DE4435204A1

DE4435204A1 - Eingangsschutzschaltung

Info

Publication number: DE4435204A1
Application number: DE4435204A
Authority: DE
Inventors: Shigehisa Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2014-10-01
Also published as: JPH07106555A; US5696398A; DE4435204C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Eingangsschutz schaltung für integrierte MOS-Halbleiterschaltungen.

Eine integrierte Halbleiterschaltung mit einem MOS-Transistor weist eine Eingangsschutzschaltung auf, die zwischen eine interne Schaltung und einen Eingangsanschluß eingefügt ist, um zu verhin dern, daß der Gateoxidfilm der internen Schaltung durch einen ex ternen Spannungsstoß elektrostatisch durchbrochen wird. Fig. 1 ist ein Schaltbild, das eine herkömmliche Eingangsschutzschaltung zeigt, die in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 58-58769 (1983) beschrieben ist. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Eingangsanschluß. Der Spannungsstoß, der an dem Eingangsan schluß 101 eingeht, wird an die komplementären MOS-Transistoren Q₁, Q₂ angelegt, die eine interne Schaltung bilden.

Ein Schutzwiderstand R ist zwischen dem Eingangsanschluß 101 und den MOS-Transistoren Q₁, Q₂ angeschlossen. Der Schutzwiderstand R ist aus einer polykristallinen Siliziumschicht gebildet, die durch einen Feldoxidfilm auf einem Halbleitersubstrat oder eine Diffusi onsschicht in dem Halbleitersubstrat oder andere Elemente bzw. Einrichtungen gelegt ist. Schutzdioden D₁, D₂, sind parallel an der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluß 101 und dem Wider stand R angeschlossen. Die Schutzdiode D₁ hat ihre Anode mit dem Eingangsanschluß 101 und ihre Kathode mit einer positiven Spannungsversorgung V_DD verbunden. Ebenso hat die Schutzdiode D₂ ihre Anode mit einer Masse bzw. Erde V_SS, welche eine negative Versorgungsspannung bereitstellt und ihre Kathode mit dem Eingangsanschluß 101 verbunden.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die Schutzdiode D₁ von Fig. 1 darstellt. Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht ent lang der Linie III-III von Fig. 2. Ein rechteckiges p- Diffusionsgebiet 103 von hoher Konzentration ist in der Draufsicht auf einem n-Halbleitersubstrat 102 gebildet. Ein p- Widerstandsgebiet 105 von hoher Konzentration ist in Kontakt mit dem p-Diffusionsgebiet 103 gebildet. Ein n-Diffusionsgebiet 104 von hoher Konzentration ist so gebildet, daß es einen PN-Übergang in Kontakt mit der Peripherie des p-Diffusionsgebietes 103 formt. Ein Isolierfilm 106 ist auf dem Halbleitersubstrat 102 gebildet, und eine Elektrode 107 ist derart gebildet, daß sie in das Kontaktloch, das auf dem p-Diffusionsgebiet 103 des Isolierfilms 106 gebildet ist, eingelassen ist. Die Schutzdiode D₂ ist ähnlich zu der Schutzdiode D₁ mit Ausnahme, daß das Halbleitersubstrat, die Diffusionsgebiete etc. vom umgekehrten Leitungstyp gebildet sind, und daher wird sie nicht mehr erklärt.

Die Schutzdioden D₁, D₂ dieser Struktur sind so ausgelegt, daß in dem Fall, in dem ein Spannungsstoß an den Eingangsanschluß 101 an gelegt wird, der Durchlaßbetrieb oder der Durchbruchsbetrieb der Schutzdioden D₁ oder D₂ bewirkt, daß ein Strom zur Spannungsver sorgung V_DD oder zur Masse V_SS fließt, wobei die Spannung, die an die MOS-Transistoren Q₁, Q₂ angelegt ist, reduziert wird. Im Er gebnis wird verhindert, daß der Gateoxidfilm der MOS-Transitoren Q₁ und Q₂, welche eine interne Schaltung bereitstellen, elektro statisch durchgebrochen wird.

In den letzten Jahren wurde es im Zusammenhang mit der zunehmenden Anzahl von Anschlußstiften und der Integration der MOS-integrier ten Halbleiterschaltungen schwieriger, eine ausreichende Fläche für eine Eingangsschutzschaltung bereitzustellen. Der elektrosta tische Durchbruch der Schutzdiode in einer Eingangsschutzschaltung wird hauptsächlich durch das Niederschmelzen von Silizium verur sacht, was von der Hitze resultiert, welche durch die Konzentra tion des Stromstoßes am PN-Übergang der Diffusionsgebiete erzeugt wird. In dem Fall, in dem die Diffusionsfläche der Schutzdiode klein ist, ist die Konzentration des Stromes in dem Diffusionsge biet so groß, daß die Eingangsschutzschaltung elektrostatisch durch einen vergleichsweise niedrigen Spannungsstoß durchbrochen wird. Es ist daher notwendig eine ausreichende Fläche der Diffusi onsgebiete sicherzustellen, wodurch infolge die Fläche für die Eingangsschutzschaltung zunimmt, und es dadurch unmöglich wird, die Siliziumfläche effektiv zu nutzen.

Eine Konfiguration der Eingangsschutzschaltung, die die oben ge nannten Probleme zu umgehen beabsichtigt, ist in den Japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 58-58769 (1983) und Nr. 62-71275 (1987) vorgeschlagen. In der in der Japanischen Patentoffenle gungsschrift Nr. 58-58769 (1983) vorgeschlagenen Eingangsschaltung ist ein Diffusionsgebiet, in dem der Stromstoß fließen kann, aus einem p-Diffusionsgebiet von hoher Konzentration und einem p-Dif fusionsgebiet von niedriger Konzentration, welches das p-Diffusi onsgebiet von hoher Konzentration einschließt, und einem p-Diffu sionsgebiet von hoher Konzentration, das das p-Diffusionsgebiet von niedriger Konzentration einschließt, gebildet. Diese Diffusi onsgebiete weisen einen großen Schichtwiderstand des p-Diffusions gebietes auf, wodurch die elektrostatische Durchbruchspannung des Diffusionsgebietes erhöht wird. Somit wird die elektrostatische Durchbruchspannung im selben Grad wie beim Stand der Technik ver bessert. Die Herstellung dieser Eingangsschutzschaltung erfordert jedoch eine Vielzahl von Musterungs- bzw. Strukturierungsprozessen zum Bilden der Diffusionsgebiete, und wirft daher das Problem ei nes erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwandes auf.

Andererseits weist die Eingangsschutzschaltung, die in der Japani schen Patentoffenlegungsschrift Nr. 62-71275 (1987) vorgeschlagen ist, eine Mehrzahl von Widerstandselementen, Schutzdioden und Schutz-MOS-Transistoren auf. Gemäß diesem Vorschlag ist das Diffu sionsgebiet für die Schutzdiode tiefer gebildet als das Source- Drain-Gebiet der internen Schaltung, um den Übergangsdurchbruch in dem Diffusionsgebiet der Schutzdiode zu verhindern. Als Folge da von, kann die Gatespannung, die an die interne Schaltung angelegt wird, verringert werden, ohne die Schutzdioden durchzubrechen, wo durch verhindert wird, daß der Gateoxidfilm der internen Schaltung elektrostatisch durchgebrochen wird. Es bleibt jedoch das Problem, daß der Herstellungsprozeß zum Formen eines tiefen Diffusionsge bietes der Schutzdiode eine beträchtliche Arbeit und Zeit ver braucht.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Eingangsschutzschaltung bereit zustellen, die leicht hergestellt werden kann und die eine hohe elektrostatische Durchbruchspannung ohne eine vergrößerte Fläche aufweist.

Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird eine Eingangsschutz schaltung bereitgestellt mit einer ersten Gleichrichtereinrich tung, die eine Halbleiterschicht eines Leitfähigkeitstyps umfaßt, die mit einer Spannungsversorgung einer Polarität verbunden ist, und die einen PN-Übergang mit der Peripherie eines ersten Diffusionsgebietes aufweist, einer zweiten Gleichrichtereinrichtung, die eine Halbleiterschicht des anderen Leitfähigkeitstyps aufweist, die mit einer Spannungsversorgung der anderen Polarität verbunden ist, und die einen PN-Übergang mit der Peripherie eines zweiten Diffusionsgebietes aufweist und mit einer Verdrahtung, die quer über die ersten und zweiten Diffusionsgebiete gebildet ist. Die ersten und zweiten Diffusionsgebiete weisen eine polygonische bzw. vieleckige Gestalt auf, wobei eine Breite orthogonal zu der Richtung der Verdrahtung größer ist als die Länge in der Richtung der Verdrahtung auf den Diffusionsgebieten, wo der Strom, der von dem Eingangsanschluß geliefert wird, fließt. Der Kontakt zwischen der Verdrahtung und den ersten und zweiten Diffusionsgebieten weist eine größere Breite auf, als die Breite der Verdrahtung, die nicht mit den Diffusionsgebieten verbunden ist. Ferner sind die Enden entlang der Breite des Kontaktes equidistant von dem Zentrum entlang der Breite der Verdrahtung, die nicht mit dem Kontakt gebildet ist, entfernt.

Entsprechend eines anderen Aspekts der Erfindung wird eine Ein gangsschutzschaltung bereitgestellt, die die Eigenschaft aufweist, daß die Diffusionsgebiete rechteckig sind und daß das Verhältnis zwischen den langen und den kurzen Seiten des Rechtecks zwischen 5/1 und 15/1 ist.

Entsprechend eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Ein gangsschutzschaltung bereitgestellt, in der ein isolierender Ab schnitt zwischen die ersten und zweiten Gleichrichtereinrichtungen und die Verdrahtung eingefügt ist.

Als Folge der oben genannten Eigenschaften wird in dem Fall, in dem ein Stromstoß vom Eingangsanschluß geliefert wird, der Stromstoß, der in die Gleichrichtereinrichtungen geeilt ist, entlang der Breite der Diffusionsgebiete geteilt und daher wird die Stromkonzentration, die sonst am Eingangs-PN-Übergang der Gleichrichtereinrichtungen auftreten könnte, entspannt bzw. reduziert. Auch im Hinblick auf die Tatsache, daß die Breite des Kontaktes, der auf den Diffusionsgebieten gebildet ist, größer als die Breite der Verdrahtung ist, welche den Stromstoß hindurchläßt, wird die Stromkonzentration bzw. die Stromverdichtung zwischen den Diffusionsgebieten mit der Verdrahtung dazwischen ausgeglichen. Daher wird kein Strom an den Kontaktenden, die leicht einem Stromstoß erliegen, konzentriert bzw. verdichtet, wobei die elektrostatische Durchbruchspannung verbessert wird. In dem Fall, in dem ein Stromstoß durch die Verdrahtung fließt, wird eine höhere elektrostatische Durchbruchspannung erhalten, wobei die Fläche der Diffusionsgebiete im wesentlichen unverändert ist. Ferner wird eine ausreichende elektrostatische Durchbruchsspannung mit einer kleinen Fläche der Diffusionsgebiete erzielt.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.

Von den Figuren zeigt

Fig. 1 Ein Schaltbild, das eine herkömmliche Eingangs schutzschaltung zeigt;

Fig. 2 Eine Draufsicht, die schematisch eine herkömmliche Schutzdiode D₁ zeigt;

Fig. 3 Eine schematische Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 Ein Schaltbild, welches eine Eingangsschutzschaltung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 5 Eine Draufsicht, die schematisch eine Schutzdiode entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 6 Eine schematische Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 5; und

Fig. 7 Eine Schnittansicht, die schematisch eine Schutzdi ode in einem Herstellungsprozeß entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Im nachfolgenden wird die Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, die die Ausführungsformen derselben zei gen, erklärt.

Ein Schaltbild einer Eingangsschutzschaltung entsprechend der Er findung ist in Fig. 4 gezeigt. Das Bezugszeichen 111 bezeichnet einen Eingangsanschluß. Ein Spannungsstoß, der an dem Eingangsan schluß 111 ankommt, wird an eine interne Schaltung 112 angelegt. In der Verbindung zwischen dem Eingangsanschluß 111 und der inter nen Schaltung 112 sind eine Schutzdiode 113 und eine Schutzdiode 114, die jeweils erste und zweite Gleichrichtereinrichtung bilden, parallel zueinander geschaltet. Die Schutzdiode 114 hat ihre Anode mit dem Eingangsanschluß 111 und ihre Kathode mit einer positiven Spannungsversorgung V_CC verbunden. Die Schutzdiode 113 hat ihre Anode mit einer Masse bzw. Erde V_SS, welche eine negative Span nungsversorgung bildet, und ihre Kathode mit dem Eingangsanschluß 111 verbunden.

Eine schematische Draufsicht der Schutzdioden 113, 114 von Fig. 4 ist in Fig. 5 gezeigt. Eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI von Fig. 5 ist in Fig. 6 veranschaulicht. Eine p-Leitungswanne 116 und eine n-Leitungswanne 118 sind aneinander angrenzend gebildet. Ein n-Diffusionsgebiet 117 von hoher Konzentration ist durch Do tieren mit Phosphor im wesentlichen im zentralen Abschnitt der p- Leitungswanne 116 gebildet und ein p-Diffusionsgebiet 119 mit ho her Konzentration ist durch Dotieren mit Bor in im Wesentlichen dem zentralen Abschnitt der n-Leitungswanne 118 gebildet. Das n- Diffusionsgebiet 117 und das p-Diffusionsgebiet 119 zeigen jeweils in der Draufsicht eine rechteckige Form. Bei diesen Rechtecken sind deren Seiten, die parallel zu der Grenze zwischen den p-Lei tungswannen 116 und den n-Leitungswannen 118 sind, länger als die Länge entlang der Richtung senkrecht zu der Grenze. Das Verhältnis zwischen langen und kurzen Seiten eines jeden Diffusionsgebietes ist vorzugsweise ungefähr zwischen 5 : 1 und 15 : 1. In dem Fall, in dem die lange Seite extrem lang eingestellt ist, ist es für den Stromstoß schwierig entlang der langen Seite zu propagieren, wie später beschrieben wird.

Ein Isolierfilm 122 ist auf der Oberfläche der Halbleiterdiffusi onsschicht gebildet, die wie oben beschrieben aufgebaut ist. Der Isolierfilm 122 weist eine darauf gebildete Aluminiumverdrahtung 115 auf bis zu der Position, die die interne Schaltung 112 von dem Eingangsanschluß 111 durch die Oberflächen der Leitungswanne 116, des n-Diffusionsgebietes 117, der Leitungswanne 118 und des p-Dif fusionsgebietes 119 erreicht. Die Aluminiumverdrahtung 115 ist so gebildet, daß sie die Stelle, die das Zentrum bzw. den Mittelpunkt auf dem n-Diffusionsgebiet 117 kreuzt und die Stelle, die den Mit telpunkt auf dem p-Diffusionsgebiet 119 kreuzt, miteinander ver bindet. Die Breite der Aluminiumverdrahtung 115 auf dem n-Diffusi onsgebiet 117 und dem p-Diffusionsgebiet 119, d. h. die Länge ent lang der Längsrichtung der jeweiligen Diffusionsgebiete ist länger als die Breite der Aluminiumverdrahtung 115, die auf der Leitungs wanne 116 und der Leitungswanne 118 gebildet ist.

Der Isolierfilm 122 auf dem n-Diffusionsgebiet 117 und dem p-Dif fusionsgebiet 119 weist Kontaktlöcher auf, so daß das n-Diffusi onsgebiet 117 und das p-Diffusionsgebiet 119 mit der Aluminiumver drahtung 115 jeweils durch Kontakte 120, 120 verbunden sind. Die Kontakte 120, 120 sind in der Gestalt des n-Diffusionsgebietes 117 und des p-Diffusionsgebietes 119 gebildet und jeweils um ungefähr 2 µm verkleinert. Dies ist der Fall um den Effekt der Hitze zu ver meiden, die in den PN-Übergängen der Schutzdioden 113, 114 erzeugt wird. Der Verkleinerungsfaktor für die kurzen Seiten der Kontakte 120, 120 ist vorzugsweise größer als der für die langen Seiten derselben, wodurch die Konzentration bzw. die Verdichtung des Stromstoßes entlang der kurzen Seiten verringert wird. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Kontaktenden, d. h. die Längsenden bzw. die longitudinalen Enden der Kontakte 120, 120 equidistant von dem Mittelpunkt der Aluminiumverdrahtung 115 und außerhalb der Kanten bzw. Ränder der Breite der Aluminiumverdrahtung 115 angeordnet sind, wird kein Strom an den Kontaktenden, die leicht dem Stromstoß erliegen, konzentriert bzw. angehäuft.

Eine Masse bzw. Erde V_SS ist in gegenüberliegender bzw. entgegengesetzter Beziehung mit und auf den Seiten der Aluminiumverdrahtung 115 auf dem Isolierfilm 122, der auf der Oberfläche der Leitungswanne 116 gebildet ist, gebildet. Eine Spannungsversorgung V_CC ist auf dieselbe Weise auf dem Isolierfilm 122, der auf der Oberfläche der Leitungswanne 118 gebildet ist, gebildet. Kontaktlöcher sind in dem Isolierfilm 122 gebildet, so daß die Masse V_SS und die Spannungsversorgung V_CC mit der Leitungswanne 116 und der Leitungswanne 118 durch die Kontakte 121, 121 verbunden sind.

Der Prozeß zur Herstellung der Schutzdioden 113, 114, die die oben beschriebene Struktur aufweisen, wird nun erklärt. Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die schematisch die Schutzdioden 113, 114 von Fig. 6 in dem Herstellungsprozeß zeigt. Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, werden die p-Leitungswanne 116 und die n-Leitungswanne 118 aneinandergrenzend gebildet. Ein Isolierfilm wird auf den Lei tungswannen 116, 118 abgeschieden bzw. abgelegt und eine Maske 110 wird durch Mustern des Isolierfilms gebildet. Die p-Leitungswanne 116 wird mit Phosphor dotiert und die n-Leitungswanne 118 mit Bor, um dabei jeweils das n-Diffusionsgebiet 117 und das p-Diffusions gebiet 119 zu bilden.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird die Maske 110 entfernt und der Isolierfilm 122 wird auf den Leitungswannen 116, 118 abgeschieden bzw. aufgebracht. Kontaktlöcher werden dann auf den Leitungswannen 116, 118, dem n-Diffusionsgebiet 117 und dem p-Diffusionsgebiet 119 des Isolierfilms 122 gebildet. Kontakte 120, 120 werden ge bildet zum Verbinden der Aluminiumverdrahtung mit sowohl dem n- Diffusionsgebiet 117 als auch dem p-Diffusionsgebiet 119. Kontakte 121, 121 werden gebildet zum Verbinden der Masse V_SS und der Span nungsversorgung V_CC jeweils mit den Leitungswannen 116 und 118.

Mit den somit hergestellten Schutzdioden 113, 114, fließt ein Spannungsstoß, der an den Eingangsanschluß 111 angelegt wird durch die Aluminiumverdrahtung 115 und wird der internen Schaltung 112 durch die Leitungswanne 116, das n-Diffusionsgebiet 117, die Leitungswanne 118 und das p-Diffusionsgebiet 119 zugeführt. In dem Fall, in dem die angelegte Spannung ein übermäßiger positiver Spannungsstoß ist, und die Durchbruchspannung der Schutzdiode 113 übersteigt, bricht die Schutzdiode 113 durch, womit der Strom entlang der Grenze zwischen dem n-Diffusionsgebiet 117 und dem Isolierfilm 122 gegen den PN-Übergang zwischen der p-Leitungswanne 116 und dem n-Diffusionsgebiet 117 fließen kann, wo er letztlich die Masse V_SS erreicht. Die Schutzdiode 114 schaltet andererseits in Durchlaßrichtung durch, wenn der übermäßige positive Spannungsstoß höher als die Quellspannung V_CC ist. Im Ergebnis propagiert der Strom entlang der Grenze zwischen dem p- Diffusionsgebiet 119 und dem Isolierfilm 122 gegen den PN-Übergang zwischen der n-Leitungswanne 118 und dem p-Diffusionsgebiet 119, wo er letztlich die Spannungsversorgung V_CC erreicht.

In dem Fall, in dem die angelegte Spannung ein übermäßiger negati ver Spannungstoß ist, schaltet im Gegensatz zu oben die Schutzdi ode 113 in der Durchlaßrichtung bzw. Vorwärtsrichtung durch und bewirkt, daß der Strom von der Masse V_SS zu der internen Schaltung 112 fließt, während die Schutzdiode 114 durchbricht und bewirkt, daß Strom von V_CC zu der internen Schaltung 112 fließt.

Auf diese Weise eilt der Strom, der durch die Aluminiumverdrahtung 115 auf Anlegen eines Stromstoßes hin fließt, gegen den PN- Übergang der Diffusionsgebiete von den Kontakten 120, 120. In dem Prozeß ist, da die Diffusionsbereiche in der Draufsicht ein Reckteck sind, das länger in der Richtung, die orthogonal zu der Aluminiumverdrahtung 115 ist, die Stromdichte an dem PN-Übergang, in den der Stromstoß geeilt ist, verringert, wodurch die Konzentration des Stromstoßes erniedrigt wird. Gleichfalls sind die Enden der Kontakte zwischen der Aluminiumverdrahtung 115 und jedem Diffusionsgebiet equidistant von dem Verdrahtungszentrum bzw. Mittelpunkt und außerhalb der Kanten bzw. Ränder der Breite der Aluminiumverdrahtung 115 angeordnet. Daher wird der Strom nicht verdichtet bzw. konzentriert, was zu einer hohen Festigkeit gegenüber elektrostatischem Durchbruch führt. All diese Tatsachen tragen zu einer verbesserten elektrostatischen Durchbruchspannung der Schutzdioden 113, 114 bei.

Eine Eingangsschutzschaltung mit den oben beschriebenen Schutzdi oden 113, 114 weist ein Diffusionsgebiet mit einer Fläche von 1000 µm² auf und eine elektrostatische Durchbruchspannung von mehr als 450 V in einem Überspannungstest von 200 pF und 0 Ω, welches ausreichende Werte für praktische Anwendungen sind. Wenn man be denkt, daß eine Diffusionsfläche von 2500 m² bis 3500 µm² für die herkömmlichen Schutzdioden zum Sicherstellen einer ausreichenden Durchbruchspannung erforderlich ist, ist ersichtlich, daß eine elektrostatische Durchbruchspannung derselben Größe wie in den herkömmlichen Dioden mit einer sehr kleinen Fläche erhalten werden kann. Gleichermaßen war die elektrostatische Durchbruchspannung geringer als die Hälfte, wenn die Breite der Kontakte kleiner ist als die der Aluminiumverdrahtung, wobei die langen und kurzen Sei ten der Diffusionsgebiete in einer Anordnung ähnlich der vorherge nannten Ausführungsform umgekehrt sind. Wie es ersichtlich ist, kann eine wie oben beschriebene Eingangsschutzschaltung eine aus reichende elektrostatische Durchbruchspannung mit einer kleinen Fläche sicherstellen. Die Spannung, die an die interne Schaltung 112 angelegt wird, kann somit verringert werden, ohne den elektro statischen Durchbruch der Eingangsschutzschaltung zu bewirken, wo durch der elektrostatische Durchbruch der internen Schaltung 112 verhindert wird.

Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ist ein Kontakt zum Ver binden der Verdrahtung und des Diffusionsgebietes gebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Fälle beschränkt. Eine Mehr zahl von Kontakten, die eine ähnliche Form bilden, können mit gleicher Wirkung gebildet werden. Gleichfalls kann entweder ein oder eine Mehrzahl von Kontakten mit gleicher Wirkung gebildet werden zum Verbinden der Diffusionsschicht bzw. der Halbleiterschicht durch einen PN-Übergang mit den Diffusionsgebieten und der Spannungsversorgung V_CC oder der Masse V_SS in solch einer Weise, daß sie die Diffusionsgebiete umgeben. Ferner kann die Verdrahtung in direktem Kontakt auf den Diffusionsgebieten ohne irgendeinen Isolierfilm dazwischen gebil det werden.

Zusätzlich können anders als in der vorhergehenden Beschreibung der Ausführungsformen, die sich auf rechteckige Diffusionsgebiete beziehen, polygonische bzw. vieleckige Diffusionsgebiete verwendet werden, wobei diese dieselbe Wirkung zeigen.

Außerdem ist, abgesehen von der Struktur, in der die ersten und zweiten Gleichrichtereinrichtungen aneinander angrenzen gemäß den oben genannten Ausführungsformen, die Erfindung nicht auf eine solche Struktur beschränkt, sondern es kann irgendeine Struktur, in der die zwei Gleichrichtereinrichtungen durch eine geeignete Länge voneinander entfernt sind, aufgenommen bzw. verwendet werden.

Zusätzlich ist, obwohl die vorhergenannten Ausführungsformen den Fall betreffen, bei dem nur eine Schutzdiode für eine Eingangs schutzschaltung verwendet wird, die Erfindung nicht auf solch einen Fall beschränkt, sondern es kann z. B. ein Widerstand zwi schen einem Eingangsanschluß und einer internen Schaltung geschal tet sein.

Anstatt des Bildens der Verdrahtung entlang der Richtung parallel zu der Ausrichtung der ersten und zweiten Diffusionsgebiete ent sprechend der oben genannten Ausführungsformen kann die Erfindung alternativ auch so verwirklicht sein, daß die Verdrahtung entlang der Richtung orthogonal zu der Ausrichtung der Diffusionsgebiete gebildet ist.

Gemäß der vorhergehenden Beschreibung kann die Eingangsschutz schaltung entsprechend der Erfindung, in der Diffusionsgebiete von unterschiedlichen Leitungstypen, die ein Paar von Gleichrichter einrichtungen aufweisen, mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluß und der internen Schaltung verbunden sind, leicht hergestellt werden. Ferner haben die Diffusionsgebiete in der Draufsicht eine polygonische Form, die breiter ist senkrecht zu der Richtung des Stromflusses in der Verdrahtung, die quer über die Diffusionsgebiete gebildet ist. Gleichermaßen ist die Breite der Kontakte größer als die Breite der Verdrahtung mit Ausnahme für die Bereiche, die die Kontakte aufweisen, und die Enden ent lang der Breite der Kontakte befinden sich in gleichem Abstand von der Verdrahtung. Im Ergebnis wird die Stromkonzentration an dem PN-Übergang erniedrigt, was zu den verschiedenen Vorteilen ein schließlich einer verbesserten elektrostatischen Durchbruchspan nung ohne erhöhte Fläche führt.

Claims

1. Eingangsschutzschaltung, die eine interne Schaltung vor elek trostatischem Durchbruch schützt, mit
einem Eingangsanschluß (111), der Strom an die interne Schaltung (112) liefert;
einer ersten Gleichrichtereinrichtung (113), gebildet aus einer Halbleiterschicht (116) eines ersten Leitungstyps, die mit einer Spannungsversorgung (V_SS) einer Polarität verbunden ist und die einen PN-Übergang mit der Peripherie eines ersten Dotierungs gebietes (117) aufweist;
einer zweiten Gleichrichtereinrichtung (114), gebildet aus einer Halbleiterschicht (118) des anderen Leitungstyps, die mit einer Spannungsversorgung (V_CC) der anderen Polarität verbunden ist und die einen PN-Übergang mit der Peripherie eines zweiten Diffusionsgebietes (119) aufweist;
einer Verdrahtung (115), die so ausgebildet ist, daß sie über den ersten und zweiten Diffusionsgebieten (117, 119) kreuzt, zum Ver binden der ersten und zweiten Gleichrichtereinrichtung (113, 114) mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluß (111) und der internen Schaltung (112); und
Kontakten (120, 120) die auf den ersten und zweiten Diffusionsge bieten (117, 119) gebildet sind, zum Bringen der ersten und zwei ten Diffusionsgebiete (117, 119) jeweils in Kontakt mit der Ver drahtung (115),
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Diffusionsge biete (117, 119) in der Draufsicht eine vieleckige Gestalt aufweisen mit einer Länge, die länger entlang der Breite orthogonal zu als entlang der Richtung des Stromflusses ist, der von dem Eingangsanschluß (111) durch die Verdrahtung (115) zugeführt wird, und daß die Breite der Kontakte (120, 120) länger als die Breite der Verdrahtung (115), die auf den Halbleiterschichten (116, 118) des einen und des anderen Leitungstyps gebildet ist, ist.

2. Eingangsschutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Diffusionsge biete (117, 119) jeweils eine reckteckige Gestalt aufweisen.

3. Eingangsschutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Diffusionsge biete (117, 119) Längen der langen und kurzen Seiten derselben mit einem Verhältnis, das zwischen 5/1 und 15/1 liegt, aufweisen.

4. Eingangsschutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen isolierenden Abschnitt (122), der zwi schen die ersten und zweiten Gleichrichtereinrichtungen (113, 114) und die Verdrahtung (115) eingefügt ist.

5. Eingangsschutzschaltung, die eine interne Schaltung vor elek trostatischem Durchbruch schützt, mit
einem Eingangsanschluß (111), der der internen Schaltung (112) Strom liefert;
einer ersten Gleichrichtereinrichtung (113), gebildet aus einer Halbleiterschicht (116) eines Leitungstyps, die mit einer Ver sorgungsspannung (V_SS) einer Polarität verbunden ist und die einen PN-Übergang mit der Peripherie eines ersten Diffusionsgebietes (117) aufweist;
einer zweiten Gleichrichtereinrichtung (114), gebildet aus einer Halbleiterschicht (118) des anderen Leitungstyps, die mit einer Spannungsversorgung (V_CC) der anderen Polarität verbunden ist und die einen PN-Übergang mit der Peripherie eines zweiten Diffusionsgebietes (119) aufweist;
einer Verdrahtung (115), die quer über den Oberflächen der ersten und zweiten Diffusionsgebiete (117, 119) gebildet ist, zum Verbinden der ersten und zweiten Gleichrichtereinrichtungen (113, 114) mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eingangsanschluß (111) und der internen Schaltung (112); und
Kontakten (120, 120), die auf den ersten und zweiten Diffusionsge bieten (117, 119) gebildet sind, zum Bringen der ersten und zwei ten Diffusionsgebiete (117, 119) jeweils in Kontakt mit der Ver drahtung (115),
dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Diffusionsge biete (117, 119) in der Draufsicht eine vieleckige Form aufweisen mit einer Länge, die länger entlang der Breite orthogonal zu als entlang der Richtung des Stromflusses, der von dem Eingangsan schluß (111) durch die Verdrahtung (115) geliefert wird, ist, und
daß die Breite der Kontakte (120, 120) länger als die Breite der Ver drahtung (115) ist, die auf den Halbleiterschichten (116, 118) des einen und des anderen Leitungstyps gebildet ist, und die Ränder der Breite der Kontakte sich equidistant entfernt von dem Mittel punkt entlang der Breite der Verdrahtung (115) befinden.

6. Eingangsschutzschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Diffusionsbe reiche (117, 119) jeweils rechteckige Form aufweisen.

7. Eingangsschutzschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Diffusionsbe reiche (117, 119) Längen der langen und kurzen Seiten derselben mit einem Verhältnis, das zwischen 5/1 und 15/1 liegt, aufweisen.

8. Eingangsschutzschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen isolierenden Abschnitt (122), der zwi schen die Verdrahtung (115) und die ersten und zweiten Gleichrich tereinrichtungen (113, 114) eingefügt ist.