JP2603410Y2 - 集積回路 - Google Patents

集積回路

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JP2603410Y2
JP2603410Y2 JP1993037311U JP3731193U JP2603410Y2 JP 2603410 Y2 JP2603410 Y2 JP 2603410Y2 JP 1993037311 U JP1993037311 U JP 1993037311U JP 3731193 U JP3731193 U JP 3731193U JP 2603410 Y2 JP2603410 Y2 JP 2603410Y2
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Japan
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mos transistor
transistor gate
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integrated circuit
bulk
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JP1993037311U
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矢野  敬和
貴 秋山
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、相補型電界効果トラン
ジスタ(以下CMOSと記載する)集積回路のラッチア
ップを防止した集積回路の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】ラッチアップ現象とは、CMOS内のp
ウェルの電位を保つための電源とn基板の電位を保つた
めの電源との間に多量の電流が流れ、CMOS回路の動
作をくるわせる現象である。このラッチアップ現象はC
MOSの構造上形成してしまう寄生バイポーラトランジ
スタによる、サイリスタ回路によって引き起こされる。
【0003】このラッチアップ現象を、図面を用いて説
明する。図2はCMOSの構造を示す断面図である。
【0004】図2に示すように、nバルク205はn基
板203をVDD201電位にするための電源との接触
領域であり、pバルク206はp領域であるpウェル2
04をVSS202電位にするための電源との接触領域
である。
【0005】pゲート207はn基板203上に形成さ
れたp型のMOSトランジスタゲートであり、nゲート
208はpウェル204上に形成されたn型のMOSト
ランジスタゲートである。
【0006】内部抵抗Rp212はpウェル204内部
の電位分布状態によって決まるpウェル204の内部抵
抗を示し、内部抵抗Rn211はn基板203内部の電
位分布状態によって決まるn基板203の内部抵抗を示
す。
【0007】第1のトランジスタ209は、pゲート2
07のソースをエミッタとし、n基板203をベースと
し、pウェル204をコレクタとする寄生トランジスタ
である。
【0008】これに対して、第2のトランジスタ210
は、nゲート208のソースをエミッタとし、pウェル
204をベースとし、n基板203をコレクタとする寄
生トランジスタである。
【0009】図3は、図2中のトランジスタの等価回路
を示す回路図である。ある一定量以上のトリガー電流I
a212が基板側に発生し、VSS202と第2のトラ
ンジスタ210のベース間に内部抵抗Rp212による
電位差が発生すると、第2のトランジスタ210はター
ンオンしてVDD201、VSS202間に内部抵抗R
n211を介して電流Ib213が流れる。
【0010】さらに、電流Ib213が第1のトランジ
スタ209をターンオンするに充分な電流であれば、V
DD201、VSS202間にトリガー電流Ia212
が流れ続ける。
【0011】以上の循環によって、つねにVDD20
1,VSS202間に大電流が流れ、ラッチアップとな
る。
【0012】このラッチアップ現象の対策の1つは、p
バルク206、nバルク205の形成位置をn基板20
3とpウェル204の境界付近にとり、電位分布を安定
させることにより内部抵抗Rp212と内部抵抗Rn2
11との抵抗値を下げる手法がある。
【0013】図4は従来の集積回路チップを直接ガラス
基板上に実装するCOG用集積回路の出力端子部分を示
す平面図である。
【0014】図4に示すように、中央に出力端子101
が形成され、それを囲んでpゲートである第1のMOS
トランジスタゲート102と、pゲートである第2のM
OSトランジスタゲート103と、nゲートである第3
のMOSトランジスタゲート104と、nゲートである
第4のMOSトランジスタゲート105が形成されてい
る。
【0015】それぞれのMOSトランジスタゲート10
2、103、104、105の出力は、第1の出力線3
06、第2の出力線307、第3の出力線308、第4
の出力線309によって最短距離で接続されている。
【0016】VDD電源をn基板111に接触させるた
めの第1のnバルク310はVDD電源に接触している
活性領域3上にアルミニウムを形成し、コンタクトホー
ル1を形成することによってバルクの抵抗値を下げてい
る。
【0017】第2のnバルク311は第2の出力線30
7領域の活性領域3を介して第1のnバルク310と接
続しており、活性領域3上にアルミニウムを形成しコン
タクトホール1を形成することによってバルクの抵抗値
を下げている。
【0018】第3のnバルク315は第1の出力線30
6領域の活性領域3を介して第1のnバルク310と接
続しており、活性領域3上にアルミニウムを形成しコン
タクトホール1を形成することによってバルクの抵抗値
を下げている。
【0019】さらにpウェル110をVSS電源に接触
させるための第1のpバルク312は、VSSに接触し
ている活性領域3上にアルミニウムを形成し、コンタク
トホール1を形成することによってバルクの抵抗値を下
げている。
【0020】第2のpバルク313は第3の出力線30
8領域の活性領域3を介して第1のpバルク312と接
続しており、活性領域3上にアルミニウムを形成しコン
タクトホール1を形成することによってバルクの抵抗値
を下げている。
【0021】第3のpバルク314は第4の出力線30
9領域の活性領域3を介して第1のpバルク312と接
続しており、活性領域3上にアルミニウムを形成しコン
タクトホール1を形成することによってバルクの抵抗値
を下げている。
【0022】
【考案が解決しようとする課題】図4に示す従来の構成
では、最も電源抵抗の低い第1のnバルク310付近で
は低抵抗のアルミニウムが形成されているので、確実に
VDD電位になっていて内部抵抗Rn211は比較的低
くなる。
【0023】それに対して、第2のnバルク311と第
2の出力線307領域は、高抵抗の活性領域3を介して
VDD電源に接続しているので、n基板111の電位は
比較的広い分布を持ち、pウェル110とn基板111
とで形成されるp−n接合付近の電位差が小さくなり、
ラッチアップ現象の原因となる。
【0024】第1のpバルク312と第2のpバルク3
13、第3のpバルク314の関係も同様である。
【0025】本考案はこれらの問題を解決し、集積回路
のラッチアップ現象を防ぐことが可能な集積回路の構成
を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本考案の集積回路では以下の手段をとる。
【0027】本考案の集積回路は、第1のMOSトラン
ジスタゲート群と第2のMOSトランジスタゲート群と
によって構成する複数のMOSトランジスタゲート群に
よって周囲を囲まれた出力端子を備える集積回路にあっ
て、出力端子への出力経路が第1のMOSトランジスタ
ゲート群の出力によって構成される第1の経路と第2の
MOSトランジスタゲート群の出力によって構成される
第2の経路とを設け、第1の経路と第2の経路とをn基
板とpウェルとの境界線と平行に設けることを特徴とす
る。
【0028】本考案の集積回路は、第1のMOSトラン
ジスタゲート群および第2のMOSトランジスタゲート
群は、n基板に形成されたMOSトランジスタゲートの
出力とpウェルに形成されたMOSトランジスタゲート
の出力とから構成することを特徴とする。
【0029】本考案の集積回路は、第1の経路と第2の
経路とpウェルまたはn基板に形成されたMOSトラン
ジスタゲート群と出力端子とに囲まれる領域に電源との
接触領域を設けることを特徴とする。
【0030】
【作用】ラッチアップ現象発生の原因の1つは、図2に
おけるpウェル204とn基板203との境界線の電位
が、完全にpウェル204がVSS202電位に、n基
板111がVDD201電位になっていないことがあ
る。
【0031】このことは第1のトランジスタ209のベ
ース電位とコレクタ電位との差が小さくなると同時に、
第2のトランジスタ210のベース電位とエミッタ電位
との差が小さくなり、それぞれのトランジスタがターン
オンしやすくなるということに相当する。
【0032】ところで、図4における第2の出力線30
7付近において、比較的抵抗値の高い活性領域3のみで
接続することは、それ以降の領域(第2のnバルク31
1を含む)において、電位が確実にVDD電位になりに
くいので、ラッチアップ現象を起こし易くなる。
【0033】これは第3の出力線308、第4の出力線
309付近においても同様である。
【0034】そこで、第2の出力線と第3の出力線と第
4の出力線とを引き回して、pウェルとn基板の境界線
に沿って、第1の経路および第2の経路として出力端子
に接続することにより、第2の出力線と第3の出力線と
第4の出力線付近の活性領域にアルミニウムとコンタク
トホールを形成して、抵抗値を下げて電位を安定させ
る。
【0035】
【実施例】以下図面を用いて本考案の実施例を説明す
る。図1は本考案の実施例における集積回路の出力端子
部分を示す平面図である。
【0036】図1に示すように、中央に出力端子101
が形成され、それを囲んでpゲートである第1のMOS
トランジスタゲート102と、pゲートである第2のM
OSトランジスタゲート103と、nゲートである第3
のMOSトランジスタゲート104と、nゲートである
第4のMOSトランジスタゲート105とが形成されて
いる。
【0037】第1の経路106と第2の経路107と
は、電源と基板の接触領域であるnバルク108とpバ
ルク109との低抵抗化のさまたげにならないように、
n基板111とpウェル110との境界線に沿って、ア
ルミニウムによって形成された出力端子101への経路
である。
【0038】第1のMOSトランジスタゲート群に相当
するpゲートである第1のMOSトランジスタゲート1
02の出力と、nゲートである第4のMOSトランジス
タゲート105の出力とは、第1の経路106によって
接続されている。
【0039】第2のMOSトランジスタゲート群に相当
するpゲートである第2のMOSトランジスタゲート1
03の出力と、nゲートである第3のMOSトランジス
タゲート104の出力とは、第2の経路107によって
接続されている。
【0040】第1のMOSトランジスタゲート102お
よび第2のMOSトランジスタゲート103とpウェル
110間に形成されたnバルク108は、VDD電源に
接触している活性領域3上にアルミニウムを形成しコン
タクトホール1を形成することによってバルクの抵抗値
を下げ、第1のMOSトランジスタゲート102とpウ
ェル110との間、第2のMOSトランジスタゲート1
03とpウェル110との間のn基板111領域を確実
にVDD電位にしている。
【0041】さらに第3のMOSトランジスタゲート1
04および第4のMOSトランジスタゲート105とp
ウェル110との間に形成されたpバルク109は、V
SS電源に接触している活性領域3上にアルミニウムを
形成して、コンタクトホール1を形成することによって
バルクの抵抗値を下げ、第3のMOSトランジスタゲー
ト104とn基板111との間、第4のMOSトランジ
スタゲート105とn基板111との間のpウェル11
0領域を確実にVSS電位にしている。
【0042】以上の説明ではn基板とpウェルを用いて
説明したが、nウェルとp基板、pウェルとnウェルの
構成でも同様に本考案は適用できる。
【0043】
【考案の効果】以上の説明で明らかなように、本考案の
構成による集積回路によって、従来の第1のトランジス
タのベース電位とコレクタ電位の差が大きくなり、さら
に第2のトランジスタのベース電位とエミッタ電位の差
が大きくなる。このためラッチアップ現象を引き起こし
にくい集積回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例における集積回路の出力端子部
分を示す平面図である。
【図2】CMOSの断面構造を示す断面図である。
【図3】CMOS構造の等価回路を示す回路図である。
【図4】従来の集積回路の出力端子部分を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
101 出力端子 102 第1のMOSトランジスタゲート 103 第2のMOSトランジスタゲート 104 第3のMOSトランジスタゲート 105 第4のMOSトランジスタゲート 106 第1の経路 107 第2の経路 108 nバルク 109 pバルク 110 pウェル 111 n基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/092 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/092 H01L 27/04 H01L 21/82 H01L 21/3205

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n型半導体領域とp型半導体領域の境界
    線周辺に形成される出力端子と該出力端子に出力するた
    めの第1のMOSトランジスタゲート群と第2のMOS
    トランジスタゲート群を備える集積回路において、 上記第1のMOSトランジスタゲート群の該出力端子ま
    での出力経路である第1の経路は、該n型半導体領域と
    該p型半導体領域の境界線に沿って形成され、 上記第2のMOSトランジスタゲート群の該出力端子ま
    での出力経路である第2の経路は、該n型半導体領域と
    該p型半導体領域の境界線に沿って第1の経路とは反対
    方向から該出力端子まで形成される ことを特徴とする集
    積回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の上記第1のMOSトラン
    ジスタゲート群および上記第2のMOSトランジスタゲ
    ート群は、該n半導体領域に形成されたMOSトランジスタゲート
    と該p半導体領域に形成されたMOSトランジスタゲー
    トで構成される ことを特徴とする集積回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の上記第1の経路と上記
    2の経路と上記p型半導体領域または上記n型半導体領
    に形成されたMOSトランジスタゲート群と出力端子
    とに囲まれる領域に電源との接触領域を設けることを特
    徴とする集積回路。
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JPH073147U JPH073147U (ja) 1995-01-17
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