JP2005072607A - 静電気保護素子とパワークランプで構成された入出力静電気放電保護セルを具備する集積回路装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】I/Oパッドと電源電圧VDDライン間に接続されたVDD静電気放電ESD保護素子、I/Oパッドと接地電圧VSSライン間に接続されたVSS ESD保護素子及びVDDライン及びVSSライン間に接続されたパワークランプ素子で構成されたI/O ESD保護セルを含む集積回路装置。I/O ESD保護セルでVDD ESD保護素子、パワークランプ素子及びVSS ESD保護素子は各素子が一直線に連結されるように隣接するか、一部重畳して配置される。
【選択図】図2
Description
32 VDD ESD保護素子
34 VSS ESD保護素子
36 パワークランプ素子
40 パワークランプ素子
60 VDDライン
60a VDDパッド
70 VSSライン
70a VSSパッド
90 I/Oパッド
VDD 電源電圧
VSS 接地電圧
D1、D2、D3、D4 ダイオード
Claims (33)
- 入出力(I/O)パッドと電源電圧VDDライン間に接続されたVDD静電気放電(ESD)保護素子と、
前記I/Oパッドと接地電圧VSSライン間に接続されたVSS ESD保護素子と、
前記VDDライン及び前記VSSライン間に接続されたパワークランプ素子より構成されたI/O ESD保護セルと、を含み、
前記I/O ESD保護セルで前記VDD ESD保護素子、前記パワークランプ素子及び前記VSS ESD保護素子は各素子が一直線に連結されるように隣接するか、一部重畳されて配置されたことを特徴とする集積回路装置。 - 前記集積回路装置は前記I/Oパッドを複数具備し、前記I/Oパッド別に前記I/O ESD保護セルをそれぞれ具備し、
前記I/O ESD保護セルのピッチ及び高さが前記I/Oパッドのピッチ及び高さにより決定されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路装置。 - 前記パワークランプ素子は前記VDD ESD保護素子と前記VSS ESD保護素子間に配置されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは少なくともその一部が前記I/Oパッドの下部に形成されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは前記I/Oパッドの下部に形成されることを特徴とする請求項1に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルを構成する素子はダイオード、MOSトランジスタ、バイポーラとトランジスタ、フィールドトランジスタ、サイリスタ、またはこれらの組合わせよりなったことを特徴とする請求項1に記載の集積回路装置。
- 第1導電型の基板内に形成された第2導電型のウェル内に形成され、I/Oパッドに連結された前記第1導電型のアクティブ領域と電源電圧VDDラインに連結された前記第2導電型のアクティブ領域とよりなったVDD ESD保護素子と、
前記第1導電型の基板内に形成された第2導電型のウェル内に形成され、前記VDDラインに連結された前記第2導電型のアクティブ領域と接地電圧VSSラインに連結された前記第1導電型のアクティブ領域とよりなったパワークランプ素子と、
前記第1導電型の基板内に形成された前記第1導電型のウェル内に形成され、前記VSSラインに連結された前記第1導電型のアクティブ領域と前記I/Oパッドに連結された前記第2導電型のアクティブ領域とよりなったVSS ESD保護素子を含むI/O ESD保護セルを含むことを特徴とする集積回路装置。 - 前記パワークランプ素子は前記VDD ESD保護素子と前記VSS ESD保護素子間に配置されることを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。
- 前記VSS ESD保護素子は前記第2導電型のアクティブ領域を取り囲む前記第2導電型のウェルをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは少なくともその一部が前記I/Oパッドの下部に形成されることを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは前記I/Oパッドの下部に形成されることを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。
- 前記VDD ESD保護素子の前記第1導電型のアクティブ領域は相互分離されてそれぞれ前記I/Oパッドに連結された2つ以上の領域で構成され、
前記第2導電型のアクティブ領域は前記2つ以上の第1導電型のアクティブ領域と所定距離離隔されて前記第1導電型のアクティブ領域を閉ループ形態に取り囲んで並列に連結された2つ以上のダイオードを構成することを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。 - 前記VSS ESD保護素子の前記第2導電型のアクティブ領域は相互分離されてそれぞれ前記I/Oパッドに連結された2つ以上の領域で構成され、
前記第1導電型のアクティブ領域は前記2つ以上の第2導電型のアクティブ領域と所定距離離隔されて前記第2導電型のアクティブ領域とを閉ループ形態に取り囲んで並列に連結された2つ以上のダイオードを構成することを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。 - 前記パワークランプ素子の前記第2導電型のアクティブ領域は前記第1導電型のアクティブ領域と所定距離離隔されて前記第1導電型のアクティブ領域とを閉ループ形態に取り囲むことを特徴とする請求項7に記載の集積回路装置。
- 第1導電型の基板内に形成された第2導電型のウェル内に形成され、入出力I/Oパッドに連結された前記第1導電型のアクティブ領域と電源電圧VDDラインに連結された前記第2導電型のアクティブ領域よりなったVDD ESD保護素子と、
前記第1導電型の基板内に形成された第1導電型のウェル内に形成され、VDDラインに連結された前記第2導電型のアクティブ領域と接地電圧VSSラインに連結された前記第1導電型のアクティブ領域とよりなったパワークランプ素子と、
前記第1導電型の基板内に形成された前記第1導電型のウェル内に形成され、前記VSSラインに連結された前記第1導電型のアクティブ領域と前記I/Oパッドに連結された前記第2導電型のアクティブ領域とよりなったVSS ESD保護素子と、を含むI/O ESD保護セルを含むことを特徴とする集積回路装置。 - 前記パワークランプ素子は前記VDD ESD保護素子と前記VSS ESD保護素子間に配置されることを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。
- 前記VSS ESD保護素子と前記パワークランプ素子とは前記第2導電型のアクティブ領域を覆いかぶせる前記第2導電型のウェルをさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは少なくともその一部が前記I/Oパッドパターンの下部に形成されることを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは前記I/Oパッドパターンの下部に形成されることを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。
- 前記VDD ESD保護素子で前記第1導電型のアクティブ領域は相互分離されてそれぞれ前記I/Oパッドに連結された2つ以上の領域で構成され、
前記第2導電型のアクティブ領域は前記2つ以上の第1導電型のアクティブ領域と所定距離離隔されて前記第1導電型のアクティブ領域とを閉ループ形態に取り囲んで並列に連結された2つ以上のダイオードを構成することを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。 - 前記VSS ESD保護素子で前記第2導電型のアクティブ領域は相互分離されてそれぞれ前記I/Oパッドに連結された2つ以上の領域で構成され、
前記第1導電型のアクティブ領域は前記2つ以上の第2導電型のアクティブ領域と所定距離離隔されて前記第2導電型のアクティブ領域とを閉ループ形態に取り囲んで並列に連結さRれた2つ以上のダイオードを構成することを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。 - 前記パワークランプ素子で、前記第1導電型のアクティブ領域は前記第2導電型のアクティブ領域と所定距離離隔されて前記第2導電型のアクティブ領域とを閉ループ形態に取り囲むことを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。
- 前記パワークランプ素子と前記VSS ESD保護素子は前記1導電型のアクティブ領域の一部を共有することを特徴とする請求項15に記載の集積回路装置。
- 第1導電型の基板内に形成された第2導電型のウェル内に形成され、第1チャンネル領域を定義するように離隔され、少なくとも1つは入出力I/Oパッドに連結され、残りは電源電圧VDDラインに連結される前記第1導電型のアクティブ領域と前記第1チャンネル領域上に形成された第1ゲートとよりなったVDD ESD保護素子と、
前記第1導電型の基板内に形成された前記第1導電型のウェル内に形成され、第2チャンネル領域を定義するように離隔され、1つは前記VDDラインに連結され、残りは接地電圧VSSラインに連結される前記第2導電型のアクティブ領域及び前記第2チャンネル領域上に形成された第2ゲートよりなるか、前記第1導電型の基板内に形成された前記第2導電型のウェル内に形成され、前記第2チャンネル領域を定義するように離隔され、1つは前記VDDラインに連結され、残りは前記VSSラインに連結される前記第1導電型のアクティブ領域及び前記第2チャンネル領域上に形成された第2ゲートよりなるパワークランプ素子と、
前記第1導電型の基板内に形成された前記第1導電型のウェル内に形成され、第3チャンネル領域を定義するように離隔され、少なくとも1つは入出力I/Oパッドに連結され、残りは前記VSSラインに連結される前記第2導電型のアクティブ領域と前記第3チャンネル領域上に形成された第3ゲートとよりなったVSS ESD保護素子を含むI/O ESD保護セルと、を含むことを特徴とする集積回路装置。 - 前記素子はMOSトランジスタまたはフィールドトランジスタであることを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
- 前記パワークランプ素子は前記VDD ESD保護素子と前記VSS ESD保護素子間に配置されることを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは少なくともその一部が前記I/Oパッドパターンの下部に形成されることを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
- 前記I/O ESD保護セルは前記I/Oパッドパターンの下部に形成されることを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
- 前記VDD静電気放電ESD保護素子で、前記第1導電型のアクティブ領域全体で構成されたアウトラインと所定距離離隔されて閉ループ形態に取り囲むように形成され、前記VDDラインに連結される前記第2導電型のアクティブ領域をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
- 前記VSS ESD保護素子で、前記第2導電型のアクティブ領域全体で構成された部分のアウトラインと所定距離離隔されて閉ループ形態に取り囲むように形成され、前記VSSラインに連結される前記第1導電型のアクティブ領域をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
- 前記VDD ESD保護素子で前記第1導電型のアクティブ領域は相互分離された3つ以上の領域で構成され、
中央領域は前記I/Oパッドに連結され、残りの領域は前記VDDラインに連結されて並列に連結された2つ以上のトランジスタを構成することを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。 - 前記VSS ESD保護素子で、前記第2導電型のアクティブ領域は相互分離された3つ以上の領域で構成され、
中央領域は前記I/Oパッドに連結され、残りの領域は前記VDDラインに連結されて並列に連結された2つ以上のトランジスタを構成することを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。 - 前記第1ゲートは前記VDDラインに、前記第2導電型のアクティブ領域により定義される前記第2チャンネル領域上に形成された前記第2ゲートは前記VSSラインに前記第1導電型のアクティブ領域により定義される前記第2チャンネル領域上に形成された前記第2ゲートは前記VDDラインに、前記第3ゲートは前記VSSラインに連結されることを特徴とする請求項24に記載の集積回路装置。
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