JP2003100880A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003100880A
JP2003100880A JP2001291474A JP2001291474A JP2003100880A JP 2003100880 A JP2003100880 A JP 2003100880A JP 2001291474 A JP2001291474 A JP 2001291474A JP 2001291474 A JP2001291474 A JP 2001291474A JP 2003100880 A JP2003100880 A JP 2003100880A
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JP
Japan
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well
diffusion layer
element region
pad
type diffusion
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Application number
JP2001291474A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Nagata
真也 永田
Masahiko Ikemoto
政彦 池本
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the latching up in an outside device region due to a surge between pads and a power supply or a ground in a semiconductor device which has a device region (outside device region) outside the position of pads on a chip. SOLUTION: An n-well 10 having no p-type diffusion layer inside is formed between pads 5 and the outside device region 4 on a chip formed by a p-type substrate 1. The n-well 10 is brought into contact with the power supply and is at the power supply potential. With this structure, when a surge occurs between the pads 5 and the power supply, the electrical charge which may be a trigger of latching up of the outside device region 4 can be absorbed through the n-well 10. Accordingly, the latching up by the surge in the outside device region 4 hardly occurs.

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】本発明は半導体装置に関する
ものであって、特に、ラッチアップ耐量の向上を図るた
めの技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique for improving the latch-up withstand capability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の性能向上は著しく、
またその要求もさらに高まっている。そのため、より一
層信頼性の高い半導体装置の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, the performance of semiconductor devices has been remarkably improved.
In addition, the demand is increasing. Therefore, development of a semiconductor device with higher reliability is desired.

【0003】例えばCMOS(相補型MOS)構造を有
する半導体装置は、その構造上寄生サイリスタを有して
いる。そのような半導体装置において瞬間的な異常電圧
(サージ)が発生すると、それがトリガとなり寄生サイ
リスタが動作し、電源からアースへと貫通して電流が流
れ続ける、いわゆるラッチアップが発生してしまう恐れ
がある。ラッチアップが発生すると、デバイスの誤動作
を引き起こし、またそれによりデバイスそのものが破壊
されてしまう場合もある。
For example, a semiconductor device having a CMOS (complementary MOS) structure has a parasitic thyristor because of its structure. When a momentary abnormal voltage (surge) occurs in such a semiconductor device, it triggers and the parasitic thyristor operates, causing a so-called latch-up, in which a current continues to flow from the power supply to the ground. There is. When latch-up occurs, it may cause a malfunction of the device, and the device itself may be destroyed by it.

【0004】上記の寄生サイリスタはデバイスの集積度
が高いほど動作しやすくなるため、今後、半導体装置の
高集積化が進むにつれて重要となる課題の一つであると
考えられる。
The above parasitic thyristor becomes easier to operate as the degree of integration of the device increases, and is considered to be one of the important issues as the integration of semiconductor devices increases in the future.

【0005】また、例えばエピタキシャルウェーハを材
料とすることで、半導体装置のラッチアップ耐量を向上
させることも可能である。しかし、エピタキシャルウェ
ーハは通常の単一濃度の基板ウェーハ(ミラーウェー
ハ)に比べて圧倒的に高価であり、実用的ではない。よ
って、半導体装置のレイアウトを工夫することで装置の
ラッチアップ耐量を向上させることは非常に重要であ
る。
It is also possible to improve the latch-up resistance of the semiconductor device by using, for example, an epitaxial wafer as a material. However, the epitaxial wafer is overwhelmingly expensive as compared with a normal single-concentration substrate wafer (mirror wafer), and is not practical. Therefore, it is very important to improve the latch-up resistance of the device by devising the layout of the semiconductor device.

【0006】従来、ラッチアップを防止する方法とし
て、基板コンタクトやウェルコンタクトを用いる手法が
ある。図5は従来の半導体装置における基板コンタクト
およびウェルコンタクトを用いたラッチアップ防止の手
法を示した図である。この図において、101はP型基
板上のP型領域、111および112はNウェル、12
1,122,123はP型拡散層、131,132,1
33はN型拡散層を表している。
Conventionally, as a method of preventing latch-up, there is a method of using a substrate contact or a well contact. FIG. 5 is a diagram showing a method of preventing latch-up using a substrate contact and a well contact in a conventional semiconductor device. In this figure, 101 is a P-type region on a P-type substrate, 111 and 112 are N-wells, 12
1, 122, 123 are P-type diffusion layers, 131, 132, 1
Reference numeral 33 represents an N-type diffusion layer.

【0007】同図に示すように、Nウェル111はN型
拡散層131を介して電源Vccにコンタクトされ、P
型領域101はP型拡散層122を介してグランドにコ
ンタクトされている。つまり、Nウェル111およびP
型領域101にそれぞれウェルコンタクトおよび基板コ
ンタクトが施されている。それにより、P型拡散層12
1およびNウェル111、P型領域101、N型拡散層
132によって電源Vccとグランドとの間に形成され
る寄生サイリスタが動作することを防止し、ラッチアッ
プを防ぐことができる。
As shown in the figure, the N well 111 is contacted with the power source Vcc through the N type diffusion layer 131, and P
The mold region 101 is in contact with the ground via the P-type diffusion layer 122. That is, N well 111 and P
Well contacts and substrate contacts are provided in the mold region 101, respectively. Thereby, the P-type diffusion layer 12
1 and the N well 111, the P-type region 101, and the N-type diffusion layer 132 can prevent the parasitic thyristor formed between the power supply Vcc and the ground from operating and prevent latch-up.

【0008】理想的には、全ての基板やウェルの領域を
基板コンタクトおよびウェルコンタクトで囲い、それら
全てを電源電位あるいはグランド電位にすることが望ま
しい。しかし、基板やウェルの周囲全てにコンタクトを
配置することは実際の製品における回路構成上困難であ
り、ラッチアップを充分に防ぐことができないケースも
多い。図6はそのようなケースの例を示す図である。な
お、この図において、図5に示したものと同一の要素に
ついては同一符号をもって示しており、ここでの説明は
省略する。
Ideally, it is desirable that all the substrate and well regions are surrounded by the substrate contact and the well contact, and all of them are set to the power supply potential or the ground potential. However, it is difficult to arrange the contacts all around the substrate and the well due to the circuit configuration in an actual product, and it is often impossible to sufficiently prevent latch-up. FIG. 6 is a diagram showing an example of such a case. In this figure, the same elements as those shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted here.

【0009】図6においては、P型拡散層121とN型
拡散層132との間にウェルコンタクトおよび基板コン
タクトを形成されていない。そのため、電源Vccの電
位を基準として負のサージがパッドに発生するとそれが
トリガとなって、図7のように、P型拡散層121およ
びNウェル111、P型領域101、N型拡散層132
による寄生サイリスタが動作し、電源Vccからグラン
ドへと電流が貫通して流れつづけるラッチアップが発生
してしまう。
In FIG. 6, a well contact and a substrate contact are not formed between the P type diffusion layer 121 and the N type diffusion layer 132. Therefore, when a negative surge occurs on the pad with the potential of the power supply Vcc as a reference, it triggers, and as shown in FIG. 7, the P-type diffusion layer 121 and the N well 111, the P-type region 101, and the N-type diffusion layer 132.
As a result, the parasitic thyristor operates, causing latch-up in which a current continues to flow from the power supply Vcc to the ground.

【0010】上記したように、半導体装置においてサー
ジにより引き起こされるラッチアップを抑えることは重
要な課題である。そこで、そのようなラッチアップの発
生を抑える半導体装置が提案されている。
As described above, it is an important subject to suppress the latch-up caused by the surge in the semiconductor device. Therefore, a semiconductor device that suppresses the occurrence of such latch-up has been proposed.

【0011】例えば図8は、サージによるラッチアップ
の発生を抑える従来の半導体装置の構成を示す断面図で
ある。なお、この図において、図5および図6と同一の
機能を有する要素については同一符号をもって示してお
り、ここでの詳細な説明は省略する。また、50はNウ
ェル、51はN型拡散層である。この図に示すようにN
ウェル50はN型拡散層51を介して電源Vccにコン
タクトしている。また、Nウェル50は内部にP型拡散
層を有さない。なお、Nウェル50はサージの発生個所
の周辺に配置されることが望ましいが、一般にサージは
半導体装置への信号の入出力を行うためのパッドの部分
において発生しやすいため、Nウェル50は半導体素子
が形成される素子領域とパッドとの間に設ける。
For example, FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device which suppresses the occurrence of latch-up due to a surge. In this figure, elements having the same functions as those in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Further, 50 is an N well and 51 is an N type diffusion layer. N as shown in this figure
The well 50 is in contact with the power supply Vcc via the N-type diffusion layer 51. Further, the N well 50 does not have a P type diffusion layer inside. It is desirable that the N well 50 be arranged around the location where the surge occurs. However, in general, the surge is likely to occur at a pad portion for inputting / outputting a signal to / from a semiconductor device. It is provided between the element region where the element is formed and the pad.

【0012】図9は、図8に示した半導体装置の構成を
より具体化した例を示す平面図である。この図におい
て、図8に示したものと同一の機能を有する要素につい
ては同一符号をもって示しており、ここでの詳細な説明
は省略する。
FIG. 9 is a plan view showing a more specific example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. In this figure, elements having the same functions as those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0013】図9においては、例えばポートバッファの
ような、Nウェル122内に形成されたPMOSトラン
ジスタおよびP型領域101内NMOSトランジスタを
含む回路を囲むようにNウェル50を形成している。図
示は省略したが、上記したようにNウェル50は電源に
コンタクトされており、電源電位となっている。
In FIG. 9, an N well 50 is formed so as to surround a circuit including a PMOS transistor formed in the N well 122 and an NMOS transistor in the P-type region 101, such as a port buffer. Although not shown, the N well 50 is in contact with the power source and has the power source potential as described above.

【0014】この構成によれば、パッドと電源との間に
サージが発生した場合、ラッチアップのトリガとなる電
荷を電源にコンタクトされたNウェル50を介して吸収
できる。つまり、サージによるラッチアップは生じ難く
なる。よって、装置の回路構成上ウェルコンタクトや基
板コンタクトをうまく配置できない場合においても、ラ
ッチアップ耐量を向上させることができる。
According to this structure, when a surge occurs between the pad and the power supply, the charge that triggers latch-up can be absorbed through the N well 50 that is in contact with the power supply. That is, latch-up due to surge is less likely to occur. Therefore, even when the well contact and the substrate contact cannot be arranged well due to the circuit configuration of the device, the latch-up resistance can be improved.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の構
成において、パッドは半導体装置が形成されるチップの
外周に沿って配置され、その内側に半導体素子が形成さ
れるのが通常であった。よって、ラッチアップ防止を目
的する上記のような電源にコンタクトされたNウェル
は、パッドとその内側の素子領域との間に設けられてい
た。
In the structure of the conventional semiconductor device, the pad is usually arranged along the outer periphery of the chip on which the semiconductor device is formed, and the semiconductor element is formed inside the pad. Therefore, the N well contacted with the power supply as described above for the purpose of preventing latch-up is provided between the pad and the element region inside thereof.

【0016】ところで、近年のLSIチップの大規模化
に伴い、従来のパッドの位置の内側に素子領域を全て形
成することが困難になりつつある。このとき、チップの
サイズを大きくしてその外周にパッドを配置すると、パ
ッドの位置が従来のチップと変わってしまうことにな
る。しかし、チップ上のパッドの位置を変更すること
は、例えばウェーハテストに使用するプローブカードの
プローブ針の配置など、半導体装置の製造工程における
測定治具の設計の変更を伴うので、結果として半導体装
置の生産コストの上昇を招いてしまう。
Incidentally, with the recent increase in the size of LSI chips, it is becoming difficult to form all the element regions inside the conventional pad positions. At this time, if the size of the chip is increased and the pads are arranged on the outer periphery of the chip, the positions of the pads will be different from those of the conventional chip. However, changing the position of the pads on the chip involves changing the design of the measurement jig in the manufacturing process of the semiconductor device, such as the arrangement of the probe needles of the probe card used in the wafer test. Will increase the production cost.

【0017】そこで、チップのサイズによってパッドの
位置を変更せずに、チップ上のパッドの位置のさらに外
側に素子領域が形成されることが考えられる。しかし、
従来の半導体装置においては、パッドよりも外側の素子
領域は想定されていないため、パッドよりも外側の素子
領域においてラッチアップが発生しやすくなる恐れがあ
る。
Therefore, it is conceivable that the element region is formed further outside the position of the pad on the chip without changing the position of the pad depending on the size of the chip. But,
In the conventional semiconductor device, since the element region outside the pad is not assumed, latch-up may easily occur in the element region outside the pad.

【0018】なお、本明細書においては、チップ上のパ
ッドの内側に形成される素子領域を内側素子領域、外側
に形成される素子領域を外側素子領域と称する。
In the present specification, an element region formed inside the pad on the chip is called an inner element region, and an element region formed outside is called an outer element region.

【0019】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたものであり、チップ上のパッドの位置より
もさらに外側に素子領域(外側素子領域)を有する半導
体装置において、パッドと電源あるいはグランドとの間
に発生するサージによる外側素子領域におけるラッチア
ップの発生を抑えることができる半導体装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and in a semiconductor device having an element region (outer element region) further outside the position of the pad on the chip, the pad and the power source are provided. Alternatively, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of suppressing the occurrence of latch-up in the outer element region due to a surge generated with the ground.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
装置は、P型半導体基板により形成されたチップ上に、
所定の位置に配置された、半導体素子への信号の入出力
を行うためのパッドと、前記パッドの位置よりも外側に
配置された、前記半導体素子が形成される外側素子領域
とを有する半導体装置であって、前記パッドと前記外側
素子領域との間に、P型拡散層を有さない第1のNウェ
ルまたは第1のN型拡散層を備え、前記第1のNウェル
または第1のN型拡散層が電源にコンタクトされること
を特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a chip formed of a P-type semiconductor substrate;
A semiconductor device having a pad arranged at a predetermined position for inputting / outputting a signal to / from a semiconductor element and an outer element region formed outside the position of the pad and in which the semiconductor element is formed A first N well or a first N type diffusion layer having no P type diffusion layer is provided between the pad and the outer element region, and the first N well or the first N well is provided. The N-type diffusion layer is in contact with the power supply.

【0021】請求項2に記載の半導体装置は、請求項1
に記載の半導体装置であって、前記パッドの位置よりも
内側に配置された、前記半導体素子が形成される内側素
子領域と、前記パッドと前記内側素子領域との間に、P
型拡散層を有さない第2のNウェルまたは第2のN型拡
散層をさらに備え、前記第2のNウェルまたは第2のN
型拡散層が電源にコンタクトされることを特徴とする。
The semiconductor device according to claim 2 is the semiconductor device according to claim 1.
The semiconductor device according to the item [1], wherein P is provided between the pad and the inner element region and an inner element region that is arranged inside the pad and in which the semiconductor element is formed.
A second N well or a second N type diffusion layer having no type diffusion layer, the second N well or the second N well.
The type diffusion layer is contacted with a power source.

【0022】請求項3に記載の半導体装置は、N型半導
体基板により形成されたチップ上に、所定の位置に配置
された、半導体素子への信号の入出力を行うためのパッ
ドと、前記パッドの位置よりも外側に配置された、前記
半導体素子が形成される外側素子領域とを有する半導体
装置であって、前記パッドと前記外側素子領域との間
に、N型拡散層を有さない第1のPウェルまたは第1の
P型拡散層を備え、前記第1のPウェルまたは第1のP
型拡散層がグランドにコンタクトされることを特徴とす
る。
According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, a pad for inputting / outputting a signal to / from a semiconductor element, which is arranged at a predetermined position on a chip formed of an N-type semiconductor substrate, and the pad. A semiconductor device having an outer element region in which the semiconductor element is formed, the outer element region being disposed outside the position of, and having no N-type diffusion layer between the pad and the outer element region. One P-well or a first P-type diffusion layer is provided, and the first P-well or the first P-well is provided.
The mold diffusion layer is in contact with the ground.

【0023】請求項4に記載の半導体装置は、請求項3
に記載の半導体装置であって、前記パッドの位置よりも
内側に配置された、前記半導体素子が形成される内側素
子領域と、前記パッドと前記内側素子領域との間に、N
型拡散層を有さない第2のPウェルまたは第2のP型拡
散層をさらに備え、前記第2のPウェルまたは第2のP
型拡散層がグランドにコンタクトされることを特徴とす
る。
A semiconductor device according to a fourth aspect is the semiconductor device according to the third aspect.
The semiconductor device according to claim 1, wherein N is provided between the pad and the inner element region, the inner element region being provided inside the pad, where the semiconductor element is formed.
A second P well having no type diffusion layer or a second P type diffusion layer, wherein the second P well or the second P well is provided.
The mold diffusion layer is in contact with the ground.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】<実施の形態1>図1は、実施の
形態1に係る半導体装置の構成を示す平面図である。こ
の図において、1は半導体装置のチップを形成するP型
基板であり、2で示した破線は同チップの端を示してい
る。3はパッド5の内側に形成される内側素子領域であ
り、4はパッド5の外側に形成される外側素子領域であ
る。また10はその内部にP型拡散層を有さないNウェ
ルであり、図示は省略しているが、Nウェル10は電源
にコンタクトされて電源電位となっている。このよう
に、本実施の形態に係る半導体装置は、外側素子領域4
とパッド5との間に、電源にコンタクトしたNウェル1
0を有する構成となっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <First Preferred Embodiment> FIG. 1 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to a first preferred embodiment. In this figure, 1 is a P-type substrate forming a chip of a semiconductor device, and the broken line shown by 2 indicates the end of the chip. Reference numeral 3 denotes an inner element region formed inside the pad 5, and 4 denotes an outer element region formed outside the pad 5. Reference numeral 10 denotes an N well having no P-type diffusion layer therein, and although not shown, the N well 10 is in contact with a power source and has a power source potential. As described above, the semiconductor device according to the present embodiment has the outer element region 4
N-well 1 in contact with the power supply between the pad and the pad 5
The configuration has 0.

【0025】この構成によれば、パッド5に電源を基準
として負のサージが発生した場合において、外側素子領
域4のラッチアップのトリガとなる電荷をNウェル10
を介して吸収できる。従って、外側素子領域4において
サージによるラッチアップは生じ難くなる。つまり、パ
ッドの外側にも素子領域を有する半導体装置におけるラ
ッチアップ耐量を向上させることができる。
According to this structure, when a negative surge occurs on the pad 5 with the power supply as a reference, the charge that triggers the latch-up of the outer element region 4 is supplied to the N well 10.
Can be absorbed through. Therefore, the latch-up due to the surge hardly occurs in the outer element region 4. That is, it is possible to improve the latch-up withstand amount in the semiconductor device having the element region outside the pad.

【0026】なお、図1においてはパッド5の外側に沿
ってNウェル10を配置する構成を示したが、Nウェル
の配置をこれに限定するものではない。Nウェル10は
外側素子領域4とパッド5との間に配置されていればよ
く、例えば外側素子領域4を囲むように配置されるもの
であっても同様の効果が得られることは明らかである。
Although FIG. 1 shows the structure in which the N well 10 is arranged along the outside of the pad 5, the arrangement of the N well is not limited to this. It suffices if the N well 10 is arranged between the outer element region 4 and the pad 5, and it is obvious that the same effect can be obtained even if the N well 10 is arranged so as to surround the outer element region 4. .

【0027】また特に、外側素子領域4のための電源が
パッド5の外側に沿って配線されるレイアウトの場合、
その電源配線経路に沿ってNウェル10を形成し、電源
にコンタクトさせればよい。つまり、Nウェル10を形
成するための領域を特別に確保しておく必要は無い。よ
って、そのようなレイアウトの場合はNウェル10を形
成することによる半導体チップの大型化は伴わない。
In particular, in the case of a layout in which the power supply for the outer element region 4 is wired along the outside of the pad 5,
The N well 10 may be formed along the power supply wiring path and contacted with the power supply. That is, it is not necessary to reserve a region for forming the N well 10. Therefore, in the case of such a layout, the size of the semiconductor chip is not increased by forming the N well 10.

【0028】また、図1に示した構成において、さら
に、従来の半導体装置と同じようにパッド5と内側素子
領域3との間に電源にコンタクトしたNウェル10を設
けることによって、内側素子領域3と外側素子領域4の
両方に対してラッチアップの発生を防止する効果を得る
ことができることは明らかである。
Further, in the structure shown in FIG. 1, the inner element region 3 is further provided by providing the N well 10 which is in contact with the power source between the pad 5 and the inner element region 3 as in the conventional semiconductor device. It is obvious that the effect of preventing the occurrence of latch-up can be obtained for both the outer element region 4 and the outer element region 4.

【0029】<実施の形態2>図2は実施の形態2に係
る半導体装置の構成を示す平面図である。この図におい
て、図1に示したものと同一の機能を有する要素は、同
一符号をもって示している。同図に示すように、本実施
の形態においてもパッド5の内側に内側素子領域3、外
側に外側素子領域4が形成されている。また、15はN
型拡散層であり、図示は省略しているが、N型拡散層1
5は電源にコンタクトされて電源電位となっている。こ
のように、本実施の形態に係る半導体装置は、外側素子
領域4とパッド5との間に、電源にコンタクトしたN型
拡散層15を有する構成となっている。つまり、図1に
おけるNウェル10に代えてN型拡散層15が形成され
た構成となっている。
<Second Embodiment> FIG. 2 is a plan view showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment. In this figure, elements having the same functions as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. As shown in the figure, also in the present embodiment, the inner element region 3 is formed inside the pad 5, and the outer element region 4 is formed outside. Also, 15 is N
Although not shown, the N-type diffusion layer 1 is a type diffusion layer.
Reference numeral 5 is in contact with the power supply and has a power supply potential. As described above, the semiconductor device according to the present embodiment is configured to have the N-type diffusion layer 15 in contact with the power supply between the outer element region 4 and the pad 5. That is, the N-type diffusion layer 15 is formed instead of the N-well 10 in FIG.

【0030】この構成によれば、パッド5に電源を基準
として負のサージが発生した場合において、外側素子領
域4のラッチアップのトリガとなる電荷をN型拡散層1
5を介して吸収できる。従って、外側素子領域4におい
てサージによるラッチアップは生じ難くなる。つまり、
パッドの外側にも素子領域を有する半導体装置における
ラッチアップ耐量を向上させることができる。
According to this structure, when a negative surge occurs on the pad 5 with the power source as a reference, the charge that triggers the latch-up of the outer element region 4 is charged with the N-type diffusion layer 1.
5 can be absorbed. Therefore, the latch-up due to the surge hardly occurs in the outer element region 4. That is,
It is possible to improve the latch-up resistance in a semiconductor device having an element region outside the pad as well.

【0031】また、一般にN型拡散層はNウェルと比べ
てその形成が容易であるため、実施の形態1に比較して
本実施の形態は容易に実施することが可能である。従っ
て、半導体装置製造のための工程の簡略化に寄与でき
る。
In general, the N-type diffusion layer is easier to form than the N-well, so that this embodiment can be easily implemented as compared with the first embodiment. Therefore, it can contribute to simplification of the process for manufacturing a semiconductor device.

【0032】なお、図2においてはパッド5の外側に沿
ってN型拡散層15を配置する構成を示したが、Nウェ
ルの配置をこれに限定するものではない。N型拡散層1
5は外側素子領域4とパッド5との間に配置されていれ
ばよく、例えば外側素子領域4を囲むように配置される
ものであっても同様の効果が得られることは明らかであ
る。
Although the N-type diffusion layer 15 is arranged along the outside of the pad 5 in FIG. 2, the arrangement of the N well is not limited to this. N-type diffusion layer 1
It suffices that 5 is arranged between the outer element region 4 and the pad 5, and it is apparent that the same effect can be obtained even if it is arranged so as to surround the outer element region 4.

【0033】また特に、外側素子領域4のための電源が
パッド5の外側に沿って配線されるレイアウトの場合、
その電源配線経路に沿ってN型拡散層15を形成し、電
源にコンタクトさせればよい。つまり、N型拡散層15
を形成するための領域を特別に確保しておく必要は無
い。よって、そのようなレイアウトの場合はN型拡散層
15を形成することによる半導体チップの大型化は伴わ
ない。
In particular, in the case of a layout in which the power supply for the outer element region 4 is wired along the outside of the pad 5,
The N-type diffusion layer 15 may be formed along the power supply wiring path and contacted with the power supply. That is, the N-type diffusion layer 15
It is not necessary to reserve a special area for forming the. Therefore, in the case of such a layout, the size of the semiconductor chip is not increased by forming the N-type diffusion layer 15.

【0034】また、図2に示した構成において、さら
に、パッド5と内側素子領域3との間に電源にコンタク
トしたN型拡散層15を設けることによって、内側素子
領域3と外側素子領域4の両方に対してラッチアップの
発生を防止する効果を得ることができることは明らかで
ある。
Further, in the structure shown in FIG. 2, an N-type diffusion layer 15 which is in contact with the power source is further provided between the pad 5 and the inner element region 3 so that the inner element region 3 and the outer element region 4 are separated from each other. It is obvious that the effect of preventing the occurrence of latch-up can be obtained for both.

【0035】<実施の形態3>上記実施の形態1および
2においては、P型基板を用いた場合について説明した
が、本発明はN型基板を用いた場合に対しても適応可能
である。
<Third Embodiment> In the first and second embodiments, the case where the P-type substrate is used has been described, but the present invention is applicable to the case where the N-type substrate is used.

【0036】図3は、実施の形態3に係る半導体装置の
構成を示す平面図である。この図において、21は半導
体装置のチップを形成するN型基板であり、22で示し
た破線は同チップの端を示している。23はパッド25
の内側に形成される内側素子領域であり、24はパッド
25の外側に形成される外側素子領域である。また30
はその内部にN型拡散層を有さないPウェルであり、図
示は省略しているが、Pウェル30はグランドにコンタ
クトされてグランド電位となっている。このように、本
実施の形態に係る半導体装置は、外側素子領域24とパ
ッド25との間に、グランドにコンタクトしたPウェル
30を有する構成となっている。
FIG. 3 is a plan view showing the structure of the semiconductor device according to the third preferred embodiment. In this figure, reference numeral 21 is an N-type substrate forming a chip of a semiconductor device, and a broken line indicated by 22 indicates an end of the chip. 23 is a pad 25
Is an inner element region formed inside the pad, and 24 is an outer element region formed outside the pad 25. Again 30
Is a P-well having no N-type diffusion layer therein, and although not shown, the P-well 30 is in contact with the ground and has a ground potential. As described above, the semiconductor device according to the present embodiment is configured to have the P well 30 in contact with the ground between the outer element region 24 and the pad 25.

【0037】この構成によれば、パッド25にグランド
を基準として正のサージが発生した場合において、外側
素子領域24のラッチアップのトリガとなる電荷をPウ
ェル30を介して吸収できる。従って、外側素子領域2
4においてサージによるラッチアップは生じ難くなる。
つまり、パッドの外側にも素子領域を有する半導体装置
におけるラッチアップ耐量を向上させることができる。
According to this structure, when a positive surge occurs with respect to the pad 25 with respect to the ground, the charge that triggers the latch-up of the outer element region 24 can be absorbed through the P well 30. Therefore, the outer element region 2
In No. 4, latchup due to surge is less likely to occur.
That is, it is possible to improve the latch-up withstand amount in the semiconductor device having the element region outside the pad.

【0038】なお、図1においてはパッド25の外側に
沿ってPウェル30を配置する構成を示したが、Nウェ
ルの配置をこれに限定するものではない。Pウェル30
は外側素子領域24とパッド25との間に配置されてい
ればよく、例えば外側素子領域24を囲むように配置さ
れるものであっても同様の効果が得られることは明らか
である。
Although the P well 30 is arranged along the outside of the pad 25 in FIG. 1, the arrangement of the N well is not limited to this. P well 30
Need only be arranged between the outer element region 24 and the pad 25, and it is clear that the same effect can be obtained even if it is arranged so as to surround the outer element region 24, for example.

【0039】また特に、外側素子領域24のためのグラ
ンドがパッド25の外側に沿って配線されるレイアウト
の場合、そのグランド配線経路に沿ってPウェル30を
形成し、グランドにコンタクトさせればよい。つまり、
Pウェル30を形成するための領域を特別に確保してお
く必要は無い。よって、そのようなレイアウトの場合は
Pウェル30を形成することによる半導体チップの大型
化は伴わない。
In particular, in the case of a layout in which the ground for the outer element region 24 is wired along the outside of the pad 25, the P well 30 may be formed along the ground wiring path and contacted with the ground. . That is,
It is not necessary to reserve a region for forming the P well 30. Therefore, in such a layout, the size of the semiconductor chip is not increased by forming the P well 30.

【0040】また、図1に示した構成において、さら
に、パッド25と内側素子領域23との間にグランドに
コンタクトしたPウェル30を設けることによって、内
側素子領域23と外側素子領域24の両方に対してラッ
チアップの発生を防止する効果を得ることができること
は明らかである。
Further, in the structure shown in FIG. 1, by further providing a P well 30 which is in contact with the ground between the pad 25 and the inner element region 23, both the inner element region 23 and the outer element region 24 are provided. On the other hand, it is obvious that the effect of preventing the occurrence of latch-up can be obtained.

【0041】<実施の形態4>図4は実施の形態4に係
る半導体装置の構成を示す平面図である。この図におい
て、図3に示したものと同一の機能を有する要素は、同
一符号をもって示している。同図に示すように、本実施
の形態においてもパッド25の内側に内側素子領域2
3、外側に外側素子領域24が形成されている。また、
35はP型拡散層であり、図示は省略しているが、P型
拡散層35はグランドにコンタクトされてグランド電位
となっている。このように、本実施の形態に係る半導体
装置は、外側素子領域24とパッド25との間に、グラ
ンドにコンタクトしたP型拡散層35を有する構成とな
っている。つまり、図3におけるPウェル30に代えて
P型拡散層35が形成された構成となっている。
<Fourth Preferred Embodiment> FIG. 4 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to a fourth preferred embodiment. In this figure, elements having the same functions as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. As shown in the figure, also in the present embodiment, the inner element region 2 is formed inside the pad 25.
3, the outer element region 24 is formed on the outer side. Also,
Reference numeral 35 denotes a P-type diffusion layer, which is not shown in the drawing, but the P-type diffusion layer 35 is in contact with the ground and has a ground potential. As described above, the semiconductor device according to the present embodiment is configured to have the P-type diffusion layer 35 in contact with the ground between the outer element region 24 and the pad 25. That is, the P-type diffusion layer 35 is formed instead of the P-well 30 in FIG.

【0042】この構成によれば、パッド25にグランド
を基準として正のサージが発生した場合において、外側
素子領域4のラッチアップのトリガとなる電荷をP型拡
散層35を介して吸収できる。従って、外側素子領域4
においてサージによるラッチアップは生じ難くなる。つ
まり、パッドの外側にも素子領域を有する半導体装置に
おけるラッチアップ耐量を向上させることができる。
According to this structure, when a positive surge occurs with respect to the pad 25 with respect to the ground, the charge that triggers the latch-up of the outer element region 4 can be absorbed through the P-type diffusion layer 35. Therefore, the outer element region 4
The latch-up due to the surge is unlikely to occur. That is, it is possible to improve the latch-up withstand amount in the semiconductor device having the element region outside the pad.

【0043】また、一般にP型拡散層はPウェルと比べ
てその形成が容易であるため、実施の形態3に比較して
本実施の形態は容易に実施することが可能である。従っ
て、半導体装置製造のための工程の簡略化に寄与でき
る。
In addition, since the P-type diffusion layer is generally easier to form than the P-well, this embodiment can be easily implemented as compared with the third embodiment. Therefore, it can contribute to simplification of the process for manufacturing a semiconductor device.

【0044】なお、図4においてはパッド25の外側に
沿ってP型拡散層35を配置する構成を示したが、Pウ
ェルの配置をこれに限定するものではない。P型拡散層
35は外側素子領域4とパッド5との間に配置されてい
ればよく、例えば外側素子領域4を囲むように配置され
るものであっても同様の効果が得られることは明らかで
ある。
Although the P-type diffusion layer 35 is arranged along the outside of the pad 25 in FIG. 4, the arrangement of the P-well is not limited to this. It suffices that the P-type diffusion layer 35 be arranged between the outer element region 4 and the pad 5, and it is apparent that the same effect can be obtained even if it is arranged so as to surround the outer element region 4. Is.

【0045】また特に、外側素子領域24のためのグラ
ンドがパッド25の外側に沿って配線されるレイアウト
の場合、そのグランド配線経路に沿ってP型拡散層35
を形成し、グランドにコンタクトさせればよい。つま
り、P型拡散層35を形成するための領域を特別に確保
しておく必要は無い。よって、そのようなレイアウトの
場合はP型拡散層35を形成することによる半導体チッ
プの大型化は伴わない。
In particular, in the case of a layout in which the ground for the outer element region 24 is wired along the outside of the pad 25, the P-type diffusion layer 35 is formed along the ground wiring path.
Should be formed and contacted with the ground. That is, it is not necessary to reserve a region for forming the P-type diffusion layer 35. Therefore, in the case of such a layout, the size of the semiconductor chip is not increased by forming the P type diffusion layer 35.

【0046】また、図4に示した構成において、さら
に、パッド25と内側素子領域3との間にグランドにコ
ンタクトしたP型拡散層35を設けることによって、内
側素子領域3と外側素子領域4の両方に対してラッチア
ップの発生を防止する効果を得ることができることは明
らかである。
Further, in the structure shown in FIG. 4, by further providing a P-type diffusion layer 35 in contact with the ground between the pad 25 and the inner element region 3, the inner element region 3 and the outer element region 4 are separated. It is obvious that the effect of preventing the occurrence of latch-up can be obtained for both.

【0047】[0047]

【発明の効果】請求項1に記載の半導体装置によれば、
外側素子領域とを有する半導体装置において、パッドと
外側素子領域との間に、P型拡散層を有さない第1のN
ウェルまたは第1のN型拡散層を備え、第1のNウェル
または第1のN型拡散層が電源にコンタクトされるの
で、パッドと電源との間にサージが発生した場合におい
て、外側素子領域のラッチアップのトリガとなる電荷を
第1のNウェルまたは第1のN型拡散層を介して吸収で
きる。従って、外側素子領域においてサージによるラッ
チアップは生じ難くなる。つまり、パッドの外側にも素
子領域を有する半導体装置におけるラッチアップ耐量を
向上させることができる。
According to the semiconductor device of the first aspect,
In a semiconductor device having an outer element region, a first N having no P-type diffusion layer between the pad and the outer element region.
The well or the first N-type diffusion layer is provided, and the first N-well or the first N-type diffusion layer is contacted with the power source. Therefore, when a surge occurs between the pad and the power source, the outer element region is formed. Can be absorbed through the first N well or the first N type diffusion layer. Therefore, latch-up due to surge is less likely to occur in the outer element region. That is, it is possible to improve the latch-up withstand amount in the semiconductor device having the element region outside the pad.

【0048】請求項2に記載の半導体装置によれば、請
求項1に記載の半導体装置において、内側素子領域と、
パッドと内側素子領域との間に、P型拡散層を有さない
第2のNウェルまたは第2のN型拡散層をさらに備え、
第2のNウェルまたは第2のN型拡散層が電源にコンタ
クトされるので、内側素子領域と外側素子領域の両方に
対してサージによるラッチアップの発生を防止する効果
を得ることができる。
According to the semiconductor device of the second aspect, in the semiconductor device of the first aspect, the inner element region and
A second N well or a second N type diffusion layer having no P type diffusion layer is further provided between the pad and the inner element region,
Since the second N well or the second N type diffusion layer is brought into contact with the power supply, it is possible to obtain an effect of preventing the latch-up from occurring in both the inner element region and the outer element region.

【0049】請求項3に記載の半導体装置によれば、外
側素子領域とを有する半導体装置において、パッドと外
側素子領域との間に、N型拡散層を有さない第1のPウ
ェルまたは第1のP型拡散層を備え、第1のPウェルま
たは第1のP型拡散層がグランドにコンタクトされるの
で、パッドとグランドとの間にサージが発生した場合に
おいて、外側素子領域のラッチアップのトリガとなる電
荷を第1のPウェルまたは第1のP型拡散層を介して吸
収できる。従って、外側素子領域においてサージによる
ラッチアップは生じ難くなる。つまり、パッドの外側に
も素子領域を有する半導体装置におけるラッチアップ耐
量を向上させることができる。
According to the semiconductor device of the third aspect, in the semiconductor device having the outer element region, the first P well or the first P well having no N-type diffusion layer is provided between the pad and the outer element region. Since the first P-type diffusion layer is provided and the first P-type well or the first P-type diffusion layer is brought into contact with the ground, when the surge occurs between the pad and the ground, the outer element region is latched up. Can be absorbed through the first P-well or the first P-type diffusion layer. Therefore, latch-up due to surge is less likely to occur in the outer element region. That is, it is possible to improve the latch-up withstand amount in the semiconductor device having the element region outside the pad.

【0050】請求項4に記載の半導体装置によれば、請
求項3に記載の半導体装置であって、内側素子領域と、
パッドと内側素子領域との間に、N型拡散層を有さない
第2のPウェルまたは第2のP型拡散層をさらに備え、
第2のPウェルまたは第2のP型拡散層がグランドにコ
ンタクトされるので、内側素子領域と外側素子領域の両
方に対してサージによるラッチアップの発生を防止する
効果を得ることができる。
According to a fourth aspect of the semiconductor device, there is provided the semiconductor device according to the third aspect, wherein the inner element region and
A second P well or a second P type diffusion layer having no N type diffusion layer is further provided between the pad and the inner element region,
Since the second P-well or the second P-type diffusion layer is in contact with the ground, it is possible to obtain the effect of preventing the latch-up from occurring in both the inner element region and the outer element region due to the surge.

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

【図1】 実施の形態1に係る半導体装置の構成を示す
平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】 実施の形態2に係る半導体装置の構成を示す
平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図3】 実施の形態3に係る半導体装置の構成を示す
平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a third embodiment.

【図4】 実施の形態4に係る半導体装置の構成を示す
平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図5】 従来の半導体装置における基板コンタクトお
よびウェルコンタクトを用いたラッチアップ防止の手法
を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a method of preventing latch-up using a substrate contact and a well contact in a conventional semiconductor device.

【図6】 従来の半導体装置における問題を説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a problem in a conventional semiconductor device.

【図7】 従来の半導体装置における問題を説明するた
めの図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem in a conventional semiconductor device.

【図8】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor device.

【図9】 従来の半導体装置の構成ををより具体化した
例を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a more specific example of the configuration of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型基板、2,22 チップの端、3,23 内側
素子領域、4,24外側素子領域、5,25 パッド、
10 Nウェル、15 N型拡散層、21N型基板、3
0 Pウェル、35 P型拡散層。
1 P-type substrate, 2,22 chip edge, 3,23 inner element region, 4,24 outer element region, 5,25 pad,
10 N well, 15 N type diffusion layer, 21 N type substrate, 3
0 P well, 35 P type diffusion layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 CA05 CA10 EZ20 5F048 AA03 AB03 AC03 BA01 BH09 CC06 CC11 CC13 CC19    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5F038 CA05 CA10 EZ20                 5F048 AA03 AB03 AC03 BA01 BH09                       CC06 CC11 CC13 CC19

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 P型半導体基板により形成されたチップ
上に、 所定の位置に配置された、半導体素子への信号の入出力
を行うためのパッドと、 前記パッドの位置よりも外側に配置された、前記半導体
素子が形成される外側素子領域とを有する半導体装置で
あって、 前記パッドと前記外側素子領域との間に、P型拡散層を
有さない第1のNウェルまたは第1のN型拡散層を備
え、 前記第1のNウェルまたは第1のN型拡散層が電源にコ
ンタクトされる、ことを特徴とする半導体装置。
1. A pad formed on a chip formed of a P-type semiconductor substrate for inputting and outputting a signal to and from a semiconductor element, which is arranged at a predetermined position, and arranged outside the position of the pad. A semiconductor device having an outer element region in which the semiconductor element is formed, the first N well or the first N well having no P-type diffusion layer between the pad and the outer element region. A semiconductor device comprising an N-type diffusion layer, wherein the first N-well or the first N-type diffusion layer is contacted with a power supply.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置であって、 前記パッドの位置よりも内側に配置された、前記半導体
素子が形成される内側素子領域と、 前記パッドと前記内側素子領域との間に、P型拡散層を
有さない第2のNウェルまたは第2のN型拡散層をさら
に備え、 前記第2のNウェルまたは第2のN型拡散層が電源にコ
ンタクトされる、ことを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an inner element region in which the semiconductor element is formed, which is arranged inside a position of the pad, and the pad and the inner element region. A second N well or a second N type diffusion layer having no P type diffusion layer is further provided between the second N well and the second N type diffusion layer, and the second N well or the second N type diffusion layer is contacted with a power source. A semiconductor device characterized by:
【請求項3】 N型半導体基板により形成されたチップ
上に、 所定の位置に配置された、半導体素子への信号の入出力
を行うためのパッドと、 前記パッドの位置よりも外側に配置された、前記半導体
素子が形成される外側素子領域とを有する半導体装置で
あって、 前記パッドと前記外側素子領域との間に、N型拡散層を
有さない第1のPウェルまたは第1のP型拡散層を備
え、 前記第1のPウェルまたは第1のP型拡散層がグランド
にコンタクトされる、ことを特徴とする半導体装置。
3. A chip formed of an N-type semiconductor substrate, which is arranged at a predetermined position for inputting and outputting a signal to and from a semiconductor element, and arranged outside the position of the pad. A semiconductor device having an outer element region in which the semiconductor element is formed, the first P well or the first P well having no N-type diffusion layer between the pad and the outer element region. A semiconductor device comprising a P-type diffusion layer, wherein the first P-well or the first P-type diffusion layer is in contact with the ground.
【請求項4】 請求項3に記載の半導体装置であって、 前記パッドの位置よりも内側に配置された、前記半導体
素子が形成される内側素子領域と、 前記パッドと前記内側素子領域との間に、N型拡散層を
有さない第2のPウェルまたは第2のP型拡散層をさら
に備え、 前記第2のPウェルまたは第2のP型拡散層がグランド
にコンタクトされる、ことを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein an inner element region in which the semiconductor element is formed is arranged inside a position of the pad, and the pad and the inner element region. A second P-well or a second P-type diffusion layer having no N-type diffusion layer between them, the second P-well or the second P-type diffusion layer being in contact with the ground. A semiconductor device characterized by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009289820A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Mitsumi Electric Co Ltd Semiconductor device

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JP2009289820A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Mitsumi Electric Co Ltd Semiconductor device

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