と小さい。そこ
で基体とは異導電型のガードリングが作られることがあ
る。
そのようなガードリングの構成例を第7図および第8図
に示す。この場合N−ウェル1内のP型拡散層を用いた
ガードリング8は接地電位に、基板S上のN型拡散層を
用いたガードリング10はVDDlf位にバイアスされ
る。この場合出力端子がVDDJ:りも大きくなってノ
イズ電流が注入されると注入されたノイズ電流は多くが
つエル1のガードリング8をコレクターとして接地電位
へ流れることが期待される。しかしこのガードリングの
構成ではPM基板をコレクタとして基板へ流れこんだホ
ールは基板S側のN型ガードリングからシンクされずリ
ベてが基板Sの接地電位コンタクトかう接地電位へ流れ
るため、期待されたほど効宋的ではない。基板Sのガー
ドリング10はリバースバイアスされているため基板S
中の多数キせリアーとなるホールは基板ガードリング1
0から出ていt)ない。しかも、ウェルガードリング8
のP 32F[丁からの距離が、N−ウェル1の接合深
2!、x程度以」ニである時には(このような事はほと
んどの実際のパターンであり11する)中線にとえてち
y、1扱Sをコレクターとする奇生バイポーラの方がガ
ードリングをコレクターとする奇生バイポーラよりもエ
ミッター到達率が高いからつ■ルガードリングからシン
クされるノイズ電流(よあより人きくなIうない。その
ため現在は第7図、第8図の構成よりもむしろ第5図、
第6図の構成の方が用いられている。
〔発明の目的〕
本発明の目的はガードリングによるシンク電流を増大さ
せることにある。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置は、基板又はウェルの表面に、前記
基板又は前記ウェルとは逆の導電型の拡散層と、前記4
板又は前記拡散層と同じ導電型の拡散層とが互いに接づ
るようにかつ前記逆の導電型の拡散層が前記同一の導電
型の拡散層よりも前記基板又は前記ウェルに形成された
FETに近いように形成され、かつ前記互いに接づ−る
ように形成され前記逆および同一の導電型の拡散層の双
方の表面に接して両者を互いに接続する金属層が形成さ
れ、該金属層に前記単板又は前記つエルと同電位が印加
されることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
第1図および第2図は本発明の一実施例を示したもので
ある。
図示のように本発明のガードリングは、互いに異なる導
電型の拡散層が互いに接するように設iノられている。
そして、ウェル1のガードリングはウェル1とは逆の導
電型の拡散層12がウェル1と同一の導電型の拡散層1
3J:りも、ウェル1内に形成されたFETに近いよう
に形成されている。
一方、基板Sのガードリングは、基板Sとは逆の導電型
の拡散層14が基板Sと同一の導電型の拡散層15より
も基板S内に形成されたF E Tに近いように形成さ
れている。
また、図示の実施例では、それぞれウェル1又は基板S
と逆の導電型の拡散層12J3よび14は同一の導電型
の拡散層13および15よりム表面面積が小さい。
またガードリングを構成する、互いに接するように形成
された互いに異なる導電型の拡散層12J3よび13又
は14および15の双方に接して両者を電気的に接続す
る金属層16.17が設けられている。これら金属層1
6および17は図示の例ではそれぞれガードリングに)
0つで不連続に形成されているが、速続に形成−するこ
ととして1J、1:い。金属層1Gおよび17にはそれ
ぞれつ1ル1および基板Sと同電位VDDJ9よびVS
Sが印加される。
第3図はガードリング近傍のキャリアーのふるまいを概
略的に示したものである。但し、ガードリングが完全に
70−ティングの状態にあるものと仮定している。実際
にはガードリング拡散層はVDDにつながってJ′3す
Dのようなウェル中を流れる電子電流はほとんどないが
、最悪の場合を仮定している。電流Δは1〕一基板Sを
]レクタと4る奇生バイポーラのコレクタ電流であり、
名流Cはガードリングの拡散層12をコレクタと丈る寄
生バイポーラのコレクタ電流、電流Bは電流AおよびC
に付随づるベース電流である。電流りは電流Cが拡散層
12および13の接合面又は金属層16で再結合するた
めに流れる電子電流である。
このようにガードリングがフローティングの状態となっ
てもN−ウェル1−N拡散層13−金属体16−P拡散
層12を通じて流れる電流によりコレクタとなるガード
リングのP拡散層12はほとんどVDDに等しいので、
電流Cは減少1゛ることはない。即ちP−基基板へぬ【
ブてN型FET直下の電位上背をもたらすN−ウェル1
中の少数キャリアをシンクして多数キャリアーとし、P
Ei板Sへ流れ出ないようにしている。
第4図は表面金属体16がVDD電位に直接配線をもっ
て接続されている場合のキャリアーのふるまいを示した
ものである。この場合、ベース電流の一部がガードリン
グのN型拡散層13から供給されるが、その他の点では
第3図で説明したのと同様である。
以上基板SがP型である場合において説明したが、基板
SがN型の場合も同様であるので訂しい説明は省略する
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、ガードリングによるシン
ク電流を増大させることができる。従って出力バッファ
ー等におけるラッチアップ耐用を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の半導体装置を示す平面図、第
2図は第1図の装置の概N断面図、第3図および第4図
は第1図および第2図はガードリングの周囲におけるキ
ャリアのふるまいを示す図、第5図乃至第8図は従来の
半導体装置の平面図43よび断面図である。 S・・・基板、1・・・N−ウェル、3・・・P型F 
rE Tのソース・ドレイン、4・・・P型FETのゲ
ー1−16・・・N型FETのソース・ドレイン、7・
・・N型FETのゲート、12・・・N−ウェルガード
リングのP+拡散層、13・・・N−ウェルガードリン
グのN+−拡散層、′14・・・基板ガードリングのN
+拡rl1層、15・・・基板ガードリングのPl−拡
散層、16.17・・・金属層。 出願人代理人  Fi   藤  −却第1図 A 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1の導電型の基板に、前記第1の導電型とは逆の
    導電型のウェルを所定の深さで形成し、前記第1の導電
    型の基板表面と前記第2の導電型のウェルの表面に、そ
    れぞれ基板およびウェルとは逆の導電型のチャンネルを
    有する相補正型FETを形成して成る半導体装置におい
    て、 前記基板又は前記ウェルの表面に、前記基板又は前記ウ
    ェルとは逆の導電型の拡散層と、前記基板又は前記拡散
    層と同じ導電型の拡散層とが互いに接するようにかつ前
    記逆の導電型の拡散層が前記同一の導電型の拡散層より
    も前記基板又は前記ウェルに形成されたFETに近いよ
    うに形成され、かつ前記互いに接するように形成され前
    記逆および同一の導電型の拡散層の双方の表面に接して
    両者を互いに接続する金属層が形成され、該金属層に前
    記基板又は前記ウェルと同電位が印加されることを特徴
    とする半導体装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、互いに
    接した前記逆および同一の導電型の拡散層は、前記第1
    の導電型のFETの拡散層と前記第2の導電型の拡散層
    との間に形成されるSCRのターンオンしたときの電流
    パス上に配置されていることを特徴とする装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の装置にお いて、前記逆の導電型の拡散層は前記同一の導電型の拡
    散層よりも表面面積が小さいことを特徴とする半導体装
    置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0258871A (ja) * 1988-07-23 1990-02-28 Samsung Electron Co Ltd ボーダーレスマスタスライス半導体装置
JPH0241456U (ja) * 1988-09-09 1990-03-22
US6399991B1 (en) 1999-11-19 2002-06-04 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit
JP2005277344A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置
JP2008205055A (ja) * 2007-02-17 2008-09-04 Seiko Instruments Inc 半導体装置
JP2016225541A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社東海理化電機製作所 半導体集積回路

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