JP2011119415A - Semiconductor integrated device - Google Patents

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Narakazu Shimomura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic protection circuit suitable for the output circuit of a semiconductor integrated circuit for driving a display panel where snap-back operation does not occur in the semiconductor integrated circuit. <P>SOLUTION: The electrostatic protection circuit includes a PMOS transistor 2 formed on a semiconductor substrate with a gate electrode connected to an external connection terminal 10, and an NMOS transistor 3 formed on the semiconductor substrate with a gate electrode connected to the external connection terminal 10, wherein a surge current of positive polarity is dissipated as a forward current to a VDD power supply terminal 11a through a pn junction between the semiconductor substrate and the source region and drain region of the PMOS transistor 2, and a surge current of negative polarity is dissipated as a forward current to a VSS power supply terminal 11b through a pn junction between the semiconductor substrate and the source region and drain region of the NMOS transistor 3. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積装置に関し、特に、半導体集積装置における静電破壊を防止する静電気保護回路、例えば表示パネル駆動用半導体集積装置の静電気保護回路に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated device, and more particularly to an electrostatic protection circuit for preventing electrostatic breakdown in a semiconductor integrated device, for example, an electrostatic protection circuit for a semiconductor integrated device for driving a display panel.

半導体集積装置の故障現象の発生について、次のようなものが挙げられる。   Regarding the occurrence of a failure phenomenon in a semiconductor integrated device, the following may be mentioned.

半導体集積装置を取り扱う過程において、帯電した機械装置や人体と半導体集積装置とが接することにより、静電気が半導体集積装置内に流入し故障を引き起こすことがある。   In the process of handling a semiconductor integrated device, static electricity may flow into the semiconductor integrated device and cause a failure due to contact between the charged mechanical device or human body and the semiconductor integrated device.

このように半導体集積装置に静電気が印加されると、瞬時に定常状態を超えた過大電流(サージ電流)が半導体集積装置内部を流れる。この過大な電流に対応して過大な電圧が半導体集積装置の内部回路を構成する構成部材に印加され、半導体集積装置内部で接合の破壊、絶縁膜の破壊、配線の溶断などが発生し、半導体集積装置の内部回路が破壊されることとなる。なお、このような静電気の印加により半導体集積装置の内部回路が破壊されることを静電破壊という。   Thus, when static electricity is applied to the semiconductor integrated device, an excessive current (surge current) exceeding the steady state instantaneously flows inside the semiconductor integrated device. In response to this excessive current, an excessive voltage is applied to the components constituting the internal circuit of the semiconductor integrated device, causing breakdown of the junction, breakdown of the insulating film, fusing of the wiring, etc. in the semiconductor integrated device. The internal circuit of the integrated device will be destroyed. The destruction of the internal circuit of the semiconductor integrated device due to such application of static electricity is called electrostatic breakdown.

したがって、半導体集積装置の設計時には、静電破壊防止対策を講ずる必要がある。   Therefore, it is necessary to take measures for preventing electrostatic breakdown when designing a semiconductor integrated device.

一般的には、半導体集積装置の外部接続端子と内部回路との間に静電気保護素子を配置して、これを静電気の迂回路(静電気保護回路)として用いる対策を施している。ここで、静電気保護回路としては、従来から、保護用NMOSを用いた回路が利用されており、このような静電気保護回路は、例えば、特許文献1に開示されている。   In general, an electrostatic protection element is disposed between an external connection terminal and an internal circuit of a semiconductor integrated device, and measures are taken to use this as an electrostatic detour (electrostatic protection circuit). Here, as the electrostatic protection circuit, a circuit using a protective NMOS has been conventionally used, and such an electrostatic protection circuit is disclosed in, for example, Patent Document 1.

以下、この特許文献1に開示されている静電気保護回路について図4を用いて説明する。   Hereinafter, the electrostatic protection circuit disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

図4は、従来の半導体集積装置の出力部を示している。   FIG. 4 shows an output unit of a conventional semiconductor integrated device.

この半導体集積装置200は、種々の信号処理を行う内部回路24と、該内部回路24で生成された内部信号を、半導体集積装置の外部へ出力するための外部接続端子20と、該内部回路24と外部接続端子20との間に設けられた静電気保護回路21とを有している。ここで、内部回路24は、内部信号を外部雪像端子20に出力するCMOS構成の出力バッファ24aを有している。この出力バッファ24aは、VDD電源端子21aとVSS電源端子21bとの間に電流制限抵抗23を介して直列に接続されたPMOSトランジスタ25およびNMOSトランジスタ26とを有している。PMOSトランジスタ25はVDD電源21aに接続され、NMOSトランジスタ26はVSS電源端子21bに接続され、該両トランジスタ21aおよび21bの間には電流制限抵抗23が挿入されており、また両トランジスタのゲートは共通接続されている。   The semiconductor integrated device 200 includes an internal circuit 24 for performing various signal processing, an external connection terminal 20 for outputting an internal signal generated by the internal circuit 24 to the outside of the semiconductor integrated device, and the internal circuit 24. And an electrostatic protection circuit 21 provided between the external connection terminals 20. Here, the internal circuit 24 includes an output buffer 24 a having a CMOS configuration that outputs an internal signal to the external snow image terminal 20. The output buffer 24a has a PMOS transistor 25 and an NMOS transistor 26 connected in series via a current limiting resistor 23 between the VDD power supply terminal 21a and the VSS power supply terminal 21b. The PMOS transistor 25 is connected to the VDD power supply 21a, the NMOS transistor 26 is connected to the VSS power supply terminal 21b, a current limiting resistor 23 is inserted between the transistors 21a and 21b, and the gates of both transistors are common. It is connected.

また、静電気保護回路21は、出力端子20とVSS電源21bとの間に接続されたNMOSトランジスタ22を有しており、また、上記電流制限抵抗23は、この静電気保護回路21を構成している。   The electrostatic protection circuit 21 includes an NMOS transistor 22 connected between the output terminal 20 and the VSS power source 21b, and the current limiting resistor 23 constitutes the electrostatic protection circuit 21. .

次に動作について説明する。   Next, the operation will be described.

このような半導体集積装置200では、内部回路24で生成された内部信号は、その出力バッファ24aにより、半導体集積装置200の外部での信号レベルに適した信号レベルに変換され、出力端子20を介して半導体集積装置200の外部に出力される。   In such a semiconductor integrated device 200, the internal signal generated by the internal circuit 24 is converted into a signal level suitable for the signal level outside the semiconductor integrated device 200 by the output buffer 24 a, and is sent via the output terminal 20. And output to the outside of the semiconductor integrated device 200.

このような半導体集積装置200では、外部接続端子20から印加された静電気放電(ESD:Electro−Static−Discharge)による正極性のサージ電流は、保護用NMOSトランジスタ22がスナップバック動作をすることで電源端子(VSS端子)21bへ迂回する。その際、内部回路24の出力バッファ24aを構成するNMOSトランジスタ26が破壊しないように、NMOSトランジスタ26のドレイン端子と外部接続端子20との間には電流制限抵抗23が接続されている。   In such a semiconductor integrated device 200, a positive surge current due to electrostatic discharge (ESD) applied from the external connection terminal 20 is generated by the protective NMOS transistor 22 performing a snapback operation. Detour to terminal (VSS terminal) 21b. At this time, a current limiting resistor 23 is connected between the drain terminal of the NMOS transistor 26 and the external connection terminal 20 so that the NMOS transistor 26 constituting the output buffer 24 a of the internal circuit 24 is not destroyed.

また、外部接続端子20から印加された静電気放電(ESD)による負極性のサージ電流は、保護用NMOSトランジスタ22のドレイン−基板間で形成される寄生ダイオードを介して電源端子(VSS端子)21bへ迂回する。このように、外部接続端子20から印加されるサージ電流は、正極性のものも負極性のものも、保護用NMOSトランジスタ22を介して電源端子(VSS端子)21bへ迂回させることで半導体集積装置の静電破壊を防止しようとしている。   A negative surge current caused by electrostatic discharge (ESD) applied from the external connection terminal 20 is supplied to the power supply terminal (VSS terminal) 21b via a parasitic diode formed between the drain and the substrate of the protective NMOS transistor 22. Detour. In this way, the surge current applied from the external connection terminal 20 can be either a positive or negative surge current, and can be bypassed to the power supply terminal (VSS terminal) 21b via the protective NMOS transistor 22. Is trying to prevent electrostatic breakdown.

特開2008−305852号公報JP 2008-305852 A

しかしながら、従来技術を用いた静電気保護回路を、表示パネル駆動用の半導体集積装置に適用した場合には、以下のような問題点がある。   However, when the electrostatic protection circuit using the prior art is applied to a semiconductor integrated device for driving a display panel, there are the following problems.

表示パネル駆動用半導体集積装置の出力回路は、動作電圧が約10〜20Vと高いことから、正常に動作する保護用NMOSトランジスタを形成することが非常に困難である。   Since the output circuit of the semiconductor integrated device for driving the display panel has a high operating voltage of about 10 to 20 V, it is very difficult to form a protective NMOS transistor that operates normally.

図5は、動作電圧が約10〜20Vとなる中耐圧用保護NMOSトランジスタの特性を示している。   FIG. 5 shows the characteristics of the medium-voltage protection NMOS transistor whose operating voltage is about 10 to 20V.

この図5から分かるように、ドレイン電圧(試験用のパルス電圧)が23Vになった時点でスナップバック動作が発生し、ドレイン電流が増加する。このようにドレイン電流が増加することで、サージ電流を迂回する能力が大きくなる。   As can be seen from FIG. 5, when the drain voltage (test pulse voltage) reaches 23 V, a snapback operation occurs and the drain current increases. As the drain current increases in this way, the ability to bypass the surge current increases.

しかし、中耐圧用保護NMOSトランジスタのドレイン電圧を16.5Vとしてリーク電流を評価した時、このトランジスタのリーク電流は、スナップバック動作が発生するまでは、1E−10A程度の微小電流であるが、スナップバック動作が発生した後には5E−7A程度まで増加する。このリーク電流の増加は、保護用NMOSトランジスタ22の接合部分に破壊が生じたために生じると考えられており、言い換えると、このように保護用NMOSトランジスタ22でのリーク電流が増加することにより、出力回路(出力バッファ)24aから正常な出力波形を出力することが不可能になるということである。   However, when evaluating the leakage current with the drain voltage of the intermediate voltage protection NMOS transistor being 16.5V, the leakage current of this transistor is a minute current of about 1E-10A until the snapback operation occurs. After the snapback operation occurs, it increases to about 5E-7A. This increase in leakage current is thought to occur because the junction portion of the protection NMOS transistor 22 is broken. In other words, the increase in leakage current in the protection NMOS transistor 22 causes an increase in output. This means that it is impossible to output a normal output waveform from the circuit (output buffer) 24a.

このように、中耐圧用保護NMOSトランジスタは、スナップバック動作をすると接合部分に破壊が生じ、リーク電流が増加するという不具合がある。   As described above, the medium-voltage protection NMOS transistor has a problem in that when the snapback operation is performed, the junction portion is broken and the leakage current increases.

したがって、表示パネル駆動用半導体集積装置の出力回路の静電気保護回路としては、保護用NMOSトランジスタのようなスナップバック動作を生じるような保護素子は使用できないという課題がある。   Accordingly, there is a problem that a protection element that causes a snapback operation such as a protection NMOS transistor cannot be used as an electrostatic protection circuit of an output circuit of a semiconductor integrated device for driving a display panel.

本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、スナップバック動作が生じることがなく、表示パネル駆動用などの動作電圧が高い出力回路の保護回路として用いることができる静電気保護回路を備えた半導体集積装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and does not cause a snapback operation, and can be used as a protection circuit for an output circuit having a high operating voltage for driving a display panel or the like. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated device including an electrostatic protection circuit.

本発明に係る半導体集積装置は、信号処理を行う内部回路と、該内部回路を外部回路に接続するための外部接続端子とを有する半導体集積装置であって、該内部回路と該外部接続端子との間に接続され、該外部接続端子に印加されたサージ電圧を電源ラインに迂回させる静電気保護回路を備え、該静電気保護回路は、半導体基板上に形成され、該外部接続端子に接続されたゲート電極を第1導電型MOSトランジスタと、該半導体基板上に形成され、該外部接続端子に接続されたゲート電極を有する第2導電型MOSトランジスタとを有し、正極性のサージ電流を、該第1導電型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と該半導体基板との間のpn接合を介して順方向電流として第1の電源ラインに逃がし、負極性のサージ電流を、該第2導電型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と該半導体基板との間のpn接合を介して順方向電流として第2の電源ラインに逃がすよう構成されており、そのことにより上記目的が達成される。   A semiconductor integrated device according to the present invention is a semiconductor integrated device having an internal circuit for performing signal processing and an external connection terminal for connecting the internal circuit to an external circuit, the internal circuit and the external connection terminal And an electrostatic protection circuit for bypassing a surge voltage applied to the external connection terminal to a power supply line, the electrostatic protection circuit being formed on a semiconductor substrate and connected to the external connection terminal An electrode having a first conductivity type MOS transistor and a second conductivity type MOS transistor formed on the semiconductor substrate and having a gate electrode connected to the external connection terminal; A negative surge current is released as a forward current to the first power supply line via a pn junction between the source region and drain region of the one-conductivity type MOS transistor and the semiconductor substrate. The second conductivity type MOS transistor is configured to escape to the second power supply line as a forward current through the pn junction between the source region and the drain region of the second conductivity type MOS transistor and the semiconductor substrate. Achieved.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記内部回路と前記外部接続端子との間に接続された電流制限抵抗を有することが好ましい。   In the semiconductor integrated device, it is preferable that the present invention has a current limiting resistor connected between the internal circuit and the external connection terminal.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記内部回路は、該内部回路で生成された内部信号を前記外部回路に出力する出力バッファを有しており、前記静電気保護回路は、前記外部接続端子としての出力端子と該出力バッファとの間に設けられていることが好ましい。   According to the present invention, in the semiconductor integrated device, the internal circuit has an output buffer that outputs an internal signal generated by the internal circuit to the external circuit, and the electrostatic protection circuit serves as the external connection terminal. Preferably, it is provided between the output terminal and the output buffer.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記内部回路は、前記外部回路からの信号を該内部回路に供給する入力バッファを有しており、前記静電気保護回路は、前記外部接続端子としての入力端子と、該入力バッファとの間に設けられていることが好ましい。   According to the present invention, in the semiconductor integrated device, the internal circuit has an input buffer that supplies a signal from the external circuit to the internal circuit, and the electrostatic protection circuit has an input terminal as the external connection terminal And the input buffer.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記内部回路は、該内部回路で生成された内部信号を前記外部回路に出力する出力バッファと、前記外部回路からの信号を該内部回路に供給する入力バッファとを有しており、前記静電気保護回路として、前記外部接続端子としての出力端子と該出力バッファとの間には出力側静電気保護回路が設けられ、前記外部接続端子としての入力端子と該入力バッファとの間に入力側静電気保護回路が設けられていることが好ましい。   According to the present invention, in the semiconductor integrated device, the internal circuit includes an output buffer that outputs an internal signal generated by the internal circuit to the external circuit, and an input buffer that supplies a signal from the external circuit to the internal circuit. As the static electricity protection circuit, an output side static electricity protection circuit is provided between the output terminal as the external connection terminal and the output buffer, and the input terminal as the external connection terminal and the input An input side electrostatic protection circuit is preferably provided between the buffer and the buffer.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記第1導電型MOSトランジスタはPMOSトランジスタであり、前記第2導電型MOSトランジスタはNMOSトランジスタであり、前記第1の電源ラインは、VDD電源を供給する電極であり、前記第2の電源ラインは、VSS電源を供給する電極であることが好ましい。   In the semiconductor integrated device according to the present invention, the first conductivity type MOS transistor is a PMOS transistor, the second conductivity type MOS transistor is an NMOS transistor, and the first power supply line is an electrode for supplying a VDD power supply. The second power line is preferably an electrode for supplying VSS power.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記静電気保護回路では、前記外部接続端子に、前記PMOSトランジスタのソース電極接続穴及びドレイン電極接続穴が接続され、かつ前記NMOSトランジスタのソース電極接続穴、ドレイン電極接続穴、及びゲート電極接続穴が接続され、該PMOSトランジスタのゲート電極接続穴が前記内部回路を構成する素子に接続されていることが好ましい。   According to the present invention, in the semiconductor integrated device, in the electrostatic protection circuit, a source electrode connection hole and a drain electrode connection hole of the PMOS transistor are connected to the external connection terminal, and a source electrode connection hole and a drain of the NMOS transistor are connected. It is preferable that an electrode connection hole and a gate electrode connection hole are connected, and a gate electrode connection hole of the PMOS transistor is connected to an element constituting the internal circuit.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記静電気保護回路では、前記外部接続端子に、前記NMOSトランジスタのソース電極接続穴及びドレイン電極接続穴が接続され、かつ前記PMOSトランジスタのソース電極接続穴、ドレイン電極接続穴、及びゲート電極接続穴が接続され、前記NMOSトランジスタのゲート電極接続穴が前記内部回路を構成する素子に接続されていることが好ましい。   According to the present invention, in the semiconductor integrated device, in the electrostatic protection circuit, a source electrode connection hole and a drain electrode connection hole of the NMOS transistor are connected to the external connection terminal, and a source electrode connection hole and a drain of the PMOS transistor are connected. It is preferable that an electrode connection hole and a gate electrode connection hole are connected, and a gate electrode connection hole of the NMOS transistor is connected to an element constituting the internal circuit.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記静電気保護回路を構成するPMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタのゲート電極は、ポリシリコン、またはポリシリコンと高融点金属との複合膜で構成されていることが好ましい。   In the semiconductor integrated device according to the present invention, it is preferable that the gate electrodes of the PMOS transistor and the NMOS transistor constituting the electrostatic protection circuit are made of polysilicon or a composite film of polysilicon and a refractory metal.

本発明は、上記半導体集積装置において、前記静電気保護回路を構成するMOSトランジスタのゲート電極は、本半導体集積装置としての半導体チップの短辺方向と平行に配置された帯状導電性部材で構成されていることが好ましい。   According to the present invention, in the semiconductor integrated device, the gate electrode of the MOS transistor constituting the electrostatic protection circuit is formed of a strip-shaped conductive member arranged in parallel with the short side direction of the semiconductor chip as the semiconductor integrated device. Preferably it is.

本発明は、上記半導体集積装置は、表示パネルを駆動する駆動回路を構成するものであることが好ましい。   In the present invention, the semiconductor integrated device preferably constitutes a drive circuit for driving a display panel.

以下、本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below.

本発明においては、静電気保護回路を、MOSFETのドレイン−基板(ウェル)間、及び、ソース−基板(ウェル)間に形成されるダイオードと、ゲート電極を形成するポリシリコン、または、ポリシリコンと高融点金属の積層膜で形成される電流制限抵抗とで構成することで、スナップバック動作が生じることのない静電気保護回路を提供することができる。   In the present invention, an electrostatic protection circuit is formed by using a diode formed between a drain and a substrate (well) of a MOSFET and between a source and a substrate (well), and polysilicon forming a gate electrode, or polysilicon and high. By constituting with a current limiting resistor formed of a laminated film of melting point metal, an electrostatic protection circuit that does not cause a snapback operation can be provided.

以上のように、本発明によれば、スナップバック動作が生じることのない表示パネル駆動用半導体集積装置の出力回路に適した静電気保護回路を提供することができる。また、半導体集積装置の短辺方向の寸法縮小が可能となり、シリコンウェハーからより多くの半導体集積装置を製造することができ、半導体集積装置の製造単価を下げることが可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electrostatic protection circuit suitable for an output circuit of a display panel driving semiconductor integrated device in which a snapback operation does not occur. In addition, the size of the semiconductor integrated device in the short side direction can be reduced, so that more semiconductor integrated devices can be manufactured from the silicon wafer, and the manufacturing unit cost of the semiconductor integrated device can be reduced.

図1は、本発明の実施形態1による半導体集積装置を説明する図であり、この半導体集積装置に搭載されている出力端子側の静電気保護回路を示している。FIG. 1 is a diagram for explaining a semiconductor integrated device according to Embodiment 1 of the present invention, and shows an electrostatic discharge protection circuit on an output terminal side mounted on the semiconductor integrated device. 図2は、上記実施形態1の半導体集積装置に搭載されている出力端子側の静電気保護回路のレイアウトを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a layout of the electrostatic discharge protection circuit on the output terminal side mounted on the semiconductor integrated device of the first embodiment. 図3は、本発明の実施形態2による半導体集積装置を説明する図であり、この半導体集積装置に搭載されている入力端子側の静電気保護回路を示している。FIG. 3 is a diagram for explaining a semiconductor integrated device according to Embodiment 2 of the present invention, and shows an electrostatic discharge protection circuit on the input terminal side mounted on the semiconductor integrated device. 図4は、従来の半導体装置を説明する図であり、この半導体装置に用いられている出力端子側の静電気保護回路を示している。FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional semiconductor device, and shows an electrostatic discharge protection circuit on the output terminal side used in this semiconductor device. 図5は、中耐圧用保護NMOSの特性を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of the medium breakdown voltage protection NMOS.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による半導体集積装置を説明する図であり、この半導体集積装置に搭載されている出力端子側の静電気保護回路を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram for explaining a semiconductor integrated device according to Embodiment 1 of the present invention, and shows an electrostatic discharge protection circuit on an output terminal side mounted on the semiconductor integrated device.

この実施形態1の半導体集積装置100は、種々の信号処理を行う内部回路5と、該内部回路5で生成された内部信号を、半導体集積装置の外部へ出力するための外部接続端子10と、該内部回路5と外部接続端子10との間に設けられた静電気保護回路1とを有している。ここで、内部回路5は、内部信号を外部接続端子10に出力するCMOS構成の出力バッファ5aを有している。この出力バッファ5aは、VDD電源端子11aとVSS電源端子11bとの間に直列に接続されたPMOSトランジスタ6およびNMOSトランジスタ7とを有している。PMOSトランジスタ6のソース電極はVDD電源端子11aに接続され、NMOSトランジスタ7のソース電極はVSS電源端子11bに接続され、該両トランジスタ6および7のゲート電極は共通接続されている。   The semiconductor integrated device 100 of the first embodiment includes an internal circuit 5 that performs various signal processing, an external connection terminal 10 for outputting an internal signal generated by the internal circuit 5 to the outside of the semiconductor integrated device, The electrostatic protection circuit 1 is provided between the internal circuit 5 and the external connection terminal 10. Here, the internal circuit 5 includes an output buffer 5 a having a CMOS configuration that outputs an internal signal to the external connection terminal 10. The output buffer 5a has a PMOS transistor 6 and an NMOS transistor 7 connected in series between a VDD power supply terminal 11a and a VSS power supply terminal 11b. The source electrode of the PMOS transistor 6 is connected to the VDD power supply terminal 11a, the source electrode of the NMOS transistor 7 is connected to the VSS power supply terminal 11b, and the gate electrodes of the transistors 6 and 7 are connected in common.

また、静電気保護回路1は、PMOSトランジスタ2、NMOSトランジスタ3、および電流制限抵抗4を有している。この半導体集積装置100の出力端子(外部接続端子)10には、PMOSトランジスタ2のソース電極、およびドレイン電極が接続され、また、NMOSトランジスタ3のソース電極、ドレイン電極、及びゲート電極が接続され、さらに、電流制限抵抗4の一方の端子が接続されている。PMOSトランジスタ2のゲート電極が電流制限抵抗4の他方の端子が接続されている。また、電流制限抵抗4の他方の端子は、上記出力バッファ5aを構成する直列接続のトランジスタ6および7の接続点に接続されている。   The electrostatic protection circuit 1 includes a PMOS transistor 2, an NMOS transistor 3, and a current limiting resistor 4. The output terminal (external connection terminal) 10 of the semiconductor integrated device 100 is connected to the source electrode and drain electrode of the PMOS transistor 2, and the source electrode, drain electrode, and gate electrode of the NMOS transistor 3 are connected, Further, one terminal of the current limiting resistor 4 is connected. The gate electrode of the PMOS transistor 2 is connected to the other terminal of the current limiting resistor 4. The other terminal of the current limiting resistor 4 is connected to the connection point of the serially connected transistors 6 and 7 constituting the output buffer 5a.

また、PMOSトランジスタ2が形成されている基板領域(ウエル)に形成された電極はVDD電源端子11aに接続され、NMOSトランジスタ3が形成されている基板領域(ウエル)に形成された電極はVSS電源端子11bに接続されている。   The electrode formed in the substrate region (well) where the PMOS transistor 2 is formed is connected to the VDD power supply terminal 11a, and the electrode formed in the substrate region (well) where the NMOS transistor 3 is formed is the VSS power source. It is connected to the terminal 11b.

図2は、図1に示す静電気保護回路を有する半導体集積装置のレイアウトを示している。   FIG. 2 shows a layout of the semiconductor integrated device having the electrostatic protection circuit shown in FIG.

図2に示すように、本実施形態1の半導体集積装置(半導体チップ)100では、この半導体集積装置を構成するチップ基板100a上に、その短辺方向に沿って、内部回路5における出力バッファ5aを構成するPMOSトランジスタ6およびNMOSトランジスタ7と、静電気保護回路1を構成するPMOSトランジスタ2およびNMOSトランジスタ3が配置されている。   As shown in FIG. 2, in the semiconductor integrated device (semiconductor chip) 100 of the first embodiment, the output buffer 5a in the internal circuit 5 is formed on the chip substrate 100a constituting the semiconductor integrated device along the short side direction. The PMOS transistor 6 and the NMOS transistor 7 constituting the, and the PMOS transistor 2 and the NMOS transistor 3 constituting the electrostatic protection circuit 1 are arranged.

ここで、PMOSトランジスタ2のソース電極およびドレイン電極がそれぞれ接続穴2Aおよび2Bを介して半導体集積装置の出力端子(外部接続端子)10に接続され、NMOSトランジスタ3のソース電極およびドレイン電極がそれぞれ接続穴3Aおよび3Bを介して半導体集積装置の出力端子(外部接続端子)10に接続されている。また、トランジスタ2のゲート電極が接続穴2Cを介して、内部回路5を構成するPMOSトランジスタ6およびNMOSトランジスタ7の共通ドレイン電極に接続され、NMOSトランジスタ3のゲート電極が接続穴3Cを介して、半導体集積装置の出力端子10に接続されている。   Here, the source electrode and the drain electrode of the PMOS transistor 2 are connected to the output terminal (external connection terminal) 10 of the semiconductor integrated device through the connection holes 2A and 2B, respectively, and the source electrode and the drain electrode of the NMOS transistor 3 are connected to each other. It is connected to an output terminal (external connection terminal) 10 of the semiconductor integrated device through holes 3A and 3B. The gate electrode of the transistor 2 is connected to the common drain electrode of the PMOS transistor 6 and the NMOS transistor 7 constituting the internal circuit 5 via the connection hole 2C, and the gate electrode of the NMOS transistor 3 is connected to the common hole electrode 5C via the connection hole 3C. It is connected to the output terminal 10 of the semiconductor integrated device.

なお、ここでは、トランジスタ2のゲート電極が接続穴2Cを介して、内部回路5を構成するPMOSトランジスタ6およびNMOSトランジスタ7の共通ドレイン電極に接続され、NMOSトランジスタ3のゲート電極が接続穴3Cを介して、半導体集積装置の出力端子10に接続されているが、これに代えて、トランジスタ3のゲート電極が接続穴3Cを介して、内部回路5を構成するPMOSトランジスタ6およびNMOSトランジスタ7の共通ドレイン電極に接続され、トランジスタ2のゲート電極が接続穴2Cを介して、半導体集積装置の出力端子10に接続されていてもよい。   Here, the gate electrode of the transistor 2 is connected to the common drain electrode of the PMOS transistor 6 and the NMOS transistor 7 constituting the internal circuit 5 through the connection hole 2C, and the gate electrode of the NMOS transistor 3 passes through the connection hole 3C. However, instead of this, the gate electrode of the transistor 3 is common to the PMOS transistor 6 and the NMOS transistor 7 constituting the internal circuit 5 via the connection hole 3C. The gate electrode of the transistor 2 may be connected to the output terminal 10 of the semiconductor integrated device via the connection hole 2C.

また、PMOSトランジスタ2とNMOSトランジスタ3の上方を短辺方向に沿って形成されているゲート配線が電流制限抵抗4として機能する。この電流制限抵抗4として機能するゲート電極は、ポリシリコン、または、ポリシリコンと高融点金属の積層膜で構成されている。   Further, the gate wiring formed along the short side direction above the PMOS transistor 2 and the NMOS transistor 3 functions as the current limiting resistor 4. The gate electrode functioning as the current limiting resistor 4 is composed of polysilicon or a laminated film of polysilicon and refractory metal.

次に作用効果について説明する。   Next, the function and effect will be described.

このような半導体集積装置100では、内部回路5で生成された内部信号は、その出力バッファ5aにより、半導体集積装置100の外部での信号レベルに適した信号レベルに変換され、出力端子10を介して半導体集積装置100の外部に出力される。   In such a semiconductor integrated device 100, the internal signal generated by the internal circuit 5 is converted into a signal level suitable for the signal level outside the semiconductor integrated device 100 by the output buffer 5 a, and the signal is output via the output terminal 10. And output to the outside of the semiconductor integrated device 100.

このような半導体集積装置100では、出力端子10から印加された静電気放電による正極性のサージ電流は、出力端子10からPMOSトランジスタ2のソース領域およびドレイン領域と基板(ウェル)とで形成される寄生ダイオードを介して順方向電流として電源端子(VDD端子)11aに迂回して流れる。また、負極性のサージ電流は、出力端子10からNMOSトランジスタ3のソース領域およびドレイン領域と基板(ウェル)で形成される寄生ダイオードを介して順方向電流として電源端子(VSS端子)11bに迂回して流れる。   In such a semiconductor integrated device 100, a positive surge current due to electrostatic discharge applied from the output terminal 10 is a parasitic formed by the source region and drain region of the PMOS transistor 2 and the substrate (well) from the output terminal 10. A forward current flows through the diode to the power supply terminal (VDD terminal) 11a. The negative surge current is diverted from the output terminal 10 to the power supply terminal (VSS terminal) 11b as a forward current through a parasitic diode formed by the source region and drain region of the NMOS transistor 3 and the substrate (well). Flowing.

このようにいずれの極性のサージ電流も、出力端子10と内部回路5の間には、電流制限抵抗4が存在するので、サージ電流は内部回路5側に流れ込むことなく、サージ電流の極性に応じた各寄生ダイオードを介して電源端子に迂回して流れる。   As described above, since the current limiting resistor 4 exists between the output terminal 10 and the internal circuit 5 for any polarity of the surge current, the surge current does not flow into the internal circuit 5 side, but depends on the polarity of the surge current. Then, it flows around the power supply terminal via each parasitic diode.

以下、このような構成の本実施形態1の効果について説明する。   Hereinafter, effects of the first embodiment having such a configuration will be described.

例えば、表示パネル駆動用の半導体集積装置(半導体チップ)は、数百〜千を超える出力端子を有しており、半導体集積装置の形状が非常に細長い矩形をしている。例えば、長辺方向の寸法が5〜20mmであるのに対し、短辺方向の寸法は0.5〜2mm程度である。長辺方向が長くなる理由は、多数の出力端子を長辺方向に並べて配置するに起因する。また、半導体集積装置(半導体チップ)は円形のシリコンウェハーを用いて製造することから、同じ直径のシリコンウェハーからできるだけ多くの半導体集積装置を製造して半導体集積装置の単価を下げる目的で、半導体集積装置の短辺方向の寸法は小さくすることが望ましい。   For example, a semiconductor integrated device (semiconductor chip) for driving a display panel has several hundred to more than 1,000 output terminals, and the shape of the semiconductor integrated device is a very elongated rectangle. For example, while the dimension in the long side direction is 5 to 20 mm, the dimension in the short side direction is about 0.5 to 2 mm. The reason why the long side direction becomes long is that a large number of output terminals are arranged in the long side direction. In addition, since semiconductor integrated devices (semiconductor chips) are manufactured using circular silicon wafers, semiconductor integrated devices are manufactured for the purpose of reducing the unit price of semiconductor integrated devices by manufacturing as many semiconductor integrated devices as possible from silicon wafers having the same diameter. It is desirable to reduce the short-side dimension of the device.

静電気保護回路を図2のようにレイアウトすることで、静電気保護回路を構成する活性化領域(つまりトランジスタを配置する領域)と異なる領域に電流制限抵抗を配置する必要がなくなり、半導体集積装置の短辺方向の寸法を縮小することが可能となる。   By laying out the electrostatic protection circuit as shown in FIG. 2, it is not necessary to arrange a current limiting resistor in a region different from the activation region (that is, the region in which the transistor is arranged) that constitutes the electrostatic protection circuit. It is possible to reduce the dimension in the side direction.

さらに、静電気保護回路を構成するトランジスタ2、3の帯状ゲート電極は、図2に示されるように、半導体集積装置の短辺方向と平行に配置したほうが望ましい。これは、トランジスタを構成するソース、ゲート、ドレインの配列方向が短辺方向と垂直な方向となり、ソース、ゲート、ドレインの配列間隔よりは、ソース、ゲート、ドレインそのものの領域を狭めることの方が簡単に実現できるためである。このようにレイアウトすることにより、半導体集積装置の短辺方向の寸法縮小が可能となり、シリコンウェハーからより多くの半導体集積装置を製造することができ、半導体集積装置の製造単価を下げることが可能になる。   Furthermore, it is desirable that the strip-like gate electrodes of the transistors 2 and 3 constituting the electrostatic protection circuit are arranged in parallel with the short side direction of the semiconductor integrated device as shown in FIG. This is because the arrangement direction of the source, gate, and drain constituting the transistor is perpendicular to the short side direction, and it is better to narrow the source, gate, and drain regions than the arrangement interval of the source, gate, and drain. This is because it can be easily realized. By laying out in this way, the size of the semiconductor integrated device can be reduced in the short side direction, more semiconductor integrated devices can be manufactured from a silicon wafer, and the manufacturing unit cost of the semiconductor integrated device can be reduced. Become.

さらに、本実施形態では、出力端子10には静電気保護回路1が設けられ、また出力端子10と内部回路5との間には電流制限抵抗4が挿入されているので、上記のようにいずれの極性のサージ電流も内部回路5側に流れ込むことなく、静電気保護回路1におけるサージ電流の極性に応じた各寄生ダイオードを介して電源端子に迂回して流れる。これにより、半導体集積装置の内部にサージ電流が流れ込むのを防止することができ、この結果、過大な電圧が半導体集積装置の内部回路に印加されることはなくなり、半導体集積装置の内部回路がサージ電流により破壊されるのを防止することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the electrostatic discharge protection circuit 1 is provided at the output terminal 10 and the current limiting resistor 4 is inserted between the output terminal 10 and the internal circuit 5. The polarity surge current does not flow into the internal circuit 5 side, but flows around the power supply terminal via each parasitic diode corresponding to the polarity of the surge current in the electrostatic protection circuit 1. As a result, surge current can be prevented from flowing into the semiconductor integrated device. As a result, an excessive voltage is not applied to the internal circuit of the semiconductor integrated device, and the internal circuit of the semiconductor integrated device is prevented from surge. It can be prevented from being destroyed by an electric current.

つまり、上記静電気保護回路1では、PMOS及びNMOSトランジスタのソース、ドレイン領域と基板との間に寄生ダイオードが形成され、該両MOSトランジスタのゲート電極が電流制限抵抗を形成するので、この静電気保護回路は、スナップバック動作が生じることのない表示パネル駆動用半導体集積装置の出力回路に適した静電気保護回路を提供する。   That is, in the electrostatic protection circuit 1, parasitic diodes are formed between the source and drain regions of the PMOS and NMOS transistors and the substrate, and the gate electrodes of both MOS transistors form a current limiting resistor. Provides a static electricity protection circuit suitable for an output circuit of a semiconductor integrated device for driving a display panel in which a snapback operation does not occur.

このように本実施形態では、半導体集積装置100の静電気保護回路1において、半導体基板上に形成され、外部接続端子10に接続されたゲート電極をPMOSトランジスタ2と、半導体基板上に形成され、外部接続端子10に接続されたゲート電極を有するNMOSトランジスタ3とを有し、正極性のサージ電流を、PMOSトランジスタ2のソース領域およびドレイン領域と半導体基板との間のpn接合を介して順方向電流としてVDD電源端子11aに逃がし、負極性のサージ電流を、該NMOSトランジスタ3のソース領域およびドレイン領域と半導体基板との間のpn接合を介して順方向電流としてVSS電源端子11bに逃がすようにしたので、スナップバック動作が生じることのない表示パネル駆動用半導体集積装置の出力回路に適した静電気保護回路を得ることができる。   As described above, in this embodiment, in the electrostatic protection circuit 1 of the semiconductor integrated device 100, the gate electrode formed on the semiconductor substrate and connected to the external connection terminal 10 is formed on the PMOS transistor 2 and the semiconductor substrate. An NMOS transistor 3 having a gate electrode connected to a connection terminal 10, and a positive surge current is applied to a forward current via a pn junction between the source region and drain region of the PMOS transistor 2 and the semiconductor substrate. The negative surge current is released to the VSS power supply terminal 11b as a forward current via the pn junction between the source region and drain region of the NMOS transistor 3 and the semiconductor substrate. Therefore, the output of the semiconductor integrated device for driving the display panel without causing the snapback operation It is possible to obtain an electrostatic protection circuit suitable for road.

なお、上記実施形態1では、半導体集積装置の出力端子10に接続されるゲート電極接続穴3Cと、内部回路5を構成するトランジスタに接続されるゲート電極接続穴2Cとを入れ替えて、即ち、PMOSトランジスタ2のゲート電極接続穴2Cを出力端子10に、NMOSトランジスタのゲート電極接続穴3Cを内部回路を構成するトランジスタに接続しても、同様な作用効果が得られる。
(実施形態2)
図3は、本発明の実施形態2による半導体集積装置を説明する図であり、この半導体集積装置に搭載されている入力端子側の静電気保護回路を示している。
In the first embodiment, the gate electrode connection hole 3C connected to the output terminal 10 of the semiconductor integrated device and the gate electrode connection hole 2C connected to the transistor constituting the internal circuit 5 are interchanged, that is, the PMOS. Even if the gate electrode connection hole 2C of the transistor 2 is connected to the output terminal 10 and the gate electrode connection hole 3C of the NMOS transistor is connected to the transistor constituting the internal circuit, the same effect can be obtained.
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram for explaining a semiconductor integrated device according to Embodiment 2 of the present invention, and shows an electrostatic discharge protection circuit on the input terminal side mounted on the semiconductor integrated device.

この実施形態2の半導体集積装置101は、種々の信号処理を行う内部回路18と、該内部回路18に、半導体集積装置101の外部からの信号を供給するための外部接続端子(入力端子)30と、該内部回路18と外部接続端子30との間に設けられた静電気保護回路11とを有している。ここで、内部回路18は、外部接続端子30からの信号を、内部回路18での信号レベルに適したレベルに変換するCMOS構成の入力バッファ18aを有している。この入力バッファ18aは、VDD電源端子31aとVSS電源端子31bとの間に直列に接続されたPMOSトランジスタ16およびNMOSトランジスタ17とを有している。PMOSトランジスタ16のソース電極はVDD電源端子31aに接続され、NMOSトランジスタ17のソース電極はVSS電源端子31bに接続され、該両トランジスタ16および17のゲート電極は共通接続されている。   The semiconductor integrated device 101 according to the second embodiment includes an internal circuit 18 that performs various signal processing, and an external connection terminal (input terminal) 30 for supplying a signal from the outside of the semiconductor integrated device 101 to the internal circuit 18. And the electrostatic protection circuit 11 provided between the internal circuit 18 and the external connection terminal 30. Here, the internal circuit 18 includes an input buffer 18 a having a CMOS configuration that converts a signal from the external connection terminal 30 to a level suitable for the signal level in the internal circuit 18. The input buffer 18a has a PMOS transistor 16 and an NMOS transistor 17 connected in series between the VDD power supply terminal 31a and the VSS power supply terminal 31b. The source electrode of the PMOS transistor 16 is connected to the VDD power supply terminal 31a, the source electrode of the NMOS transistor 17 is connected to the VSS power supply terminal 31b, and the gate electrodes of the transistors 16 and 17 are connected in common.

また、静電気保護回路11は、PMOSトランジスタ12、NMOSトランジスタ13、および電流制限抵抗14を有している。この半導体集積装置101の入力端子(外部接続端子)30には、PMOSトランジスタ12のソース電極、およびドレイン電極が接続され、また、NMOSトランジスタ13のソース電極、ドレイン電極、ゲート電極が接続され、さらに、電流制限抵抗14の一方の端子が接続されている。PMOSトランジスタ12のゲート電極が電流制限抵抗14の他方の端子に接続されている。電流制限抵抗14の他方の端子は、上記入力バッファ18aを構成する直列接続のトランジスタ16および17の共通ゲート電極に接続されている。   The electrostatic protection circuit 11 includes a PMOS transistor 12, an NMOS transistor 13, and a current limiting resistor 14. The source terminal and drain electrode of the PMOS transistor 12 are connected to the input terminal (external connection terminal) 30 of the semiconductor integrated device 101, and the source electrode, drain electrode, and gate electrode of the NMOS transistor 13 are connected. The one terminal of the current limiting resistor 14 is connected. The gate electrode of the PMOS transistor 12 is connected to the other terminal of the current limiting resistor 14. The other terminal of the current limiting resistor 14 is connected to a common gate electrode of the transistors 16 and 17 connected in series that constitute the input buffer 18a.

なお、ここでは、トランジスタ12のゲート電極が、内部回路18を構成するPMOSトランジスタ16およびNMOSトランジスタ17の共通ゲート電極に接続され、NMOSトランジスタ13のゲート電極が、半導体集積装置の入力端子30に接続されているが、これに代えて、トランジスタ13のゲート電極が、内部回路18を構成するPMOSトランジスタ16およびNMOSトランジスタ17の共通ゲート電極に接続され、トランジスタ12のゲート電極が、半導体集積装置の入力端子30に接続されていてもよい。   Here, the gate electrode of the transistor 12 is connected to the common gate electrode of the PMOS transistor 16 and the NMOS transistor 17 constituting the internal circuit 18, and the gate electrode of the NMOS transistor 13 is connected to the input terminal 30 of the semiconductor integrated device. However, instead of this, the gate electrode of the transistor 13 is connected to the common gate electrode of the PMOS transistor 16 and the NMOS transistor 17 constituting the internal circuit 18, and the gate electrode of the transistor 12 is connected to the input of the semiconductor integrated device. It may be connected to the terminal 30.

また、PMOSトランジスタ12が形成されている基板領域(ウエル)に形成された電極(第1の基準電源端子)は、VDD電源端子31aに接続され、NMOSトランジスタ3が形成されている基板領域(ウエル)に形成された電極(第2の基準電源端子)はVSS電源端子31bに接続されている。   The electrode (first reference power supply terminal) formed in the substrate region (well) where the PMOS transistor 12 is formed is connected to the VDD power supply terminal 31a, and the substrate region (well) where the NMOS transistor 3 is formed. The electrode (second reference power supply terminal) formed on () is connected to the VSS power supply terminal 31b.

なお、この実施形態2の静電気保護回路11を有する半導体集積装置101のレイアウトは、図2に示す、実施形態1の静電気保護回路1を有する半導体集積装置100のレイアウトにおいて、出力バッファ5aを構成するトランジスタを、上記入力バッファ18aを構成するトランジスタに置き換え、電流制限抵抗の他方の端子を、上記入力バッファ18aを構成する直列接続のトランジスタ16および17の共通ゲート電極に接続したものである。   The layout of the semiconductor integrated device 101 having the electrostatic protection circuit 11 according to the second embodiment forms the output buffer 5a in the layout of the semiconductor integrated device 100 having the electrostatic protection circuit 1 according to the first embodiment shown in FIG. The transistor is replaced with a transistor constituting the input buffer 18a, and the other terminal of the current limiting resistor is connected to a common gate electrode of the serially connected transistors 16 and 17 constituting the input buffer 18a.

このような実施形態2の半導体集積装置101では、入力端子10からの信号は、内部回路の初段にある入力バッファ18aにより、内部回路18での信号レベルに適した信号レベルに変換され、内部回路18に入力されることとなる。   In the semiconductor integrated device 101 of the second embodiment, the signal from the input terminal 10 is converted to a signal level suitable for the signal level in the internal circuit 18 by the input buffer 18a in the first stage of the internal circuit, and the internal circuit 18 will be input.

このような半導体集積装置101では、入力端子30から印加された静電気放電による正極性のサージ電流は、PMOSトランジスタ12のソース領域およびドレイン領域と基板(ウェル)とで形成される寄生ダイオードを介して順方向電流として電源端子(VDD電源端子)31aに迂回して流れる。また、負極性のサージ電流は、入力端子30からNMOSトランジスタ3のソース領域およびドレイン領域と基板(ウェル)で形成される寄生ダイオードを介して順方向電流として電源端子(VSS電源端子)31bに迂回して流れる。   In such a semiconductor integrated device 101, a positive surge current due to electrostatic discharge applied from the input terminal 30 passes through a parasitic diode formed by the source region and drain region of the PMOS transistor 12 and the substrate (well). A forward current flows around the power supply terminal (VDD power supply terminal) 31a. The negative surge current is bypassed from the input terminal 30 to the power supply terminal (VSS power supply terminal) 31b as a forward current through a parasitic diode formed by the source region and drain region of the NMOS transistor 3 and the substrate (well). Then flow.

このように本実施形態2では、入力端子30には静電気保護回路11が設けられ、また入力端子30と内部回路18との間には電流制限抵抗14が挿入されているので、サージ電流は内部回路18側に流れ込むことなく、サージ電流の極性に応じた各寄生ダイオードを介して電源端子に迂回して流れる。これにより、半導体集積装置の内部にサージ電流が流れ込むのを防止することでき、この結果、過大な電圧が半導体集積装置の内部回路に印加されることはなくなり、半導体集積装置の内部回路がサージ電流により破壊されるのを防止することができる。   As described above, in the second embodiment, the input terminal 30 is provided with the electrostatic protection circuit 11 and the current limiting resistor 14 is inserted between the input terminal 30 and the internal circuit 18. Without flowing into the circuit 18 side, it flows around the power supply terminal via each parasitic diode corresponding to the polarity of the surge current. As a result, surge current can be prevented from flowing into the semiconductor integrated device. As a result, an excessive voltage is not applied to the internal circuit of the semiconductor integrated device, and the internal circuit of the semiconductor integrated device is Can be prevented from being destroyed.

なお、上記実施形態1の半導体集積装置では、出力端子のみ示し、また実施形態2の半導体集積装置では、入力端子のみ示しているが、いずれの実施形態の半導体集積装置も入力端子および出力端子を有していることは言うまでもなく、従って、前記実施形態1および2のように、出力端子と入力端子のいずれか一方にのみ静電気保護回路を設けるのではなく、出力端子と入力端子の両方に静電気保護回路を設けてもよいことはいうまでもない。   In the semiconductor integrated device of the first embodiment, only the output terminal is shown, and in the semiconductor integrated device of the second embodiment, only the input terminal is shown. However, the semiconductor integrated device of any of the embodiments has an input terminal and an output terminal. Needless to say, therefore, as in the first and second embodiments, the electrostatic protection circuit is not provided only in either the output terminal or the input terminal, but both the output terminal and the input terminal are static. Needless to say, a protection circuit may be provided.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明は、半導体集積装置における静電破壊を防止する静電気保護回路、例えば表示パネル駆動用半導体集積装置の静電気保護回路の分野において、スナップバック動作が生じることのない静電気保護回路を提供することができ、また、静電気保護回路を構成する帯状ゲート電極の向きを半導体集積装置(半導体チップ)の短辺方向と平行にすることで、半導体集積装置の短辺方向の寸法縮小が可能となり、シリコンウェハーからより多くの半導体集積装置を製造することができ、半導体集積装置の製造単価を下げることが可能になる。   The present invention provides an electrostatic protection circuit that prevents electrostatic breakdown in a semiconductor integrated device, for example, an electrostatic protection circuit that does not cause a snapback operation in the field of an electrostatic protection circuit of a semiconductor integrated device for driving a display panel. In addition, by making the direction of the strip-shaped gate electrode constituting the electrostatic protection circuit parallel to the short side direction of the semiconductor integrated device (semiconductor chip), it is possible to reduce the size of the semiconductor integrated device in the short side direction. Thus, more semiconductor integrated devices can be manufactured, and the manufacturing unit cost of the semiconductor integrated devices can be reduced.

1、11 静電気保護回路
2、6、12、16 PMOSトランジスタ
2A PMOSトランジスタのソース電極接続穴
2B PMOSトランジスタのドレイン電極接続穴
2C PMOSトランジスタのゲート電極接続穴
3、7、13、17 NMOSトランジスタ
3A NMOSトランジスタのソース電極接続穴
3B NMOSトランジスタのドレイン電極接続穴
3C PMOSトランジスタのゲート電極接続穴
4、14 電流制限抵抗
5、18 内部回路
5a 出力バッファ
10 出力端子(外部接続端子)
11a、31a VDD電源端子
11b、31b VSS電源端子
18a 入力バッファ
30 入力端子(外部接続端子)
100、101 半導体集積装置(半導体チップ)
1,11 Static protection circuit 2,6,12,16 PMOS transistor 2A PMOS transistor source electrode connection hole 2B PMOS transistor drain electrode connection hole 2C PMOS transistor gate electrode connection hole 3, 7, 13, 17 NMOS transistor 3A NMOS Transistor source electrode connection hole 3B NMOS transistor drain electrode connection hole 3C PMOS transistor gate electrode connection hole 4, 14 Current limiting resistor 5, 18 Internal circuit 5a Output buffer 10 Output terminal (external connection terminal)
11a, 31a VDD power supply terminal 11b, 31b VSS power supply terminal 18a Input buffer 30 Input terminal (external connection terminal)
100, 101 Semiconductor integrated device (semiconductor chip)

Claims (11)

信号処理を行う内部回路と、該内部回路を外部回路に接続するための外部接続端子とを有する半導体集積装置であって、
該内部回路と該外部接続端子との間に接続され、該外部接続端子に印加されたサージ電圧を電源ラインに迂回させる静電気保護回路を備え、
該静電気保護回路は、
半導体基板上に形成され、該外部接続端子に接続されたゲート電極を第1導電型MOSトランジスタと、
該半導体基板上に形成され、該外部接続端子に接続されたゲート電極を有する第2導電型MOSトランジスタとを有し、
正極性のサージ電流を、該第1導電型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と該半導体基板との間のpn接合を介して順方向電流として第1の電源ラインに逃がし、
負極性のサージ電流を、該第2導電型MOSトランジスタのソース領域およびドレイン領域と該半導体基板との間のpn接合を介して順方向電流として第2の電源ラインに逃がすよう構成されている、半導体集積装置。
A semiconductor integrated device having an internal circuit for performing signal processing and an external connection terminal for connecting the internal circuit to an external circuit,
An electrostatic protection circuit is connected between the internal circuit and the external connection terminal, and bypasses a surge voltage applied to the external connection terminal to a power line,
The electrostatic protection circuit is
A gate electrode formed on a semiconductor substrate and connected to the external connection terminal is connected to a first conductivity type MOS transistor,
A second conductivity type MOS transistor formed on the semiconductor substrate and having a gate electrode connected to the external connection terminal;
A positive surge current is released to the first power supply line as a forward current through a pn junction between the source region and drain region of the first conductivity type MOS transistor and the semiconductor substrate,
A negative surge current is configured to escape to the second power supply line as a forward current through a pn junction between the source region and drain region of the second conductivity type MOS transistor and the semiconductor substrate. Semiconductor integrated device.
請求項1に記載の半導体集積装置において、
前記内部回路と前記外部接続端子との間に接続された電流制限抵抗を有する、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 1,
A semiconductor integrated device having a current limiting resistor connected between the internal circuit and the external connection terminal.
請求項1に記載の半導体集積装置において、
前記内部回路は、該内部回路で生成された内部信号を前記外部回路に出力する出力バッファを有しており、
前記静電気保護回路は、前記外部接続端子としての出力端子と該出力バッファとの間に設けられている、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 1,
The internal circuit has an output buffer that outputs an internal signal generated by the internal circuit to the external circuit;
The electrostatic protection circuit is a semiconductor integrated device provided between an output terminal as the external connection terminal and the output buffer.
請求項1に記載の半導体集積装置において、
前記内部回路は、前記外部回路からの信号を該内部回路に供給する入力バッファを有しており、
前記静電気保護回路は、前記外部接続端子としての入力端子と、該入力バッファとの間に設けられている、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 1,
The internal circuit has an input buffer for supplying a signal from the external circuit to the internal circuit,
The electrostatic protection circuit is a semiconductor integrated device provided between an input terminal as the external connection terminal and the input buffer.
請求項1に記載の半導体集積装置において、
前記内部回路は、
該内部回路で生成された内部信号を前記外部回路に出力する出力バッファと、
前記外部回路からの信号を該内部回路に供給する入力バッファとを有しており、
前記静電気保護回路として、
前記外部接続端子としての出力端子と該出力バッファとの間には出力側静電気保護回路が設けられ、前記外部接続端子としての入力端子と該入力バッファとの間に入力側静電気保護回路が設けられている、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 1,
The internal circuit is
An output buffer for outputting an internal signal generated by the internal circuit to the external circuit;
An input buffer for supplying a signal from the external circuit to the internal circuit;
As the electrostatic protection circuit,
An output side electrostatic protection circuit is provided between the output terminal as the external connection terminal and the output buffer, and an input side electrostatic protection circuit is provided between the input terminal as the external connection terminal and the input buffer. A semiconductor integrated device.
請求項1に記載の半導体集積装置において、
前記第1導電型MOSトランジスタはPMOSトランジスタであり、
前記第2導電型MOSトランジスタはNMOSトランジスタであり、
前記第1の電源ラインは、VDD電源を供給する電極であり、
前記第2の電源ラインは、VSS電源を供給する電極である、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 1,
The first conductivity type MOS transistor is a PMOS transistor;
The second conductivity type MOS transistor is an NMOS transistor;
The first power supply line is an electrode for supplying VDD power,
The semiconductor integrated device, wherein the second power supply line is an electrode for supplying VSS power.
請求項6に記載の半導体集積装置において、
前記静電気保護回路では、
前記外部接続端子に、前記PMOSトランジスタのソース電極接続穴及びドレイン電極接続穴が接続され、かつ前記NMOSトランジスタのソース電極接続穴、ドレイン電極接続穴、及びゲート電極接続穴が接続され、
該PMOSトランジスタのゲート電極接続穴が前記内部回路を構成する素子に接続されている、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 6.
In the electrostatic protection circuit,
A source electrode connection hole and a drain electrode connection hole of the PMOS transistor are connected to the external connection terminal, and a source electrode connection hole, a drain electrode connection hole, and a gate electrode connection hole of the NMOS transistor are connected,
A semiconductor integrated device, wherein a gate electrode connection hole of the PMOS transistor is connected to an element constituting the internal circuit.
請求項6に記載の半導体集積装置において、
前記静電気保護回路では、
前記外部接続端子に、前記NMOSトランジスタのソース電極接続穴及びドレイン電極接続穴が接続され、かつ前記PMOSトランジスタのソース電極接続穴、ドレイン電極接続穴、及びゲート電極接続穴が接続され、
前記NMOSトランジスタのゲート電極接続穴が前記内部回路を構成する素子に接続されている、半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 6.
In the electrostatic protection circuit,
A source electrode connection hole and a drain electrode connection hole of the NMOS transistor are connected to the external connection terminal, and a source electrode connection hole, a drain electrode connection hole, and a gate electrode connection hole of the PMOS transistor are connected,
A semiconductor integrated device, wherein a gate electrode connection hole of the NMOS transistor is connected to an element constituting the internal circuit.
請求項7または8に記載の半導体集積装置において、
前記静電気保護回路を構成するPMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタのゲート電極は、ポリシリコン、またはポリシリコンと高融点金属との複合膜で構成されている半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 7 or 8,
The gate electrode of the PMOS transistor and NMOS transistor which comprise the said electrostatic protection circuit is a semiconductor integrated device comprised by the composite film of polysilicon or a polysilicon and a refractory metal.
請求項1に記載の半導体集積装置において、
前記静電気保護回路を構成するMOSトランジスタのゲート電極は、本半導体集積装置としての半導体チップの短辺方向と平行に配置された帯状導電性部材で構成されている半導体集積装置。
The semiconductor integrated device according to claim 1,
A gate electrode of a MOS transistor constituting the electrostatic protection circuit is a semiconductor integrated device configured by a strip-like conductive member arranged in parallel with a short side direction of a semiconductor chip as the semiconductor integrated device.
請求項1に記載の半導体集積装置は、表示パネルを駆動する駆動回路を構成するものである、半導体集積装置。   The semiconductor integrated device according to claim 1, which constitutes a drive circuit for driving a display panel.
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