JP2003100877A - Input protection circuit - Google Patents

Input protection circuit

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JP2003100877A
JP2003100877A JP2001288810A JP2001288810A JP2003100877A JP 2003100877 A JP2003100877 A JP 2003100877A JP 2001288810 A JP2001288810 A JP 2001288810A JP 2001288810 A JP2001288810 A JP 2001288810A JP 2003100877 A JP2003100877 A JP 2003100877A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input protection circuit which exhibits a high ESD (electrostatic discharge) withstand voltage and by which signals in a broad level range can be inputted. SOLUTION: An n-type well region 12 is formed on the surface of a substrate 10. A p-channel MOS transistor FT11 is formed in the region 12, and an n- channel MOS transistor FT12 is formed on the surface of the substrate 10. The FT12 may be formed in a p-type well region 36. The source of the FT11 and the gate of the FT12 are connected to an input terminal IN and the drain of the FT11 to the drain of the FT12 and the source of the FT12 and the substrate 10 to a ground Vss. In response to the + ESD input to the input terminal IN, the FT11 and the FT12 are brought into conduction. A lateral bipolar transistor BP13 may be formed with the source of the FT12 as an emitter, and the collector of the BP13 may be connected to the drain of the FT12 . The n-channel MOS transistor FT13 may be used as the BP13 .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、MOS型LSI
等の集積回路装置の入力部をESD(静電放電)等によ
る破壊から保護する入力保護回路に関するものである。
この明細書において、「ESD入力」なる用語は、「静
電気等によるサージ電圧入力」を意味するものとする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOS type LSI.
The present invention relates to an input protection circuit that protects an input section of an integrated circuit device such as the above from damage due to ESD (electrostatic discharge) or the like.
In this specification, the term “ESD input” means “surge voltage input due to static electricity or the like”.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、CMOSIC等に用いられる入力
保護回路としては、図4,5に示すものが知られてい
る。図4,5において、INは、被保護回路CPに入力
信号を供給するための入力端子である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as input protection circuits used in CMOS ICs, those shown in FIGS. 4 and 5 are known. 4 and 5, IN is an input terminal for supplying an input signal to the protected circuit CP.

【0003】図4の回路にあっては、入力端子INにN
チャンネルMOS型トランジスタFTのドレインDが
接続されると共に、トランジスタFTのゲートG、ソ
ースS及び基板電極が接地点(基準電位点)VSSに接
続されている。ダイオードD は、トランジスタFT
のドレインPN接合を表わす。
In the circuit of FIG. 4, the input terminal IN has N
Channel MOS type transistor FT1The drain D of
Connected and transistor FT1Gate G, Seo
The source S and the substrate electrode are at the ground point (reference potential point) VSSContact
Has been continued. Diode D 1Is the transistor FT1
Of the drain pn junction of FIG.

【0004】入力端子INに+ESD入力が印加される
と、トランジスタFTは、パンチスルー現象により導
通して被保護回路CPをESD入力から保護する。ま
た、入力端子INに−のESD入力が印加されると、ダ
イオードDが導通して被保護回路CPを保護する。
When the + ESD input is applied to the input terminal IN, the transistor FT 1 becomes conductive by the punch-through phenomenon and protects the protected circuit CP from the ESD input. Further, when a negative ESD input is applied to the input terminal IN, the diode D 1 becomes conductive and protects the protected circuit CP.

【0005】図5の回路は、図4の回路において、入力
端子INにPチャンネルMOS型トランジスタFT
ドレインDを接続すると共に、トランジスタFTのゲ
ートG、ソースS及び基板電極を電源電位VDD(例え
ば+5[V])が与えられる電源ラインに接続したもの
に相当する。ダイオードDは、トランジスタFT
ドレインPN接合を表わす。
In the circuit of FIG. 5, in the circuit of FIG. 4, the drain D of the P-channel MOS transistor FT 2 is connected to the input terminal IN, and the gate G, the source S and the substrate electrode of the transistor FT 2 are connected to the power supply potential V. It corresponds to one connected to a power supply line to which DD (for example, +5 [V]) is applied. The diode D 2 represents the drain PN junction of the transistor FT 2 .

【0006】トランジスタFTの保護動作は、図4に
関して前述したと同様である。入力端子INに−のES
D入力が印加されると、トランジスタFTがパンチス
ルー現象により導通して被保護回路CPを保護する。入
力端子INに+のESD入力が印加されると、ダイオー
ドDが導通して被保護回路CPを保護する。
The protection operation of the transistor FT 1 is similar to that described above with reference to FIG. -ES to input terminal IN
When the D input is applied, the transistor FT 2 becomes conductive by the punch-through phenomenon and protects the protected circuit CP. When the + ESD input is applied to the input terminal IN, the diode D 2 becomes conductive and protects the protected circuit CP.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図4,5の回路による
と、通常の使用状態において入力可能な信号レベルが低
く制限されるという問題点がある。すなわち、トランジ
スタFT,FTのゲート絶縁膜の耐圧は、通常10
[V]程度であり、入力端子INに例えば+12[V]
の信号電圧を供給すると、トランジスタFTのゲート
絶縁膜が破壊される。また、入力端子INに例えば−1
2[V]の信号電圧を供給すると、トランジスタFT
のゲート絶縁膜が破壊される。さらに、入力端子INに
+12[V]の信号電圧が供給されると、ダイオードD
が導通し、入力端子INに−12[V]の信号電圧が
供給されると、ダイオードDが導通する。従って、図
4,5の回路では、±12[V]の信号を被保護回路C
Pに入力することができない。その上、トランジスタF
,FTのゲート絶縁膜の耐圧が低いため、ESD
耐圧が低いという問題点もある。
According to the circuits of FIGS. 4 and 5, there is a problem that the signal level that can be input is limited to a low level in a normal use state. That is, the breakdown voltage of the gate insulating film of the transistors FT 1 and FT 2 is usually 10
[V] and the input terminal IN is, for example, +12 [V]
When the signal voltage of 1 is supplied, the gate insulating film of the transistor FT 1 is destroyed. Also, for example, -1 is applied to the input terminal IN.
When a signal voltage of 2 [V] is supplied, the transistor FT 2
The gate insulating film of is destroyed. Further, when a signal voltage of +12 [V] is supplied to the input terminal IN, the diode D
2 becomes conductive, and when a signal voltage of −12 [V] is supplied to the input terminal IN, the diode D 1 becomes conductive. Therefore, in the circuits of FIGS. 4 and 5, a signal of ± 12 [V] is applied to the protected circuit C.
I can't type in P. Besides, the transistor F
Since the gate insulating films of T 1 and FT 2 have low withstand voltage, ESD
There is also a problem that the breakdown voltage is low.

【0008】この発明の目的は、高いESD耐圧を有す
ると共に±の広いレベル範囲の信号を入力することがで
きる新規な入力保護回路を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel input protection circuit which has a high ESD withstand voltage and can input a signal in a wide ± level range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る第1の入
力保護回路は、被保護回路に入力信号を供給する入力端
子と、第1導電型を有する半導体基板と、前記第1導電
型とは反対の第2導電型を有し、前記半導体基板とPN
接合をなすように前記半導体基板の一主面に形成された
ウエル領域と、このウエル領域内に形成され、チャンネ
ル導電型として前記第1導電型を有する第1のMOS型
トランジスタと、前記半導体基板の一主面において前記
ウエル領域の外に形成され、チャンネル導電型として前
記第2導電型を有する第2のMOS型トランジスタとを
備え、前記第1のMOS型トランジスタのソース及び前
記第2のMOS型トランジスタのゲートを前記入力端子
に、前記第1のMOS型トランジスタのドレインを前記
第2のMOS型トランジスタのドレインに、前記第2の
MOS型トランジスタのソース及び前記半導体基板を基
準電位点にそれぞれ接続し、静電気等のサージ電圧入力
に応じて前記第1及び第2のMOS型トランジスタを導
通させる構成にしたものである。
A first input protection circuit according to the present invention includes an input terminal for supplying an input signal to a protected circuit, a semiconductor substrate having a first conductivity type, and the first conductivity type. Have a second conductivity type opposite to the semiconductor substrate and PN
A well region formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to form a junction, a first MOS transistor formed in the well region and having the first conductivity type as a channel conductivity type, and the semiconductor substrate. A second MOS transistor formed outside the well region on one main surface and having the second conductivity type as a channel conductivity type, the source of the first MOS transistor and the second MOS transistor. The gate of the MOS transistor to the input terminal, the drain of the first MOS transistor to the drain of the second MOS transistor, the source of the second MOS transistor and the semiconductor substrate to the reference potential point, respectively. The first and second MOS transistors are connected to each other in response to a surge voltage input such as static electricity. It is intended.

【0010】また、この発明に係る第2の入力保護回路
は、被保護回路に入力信号を供給する入力端子と、第1
導電型を有する半導体基板と、前記第1導電型とは反対
の第2導電型を有し、前記半導体基板とPN接合をなす
ように前記半導体基板の一主面に形成された第1のウエ
ル領域と、前記第1導電型を有し、前記半導体基板の一
主面に形成された第2のウエル領域と、前記第1のウエ
ル領域内に形成され、チャンネル導電型として前記第1
導電型を有する第1のMOS型トランジスタと、前記第
2のウエル領域内に形成され、チャンネル導電型として
前記第2導電型を有する第2のMOS型トランジスタと
を備え、前記第1のMOS型トランジスタのソース及び
前記第2のMOS型トランジスタのゲートを前記入力端
子に、前記第1のMOS型トランジスタのドレインを前
記第2のMOS型トランジスタのドレインに、前記第2
のMOS型トランジスタのソース及び前記第2のウエル
領域を基準電位点にそれぞれ接続し、静電気等のサージ
電圧入力に応じて前記第1及び第2のMOS型トランジ
スタを導通させる構成にしたものである。このような構
成において、第1及び第2のウエル領域は、半導体基板
の一主面に互いに隣接してPN接合をなすように形成し
てもよく、あるいは互いに離間して形成してもよい。
A second input protection circuit according to the present invention has an input terminal for supplying an input signal to the protected circuit, and a first input protection circuit.
A first well having a conductivity type semiconductor substrate and a second conductivity type opposite to the first conductivity type, the first well being formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to form a PN junction with the semiconductor substrate. A region, a second well region having the first conductivity type and formed on one main surface of the semiconductor substrate, and a first well region formed in the first well region and having the first conductivity type as the channel conductivity type.
A first MOS type transistor having a conductivity type; and a second MOS type transistor formed in the second well region and having the second conductivity type as a channel conductivity type, the first MOS type transistor The source of the transistor and the gate of the second MOS type transistor are used as the input terminal, the drain of the first MOS type transistor is used as the drain of the second MOS type transistor, and the second
The source of the MOS type transistor and the second well region are respectively connected to a reference potential point, and the first and second MOS type transistors are made conductive in response to a surge voltage input such as static electricity. . In such a structure, the first and second well regions may be formed adjacent to each other on one main surface of the semiconductor substrate so as to form a PN junction, or may be formed apart from each other.

【0011】第1又は第2の入力保護回路によれば、第
1及び第2導電型をそれぞれP型及びN型とすると、第
1及び第2のMOS型トランジスタは、それぞれPチャ
ンネル及びNチャンネルを有するものとなる。第1及び
第2のMOS型トランジスタにおいて、ゲート絶縁膜
は、フィールド絶縁膜(酸化膜)で構成することがで
き、このようにすると、250[V]程度の耐圧が得ら
れる。
According to the first or second input protection circuit, assuming that the first and second conductivity types are P-type and N-type, respectively, the first and second MOS type transistors are P-channel and N-channel, respectively. Will have. In the first and second MOS transistors, the gate insulating film can be composed of a field insulating film (oxide film), and in this case, a breakdown voltage of about 250 [V] can be obtained.

【0012】入力端子に供給される入力信号としての電
圧の最大値をVmとしたとき、第1及び第2のMOS型
トランジスタは、いずれもスレッショルド電圧の絶対値
がVmより大きくなるように構成することができる。入
力端子に+のESD入力が印加されるとき、第1及び第
2のMOS型トランジスタは、それぞれゲート電圧が設
定に係るスレッショルド電圧に達すると導通し、大電流
を流す。このため、被保護回路は、+のESD入力から
保護される。
When the maximum value of the voltage as an input signal supplied to the input terminal is Vm, the first and second MOS transistors are both configured so that the absolute value of the threshold voltage is larger than Vm. be able to. When the + ESD input is applied to the input terminal, the first and second MOS transistors become conductive when the gate voltage reaches the threshold voltage for setting, and a large current flows. Therefore, the protected circuit is protected from the + ESD input.

【0013】入力端子に−のESD入力が印加されると
き、第1のMOS型トランジスタのソースPN接合のブ
レークダウン電圧をVとし、ウエル領域−基板間(又
はウエル領域間)のPN接合の順方向電圧降下をVfと
すると、これらのPN接合は、V+Vfなる電圧で導
通し、大電流を流す。このため、被保護回路は、−のE
SD入力から保護される。
When a negative ESD input is applied to the input terminal, the breakdown voltage of the source PN junction of the first MOS transistor is set to V B, and the PN junction between the well region and the substrate (or between the well regions) is set. Given that the forward voltage drop is Vf, these PN junctions conduct at a voltage of V B + Vf, and a large current flows. Therefore, the protected circuit is
Protected from SD input.

【0014】通常の使用状態において、入力端子に+の
入力電圧Vmが印加されると、第1及び第2のMOS型
トランジスタはいずれも非導通である。また、このとき
に逆方向にバイアスされるのは、N型ウエル領域−P型
基板間(又はN型及びP型ウエル領域間)のPN接合で
あり、このPN接合は、不純物濃度が低い領域間のPN
接合であるため、50[V]程度の高いブレークダウン
電圧を持たせることができる。従って、Vmを例えば1
2[V]とすれば、ウエル領域−基板間(又はウエル領
域間)のPN接合には実質的に電流が流れず、+Vmの
電圧は、被保護回路に正常に入力される。
When a + input voltage Vm is applied to the input terminal in a normal use state, both the first and second MOS type transistors are non-conductive. At this time, it is the PN junction between the N-type well region and the P-type substrate (or between the N-type and P-type well regions) that is biased in the reverse direction. This PN junction is a region having a low impurity concentration. PN between
Since it is a junction, it can have a high breakdown voltage of about 50 [V]. Therefore, Vm is, for example, 1
At 2 [V], substantially no current flows in the PN junction between the well region and the substrate (or between the well regions), and the voltage of + Vm is normally input to the protected circuit.

【0015】入力端子に−Vmの電圧が印加されると、
第1のMOS型トランジスタのソースPN接合が逆方向
にバイアスされると共に、N型ウエル領域−P型基板間
(又はN型及びP型ウエル領域間)のPN接合が順方向
にバイアスされる。ここで、逆方向にバイアスされるソ
ースPN接合のブレークダウン電圧を12[V]程度に
設定するのは容易であり、順方向にバイアスされるPN
接合の順方向電圧降下は、通常0.6[V]程度であ
る。従って、Vmを例えば12[V]とすれば、第1の
MOS型トランジスタのソースPN接合及びウエル領域
−基板間(又はウエル領域間)のPN接合には実質的に
電流が流れず、−Vmの電圧は、被保護回路に正常に入
力される。
When a voltage of -Vm is applied to the input terminal,
The source PN junction of the first MOS transistor is reverse biased, and the PN junction between the N-type well region and the P-type substrate (or between the N-type and P-type well region) is forward-biased. Here, it is easy to set the breakdown voltage of the source PN junction biased in the reverse direction to about 12 [V], and the PN biased in the forward direction is used.
The forward voltage drop of the junction is usually about 0.6 [V]. Therefore, if Vm is set to, for example, 12 [V], substantially no current flows in the source PN junction of the first MOS transistor and the PN junction between the well region and the substrate (or between the well regions), and −Vm. Is normally input to the protected circuit.

【0016】第2の入力保護回路は、第1の入力保護回
路において、第2導電型のウエル領域の他に第1導電型
のウエル領域を設けたものに相当し、第2のMOS型ト
ランジスタに関する特性設定の自由度が高い利点を有す
る。
The second input protection circuit corresponds to the first input protection circuit in which a well region of the first conductivity type is provided in addition to a well region of the second conductivity type, and a second MOS type transistor is provided. This has the advantage that the degree of freedom in setting the characteristics for

【0017】第1又は第2の入力保護回路において、第
2のMOS型トランジスタの近傍には、第2のMOS型
トランジスタのソースをエミッタとするラテラルバイポ
ーラトランジスタを形成し、このバイポーラトランジス
タのコレクタを第2のMOS型トランジスタのドレイン
に接続する構成としてもよい。このようにすると、第2
のMOS型トランジスタに並列にバイポーラトランジス
タが接続されると共に第2のMOS型トランジスタの導
通に伴ってバイポーラトランジスタが導通するので、第
2のMOS型トランジスタの電流負担を減らすことがで
きる。ラテラルバイポーラトランジスタとしては、ゲー
トに自己整合したソース及びドレインを有するMOS型
トランジスタを用いてもよく、このようにすると、バイ
ポーラトランジスタの寸法精度が向上する。
In the first or second input protection circuit, a lateral bipolar transistor whose source is the emitter of the second MOS transistor is formed near the second MOS transistor, and the collector of the bipolar transistor is formed. It may be configured to be connected to the drain of the second MOS transistor. By doing this, the second
Since the bipolar transistor is connected in parallel to the MOS type transistor and the bipolar transistor becomes conductive with the conduction of the second MOS type transistor, the current load on the second MOS type transistor can be reduced. As the lateral bipolar transistor, a MOS type transistor having a source and a drain self-aligned with the gate may be used, which improves the dimensional accuracy of the bipolar transistor.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
係る入力保護回路の集積化構成を示すもので、図2に
は、図1の構成の等価回路を示す。図1,2において、
INは、被保護回路CPに入力信号を供給するための入
力端子である。
1 shows an integrated configuration of an input protection circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an equivalent circuit of the configuration of FIG. 1 and 2,
IN is an input terminal for supplying an input signal to the protected circuit CP.

【0019】例えばP型シリコンからなる半導体基板1
0は、比較的低い不純物濃度(例えば1015[cm
−3]以下)を有するもので、一方の主面には、N型ウ
エル領域12が基板10とPN接合をなすように形成さ
れている。ウエル領域12は、比較的低い不純物濃度
(例えば4×1016〜1×1017[cm−3])を
有するもので、選択的イオン注入法等により形成され
る。
A semiconductor substrate 1 made of, for example, P-type silicon
0 is a relatively low impurity concentration (for example, 10 15 [cm
-3 ] or less), and an N-type well region 12 is formed on one main surface so as to form a PN junction with the substrate 10. The well region 12 has a relatively low impurity concentration (for example, 4 × 10 16 to 1 × 10 17 [cm −3 ]), and is formed by a selective ion implantation method or the like.

【0020】基板10の一方の主面は、シリコンオキサ
イド等からなるフィールド絶縁膜14で覆われている。
絶縁膜14は、選択酸化処理により形成されたもので、
絶縁膜14の各不純物ドーピング孔内には、シリコンオ
キサイド等の薄い絶縁膜14aが形成されている。P
型不純物ドープ領域16,18,26は、対応する不純
物ドーピング孔を介してP型決定不純物をドーピングす
ることにより形成されたものである。N型不純物ドー
プ領域22は、対応する不純物ドーピング孔を介してN
型決定不純物をドーピングすることにより形成されたも
のである。
One main surface of the substrate 10 is covered with a field insulating film 14 made of silicon oxide or the like.
The insulating film 14 is formed by the selective oxidation process,
A thin insulating film 14 a of silicon oxide or the like is formed in each impurity doping hole of the insulating film 14. P +
The type impurity doped regions 16, 18 and 26 are formed by doping the P type determining impurities through the corresponding impurity doping holes. The N + -type impurity-doped region 22 is exposed to N through the corresponding impurity-doped hole.
It is formed by doping a type determining impurity.

【0021】絶縁膜14の素子孔内には、シリコンオキ
サイド等の薄い絶縁膜14bがゲート絶縁膜として形成
されている。絶縁膜14bは、酸化処理により絶縁膜1
4aと同時に形成される。基板上面にポリサイド層(ポ
リシリコン層にシリサイド層を重ねた積層)を形成した
後、ホトリソグラフィ及びドライエッチング処理により
ポリサイド層をパターニングすることにより残存するポ
リサイドからなるゲート電極層30,32,34が形成
される。ゲート電極層34をマスクとして素子孔内の基
板表面に選択的にN型決定不純物をドーピングすること
によりN型不純物ドープ領域20,28が形成され
る。不純物ドープ領域20,28は、ゲート電極層34
に自己整合した形で寸法精度よく形成される。
A thin insulating film 14b made of silicon oxide or the like is formed as a gate insulating film in the element hole of the insulating film 14. The insulating film 14b is formed by oxidizing the insulating film 1
It is formed simultaneously with 4a. After forming a polycide layer (a laminated layer of a silicide layer on a polysilicon layer) on the upper surface of the substrate, patterning the polycide layer by photolithography and dry etching treatment forms gate electrode layers 30, 32, and 34 made of the remaining polycide. It is formed. Using the gate electrode layer 34 as a mask, the N + -type impurity-doped regions 20 and 28 are formed by selectively doping the N-type determining impurity into the substrate surface in the element hole. The impurity-doped regions 20 and 28 are formed in the gate electrode layer 34.
It is formed with high dimensional accuracy in a form self-aligned with.

【0022】ウエル領域12には、PチャンネルMOS
型トランジスタFT11のP型ソース領域16及びP
型ドレイン領域18が絶縁膜14の一部14Aからな
るゲート絶縁膜を挟むように形成されている。ソース領
域16(FT11のソースS)は、入力端子INに接続
される。トランジスタFT11のゲート電極層30は、
ソース領域16及びドレイン領域18にまたがるように
ゲート絶縁膜14Aの上に形成されている。ゲート電極
層30(FT11のゲートG)は、接地点(基準電位
点)VSSに接続される。ゲート絶縁膜14Aは、フィ
−ルド絶縁膜(酸化膜)により構成されるので、250
[V]程度の耐圧を有する。
In the well region 12, a P channel MOS is provided.
Of the P + type source region 16 and P of the type transistor FT 11
The + type drain region 18 is formed so as to sandwich the gate insulating film made of a part 14A of the insulating film 14. The source region 16 (source S of the FT 11 ) is connected to the input terminal IN. The gate electrode layer 30 of the transistor FT 11 is
It is formed on the gate insulating film 14A so as to extend over the source region 16 and the drain region 18. The gate electrode layer 30 (gate G of FT 11) is connected to ground (reference potential point) V SS. Since the gate insulating film 14A is composed of a field insulating film (oxide film), 250
It has a breakdown voltage of about [V].

【0023】PNP型ラテラルバイポートランジスタB
11は、ソース領域16及びドレイン領域18をそれ
ぞれエミッタ及びドレインとする寄生トランジスタであ
る。ダイオードD11及びD13は、それぞれFT11
のソースPN接合及びドレインPN接合を表わす。ダイ
オードD12は、ウエル領域12と基板10との間のP
N接合を表わす。ダイオードD12のカソードは、トラ
ンジスタBP12のベースと一体をなしている。
PNP lateral bipolar transistor B
P 11 is a parasitic transistor having a source region 16 and a drain region 18 as an emitter and a drain, respectively. The diodes D 11 and D 13 are respectively FT 11
Of the source PN junction and the drain PN junction. The diode D 12 is connected to the P between the well region 12 and the substrate 10.
Represents N-junction. The cathode of the diode D 12 is integral with the base of the transistor BP 12 .

【0024】基板10の一方の主面において、ウエル領
域12の外には、NチャンネルMOS型トランジスタF
12のN型ソース領域20及びN型ドレイン領域
22が絶縁膜14の一部14Bからなるゲート絶縁膜を
挟むように形成されている。ソース領域20(FT12
のソースS)は、接地点VSSに接続され、ドレイン領
域22(FT12のドレインD)は、ドレイン領域18
(FT11のドレインD)に接続される。トランジスタ
FT12のゲート電極層32は、ソース領域20及びド
レイン領域22にまたがるようにゲート絶縁膜14Bの
上に形成されている。ゲート絶縁膜14Bは、フィール
ド絶縁膜(酸化膜)により構成されるので、250
[V]程度の耐圧を有する。ゲート電極層32(FT
12のゲートG)は、入力端子INに接続される。P
型コンタクト領域26は、トランジスタFT12の基板
コンタクト用のもので、接地点VSSに接続される。
An N-channel MOS type transistor F is provided outside the well region 12 on one main surface of the substrate 10.
The N + type source region 20 and the N + type drain region 22 of T 12 are formed so as to sandwich the gate insulating film formed of the part 14B of the insulating film 14. Source region 20 (FT 12
Source S) of the drain region 22 (drain D of FT 12 ) is connected to the ground region V SS.
(Drain D of FT 11 ). The gate electrode layer 32 of the transistor FT 12 is formed on the gate insulating film 14B so as to extend over the source region 20 and the drain region 22. Since the gate insulating film 14B is composed of a field insulating film (oxide film),
It has a breakdown voltage of about [V]. Gate electrode layer 32 (FT
The gate G) of 12 is connected to the input terminal IN. P +
-Type contact region 26 is of the substrate contact of the transistor FT 12, is connected to the ground point V SS.

【0025】NPN型ラテラルバイポーラトランジスタ
BP12は、ソース領域20及びドレイン領域22をそ
れぞれエミッタ及びコレクタとする寄生トランジスタで
ある。トランジスタBP12のベースとコンタクト領域
26との間には、基板10の抵抗成分からなる抵抗Rが
存在する。トランジスタBP12のベースは、ダイオー
ドD12のアノードと一体をなしている。トランジスタ
BP12のベースと抵抗Rとの接続点をノードNとす
る。
The NPN lateral bipolar transistor BP 12 is a parasitic transistor having a source region 20 and a drain region 22 as an emitter and a collector, respectively. Between the base of the transistor BP 12 and the contact region 26, there is a resistance R composed of the resistance component of the substrate 10. The base of the transistor BP 12 is integral with the anode of the diode D 12 . A connection point between the base of the transistor BP 12 and the resistor R is referred to as a node N 1 .

【0026】トランジスタFT12の近傍には、トラン
ジスタFT12のソース領域20をソースSとするNチ
ャンネルMOS型トランジスタFT13を形成すること
ができる。ゲート絶縁膜14bの上には、ゲート電極層
34が形成され、基板10の表面には、ゲート電極層3
4に自己整合した形でN型ソース領域20及びN
ドレイン領域28が形成される。ドレイン領域28(F
13のドレインD)は、ドレイン領域18(FT11
のドレインD)に接続される。ゲート電極層34(FT
13のゲートG)は、接地点VSSに接続される。
[0026] in the vicinity of the transistor FT 12 may form a N-channel MOS transistor FT 13 to the source region 20 of the transistor FT 12 and the source S. A gate electrode layer 34 is formed on the gate insulating film 14b, and the gate electrode layer 3 is formed on the surface of the substrate 10.
N + type source region 20 and N + type drain region 28 are formed in a self-aligned manner. Drain region 28 (F
The drain D of T 13 is the drain region 18 (FT 11
Connected to the drain D). Gate electrode layer 34 (FT
The gate G of 13) is connected to ground V SS.

【0027】NPN型ラテラルバイポーラトランジスタ
BP13は、ソース領域20及びドレイン領域28をそ
れぞれエミッタ及びコレクタとする寄生トランジスタで
ある。トランジスタBP13のベースは、トランジスタ
BP12のベースと一体をなしている。
The NPN lateral bipolar transistor BP 13 is a parasitic transistor having a source region 20 and a drain region 28 as an emitter and a collector, respectively. The base of the transistor BP 13 is integral with the base of the transistor BP 12 .

【0028】入力端子INに供給される入力信号として
の電圧の最大値をVmとしたとき、トランジスタFT
11,FT12は、いずれもスレッショルド電圧の絶対
値がVmより大きくなるように設定されている。また、
トランジスタFT13は、バイポーラトランジスタBP
13として用いるので、図示のようにソース及びゲート
を接地点VSSに接続した状態でチャンネルがオフ状態
であればよい。
When the maximum value of the voltage as an input signal supplied to the input terminal IN is Vm, the transistor FT
11 and FT 12 are both set so that the absolute value of the threshold voltage is larger than Vm. Also,
The transistor FT 13 is a bipolar transistor BP
Since used as 13, the channel need only be in the OFF state in a state in which the source and gate as shown connected to ground V SS.

【0029】次に、図1,2の回路の動作を説明する。
入力端子INに+のESD入力が印加されるとき、トラ
ンジスタFT11,FT12は、それぞれゲート電圧が
設定に係るスレッショルド電圧に達すると導通し、大電
流を流す。一例として、Vm=12[V]とすると、ト
ランジスタFT11,FT12は、ゲート電圧が12
[V]を越えると電流が流れる。従って、被保護回路C
Pは、+のESD入力から保護される。この場合、トラ
ンジスタBP13が存在すると、トランジスタBP12
のコレクタPN接合の逆方向電流が抵抗Rを介して流れ
るため、ノードN の電位が上昇し、トランジスタBP
13が導通して電流を流す。
Next, the operation of the circuits shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
When + ESD input is applied to the input terminal IN,
Register FT11, FT12Each has a gate voltage
When the threshold voltage related to the setting is reached, it conducts and
Shed the flow. As an example, when Vm = 12 [V],
Langista FT11, FT12Has a gate voltage of 12
A current flows when the voltage exceeds [V]. Therefore, the protected circuit C
P is protected from the + ESD input. In this case, the tiger
Register BPThirteenExists, the transistor BP12
The reverse current of the collector PN junction of flows through the resistor R
Therefore, node N 1Potential rises and the transistor BP
ThirteenConducts and current flows.

【0030】入力端子INに−のESD入力が印加され
るとき、トランジスタFT11のソースPN接合(ダイ
オードD11)のブレークダウン電圧をVとし、ウエ
ル領域−基板間のPN接合(ダイオードD12)の順方
向電圧降下をVfとすると、これらのPN接合は、V
+Vfなる電圧で導通し、大電流を流す。一例として、
=12[V]、Vf=0.6[V]とすると、ダイ
オードD11,D12は、12.6[V]で導通する。
従って、被保護回路CPは、−のESD入力から保護さ
れる。
When a negative ESD input is applied to the input terminal IN, the breakdown voltage of the source PN junction (diode D 11 ) of the transistor FT 11 is set to V B, and the PN junction between the well region and the substrate (diode D 12) is set. the forward voltage drop when the Vf of) these PN junctions, V B
It conducts at a voltage of + Vf and a large current flows. As an example,
When V B = 12 [V] and Vf = 0.6 [V], the diodes D 11 and D 12 conduct at 12.6 [V].
Therefore, the protected circuit CP is protected from the − ESD input.

【0031】通常の使用状態において、入力端子INに
+Vmの電圧が印加されると、トランジスタFT11
FT12は、いずれも非導通である。また、ダイオード
が順方向にバイアスされると共にダイオードD
12が逆方向にバイアスされる。ダイオードD12のブ
レークダウン電圧は、ウエル領域12及び基板10の不
純物物濃度が低いため、50[V]程度に設定される。
このような設定状態において、Vm=12[V]とすれ
ば、ダイオードD12は非導通である。従って、+Vm
の電圧は、被保護回路CPに正常に入力される。
When a voltage of + Vm is applied to the input terminal IN in a normal use state, the transistors FT 11 and
Both FT 12 are non-conductive. In addition, the diode D 1 1 is forward biased and the diode D 1 is
12 is reverse biased. The breakdown voltage of the diode D 12 is set to about 50 [V] because the impurity concentration of the well region 12 and the substrate 10 is low.
In such a set state, if Vm = 12 [V], the diode D 12 is non-conductive. Therefore, + Vm
Is normally input to the protected circuit CP.

【0032】入力端子INに−Vmの電圧が印加される
と、ダイオードD11が逆方向にバイアスされると共に
ダイオードD12が順方向にバイアスされる。一例とし
て、Vm=12[V]とし、ダイオードD11のブレー
クダウン電圧を12[V]とし、ダイオードD12の順
方向電圧降下を0.6[V]とすれば、−12[V]の
入力電圧では、ダイオードD11,D12が非導通であ
る。従って、−Vmの電圧は、被保護回路CPに正常に
入力される。
When a voltage of -Vm is applied to the input terminal IN, the diode D 11 is reversely biased and the diode D 12 is forward biased. As an example, if Vm = 12 [V], the breakdown voltage of the diode D 11 is 12 [V], and the forward voltage drop of the diode D 12 is 0.6 [V], then −12 [V] At the input voltage, the diodes D 11 and D 12 are non-conducting. Therefore, the voltage of -Vm is normally input to the protected circuit CP.

【0033】上記した実施形態において、基板10の一
主面には、P型ウエル領域36を設けてもよい。ウエル
領域36は、ウエル領域12に隣接してPN接合をなす
ように設けてもよく、あるいはウエル領域12から離間
して設けてもよい。ウエル領域36は、比較的低い不純
物濃度(例えば4×1016〜1×1017[c
])を有するもので、選択的イオン注入法等によ
り形成される。
In the above-described embodiment, the P-type well region 36 may be provided on one main surface of the substrate 10. The well region 36 may be provided adjacent to the well region 12 so as to form a PN junction, or may be provided separately from the well region 12. The well region 36 has a relatively low impurity concentration (for example, 4 × 10 16 to 1 × 10 17 [c
m - 3]) those having, formed by selective ion implantation or the like.

【0034】ウエル領域36には、トランジスタFT
12,FT13,BP12,BP13が前述したと同様
に形成される。トランジスタBP12,BP13のベー
スは、ウエル領域36により構成される。ウエル領域3
6は、コンタクト領域26を介して接地点VSSに接続
される。抵抗Rは、ウエル領域36の抵抗成分からな
る。ウエル領域36をウエル領域12に隣接して形成し
た場合、ダイオードD12は、ウエル領域12,36間
のPN接合からなる。
A transistor FT is provided in the well region 36.
12 , FT 13 , BP 12 , and BP 13 are formed in the same manner as described above. The bases of the transistors BP 12 and BP 13 are formed by the well region 36. Well area 3
6 is connected to the ground point V SS via the contact region 26. The resistance R is composed of the resistance component of the well region 36. When the well region 36 is formed adjacent to the well region 12, the diode D 12 is composed of a PN junction between the well regions 12 and 36.

【0035】上記のようにウエル領域36を設けた場
合、等価回路は、図2に示したものと同様であり、動作
も前述したものと同様である。ウエル領域36を設ける
ことでトランジスタFT12,FT13,BP12,B
13の特性設定の自由度が向上する。
When the well region 36 is provided as described above, the equivalent circuit is the same as that shown in FIG. 2 and the operation is the same as that described above. By providing the well region 36, the transistors FT 12 , FT 13 , BP 12 , B
The degree of freedom in setting the characteristics of P 13 is improved.

【0036】図3は、図2の回路の変形例を示すもの
で、図2と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説
明を省略する。
FIG. 3 shows a modification of the circuit shown in FIG. 2. The same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0037】入力端子INには、NチャンネルMOS型
トランジスタFT21のソースSと、PチャンネルMO
S型トランジスタFT22のゲートGとが接続される。
トランジスタFT21のゲートGは、接地点VSSに接
続され、トランジスタFT のドレインDは、トラン
ジスタFT22のドレインDに接続される。トランジス
タFT22のソースSは、接地点VSSに接続される。
The input terminal IN has a source S of an N-channel MOS transistor FT 21 and a P-channel MO.
The gate G of the S-type transistor FT 22 is connected.
The gate G of the transistor FT 21 is connected to ground V SS, the drain D of the transistor FT 2 1 is connected to the drain D of the transistor FT 22. The source S of the transistor FT 22 is connected to the ground point V SS.

【0038】NPN型バイポーラトランジスタBP21
は、トランジスタFT21のソースS及びドレインDを
それぞれエミッタ及びコレクタとする寄生トランジスタ
である。PNP型バイポーラトランジスタBP22は、
トランジスタFT22のソースS及びドレインDをそれ
ぞれエミッタ及びコレクタとする寄生トランジスタであ
る。トランジスタBP21のP型ベースと、トランジス
タBP22のN型ベースとの間には、PN接合ダイオー
ドD22が形成される。ダイオードD22のカソード
は、抵抗Rを介して接地点VSSに接続される。トラン
ジスタBP22のベースと抵抗Rとの接続点をノードN
とする。
NPN type bipolar transistor BP 21
Each source S and the drain D of the transistor FT 21 is a parasitic transistor to the emitter and collector. The PNP bipolar transistor BP 22 is
It is a parasitic transistor in which the source S and the drain D of the transistor FT 22 are the emitter and the collector, respectively. A PN junction diode D 22 is formed between the P-type base of the transistor BP 21 and the N-type base of the transistor BP 22 . The cathode of the diode D 22 is connected to the ground point V SS via the resistor R. The connection point between the base of the transistor BP 22 and the resistor R is a node N.
Set to 2 .

【0039】トランジスタFT22に並列にPチャンネ
ルMOS型トランジスタFT23を接続してもよい。ト
ランジスタFT23のドレインDは、トランジスタFT
22のドレインDに接続され、トランジスタFT23
ゲートG及びソースSは、接地点VSSに接続される。
PNP型バイポーラトランジスタBP23は、トランジ
スタFT23のソースS及びドレインDをそれぞれエミ
ッタ及びコレクタとする寄生トランジスタである。
[0039] in parallel to the transistor FT 22 may be connected to the P-channel MOS transistor FT 23. The drain D of the transistor FT 23 is
Is connected to the drain D of 22, the gate G and the source S of the transistor FT 23 is connected to ground V SS.
The PNP bipolar transistor BP 23 is a parasitic transistor in which the source S and the drain D of the transistor FT 23 are the emitter and the collector, respectively.

【0040】図3の回路の集積化構成としては、例えば
図1の集積化構成において、基板10の導電型をN型に
すると共にウエル領域12、36の導電型をそれぞれP
型,N型にし、ソース領域16、ドレイン領域18及び
コンタクト領域26の導電型をいずれもN型とし、ソ
ース領域20及びドレイン領域22,28の導電型をい
ずれもP型とすればよい。この場合、入力端子INに
供給される入力信号としての電圧の最大値をVmとする
と、トランジスタFT21,FT22は、いずれもスレ
ッショルド電圧の絶対値がVmより大きくなるように構
成される。また、トランジスタFT23は、バイポーラ
トランジスタBP23として用いるので、図示のように
ソース及びゲートを接地点VSSに接続した状態でチャ
ンネルがオフ状態であればよい。なお、ウエル領域36
に対応するN型ウエル領域は省略することもできる。
As an integrated configuration of the circuit of FIG. 3, for example, in the integrated configuration of FIG. 1, the conductivity type of the substrate 10 is N type and the conductivity types of the well regions 12 and 36 are P type, respectively.
Type, N type, the source region 16, the drain region 18, and the contact region 26 all have N + type conductivity, and the source regions 20 and the drain regions 22 and 28 have P + type conductivity types, respectively. . In this case, assuming that the maximum value of the voltage as the input signal supplied to the input terminal IN is Vm, the transistors FT 21 and FT 22 are both configured so that the absolute value of the threshold voltage is larger than Vm. Further, the transistor FT 23, since used as a bipolar transistor BP 23, channel state where the source and gate as shown and connected to the ground point V SS is sufficient if the off state. The well region 36
The N-type well region corresponding to can be omitted.

【0041】図3に関して上記した構成において、入力
端子INに−のESD入力が印加されるとき、トランジ
スタFT21,FT22は、それぞれゲート電圧が設定
に係るスレッショルド電圧に達すると導通し、大電流を
流す。一例として、Vm=12[V]とすると、トラン
ジスタFT21,FT22は、ゲート電圧が12[V]
を越えると電流が流れる。従って、被保護回路CPは、
−のESD入力から保護される。この場合、トランジス
タBP23が存在すると、トランジスタBP のコレ
クタPN接合の逆方向電流が抵抗Rを介して流れるた
め、ノードNの電位が降下し、トランジスタBP23
が導通して電流を流す。
In the configuration described above with reference to FIG. 3, when a negative ESD input is applied to the input terminal IN, the transistors FT 21 and FT 22 become conductive when the gate voltage reaches the threshold voltage set, and a large current flows. Shed. As an example, when Vm = 12 [V], the gate voltage of the transistors FT 21 and FT 22 is 12 [V].
An electric current flows when it exceeds. Therefore, the protected circuit CP is
Protected from negative ESD inputs. In this case, the transistor BP 23 is present, since the reverse current of the collector PN junction of the transistor BP 2 2 flows through the resistor R, the potential of the node N 2 is lowered, the transistor BP 23
Conducts and current flows.

【0042】入力端子INに+のESD入力が印加され
るとき、トランジスタFT21のソースPN接合のブレ
ークダウン電圧をVとし、ウエル領域−基板間のPN
接合(ダイオードD22)の順方向電圧降下をVfとす
ると、これらのPN接合は、V+Vfなる電圧で導通
し、大電流を流す。一例として、V=12[V]、V
f=0.6[V]とすると、トランジスタFT21のソ
ースPN接合及びダイオードD22は、12.6[V]
で導通する。従って、被保護回路CPは、+のESD入
力から保護される。
[0042] When the ESD input to the input terminal IN + is applied, the breakdown voltage of the source PN junction of the transistor FT 21 and V B, the well region - PN between the substrate
Assuming that the forward voltage drop of the junction (diode D 22 ) is Vf, these PN junctions conduct at a voltage of V B + Vf, and a large current flows. As an example, V B = 12 [V], V
When f = 0.6 [V], the source PN junction of the transistor FT 21 and the diode D 22 are 12.6 [V].
Conduct with. Therefore, the protected circuit CP is protected from the + ESD input.

【0043】通常の使用状態において、入力端子INに
−Vmの電圧が印加されると、トランジスタFT21
FT22は、いずれも非導通である。また、トランジス
タFT21のソースPN接合が順方向にバイアスされる
と共にダイオードD22が逆方向にバイアスされる。ダ
イオードD22のブレークダウン電圧は、ウエル領域1
2及び基板10に関して前述したと同様に50[V]程
度に設定される。このような設定状態において、Vm=
12[V]とすれば、ダイオードD22は非導通であ
る。従って、−Vmの電圧は、被保護回路CPに正常に
入力される。
[0043] In normal use, the voltage of -Vm is applied to the input terminal IN, the transistor FT 21,
Both FT 22 are non-conductive. Also, the source PN junction of the transistor FT 21 is forward biased and the diode D 22 is reverse biased. The breakdown voltage of diode D 22 is well region 1
2 and the substrate 10 are set to about 50 [V] as described above. In such a setting state, Vm =
If it is 12 [V], the diode D 22 is non-conductive. Therefore, the voltage of -Vm is normally input to the protected circuit CP.

【0044】入力端子INに+Vmの電圧が印加される
と、トランジスタFT21のソースPN接合が逆方向に
バイアスされると共にダイオードD22が順方向にバイ
アスされる。一例として、Vm=12[V]とし、トラ
ンジスタFT21のソースPN接合のブレークダウン電
圧を12[V]とし、ダイオードD22の順方向電圧降
下を0.6[V]とすれば、−12[V]の入力電圧で
は、トランジスタFT 21のソースPN接合及びダイオ
ードD22が非導通である。従って、+Vmの電圧は、
被保護回路CPに正常に入力される。
A voltage of + Vm is applied to the input terminal IN.
And the transistor FT21Source PN junction in the opposite direction
Biased and diode D22Is forward
Be assed. As an example, when Vm = 12 [V],
Register FT21Source PN junction breakdown voltage
The pressure is set to 12 [V] and the diode D22Forward voltage drop
If the bottom is 0.6 [V], then with an input voltage of -12 [V]
Is the transistor FT 21Source pn junction and dio
Mode D22Is non-conducting. Therefore, the voltage of + Vm is
It is normally input to the protected circuit CP.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ウエ
ル領域及び基板(又は他のウエル領域)にチャンネル導
電型を異にする第1及び第2のMOS型トランジスタを
それぞれ形成すると共にこれらのトランジスタを直列接
続し、入力端子に印加されるESD入力に応じて第1及
び第2のMOS型トランジスタを導通させる構成にした
ので第1及び第2のMOS型トランジスタのゲート絶縁
膜やウエル領域−基板間(又はウエル領域間)のPN接
合を高耐圧化することで高いESD耐圧が得られると共
に例えば±12[V]等の広いレベル範囲の信号を入力
可能となる効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the first and second MOS type transistors having different channel conductivity types are formed in the well region and the substrate (or another well region), respectively. Transistors are connected in series, and the first and second MOS type transistors are made conductive in accordance with the ESD input applied to the input terminal. Therefore, the gate insulating film and the well region of the first and second MOS type transistors are formed. -By increasing the breakdown voltage of the PN junction between the substrates (or between the well regions), a high ESD breakdown voltage can be obtained, and a signal in a wide level range such as ± 12 [V] can be input.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施形態に係る入力保護回路の
集積化構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an integrated configuration of an input protection circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の構成の等価回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the configuration of FIG.

【図3】 図2の回路の変形例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a modified example of the circuit of FIG.

【図4】 従来の入力保護回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional input protection circuit.

【図5】 従来の入力保護回路の他の例を示す回路図で
ある。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of a conventional input protection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

IN:入力端子、CP:被保護回路、D11〜D13
22:ダイオード、BP11〜BP13,BP21
BP23:バイポーラトランジスタ、FT11〜FT
13,FT21〜FT23:MOS型トランジスタ、1
0:半導体基板、12,36:ウエル領域、14:フィ
ールド絶縁膜、14A,14B,14b:ゲート絶縁
膜、16,20:ソース領域、18,22:ドレイン領
域、26:コンタクト領域、28:コレクタ領域、30
〜34:ゲート電極層。
IN: input terminal, CP: protected circuit, D 11 to D 13 ,
D 22 : Diode, BP 11 to BP 13 , BP 21 to
BP 23 : bipolar transistor, FT 11 to FT
13 , FT 21 to FT 23 : MOS type transistors, 1
0: semiconductor substrate, 12, 36: well region, 14: field insulating film, 14A, 14B, 14b: gate insulating film, 16, 20: source region, 18, 22: drain region, 26: contact region, 28: collector Area, 30
~ 34: Gate electrode layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/088 27/092 Fターム(参考) 5F038 BH02 BH04 BH06 BH07 BH13 EZ20 5F048 AA02 AB03 AC03 CC01 CC06 CC09 CC10 CC15 CC19 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 27/088 27/092 F term (reference) 5F038 BH02 BH04 BH06 BH07 BH13 EZ20 5F048 AA02 AB03 AC03 CC01 CC06 CC09 CC10 CC10 CC15 CC19

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被保護回路に入力信号を供給する入力端子
と、 第1導電型を有する半導体基板と、 前記第1導電型とは反対の第2導電型を有し、前記半導
体基板とPN接合をなすように前記半導体基板の一主面
に形成されたウエル領域と、 このウエル領域内に形成され、チャンネル導電型として
前記第1導電型を有する第1のMOS型トランジスタ
と、 前記半導体基板の一主面において前記ウエル領域の外に
形成され、チャンネル導電型として前記第2導電型を有
する第2のMOS型トランジスタとを備え、 前記第1のMOS型トランジスタのソース及び前記第2
のMOS型トランジスタのゲートを前記入力端子に、前
記第1のMOS型トランジスタのドレインを前記第2の
MOS型トランジスタのドレインに、前記第2のMOS
型トランジスタのソース及び前記半導体基板を基準電位
点にそれぞれ接続し、静電気等のサージ電圧入力に応じ
て前記第1及び第2のMOS型トランジスタを導通させ
る構成にした入力保護回路。
1. A semiconductor device having an input terminal for supplying an input signal to a protected circuit, a semiconductor substrate having a first conductivity type, and a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the semiconductor substrate and PN. A well region formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to form a junction; a first MOS transistor formed in the well region and having the first conductivity type as a channel conductivity type; and the semiconductor substrate A second MOS type transistor formed on the one main surface outside the well region and having the second conductivity type as a channel conductivity type, and the source of the first MOS type transistor and the second MOS transistor.
The gate of the MOS transistor to the input terminal, the drain of the first MOS transistor to the drain of the second MOS transistor, and the second MOS
An input protection circuit configured to connect the source of the MOS transistor and the semiconductor substrate to a reference potential point and to make the first and second MOS transistors conductive in response to a surge voltage input such as static electricity.
【請求項2】 前記半導体基板の一主面において前記第
2のMOS型トランジスタの近傍には前記第2のMOS
型トランジスタのソースをエミッタとするラテラルバイ
ポーラトランジスタを形成し、該ラテラルバイポーラト
ランジスタのコレクタを前記第2のMOS型トランジス
タのドレインに接続した請求項1記載の入力保護回路。
2. The second MOS is provided in the vicinity of the second MOS type transistor on one main surface of the semiconductor substrate.
2. The input protection circuit according to claim 1, wherein a lateral bipolar transistor having a source of the type transistor as an emitter is formed, and a collector of the lateral bipolar transistor is connected to a drain of the second MOS type transistor.
【請求項3】 前記半導体基板の一主面において前記第
2のMOS型トランジスタの近傍にはゲートに自己整合
したソース及びドレインを有する第3のMOS型トラン
ジスタを前記第2のMOS型トランジスタとソースを共
通にするように形成し、前記第3のMOS型トランジス
タのソース及びドレインをそれぞれ前記ラテラルバイポ
ーラトランジスタのエミッタ及びコレクタとして用いる
請求項2記載の入力保護回路。
3. A third MOS transistor having a source and a drain self-aligned with a gate is provided in the vicinity of the second MOS transistor on one main surface of the semiconductor substrate, and the third MOS transistor is connected to the second MOS transistor. 3. The input protection circuit according to claim 2, wherein the source and drain of the third MOS transistor are used as an emitter and a collector of the lateral bipolar transistor, respectively.
【請求項4】被保護回路に入力信号を供給する入力端子
と、 第1導電型を有する半導体基板と、 前記第1導電型とは反対の第2導電型を有し、前記半導
体基板とPN接合をなすように前記半導体基板の一主面
に形成された第1のウエル領域と、 前記第1導電型を有し、前記半導体基板の一主面に形成
された第2のウエル領域と、 前記第1のウエル領域内に形成され、チャンネル導電型
として前記第1導電型を有する第1のMOS型トランジ
スタと、 前記第2のウエル領域内に形成され、チャンネル導電型
として前記第2導電型を有する第2のMOS型トランジ
スタとを備え、 前記第1のMOS型トランジスタのソース及び前記第2
のMOS型トランジスタのゲートを前記入力端子に、前
記第1のMOS型トランジスタのドレインを前記第2の
MOS型トランジスタのドレインに、前記第2のMOS
型トランジスタのソース及び前記第2のウエル領域を基
準電位点にそれぞれ接続し、静電気等のサージ電圧入力
に応じて前記第1及び第2のMOS型トランジスタを導
通させる構成にした入力保護回路。
4. An input terminal for supplying an input signal to a protected circuit, a semiconductor substrate having a first conductivity type, a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the semiconductor substrate and PN. A first well region formed on one main surface of the semiconductor substrate so as to form a junction; a second well region having the first conductivity type and formed on one main surface of the semiconductor substrate; A first MOS transistor formed in the first well region and having the first conductivity type as a channel conductivity type; and a second conductivity type as a channel conductivity type formed in the second well region. A second MOS type transistor having a source of the first MOS type transistor and the second MOS type transistor.
The gate of the MOS transistor to the input terminal, the drain of the first MOS transistor to the drain of the second MOS transistor, and the second MOS
An input protection circuit configured to connect the source of the type transistor and the second well region to a reference potential point, respectively, and to make the first and second MOS type transistors conductive in response to a surge voltage input such as static electricity.
【請求項5】 前記第2のウエル領域において前記第2
のMOS型トランジスタの近傍には前記第2のMOS型
トランジスタのソースをエミッタとするラテラルバイポ
ーラトランジスタを形成し、該ラテラルバイポーラトラ
ンジスタのコレクタを前記第2のMOS型トランジスタ
のドレインに接続した請求項4記載の入力保護回路。
5. The second well in the second well region
5. A lateral bipolar transistor having the source of the second MOS transistor as an emitter is formed in the vicinity of the MOS transistor, and the collector of the lateral bipolar transistor is connected to the drain of the second MOS transistor. Input protection circuit described.
【請求項6】 前記第2のウエル領域において前記第2
のMOS型トランジスタの近傍にはゲートに自己整合し
たソース及びドレインを有する第3のMOS型トランジ
スタを前記第2のMOS型トランジスタとソースを共通
にするように形成し、前記第3のMOS型トランジスタ
のソース及びドレインをそれぞれ前記ラテラルバイポー
ラトランジスタのエミッタ及びコレクタとして用いる請
求項5記載の入力保護回路。
6. The second well region in the second well region
A third MOS type transistor having a source and a drain self-aligned with the gate is formed in the vicinity of the second MOS type transistor so that the source is common to the second MOS type transistor. 6. The input protection circuit according to claim 5, wherein the source and the drain are used as an emitter and a collector of the lateral bipolar transistor, respectively.
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