JP2766490B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2766490B2
JP2766490B2 JP63308103A JP30810388A JP2766490B2 JP 2766490 B2 JP2766490 B2 JP 2766490B2 JP 63308103 A JP63308103 A JP 63308103A JP 30810388 A JP30810388 A JP 30810388A JP 2766490 B2 JP2766490 B2 JP 2766490B2
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semiconductor device
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和俊 宮本
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体に印加されるノイズやサージ電圧
および電流(以下、ESDという)による半導体を破壊か
ら防ぐようにした半導体装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device that prevents a semiconductor from being damaged by noise, surge voltage and current (hereinafter referred to as ESD) applied to the semiconductor. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第9図は従来の半導体装置の保護回路部分を示す構成
図である。この図で、1は半導体装置、2は入力または
出力ピン(以下、外部ピンという)、3は前記入力また
は出力ピン2へのESDに対する保護回路、4は前記半導
体装置1の内部回路である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a protection circuit portion of a conventional semiconductor device. In this figure, 1 is a semiconductor device, 2 is an input or output pin (hereinafter referred to as an external pin), 3 is a protection circuit against ESD to the input or output pin 2, and 4 is an internal circuit of the semiconductor device 1.

通常、内部回路4はESDに対し非常に破壊され易いた
め、外部ピン2と内部回路4との間にESDのエネルギー
を弱めさせる保護回路3を設けている。この保護回路3
の構成は、例えば第10図に示すようなものがあり、第10
図の例では2つのダイオード5によって構成されてい
る。この例の他にもMOSトランジスタ,ダイオード,抵
抗,容量を加えた複雑な構成のものもある。さらに、保
護回路3の構成する素子は特別に保護回路用に設けたも
のでなくても、内部回路4の変形や寄生的にできる場合
もある。従来例では、各外部ピン2に1つずつ独立した
保護回路3を設けている。
Normally, since the internal circuit 4 is very easily damaged by ESD, a protection circuit 3 for weakening the energy of ESD is provided between the external pin 2 and the internal circuit 4. This protection circuit 3
For example, there is a configuration as shown in FIG.
In the example shown in the figure, two diodes 5 are used. In addition to this example, there is also a complicated configuration including a MOS transistor, a diode, a resistor, and a capacitor. Further, even if the elements included in the protection circuit 3 are not specially provided for the protection circuit, the internal circuit 4 may be deformed or parasitically formed. In the conventional example, an independent protection circuit 3 is provided for each external pin 2.

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

外部ピン2より高い電圧を持ったESDが印加されたと
する。この印加は直接内部回路4に印加されれば回路は
破壊されてしまうが、保護回路3によりESDのエネルギ
ーや高い電圧を吸収してしまい内部回路4を保護する。
Assume that an ESD having a voltage higher than that of the external pin 2 is applied. If this application is applied directly to the internal circuit 4, the circuit will be destroyed, but the protection circuit 3 will absorb the energy of the ESD and the high voltage and protect the internal circuit 4.

一方、外部ピン2に半導体装置1の動作に必要な信号
が入力または出力された場合には、その電圧はESDに比
較して十分に低く、保護回路3は動作することなく半導
体装置1の動作には保護回路3があっても問題はない。
On the other hand, when a signal necessary for the operation of the semiconductor device 1 is input or output to the external pin 2, the voltage is sufficiently lower than the ESD, and the operation of the semiconductor device 1 is performed without operating the protection circuit 3. There is no problem even if there is a protection circuit 3 in the.

ESDは半導体装置1のどのピンに印加されるのか予期
できないために、各ピンにまったく同じものまたは同等
の性能を持つ保護回路3を設けている。
Since it is unpredictable to which pin of the semiconductor device 1 the ESD is applied, a protection circuit 3 having exactly the same or equivalent performance is provided for each pin.

また、近年、半導体装置の微細化が進み、内部回路4
の破壊耐量が減少しているため、十分な保護回路3が必
要になってきている。強大なESDのエネルギーを保護回
路3にて吸収するためには保護回路3の必要面積を大き
くする必要がある。
In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has progressed, and internal circuits 4
, A sufficient protection circuit 3 is required. In order for the protection circuit 3 to absorb strong ESD energy, the area required for the protection circuit 3 must be increased.

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

従来の半導体装置は以上のように構成されているの
で、十分なESD耐量を得るためには各ピンに広い面積を
持った保護回路3を設置する必要があり、微細化技術を
用いて内部回路4を小さく構成できても保護回路3の設
置により結果的に大きくなり効率が悪い。また、各ピン
1組の保護回路3を用いているため、保護回路3の設計
時に予想したESD以上のESDが印加された場合は、保護回
路3自信が破壊されてしまう問題点もあった。
Since the conventional semiconductor device is configured as described above, it is necessary to provide a protection circuit 3 having a large area for each pin in order to obtain a sufficient ESD resistance. Even if the size of the protection circuit 4 can be made small, the provision of the protection circuit 3 results in a large size, resulting in poor efficiency. Further, since the protection circuit 3 of one set of each pin is used, there is a problem that the protection circuit 3 itself is destroyed when an ESD that is higher than the ESD expected at the time of designing the protection circuit 3 is applied.

この発明は、上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、保護回路の面積を小さくでき、かつESD
耐量が十分に高い半導体装置を得ることを目的としてい
る。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and can reduce the area of the protection circuit and reduce the ESD.
It is an object to obtain a semiconductor device having a sufficiently high withstand voltage.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明に係る半導体装置は、内部回路と外部信号線
とを接続する複数のピンを備えた半導体装置であって、
前記複数のピンに含まれる第1のピンと、前記第1のピ
ンと前記内部回路とを接続する第1の配線と、前記複数
のピンに含まれる第2のピンと、前記第2のピンと前記
内部回路とを接続し、かつ前記第1の配線に隣接配置し
た第2の配線と、半導体基板上に設けられた第1の拡散
層により形成され、かつ前記第1の配線に接続し前記第
1のピンより印加される異常電圧または電流を吸収する
第1の保護回路と、半導体基板上に設けられた第2の拡
散層により形成され、かつ前記第2の配線に接続し前記
第2のピンより印加される異常電圧または電流を吸収す
る第2の保護回路と、前記第1と第2の配線に跨りかつ
第1と第2の配線とは絶縁されて配置され、前記第1の
ピンと第2のピンとの間を容量結合する容量結合素子を
形成する第3の配線とを備えたことを特徴とするもので
ある。
A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a plurality of pins for connecting an internal circuit and an external signal line,
A first pin included in the plurality of pins, a first wiring connecting the first pin to the internal circuit, a second pin included in the plurality of pins, the second pin, and the internal circuit And a second wiring disposed adjacent to the first wiring and a first diffusion layer provided on a semiconductor substrate, and connected to the first wiring to form the first wiring. A first protection circuit for absorbing an abnormal voltage or current applied from a pin, and a second diffusion layer provided on a semiconductor substrate, and connected to the second wiring and connected to the second pin; A second protection circuit that absorbs an applied abnormal voltage or current, and a first protection circuit that straddles the first and second wirings and is insulated from the first and second wirings; A third arrangement for forming a capacitive coupling element for capacitively coupling with the other pins. It is characterized in that it comprises and.

また、前記第3の配線は、複数本備えられることを特
徴とするものである。
Further, a plurality of the third wirings are provided.

また、前記第3の配線は、第1、第2の配線より上層
に配置した構造をもつことを特徴とするものである。
Further, the third wiring has a structure arranged above the first and second wirings.

また、前記第3の配線は、第1、第2の配線より下層
に配置した構造をもつことを特徴とするものである。
Further, the third wiring has a structure disposed below the first and second wirings.

また、他の発明に係る半導体装置は、内部回路と外部
信号線とを接続する複数のピンを備えた半導体装置であ
って、前記複数のピンに含まれる第1のピンと、前記第
1のピンと前記内部回路とを接続すると共にその接続両
端間で分岐して延出された延出部を有する第1の配線
と、前記複数のピンに含まれる第2のピンと、前記第2
のピンと前記内部回路とを接続し、かつ前記第1の配線
に隣接配置すると共に、接続両端間で分岐して延出され
かつその延出部が前記第1の配線の前記延出部と近接し
て平行配置された第2の配線と、半導体基板上に設けら
れた第1の拡散層により形成され、かつ前記第1の配線
に接続し前記第1のピンより印加される異常電圧または
電流を吸収する第1の保護回路と、半導体基板上に設け
られた第2の拡散層により形成され、かつ前記第2の配
線に接続し前記第2のピンより印加される異常電圧また
は電流を吸収する第2の保護回路と、前記第1と第2の
拡散層間を跨って前記半導体基板上に設けられると共に
平行配置した前記第1と第2の配線の両延出部を載置す
ることにより前記第1のピンと第2のピンとの間に直列
接続された1対のMOSFETを形成する絶縁膜とを備えたこ
とを特徴とするものである。
A semiconductor device according to another aspect of the present invention is a semiconductor device including a plurality of pins for connecting an internal circuit and an external signal line, wherein a first pin included in the plurality of pins, A first wiring having an extension connected to the internal circuit and having a branch extending between both ends of the connection; a second pin included in the plurality of pins;
And the internal circuit are connected to each other and are disposed adjacent to the first wiring, and are branched and extended between both ends of the connection, and the extended portion is adjacent to the extended portion of the first wiring. And an abnormal voltage or current formed by a second wiring arranged in parallel with the first diffusion layer provided on the semiconductor substrate and connected to the first wiring and applied from the first pin And a second protection layer formed on a semiconductor substrate and connected to the second wiring to absorb an abnormal voltage or current applied from the second pin. A second protection circuit, and both extension portions of the first and second wirings provided on the semiconductor substrate and arranged in parallel across the first and second diffusion layers. A pair of Ms connected in series between the first pin and the second pin; And an insulating film for forming an OSFET.

さらに、さらに他の発明に係る半導体装置は、内部回
路と外部信号線とを接続する複数のピンを備えた半導体
装置であって、前記複数のピンに含まれる第1のピン
と、前記第1のピンと前記内部回路とを接続すると共に
その接続両端間で直角に分岐して櫛歯形状に形成された
複数の延出部を有する第1の配線と、前記複数のピンに
含まれる第2のピンと、前記第2のピンと前記内部回路
とを接続し、かつ前記第1の配線に隣接配置されると共
に、接続両端間で直角に分岐して櫛歯形状に形成された
複数の延出部を有し、かつ当該櫛歯形状に形成された複
数の延出部が前記第1の配線の複数の延出部と櫛歯間が
所定の間隙を持って噛み合うように形成された第2の配
線と、半導体基板上に設けられた第1の拡散層により形
成され、かつ前記第1の配線に接続し前記第1のピンよ
り印加される異常電圧または電流を吸収する第1の保護
回路と、半導体基板上に設けられた第2の拡散層により
形成され、かつ前記第2の配線に接続し前記第2のピン
より印加される異常電圧または電流を吸収する第2の保
護回路とを備えたことを特徴とするものである。
Furthermore, a semiconductor device according to still another aspect of the present invention is a semiconductor device having a plurality of pins for connecting an internal circuit and an external signal line, wherein the first pin included in the plurality of pins includes the first pin and the first pin. A first wiring having a plurality of extensions formed in a comb shape by branching a pin and the internal circuit at right angles between both ends of the connection, and a second pin included in the plurality of pins; A plurality of extending portions that connect the second pin and the internal circuit and that are arranged adjacent to the first wiring and that are formed in a comb shape by branching at right angles between both ends of the connection; And a second wiring formed so that the plurality of extensions formed in the comb teeth shape and the plurality of extensions of the first wiring mesh with the comb teeth with a predetermined gap. , Formed by a first diffusion layer provided on a semiconductor substrate; A first protection circuit connected to a wiring for absorbing an abnormal voltage or current applied from the first pin, and a second diffusion layer provided on a semiconductor substrate; And a second protection circuit for connecting and absorbing an abnormal voltage or current applied from the second pin.

〔作用〕[Action]

この発明にかかる半導体装置は、内部回路と外部信号
線とを接続する複数のピンを備えた半導体装置に、複数
のピンに含まれる第1のピンと、第1のピンと内部回路
とを接続する第1の配線と、複数のピンに含まれる第2
のピンと、第2のピンと内部回路とを接続し、かつ第1
の配線に隣接配置した第2の配線と、第1の配線に接続
し第1のピンより印加される異常電圧または電流を吸収
する第1の保護回路と、第2の配線に接続し第2のピン
より印加される異常電圧または電流を吸収する第2の保
護回路とを備え、外部信号線に直接接続された第1の配
線と第2の配線とを保護回路用の容量結合素子を介して
接続した構造としたので、ピン同士が正常動作時には高
いインピーダンスで結合し、ピンに異常電圧または電流
が印加されたときにピン同士が低いインピーダンスで結
合するので、内部回路の種類によらないで、各ピンに接
続する保護回路の能力を下げても十分なESDエネルギー
吸収能力を持たせることができ、各入出力ピンの保護回
路の面積を従来通りとすることにより、従来以上のESD
エネルギー吸収能力を持たせてESDエネルギーによる内
部回路の破壊を防止することができる。
According to another aspect of the present invention, a semiconductor device having a plurality of pins for connecting an internal circuit and an external signal line includes a first pin included in the plurality of pins and a first pin for connecting the first pin to the internal circuit. One wiring and a second wiring included in a plurality of pins.
, The second pin and the internal circuit, and the first
A second wiring connected adjacent to the first wiring, a first protection circuit connected to the first wiring and absorbing an abnormal voltage or current applied from the first pin, and a second protection circuit connected to the second wiring. And a second protection circuit that absorbs an abnormal voltage or current applied from the pins of the first and second lines, and connects the first wiring and the second wiring directly connected to the external signal line via a capacitive coupling element for the protection circuit. The pins are connected with a high impedance during normal operation, and the pins are connected with a low impedance when an abnormal voltage or current is applied to the pins. Even if the capacity of the protection circuit connected to each pin is reduced, sufficient ESD energy absorption capacity can be provided.
By providing energy absorption capability, internal circuits can be prevented from being destroyed by ESD energy.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図面について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の保護
回路部分のパターンを示す上面図、第2図は、第1図の
等価回路である。第1図,第2図において、11a,11bは
それぞれ異なる外部ピンに直接接続された半導体チップ
上のアルミ配線である。12a,12bはそれぞれ保護回路用
に設けられたダイオード5a,5bとアルミ配線11a,11bとを
接続するコンタクト部分である。13は前記アルミ配線11
a,11bとは絶縁された別のアルミ配線である。このアル
ミ配線13を設けることにより、第2図の等価回路に示す
ように、アルミ配線11aと13との間に静電容量14aが構成
されると共に、アルミ配線11bと13との間に静電容量14b
が構成され、外部ピン間は容量結合されることになる。
FIG. 1 is a top view showing a pattern of a protection circuit portion of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit of FIG. 1 and 2, reference numerals 11a and 11b denote aluminum wirings on a semiconductor chip directly connected to different external pins, respectively. 12a and 12b are contact portions for connecting the diodes 5a and 5b provided for the protection circuit and the aluminum wirings 11a and 11b, respectively. 13 is the aluminum wiring 11
a and 11b are other insulated aluminum wirings. By providing the aluminum wiring 13, as shown in the equivalent circuit of FIG. 2, a capacitance 14a is formed between the aluminum wirings 11a and 13, and a capacitance is formed between the aluminum wirings 11b and 13. Capacity 14b
Are formed, and the external pins are capacitively coupled.

第3図,第4図はこの発明の他の実施例を示す図で、
第3図(a)は半導体装置の保護回路部分のパターンを
示す上面図、第3図(b)は、第3図(a)のX−X線
の断面図、第4図は、第3図(a)の等価回路である。
この実施例では、各ピンの保護回路部分のダイオード5
a,5bを近づけ、その間を下部の基板16とは絶縁膜17にて
絶縁され、アルミ配線11a,11bにそれぞれ接続されたア
ルミ配線11c,11dを配置してある。18a,18bは前記ダイオ
ード5a,5bを構成する拡散層、19a,19bは前記拡散層18a,
18bをソース・ドレイン電極とし、アルミ配線11c,11dを
それぞれ独立したゲート電極とするMOSFETである。すな
わち、絶縁膜17は、拡散層18aと18bとの間を跨って半導
体基板16上に設けられると共に平行配置した第1と第2
の配線11aと11bから分岐して延出された両延出部11cと1
1dを載置することにより第1のピン2aと第2のピン2bと
の間に直列接続された1対のMOSFET19a及び19bを形成し
ている。
FIGS. 3 and 4 show another embodiment of the present invention.
3 (a) is a top view showing a pattern of a protection circuit portion of the semiconductor device, FIG. 3 (b) is a sectional view taken along line XX of FIG. 3 (a), and FIG. It is an equivalent circuit of FIG.
In this embodiment, the diode 5 in the protection circuit portion of each pin is used.
The aluminum wirings 11c and 11d, which are insulated from the lower substrate 16 by an insulating film 17 and connected to the aluminum wirings 11a and 11b, respectively, are arranged between the wirings a and 5b. 18a, 18b is a diffusion layer constituting the diodes 5a, 5b, 19a, 19b is the diffusion layer 18a,
This is a MOSFET in which 18b is a source / drain electrode and aluminum wirings 11c and 11d are independent gate electrodes. That is, the first and second insulating films 17 are provided on the semiconductor substrate 16 over the diffusion layers 18a and 18b and arranged in parallel.
Extension parts 11c and 1 that are branched from the wirings 11a and 11b
By mounting 1d, a pair of MOSFETs 19a and 19b connected in series between the first pin 2a and the second pin 2b is formed.

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

第1図,第2図の実施例では、ESDのような非常にパ
ルス幅の短い、かつ高い電圧では静電容量14は無視でき
ず、外部ピン2a,2bとは低いインピーダンスで結合され
る。この作用により、例えば外部ピン2aに印加されたES
Dはダイオード5aに印加されるが、静電容量14を通じて
ダイオード5bにも印加され、両方のダイオード5a,5bに
てESDのエネルギーを吸収することになる。したがっ
て、従来のように、各外部ピンが独立したダイオード5
a,5bにてESDのエネルギーを吸収していたのに対し、ダ
イオード5a,5bのESD吸収能力を小さくすることができ、
言い換えればダイオード5a,5bの面積を小さくすること
ができる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the capacitance 14 cannot be ignored at a very short pulse width and a high voltage such as ESD, and is coupled with the external pins 2a and 2b with low impedance. By this action, for example, the ES applied to the external pin 2a
Although D is applied to the diode 5a, it is also applied to the diode 5b through the capacitance 14, and both the diodes 5a and 5b absorb the energy of the ESD. Therefore, as before, each external pin has an independent diode 5
Although the energy of ESD was absorbed by a and 5b, the ESD absorption capacity of the diodes 5a and 5b can be reduced,
In other words, the area of the diodes 5a and 5b can be reduced.

また、第3図,第4図の実施例の場合は、外部ピン2
a,2bの配線間をMOS19a,19bにて接合してあり、外部ピン
2a,2bのいずれかにESDが印加されたときはMOS19a,19bが
ONするかまたはパンチスルーなど短絡状態になりダイオ
ード5a,5bの両方にてESDエネルギーを吸収する。
Also, in the case of the embodiment shown in FIGS.
The wires a and 2b are joined by MOS 19a and 19b, and external pins
When ESD is applied to either of 2a and 2b, MOS 19a and 19b
It turns on or enters a short-circuit state such as punch-through, and both the diodes 5a and 5b absorb the ESD energy.

これらの結合は、ESDのような半導体装置の正常の動
作のための信号以外の異常電圧電流が印加されたときに
のみ働き、それ以外では非常にインピーダンスが高く半
導体装置の動作には全く影響をおよぼさない。
These couplings work only when an abnormal voltage or current other than a signal for normal operation of the semiconductor device such as ESD is applied, and otherwise the impedance is extremely high and has no effect on the operation of the semiconductor device. No effect.

なお、上記第1図の実施例では各外部ピンの結合のた
めのアルミ配線13を1本にしてあるが、第5図に示すよ
うに複数本、例えば2本のアルミ配線13,13aにしてもよ
い。また、アルミ配線の替わりに、第6図に示すよう
に、アルミ配線11a,11bの下層の別の配線15でも同じ効
果が得られる。さらに、第7図のように、ダイオード部
分をも結合のための配線にてカバーすることによりさら
に効果的である。
In the embodiment shown in FIG. 1, the number of the aluminum wires 13 for connecting the external pins is one, but as shown in FIG. 5, a plurality of aluminum wires 13, for example, two aluminum wires 13 and 13a are formed. Is also good. Further, instead of the aluminum wiring, as shown in FIG. 6, the same effect can be obtained by another wiring 15 below the aluminum wirings 11a and 11b. Further, as shown in FIG. 7, it is more effective to cover the diode portion with wiring for coupling.

また、上記すべての実施例では2つの外部ピンの場合
について説明したが、2本以上を結合させても同じ効果
が得られる。
Further, in all of the embodiments described above, the case of two external pins has been described, but the same effect can be obtained by combining two or more pins.

さらに、第1図,第5図,第6図および第7図の実施
例では外部ピン2a,2bの結合を別層の配線を用いている
が、第8図に示すような同一層内でのアルミ配線を近づ
ける(例ではくし形にしている)ことによっても同じ効
果が得られる。すなわち、図8に示す半導体装置では、
アルミ配線11aに、直角に分岐して櫛歯形状に形成され
た複数の延出部を設けると共に、アルミ配線11bに、直
角に分岐して櫛歯形状に形成された複数の延出部を設
け、かつ当該櫛歯形状に形成されたアルミ配線11bの複
数の延出部が前記アルミ配線11aの複数の延出部と櫛歯
間が所定の間隙を持って噛み合うようにして、これらア
ルミ配線間に静電容量を形成して、外部ピン間を容量結
合することで、同様な効果を得ている。
Further, in the embodiments shown in FIGS. 1, 5, 6 and 7, the external pins 2a and 2b are connected by another layer of wiring, but in the same layer as shown in FIG. The same effect can also be obtained by bringing the aluminum wiring closer (comb-shaped in the example). That is, in the semiconductor device shown in FIG.
The aluminum wiring 11a is provided with a plurality of extending portions formed at right angles and formed in a comb shape, and the aluminum wiring 11b is provided with a plurality of extending portions formed at right angles and formed in a comb shape. In addition, the plurality of extending portions of the aluminum wiring 11b formed in the shape of the comb teeth are engaged with the plurality of extending portions of the aluminum wiring 11a with a predetermined gap, so that A similar effect can be obtained by forming a capacitance in the capacitor and capacitively coupling the external pins.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したようにこの発明によれば、正常動作時に
はピン同士が絶縁されて高いインピーダンスとなるが、
ピンにESDのような非常にパルス幅の狭く、かつ高い電
圧の異常電圧または電流が印加されたときのみピン同士
が低いインピーダンスで結合するので、内部回路の種類
によらないで、各ピンに接続する保護回路の能力を下げ
ても十分なESDエネルギー吸収能力を持たせることがで
き、各入出力ピンの保護回路の面積を従来通りとするこ
とにより、従来以上のESDエネルギー吸収能力を持たせ
てESDエネルギーによる内部回路の破壊を防止すること
ができる。
As described above, according to the present invention, during normal operation, the pins are insulated from each other and have high impedance,
Pins are coupled with low impedance only when a very narrow pulse width such as ESD and a high voltage abnormal voltage or current is applied to the pins, so connect to each pin regardless of the type of internal circuit Even if the capacity of the protection circuit is lowered, sufficient ESD energy absorption capacity can be provided, and the protection circuit area of each input / output pin is made the same as before, so that the ESD energy absorption capacity can be increased more than before. Internal circuits can be prevented from being destroyed by ESD energy.

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

第1図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の保護回
路部分のパターンの上面図、第2図は、第1図の等価回
路、第3図(a)はこの発明の他の実施例を示す半導体
装置の保護回路部分のパターンの上面図、第3図(b)
は、第3図(a)のX−X線の断面図、第4図は、第3
図(a)の等価回路、第5図は第1図での結合用配線を
複数にした実施例を示す図、第6図は、第1図での結合
用配線をアルミ配線の下層にした実施例を示す図、第7
図は、第1図での結合用配線を大きくし、ダイオード部
分にまでカバーした実施例を示す図、第8図は各外部ピ
ン間の結合を同一配線の層内にて形成した実施例を示す
図、第9図,第10図は従来の半導体装置の保護回路部分
を示す図である。 図において、5a,5bはダイオード、11a,11bはアルミ配
線、12a,12bはコンタクト部分、13は別のアルミ配線、1
4は静電容量である。
FIG. 1 is a top view of a pattern of a protection circuit portion of a semiconductor device showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit of FIG. 1, and FIG. 3 (a) is another embodiment of the present invention. FIG. 3B is a top view of a pattern of a protection circuit portion of the semiconductor device, showing FIG.
Is a sectional view taken along line XX of FIG. 3 (a), and FIG.
FIG. 5 (a) is an equivalent circuit, FIG. 5 is a view showing an embodiment in which a plurality of coupling wires in FIG. 1 are provided, and FIG. 6 is a diagram in which the coupling wires in FIG. FIG.
The figure shows an embodiment in which the coupling wiring in FIG. 1 is enlarged to cover even the diode portion. FIG. 8 shows an embodiment in which the coupling between the external pins is formed in the same wiring layer. 9 and 10 are views showing a protection circuit portion of a conventional semiconductor device. In the figure, 5a and 5b are diodes, 11a and 11b are aluminum wirings, 12a and 12b are contact parts, 13 is another aluminum wiring, 1
4 is the capacitance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−113961(JP,A) 特開 昭63−5551(JP,A) 特開 昭63−132467(JP,A) 特開 昭62−172760(JP,A) 特開 昭57−87161(JP,A) 特開 昭60−81868(JP,A) 特開 昭58−34972(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03F 1/42 - 1/56 H01L 23/56 - 23/56 Z H02H 7/00,7/10 - 7/20 IPCテーマコード(5J017,5F 069,5G053)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-113951 (JP, A) JP-A-63-5551 (JP, A) JP-A-63-132467 (JP, A) JP-A-62 172760 (JP, A) JP-A-57-87161 (JP, A) JP-A-60-81868 (JP, A) JP-A-58-34972 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) H03F 1/42-1/56 H01L 23/56-23/56 Z H02H 7/00, 7/10-7/20 IPC theme code (5J017, 5F 069, 5G053)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】内部回路と外部信号線とを接続する複数の
ピンを備えた半導体装置であって、前記複数のピンに含
まれる第1のピンと、前記第1のピンと前記内部回路と
を接続する第1の配線と、前記複数のピンに含まれる第
2のピンと、前記第2のピンと前記内部回路とを接続
し、かつ前記第1の配線に隣接配置した第2の配線と、
半導体基板上に設けられた第1の拡散層により形成さ
れ、かつ前記第1の配線に接続し前記第1のピンより印
加される異常電圧または電流を吸収する第1の保護回路
と、半導体基板上に設けられた第2の拡散層により形成
され、かつ前記第2の配線に接続し前記第2のピンより
印加される異常電圧または電流を吸収する第2の保護回
路と、前記第1と第2の配線に跨りかつ第1と第2の配
線とは絶縁されて配置され、前記第1のピンと第2のピ
ンとの間を容量結合する容量結合素子を形成する第3の
配線とを備えたことを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a plurality of pins for connecting an internal circuit and an external signal line, wherein a first pin included in the plurality of pins is connected to the first pin and the internal circuit. A first wiring, a second pin included in the plurality of pins, a second wiring connecting the second pin and the internal circuit, and being arranged adjacent to the first wiring;
A first protection circuit formed by a first diffusion layer provided on a semiconductor substrate and connected to the first wiring to absorb an abnormal voltage or current applied from the first pin; and a semiconductor substrate. A second protection circuit formed by a second diffusion layer provided thereon and connected to the second wiring and absorbing an abnormal voltage or current applied from the second pin; A third wiring that straddles the second wiring and is insulated from the first and second wirings and forms a capacitive coupling element that capacitively couples the first pin and the second pin; A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】前記第3の配線は、複数本備えられること
を特徴とする請求項(1)記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of said third wirings are provided.
【請求項3】前記第3の配線は、第1、第2の配線より
上層に配置した構造をもつことを特徴とする請求項
(1)または(2)記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said third wiring has a structure arranged above the first and second wirings.
【請求項4】前記第3の配線は、第1、第2の配線より
下層に配置した構造をもつことを特徴とする請求項
(1)または(2)記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the third wiring has a structure arranged below the first and second wirings.
【請求項5】内部回路と外部信号線とを接続する複数の
ピンを備えた半導体装置であって、前記複数のピンに含
まれる第1のピンと、前記第1のピンと前記内部回路と
を接続すると共にその接続両端間で分岐して延出された
延出部を有する第1の配線と、前記複数のピンに含まれ
る第2のピンと、前記第2のピンと前記内部回路とを接
続し、かつ前記第1の配線に隣接配置すると共に、接続
両端間で分岐して延出されかつその延出部が前記第1の
配線の前記延出部と近接して平行配置された第2の配線
と、半導体基板上に設けられた第1の拡散層により形成
され、かつ前記第1の配線に接続し前記第1のピンより
印加される異常電圧または電流を吸収する第1の保護回
路と、半導体基板上に設けられた第2の拡散層により形
成され、かつ前記第2の配線に接続し前記第2のピンよ
り印加される異常電圧または電流を吸収する第2の保護
回路と、前記第1と第2の配線層間を跨って前記半導体
基板上に設けられると共に平行配置した前記第1と第2
の配線の両延出部を載置することにより前記第1のピン
と第2のピンとの間に直列接続された1対のMOSFETを形
成する絶縁膜とを備えたことを特徴とする半導体装置。
5. A semiconductor device having a plurality of pins for connecting an internal circuit to an external signal line, wherein the first pin included in the plurality of pins is connected to the first pin and the internal circuit. And connecting a first wiring having an extension portion branched and extended between both ends of the connection, a second pin included in the plurality of pins, the second pin, and the internal circuit, A second wiring which is arranged adjacent to the first wiring, is branched and extended between both ends of the connection, and has an extended portion disposed in parallel with the extended portion of the first wiring. A first protection circuit formed by a first diffusion layer provided on a semiconductor substrate and connected to the first wiring and absorbing an abnormal voltage or current applied from the first pin; Formed by a second diffusion layer provided on a semiconductor substrate, and A second protection circuit connected to the second wiring and absorbing an abnormal voltage or current applied from the second pin; and a second protection circuit provided on the semiconductor substrate across the first and second wiring layers and in parallel with the second protection circuit. The first and second arranged
And an insulating film forming a pair of MOSFETs connected in series between the first pin and the second pin by mounting both extensions of the wiring.
【請求項6】内部回路と外部信号線とを接続する複数の
ピンを備えた半導体装置であって、前記複数のピンに含
まれる第1のピンと、前記第1のピンと前記内部回路と
を接続すると共に接続両端間で直角に分岐して櫛歯形状
に形成された複数の延出部を有する第1の配線と、前記
複数のピンに含まれる第2のピンと、前記第2のピンと
前記内部回路とを接続し、かつ前記第1の配線に隣接配
置されると共に、接続両端間で直角に分岐して櫛歯形状
に形成された複数の延出部を有し、かつ当該櫛歯形状に
形成された複数の延出部が前記第1の配線の複数の延出
部と櫛歯間が所定の間隙を持って噛み合うように形成さ
れた第2の配線と、半導体基板上に設けられた第1の拡
散層により形成され、かつ前記第1の配線に接続し前記
第1のピンより印加される異常電圧または電流を吸収す
る第1の保護回路と、半導体基板上に設けられた第2の
拡散層により形成され、かつ前記第2の配線に接続し前
記第2のピンより印加される異常電圧または電流を吸収
する第2の保護回路とを備えたことを特徴とする半導体
装置。
6. A semiconductor device having a plurality of pins for connecting an internal circuit and an external signal line, wherein a first pin included in the plurality of pins is connected to the first pin and the internal circuit. A first wiring having a plurality of extending portions formed in a comb shape by branching at right angles between both ends of the connection, a second pin included in the plurality of pins, the second pin and the internal A plurality of extending portions which are connected to a circuit and are arranged adjacent to the first wiring, are branched at right angles between both ends of the connection, and are formed in a comb-teeth shape; A plurality of formed extension portions are provided on the semiconductor substrate and a second wiring formed so that the plurality of extension portions of the first wiring mesh with the comb teeth with a predetermined gap therebetween; A first diffusion layer, which is connected to the first wiring and is marked by the first pin; A first protection circuit for absorbing the abnormal voltage or current to be applied, and a second diffusion layer provided on a semiconductor substrate, and connected to the second wiring and applied from the second pin. A second protection circuit for absorbing an abnormal voltage or current;
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