JP2022105405A - 保護回路およびこの保護回路を備える半導体集積回路 - Google Patents

保護回路およびこの保護回路を備える半導体集積回路 Download PDF

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Abstract

【課題】ラッチアップの発生を抑制すること。【解決手段】保護回路10は、信号の入力を行うのに用いられる入力電極103に印加される静電気に起因する電流から内部回路100を保護する回路である。保護回路10は、グランドに接続するのに用いられるグランド電極102と、入力電極103との間に設けられる第1p型MOSFET11を備えている。【選択図】図1

Description

本開示は、保護回路およびこの保護回路を備える半導体集積回路に関する。
従来、静電気放電(ESD:electrostatic discharge)から保護する保護回路として、n型MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)によって構成された保護回路が知られている(たとえば特許文献1参照)。
特開2007-214226号公報
ところで、保護回路は、ラッチアップしないように構成されることが好ましい。
上記課題を解決する保護回路は、信号の入力および信号の出力の少なくとも一方を行うのに用いられる外部電極に印加される静電気に起因する電流から内部回路を保護する保護回路であって、グランドに接続するのに用いられるグランド電極と、前記外部電極との間に設けられる第1p型MOSFETを備える。
上記課題を解決する半導体集積回路は、電源に接続するのに用いられる電源電極とグランドに接続するのに用いられるグランド電極と、信号の入力および信号の出力の少なくとも一方を行うのに用いられる外部電極と、前記電源電極、前記外部電極、および前記グランド電極に接続された内部回路と、前記外部電極に印加される静電気に起因する電流から前記内部回路を保護する保護回路と、を備え、前記保護回路は、前記グランド電極と前記外部電極との間に設けられた第1p型MOSFETを備える。
上記保護回路および半導体集積回路によれば、ラッチアップの発生を抑制できる。
図1は、第1実施形態の保護回路を備える半導体集積回路を示す回路図である。 図2は、図1の保護回路を示す平面図である。 図3は、図2の保護回路の模式的な素子断面図である。 図4は、図2の保護回路と配線との関係を示す平面図である。 図5は、保護回路のV-I特性を示す特性図である。 図6は、比較例の保護回路を備える半導体集積回路の回路図である。 図7は、図6の保護回路を示す平面図である。 図8は、第2実施形態の保護回路を備える半導体集積回路を示す回路図である。 図9は、図8の保護回路を示す平面図である。 図10は、図8の保護回路の模式的な素子断面図である。 図11は、図8の保護回路と配線との関係を示す平面図である。 図12は、第3実施形態の保護回路を備える半導体集積回路を示す回路図である。 図13は、図12の保護回路を示す平面図である。 図14は、図12の保護回路の模式的な素子断面図である。 図15は、図13の保護回路と配線との関係を示す平面図である。
以下、保護回路の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材料、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。
[第1実施形態]
図1~図5を参照して、第1実施形態の保護回路10について説明する。
図1に示すように、保護回路10は、たとえば複数のトランジスタ等からなる内部回路100を含む半導体集積回路(LSI)1に接続され、内部回路100をESDから保護する回路である。半導体集積回路1は、内部回路100を図示しない封止樹脂で封止したパッケージ構造である。
半導体集積回路1は、内部回路100に接続される電源電極101、グランド電極102、および入力電極103を備えている。電源電極101、グランド電極102、および入力電極103は、封止樹脂から露出している。ここで、本実施形態では、入力電極103は「外部電極」に対応している。
電源電極101は、電源電圧を内部回路100に供給する電極である。グランド電極102は、内部回路100をグランドに接続するのに用いられる電極である。入力電極103は、外部の制御回路に電気的に接続されて内部回路100への信号の入力を行う電極である。
半導体集積回路1は、電源電極101に接続された第1配線111と、グランド電極102に接続された第2配線112と、入力電極103に接続された第3配線113と、を備えている。各配線111~113は、内部回路100に接続されている。また、半導体集積回路1は、内部回路100から出力される信号を伝送する第4配線114を備えている。第4配線114は、内部回路100に接続されている。
保護回路10は、電源電極101および入力電極103を介して内部回路100に流れようとするESDに起因する電流から内部回路100を保護する回路である。保護回路10は、入力電極103とグランド電極102との間に設けられた第1p型MOSFET11と、電源電極101と入力電極103との間に設けられた第2p型MOSFET12と、電源電極101とグランド電極102との間に設けられた第3p型MOSFET13と、を備えている。このように、保護回路10は、複数のp型MOSFET11~13からなる。
なお、第1p型MOSFET11は第3配線113と第2配線112との間に設けられているともいえ、第2p型MOSFET12は第1配線111と第2配線112との間に設けられているともいえ、第3p型MOSFET13は第1配線111と第3配線113との間に設けられているともいえる。
第2p型MOSFET12は、第1p型MOSFET11に対して直列接続されている。より詳細には、第2p型MOSFET12のソースは電源電極101に電気的に接続されており、第2p型MOSFET12のドレインおよび第1p型MOSFET11のソースは入力電極103に電気的に接続されており、第1p型MOSFET11のドレインはグランド電極102に電気的に接続されている。本実施形態では、第2p型MOSFET12のソースは第1配線111のうち電源電極101と内部回路100との間に接続されており、第2p型MOSFET12のドレインおよび第1p型MOSFET11のソースは第3配線113に接続されており、第1p型MOSFET11のドレインは第2配線112のうちグランド電極102と内部回路100との間に接続されている。
第1p型MOSFET11のゲートは、第1抵抗素子R1を介して第1p型MOSFET11のソースに接続されている。つまり、第1抵抗素子R1は、第1p型MOSFET11のゲート-ソース間に電気的に接続されている。第2p型MOSFET12のゲートは、第2抵抗素子R2を介して第2p型MOSFET12のソースに接続されている。つまり、第2抵抗素子R2は、第2p型MOSFET12のゲート-ソース間に電気的に接続されている。第1p型MOSFET11のバックゲートおよび第2p型MOSFET12のバックゲートの双方は、電源電極101に電気的に接続されている。本実施形態では、第1p型MOSFET11のバックゲートおよび第2p型MOSFET12のバックゲートの双方は、第1配線111に接続されている。
図1に示すとおり、第3p型MOSFET13は、内部回路100に対して第1p型MOSFET11および第2p型MOSFET12とは反対側に設けられている。第3p型MOSFET13は、第1p型MOSFET11と第2p型MOSFET12との直列体に対して並列接続されている。より詳細には、第3p型MOSFET13のソースおよびバックゲートの双方は電源電極101に電気的に接続されており、第3p型MOSFET13のドレインはグランド電極102に電気的に接続されている。本実施形態では、第3p型MOSFET13のソースおよびバックゲートの双方は第1配線111に接続されており、第3p型MOSFET13のドレインは第2配線112に接続されている。第3p型MOSFET13のゲートは、第3抵抗素子R3を介して第3p型MOSFET13のソースに接続されている。つまり、第3抵抗素子R3は、第3p型MOSFET13のゲート-ソース間に電気的に接続されている。図1から分かるとおり、各p型MOSFET11~13のバックゲートは、電源電極101と電気的に接続されている。
本実施形態では、保護回路10は、半導体集積回路1のパッケージ内に設けられている。なお、保護回路10は、半導体集積回路1とは別のパッケージとして設けられていてもよい。保護回路10は、各p型MOSFET11~13を図示しない封止樹脂で封止したパッケージ構造である。電源電極101、グランド電極102、および入力電極103は、封止樹脂から露出している。保護回路10が半導体集積回路1とは別のパッケージとして設けられている場合、保護回路10は、電源電極101に接続される電源電極と、グランド電極102に接続されるグランド電極と、入力電極103に接続される入力電極と、を備えている。
図2および図3を参照して、保護回路10の構成について詳細に説明する。
図2は、保護回路10の第1~第3p型MOSFET11~13の配置態様の一例を示している。なお、図2では、図の理解のしやすさの観点から、電源電極101と電気的に接続される領域および配線には「VDD」を付し、グランド電極102と電気的に接続される領域および配線には「GND」を付し、入力電極103と電気的に接続される領域には「SNL」を付す。また、各p型MOSFET11~13のゲートには「G」を付す。
図3は、保護回路10の素子断面構造の一例を示している。なお、図3では、便宜上、ハッチングを省略して示している。また、各p型MOSFET11~13のドレインを示す半導体領域には「D」を付し、各p型MOSFET11~13のソースを示す半導体領域には「S」を付している。
図2に示すように、各p型MOSFET11~13は、半導体基板20に形成されている。つまり、図2は、半導体基板20をその厚さ方向から視た平面図である。半導体基板20の一例は、Si(シリコン)を含む材料から形成された基板である。各p型MOSFET11~13は、一方向に並んでいる。なお、以降の説明において、各p型MOSFET11~13が並ぶ方向を「x方向」とし、半導体基板20の厚さ方向をz方向とし、x方向およびz方向の双方に直交する方向をy方向とする。ここで、本実施形態では、x方向が「第1方向」に対応し、y方向が「第2方向」に対応している。
図3に示すように、半導体基板20は、支持基板30と、支持基板30上に積層されたp型領域31と、を有している。本実施形態では、p型領域31は、支持基板30の表面30aに接している。p型領域31上には、第1ウェル領域21および第2ウェル領域22が積層されている。本実施形態では、p型領域31は、支持基板30の表面30aと同じ側を向く表面31aを有している。第1ウェル領域21および第2ウェル領域22の双方は、p型領域31の表面31aに接している。z方向から視て、第2ウェル領域22内には、複数の第3ウェル領域23および複数のゲート24が形成されている。第2ウェル領域22は、p型領域31の表面31aと同じ側を向く表面22aを有している。複数の第3ウェル領域23は、第2ウェル領域22の表面22aに形成されている。このように、半導体基板20は、支持基板30と、p型領域31と、第2ウェル領域22と、複数の第3ウェル領域23と、を有している。ここで、本実施形態では、p型領域31が「p型の第1半導体領域」に対応し、第2ウェル領域22が「第2半導体領域」に対応し、第3ウェル領域23が「第3半導体領域」に対応している。
z方向から視て、第1ウェル領域21は、第2ウェル領域22を囲むように形成されている。複数の第3ウェル領域23および複数のゲート24は、x方向において交互に並んで配置されている。より詳細には、複数の第3ウェル領域23は、x方向において互いに離間して配列されている。x方向に隣り合う第3ウェル領域23の間には、ゲート24が配置されている。
支持基板30は、たとえばSiを含む材料から形成されている。支持基板30の厚さ(支持基板30のz方向の寸法)は、たとえば100μm以上700μm以下である。支持基板30は、p型半導体基板であり、その不純物濃度は、たとえば1×1013以上1×1016cm-3である。
型領域31の厚さ(p型領域31のz方向の寸法)は、たとえば2μm以上20μm以下である。p型領域31の不純物濃度は、たとえば1×1014以上1×1016cm-3である。なお、図3では、支持基板30の厚さがp型領域31の厚さよりも薄いように示されているが、実際は支持基板30の厚さはp型領域31の厚さに対して十分に大きい。
第1ウェル領域21はp型の領域であり、第2ウェル領域22はn型の領域である。第1ウェル領域21および第2ウェル領域22の不純物濃度は、p型領域31の不純物濃度以上である。第1ウェル領域21の不純物濃度は、たとえば1×1015以上1×1017cm-3である。第2ウェル領域22の不純物濃度は、たとえば1×1015以上1×1017cm-3である。
各第3ウェル領域23は、p型の領域であり、第2ウェル領域22の表面に形成されている。各第3ウェル領域23の不純物濃度は、第2ウェル領域22の不純物濃度よりも高く、たとえば1×1018以上1×1020cm-3である。
図2および図3に示すように、保護回路10は、各p型MOSFET11~13を囲むように設けられたバックゲートガードリング25と、バックゲートガードリング25を囲うグランドガードリング26と、を有している。
バックゲートガードリング25は、各p型MOSFET11~13の共通のバックゲートを構成している。本実施形態では、バックゲートガードリング25は、第2ウェル領域22内において複数の第3ウェル領域23および複数のゲート24を囲んでいる。バックゲートガードリング25は、n型のウェル領域であり、第2ウェル領域22の表面22aに形成されている。バックゲートガードリング25の不純物濃度は、第2ウェル領域22の不純物濃度よりも高く、たとえば1×1018以上1×1020cm-3である。
z方向から視たバックゲートガードリング25の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる矩形状である。バックゲートガードリング25は、x方向に対向する第1壁部25Aおよび第2壁部25Bを有している。第1壁部25Aおよび第2壁部25Bは、y方向に延びる壁部であり、各p型MOSFET11~13をx方向から挟むように配置されている。
グランドガードリング26は、p型のウェル領域であり、z方向から視て、第2ウェル領域22よりも外側に形成されている。本実施形態では、グランドガードリング26は、第1ウェル領域21の表面21aに形成されている。グランドガードリング26は、p型の半導体領域からなるともいえる。グランドガードリング26の不純物濃度は、第1ウェル領域21の不純物濃度よりも高く、たとえば1×1018以上1×1020cm-3である。
また、第1ウェル領域21の表面21a上および第2ウェル領域22の表面22a上には、酸化膜(図示略)を介して各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのゲート24が形成されている。酸化膜の一例は、酸化シリコン(SiO)である。つまり、複数の酸化膜は、x方向において互いに離間して配列されている。各酸化膜は、複数の第3ウェル領域23の間に形成されている。各酸化膜上には、ゲート24が形成されている。各ゲート24は、たとえばポリシリコンからなる。各ゲート24には、各抵抗素子R1~R3が接続されている。各抵抗素子R1~R3は、z方向から視て、第1ウェル領域21よりも外方に設けられている。各抵抗素子R1~R3は、たとえばポリシリコンからなる。
x方向の両端の第3ウェル領域23とバックゲートガードリング25との間と、バックゲートガードリング25とグランドガードリング26との間と、グランドガードリング26のうちバックゲートガードリング25とは反対側とのそれぞれには、素子分離帯28が形成されている。素子分離帯28は、絶縁材料からなり、たとえばSTI(Shallow Trench Isolation)またはLOCOS(Local Oxidation of Silicon)である。ここで、本実施形態では、素子分離帯28は「分離層」に対応している。
図2に示すとおり、本実施形態では、各p型MOSFET11~13はそれぞれ、2つ設けられている。以降では、便宜上、2つの第1p型MOSFET11を「第1p型MOSFET11A」および「第1p型MOSFET11B」とし、2つの第2p型MOSFET12を「第2p型MOSFET12A」および「第2p型MOSFET12B」とし、2つの第3p型MOSFETを「第3p型MOSFET13A」および「第3p型MOSFET13B」とする。
各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bは、x方向において所定の順序で一列に並んで配列されている。各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bは、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。バックゲートガードリング25の第1壁部25Aから第2壁部25Bに向けて、第3p型MOSFET13A、第1p型MOSFET11A、第2p型MOSFET12A、第2p型MOSFET12B、第1p型MOSFET11B、および第3p型MOSFET13Aは、この順番に並んで配置されている。より詳細には、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向けて、第3p型MOSFET13A、第1p型MOSFET11A、および第2p型MOSFET12Aの順に配列されている。また、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向けて、第3p型MOSFET13B、第1p型MOSFET11B、および第2p型MOSFET12Bの順に配列されている。このため、第2p型MOSFET12Aと第2p型MOSFET12Bとはx方向において隣り合う位置に配置されている。つまり、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bは、第2p型MOSFET12Aと第2p型MOSFET12Bとのx方向の中央においてy方向に沿った仮想線VLを中心とした線対称に配列されている。仮想線VLは、バックゲートガードリング25のx方向の中央においてy方向に沿って延びる直線であるともいえる。
各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレイン、ソース、およびゲートは、x方向に並んで配置されている。つまり、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレイン、ソース、およびゲートの配列方向は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bの配列方向と同じである。
以降の説明において、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレインには各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bの符号の最後に「d」を付して示し、ソースには各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bの符号の最後に「s」を付して示し、ゲートには各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bの符号の最後に「g」を付して示す。なお、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bに共通して、ドレイン、ゲート、ソースを示す場合、ドレイン、ゲート、ソースに符号を付さない場合がある。
本実施形態では、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aからバックゲートガードリング25の中央に向けて、第3p型MOSFET13Aにおいては、ソース13As、ゲート13Ag、ドレイン13Adの順に配列されており、第1p型MOSFET11Aにおいては、ドレイン11Ad、ゲート11Ag、ソース11Asの順に配列されており、第2p型MOSFET12Aにおいては、ドレイン12Ad、ゲート12Ag、ソース12Asの順に配列されている。また、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bからバックゲートガードリング25の中央に向けて、第3p型MOSFET13Bにおいては、ソース13Bs、ゲート13Bg、ドレイン13Bdの順に配列されており、第1p型MOSFET11Bにおいては、ドレイン11Bd、ゲート11Bg、ソース11Bsの順に配列されており、第2p型MOSFET12Bにおいては、ドレイン12Bd、ゲート12Bg、ソース12Bsの順に配列されている。このように、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレイン、ソース、およびゲートは、仮想線VLを中心とした線対称に配列されている。
図2および図3に示すとおり、複数の第3ウェル領域23は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレインまたはソースを形成している。つまり、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bは、x方向において隣り合う2つの第3ウェル領域23と、z方向から視てこれら第3ウェル領域23の間に配置されたゲート24と、を有している。複数の第3ウェル領域23および複数のゲート24は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレイン、ソース、ゲートを形成している。このため、複数の第3ウェル領域23および複数のゲート24を囲むバックゲートガードリング25は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのドレイン、ソース、ゲートを囲んでいるともいえる。
x方向において隣り合う2つの第3ウェル領域23が各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのソースまたはドレインを形成しているため、第2ウェル領域22のうち両第3ウェル領域23のx方向の間はチャネル領域となる。このため、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bは、第2ウェル領域22および第3ウェル領域23を含んで構成されているともいえる。各第3ウェル領域23は、第2ウェル領域22内に形成されているため、第2ウェル領域22は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bに対して共通のウェル領域となる。つまり、第2ウェル領域22は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bの間で分離されていない。
上述のとおり、両第3p型MOSFET13A,13Bのソース13As,13Bsは、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのうちx方向(配列方向)の両端部に配置されている。つまり、x方向において、両第3p型MOSFET13A,13Bのソース13As,13Bsは、バックゲートガードリング25と隣り合う位置に配置されている。
このため、複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのソース13Asを構成する第3ソース領域23Aと、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsを構成する第3ソース領域23Bと、を含む。第3ソース領域23Aは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aのx方向の隣に配置されている。第3ソース領域23Bは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bのx方向の隣に配置されている。両第3ソース領域23A,23Bおよびバックゲートガードリング25には、同じ電圧が印加される。本実施形態では、両第3ソース領域23A,23Bおよびバックゲートガードリング25にはそれぞれ、電源電極101に印加される電圧が印加される。
本実施形態では、第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adと第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adとが共通の第3ウェル領域23に形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adおよび第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adを構成する第1共通領域23Dを含む。第1共通領域23Dは、第3ソース領域23Aに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第3ソース領域23Aと第1共通領域23Dとの間の部分には、第3p型MOSFET13Aのゲート13Agが形成されている。
第1p型MOSFET11Aのソース11Asと第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adとが共通の第3ウェル領域23に形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Aのソース11Asおよび第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adを構成する第2共通領域23Eを含む。第2共通領域23Eは、第1共通領域23Dに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第1共通領域23Dと第2共通領域23Eとの間の部分には、第1p型MOSFET11Aのゲート11Agが形成されている。
第2p型MOSFET12Aのソース12Asと第2p型MOSFET12Bのソース12Bsとが共通の第3ウェル領域23に形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第2p型MOSFET12Aのソース12Asおよび第2p型MOSFET12Bのソース12Bsを構成する第3共通領域23Cを含む。第3共通領域23Cは、バックゲートガードリング25のx方向の中央に設けられている。図2に示すとおり、仮想線VLは、第3共通領域23Cのx方向の中央においてy方向に沿って延びている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第2共通領域23Eと第3共通領域23Cとの間の部分には、第2p型MOSFET12Aのゲート12Agが形成されている。
第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdと第1p型MOSFET11Bのソース11Bsとが共通の第3ウェル領域23に形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdおよび第1p型MOSFET11Bのソース11Bsを構成する第2共通領域23Gを含む。第2共通領域23Gは、第3共通領域23Cに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第3共通領域23Cと第2共通領域23Gとの間の部分には、第2p型MOSFET12Bのゲート12Bgが形成されている。
第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdと第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdとが共通の第3ウェル領域23に形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdおよび第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdを構成する第1共通領域23Fを含む。第1共通領域23Fは、第2共通領域23Gに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第2共通領域23Gと第1共通領域23Fとの間の部分には、第1p型MOSFET11Bのゲート11Bgが形成されている。
第1共通領域23Fは、第3ソース領域23Bに対してバックゲートガードリング25の第1壁部25A側の隣に配置されているともいえる。第2ウェル領域22の表面22aにおける第3ソース領域23Bと第1共通領域23Fとの間の部分には、第3p型MOSFET13Bのゲート13Bgが形成されている。
このように、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのうちx方向(配列方向)に隣り合うp型MOSFETのドレインおよびソースの一方は、共通の第3ウェル領域23に形成されている。また、本実施形態では、上述の第1共通領域は第3p型MOSFETのドレインと第1p型MOSFETのドレインとを共通に構成する領域であり、第2共通領域は第1p型MOSFETのソースと第2p型MOSFETのソースとを共通に構成する領域であり、第3共通領域は両第2p型MOSFETのドレインを共通に構成する領域である。
図2および図3に示すとおり、複数の第3ウェル領域23においては、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向かうにつれて、第3ソース領域23A、第1共通領域23D、第2共通領域23E、および第3共通領域23Cの順に配列されている。また、複数の第3ウェル領域23においては、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向かうにつれて、第3ソース領域23B、第1共通領域23F、第2共通領域23G、および第3共通領域23Cの順に配列されている。このように、第3ソース領域23A,23B、第1共通領域23D,23F、および第2共通領域23E,23Gは、第3共通領域23Cを中心にx方向において対称に配置されている。より詳細には、第3ソース領域23A,23B、第1共通領域23D,23F、および第2共通領域23E,23Gは、仮想線VLに対して線対称に配置されている。
また、本実施形態では、複数の第3ウェル領域23のy方向の寸法は、互いに等しい。一方、複数の第3ウェル領域23におけるx方向の両端に位置する第3ソース領域23Aと第3ソース領域23Bとは、そのx方向の寸法が第1共通領域23D,23F、第2共通領域23E,23G、および第3共通領域23Cのそれぞれのx方向の寸法よりも小さくなるように形成されている。換言すると、第1共通領域23D,23F、第2共通領域23E,23G、および第3共通領域23Cのそれぞれのx方向の寸法は、第3ソース領域23A,23Bのx方向の寸法よりも大きい。つまり、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bにおいてドレインまたはソースが共通となる第3ウェル領域23のx方向の寸法は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bにおいてドレインまたはソースが共通とならない第3ウェル領域23のx方向の寸法よりも大きい。
図4は、保護回路10の平面図の一例を示している。なお、図4では、保護回路10と配線との接続関係を判りやすくするため、図1および図3の各抵抗素子R1~R3を省略し、各p型MOSFET11~13のゲート-ソース間を直接接続した状態を示している。
図4に示すように、保護回路10は、半導体基板20上に形成された第1導電層40と、第1導電層40を覆う絶縁層(図示略)と、絶縁層上に形成された第2導電層50と、z方向において絶縁層を貫通して設けられ、第1導電層40と第2導電層50とを接続するビア60と、を備えている。各導電層40,50およびビア60は、たとえばAl(アルミニウム)、Cu(銅)、Au(金)、Ti(チタン)等から適宜選択される。ここで、本実施形態では、第1導電層40は「第1配線層」に対応し、第2導電層50は「第2配線層」に対応している。
第1導電層40は、複数(本実施形態では5個)の第1導体41と、複数(本実施形態では2個)の第2導体42と、複数(本実施形態では2個)の第3導体43と、第4導体44と、を有している。
複数の第1導体41は、z方向から視て、複数の第3ウェル領域23と重なる位置に配置されている。複数の第1導体41は、複数の第3ウェル領域23と個別に接続されている。このため、複数の第1導体41は、電源電極101に接続された第1配線111の一部を構成する導体、または、グランド電極102に接続された第2配線112の一部を構成する導体である。複数の第1導体41は、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。複数の第1導体41はそれぞれ、y方向に延びている。
なお、以降の説明において、複数の第1導体41のうち第3ソース領域23Aに対応する第1導体41を「第1導体41A」とし、第3ソース領域23Bに対応する第1導体41を「第1導体41B」とし、第3共通領域23Cに対応する第1導体41を「第1導体41C」とする。また複数の第1導体41のうち第1共通領域23Dに対応する第1導体41を「第1導体41D」とし、第1共通領域23Fに対応する第1導体41を「第1導体41E」とする。
第1導体41Aは、z方向から視て第3ソース領域23Aと重なる位置に配置されており、第3ソース領域23Aに接続されている。第1導体41Aは、第1導体41Aと隣り合うゲート24に接続されている。これにより、第1導体41Aは、第3p型MOSFET13Aのソース13Asおよびゲート13Agに接続されている。
第1導体41Bは、z方向から視て第3ソース領域23Bと重なる位置に配置されており、第3ソース領域23Bに接続されている。第1導体41Bは、第1導体41Bと隣り合うゲート24に接続されている。これにより、第1導体41Bは、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsおよびゲート13Bgに接続されている。
第1導体41Cは、z方向から視て第3共通領域23Cと重なる位置に配置されており、第3共通領域23Cに接続されている。第1導体41Cは、第1導体41Cのx方向の両側に配置されたゲート24に接続されている。これにより、第1導体41Cは、第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsおよびゲート12Ag,12Bgに接続されている。
第1導体41Dは、z方向から視て第1共通領域23Dと重なる位置に配置されており、第1共通領域23Dに接続されている。第1導体41Dは、ゲート24に接続されていない。これにより、第1導体41Dは、第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adおよび第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adに接続されている。
第1導体41Eは、z方向から視て第1共通領域23Fと重なる位置に配置されており、第1共通領域23Fに接続されている。第1導体41Eは、ゲート24に接続されていない。これにより、第1導体41Eは、第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdおよび第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdに接続されている。
複数の第2導体42は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのバックゲートに接続されて、電源電極101に接続された第1配線111を構成する導体である。複数の第2導体42は、z方向から視て、バックゲートガードリング25と重なる位置に配置されている。複数の第2導体42は、バックゲートガードリング25と接続されている。複数の第2導体42は、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aおよび第2壁部25Bと接続された部分を有している。複数の第2導体42は、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。複数の第2導体42は、複数の第3ウェル領域23のx方向の両端に分散して配置されている。
ここで、便宜上、複数の第2導体42のうちバックゲートガードリング25の第1壁部25Aに接続された第2導体42を「第2導体42A」とし、第2壁部25Bに接続された第2導体42を「第2導体42B」とする。
z方向から視た第2導体42A,42Bの形状は、仮想線VL(図2参照)に対して線対称形状である。第2導体42A,42Bは、バックゲートガードリング25のx方向の両端部の形状に沿うように形成されている。
z方向から視て、第2導体42Aは、x方向およびy方向から第3ソース領域23Aおよび第1共通領域23Dを囲んでいる。つまり、第2導体42Aは、第3p型MOSFET13Aと、第1p型MOSFET11Aの一部とをx方向およびy方向から囲んでいる。z方向から視て、第2導体42Aは、x方向およびy方向から第1導体41Aおよび第1導体41Dの双方を囲んでいるともいえる。
z方向から視て、第2導体42Bは、x方向およびy方向から第3ソース領域23Bおよび第1共通領域23Fを囲んでいる。つまり、第2導体42Bは、第3p型MOSFET13Bと、第1p型MOSFET11Bの一部とをx方向およびy方向から囲んでいる。z方向から視て、第2導体42Bは、x方向およびy方向から第1導体41Bおよび第1導体41Eの双方を囲んでいるともいえる。
複数の第3導体43は、グランドガードリング26に接続されて、グランド電極102に接続される第2配線112の一部を構成する導体である。複数の第3導体43は、z方向から視て、グランドガードリング26と重なる位置に配置されている。複数の第3導体43は、グランドガードリング26と接続されている。複数の第3導体43は、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。z方向から視た各第3導体43の形状は、仮想線VLに対して線対称形状である。複数の第3導体43は、グランドガードリング26のx方向の両端部の形状に沿うように形成されている。z方向から視て、複数の第3導体43は、複数の第2導体42をx方向およびy方向から取り囲んでいる。
第4導体44は、入力電極103に接続される第3配線113を構成する導体である。第4導体44は、x方向において複数の第2導体42(複数の第3導体43)の間に配置されている。第4導体44は、y方向に延びている。第4導体44は、2つの配線部44a,44bと、これら配線部44a,44bを結合した2つの結合配線部44c,44dと、を有している。
配線部44aは、z方向から視て、第2共通領域23Eと重なる位置に配置されており、第2共通領域23Eに接続されている。これにより、配線部44aは、第1p型MOSFET11Aのソース11Asおよび第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adと接続されている。配線部44bは、z方向から視て、第2共通領域23Gと重なる位置に配置されており、第2共通領域23Gに接続されている。これにより、配線部44bは、第1p型MOSFET11Bのソース11Bsおよび第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdに接続されている。各配線部44a,44bは、y方向に延びている。本実施形態では、各配線部44a,44bは、z方向から視て、第1ウェル領域21を跨るように延びている。
結合配線部44c,44dは、各配線部44a,44bのy方向の両端部に設けられている。各結合配線部44c,44dは、y方向に延びている。結合配線部44cは、内部回路100(図1参照)に接続される配線部である。結合配線部44dは、入力電極103に接続される配線部である。結合配線部44c,44dの幅寸法(結合配線部44c,44dのx方向の寸法)は、配線部44a,44bの幅寸法(配線部44a,44bのx方向の寸法)よりも大きい。
z方向から視て、第2導電層50は、第1導電層40と重なる位置に設けられている。第2導電層50は、第1配線111の一部を構成する第1導体51と、第2配線112の一部を構成する第2導体52と、電源電極101、グランド電極102、および入力電極103を構成する3個の電極パッド53と、を有している。なお、図4では、便宜上、3個の電極パッド53のうち入力電極103を構成する電極パッド53のみを示している。
第1導体51および第2導体52の双方は、x方向に沿って延びている。z方向から視て、第1導体51および第2導体52の双方は、複数の第3ウェル領域23および複数のゲート24と重なる位置に配置されている。z方向から視て、第1導体51および第2導体52の双方は、第1導体41、第2導体42、第3導体43、および第4導体44と重なる位置に設けられている。第1導体51および第2導体52は、y方向において互いに離間して配列されている。z方向から視て、第1導体51および第2導体52の双方は、各ウェル領域21~23、複数のゲート24、バックゲートガードリング25、およびグランドガードリング26をx方向において跨るように形成されている。第1導体51および第2導体52の双方は、第1導体41、第2導体42、第3導体43、および第4導体44をx方向において跨るように形成されている。
電極パッド53は、y方向においてバックゲートガードリング25に対して各第3ウェル領域23とは反対側に配置されている。本実施形態では、電極パッド53は、y方向においてグランドガードリング26に対して各第3ウェル領域23とは反対側に配置されている。x方向において、電極パッド53は、各結合配線部44c,44dと重なる位置に配置されている。z方向から視て、電極パッド53は、結合配線部44dと重なる位置に配置されている。
ビア60は、第1ビア61と、第2ビア62と、第3ビア63と、第4ビア64と、第5ビア65と、を有している。これらビア61~65は、z方向に延びている。
第1ビア61は、第1導体41A,41B,41Cと第1導体51とを接続する導電体である。第1導体41Aと第1導体51とを接続する第1ビア61は、z方向から視て、第1導体41Aと第1導体51との双方と重なる位置に設けられている。第1導体41Bと第1導体51とを接続する第1ビア61は、z方向から視て、第1導体41Bと第1導体51との双方と重なる位置に設けられている。第1導体41Cと第1導体51とを接続する第1ビア61は、z方向から視て、第1導体41Cと第1導体51との双方と重なる位置に設けられている。これにより、第3p型MOSFET13A,13Bのソース13As,13Bsおよびゲート13Ag,13Bgならびに第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsおよびゲート12Ag,12Bgが第1配線111と電気的に接続されている。このように、本実施形態では、第1導体41A,41B,41Cは「第1電極用配線」に対応し、第1導体51は「第1接続配線」に対応している。
第2ビア62は、第1導体41D,41Eと第2導体52とを接続する導電体である。第1導体41Dと第2導体52とを接続する第2ビア62は、z方向から視て、第1導体41Dと第2導体52との双方と重なる位置に設けられている。第1導体41Eと第2導体52とを接続する第2ビア62は、z方向から視て、第1導体41Eと第2導体52との双方と重なる位置に設けられている。第2ビア62は、y方向において、第1ビア61とは異なる位置に配置されている。本実施形態では、x方向から視て、第2ビア62は、第1ビア61とは重ならない位置に配置されている。これにより、第1p型MOSFET11A,11Bのドレイン11Ad,11Bdおよび第3p型MOSFET13A,13Bのドレイン13Ad,13Bdが第2配線112と電気的に接続されている。このように、本実施形態では、第1導体41D,41Eは「第2電極用配線」に対応し、第2導体52は「第2接続配線」に対応している。
第3ビア63は、第2導体42と第1導体51とを接続する導電体である。第3ビア63は、z方向から視て、第2導体42と第1導体51との双方と重なる位置に設けられている。このため、第3ビア63は、y方向において、第1ビア61と揃った位置に配置されている。これにより、バックゲートガードリング25が第1配線111と電気的に接続されている。換言すると、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのバックゲートが第1配線111と電気的に接続されている。
第4ビア64は、第3導体43と第2導体52とを接続する導電体である。第4ビア64は、z方向から視て、第3導体43と第2導体52との双方と重なる位置に設けられている。このため、第4ビア64は、y方向において、第2ビア62と揃った位置に配置されている。これにより、グランドガードリング26が第2配線112と電気的に接続されている。つまり、グランドガードリング26は、グランド電極102と電気的に接続されている。
第5ビア65は、第4導体44と電極パッド53とを接続する導電体である。第5ビア65は、z方向から視て、第4導体44と電極パッド53との双方と重なる位置に設けられている。これにより、第2p型MOSFET12A,12Bのドレイン12Ad,12Bdおよびゲート12Ag,12Bgは、入力電極103と電気的に接続され、この第3配線113を介して電極パッド53(入力電極103)と電気的に接続されている。このように、本実施形態では、第4導体44は「第3電極用配線」に対応している。
図5を用いて、保護回路10の動作の一例について説明する。
図5の実線のグラフは、保護回路10のI-V特性を示す特性図である。なお、図5において、電圧が0VからVSまでの範囲を示すドットハッチングの領域は、内部回路100(図1参照)の動作領域を示している。電圧が電圧VDL以上を示すドットハッチングの領域は、内部回路100が故障する領域を示している。
図5に示すように、第1配線111と第2配線112(ともに図1参照)との間の電圧Vが上昇すると、バックゲートガードリング25(図2参照)の電位が上がり、電圧Vが所定の電圧(トリガ電圧VT)に達すると、スナップバックして電圧Vがホールド電圧VHまで下がり、その後は電圧Vに応じた電流を保護回路10に流すことができる。これにより、内部回路100に静電気に起因した過大な電流が流れることを抑制できる。なお、このような保護回路10の動作は、第3配線113と第2配線112との間の電圧V、および第1配線111と第3配線113との間の電圧Vについても同様である。
(作用)
本実施形態の保護回路10の作用について説明する。
図6および図7は、比較例の保護回路10Xの構成を示している。図6は比較例の保護回路10Xを備える半導体集積回路1Xの回路図であり、図7は保護回路10Xの平面図である。図7では、図2と同様に、電源電極101と電気的に接続される領域および配線には「VDD」を付し、グランド電極102と電気的に接続される領域および配線には「GND」を付し、入力電極103と電気的に接続される領域には「SNL」を付す。また、各p型MOSFET11~13のゲートには「G」を付す。
図6に示すように、比較例の保護回路10Xは、第1n型MOSFET11X、第2p型MOSFET12X、および第3n型MOSFET13Xを備えている。第1n型MOSFET11Xおよび第2p型MOSFET12Xとは互いに直列に接続されている。第3n型MOSFET13Xは、第1n型MOSFET11Xおよび第2p型MOSFET12Xの直列体と並列に接続されている。つまり、比較例の保護回路10Xでは、本実施形態の保護回路10と比較して、第1p型MOSFET11がn型MOSFETに変更され、第3p型MOSFET13がn型MOSFETに変更されている。
図7に示すように、第1n型MOSFET11X、第2p型MOSFET12X、および第3n型MOSFET13Xはそれぞれ2個ずつ設けられている。2個の第1n型MOSFET11X、2個の第2p型MOSFET12X、および2個の第3n型MOSFET13Xは、x方向に並んで配列されている。x方向において、2個の第1n型MOSFET11Xは、2個の第3n型MOSFET13Xと2個の第2p型MOSFET12Xとの間に配置されている。
2個の第1n型MOSFET11Xおよび2個の第3n型MOSFET13Xは、同様の構成を有しており、z方向から視てp型の第2ウェル領域22X内に3個のn型の第3ウェル領域23Xと2個のゲート24Xとがx方向に交互に形成された構成である。各n型MOSFET11X,13Xの3個の第3ウェル領域23Xおよび2個のゲート24Xは、バックゲートガードリング25Xによって囲まれている。各バックゲートガードリング25Xは、p型の第2ウェル領域22X内のp型のウェル領域によって形成され、グランド電極102に接続されている。
2個の第2p型MOSFET12Xは、z方向から視てn型の第2ウェル領域22Y内に3個のp型の第3ウェル領域23Yと2個のゲート24Yとがx方向に交互に形成された構成である。3個の第3ウェル領域23Yおよび2個のゲート24Yは、バックゲートガードリング25Yによって囲まれている。バックゲートガードリング25Yは、n型の第2ウェル領域22Y内のn型のウェル領域によって形成され、電源電極101に接続されている。
ところで、図7に示すように、電源電極101に電気的に接続された第2p型MOSFET12Xと、グランド電極102に電気的に接続された第1n型MOSFET11Xとが直列に接続された場合、これらMOSFET11X,12XにはサイリスタSCRが形成される。これにより、ラッチアップが発生するおそれがある。
このようなラッチアップの発生を抑制するため、図7に示すように、第1n型MOSFET11Xの周囲に電源電極101と電気的に接続されるガードリング29Xを設ける必要があり、第2p型MOSFET12Xの周囲にグランド電極102と電気的に接続されるガードリング29Yを設ける必要がある。ガードリング29Xは、n型の第1ウェル領域21X内のn型のウェル領域によって形成され、ガードリング29Yはp型の第1ウェル領域21Y内のp型のウェル領域によって形成されている。
図7に示すとおり、各バックゲートガードリング25Xやガードリング29X,29Yが各MOSFET11X,12X,13Xのx方向の間に形成されてしまうため、保護回路10Xが大型化してしまう。
一方、本実施形態では、保護回路10は、互いに直列に接続された第1p型MOSFET11および第2p型MOSFET12がともにp型MOSFETによって構成されているため、サイリスタSCRが形成されない。これにより、比較例の保護回路10Xのようなガードリング29X,29Yが不要となるため、保護回路10が大型化することを抑制できる。
(効果)
本実施形態の保護回路10によれば、以下の効果が得られる。
(1-1)保護回路10は、入力電極103とグランド電極102との間に設けられた第1p型MOSFET11を備える。この構成によれば、p型MOSFETが用いられるため、n型MOSFETよりもホールド電圧を高くすることができる。したがって、第1p型MOSFET11のホールド電圧が内部回路100の動作電圧の上限値である電圧VS(図5参照)よりも高くすることができるため、ラッチアップの発生を抑制できる。
(1-2)保護回路10は、電源電極101と入力電極103との間に設けられる第2p型MOSFET12を備えている。第2p型MOSFET12は、第1p型MOSFET11に対して直列接続されている。この構成によれば、第1p型MOSFET11および第2p型MOSFET12の双方がp型MOSFETによって構成されているため、サイリスタが形成されないため、サイリスタに起因するラッチアップの発生を抑制する構造(ガードリング)が不要になる。したがって、保護回路10の大型化を抑制できる。
(1-3)保護回路10は、電源電極101とグランド電極102との間に設けられる第3p型MOSFET13を備える。この構成によれば、保護回路10を構成する全てのMOSFETがp型MOSFETによって構成されているため、保護回路10を構成する全てのMOSFETを共通の第2ウェル領域22内で形成できる。つまり、各p型MOSFET11~13を共通の第2ウェル領域22内で形成できる。したがって、各p型MOSFET11~13の第3ウェル領域23を互いに近づけることができ、保護回路10の小型化を図ることができる。
(1-4)各p型MOSFET11~13のバックゲートは、電源電極101と電気的に接続されている。この構成によれば、各p型MOSFET11~13に対して共通のバックゲートガードリング25を形成できる。したがって、各p型MOSFET11~13に対して個別にバックゲートガードリングを形成する構成と比較して、保護回路10の小型化を図ることができる。
(1-5)各p型MOSFET11A,12A,13Aは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aから第2壁部25Bに向けて第3p型MOSFET13A、第1p型MOSFET11A、および第2p型MOSFET12Aの順に配列されている。x方向において、第3p型MOSFET13Aのソース13Asは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aの隣に配置されている。バックゲートガードリング25と第3p型MOSFET13Aのソース13Asとは同じ電圧が印加される。この構成によれば、第3p型MOSFET13Aのソース13Asとバックゲートガードリング25との間の電位差がなくなるため、第3p型MOSFET13Aのソース13Asとバックゲートガードリング25との間における電界集中を抑制できる。
また、各p型MOSFET11B,12B,13Bは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bから第1壁部25Aに向けて第3p型MOSFET13B、第1p型MOSFET11B、および第2p型MOSFET12Bの順に配列されている。x方向において、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bの隣に配置されている。バックゲートガードリング25と第3p型MOSFET13Bのソース13Bsとは同じ電圧が印加される。この構成によれば、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsとバックゲートガードリング25との間の電位差がなくなるため、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsとバックゲートガードリング25との間における電界集中を抑制できる。
(1-6)たとえば、各p型MOSFET11~13に個別にバックゲートガードリングが設けられる構成では、隣り合うp型MOSFETの第3ウェル領域の間にこのバックゲートガードリングが形成される。このため、隣り合うp型MOSFETの第3ウェル領域は互いに離間して配置されるため、保護回路の小型化を図ることが困難である。
一方、本実施形態では、第2ウェル領域22の表面22aには、z方向から視て、各p型MOSFET11~13のドレイン、ソース、ゲートを取り囲むバックゲートガードリング25が形成されている。バックゲートガードリング25は、各p型MOSFET11~13の共通のバックゲートを構成している。この構成によれば、各p型MOSFET11~13の全ての第3ウェル領域23およびゲート24を囲むようにバックゲートガードリング25を形成することができるため、隣り合うp型MOSFETの第3ウェル領域23の間にバックゲートガードリングが形成されない。したがって、保護回路10の小型化を図ることができる。
(1-7)x方向において、2つの第2p型MOSFET12A,12Bは隣り合うように形成されている。複数の第3ウェル領域23は、2つの第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsを構成する第3共通領域23Cを含む。この構成によれば、各第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsが個別の第3ウェル領域23によって形成される場合と比較して、保護回路10の小型化を図ることができる。
(1-8)x方向において、第3p型MOSFET13Aと第1p型MOSFET11Aとは隣り合うように形成されている。複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adおよび第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adを構成する第1共通領域23Dを含む。この構成によれば、第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adと第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adとが個別の第3ウェル領域23によって形成される場合と比較して、保護回路10の小型化を図ることができる。
x方向において、第3p型MOSFET13Bと第1p型MOSFET11Bとは隣り合うように形成されている。複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdおよび第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdを構成する第1共通領域23Fを含む。この構成によれば、第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdと第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdとが個別の第3ウェル領域23によって形成される場合と比較して、保護回路10の小型化を図ることができる。
(1-9)x方向において、第1p型MOSFET11Aと第2p型MOSFET12Aとは隣り合うように形成されている。複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Aのソース11Asおよび第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adを構成する第2共通領域23Eを含む。この構成によれば、第1p型MOSFET11Aのソース11Asと第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adとが個別の第3ウェル領域23によって形成される場合と比較して、保護回路10の小型化を図ることができる。
x方向において、第1p型MOSFET11Bと第2p型MOSFET12Bとは隣り合うように形成されている。複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Bのソース11Bsおよび第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdを構成する第2共通領域23Gを含む。この構成によれば、第1p型MOSFET11Bのソース11Bsと第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdとが個別の第3ウェル領域23によって形成される場合と比較して、保護回路10の小型化を図ることができる。
(1-10)第1ウェル領域21の表面には、z方向から視て、バックゲートガードリング25を囲むグランドガードリング26が設けられている。グランドガードリング26は、グランド電極102と電気的に接続されている。この構成によれば、各p型MOSFET11~13に漏れ電流が発生した場合、その電流はグランドガードリング26に流れる。つまり、保護回路10の電流漏れを抑制できる。
(1-11)保護回路10は、各p型MOSFET11~13のゲートに電気的に接続された各抵抗素子R1~R3を備えている。この構成によれば、各p型MOSFET11~13のトリガ電圧VTが小さくなる。これにより、トリガ電圧VTが、内部回路100が故障する領域の下限値である電圧VDLに対してより小さくなるため、保護回路10に起因して内部回路100が故障することを抑制できる。
(1-12)各p型MOSFET11~13は2個ずつ設けられている。第1導電層40の第1導体41は、複数の第3ウェル領域23に個別に接続するように複数設けられている。第4導体44は、2個の第3ウェル領域23に個別に接続する配線部44a,44bを有している。この構成によれば、第1導電層40の第1導体41および第4導体44に流すことができる電流量を増やすことができる。
(1-13)半導体集積回路1は、入力電極103と、グランド電極102と、入力電極103およびグランド電極102に接続された内部回路と、保護回路10と、を備えている。保護回路10は、グランド電極102と入力電極103との間に設けられた第1p型MOSFET11を備えている。この構成によれば、保護回路10にp型MOSFETが用いられるため、n型MOSFETよりもホールド電圧を高くすることができる。したがって、第1p型MOSFET11のホールド電圧が内部回路100の動作電圧の上限値である電圧VS(図5参照)よりも高くすることができるため、ラッチアップの発生を抑制できる。
[第2実施形態]
図8~図11を参照して、第2実施形態の保護回路10について説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態の保護回路10と共通の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図8に示すように、本実施形態の保護回路10は、第1実施形態の保護回路10から第3p型MOSFET13が省略された構成である。換言すると、本実施形態の保護回路10は、第1p型MOSFET11、第2p型MOSFET12、電源電極101、グランド電極102、入力電極103、第1配線111、第2配線112、および第3配線113を備えている。
図9に示すように、本実施形態の保護回路10は、第1p型MOSFET11としての第1p型MOSFET11A,11Bと、第2p型MOSFET12としての第2p型MOSFET12A,12Bと、を備えている。バックゲートガードリング25の第1壁部25Aから第2壁部25Bに向かうにつれて、第2p型MOSFET12A、第1p型MOSFET11A、第1p型MOSFET11B、および第2p型MOSFET12Bは、この順でx方向に配列されている。このように第1実施形態と同様に、各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bは、仮想線VLを中心とした線対称に配置されている。
各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bのドレイン、ソース、およびゲートは、x方向に並んで配置されている。つまり、各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bのドレイン、ソース、およびゲートの配列方向は、各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bの配列方向と同じである。
本実施形態では、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向かうにつれて、第2p型MOSFET12Aにおいては、ソース12As、ゲート12Ag、ドレイン12Adの順に配列されており、第1p型MOSFET11Aにおいては、ソース11As、ゲート11Ag、ドレイン11Adの順に配列されている。また、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向かうにつれて、第2p型MOSFET12Bにおいては、ソース12Bs、ゲート12Bg、ドレイン12Bdの順に配列されており、第1p型MOSFET11Bにおいては、ソース11Bs、ゲート11Bg、ドレイン11Bdの順に配列されている。このように、各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bのドレイン、ソース、およびゲートは、仮想線VLを中心とした線対称に配列されている。
図9および図10に示すように、本実施形態では、第1実施形態と比較して、第2ウェル領域22内に形成された第3ウェル領域23およびゲート24の個数が異なる。本実施形態では、5個の第3ウェル領域23および4個のゲート24が設けられている。5個の第3ウェル領域23および4個のゲート24は、第1実施形態と同様に、x方向において交互に配置されている。つまり、図10に示すように、ゲート24は、x方向において隣り合う第3ウェル領域23の間に配置されている。
両第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsは、各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bのうちx方向(配列方向)の両端部に配置されている。つまり、x方向において、両第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsは、バックゲートガードリング25とx方向に隣り合う位置に配置されている。
このため、複数の第3ウェル領域23は、第2p型MOSFET12Aのソース12Asを構成する第2ソース領域23ABと、第2p型MOSFET12Bのソース12Bsを構成する第2ソース領域23BBと、を含む。第2ソース領域23ABは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aのx方向の隣に配置されている。第2ソース領域23BBは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bのx方向の隣に配置されている。両第2ソース領域23AB,23BBおよびバックゲートガードリング25には、同じ電圧が印加される。本実施形態では、両第2ソース領域23AB,23BBおよびバックゲートガードリング25にはそれぞれ、電源電極101に印加される電圧が印加される。
第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adおよび第1p型MOSFET11Aのソース11Asは共通の第3ウェル領域23によって形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第2p型MOSFET12Aのドレイン12Adおよび第1p型MOSFET11Aのソース11Asを構成する第4共通領域23DBを含む。第4共通領域23DBは、第2ソース領域23ABに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第2ソース領域23ABと第4共通領域23DBとの間の部分には第2p型MOSFET12Aのゲート12Agが形成されている。
第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adおよび第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdは共通の第3ウェル領域23によって形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adおよび第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdを構成する第5共通領域23CBを含む。第5共通領域23CBは、第4共通領域23DBに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第4共通領域23DBと第5共通領域23CBとの間の部分には第1p型MOSFET11Aのゲート11Agが形成されている。
第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdおよび第1p型MOSFET11Bのソース11Bsは共通の第3ウェル領域23によって形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第2p型MOSFET12Bのドレイン12Bdおよび第1p型MOSFET11Bのソース11Bsを構成する第4共通領域23EBを含む。第4共通領域23EBは、第5共通領域23CBに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第5共通領域23CBと第4共通領域23EBとの間の部分には第1p型MOSFET11Bのゲート11Bgが形成されている。
第4共通領域23EBは、第2ソース領域23BBに対してバックゲートガードリング25の第1壁部25A側の隣に配置されているともいえる。第2ウェル領域22の表面22aにおける第5共通領域23CBと第2ソース領域23BBとの間の部分には第2p型MOSFET12Bのゲート12Bgが形成されている。
本実施形態では、複数の第3ウェル領域23のy方向の寸法は互いに等しい。一方、複数の第3ウェル領域23におけるx方向の両端に位置する第2ソース領域23ABと第2ソース領域23BBとは、そのx方向の寸法が第4共通領域23DB,23EBおよび第5共通領域23CBのそれぞれのx方向の寸法よりも小さくなるように形成されている。換言すると、第4共通領域23DB,23EBおよび第5共通領域23CBのそれぞれのx方向の寸法は、第2ソース領域23AB,23BBのx方向の寸法よりも大きい。つまり、両p型MOSFET11,12においてドレインまたはソースが共通となる第3ウェル領域23のx方向の寸法は、両p型MOSFET11,12においてドレインまたはソースが共通とならない第3ウェル領域23のx方向の寸法よりも大きい。
図11は、保護回路10の平面図の一例を示している。なお、図11では、保護回路10と配線との接続関係を判りやすくするため、図8の各抵抗素子R1,R2を省略し、各p型MOSFET11,12のゲート-ソース間を直接接続した状態を示している。
図11に示すように、本実施形態の第1導電層40、第2導電層50、およびビア60は、第1実施形態と比較して、第1導電層40の第1導体41の数、第2導体42の数、第1ビア61の数、第2ビア62の数が異なる。
本実施形態では、第1導体41は3個設けられている。3個の第1導体41は、第2ソース領域23ABに対応する第1導体41AB、第2ソース領域23BBに対応する第1導体41BB、および第5共通領域23CBに対応する第1導体41CBからなる。
第1導体41ABは、z方向から視て第2ソース領域23ABと重なる位置に配置されており、第2ソース領域23ABに接続されている。第1導体41ABは、第2ソース領域23ABと隣り合うゲート24に接続されている。第1導体41BBは、z方向から視て第2ソース領域23BBと重なる位置に配置されており、第2ソース領域23BBに接続されている。第1導体41BBは、第2ソース領域23BBと隣り合うゲート24に接続されている。
第1導体41AB,41BBは、第1ビア61によって第2導電層50の第1導体51に接続されている。これにより、第2p型MOSFET12A,12Bのソース12As,12Bsおよびゲート12Ag,12Bgは、電源電極101が接続された第1配線111に接続されている。また、第1導体41AB,41BBは、第1配線111の一部を構成している。このように、本実施形態では、第1導体41AB,41BBは「第1電極用配線」に対応している。
第1導体41CBは、z方向から視て第5共通領域23CBと重なる位置に配置されており、第5共通領域23CBに接続されている。第1導体41CBは、第1導体41Cのx方向の両側のゲート24と接続されていない。
第1導体41CBは、第2ビア62によって第2導電層50の第2導体52に接続されている。これにより、第1p型MOSFET11A,11Bのドレイン11Ad,11Bdは、グランド電極102が接続された第2配線112に接続されている。また、第1導体41CBは、第2配線112の一部を構成している。このように、本実施形態では、第1導体41Cは「第2電極用配線」に対応している。
第4導体44は、z方向から視て第4共通領域23DB,23EBのそれぞれと重なる位置に配置されており、第4共通領域23DB,23EBに接続されている。第4導体44の配線部44aは、配線部44aに対して第5共通領域23CBに近いゲート24に接続されている。配線部44bは、配線部44bに対して第5共通領域23CBに近いゲート24に接続されている。これにより、第1p型MOSFET11A,11Bのソース11As,11Bsおよびゲート11Ag,11Bg、ならびに第2p型MOSFET12A,12Bのドレイン12Ad,12Bdは、入力電極103が接続された第3配線113に接続されている。また、第4導体44は、第3配線113の一部を構成している。このように、本実施形態では、第4導体44は、「第3電極用配線」に対応している。なお、本実施形態の保護回路10によれば、第1実施形態の効果と同様の効果が得られる。
[第3実施形態]
図12~図15を参照して、第3実施形態の保護回路10について説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態の保護回路10と共通の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図12に示すように、本実施形態の保護回路10は、第1実施形態の保護回路10から第2p型MOSFET12が省略された構成である。換言すると、本実施形態の保護回路10は、第1p型MOSFET11、第3p型MOSFET13、電源電極101、グランド電極102、入力電極103、第1配線111、第2配線112、および第3配線113を備えている。
図13に示すように、本実施形態の保護回路10は、第1p型MOSFET11としての第1p型MOSFET11A,11Bと、第3p型MOSFET13としての第3p型MOSFET13A,13Bと、を備えている。バックゲートガードリング25の第1壁部25Aから第2壁部25Bに向かうにつれて、第3p型MOSFET13A,第1p型MOSFET11A,第1p型MOSFET11B,第3p型MOSFET13Bは、この順でx方向に配列されている。このように第1実施形態と同様に、各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bは、仮想線VLを中心とした線対称に配置されている。
各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bのドレイン、ソース、およびゲートは、x方向に並んで配置されている。つまり、各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bのドレイン、ソース、およびゲートの配列方向は、各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bの配列方向と同じである。
本実施形態では、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向かうにつれて、第3p型MOSFET13Aにおいては、ソース13As、ゲート13Ag、ドレイン13Adの順に配列されており、第1p型MOSFET11Aにおいては、ドレイン11Ad、ゲート11Ag、ソース11Asの順に配列されている。また、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bからバックゲートガードリング25のx方向の中央に向かうにつれて、第3p型MOSFET13Bにおいては、ソース13Bs、ゲート13Bg、ドレイン13Bdの順に配列されており、第1p型MOSFET11Bにおいては、ドレイン11Bd、ゲート11Bg、ソース11Bsの順に配列されている。このように、各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bのドレイン、ソース、およびゲートは、仮想線VLを中心とした線対称に配列されている。
図13および図14に示すように、本実施形態では、第1実施形態と比較して、第2ウェル領域22内に形成された第3ウェル領域23およびゲート24の個数が異なる。本実施形態では、5個の第3ウェル領域23および4個のゲート24が設けられている。5個の第3ウェル領域23および4個のゲート24は、第1実施形態と同様に、x方向において交互に配置されている。つまり、ゲート24は、x方向において隣り合う第3ウェル領域23の間に配置されている。
両第3p型MOSFET13A,13Bのソース13As,13Bsは、各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bのうちx方向(配列方向)の両端部に配置されている。つまり、x方向において、両第3p型MOSFET13A,13Bのソース13As,13Bsは、バックゲートガードリング25とx方向に隣り合う位置に配置されている。
このため、複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのソース13Asを構成する第3ソース領域23ACと、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsを構成する第3ソース領域23BCと、を含む。第3ソース領域23ACは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aのx方向の隣に配置されている。第3ソース領域23BCは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bのx方向の隣に配置されている。両第3ソース領域23AC,23BCおよびバックゲートガードリング25には、同じ電圧が印加される。本実施形態では、両第3ソース領域23AC,23BCおよびバックゲートガードリング25にはそれぞれ、電源電極101に印加される電圧が印加される。
第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adおよび第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adは共通の第3ウェル領域23によって形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adおよび第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adを構成する第1共通領域23DCを含む。第1共通領域23DCは、第3ソース領域23ACに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第3ソース領域23ACと第1共通領域23DCとの間の部分には第3p型MOSFET13Aのゲート13Agが形成されている。
第1p型MOSFET11Aのソース11Asおよび第1p型MOSFET11Bのソース11Bsは共通の第3ウェル領域23によって形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Aのソース11Asおよび第1p型MOSFET11Bのソース11Bsを構成する第6共通領域23CCを含む。第6共通領域23CCは、第1共通領域23DCに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第1共通領域23DCと第6共通領域23CCとの間の部分には第1p型MOSFET11Aのゲート11Agが形成されている。
第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdおよび第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdは共通の第3ウェル領域23によって形成されている。つまり、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdおよび第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdを構成する第1共通領域23ECを含む。第1共通領域23ECは、第6共通領域23CCに対してバックゲートガードリング25の第2壁部25B側の隣に配置されている。第2ウェル領域22の表面22aにおける第1共通領域23ECと第6共通領域23CCとの間の部分には第1p型MOSFET11Bのゲート11Bgが形成されている。
第1共通領域23ECは、第3ソース領域23BCに対してバックゲートガードリング25の第1壁部25A側の隣に配置されているともいえる。第2ウェル領域22の表面22aにおける第1共通領域23ECと第3ソース領域23BCとの間の部分には第3p型MOSFET13Bのゲート13Bgが形成されている。
本実施形態では、複数の第3ウェル領域23のy方向の寸法は互いに等しい。一方、複数の第3ウェル領域23におけるx方向の両端に位置する第3ソース領域23ACと第3ソース領域23BCとは、そのx方向の寸法が第1共通領域23DC,23ECおよび第6共通領域23CCのそれぞれのx方向の寸法よりも小さくなるように形成されている。換言すると、第1共通領域23DC,23ECおよび第6共通領域23CCのそれぞれのx方向の寸法は、第3ソース領域23AC,23BCのx方向の寸法よりも大きい。つまり、両p型MOSFET11,13においてドレインまたはソースが共通となる第3ウェル領域23のx方向の寸法は、両p型MOSFET11,13においてドレインまたはソースが共通とならない第3ウェル領域23のx方向の寸法よりも大きい。
図15は、保護回路10の平面図の一例を示している。なお、図15では、保護回路10と配線との接続関係を判りやすくするため、図13の各抵抗素子R1,R3を省略し、各p型MOSFET11,13のゲート-ソース間を直接接続した状態を示している。
図15に示すように、本実施形態の第1導電層40、第2導電層50、およびビア60は、第1実施形態と比較して、第1導電層40の第1導体41の数、第2導体42の数、第1ビア61の数、第2ビア62の数が異なる。
本実施形態では、第1導体41は4個設けられている。4個の第1導体41は、第3ソース領域23ACに対応する第1導体41AC、第3ソース領域23BCに対応する第1導体41BC、第1共通領域23DCに対応する第1導体41CC、および第1共通領域23ECに対応する第1導体41DCからなる。
第1導体41ACは、z方向から視て第3ソース領域23ACと重なる位置に配置されており、第3ソース領域23ACに接続されている。第1導体41BCは、z方向から視て第3ソース領域23BCと重なる位置に配置されており、第3ソース領域23BCに接続されている。第1導体41ACは、第3ソース領域23ACと隣り合うゲート24に接続されている。第1導体41BCは、第3ソース領域23BCと隣り合うゲート24に接続されている。
第1導体41AC,41BCは、第1ビア61によって第2導電層50の第1導体51に接続されている。これにより、第3p型MOSFET13A,13Bのソース13As,13Bsおよびゲート13Ag,13Bgは、電源電極101が接続された第1配線111に接続されている。また、第1導体41AC,41BCは、第1配線111の一部を構成している。このように、本実施形態では、第1導体41AC,41BCは「第1電極用配線」に対応している。
第1導体41CCは、z方向から視て第1共通領域23DCと重なる位置に配置されており、第1共通領域23DCに接続されている。第1導体41DCは、z方向から視て第1共通領域23ECと重なる位置に配置されており、第1共通領域23ECに接続されている。第1導体41CC,41DCは、第1導体41Cのx方向の両側のゲート24と接続されていない。
第1導体41CCは、第2ビア62によって第2導電層50の第2導体52に接続されている。第1導体41DCは、第2ビア62によって第2導体52に接続されている。これにより、第1p型MOSFET11A,11Bのドレイン11Ad,11Bdおよび第3p型MOSFET13A,13Bのドレイン13Ad,13Bdは、グランド電極102が接続された第2配線112に接続されている。また第1導体41CC,41DCは、第2配線112の一部を構成している。このように、本実施形態では、第1導体41CC,41DCは「第2電極用配線」に対応している。
第4導体44は、z方向から視て第6共通領域23CCと重なる位置に配置されており、第6共通領域23CCに接続されている。第4導体44は、第4導体44のx方向の両側に配置されたゲート24に接続されている。これにより、第1p型MOSFET11A,11Bのソース11As,11Bsおよびゲート11Ag,11Bgは、入力電極103が接続された第3配線113に接続されている。また第4導体44は、第3配線113の一部を構成している。このように、本実施形態では、第4導体44は「第3電極用配線」に対応している。なお、本実施形態の保護回路10によれば、第1実施形態の効果と同様の効果が得られる。
[変更例]
上記各実施形態は本開示に関する保護回路および半導体集積回路が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関する保護回路および半導体集積回路は、上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは省略した形態、または上記各実施形態に新たな構成を付加した形態である。また、以下の各変更例は、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。以下の各変更例において、上記各実施形態に共通する部分については、上記各実施形態と同一符号を付してその説明を省略する。
・第1実施形態において、各p型MOSFET11A,11B,12A,12B,13A,13Bのx方向において配列される順番は任意に変更可能である。
・第2実施形態において、各p型MOSFET11A,11B,12A,12Bのx方向において配列される順番は任意に変更可能である。
・第3実施形態において、各p型MOSFET11A,11B,13A,13Bのx方向において配列される順番は任意に変更可能である。
・第1実施形態において、保護回路10は、第1p型MOSFET11A、第2p型MOSFET12A、および第3p型MOSFET13Aを備え、第1p型MOSFET11B、第2p型MOSFET12B、および第3p型MOSFET13Bを備えていなくてもよい。この場合、各p型MOSFET11A,12A,13Aは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aから第2壁部25Bに向けて、第3p型MOSFET13A、第1p型MOSFET11A、および第2p型MOSFET12Aの順に配列されている。
複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのソース13Asを構成する第3ソース領域23Aを含む。第3ソース領域23Aは、バックゲートガードリング25の第1壁部25Aの隣に配置されている。第3ソース領域23Aおよびバックゲートガードリング25には同じ電圧が印加される。
また、複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Aのドレイン13Adおよび第1p型MOSFET11Aのドレイン11Adを構成する第1共通領域23Dを含む。第2ウェル領域22の表面22aにおける第3ソース領域23Aと第1共通領域23Dとの間の部分には第3p型MOSFET13Aのゲート13Agが形成されている。
また、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Aのソース11Asおよび第2p型MOSFET12Aのソース12Asを構成する第2共通領域23Eを含む。第2ウェル領域22の表面22aにおける第1共通領域23Dと第2共通領域23Eとの間の部分には第2p型MOSFET12Aのゲート12Agが形成されている。
また、保護回路10は、第1p型MOSFET11B、第2p型MOSFET12B、および第3p型MOSFET13Bを備え、第1p型MOSFET11A、第2p型MOSFET12A、および第3p型MOSFET13Aを備えていなくてもよい。この場合、各p型MOSFET11B,12B,13Bは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bから第1壁部25Aに向けて、第3p型MOSFET13B、第1p型MOSFET11B、および第2p型MOSFET12Bの順に配列されている。
複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Bのソース13Bsを構成する第3ソース領域23Bを含む。第3ソース領域23Bは、バックゲートガードリング25の第2壁部25Bの隣に配置されている。第3ソース領域23Bおよびバックゲートガードリング25には同じ電圧が印加される。
また、複数の第3ウェル領域23は、第3p型MOSFET13Bのドレイン13Bdおよび第1p型MOSFET11Bのドレイン11Bdを構成する第1共通領域23Fを含む。第2ウェル領域22の表面22aにおける第3ソース領域23Bと第1共通領域23Fとの間の部分には第3p型MOSFET13Bのゲート13Bgが形成されている。
また、複数の第3ウェル領域23は、第1p型MOSFET11Bのソース11Bsおよび第2p型MOSFET12Bのソース12Bsを構成する第2共通領域23Gを含む。第2ウェル領域22の表面22aにおける第1共通領域23Fと第2共通領域23Gとの間の部分には第2p型MOSFET12Bのゲート12Bgが形成されている。
・第2実施形態において、保護回路10は、第1p型MOSFET11Aおよび第2p型MOSFET12Aを備え、第1p型MOSFET11Bおよび第2p型MOSFET12Bを備えていなくてもよい。また、保護回路10は、第1p型MOSFET11Bおよび第2p型MOSFET12Bを備え、第1p型MOSFET11Aおよび第2p型MOSFET12Aを備えていなくてもよい。
・第3実施形態において、保護回路10は、第1p型MOSFET11Aおよび第3p型MOSFET13Aを備え、第1p型MOSFET11Bおよび第3p型MOSFET13Bを備えていなくてもよい。また、保護回路10は、第1p型MOSFET11Bおよび第3p型MOSFET13Bを備え、第1p型MOSFET11Aおよび第3p型MOSFET13Aを備えていなくてもよい。
・保護回路10は、グランド電極102と入力電極103との間に設けられた第1p型MOSFET11を少なくとも備えていればよい。この場合、第1p型MOSFET11は、1個でもよいし、複数個であってもよい。
・各実施形態において、複数の第3ウェル領域23のx方向の寸法は任意に変更可能である。複数の第3ウェル領域23のx方向の寸法は個別に設定されてもよい。一例では、各p型MOSFET11~13においてドレインまたはソースが共通となる第3ウェル領域23のx方向の寸法と、各p型MOSFET11~13においてドレインまたはソースが共通とならない第3ウェル領域23のx方向の寸法とが等しくてもよい。
・各実施形態では、隣り合うp型MOSFETのドレインおよびソースが共通の第3ウェル領域23によって形成されていたが、これに限られない。たとえば隣り合うp型MOSFETのドレインおよびソースが個別の第3ウェル領域23によって形成されていてもよい。
・第1実施形態において、保護回路10から各抵抗素子R1~R3の少なくとも1つを省略してもよい。
・第2実施形態において、保護回路10から各抵抗素子R1,R2の少なくとも一方を省略してもよい。
・第3実施形態において、保護回路10から各抵抗素子R1,R3の少なくとも一方を省略してもよい。
・各実施形態において、保護回路10からグランドガードリング26を省略してもよい。
・各実施形態では、第1p型MOSFET11は、入力電極103とグランド電極102との間に設けられていたが、これに限られない。一例では、半導体集積回路1が出力電極を備える場合、第1p型MOSFET11は、出力電極とグランド電極102との間に設けられていてもよい。出力電極は、第4配線114に接続された電極であり、内部回路100から出力された信号を出力する。この場合、出力電極は「外部電極」に対応している。保護回路10は、信号の出力を行うのに用いられる外部電極(出力電極)に印加される静電気に起因する電流から内部回路100を保護する回路である。また別例では、入力電極103および出力電極に代えて、入出力電極が内部回路100に電気的に接続された構成であって、第1p型MOSFET11は、入出力電極とグランド電極102との間に設けられていてもよい。この場合、入出力電極は「外部電極」に対応している。保護回路10は、信号の入力および出力の双方を行うのに用いられる外部電極(入出力電極)に印加される静電気に起因する電流から内部回路100を保護する回路である。
本開示で使用される「~上に」という用語は、文脈によって明らかにそうでないことが示されない限り、「~上に」と「~の上方に」の意味を含む。したがって、「AがB上に形成される」という表現は、本実施形態ではAがBに接触してB上に直接配置され得るが、変更例として、AがBに接触することなくBの上方に配置され得ることが意図される。すなわち、「~上に」という用語は、AとBとの間に他の部材が形成される構造を排除しない。
本開示で使用されるz方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造は、本明細書で説明されるz方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。例えば、x方向が鉛直方向であってもよく、またはy方向が鉛直方向であってもよい。
[付記]
上記各実施形態および上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、各付記に記載された構成要素に対応する実施形態の構成要素の符号を括弧書きで示す。符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
(付記1)
信号の入力および信号の出力の少なくとも一方を行うのに用いられる外部電極(103)に印加される静電気に起因する電流から内部回路(100)を保護する保護回路(10)であって、
グランドに接続するのに用いられるグランド電極(102)と、前記外部電極(103)との間に設けられる第1p型MOSFET(11)を備える
保護回路(10)。
(付記2)
電源に接続するのに用いられる電源電極(101)と前記外部電極(103)との間に設けられる第2p型MOSFET(12)を備え、
前記第2p型MOSFET(12)は、前記第1p型MOSFET(11)に対して直列接続されている
付記1に記載の保護回路(10)。
(付記3)
前記電源電極(101)と前記グランド電極(102)との間に設けられる第3p型MOSFET(13)を備える
付記2に記載の保護回路(10)。
(付記4)
前記各p型MOSFET(11,12,13)のバックゲートは、前記電源電極(101)と電気的に接続される
付記3に記載の保護回路(10)。
(付記5)
半導体基板(20)を備え、
前記各p型MOSFET(11,12,13)は、前記半導体基板(20)の厚さ方向(z方向)と直交する第1方向(x方向)において所定の順序で1列に並んで配置されている
付記4に記載の保護回路(10)。
(付記6)
前記各p型MOSFET(11,12,13)を囲むように設けられ、前記各p型MOSFET(11,12,13)の共通のバックゲートを構成しているバックゲートガードリング(25)を備え、
前記バックゲートガードリング(25)は、前記第1方向(x方向)に対向する第1壁部(25A)および第2壁部(25B)を有し、
前記各p型MOSFET(11A,12A,13A)は、前記第1壁部(25A)から前記第2壁部(25B)に向けて、前記第3p型MOSFET(13A)、前記第1p型MOSFET(11A)、および前記第2p型MOSFET(12A)の順に配列されている
付記5に記載の保護回路(10)。
(付記7)
前記半導体基板(20)は、
支持基板(30)と、
前記支持基板(30)上に積層されたp型の第1半導体領域(31)と、
前記第1半導体領域(31)上に積層されたn型の第2半導体領域(22)と、
前記第2半導体領域(22)の表面(22a)に形成され、前記第1方向(x方向)において互いに離間したp型の複数の第3半導体領域(23)と、
を有しており、
前記複数の第3半導体領域(23)は、前記各p型MOSFET(11,12,13)のドレインまたはソースを形成している
付記6に記載の保護回路(10)。
(付記8)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記第1壁部(25A)の隣に配置され、前記第3p型MOSFET(13A)のソース(13As)を構成する第3ソース領域(23A)を含み、
前記第3ソース領域(23A)および前記バックゲートガードリング(25)には同じ電圧が印加される
付記7に記載の保護回路(10)。
(付記9)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記第3ソース領域(23A)に対して前記第2壁部(25B)側の隣に配置され、前記第3p型MOSFET(13A)のドレイン(13Ad)および前記第1p型MOSFET(11A)のドレイン(11Ad)を構成する第1共通領域(23B)を含み、
前記第2半導体領域(22)の表面(22a)における前記第3ソース領域(23A)と前記第1共通領域(23B)との間の部分には前記第3p型MOSFET(13A)のゲート(13Ag,24)が形成されている
付記8に記載の保護回路(10)。
(付記10)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記第1共通領域(23B)に対して前記第2壁部(25B)側の隣に配置され、前記第1p型MOSFET(11A)のソース(11As)および前記第2p型MOSFET(12A)のドレイン(12Ad)を構成する第2共通領域(23E)を含み、
前記第2半導体領域(22)の表面(22a)における前記第1共通領域(23D)と前記第2共通領域(23E)との間の部分には前記第1p型MOSFET(11A)のゲート(11Ag,24)が形成されている
付記9に記載の保護回路(10)。
(付記11)
前記各p型MOSFET(11A,11B,12A,12B,13A,13B)はそれぞれ、2つ設けられており、
前記第1壁部(25A)から前記バックゲートガードリング(25)の前記第1方向(x方向)の中央に向けて、1つの第3p型MOSFET(13A)、1つの第1p型MOSFET(11A)、および1つの第2p型MOSFET(12A)の順に配列されており、
前記第2壁部(25B)から前記バックゲートガードリング(25)の前記第1方向(x方向)の中央に向けて、別の1つの第3p型MOSFET(13B)、別の1つの第1p型MOSFET(11B)、および別の1つの第2p型MOSFET(12B)の順に配列されている
付記7~10のいずれか1つに記載の保護回路(10)。
(付記A12)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記バックゲートガードリング(25)の前記第1方向(x方向)の中央に設けられ、前記両第2p型MOSFET(12A,12B)のソース(12As,12Bs)を構成する第3共通領域(23C)を含む
付記7~12のいずれか1つに記載の保護回路(10)。
(付記13)
前記第2半導体領域(22)の表面(22a)のうち前記バックゲートガードリング(25)と前記各p型MOSFET(11A,11B,12A,12B,13A,13B)との間の領域には、絶縁材料からなる分離層(28)が形成されている
付記7~12のいずれか1つに記載の保護回路(10)。
(付記14)
前記半導体基板(20)の厚さ方向(z方向)から視て、前記バックゲートガードリング(25)を取り囲むグランドガードリング(26)が設けられており、
前記グランドガードリング(26)は、前記グランド電極(102)と電気的に接続されている
付記7~13のいずれか1つに記載の保護回路(10)。
(付記15)
前記グランドガードリング(26)は、p型の半導体領域からなる
付記14に記載の保護回路(10)。
(付記16)
前記各p型MOSFET(11A,11B,12A,12B,13A,13B)と電気的に接続される第1配線層(40)を備え、
前記第1配線層(40)は、
前記電源電極(101)と電気的に接続される第1電極用配線(41A,41B,41C)と、
前記グランド電極(102)と電気的に接続される第2電極用配線(41D,41E)と、
前記外部電極(103)と電気的に接続される第3電極用配線(44)と、
を有している
付記7~15のいずれか1つに記載の保護回路(10)。
(付記17)
前記半導体基板(20)の厚さ方向(z方向)において、前記第1配線層(40)から離間して配置された第2配線層(50)を備え、
前記第1電極用配線(41A,41B,41C)および前記第2電極用配線(41D,41E)はそれぞれ、複数設けられており、
前記第2配線層(50)は、
前記電源電極(101)と電気的に接続された第1接続配線(51)と、
前記グランド電極(102)と電気的に接続された第2接続配線(52)と、
を有し、
前記複数の第1電極用配線(41A,41B,41C)は前記第1接続配線(51)に接続され、
前記複数の第2電極用配線(41D,41E)は前記第2接続配線(52)に接続されている
付記16に記載の保護回路(10)。
(付記18)
前記半導体基板(20)の厚さ方向(z方向)から視て、前記第1方向(x方向)と直交する方向を第2方向(y方向)とすると、
前記各電極用配線(41A,41B,41C,41D,41E,44)は、前記第2方向(y方向)に延びており、
前記各接続配線(51,52)は、前記第1方向(x方向)に延びている
付記17に記載の保護回路(10)。
(付記19)
前記各p型MOSFET(11,12,13)のゲート-ソース間のそれぞれに電気的に接続された抵抗素子(R1,R2,R3)を備える
付記3~18のいずれか1つに記載の保護回路(10)。
(付記20)
電源に接続するのに用いられる電源電極(101)と
グランドに接続するのに用いられるグランド電極(102)と、
信号の入力および信号の出力の少なくとも一方を行うのに用いられる外部電極(103)と、
前記電源電極(101)、前記外部電極(103)、および前記グランド電極に接続された内部回路(100)と、
前記外部電極(103)に印加される静電気に起因する電流から前記内部回路(100)を保護する保護回路(10)と、
を備え、
前記保護回路(10)は、前記グランド電極(102)と前記外部電極(103)との間に設けられた第1p型MOSFET(11)を備える
半導体集積回路(1)。
(付記21)
前記第1方向(x方向)において、前記第1p型MOSFET(11A,11B)と前記第3p型MOSFET(13A,13B)とは隣り合うように形成されており、
前記第3p型MOSFET(13A,13B)のドレイン(13Ad,13Bd)と前記第1p型MOSFET(11A,11B)のドレイン(11Ad,11Bd)とは、前記複数の第3半導体領域(23)のうち共通の第3半導体領域(23D,23F)が用いられている
付記7または8に記載の保護回路(10)。
(付記22)
前記第1方向(x方向)において、前記第1p型MOSFET(11A,11B)と前記第2p型MOSFET(12A,12B)とは隣り合うように形成されており、
前記第1p型MOSFET(11A,11B)のソース(11As,11Bs)と前記第2p型MOSFET(12A,12B)のドレイン(12Ad,12Bd)とは、前記複数の第3半導体領域(23)のうち共通の第3半導体領域(23E,23G)が用いられている
付記7または8に記載の保護回路(10)。
(付記23)
前記第1p型MOSFET(11)および前記第2p型MOSFET(12)を囲むように設けられ、前記両p型MOSFET(11,12)の共通のバックゲートを構成しているバックゲートガードリング(25)を備え、
前記バックゲートガードリング(25)は、前記第1方向(x方向)に対向する第1壁部(25A)および第2壁部(25B)を有し、
前記第1p型MOSFET(11A,11B)および前記第2p型MOSFET(12A,12B)はそれぞれ、2つ設けられ、
前記第1壁部(25A)から前記バックゲートガードリング(25)の前記第1方向(x方向)の中央に向けて、1つの第2p型MOSFET(12A)および1つの第1p型MOSFET(11A)の順に配列されており、
前記第2壁部(25B)から前記バックゲートガードリング(25)の前記第1方向(x方向)の中央に向けて、別の1つの第2p型MOSFET(12B)および別の1つの第1p型MOSFET(11B)の順に配列されている
付記2に記載の保護回路(10)。
(付記24)
前記半導体基板(20)は、
支持基板(30)と、
前記支持基板(30)上に積層されたp型の第1半導体領域(31)と、
前記第1半導体領域(31)上に積層されたn型の第2半導体領域(22)と、前記第2半導体領域(22)の表面(22a)に形成され、前記第1方向(x方向)において互いに離間したp型の複数の第3半導体領域(23)と、
を有しており、
前記複数の第3半導体領域(23)は、前記両p型MOSFET(11A,11B,12A,12B)の前記ドレイン(11Ad,11Bd,12Ad,12Bd)または前記ソース(11As,11Bs,12As,12Bs)を形成している
付記23に記載の保護回路(10)。
(付記25)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記第1壁部(25A)の隣に配置され、前記第2p型MOSFET(12A)のソース(12As)を構成する第2ソース領域(23AB)を含み、
前記第2ソース領域(23AB)および前記バックゲートガードリング(25)には同じ電圧が印加される
付記24に記載の保護回路(10)。
(付記26)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記第2ソース領域(23AB)に対して前記第2壁部(25B)側の隣に配置され、前記第2p型MOSFET(12A)のドレイン(12Ad)および前記第1p型MOSFET(11A)のソース(11As)を構成する第4共通領域(23DB)を含み、
前記第2半導体領域(22)の表面(22a)における前記第2ソース領域(23AB)と前記第4共通領域(23DB)との間の部分には前記第2p型MOSFET(12A)のゲート(12Ag,24)が形成されている
付記25に記載の保護回路(10)。
(付記27)
前記複数の第3半導体領域(23)は、
前記バックゲートガードリング(25)の前記第1方向(x方向)の中央に設けられ、前記両第1p型MOSFET(11A,11B)のソース(11As,11Bs)を構成する第5共通領域(23CB)を含む
付記26に記載の保護回路(10)。
1…半導体集積回路
10…保護回路
11,11A,11B…第1p型MOSFET
11Ad,11Bd…ドレイン
11As,11Bs…ソース
11Ag,11Bg…ゲート
12,12A,12B…第2p型MOSFET
12Ad,12Bd…ドレイン
12As,12Bs…ソース
12Ag,12Bg…ゲート
13,13A,13B…第3p型MOSFET
13Ad,13Bd…ドレイン
13As,13Bs…ソース
13Ag,13Bg…ゲート
20…半導体基板
22…第2ウェル領域(第2半導体領域)
22a…表面
23…第3ウェル領域(第3半導体領域)
23A,23B…第3ソース領域
23C…第3共通領域
23D…第1共通領域
23E…第2共通領域
24…ゲート
25…バックゲートガードリング
25A…第1壁部
25B…第2壁部
26…グランドガードリング
28…素子分離帯(分離層)
30…支持基板
31…p型領域(第1半導体領域)
40…第1導電層(第1配線層)
41A,41B,41C…第1導体(第1電極配線)
41D,41E…第1導体(第2電極配線)
44…第4導体(第3電極配線)
50…第2導電層(第2配線層)
51…第1導体(第1接続配線)
52…第2導体(第2接続配線)
100…内部回路
101…電源電極
102…グランド電極
103…入力電極(外部電極)
R1…第1抵抗素子
R2…第2抵抗素子
R3…第3抵抗素子

Claims (20)

  1. 信号の入力および信号の出力の少なくとも一方を行うのに用いられる外部電極に印加される静電気に起因する電流から内部回路を保護する保護回路であって、
    グランドに接続するのに用いられるグランド電極と、前記外部電極との間に設けられる第1p型MOSFETを備える
    保護回路。
  2. 電源に接続するのに用いられる電源電極と前記外部電極との間に設けられる第2p型MOSFETを備え、
    前記第2p型MOSFETは、前記第1p型MOSFETに対して直列接続されている
    請求項1に記載の保護回路。
  3. 前記電源電極と前記グランド電極との間に設けられる第3p型MOSFETを備える
    請求項2に記載の保護回路。
  4. 前記各p型MOSFETのバックゲートは、前記電源電極と電気的に接続される
    請求項3に記載の保護回路。
  5. 半導体基板を備え、
    前記各p型MOSFETは、前記半導体基板の厚さ方向と直交する第1方向において所定の順序で1列に並んで配置されている
    請求項4に記載の保護回路。
  6. 前記各p型MOSFETを囲むように設けられ、前記各p型MOSFETの共通のバックゲートを構成しているバックゲートガードリングを備え、
    前記バックゲートガードリングは、前記第1方向に対向する第1壁部および第2壁部を有し、
    前記各p型MOSFETは、前記第1壁部から前記第2壁部に向けて、前記第3p型MOSFET、前記第1p型MOSFET、および前記第2p型MOSFETの順に配列されている
    請求項5に記載の保護回路。
  7. 前記半導体基板は、
    支持基板と、
    前記支持基板上に積層されたp型の第1半導体領域と、
    前記第1半導体領域上に積層されたn型の第2半導体領域と、
    前記第2半導体領域の表面に形成され、前記第1方向において互いに離間したp型の複数の第3半導体領域と、
    を有しており、
    前記複数の第3半導体領域は、前記各p型MOSFETのドレインまたはソースを形成している
    請求項6に記載の保護回路。
  8. 前記複数の第3半導体領域は、
    前記第1壁部の隣に配置され、前記第3p型MOSFETのソースを構成する第3ソース領域を含み、
    前記第3ソース領域および前記バックゲートガードリングには同じ電圧が印加される
    請求項7に記載の保護回路。
  9. 前記複数の第3半導体領域は、
    前記第3ソース領域に対して前記第2壁部側の隣に配置され、前記第3p型MOSFETのドレインおよび前記第1p型MOSFETのドレインを構成する第1共通領域を含み、
    前記第2半導体領域の表面における前記第3ソース領域と前記第1共通領域との間の部分には前記第3p型MOSFETのゲートが形成されている
    請求項8に記載の保護回路。
  10. 前記複数の第3半導体領域は、
    前記第1共通領域に対して前記第2壁部側の隣に配置され、前記第1p型MOSFETのソースおよび前記第2p型MOSFETのドレインを構成する第2共通領域を含み、
    前記第2半導体領域の表面における前記第1共通領域と前記第2共通領域との間の部分には前記第1p型MOSFETのゲートが形成されている
    請求項9に記載の保護回路。
  11. 前記各p型MOSFETはそれぞれ、2つ設けられており、
    前記第1壁部から前記バックゲートガードリングの前記第1方向の中央に向けて、1つの第3p型MOSFET、1つの第1p型MOSFET、および1つの第2p型MOSFETの順に配列されており、
    前記第2壁部から前記バックゲートガードリングの前記第1方向の中央に向けて、別の1つの第3p型MOSFET、別の1つの第1p型MOSFET、および別の1つの第2p型MOSFETの順に配列されている
    請求項7~10のいずれか一項に記載の保護回路。
  12. 前記複数の第3半導体領域は、
    前記バックゲートガードリングの前記第1方向の中央に設けられ、前記両第2p型MOSFETのソースを構成する第3共通領域を含む
    請求項11に記載の保護回路。
  13. 前記第2半導体領域の表面のうち前記バックゲートガードリングと前記各p型MOSFETとの間の領域には、絶縁材料からなる分離層が形成されている
    請求項7~12のいずれか一項に記載の保護回路。
  14. 前記半導体基板の厚さ方向から視て、前記バックゲートガードリングを取り囲むグランドガードリングが設けられており、
    前記グランドガードリングは、前記グランド電極と電気的に接続されている
    請求項7~13のいずれか一項に記載の保護回路。
  15. 前記グランドガードリングは、p型の半導体領域からなる
    請求項14に記載の保護回路。
  16. 前記各p型MOSFETと電気的に接続される第1配線層を備え、
    前記第1配線層は、
    前記電源電極と電気的に接続される第1電極用配線と、
    前記グランド電極と電気的に接続される第2電極用配線と、
    前記外部電極と電気的に接続される第3電極用配線と、
    を有している
    請求項7~15のいずれか一項に記載の保護回路。
  17. 前記半導体基板の厚さ方向において、前記第1配線層から離間して配置された第2配線層を備え、
    前記第1電極用配線および前記第2電極用配線はそれぞれ、複数設けられており、
    前記第2配線層は、
    前記電源電極と電気的に接続された第1接続配線と、
    前記グランド電極と電気的に接続された第2接続配線と、
    を有し、
    前記複数の第1電極用配線は前記第1接続配線に接続され、
    前記複数の第2電極用配線は前記第2接続配線に接続されている
    請求項16に記載の保護回路。
  18. 前記半導体基板の厚さ方向から視て、前記第1方向と直交する方向を第2方向とすると、
    前記各電極用配線は、前記第2方向に延びており、
    前記各接続配線は、前記第1方向に延びている
    請求項17に記載の保護回路。
  19. 前記各p型MOSFETのゲート-ソース間のそれぞれに電気的に接続された抵抗素子を備える
    請求項3~18のいずれか一項に記載の保護回路。
  20. 電源に接続するのに用いられる電源電極と
    グランドに接続するのに用いられるグランド電極と、
    信号の入力および信号の出力の少なくとも一方を行うのに用いられる外部電極と、
    前記電源電極、前記外部電極、および前記グランド電極に接続された内部回路と、
    前記外部電極に印加される静電気に起因する電流から前記内部回路を保護する保護回路と、
    を備え、
    前記保護回路は、前記グランド電極と前記外部電極との間に設けられた第1p型MOSFETを備える
    半導体集積回路。
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WO2024057763A1 (ja) * 2022-09-14 2024-03-21 ローム株式会社 I/o回路、半導体装置、セルライブラリ、半導体装置の回路設計方法

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