JP2005142261A - 静電破壊保護装置 - Google Patents

静電破壊保護装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2005142261A
JP2005142261A JP2003375383A JP2003375383A JP2005142261A JP 2005142261 A JP2005142261 A JP 2005142261A JP 2003375383 A JP2003375383 A JP 2003375383A JP 2003375383 A JP2003375383 A JP 2003375383A JP 2005142261 A JP2005142261 A JP 2005142261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mos transistor
protection
transistor
well
conductivity type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003375383A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4458814B2 (ja
Inventor
Ryoichi Ando
亮一 安藤
Akira Uemoto
彰 植本
Toshio Kakiuchi
俊雄 垣内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2003375383A priority Critical patent/JP4458814B2/ja
Priority to TW093131769A priority patent/TWI241705B/zh
Priority to KR1020040088226A priority patent/KR100719010B1/ko
Priority to US10/979,804 priority patent/US7274071B2/en
Priority to CNB200410089762XA priority patent/CN100517689C/zh
Publication of JP2005142261A publication Critical patent/JP2005142261A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4458814B2 publication Critical patent/JP4458814B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements

Abstract

【課題】被保護デバイスを静電破壊から十分に保護することができると共に、保護トランジスタそのものの破壊を防止した静電破壊保護装置を提供する。
【解決手段】出力端子100には、保護トランジスタであるNチャネル型の第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBが出力端子100と接地電位Vssの間に直列に接続されている。一方、出力端子100には、保護トランジスタであるPチャネル型の第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDが高電源電位HVddと出力端子100との間に直列に接続されている。これらの第1、第2,第3及び第4のMOSトランジスタTrA,TrB,TrC,TrDは、低耐圧のMOSトランジスタで構成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、静電破壊保護装置に関し、特に高電圧が入力又は出力される端子に設けられる静電破壊保護装置に関する。
DC−DCコンバータやLCDドライバー等の半導体集積回路は、通常の電源電圧(3Vや5Vなど)よりも高電圧(例えば、20V以上)が入力又は出力される端子と、そのような高電圧を、該端子を介して入力又は出力するためのトランジスタを備えると共に、さらに、そのようなトランジスタを静電破壊から保護するための静電破壊保護装置を備えている。
図5は従来例に係る静電破壊保護装置を示す回路図である。100は出力端子、110はこの出力端子100に接続された高耐圧の出力MOSトランジスタ、D1は出力端子100にカソードが接続され、アノードに接地電位Vssが接続された第1の高耐圧ダイオードである。D2は出力端子100にアノードが接続され、カソードに高電源電位HVdd(例えば20V)が接続された第2の高耐圧ダイオードである。これらの第1及び第2の高耐圧ダイオードD1,D2によって静電破壊保護装置が構成されている。第1及び第2の高耐圧ダイオードD1,D2を用いている理由は、通常動作時に出力端子100に印加される高電圧によってダイオードのブレークダウンを生じないようにするためである。
そして、この静電破壊保護装置は、出力端子100に外部からサージ電圧が加わったときに、そのサージ電圧の極性に応じて第1及び第2の高耐圧ダイオードD1,D2の中、一方が順方向にオンし、他方が逆方向にブレークダウンを起こすことで、サージ電圧に伴う電荷を電源ライン、接地ラインに抜き、これにより出力トランジスタ110に高電圧が印加されて破壊されるのを防止している。
図6は従来例に係る他の静電破壊保護装置を示す回路図である。なお、図5と同一の構成部分については同一符号を付している。この静電破壊保護装置は、ドレインが出力端子100に接続され、ソース及びゲートが接地電位Vssに接続された、Nチャネル型の第1の高耐圧MOSトランジスタTr1と、ドレインが出力端子100に接続され、ソース及びゲートが高電源電位HVddに接続された、Pチャネル型の第1の高耐圧MOSトランジスタTr2とから構成されている。第1及び第2の高耐圧トランジスタTr1,Tr2を用いている理由は、通常動作時に出力端子100に印加される高電圧によってトランジスタのブレークダウンを生じないようにするためである。
そして、この静電破壊保護装置は、出力端子100に外部からサージ電圧が加わったときに、そのサージ電圧の極性に応じて第1及び第2の高耐圧MOSトランジスタTr1,Tr2の中、一方がオンし、他方がソースドレイン間ブレークダウンを起こすことで、サージ電圧に伴う電荷を電源ライン、接地ラインに抜き、これにより出力MOSトランジスタ110に高電圧が印加されて破壊されるのを防止している。
なお、この種の静電破壊保護装置は、例えば以下の特許文献1に記載されている。
特開平5−267586号公報
しかしながら、図5に示した静電破壊保護装置では、第1及び第2の高耐圧ダイオードD1,D2の抵抗成分が大きいため、サージ電圧に伴う電荷を電源ライン等に抜きにくい。そのため、この静電破壊保護装置では出力MOSトランジスタを十分保護できないと共に、第1及び第2の高耐圧ダイオードD1,D2そのものが破壊しやすいという問題を有していた。
また、図6に示した静電破壊保護装置では、第1及び第2の高耐圧MOSトランジスタTr1,Tr2のソースドレイン抵抗成分が大きいため、第1及び第2の高耐圧MOSトランジスタTr1,Tr2の破壊、特にそれらのドレイン表面部分での破壊が発生しやすいという問題を有していた。
また、図5、図6の静電破壊保護装置において、静電破壊保護特性を向上させるためには、第1及び第2の高耐圧ダイオードD1,D2や第1及び第2の高耐圧MOSトランジスタTr1,Tr2のサイズを大きく設計してそれらの抵抗成分を小さくすればよいが、そのようにすると半導体集積回路のチップ面積が増大してしまうという問題を有していた。
本発明の静電破壊保護装置は、上記の従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その特徴とするところは、被保護デバイスが接続された端子と所定の電位との間に複数の保護トランジスタを直列に接続し、保護トランジスタの基板を、その保護トランジスタとこれに隣接する保護トランジスタとの接続点に接続したことである。そして、そのような保護トランジスタの接続関係を半導体集積回路上で実現するために、トリプルウエル構造を用いて保護トランジスタを形成したものである。
本発明によれば、複数の保護トランジスタを直列に接続して静電破壊保護装置を構成しているので、1つの保護トランジスタにかかる電圧が小さくなる。また、保護トランジスタの基板を、その保護トランジスタとこれに隣接する保護トランジスタとの接続点に接続したことにより、基板と保護トランジスタのドレインまたはソースの間に高電圧が印加されることが防止される。
そのため、従来例の第1及び第2の高耐圧トランジスタTr1,Tr2のような高耐圧デバイスの代わりに、低耐圧のトランジスタを保護トランジスタとして利用することができるようになる。すると、低耐圧の保護トランジスタは、高耐圧の保護トランジスタに比してその構造上、抵抗成分が小さいので、サージ電圧に伴う電荷を電源ライン等に抜きやすくなる。
したがって、この静電破壊保護装置によれば、出力MOSトランジスタを十分保護できると共に、保護トランジスタそのものの破壊を防止することができる。
本発明の静電破壊保護装置によれば、被保護デバイスを静電破壊から十分に保護することができると共に、保護トランジスタそのものの破壊を防止することが可能になる。また、保護トランジスタのサイズを小さくできるので、半導体集積回路のチップサイズを小さくすることができるという効果も有している。
次に、本発明の実施形態に係る静電破壊保護装置について図面を参照しながら説明する。図1は、この静電破壊保護装置の回路図である。また、図2は、この静電破壊保護装置を構成する第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBを示す断面図、図3は、この静電破壊保護装置を構成する第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタtrDを示す断面図である。
図1に示すように、100は出力端子、110はこの出力端子100に接続された高耐圧の出力MOSトランジスタである。出力端子100には、保護トランジスタであるNチャネル型の第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBが出力端子100と接地電位Vssの間に直列に接続されている。
すなわち、第1のMOSトランジスタTrAのゲート23、ソース24及び、このトランジスタの基板であるPウエル22は接地電位Vssに接続されている。また、第2のMOSトランジスタTrBのゲート33、ソース34及び、このトランジスタの基板であるPウエル32は第1のMOSトランジスタTrAのドレイン25に接続されている。そして、第2のMOSトランジスタTrBのドレイン35は、出力端子100に接続されている。
一方、出力端子100には、保護トランジスタであるPチャネル型の第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDが高電源電位HVddと出力端子100との間に直列に接続されている。すなわち、第3のMOSトランジスタTrCのゲート43、ソース24及び、このトランジスタの基板である第1のNウエル42は高電源電位HVddに接続されている。また、第4のMOSトランジスタTrDのゲート53、ソース54及び、このトランジスタの基板である第1のNウエル52は第3のトランジスタTrCのドレイン45に接続されている。そして、第4のMOSトランジスタTrDのドレイン55は、出力端子100に接続されている。
このように、本実施形態によれば、第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBとを直列に接続して静電破壊保護装置を構成しているので、通常動作時に出力端子100に高電位(例えば、高電源電位HVdd)が印加されたときに、1つのMOSトランジスタにかかる電圧が小さくなる。第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBを同じサイズで形成すれば、第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBのソースドレイン間にかかる電圧は、全体にかかる電圧の1/2になる。
しかも、第2のMOSトランジスタTrBの基板であるPウエル32を、第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBとの接続点に接続したことにより、基板であるPウエル32とドレイン25の間に高電圧が印加されることが防止される。つまり、基板であるPウエル32の電位が接地電位Vssより上昇するために、Pウエル32とドレイン25との電位差は小さくなる。
そのため、第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBは高耐圧トランジスタでなく、低耐圧のトランジスタで形成することができるようになる。一般に、低耐圧のトランジスタは、後述するように高耐圧のトランジスタに比してその構造上、抵抗成分が小さいので、サージ電圧に伴う電荷を電源ライン等に抜きやすくなる。したがって、この静電破壊保護装置によれば、出力MOSトランジスタを十分保護できると共に、保護トランジスタそのものの破壊を防止することができる。
以上は、接地電位Vss側に設けられた第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBから成る静電破壊保護装置について述べたが、高電源電位HVdd側に設けられた第3のMOSトランジスタTrCと第4のMOSトランジスタTrDから成る静電破壊保護装置についても同様な効果を奏する。
次に、これらの第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBの構造及びそれらの接続関係について、図2を参照してさらに詳しく説明する。P型の半導体基板1の表面に2つの第2のNウエル20、30が互いに離間して形成されている。そして、この離間領域の半導体基板1の表面にはP+層2が形成され、このP+層2に接地電位Vssが印加されている。
これらの2つの第2のNウエル20、30は同一のイオン注入工程及び拡散工程で形成される。第2のNウエル20の表面には、第2のNウエル20よりも浅いPウエル22が形成され、もう1つの第2のNウエル30の表面には、第2のNウエル30よりも浅いもう1つのPウエル32が形成されている。これらのPウエル22、32は、2つの第2のNウエル20、30とは別工程で形成されるが、同一のイオン注入工程及び拡散工程で形成される。
第2のNウエル20のPウエル22と隣接した表面にはN+層21が形成され、このN+層21には電源電位Vddが印加されることで、第2のNウエル20はVddにバイアスされている。また、第2のNウエル30のPウエル32と隣接した表面にはN+層31が形成され、このN+層31には電源電位Vddが印加されることで、第2のNウエル30は同様にVddにバイアスされている。なお、電源電位Vddは
高電源電位HVddより小さい電源電位であるが、電源電位Vddの代わりに、高電源電位HVddを用いてもよい。
そして、第1のMOSトランジスタTrAはPウエル22内に形成され、第2のMOSトランジスタTrBは、もう1つのPウエル32内に形成される。第1のMOSトランジスタTrAは、Pウエル22上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート23、Pウエル22内に形成されたN+型のソース24及びドレイン25を有している。Pウエル22内に第1のMOSトランジスタTrAに隣接して形成されたP+層26には接地電位Vssが印加されている。ゲート23及びソース24にも同様に接地電位Vssが印加されている。
第2のMOSトランジスタTrBは、Pウエル32上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート33、Pウエル32内に形成されたN+型のソース34及びドレイン35を有している。Pウエル32内に第2のMOSトランジスタTrBに隣接して形成されたP+層36、ゲート33及びソース34は、第1のMOSトランジスタTrAのドレイン25に接続されている。これにより、第2のMOSトランジスタTrBの基板であるPウエル32は、第1のMOSトランジスタTrAのドレイン25と同電位に設定される。また、第2のMOSトランジスタTrBのドレイン35は、出力端子100に接続されている。
このように、本実施形態によれば、トリプルウエル構造を用いて、第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBを半導体基板1から電気的に分離されたPウエル22,32に形成している。これにより、第2のMOSトランジスタTrBの基板であるPウエル32の電位を半導体基板1の接地電位Vssではなく、第2のMOSトランジスタTrBのドレイン25の電位に設定できる。また、第2のウエル20,30についても互いに離間させることで、第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBはそれぞれ電気的に独立した第2のウエル20,30の中に形成されるため、外部ノイズの影響を互いに及ぼすことが防止される。
次に、第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDの構造及びそれらの接続関係について、図3を参照して詳しく説明する。P型の半導体基板1の表面に、2つの第2のNウエル40、50が互いに離間して形成されている。そして、この離間領域の半導体基板1の表面にはP+層3が形成され、このP+層3に接地電位Vssが印加されている。
これらの2つの第2のNウエル40、50は、前述の第2のNウエル20、30と同一のイオン注入工程及び拡散工程で形成される。第2のNウエル40の表面には、第2のNウエル40よりも浅い第1のNウエル42が形成され、もう1つの第2のNウエル50の表面には、第2のNウエル50よりも浅いもう1つの第1のNウエル52が形成されている。これらの第1のNウエル42、52は、同一のイオン注入工程及び拡散工程で形成される。
第2のNウエル40の第1のNウエル42と隣接した表面にはN+層41が形成され、このN+層41には高電源電位HVddが印加されることで、第2のNウエル40及び第1のNウエル42はHVddにバイアスされている。また、第2のNウエル50の第1のNウエル52と隣接した表面にはN+層51が形成され、このN+層51には高電源電位HVddが印加されることで、第2のNウエル50及び第1のNウエル52は同様にHVddにバイアスされている。
そして、第3のMOSトランジスタTrCは第1のNウエル42内に形成され、第4のMOSトランジスタTrDは、もう1つの第1のNウエル52内に形成される。第3のMOSトランジスタTrCは、第1のNウエル42上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート43、第1のNウエル42内に形成されたP+型のソース44及びドレイン45を有している。第1のNウエル42内に第3のMOSトランジスタTrCに隣接して形成されたN+層46には高電源電位HVddが印加されている。ゲート43及びソース44にも同様に高電源電位HVddが印加されている。
第4のMOSトランジスタTrDは、第1のNウエル52上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート53、第1のNウエル52内に形成されたP+型のソース54及びドレイン55を有している。第1のNウエル52内に第4のMOSトランジスタTrDに隣接して形成されたN+層56、ゲート53及びソース54は、第3のMOSトランジスタTrCのドレイン45に接続されている。これにより、第4のMOSトランジスタTrDの基板である第1のNウエル52は、第3のMOSトランジスタTrCのドレイン45と同電位に設定される。また、第4のMOSトランジスタTrDのドレイン55は、出力端子100に接続されている。
このように、第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDを半導体基板1から電気的に分離された第1のNウエル42,52に形成している。これにより、第1のNウエル52の電位を第3のMOSトランジスタTrCのドレイン45の電位に設定できる。また、第2のウエル40,50が互いに離間させることで、第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDはそれぞれ電気的に独立した第2のウエル40,50の中に形成されるため、外部ノイズの影響を互いに及ぼすことが防止される。
なお、第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDは、それぞれ2重のNウエルの中に形成されているが、いずれかのNウエルを省いて、単一のNウエルの中に形成するようにしてもよい。
次に、第1、第2、第3、第4のMOSトランジスタTrA、TrB、TrC、TrDの保護トランジスタとして適した構造について説明する。上述したように、本実施形態の静電破壊保護装置によれば、2つの保護トランジスタを直列に接続したことにより、低耐圧のMOSトランジスタであっても通常動作時に出力端子100に印加される高電圧に耐え得るものであり、しかも出力端子100にサージ電圧が印加され、静電破壊保護素子として働くときには、低耐圧のMOSトランジスタが低抵抗であることにより、サージ電圧に伴う電荷を速やかに電源ラインや接地ラインに逃がすことができる。
そこで、そのような低耐圧のMOSトランジスタとしては、図2、図3に示したような高不純物濃度のソース、ドレイン構造を有することが、抵抗成分を小さくする上で好ましい。例えば、第1のMOSトランジスタTrAは、N+型のソース24及びドレイン25を有しており、高耐圧MOSトランジスタの低不純物濃度のソース、ドレインを有していない。第2のMOSトランジスタTrB、第3のMOSトランジスタTrC、第4のMOSトランジスタTrDについても同じである。
しかしながら、そのような単一のソース・ドレイン構造に限らず、微細化プロセスで用いられるDDD構造(Double Diffused Drain Structure)や、LDD構造(Ligthly Doped Drain Structure)を有したMOSトランジスタをその代わりに用いても静電破壊保護特性の向上効果が得られる。
図4は、保護トランジスタの構造を示す断面図であり、図4(a)は、DDD構造を有したMOSトランジスタ、図4(b)は、LDD構造を有したMOSトランジスタを示している。図4(a)のDDD構造のMOSトランジスタは、高不純物濃度を有したN+型のソース24、ドレイン25に加えて、N+型ソース24より深く拡散され、これを部分的にあるいは全面的に内包する低不純物濃度を有したN−型のソース27s、N+型ドレイン25より深く拡散され、これを部分的にあるいは全面的に内包する低不純物濃度を有したN−型のドレイン27dを有している。これらのN−型のソース27s、N−型のドレイン27dはトランジスタの微細化に伴うショートチャネル効果やホットエレクロン効果の防止を図ったものであり、高耐圧トランジスタのように高耐圧化を狙ったものではない。N−型のソース27s、N−型のドレイン27dを設けたことによる抵抗成分の増加はわずかに過ぎない。
したがって、そのソースドレイン耐圧も微細化の程度にもよるが、せいぜい6V〜7V程度であり、本実施形態の出力MOSトランジスタ110のソースドレイン耐圧(例えば、20V以上)と比べると相当に低い。出力MOSトランジスタ110のソースドレイン構造は、N−型のソース、ドレインのサイズが大きく、抵抗成分が大きい。
また、図4(b)のLDD構造のMOSトランジスタは、N+型のソース24、ドレイン25に加えて、ゲート23の側壁に形成されたサイドウオールスペーサ絶縁膜28に下方のPウエル22の表面に、低不純物濃度を有したN−型のソース29s、N−型のドレイン29dを有している。これらのN−型のソース29s、N−型のドレイン29dについても、トランジスタの微細化に伴うショートチャネル効果やホットエレクロン効果の防止を図ったものであり、高耐圧トランジスタのように高耐圧化を狙ったものではない。N−型のソース29s、N−型のドレイン29dを設けたことによる抵抗成分の増加はわずかに過ぎない。
以上本発明の実施形態について説明したが、以上の説明に基づいて当業者にとって種々の代替、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の代替、修正又は変形を包含するものである。
例えば、接地電位Vss側に、第1のMOSトランジスタTrAと第2のMOSトランジスタTrBとを直列接続し、高電源電位HVdd側に、第3のMOSトランジスタTrCと第4のMOSトランジスタTrDとを直列接続して静電破壊保護装置を構成しているが、直列接続するトランジスタの数を3つ以上に増やしてもよい。その場合、トランジスタの相互接続の形態は、本実施形態と同じにする。すなわち、各トランジスタはゲートとソースとを共通接続するものとし、トランジスタの基板は、そのトランジスタが接続される隣接トランジスタのドレインに接続するものとする。
また、本実施形態では、出力端子100に高耐圧の出力MOSトランジスタが接続されている高耐圧出力端子に前述の静電破壊保護装置を例として説明したが、これに限らず、高耐圧の入力MOSトランジスタが接続されている高耐圧入力端子に、本実施形態の静電破壊保護装置を設けてもよい。
本発明の実施形態に係る静電破壊保護装置の回路図である。 本実施形態の静電破壊保護装置を構成する第1のMOSトランジスタTrA及び第2のMOSトランジスタTrBの断面図である。 本実施形態の静電破壊保護装置を構成する第3のMOSトランジスタTrC及び第4のMOSトランジスタTrDの断面図である。 本実施形態の静電破壊保護装置を構成する保護トランジスタの構造を示す断面図である。 従来例に係る静電破壊保護装置の回路図である。 従来例に係る他の静電破壊保護装置の回路図である。

Claims (7)

  1. 被保護デバイスが接続された端子と、この端子と所定の電位の間に直列に接続された複数の保護トランジスタと、を備え、前記保護トランジスタの基板を、その保護トランジスタとこれと隣接する保護トランジスタとの接続点に接続したことを特徴とする静電破壊保護装置。
  2. 第1導電型の半導体基板と、
    前記半導体基板上に形成された端子と、
    前記半導体基板の表面に形成された第2導電型ウエルと、
    前記第2導電型ウエル内に形成され、互いに離間された複数の第1導電型ウエルと、
    前記複数の第1導電型ウエルのそれぞれの表面に1つずつ形成され、前記端子と所定の電位の間に直列接続された複数の保護トランジスタと、
    前記保護トランジスタの基板である前記第1導電型ウエルを、その保護トランジスタとこれに隣接する保護トランジスタとの接続点に接続したことを特徴とする静電破壊保護装置。
  3. 前記第2導電型ウエルが互いに離間された複数の第2導電型ウエルに分割され、それら複数の第2導電型ウエル内に、それぞれ前記第1導電型ウエルが形成されていることを特徴とする請求項2に記載の静電破壊保護装置。
  4. 第1導電型の半導体基板と、
    前記半導体基板上に形成された端子と、
    前記半導体基板の表面に形成され、互いに離間された複数の第2導電型ウエルと、
    前記複数の第2導電型ウエルのそれぞれの表面に1つずつ形成され、前記端子と所定の電位の間に直列接続された複数の保護トランジスタと、
    前記保護トランジスタの基板である前記第2導電型ウエルを、その保護トランジスタとこれに隣接する保護トランジスタとの接続点に接続したことを特徴とする静電破壊保護装置。
  5. 前記保護トランジスタは低耐圧のMOSトランジスタであることを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれか1つに記載の静電破壊保護装置。
  6. 前記低耐圧のMOSトランジスタのソース及びドレインは、高濃度の拡散層のみから構成されていることを特徴とする請求項5に記載の静電破壊保護装置。
  7. 前記低耐圧のMOSトランジスタのソース及びドレインは、高濃度の拡散層及び低濃度の拡散層から構成されていることを特徴とする請求項5に記載の静電破壊保護装置。
JP2003375383A 2003-11-05 2003-11-05 静電破壊保護装置 Expired - Fee Related JP4458814B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003375383A JP4458814B2 (ja) 2003-11-05 2003-11-05 静電破壊保護装置
TW093131769A TWI241705B (en) 2003-11-05 2004-10-20 Electrostatic breakdown protection device
KR1020040088226A KR100719010B1 (ko) 2003-11-05 2004-11-02 정전 파괴 보호 장치
US10/979,804 US7274071B2 (en) 2003-11-05 2004-11-03 Electrostatic damage protection device with protection transistor
CNB200410089762XA CN100517689C (zh) 2003-11-05 2004-11-05 静电破坏保护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003375383A JP4458814B2 (ja) 2003-11-05 2003-11-05 静電破壊保護装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005142261A true JP2005142261A (ja) 2005-06-02
JP4458814B2 JP4458814B2 (ja) 2010-04-28

Family

ID=34631362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003375383A Expired - Fee Related JP4458814B2 (ja) 2003-11-05 2003-11-05 静電破壊保護装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7274071B2 (ja)
JP (1) JP4458814B2 (ja)
KR (1) KR100719010B1 (ja)
CN (1) CN100517689C (ja)
TW (1) TWI241705B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010667A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置
JP2012069728A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Fujitsu Semiconductor Ltd 電源状態判定回路を有する集積回路
JP2012146899A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Sanyo Semiconductor Co Ltd 半導体装置
JP2014036186A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Tokai Rika Co Ltd Esd保護素子構造
JP2014056972A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Ricoh Co Ltd 静電破壊保護回路及び半導体集積回路

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285827B1 (en) * 2005-08-02 2007-10-23 Spansion Llc Back-to-back NPN/PNP protection diodes
WO2007119209A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-25 Nxp B.V. Esd protected rf transistor
JP4584222B2 (ja) * 2006-09-26 2010-11-17 シャープ株式会社 高耐圧トランジスタの製造方法
JP2008091687A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路装置
US7804669B2 (en) 2007-04-19 2010-09-28 Qualcomm Incorporated Stacked ESD protection circuit having reduced trigger voltage
US7709924B2 (en) * 2007-07-16 2010-05-04 International Business Machines Corporation Semiconductor diode structures
US7969697B2 (en) * 2008-04-22 2011-06-28 Exar Corporation Low-voltage CMOS space-efficient 15 KV ESD protection for common-mode high-voltage receivers
DE102008047850B4 (de) 2008-09-18 2015-08-20 Austriamicrosystems Ag Halbleiterkörper mit einer Schutzstruktur und Verfahren zum Herstellen derselben
US8134813B2 (en) * 2009-01-29 2012-03-13 Xilinx, Inc. Method and apparatus to reduce footprint of ESD protection within an integrated circuit
US8378422B2 (en) * 2009-02-06 2013-02-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electrostatic discharge protection device comprising a plurality of highly doped areas within a well
CN101707363B (zh) * 2009-07-22 2012-12-19 彩优微电子(昆山)有限公司 一种具有实时检测功能的静电破坏保护电路及其控制方法
US20110310514A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Shao-Chang Huang Electrostatic discharge protection circuit
US9633992B1 (en) * 2016-02-23 2017-04-25 Vanguard International Semiconductor Corporation Electrostatic discharge protection device
US10340266B2 (en) * 2017-10-02 2019-07-02 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. ESD protection circuit and method of making the same
CN108335681B (zh) * 2018-02-13 2021-05-25 京东方科技集团股份有限公司 一种用于薄膜晶体管的防静电单元、驱动电路及显示装置
CN110571212A (zh) * 2018-06-06 2019-12-13 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 静电保护结构及其形成方法和工作方法、静电保护电路
JP2020035307A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 エイブリック株式会社 定電流回路
TWI710096B (zh) 2019-09-04 2020-11-11 智原科技股份有限公司 靜電放電防護裝置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2723904B2 (ja) * 1988-05-13 1998-03-09 富士通株式会社 静電保護素子及び静電保護回路
US5028819A (en) * 1990-06-08 1991-07-02 Zilog, Inc. High CMOS open-drain output buffer
JPH05267586A (ja) 1992-03-18 1993-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 出力保護回路
US5473500A (en) * 1994-01-13 1995-12-05 Atmel Corporation Electrostatic discharge circuit for high speed, high voltage circuitry
US5675168A (en) * 1994-04-01 1997-10-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Unsymmetrical MOS device having a gate insulator area offset from the source and drain areas, and ESD protection circuit including such a MOS device
US5602409A (en) * 1995-07-13 1997-02-11 Analog Devices, Inc. Bidirectional electrical overstress protection circuit for bipolar and bipolar-CMOS integrated circuits
US5593911A (en) * 1995-07-26 1997-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method of making ESD protection circuit with three stages
US5780897A (en) * 1995-11-13 1998-07-14 Digital Equipment Corporation ESD protection clamp for mixed voltage I/O stages using NMOS transistors
JP2894328B2 (ja) 1997-06-20 1999-05-24 日本電気株式会社 Esd保護回路
US6404269B1 (en) * 1999-09-17 2002-06-11 International Business Machines Corporation Low power SOI ESD buffer driver networks having dynamic threshold MOSFETS
JP2001358297A (ja) * 2000-06-14 2001-12-26 Nec Corp 静電保護回路
US6396107B1 (en) * 2000-11-20 2002-05-28 International Business Machines Corporation Trench-defined silicon germanium ESD diode network
KR100362180B1 (ko) * 2000-12-26 2002-11-23 주식회사 하이닉스반도체 고내압회로의 정전방전 보호소자의 제조방법
JP4025023B2 (ja) * 2001-01-18 2007-12-19 株式会社東芝 半導体装置
US6963111B2 (en) * 2003-06-13 2005-11-08 Texas Instruments Incorporated Efficient pMOS ESD protection circuit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008010667A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置
JP2012069728A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Fujitsu Semiconductor Ltd 電源状態判定回路を有する集積回路
US8754632B2 (en) 2010-09-24 2014-06-17 Fujitsu Semiconductor Limited Integrated circuit with power state determination circuit
JP2012146899A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Sanyo Semiconductor Co Ltd 半導体装置
JP2014036186A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Tokai Rika Co Ltd Esd保護素子構造
JP2014056972A (ja) * 2012-09-13 2014-03-27 Ricoh Co Ltd 静電破壊保護回路及び半導体集積回路

Also Published As

Publication number Publication date
US7274071B2 (en) 2007-09-25
JP4458814B2 (ja) 2010-04-28
US20050121725A1 (en) 2005-06-09
CN100517689C (zh) 2009-07-22
TW200520199A (en) 2005-06-16
CN1614779A (zh) 2005-05-11
KR100719010B1 (ko) 2007-05-17
KR20050043640A (ko) 2005-05-11
TWI241705B (en) 2005-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4458814B2 (ja) 静電破壊保護装置
US6690067B2 (en) ESD protection circuit sustaining high ESD stress
US7385253B2 (en) Device for electrostatic discharge protection and circuit thereof
US6576958B2 (en) ESD protection networks with NMOS-bound or PMOS-bound diode structures in a shallow-trench-isolation (STI) CMOS process
US8026549B2 (en) LDMOS with N-type isolation ring and method of fabricating the same
US7763940B2 (en) Device having a low-voltage trigger element
US7750373B2 (en) Semiconductor integrated circuit
KR101923763B1 (ko) 레벨 쉬프트 회로 보호용 정전기 방전 보호 회로 및 소자
JP2010016177A (ja) 静電気放電保護素子
JP5586819B2 (ja) 半導体装置
JP5079974B2 (ja) 半導体装置
KR20080001608A (ko) 반도체 장치
JP2006245093A (ja) 高電圧デバイス並びに静電気保護回路用高電圧デバイス
US8283726B2 (en) System and method for I/O ESD protection with polysilicon regions fabricated by processes for making core transistors
JP4347630B2 (ja) 高電圧出力回路のプルアップトランジスタアレイ
JP2007019413A (ja) 保護回路用半導体装置
JP2007059543A (ja) Esd保護回路及びesd保護回路製造方法
US20080042207A1 (en) Contact array layout for improving ESD capability of CMOS transistors
JP4435672B2 (ja) 半導体集積回路装置
KR20070092637A (ko) 반도체 장치
US8319286B2 (en) System and method for input pin ESD protection with floating and/or biased polysilicon regions
JP2011071325A (ja) 半導体装置
JP3393283B2 (ja) ウェルインウェル構造cmos半導体装置及びウェルインウェル構造cmos半導体装置の製造方法
KR100643917B1 (ko) 반도체 장치의 정전 방전 보호 소자 구조
KR20100076261A (ko) 이미지 센서의 정전기 방전 보호 소자

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100114

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100209

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4458814

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130219

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140219

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees