JP2585633B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2585633B2
JP2585633B2 JP62253615A JP25361587A JP2585633B2 JP 2585633 B2 JP2585633 B2 JP 2585633B2 JP 62253615 A JP62253615 A JP 62253615A JP 25361587 A JP25361587 A JP 25361587A JP 2585633 B2 JP2585633 B2 JP 2585633B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置、特に絶縁ゲート型電界トラン
ジスタ(以下MOSトランジスタ)などのMIS(Metal Insu
lator Semiconductor)型素子における保護装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device, particularly an MIS (Metal Insu
The present invention relates to a protection device in a lator semiconductor type device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から知られている保護装置では、特願昭58−1076
78号に記載のように、ゲートを接触電位に固定したMOSF
ETのソースを接地電位にし、ドレインを保護抵抗を介し
て出力端子につなぐ方法を用いていた。
A conventionally known protection device is disclosed in Japanese Patent Application No. 58-1076.
MOSF with gate fixed at contact potential as described in No. 78
The method of connecting the source of ET to the ground potential and connecting the drain to the output terminal via a protective resistor has been used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

以下、従来の技術の問題点を第2図,第3図,第4図
を用いて説明する。第2図は従来の技術の回路図であ
る。従来の技術では、端子24に印加される静電気によ
り、23なるMOSFETのゲート酸化膜が破壊されるのを、21
なる保護抵抗と、22なるMOSFETの組み合せにより防ごう
とするものである。ここで22なるMOSFETは、通常の回路
動作の場合には働かないが、高電圧が印加されると、い
わゆる表面ブレークダウンを起こすのでドレイン・ソー
ス間に大電流が流れる。したがつて24なる端子に印加さ
れた静電気は21を通り、22なるMOSFETによりバイパスさ
れるので、23なるMOSFETのゲート絶縁膜の高電圧が印加
されるのを防ぐことができる。ここで21なる保護抵抗
は、22なるMOSFETに流れる電流を小さくする働きをす
る。
Hereinafter, the problems of the prior art will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of the prior art. According to the conventional technique, the destruction of the gate oxide film of the MOSFET 23 due to static electricity applied to the terminal
The protection is intended to be prevented by a combination of a protection resistor and 22 MOSFETs. Here, the MOSFET 22 does not work in the case of normal circuit operation, but when a high voltage is applied, so-called surface breakdown occurs, so that a large current flows between the drain and the source. Accordingly, the static electricity applied to the terminal 24 passes through the 21 and is bypassed by the MOSFET 22. Therefore, it is possible to prevent the high voltage of the gate insulating film of the MOSFET 23 from being applied. Here, the protection resistor 21 functions to reduce the current flowing through the MOSFET 22.

第3図は、22なるMOSFETの断面構造図を示したもので
ある。36なるn型基板の表面には35なるpウエルが設け
られ、そのまた表面には31,32なるn型の高濃度不純物
領域がある。また基体上部には37なる電極と38なる絶縁
膜があり、31,37,32をそれぞれドレイン,ゲート,ソー
スとするMOSFETを形成している。一方、33はp型の高濃
度不純物層で、35なるpウエルの電位を接地電位に固定
するために、34なるn型の高濃度不純物層は、36なるn
型基体の電位を固定するために設けられている。
FIG. 3 shows a cross-sectional structure diagram of the MOSFET 22. 35 n-type substrates are provided on the surface of 36 n-type substrates, and 31 and 32 n-type high-concentration impurity regions are provided on the surface. On the upper part of the base, there are an electrode 37 and an insulating film 38, forming a MOSFET with 31, 37 and 32 as drain, gate and source, respectively. On the other hand, reference numeral 33 denotes a p-type high-concentration impurity layer. In order to fix the potential of the p-well of 35 to the ground potential, the n-type high-concentration impurity layer of 34 comprises n of 36.
It is provided to fix the potential of the mold base.

第4図は第3図の素子のドレイン端子39の接地電位に
対する電圧電流特性を示したものである。39なる端子に
電圧が印加されると31及び35よりなる接合が降伏するの
がAで示される点である。31及び35よりなる接合はその
表面が37及び38なるゲート電極構造におおわれており、
そのため、接合の降伏は通常の接合よりも低い電圧で起
こるいわゆる表面ブレークダウンを起こす。一度表面ブ
レークダウンを起こした後は、Bで示すように31,35,32
なるnpn構造がバイポーラ動作を起こし、ドレイン電圧
が低下する。さらに電流を増加するとC点で示すように
ソース,ドレインの寄生抵抗その他の影響で電圧が増加
する。
FIG. 4 shows a voltage-current characteristic of the device of FIG. 3 with respect to the ground potential of the drain terminal 39. The point indicated by A is that when a voltage is applied to the terminal 39, the junction consisting of 31 and 35 breaks down. The junction consisting of 31 and 35 is covered with a gate electrode structure consisting of 37 and 38,
As a result, the breakdown of the junction causes a so-called surface breakdown which occurs at a lower voltage than a normal junction. Once the surface breakdown has occurred, as shown in B, 31, 35, 32
The npn structure causes a bipolar operation, and the drain voltage decreases. As the current further increases, the voltage increases due to the influence of the parasitic resistance of the source and drain, as shown at point C.

また、第3図で31,35,36なる不純物層も縦方向のnpn
構造となつており、端子39に端子41を接地電位とした電
圧を印加すると電源端子41との間で寄生バイポーラ動作
を起こし、第4図で示した、接地端子との間で起こすV
−I特性と同様の特性を示す。通常電源端子と接地端子
間には1000pF程度以上の大きな容量で接続されており、
過渡的には導通していることになるので、この縦方向の
バイポーラ動作電流は、静電気をバイパスするために重
要な働きをしている。
Further, the impurity layers 31, 35 and 36 in FIG.
When a voltage having the terminal 41 as a ground potential is applied to the terminal 39, a parasitic bipolar operation occurs between the power supply terminal 41 and the terminal 39, and the voltage V between the terminal 39 and the ground terminal shown in FIG.
It shows characteristics similar to -I characteristics. Normally, a large capacitance of about 1000pF or more is connected between the power supply terminal and the ground terminal.
This vertical bipolar operating current plays an important role in bypassing static electricity because the transistor is transiently conductive.

以上述べたように、従来の方法は表面ブレークダウン
の利用により優れた方法であるといえるが近年のMOSFET
のゲート酸化膜の薄膜化に対して以下のような問題が生
じている。
As described above, the conventional method can be said to be an excellent method by utilizing surface breakdown, but in recent years MOSFET
However, the following problem arises with respect to the reduction in the thickness of the gate oxide film.

まず第1図に、第2図の22なるMOSFET端子24に印加し
た静電気による大電流が流れると、C点で示したような
内部抵抗により25なる端子の電圧が増加し、23なるMOSF
ETのゲート絶縁膜を破壊することがあることである。こ
れを防ぐためには21なる抵抗を増加させる方法がある
が、低抗体を大きくする必要が生じるので、占有面積が
増大し、しかも、本来の回路動作において、端子24から
端子25へ信号伝搬速度が増加するという問題が生ずる。
First, in FIG. 1, when a large current due to static electricity applied to the MOSFET terminal 24 shown in FIG. 2 flows, the voltage at the terminal 25 increases due to the internal resistance as shown at the point C, and the MOSF 23
This may destroy the gate insulating film of the ET. In order to prevent this, there is a method of increasing the resistance 21. The problem of increase arises.

第2の問題点は、22なる保護素子のMOSFETそのものが
第3図の38なる薄いゲート絶縁膜を用いているために、
静電気により保護素子のゲート絶縁膜を破壊してしまう
ことである。
The second problem is that the MOSFET itself of the protection element 22 uses the thin gate insulating film 38 shown in FIG.
That is, the gate insulating film of the protection element is broken by static electricity.

本発明の目的は上記問題点を解決し、高い高圧の静電
気に対してMOSFETのゲート絶縁膜を保護し、また、保護
素子そのもののゲート酸化膜を破壊しない保護装置を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a protection device that protects a gate insulating film of a MOSFET against high-voltage static electricity and does not destroy a gate oxide film of a protection element itself.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は以下の手段を講じることにより達成され
る。
The above object is achieved by taking the following measures.

第1に、保護装置の初段のゲート電極は、配線のため
の電極を用い、またゲート絶縁膜はその層間膜を用い
る。
First, an electrode for wiring is used as a gate electrode in the first stage of the protection device, and an interlayer film is used as a gate insulating film.

第2に、第1の保護装置のドレイン電極と同じn型高
濃度不純物層を用いて低抗体を作る。
Second, a low antibody is made using the same n-type high concentration impurity layer as the drain electrode of the first protection device.

第3に、上記n型高濃度不純物層を用いた表面ブレー
クダウン型のMOSFETを作る。
Third, a surface breakdown type MOSFET using the n-type high concentration impurity layer is manufactured.

第4に、第1の保護装置と入力端子間に導電層から成
る抵抗体を入れる。
Fourth, a resistor made of a conductive layer is inserted between the first protection device and the input terminal.

第5に、ウエル外側に設ける高濃度不純物層を導電層
により低抵抗化することである。
Fifth, the resistance of the high-concentration impurity layer provided outside the well is reduced by the conductive layer.

〔作用〕[Action]

上記手段は、以下に述べるような効果がある。 The above means has the following effects.

第1層間膜を用いたMOSFETは、保護素子のゲート絶縁
膜が厚いので、保護素子そのもののゲート絶縁膜破壊を
防ぐことができる。しかしながら、第1の素子は表面ブ
レークダウン型ではないので、ドレイン端子の電圧を十
分に下げることはできない。そこで、第2の不純物層抵
抗を用いて抵抗体を作り、さらに第3の表面ブレークダ
ウン型のMOSFETを作ることにより、MOSFETのドレインで
の電圧を十分下げることができる。この際第2の不純物
層抵抗は、第3の表面ブレークダウン型のMOSFETに流れ
る電流を小さく、第3のMOSFETのゲート酸化膜にかかる
電圧を小さくする効果がある。また、この抵抗を第1及
び第3のMOSFETのドレインと共通にすることにより、小
さな面積で十分大きな抵抗体を得ることができる。
Since the MOSFET using the first interlayer film has a thick gate insulating film of the protection element, it is possible to prevent the gate insulating film of the protection element itself from being destroyed. However, since the first element is not of the surface breakdown type, the voltage of the drain terminal cannot be sufficiently reduced. Therefore, by forming a resistor using the second impurity layer resistance and further forming a third surface breakdown type MOSFET, the voltage at the drain of the MOSFET can be sufficiently reduced. At this time, the resistance of the second impurity layer has the effect of reducing the current flowing through the third surface breakdown type MOSFET and reducing the voltage applied to the gate oxide film of the third MOSFET. Further, by making this resistor common to the drains of the first and third MOSFETs, a sufficiently large resistor can be obtained with a small area.

第4の導電層により抵抗は、第1のMOSFETに大きな電
流が流れてドレインの接合が熱的に破壊することを防ぐ
効果がある。
The resistance provided by the fourth conductive layer has an effect of preventing a large current from flowing through the first MOSFET and thermally damaging the drain junction.

また、第5のウエル外側に設ける高濃度不純物層を低
抵抗化することにより、電源端子側に流れる電流と高濃
度不純物層の抵抗とによるドレイン端子の電位上昇を防
ぐことができる。
In addition, by lowering the resistance of the high-concentration impurity layer provided outside the fifth well, it is possible to prevent an increase in the potential of the drain terminal due to the current flowing to the power supply terminal and the resistance of the high-concentration impurity layer.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図により説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例のレイアウト図であ
る。本実施例では説明を簡単にするために、n型基体上
にpウエルが形成される場合について説明する。同図で
109はpウエル領域である。107,108はn型の高濃度不純
物層であり、107の一部と108は隣接している。n型高濃
度不純物層107は、コンタクトホール114を通して、入力
端子の導電層101に接続されており、導電層101は、107
と108の隣接領域をおおい、厚いゲート酸化膜の寄生MOS
FETを形成している。また、n型高濃度不純物領域108は
コンタクトホール113を通して接地電位に固定されてい
る導電層103に接続されている。一方、導電層107の他の
領域では110なる薄いゲート酸化膜の表面ブレークダウ
ン動作を行うMOSFETのゲート電極が設けられており、コ
ンタクトホール117を通して接地電位に固定されてい
る。ゲート電極110の近傍にはコンタクトホール123が設
けられ、導電層102に接続されている。pウエル109はp
型の高濃度不純物層106及びコンタクトホール121,118,1
16,112を通して導電層103に接続され、接地電位に固定
されている。また、n型基体はコンタクトホール122,11
9,115,111を通して電源電位に固定された導電層104に接
続されている。
FIG. 1 is a layout diagram of a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a case in which a p-well is formed on an n-type substrate will be described to simplify the description. In the figure
109 is a p-well region. 107 and 108 are n-type high-concentration impurity layers, and a part of 107 and 108 are adjacent to each other. The n-type high-concentration impurity layer 107 is connected to the conductive layer 101 of the input terminal through the contact hole 114.
Thick gate oxide parasitic MOS covering area adjacent to and 108
Forming FET. Further, the n-type high-concentration impurity region 108 is connected to the conductive layer 103 fixed to the ground potential through the contact hole 113. On the other hand, in another region of the conductive layer 107, a gate electrode of a MOSFET which performs a surface breakdown operation of a thin gate oxide film 110 is provided, and is fixed to the ground potential through a contact hole 117. A contact hole 123 is provided near the gate electrode 110 and is connected to the conductive layer 102. p well 109 is p
Type high concentration impurity layer 106 and contact holes 121, 118, 1
It is connected to the conductive layer 103 through 16, 112 and fixed at the ground potential. Further, the n-type substrate has contact holes 122, 11
Through 9,115,111, it is connected to the conductive layer 104 fixed at the power supply potential.

本実施例の場合、通常動作では、入力信号は入力端子
から導電層101を通り、高濃度不純物層107を通つて導電
層102に伝わることになる。
In the case of this embodiment, in a normal operation, an input signal is transmitted from the input terminal to the conductive layer 102 through the conductive layer 101, through the high-concentration impurity layer 107.

第5図は第1の実施例の断面図を示したものである。
それぞれの符号は第1図の符号に対応している。導電層
101に静電気が印加されると、107,109,108から成るnpn
構造及び107,109,124から成るnpn構造がバイポーラ動作
を起こし、iA及びiBなる電流が流れる。
FIG. 5 shows a sectional view of the first embodiment.
Each code corresponds to the code in FIG. Conductive layer
When static electricity is applied to 101, npn consisting of 107, 109, 108
The structure and the npn structure composed of 107, 109, and 124 cause a bipolar operation, and currents i A and i B flow.

第1の実施例の動作を第6図により説明する。第6図
(A),(B)は第5図に示したノードA,ノードBの電
位の時間変化及びバイポーラ動作電流iA及びiBの時間変
化を示したものである。ノードAにある一定の電荷量を
持つた静電気が印加されると107,109,108からなるnpn構
造がバイポーラ動作を行なうので非常に大きな電流iA
流れる。この時バイポーラ素子には寄生抵抗が存在し、
iAとの間で電位差を生じるために、ノードAはかなり高
い電位となる。この部分のゲート絶縁膜は、導電層の層
間絶縁膜であるために、十分絶縁耐圧が確保されてお
り、この部分がこわれることはない。しかし、第6図
(A)に示したように、A点の電圧はゲート酸化膜の耐
圧を上まわるので、ゲート酸化膜の保護デバイスとして
は不十分である。そこで、ゲート電極を110とするMOSFE
Tを設ける。この際、MOSFETに流れる電流は107なる不純
物層による抵抗により制限されているので、ノードBの
電位は低くおさえられ、B点の電位も低くおさえられ
る。本実施例では107の不純物層による抵抗は上記のよ
うに重要な役割をはたしている。この抵抗は導電層によ
る抵抗体にしてもよいが、大きな面積を必要とする。し
かし、第5図のように、抵抗となるn型高濃度不純物層
を2つのMOSFETのドレインと共通することで、必要な面
積を減少させる効果がある。一方、一般的には電源電位
端子と接地電位端子間には、大きな寄生容量がついてお
り、基体の電位は過渡的には交流的に接地されている。
したがつて、107,109、基体からなるnpn構造によりiC
る電流が導電層105に流れ込むことになる。このiCはiA
及びiBを減少させる働きがあるので、iCを流れやすくす
る構造は保護素子を強くする働きがある。本実施例では
不純物層105を導電層104で低抵抗化してiCを流れやすく
することにより保護素子を強くできる効果がある。
The operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. 6 (A) and 6 (B) show the time change of the potentials of the nodes A and B and the time change of the bipolar operation currents i A and i B shown in FIG. Very large current i A flows because npn structure static electricity having a constant charge amount in the node A is made of the applied 107,109,108 performs the bipolar operation. At this time, the bipolar element has a parasitic resistance,
to produce a potential difference between the i A, the node A is considerably higher potential. Since the gate insulating film in this portion is an interlayer insulating film of a conductive layer, the withstand voltage is sufficiently ensured, and this portion is not broken. However, as shown in FIG. 6 (A), the voltage at point A exceeds the withstand voltage of the gate oxide film, and is therefore insufficient as a device for protecting the gate oxide film. Therefore, MOSFE with a gate electrode of 110
T is provided. At this time, since the current flowing through the MOSFET is limited by the resistance of the impurity layer 107, the potential of the node B is kept low, and the potential of the point B is also kept low. In this embodiment, the resistance of the impurity layer 107 plays an important role as described above. This resistor may be a resistor made of a conductive layer, but requires a large area. However, as shown in FIG. 5, by sharing the n-type high-concentration impurity layer serving as a resistor with the drains of the two MOSFETs, the required area can be reduced. On the other hand, generally, a large parasitic capacitance is provided between the power supply potential terminal and the ground potential terminal, and the potential of the base is transiently grounded in an alternating current.
Accordingly, a current i C flows into the conductive layer 105 due to the npn structure composed of the bases 107 and 109. This i C is i A
And the function of reducing i B , the structure that facilitates the flow of i C has the function of strengthening the protection element. In the present embodiment has an effect capable of strongly protective element by easily flow i C to reduce the resistance of the impurity layer 105 with a conductive layer 104.

本発明の第2の実施例のレイアウト図を第7図に示
す。本実施例では、入力端子125から、導電層から成る
抵抗体124を通して導電層101に接続される。本実施例の
場合、124なる抵抗により、保護素子に流れる電流をへ
らせるので、第1の実施例よりよりいつそうノード端子
電圧を減少させる効果がある。
FIG. 7 shows a layout diagram of the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the input terminal 125 is connected to the conductive layer 101 through a resistor 124 made of a conductive layer. In the case of the present embodiment, since the current flowing through the protection element is reduced by the resistor 124, there is an effect that the node terminal voltage is reduced more than in the first embodiment.

本発明の第3の実施例のレイアウト図を第8図に、等
価回路を第9図に示す。本実施例では、不純物層107と
不純物層108の境界及び不純物層107と不純物層127の境
界にそれぞれ寄生MOSFETを設けており、前者のゲートは
入力導電層101であり、後者のゲートは、電源電位を与
える導電層104である。また、不純物層108は接地電位を
与える導電層103に接続され、不純物層127は電源電位を
与える導電層104に接続されている。一方、不純物層107
の他の部分には、導電層110をゲート電極とするMOSFET
が形成されており、そのソースは接地電位に固定されて
いる。この導電層110は導電層自身が抵抗体となり、こ
の抵抗を通して接地電位に固定されている。このMOSFET
の領域と寄生MOSFETの領域の間にはくびれを生じてお
り、抵抗体を形成している。またMOSFETのドレインの電
位は124なる導電層により外部にとり出される。
FIG. 8 shows a layout diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows an equivalent circuit. In this embodiment, parasitic MOSFETs are provided at the boundary between the impurity layers 107 and 108 and at the boundary between the impurity layers 107 and 127, respectively. The former gate is the input conductive layer 101, and the latter gate is the power supply. The conductive layer 104 for applying a potential. Further, impurity layer 108 is connected to conductive layer 103 which applies a ground potential, and impurity layer 127 is connected to conductive layer 104 which applies a power supply potential. On the other hand, the impurity layer 107
In other parts, the MOSFET with the conductive layer 110 as the gate electrode
Is formed, and its source is fixed to the ground potential. The conductive layer 110 itself serves as a resistor, and is fixed at the ground potential through the resistor. This MOSFET
Is formed between the region and the region of the parasitic MOSFET, thereby forming a resistor. The potential of the drain of the MOSFET is taken out by the conductive layer 124.

第9図の等価回路では、入力端子200から静電気が印
加されると、寄生MOS201及び202を通して電流が接地端
子及び電源端子に流れる。静電気はさらに不純物層抵抗
204を通してMOSFET205に流れることになる。
In the equivalent circuit of FIG. 9, when static electricity is applied from the input terminal 200, current flows to the ground terminal and the power supply terminal through the parasitic MOSs 201 and 202. Static electricity is also an impurity layer resistance
It will flow through the MOSFET 205 through the 204.

本実施例では、寄生MOSFETが接地端子だけでなく、電
源端子に対しても接続されているため、接地端子に接続
されている寄生MOSFETに流れる電流が少なくなり、ノー
ド208の電位上昇をおさえることができる。また、抵抗2
04は不純物層107のくびれを利用して作るので、小さな
面積で必要な抵抗値を実現できる。また、抵抗値209は2
05なるMOSFETのゲート絶縁膜が破壊することを防ぐ目的
でそう入してあるが、通常の回路動作には何ら影響を与
えることなく、ゲート電極を接地電位に固定できる。第
10図に本実例例の寄生MOSの部10の断面図を示す。ノー
ド200に静電気が印加されると不純物層107,109,130のnp
n構造により接地端子に、不純物層107,109,108のnpn構
造により電源端子にそれぞれバイパスされる。
In this embodiment, since the parasitic MOSFET is connected not only to the ground terminal but also to the power supply terminal, the current flowing through the parasitic MOSFET connected to the ground terminal is reduced, and the potential rise of the node 208 is suppressed. Can be. Also, resistance 2
Since 04 is formed by using the constriction of the impurity layer 107, a necessary resistance value can be realized with a small area. The resistance value 209 is 2
Although it is inserted to prevent the gate insulating film of the MOSFET 05 from being destroyed, the gate electrode can be fixed to the ground potential without affecting the normal circuit operation. No.
FIG. 10 shows a cross-sectional view of the parasitic MOS portion 10 of this example. When static electricity is applied to the node 200, np of the impurity layers 107, 109, 130
The n-type structure bypasses the ground terminal, and the npn structure of the impurity layers 107, 109, and 108 bypasses the power supply terminal.

第11図に、本発明の第4の実施例を示す。本実施例で
は、寄生MOS201のソース側及び寄生MOSのドレイン側に
それぞれ抵抗211,210が直列に接続されている。これら
の抵抗はそれぞれ不純物層の抵抗を取るなどしてつける
ことができる。本実施例の場合、抵抗210,211があるた
めに、寄生MOSFET201,202に流れる電流が少なくなり、
寄生MOSFET201,202が熱的に破壊することを防ぐ効果が
ある。
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the resistors 211 and 210 are connected in series to the source side of the parasitic MOS 201 and the drain side of the parasitic MOS, respectively. Each of these resistors can be provided by taking the resistance of the impurity layer. In the case of the present embodiment, the presence of the resistors 210 and 211 reduces the current flowing through the parasitic MOSFETs 201 and 202,
This has the effect of preventing the parasitic MOSFETs 201 and 202 from being thermally destroyed.

第12図に本発明の第5の実施例を示す。本実施例では
寄生MOSFET202のゲート電極の電位は入力端子200あるい
は接地電位に固定されている。しかしながら、寄生MOSF
ET202のドレイン電極は電源端子に接続され、静電気を
電源端子側にバイパスできるため、第3の実施例と同様
の効果で、静電破壊に対して強い構造となる。
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the potential of the gate electrode of the parasitic MOSFET 202 is fixed to the input terminal 200 or the ground potential. However, the parasitic MOSF
Since the drain electrode of the ET 202 is connected to the power supply terminal and the static electricity can be bypassed to the power supply terminal side, the effect similar to that of the third embodiment is obtained and the structure is strong against electrostatic breakdown.

第13図に本発明の第6の実施例の回路図、第14図に本
発明の第7の実施例の回路図を示す。いずれの方法も寄
生MOS201及び202のゲート電極の電位が異なるが、寄生M
OS201のソースが接地端子に、寄生MOS202のドレインが
電源端子に接続されているために、第3の実施例と同様
の効果で静電破壊に対して強い構造となる。
FIG. 13 is a circuit diagram of a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a circuit diagram of a seventh embodiment of the present invention. In either method, the potentials of the gate electrodes of the parasitic MOSs 201 and 202 are different.
Since the source of the OS 201 is connected to the ground terminal and the drain of the parasitic MOS 202 is connected to the power supply terminal, the structure has the same effect as that of the third embodiment and is resistant to electrostatic breakdown.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

保護素子の静電破壊に対する方法として、1.5KΩの抵
抗を通して1000pFの容量に充電された電荷を保護素子に
印加する方法が広く行なわれている。
As a method against electrostatic breakdown of a protection element, a method of applying a charge charged to a capacity of 1000 pF through a resistance of 1.5 KΩ to the protection element is widely used.

本発明によれは、従来の方法とほぼ同じ面積で約2倍
の電荷に対して耐性を有する保護素子を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a protection element having almost the same area as the conventional method and having resistance to about twice the electric charge.

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

第1図は本発明の第1の実施例のレイアウト図、第2図
は従来の方法の回路図、第3図は従来の方法の断面図、
第4図は従来の方法の動作を示す図、第5図は本発明の
第1の実施例の断面図、第6図は本発明の動作を示す
図、第7図は本発明の第2の実施例のレイアウト図、第
8図は本発明の第3の実施例のレイアウト図、第9図は
本発明の第3の実施例の回路図、第10図は本発明の第3
の実施例の寄生MOS部分の断面図、第11図は本発明の第
4の実施例の回路図、第12図は本発明の第5図の実施例
の回路図、第13図は本発明の第6の実施例の回路図、第
14図は本発明の第7の実施例の回路図である。 101……導電層、102……導電層、104……導電層、107,1
08……n型高濃不純物層、109……p型ウエル、110……
ゲート電極。
FIG. 1 is a layout diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional method, FIG.
4 is a view showing the operation of the conventional method, FIG. 5 is a sectional view of the first embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view showing the operation of the present invention, and FIG. FIG. 8 is a layout diagram of the third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a circuit diagram of the third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit diagram of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a circuit diagram of the embodiment of FIG. 5 of the present invention, and FIG. The circuit diagram of the sixth embodiment,
FIG. 14 is a circuit diagram of a seventh embodiment of the present invention. 101: conductive layer, 102: conductive layer, 104: conductive layer, 107, 1
08 ... n-type high concentration impurity layer, 109 ... p-type well, 110 ...
Gate electrode.

フロントページの続き (72)発明者 佐々木 敏夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 増原 利明 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高橋 収 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 山本 昌 東京都小平市上水本町1450番地 株式会 社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 昭48−66976(JP,A)Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Sasaki 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor: Osamu Takahashi 1450, Josui-Honcho, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Factory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor: Masaru Yamamoto 1450, Musashi-Honcho, Kodaira-shi, Tokyo, Musashi Factory, Hitachi, Ltd. ) References JP-A-48-66976 (JP, A)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基体と、 上記半導体基体の表面領域に設けられた一つの導電型を
示すウェル領域と、 上記半導体基体上に第1の絶縁膜を介して設けられた配
線のための導電層を有してなる半導体装置であって、 上記ウェル領域の表面には、さらに、前記導電型とは異
なる導電型を示す第1不純物領域、第2不純物領域及び
第3不純物領域とを有し、 上記第1不純物領域は接地端子に電気的に接続され、 上記第2不純物領域は入力端子に電気的に接続され、 上記第3不純物領域は接地端子に電気的に接続され、 上記第1の不純物領域と、上記第2の不純物領域と、上
記第1の絶縁膜を介して設けられる上記導電層とにより
MOSFETが形成され、 上記第2半導体領域と、第3半導体領域と、上記半導体
基板上に第2の絶縁膜を介して設けられるゲート電極と
により他のMOSFETが形成され、 上記第2絶縁膜の膜厚は上記第1絶縁膜の膜厚より薄く
形成され、上記導電層は入力端子あるいは接地端子ある
いは電源端子に電気的に接続され、上記ゲート電極は接
地端子に電気的に接続されてなることを特徴とする半導
体装置。
A semiconductor substrate; a well region of one conductivity type provided in a surface region of the semiconductor substrate; and a conductive region for wiring provided on the semiconductor substrate via a first insulating film. A semiconductor device having a layer, further comprising a first impurity region, a second impurity region, and a third impurity region having a conductivity type different from the conductivity type on a surface of the well region. The first impurity region is electrically connected to a ground terminal; the second impurity region is electrically connected to an input terminal; the third impurity region is electrically connected to a ground terminal; An impurity region, the second impurity region, and the conductive layer provided with the first insulating film interposed therebetween;
A MOSFET is formed, and another MOSFET is formed by the second semiconductor region, the third semiconductor region, and a gate electrode provided on the semiconductor substrate via a second insulating film. The thickness is formed to be smaller than the thickness of the first insulating film, the conductive layer is electrically connected to an input terminal, a ground terminal, or a power supply terminal, and the gate electrode is electrically connected to a ground terminal. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】上記第2不純物領域は、その一方が上記第
1半導体領域と隣接し、その他方が上記第3半導体領域
と隣接するように形成されることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second impurity region is formed such that one of said second impurity regions is adjacent to said first semiconductor region and the other is adjacent to said third semiconductor region. 2. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】上記ウェル領域周辺の半導体基体の表面に
は、第1導電型の第4不純物領域が形成され、前記第4
不純物領域上には電源端子に接続された低抵抗導電層が
形成され、前記低抵抗導電層と上記第4半導体領域が接
続されてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の半導体装置。
3. A fourth impurity region of a first conductivity type is formed on the surface of the semiconductor substrate around the well region.
The low resistance conductive layer connected to a power terminal is formed on the impurity region, and the low resistance conductive layer and the fourth semiconductor region are connected. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項4】上記ゲート電極は、上記ゲート電極と同じ
導電層よりなる低抗体を通して接地端子に接続されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の
半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said gate electrode is connected to a ground terminal through a low antibody made of the same conductive layer as said gate electrode.
【請求項5】上記第2不純物領域と入力端子との間に導
電層による抵抗を備えてなることを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第4項記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a resistance provided by a conductive layer between said second impurity region and said input terminal.
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