JP3185723B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP3185723B2
JP3185723B2 JP24384797A JP24384797A JP3185723B2 JP 3185723 B2 JP3185723 B2 JP 3185723B2 JP 24384797 A JP24384797 A JP 24384797A JP 24384797 A JP24384797 A JP 24384797A JP 3185723 B2 JP3185723 B2 JP 3185723B2
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置に関
し、特に、内部回路を静電破壊から保護するための保護
トランジスタを備える半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor device having a protection transistor for protecting an internal circuit from electrostatic breakdown.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体集積回路を静電破壊現象か
ら保護する技術としては、例えば、特開平4−1220
59号公報に記載されたものがある。以下、この従来の
技術に関して説明する。図4は、従来よりあるその半導
体装置の回路構成を示した回路図である。また、図5
は、図4に示した回路に対応するパターンレイアウトを
示す平面図である。そして、図6は、図5のBB’断面
を示す断面図である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for protecting a semiconductor integrated circuit from an electrostatic breakdown phenomenon, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 59 is disclosed. Hereinafter, this conventional technique will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the conventional semiconductor device. FIG.
FIG. 5 is a plan view showing a pattern layout corresponding to the circuit shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a BB ′ cross section of FIG.

【0003】図4に示すように、正電荷の進入による高
電圧パルスが金属端子である入出力端子41に印加され
ると、サージ電流が出力トランジスタ42および配線4
00を通ってゲート駆動回路(図示せず)に流れ、ある
いは、入力抵抗43および配線401を通って内部回路
に流れることで、半導体装置が故障に至る。このため、
内部回路の入出力端子41の付近に、放電パスを形成す
る保護トランジスタ44を設けている。この保護トラン
ジスタ44は、電流耐量の大きなバイポーラトランジス
タで構成され、高電圧パルスが印加された際に導通状態
となって印加電圧をクランプする。
As shown in FIG. 4, when a high voltage pulse due to the entry of a positive charge is applied to an input / output terminal 41 which is a metal terminal, a surge current causes an output transistor 42 and a wiring 4
When the semiconductor device flows through the gate driver circuit (not shown) through the input resistor 43 or through the input resistor 43 and the wiring 401 to the internal circuit, the semiconductor device may fail. For this reason,
A protection transistor 44 forming a discharge path is provided near the input / output terminal 41 of the internal circuit. The protection transistor 44 is formed of a bipolar transistor having a large current capacity, and becomes conductive when a high-voltage pulse is applied to clamp the applied voltage.

【0004】図6に示すように、出力トランジスタ42
は、p形半導体基板45の表面に形成されたn形拡散層
46,47およびゲート電極48を有するn形LDD構
造のMOSFETとして構成されている。なお、p形半
導体基板45とゲート電極48との間には、ゲート酸化
膜55が介在している。出力トランジスタ42のソース
となるn形拡散層46は、アルミ配線49により設置に
接続されている。また、出力トランジスタ42のドレイ
ンとなるn形拡散層47は、アルミ配線50により入力
端子41(図4,5)に接続されている。なお、ゲート
電極48とアルミ配線49,50とは、サイドウォール
56および層間絶縁膜57によって絶縁されている。
[0004] As shown in FIG.
Is configured as an n-type LDD structure MOSFET having n-type diffusion layers 46 and 47 and a gate electrode 48 formed on the surface of a p-type semiconductor substrate 45. Note that a gate oxide film 55 is interposed between the p-type semiconductor substrate 45 and the gate electrode 48. The n-type diffusion layer 46 serving as the source of the output transistor 42 is connected to the installation by an aluminum wiring 49. The n-type diffusion layer 47 serving as the drain of the output transistor 42 is connected to the input terminal 41 (FIGS. 4 and 5) by an aluminum wiring 50. The gate electrode 48 and the aluminum wirings 49 and 50 are insulated by the sidewall 56 and the interlayer insulating film 57.

【0005】一方、保護トランジスタ44は、p形半導
体基板45をベースとし、n形拡散層47をコレクタと
し、n形拡散層51をエミッタとしたnpnバイポーラ
トランジスタで構成されている。なお、n形拡散層47
とn形拡散層51とは、フィールド酸化膜58によって
絶縁される。また、保護トランジスタ44のコレクタで
あるn形拡散層47は、アルミ配線50により入出力端
子41に接続され、保護トランジスタ44のエミッタと
なるn形拡散層51は、アルミ配線52により接地線に
接続される。そして、ベースであるp形半導体基板45
は、図5に示すように、p+ 形拡散層60を介してアル
ミ配線52に接続している。
On the other hand, the protection transistor 44 comprises an npn bipolar transistor having a p-type semiconductor substrate 45 as a base, an n-type diffusion layer 47 as a collector, and an n-type diffusion layer 51 as an emitter. The n-type diffusion layer 47
And n-type diffusion layer 51 are insulated by field oxide film 58. The n-type diffusion layer 47, which is the collector of the protection transistor 44, is connected to the input / output terminal 41 by the aluminum wiring 50, and the n-type diffusion layer 51, which is the emitter of the protection transistor 44, is connected to the ground line by the aluminum wiring 52. Is done. Then, a p-type semiconductor substrate 45 serving as a base
Are connected to an aluminum wiring 52 via ap + type diffusion layer 60 as shown in FIG.

【0006】かかる半導体装置は、出力トランジスタ4
2のドレインと保護トランジスタ44のコレクタとが、
n形拡散層47として共通に形成され、パターン面積の
縮小および、入出力端子41に余分な容量が付加されな
い構造になっている。また、図4および図5に示すよう
に、従来の半導体装置では、出力トランジスタ42のゲ
ート電極48と、コンタクト53,54までの距離S
1,S2で決定される寄生抵抗402の抵抗値と同程度
であって、しかも、出力トランジスタ42の実行チャネ
ル長L1が、保護トランジスタ44の実行ベース幅L2
と同程度である。
Such a semiconductor device has an output transistor 4
2 and the collector of the protection transistor 44,
It is formed commonly as the n-type diffusion layer 47, and has a structure in which the pattern area is reduced and no extra capacitance is added to the input / output terminal 41. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, in the conventional semiconductor device, the distance S between the gate electrode 48 of the output transistor 42 and the contacts 53 and 54 is reduced.
1, the resistance value of the parasitic resistance 402 determined by S2, and the effective channel length L1 of the output transistor 42 is equal to the effective base width L2 of the protection transistor 44.
About the same.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の半導体装置では、静電荷の進入に起因する高電圧パ
ルスが入出力端子に印加されると、出力トランジスタが
寄生バイポーラトランジスタとして動作する。すなわ
ち、入出力端子に入力されたサージ電流が、必ずしも保
護トランジスタに全て流れるとは限らない。そして、そ
のサージ電流が、保護されるべき出力トランジスタや内
部回路にも流れ、半導体装置を破壊するという問題があ
る。また、半導体装置の集積回路化を図るために、出力
トランジスタをLDD構造にする場合、その構造に起因
して出力トランジスタにおける静電破壊耐量が低下する
ので、半導体装置の静電破壊現象が起きやすくなるとい
う問題がある。
By the way, in the above-mentioned conventional semiconductor device, when a high voltage pulse caused by the entrance of the electrostatic charge is applied to the input / output terminal, the output transistor operates as a parasitic bipolar transistor. That is, the surge current input to the input / output terminal does not always flow through the protection transistor. Then, there is a problem that the surge current flows to an output transistor or an internal circuit to be protected and the semiconductor device is destroyed. Further, in the case where the output transistor has an LDD structure in order to achieve an integrated circuit of the semiconductor device, the electrostatic breakdown resistance of the output transistor is reduced due to the structure, so that the electrostatic breakdown phenomenon of the semiconductor device is likely to occur. Problem.

【0008】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、最小限のパターン面積の
回路構成によって、出力トランジスタや内部回路を静電
破壊現象から保護できるようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and enables an output transistor and an internal circuit to be protected from an electrostatic breakdown phenomenon by a circuit configuration having a minimum pattern area. The purpose is to:

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
、半導体基板上に設けられた金属端子と、その半導体
基板の第1導電形の領域に形成されてかつ金属端子に接
続された第2導電形の第1の拡散層をドレインとし、第
1の基準電位に接続された第2導電形の第2の拡散層を
ソースとする出力トランジスタと、第1の拡散層近傍に
設けられた素子分離絶縁膜によって第1の拡散層と分離
されると共に、第1の基準電位または第2の基準電位に
接続された第2導電形の第3の拡散層をエミッタとし、
第1の拡散層をコレクタとし、第1導電形の領域をベー
スとする保護トランジスタと、第1導電形の領域と第1
の拡散層の半導体基板表面における境界線上に形成され
た絶縁膜の少なくとも一部をい、かつ、第1導電形の
領域と同電位とされた制御電極とを備えるようにした。
このように構成したので、第1の拡散層と第1導電形の
領域と薄い絶縁層を介して形成された制御電極とで、ゲ
ートコントロールドダイオードが形成される。そして、
第1の拡散層に印加された電流が所定値以上の電圧にな
ると、制御電極下の第1の拡散層と第1導電形の領域と
の間に電流パスが形成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The semiconductor device of the present invention, first is connected to the metal terminals provided on a semi-conductor substrate, the formed in the region of the first conductivity type and the metal terminals of the semiconductor substrate An output transistor having a drain of a first diffusion layer of two conductivity type and a source of a second diffusion layer of second conductivity type connected to a first reference potential; and an output transistor provided in the vicinity of the first diffusion layer. A third diffusion layer of the second conductivity type, which is separated from the first diffusion layer by the element isolation insulating film and connected to the first reference potential or the second reference potential, is used as an emitter;
A protection transistor having a first diffusion layer as a collector and a base of a first conductivity type region as a base;
Of not covering at least a portion of the insulating film formed on the boundary of the semiconductor substrate surface of the diffusion layer, and was set to a control electrode which is an area the same potential of the first conductivity type.
With such a configuration, a gate controlled diode is formed by the first diffusion layer, the region of the first conductivity type, and the control electrode formed via the thin insulating layer. And
When the current applied to the first diffusion layer reaches a voltage equal to or higher than a predetermined value, a current path is formed between the first diffusion layer below the control electrode and the region of the first conductivity type.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は、この発明の実施の形態にお
ける半導体装置の回路構成を示した回路図である。ま
た、図2は、図1に示した回路に対応するパターンレイ
アウトを示す平面図である。そして、図3は、図2のA
A’断面を示す断面図である。図1に示すように、この
実施の形態における半導体装置には、外部回路に接続す
るための金属端子である入出力端子11と内部回路へ接
続する配線101の抵抗13との間に、入出力信号の電
位を制御する出力トランジスタ12が、寄生抵抗103
を介して備えられている。加えて、内部回路や出力トラ
ンジスタ12をサージ電流から保護するために、放電パ
スを形成する保護トランジスタ14,および,トリガー
ダイオード15が、寄生抵抗102を介して入出力端子
11に接続している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a pattern layout corresponding to the circuit shown in FIG. Then, FIG.
It is sectional drawing which shows A 'cross section. As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to the present embodiment has an input / output terminal The output transistor 12 that controls the potential of the signal
Is provided through. In addition, a protection transistor 14 forming a discharge path and a trigger diode 15 are connected to the input / output terminal 11 via a parasitic resistor 102 in order to protect the internal circuit and the output transistor 12 from surge current.

【0011】出力トランジスタ12は、図3に示すよう
に、p形半導体基板16の表面に形成されたn形拡散層
(第1の拡散層,第2の拡散層)17a,17bおよび
ゲート電極18を有するn形LDD構造のMOSFET
として構成されている。なお、p形半導体基板16とゲ
ート電極18との間には、ゲート酸化膜28が介在して
いる。また、n形拡散層17a,17bには、低濃度領
域17a’,17b’がそれぞれ備えられている。ま
た、出力トランジスタ12のソース領域であるn形拡散
層17aは、アルミニウムからなる金属配線19aによ
って共通配線(図示せず)に接続されている。また、ド
レイン領域であるn形拡散層17bは、やはりアルミニ
ウムからなる金属配線20により入出力端子11(図
1,2)に接続されている。なお、ここでは、出力トラ
ンジスタ12のソースを接地でにに接続する構成にした
が、これに限るものではなく、そのソースを高電位電源
ラインの基準電位に接続するようにしても良い。
As shown in FIG. 3, the output transistor 12 includes n-type diffusion layers (first and second diffusion layers) 17a and 17b and a gate electrode 18 formed on the surface of a p-type semiconductor substrate 16. With n-type LDD structure
Is configured as Note that a gate oxide film 28 is interposed between the p-type semiconductor substrate 16 and the gate electrode 18. The n-type diffusion layers 17a and 17b are provided with low-concentration regions 17a 'and 17b', respectively. The n-type diffusion layer 17a, which is the source region of the output transistor 12, is connected to a common wiring (not shown) by a metal wiring 19a made of aluminum. The n-type diffusion layer 17b, which is a drain region, is connected to the input / output terminal 11 (FIGS. 1 and 2) by a metal wiring 20 also made of aluminum. Here, the source of the output transistor 12 is connected to the ground, but the present invention is not limited to this, and the source may be connected to the reference potential of the high potential power supply line.

【0012】また、出力トランジスタ12のゲート電極
18は、図2に示すように、ゲート駆動回路への配線1
00に接続され、ゲート駆動回路からの駆動信号によ
り、出力トランジスタ12の導通,非道通を切り替えて
入出力端子11の電位を制御している。なお、ゲート電
極18と金属配線19a,19b,20とは、サイドウ
ォール26および層間絶縁膜27によって絶縁されてい
る。また、保護トランジスタ14は、図3に示すよう
に、半導体基板16をベースとし、n形拡散層17bを
コレクタとし、n形拡散層(第3の拡散層)17cをエ
ミッタとしたnpnバイポーラトランジスタとして構成
される。n形拡散層17bとn形拡散層17cとはフィ
ールド酸化膜(素子分離絶縁膜)22によって絶縁され
る。また、コレクタのn形拡散層17bは、金属配線2
0で入出力端子11に接続され、エミッタのn形拡散層
17cは、アルミニウムからなる金属配線19bで共通
配線(図示せず)に接続されている。
As shown in FIG. 2, the gate electrode 18 of the output transistor 12 is connected to the wiring 1 to the gate drive circuit.
00, the potential of the input / output terminal 11 is controlled by switching between conduction and non-conduction of the output transistor 12 according to a drive signal from the gate drive circuit. The gate electrode 18 and the metal wirings 19a, 19b, 20 are insulated by the sidewall 26 and the interlayer insulating film 27. As shown in FIG. 3, the protection transistor 14 is an npn bipolar transistor having a semiconductor substrate 16 as a base, an n-type diffusion layer 17b as a collector, and an n-type diffusion layer (third diffusion layer) 17c as an emitter. Be composed. N-type diffusion layer 17b and n-type diffusion layer 17c are insulated by field oxide film (element isolation insulating film) 22. Further, the collector n-type diffusion layer 17b is
At 0, it is connected to the input / output terminal 11, and the emitter n-type diffusion layer 17c is connected to a common wiring (not shown) by a metal wiring 19b made of aluminum.

【0013】そして、トリガーダイオード15は、半導
体基板16とn形拡散層17bで構成されるダイオード
と、フィールド酸化膜22につづく薄い絶縁膜22a上
に形成された制御電極21とで構成されている。すなわ
ち、ゲートコントロール形のMOSダイオードとなって
いる。この制御電極21は、薄い絶縁膜22aを介し
て、n形拡散層17bの領域上にかかるように形成され
ている。なお、図2に示すように、出力トランジスタ1
2および保護トランジスタ14を囲うようにp+ 拡散層
22が形成され、金属配線19bに接続している。この
結果、保護トランジスタ14のベースと、トリガーダイ
オード15の制御電極21と保護トランジスタ14のエ
ミッタとは接続されていることになる。
The trigger diode 15 comprises a diode composed of a semiconductor substrate 16 and an n-type diffusion layer 17b, and a control electrode 21 formed on a thin insulating film 22a following the field oxide film 22. . That is, it is a gate control type MOS diode. The control electrode 21 is formed so as to cover the region of the n-type diffusion layer 17b via the thin insulating film 22a. Note that, as shown in FIG.
P + diffusion layer 22 is formed so as to surround 2 and protection transistor 14, and is connected to metal wiring 19b. As a result, the base of the protection transistor 14, the control electrode 21 of the trigger diode 15, and the emitter of the protection transistor 14 are connected.

【0014】この実施の形態の半導体装置は、以上示し
たように構成されているので、入出力端子11に過電圧
がかかると、まず、トリガーダイオード15において、
薄い絶縁膜22aを介してn形拡散層17bと制御電極
21との間に電位差が発生する。これは、制御電極21
は、半導体基板16と同電位とされているからである。
このため、n形拡散層17bと半導体基板16との接合
面より空乏層が広がる。しかし、制御電極21直下の半
導体基板16には電解が集中し、その部分からいち早く
ブレークダウンが起こり、トリガーダイオード15の接
合面に電流パスが形成される。この結果、入出力端子1
1に過電圧がかかると、まずこのトリガーダイオード1
5部で、半導体基板16に少し電流が流れるようにな
る。次いで、半導体基板16に電流が流れるようになる
ので、保護バイポーラトランジスタ14のベースに電流
が流れることになる。すなわち、保護バイポーラトラン
ジスタ14のコレクタエミッタ間がオンになる。そし
て、入出力端子11にかかったサージ(過電圧)は、保
護バイポーラトランジスタ14のコレクタエミッタ間を
通して、金属配線19bに流れていくことになる。
Since the semiconductor device of this embodiment is configured as described above, when an overvoltage is applied to the input / output terminal 11, first, the trigger diode 15
A potential difference is generated between the n-type diffusion layer 17b and the control electrode 21 via the thin insulating film 22a. This is the control electrode 21
Is the same potential as that of the semiconductor substrate 16.
For this reason, the depletion layer spreads from the junction between the n-type diffusion layer 17b and the semiconductor substrate 16. However, electrolysis concentrates on the semiconductor substrate 16 immediately below the control electrode 21, and breakdown occurs promptly from that portion, and a current path is formed at the junction surface of the trigger diode 15. As a result, the input / output terminal 1
When an overvoltage is applied to the trigger diode 1, the trigger diode 1
In part 5, a small amount of current flows through the semiconductor substrate 16. Next, since a current flows through the semiconductor substrate 16, a current flows through the base of the protection bipolar transistor 14. That is, between the collector and the emitter of the protection bipolar transistor 14 is turned on. Then, the surge (overvoltage) applied to the input / output terminal 11 flows to the metal wiring 19b through the space between the collector and the emitter of the protection bipolar transistor 14.

【0015】以上示したように、この実施の形態によれ
ば、トリガーダイオードを新たに設けるようにしたの
で、入出力端子にサージ電流が印加されたときに、保護
バイポーラトランジスタが確実に動作し、サージ電流
が、必ず保護トランジスタに全て流れるようになる。こ
の結果、この実施の形態によれば、入出力端子にサージ
電流が印加されても、出力トランジスタや内部回路に流
れてしまうことがない。なお、上記実施の形態では、図
3に示すように、制御電極21とn形拡散層17cと
を、金属配線19bで接続するようにしたが、これに限
るものではない。フィールド酸化膜22上に、薄い絶縁
膜22a上から、n形拡散層17cのコンタクトにかけ
て制御電極21を形成するようにしても良い。また、上
記実施の形態では、金属配線19a,19b,20をア
ルミニウムから構成するようにしたが、これに限るもの
ではなく、銅やタングステンなど他の金属を用いるよう
にしてもよい。
As described above, according to this embodiment, a trigger diode is newly provided, so that when a surge current is applied to the input / output terminal, the protection bipolar transistor operates reliably. The surge current always flows through the protection transistor. As a result, according to this embodiment, even if a surge current is applied to the input / output terminal, it does not flow to the output transistor or the internal circuit. In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the control electrode 21 and the n-type diffusion layer 17c are connected by the metal wiring 19b, but the present invention is not limited to this. The control electrode 21 may be formed on the field oxide film 22 from the thin insulating film 22a to the contact of the n-type diffusion layer 17c. Further, in the above-described embodiment, the metal wirings 19a, 19b, 20 are made of aluminum. However, the present invention is not limited to this, and another metal such as copper or tungsten may be used.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、半
導体基板上に設けられた金属端子と、その半導体基板の
第1導電形の領域に形成されてかつ金属端子に接続され
た第2導電形の第1の拡散層をドレインとし、第1の基
準電位に接続された第2導電形の第2の拡散層をソース
とする出力トランジスタと、第1の拡散層近傍に設けら
れた素子分離絶縁膜によって第1の拡散層と分離される
と共に、第1の基準電位または第2の基準電位に接続さ
れた第2導電形の第3の拡散層をエミッタとし、第1の
拡散層をコレクタとし、第1導電形の領域をベースとす
る保護トランジスタと、第1導電形の領域と第1の拡散
層の半導体基板表面における境界線上に形成された絶縁
膜の少なくとも一部をい、かつ、第1導電形の領域と
同電位とされた制御電極とを備えるようにした。
As described in the foregoing, in the present invention, a metal terminal disposed on the semi <br/> conductor substrate, connected to be formed in the region of the first conductivity type and the metal terminals of the semiconductor substrate An output transistor having the second diffusion layer of the second conductivity type as a drain and the source of the second diffusion layer of the second conductivity type connected to a first reference potential; The third diffusion layer of the second conductivity type, which is separated from the first diffusion layer by the provided element isolation insulating film and is connected to the first reference potential or the second reference potential, is used as an emitter. A protection transistor based on a region of the first conductivity type, using the diffusion layer as a collector, and at least a part of an insulating film formed on a boundary between the region of the first conductivity type and the first diffusion layer on the surface of the semiconductor substrate the not covered, and is an area the same potential of the first conductivity type And to a control electrode.

【0017】このように構成したので、第1の拡散層と
第1導電形の領域と薄い絶縁層を介して形成された制御
電極とで、ゲートコントロールドダイオードが形成され
る。そして、第1の拡散層に印加された電流が所定値以
上の電圧になると、まず、制御電極下の第1の拡散層と
第1導電形の領域との間に電流パスが形成される。つい
で、基板側にその電流が流れ始め、保護トランジスタの
ベースに電流が流れることになる。そして、保護トラン
ジスタのエミッタコレクタ間に電流が流れるようにな
る。すなわち、第1の拡散層に印加された電流が所定値
以上の電圧になると、この電流は保護トランジスタのエ
ミッタ側に流れていくことになり、出力トランジスタに
は流れないことになる。以上示したことから明らかなよ
うに、この発明によれば、最小限のパターン面積の回路
構成によって、出力トランジスタや内部回路を静電破壊
現象から保護できるという効果を有している。
With such a configuration, a gate controlled diode is formed by the first diffusion layer, the region of the first conductivity type, and the control electrode formed via the thin insulating layer. When the current applied to the first diffusion layer reaches a voltage equal to or higher than a predetermined value, first, a current path is formed between the first diffusion layer below the control electrode and the region of the first conductivity type. Then, the current starts flowing to the substrate side, and the current flows to the base of the protection transistor. Then, a current flows between the emitter and the collector of the protection transistor. That is, when the current applied to the first diffusion layer reaches a voltage equal to or higher than a predetermined value, this current flows to the emitter side of the protection transistor and does not flow to the output transistor. As is apparent from the above description, according to the present invention, the output transistor and the internal circuit can be protected from the electrostatic breakdown phenomenon by the circuit configuration with the minimum pattern area.

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

【図1】 この発明の実施の形態における半導体装置の
回路構成を示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示した回路に対応するパターンレイア
ウトを示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a pattern layout corresponding to the circuit shown in FIG.

【図3】 図2のAA’断面を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an AA ′ section in FIG. 2;

【図4】 従来よりある、保護トランジスタを備えた半
導体装置の回路構成を示した回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor device including a protection transistor.

【図5】 図4に示した回路に対応するパターンレイア
ウトを示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a pattern layout corresponding to the circuit shown in FIG. 4;

【図6】 図5のBB’断面を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a BB ′ cross section of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…入出力端子、12…出力トランジスタ、13…抵
抗、14…保護トランジスタ、15…トリガーダイオー
ド、16…p形半導体基板、17a,17b,17c…
n形拡散層、18…ゲート電極、19a,19b,20
…金属配線、21…制御電極、22…フィールド酸化
膜、26…サイドウォール、27…層間絶縁膜、28…
ゲート酸化膜、100,101…配線,102,103
…寄生抵抗。
11 input / output terminal, 12 output transistor, 13 resistor, 14 protection transistor, 15 trigger diode, 16 p-type semiconductor substrate, 17a, 17b, 17c
n-type diffusion layer, 18 ... gate electrode, 19a, 19b, 20
... metal wiring, 21 ... control electrode, 22 ... field oxide film, 26 ... side wall, 27 ... interlayer insulating film, 28 ...
Gate oxide film, 100, 101 ... wiring, 102, 103
... parasitic resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/822 H01L 21/8234 - 21/8238 H01L 21/8249 H01L 27/04 H01L 27/06 H01L 27/08 - 27/092 H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/822 H01L 21/8234-21/8238 H01L 21/8249 H01L 27/04 H01L 27/06 H01L 27 / 08-27/092 H01L 29/78

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に設けられた金属端子と、 前記半導体基板の第1導電形の領域に形成され、かつ前
記金属端子に接続された第2導電形の第1の拡散層をド
レインとし、第1の基準電位に接続された第2導電形の
第2の拡散層をソースとする出力トランジスタと、 前記第1の拡散層近傍に設けられた素子分離絶縁膜によ
って前記第1の拡散層と分離されると共に、第1の基準
電位または第2の基準電位に接続された第2導電形の第
3の拡散層をエミッタとし、前記第1の拡散層をコレク
タとし、前記第1導電形の領域をベースとする保護トラ
ンジスタと、 前記第1導電形の領域と前記第1の拡散層の前記半導体
基板表面における境界線上に形成された絶縁膜の少なく
とも一部を覆い、かつ、前記第1導電形の領域と同電位
とされた制御電極と、 を備えた ことを特徴とする半導体装置。
A metal terminal provided on a semiconductor substrate; and a metal terminal formed in a first conductivity type region of the semiconductor substrate.
A first diffusion layer of the second conductivity type connected to the metal terminal;
And a second conductivity type connected to a first reference potential.
An output transistor having the second diffusion layer as a source and an element isolation insulating film provided near the first diffusion layer;
Is separated from the first diffusion layer by the first reference
Potential of the second conductivity type connected to the potential or the second reference potential.
3 as an emitter, and the first diffusion layer as a collector.
And a protective transformer based on the first conductivity type region.
A transistor, a region of the first conductivity type, and the semiconductor of the first diffusion layer.
Fewer insulating films formed on the boundary line on the substrate surface
And partially cover and have the same potential as the region of the first conductivity type.
The semiconductor device is characterized in that and a control electrode with.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記制御電極と前記第3の拡散層とが、金属からなる配
線により接続されていることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said control electrode and said third diffusion layer are formed of a metal.
A semiconductor device which is connected by a wire .
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記第1導電形の領域と前記第1の拡散層との境界線上
に形成された絶縁膜が、前記出力トランジスタのゲート
絶縁膜と同一の層で形成されている ことを特徴とする半
導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a boundary between said first conductivity type region and said first diffusion layer is formed.
The insulating film formed at the gate of the output transistor
A semiconductor device formed of the same layer as an insulating film .
【請求項4】 請求項記載の半導体装置において、 前記出力トランジスタのゲートが、前記半導体基板に形
成された内部回路に接続されていることを特徴とする半
導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1 , wherein a gate of said output transistor is formed on said semiconductor substrate.
A semiconductor device, which is connected to an internal circuit formed .
【請求項5】 請求項記載の半導体装置において、 前記金属端子が外部回路と前記半導体基板に形成された
内部回路とを接続する入出力端子であることを特徴とす
る半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1 , wherein the metal terminal is formed on an external circuit and the semiconductor substrate.
A semiconductor device, which is an input / output terminal for connecting to an internal circuit .
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