JP3221437B2 - Input protection circuit - Google Patents

Input protection circuit

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JP3221437B2
JP3221437B2 JP30040399A JP30040399A JP3221437B2 JP 3221437 B2 JP3221437 B2 JP 3221437B2 JP 30040399 A JP30040399 A JP 30040399A JP 30040399 A JP30040399 A JP 30040399A JP 3221437 B2 JP3221437 B2 JP 3221437B2
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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】本発明は、入力保護回路に関
し、特に、MOS(Metal Oxide Semiconductor:金属
酸化物半導体)FET(Field Effect Transistor :電
界効果トランジスタ)のゲート酸化膜を過大入力電圧か
ら保護する為の入力保護回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input protection circuit, and more particularly, to a gate oxide film of a metal oxide semiconductor (MOS) FET (Field Effect Transistor), which is protected from an excessive input voltage. Input protection circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOSFETを用いた回路においては、
外部からの静電気的ショック(高電圧)から初段のトラ
ンジスタのゲート酸化膜が破壊されるのを防止するた
め、入力保護回路が設けられている。この種の入力保護
回路は、ゲート酸化膜が破壊される電圧よりも低い電圧
が入力されたときにブレークダウンするように設計され
ている。また半導体製造メーカーにおいては、開発段階
等において、電源を開放にした場合、グランド(GN
D)を開放にした場合等の条件を設定して、入力端子V
inに過大電圧を印加し、入力保護回路の各部が期待通り
に動作するか否かの試験を行い、製品の評価を行ってい
る。
2. Description of the Related Art In a circuit using a MOSFET,
An input protection circuit is provided to prevent the gate oxide film of the first transistor from being destroyed by an external electrostatic shock (high voltage). This type of input protection circuit is designed to break down when a voltage lower than the voltage at which the gate oxide film is destroyed is input. Also, in the case of a semiconductor manufacturer, when a power supply is opened at a development stage or the like, a ground (GN)
Set conditions such as when D) is open and set the input terminal V
The product is evaluated by applying an excessive voltage to in and testing whether each part of the input protection circuit operates as expected.

【0003】図10は従来の入力保護回路を示す。この
入力保護回路は半導体基板上に形成されたpMOSFE
T(p型MOSFET)201とnMOSFET(n型
MOSFET)202から成る。nMOSFET202
のドレイン(D)は入力端子Vinに接続されている。n
MOSFET202のソース(S)およびゲート(G)
は共通接続され、さらにGND(グランド)に接続され
る。また、nMOSFET202の半導体基板(SB)
もGNDに接続される。pMOSFET201のドレイ
ン(D)は入力端子Vinに接続され、そのソース(S)
とゲート(G)は共通接続された状態で電源Vddに接続
され、このpMOSFET201の半導体基板(SB)
もGNDに接続されている。また、入力端子Vinは、不
図示の保護対象のMOSFET回路の入力段に接続され
ている。
FIG. 10 shows a conventional input protection circuit. This input protection circuit is a pMOSFE formed on a semiconductor substrate.
It comprises a T (p-type MOSFET) 201 and an nMOSFET (n-type MOSFET) 202. nMOSFET 202
Is connected to the input terminal Vin. n
Source (S) and gate (G) of MOSFET 202
Are commonly connected and further connected to GND (ground). Also, a semiconductor substrate (SB) of the nMOSFET 202
Are also connected to GND. The drain (D) of the pMOSFET 201 is connected to the input terminal Vin, and its source (S)
And the gate (G) are connected to a power supply Vdd in a state of being commonly connected, and the semiconductor substrate (SB) of the pMOSFET 201 is connected to the power supply Vdd.
Are also connected to GND. The input terminal Vin is connected to an input stage of a MOSFET circuit to be protected (not shown).

【0004】図10に示した構成の入力保護回路におい
て、電源Vddを開放した状態で、入力端子Vinに負の過
電圧が印加された場合には、nMOSFET202のド
レイン(D)−基板(SB)間のpn接合が順方向にバ
イアスされるため、電流がGND側に流れて、内部素子
の破壊が防止されるとともに、入力端子Vinに正の過電
圧が印加された場合には、nMOSFET202が寄生
バイポーラ動作を行うので、電流がGND側に流れて、
内部素子の破壊が防止される。また、GNDを開放した
状態で、入力端子Vinに正の過電圧が印加された場合に
は、pMOSFET201のドレイン(D)−基板(S
B)間のpn接合が順方向にバイアスされるため、電流
が電源Vdd側に流れて、内部素子の破壊が防止されると
ともに、入力端子Vinに負の過電圧が印加された場合に
は、pMOSFET201が寄生バイポーラ動作を行う
ので、電流が電源Vdd側に流れて、内部素子の破壊が防
止される。
In the input protection circuit having the configuration shown in FIG. 10, when a negative overvoltage is applied to the input terminal Vin in a state where the power supply Vdd is opened, the voltage between the drain (D) of the nMOSFET 202 and the substrate (SB) is increased. Current flows to the GND side to prevent the destruction of the internal element, and when a positive overvoltage is applied to the input terminal Vin, the nMOSFET 202 operates in a parasitic bipolar operation. Is performed, a current flows to the GND side,
The destruction of the internal element is prevented. When a positive overvoltage is applied to the input terminal Vin with the GND open, the drain (D) of the pMOSFET 201 and the substrate (S
Since the pn junction between B) and B) is forward biased, a current flows to the power supply Vdd side to prevent the destruction of the internal element and, when a negative overvoltage is applied to the input terminal Vin, the pMOSFET 201 Performs a parasitic bipolar operation, a current flows to the power supply Vdd side, and destruction of internal elements is prevented.

【0005】寄生バイポーラ動作は、基板を電流が流れ
ると、基板抵抗によって電圧降下が生じ、ソース(S)
−基板(BS)−ドレイン(D)からなる寄生バイポー
ラトランジスタが導通するために起こる現象であって、
図11に示すような、スナップバックと呼ばれる電流−
電圧特性を有している。ここで、高抵抗領域から低抵抗
領域に移行する電圧Vt1をトリガー電圧といい、このト
リガー電圧を、内部素子の破壊電圧(通常は、ゲート酸
化膜の耐圧)よりも低く設定する必要がある。
In the parasitic bipolar operation, when a current flows through the substrate, a voltage drop occurs due to the substrate resistance, and the source (S)
A phenomenon that occurs when a parasitic bipolar transistor including a substrate (BS) and a drain (D) conducts,
As shown in FIG. 11, a current called snapback
It has voltage characteristics. Here, the voltage Vt1 that shifts from the high resistance region to the low resistance region is called a trigger voltage, and this trigger voltage needs to be set lower than the breakdown voltage of the internal element (normally, the withstand voltage of the gate oxide film).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の入力保
護回路によると、以下のような問題がある。近年のMO
SFET素子の微細化に伴い、ゲート酸化膜厚も薄くな
っている。例えば、ゲート長が0.35μmの世代では
ゲート酸化膜厚が7〜8nm、ゲート長が0.25μm
の世代ではゲート酸化膜厚が5〜6nm、ゲート長が
0.18μmの世代ではゲート酸化膜厚が3.5〜4n
mという様に、世代を経るごとに薄くなってきている。
However, the conventional input protection circuit has the following problems. Recent MO
With the miniaturization of SFET elements, the gate oxide film thickness has also been reduced. For example, in the generation having a gate length of 0.35 μm, the gate oxide film thickness is 7 to 8 nm and the gate length is 0.25 μm.
Generation has a gate oxide film thickness of 5 to 6 nm and a gate length of 0.18 μm has a gate oxide film thickness of 3.5 to 4 n.
Like m, it is getting thinner every generation.

【0007】ゲート酸化膜の絶縁破壊耐圧は電界換算で
約15MV/cmであり、ゲート長が0.35μmの世
代で10〜12V、0.25μmの世代で7〜9V、
0.18μmの世代で5〜6V程度となる。入力端子V
inに印加される過電圧は瞬間的なものであるため、上記
耐圧以上の電圧が加わったとしても、直ちにゲート酸化
膜が破壊されるわけではない。しかし、特性変動などの
信頼性の低下につながることに変わりはない。したがっ
て、従来の入力保護回路では、素子の微細化の進行に伴
い、将来、内部素子を保護しきれなくなるものと考えら
れる。
The breakdown voltage of the gate oxide film is about 15 MV / cm in terms of an electric field, and 10 to 12 V for the generation with the gate length of 0.35 μm, 7 to 9 V for the generation with the gate length of 0.25 μm,
It becomes about 5 to 6 V in the 0.18 μm generation. Input terminal V
Since the overvoltage applied to in is instantaneous, even if a voltage higher than the above breakdown voltage is applied, the gate oxide film is not immediately destroyed. However, it still leads to a decrease in reliability such as characteristic fluctuation. Therefore, in the conventional input protection circuit, it is considered that the internal elements cannot be completely protected in the future as the elements are miniaturized.

【0008】したがって、本発明の目的は、MOSFE
Tのスナップバックのトリガー電圧を低下させ、過電圧
の入力に対して内部素子のゲート酸化膜の破壊を防止で
きるようにした入力保護回路を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a MOSFE
An object of the present invention is to provide an input protection circuit in which a trigger voltage for snapback of T is reduced to prevent a gate oxide film of an internal element from being destroyed when an overvoltage is input.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、半導体基板上に形成されたMOSFET
のゲートおよびソースを所定の電位の電源に接続し、前
記MOSFETのドレインを保護される回路の入力端子
に接続して構成された入力保護回路において、前記入力
端子に加えられる電圧レベルの増加に応じて前記半導体
基板の電圧レベルを増加させることにより前記MOSF
ETのスナップバックのトリガー電圧を低下させる保護
手段を前記所定の電位の電源と前記入力端子の間に設け
たことを特徴とする入力保護回路を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a MOSFET formed on a semiconductor substrate.
The gate and the source of the MOSFET are connected to a power source having a predetermined potential, and the drain of the MOSFET is connected to the input terminal of the circuit to be protected. Increasing the voltage level of the semiconductor substrate by
An input protection circuit is provided, wherein protection means for reducing a trigger voltage of ET snapback is provided between the power supply having the predetermined potential and the input terminal.

【0010】この構成によれば、保護手段により半導体
基板に印加される電圧は、入力端子に加えられる電圧レ
ベルの増加に応じて増加する。したがって、MOSFE
Tのスナップバックのトリガー電圧が低下し、過電圧の
入力に対してMOSFETのゲート酸化膜の破壊を防止
することができる。
According to this configuration, the voltage applied to the semiconductor substrate by the protection means increases as the voltage level applied to the input terminal increases. Therefore, MOSFE
The trigger voltage of the snapback of T is reduced, and it is possible to prevent the gate oxide film of the MOSFET from being destroyed when an overvoltage is input.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は本発明による入力
保護回路の第1の実施の形態を示す。nMOSFET1
1のドレイン(D)が入力端子Vinに接続され、そのソ
ース(S)およびゲート(G)は共通接続され、このソ
ース(S)とゲート(G)はGND(グランド)に接続
されている。一方、pMOSFET12のドレイン
(D)は入力端子Vinに接続され、そのソース(S)と
ゲート(G)は共通接続された状態で電源Vddに接続さ
れている。入力端子Vinと電源Vddの間には、抵抗13
(R3)と抵抗14(R4)が直列接続して挿入され、
その中間接続点はpMOSFET12の半導体基板(S
B)に接続されている。さらに、入力端子VinとGND
の間には、抵抗15(R1)と抵抗16(R2)が直列
接続して挿入され、その中間接続点はnMOSFET1
1の半導体基板(SB)に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the input protection circuit according to the present invention. nMOSFET1
One drain (D) is connected to the input terminal Vin, its source (S) and gate (G) are commonly connected, and this source (S) and gate (G) are connected to GND (ground). On the other hand, the drain (D) of the pMOSFET 12 is connected to the input terminal Vin, and its source (S) and gate (G) are connected to the power supply Vdd in a state of being commonly connected. A resistor 13 is provided between the input terminal Vin and the power supply Vdd.
(R3) and the resistor 14 (R4) are connected in series and inserted,
The intermediate connection point is the semiconductor substrate (S
B). Further, the input terminal Vin and GND
A resistor 15 (R1) and a resistor 16 (R2) are connected in series between them, and an intermediate connection point between them is nMOSFET1.
Connected to one semiconductor substrate (SB).

【0012】図2は本発明の第1の実施の形態の断面構
造を示す。ここでは、図1に示した回路の下半分のみを
示している。その理由は、nMOSFET11と抵抗1
5,16により構成される回路部分、およびpMOSF
ET12と抵抗13,14により構成される回路部分
は、不純物の導電型、バイアスが異なるのみで、これ以
外の構造や動作は対称的な関係にあり、基本的に同じで
ある。そこで、以下においては、nMOSFET11側
のみを図示して説明する。
FIG. 2 shows a sectional structure of the first embodiment of the present invention. Here, only the lower half of the circuit shown in FIG. 1 is shown. The reason is that the nMOSFET 11 and the resistor 1
Circuit portion composed of 5, 16 and pMOSF
The circuit portion constituted by the ET 12 and the resistors 13 and 14 differs only in the conductivity type and bias of the impurity, and the other structures and operations are symmetrical and basically the same. Therefore, hereinafter, only the nMOSFET 11 side will be illustrated and described.

【0013】p型基板21中に、深さ450nmの素子
分離酸化膜22を形成した後、フォトレジストをマスク
として、リン(P)を1MeVで3×1013cm-2注入
し、ディープnウエル23を形成する。ついで、フォト
レジストをマスクとして、ボロン(B)を300keV
で2×1013cm-2、200keVで4×1012
-2、30keVで5×1012cm-2と連続して注入
し、pウエル24を形成する。次に、厚さ7nmのゲー
ト酸化膜を介して厚さ150nm、ゲート長0.35μ
mの多結晶シリコンのゲート電極25を形成する。同時
に、この多結晶シリコンで素子分離酸化膜22上に図1
に示した抵抗R1,R2を形成する。次に、フォトレジ
ストをマスクとして砒素(As)を20keVで5×1
13cm-2注入して、ソースとドレインの低濃度領域
(不図示)を形成し、幅100nmの酸化膜のゲート側
壁(不図示)を形成する。次に、フォトレジストをマス
クとして、砒素を50keVで3×1015cm-2注入し
て、ソース、ドレインの高濃度領域26,27およびデ
ィープnウエル23のコンタクト領域28を形成し、n
MOSFET11を形成する。このnMOSFET11
のチャネル幅は、500μmである。更に、フォトレジ
ストをマスクとして、BF2(2フッ化ホウ素)を30
keVで3×1015cm-2注入し、pウエル24のコン
タクト領域29およびp型基板21のコンタクト領域3
0を形成する。この後、ゲート電極25、抵抗R1,R
2、ソース、およびドレインの高濃度領域26,27
と、コンタクト領域28,29,30の表面に厚さ30
nmのコバルトシリサイド層31を形成し、層間絶縁膜
(不図示)を形成し、金属配線で各部を接続する。な
お、図1で説明したnMOSFET11の半導体基板
(SB)は、本実施の形態では、図2に示す様に、ディ
ープnウエル23で囲まれたpウエル24に相当し、デ
ィープnウエル23は電源Vddに接続され、p型基板2
1はグランド(GND)に接続されている。
An element having a depth of 450 nm is provided in a p-type substrate 21.
After forming the isolation oxide film 22, the photoresist is masked.
The phosphorus (P) is 3 × 10 at 1 MeV13cm-2Injection
Then, a deep n-well 23 is formed. Then, photo
Using resist as a mask, boron (B) is 300 keV
2 × 1013cm-24 × 10 at 200 keV12c
m -25 × 10 at 30 keV12cm-2And continuous injection
Then, a p-well 24 is formed. Next, a 7 nm thick game
Thickness 150 nm, gate length 0.35 μ via oxide film
Then, a gate electrode 25 of polycrystalline silicon is formed. simultaneous
Then, the polysilicon is formed on the element isolation oxide film 22 as shown in FIG.
The resistors R1 and R2 shown in FIG. Next, the photo cashier
5 × 1 at 20 keV using arsenic as mask
013cm-2Implant the lightly doped source and drain regions
(Not shown), and the gate side of an oxide film having a width of 100 nm
Form a wall (not shown). Next, mask the photoresist
Arsenic at 50 keV and 3 × 10Fifteencm-2Inject
And the source and drain high concentration regions 26 and 27 and the
A contact region 28 of a deep n-well 23 is formed, and n
The MOSFET 11 is formed. This nMOSFET 11
Has a channel width of 500 μm. In addition, photo cash register
BF2 (boron difluoride) for 30
3 × 10 at keVFifteencm-2Inject and mix in p-well 24
Tact region 29 and contact region 3 of p-type substrate 21
0 is formed. Thereafter, the gate electrode 25, the resistors R1, R
2, high concentration regions 26 and 27 of source and drain
And a thickness 30 on the surface of the contact regions 28, 29, 30.
nm cobalt silicide layer 31 is formed and an interlayer insulating film is formed.
(Not shown) are formed, and each part is connected by metal wiring. What
The semiconductor substrate of the nMOSFET 11 described with reference to FIG.
In the present embodiment, (SB) is a digital signal as shown in FIG.
Corresponds to the p-well 24 surrounded by the n-well 23
The deep n-well 23 is connected to the power supply Vdd and the p-type substrate 2
1 is connected to the ground (GND).

【0014】抵抗R1,R2の値は後述するように、電
源電圧が3.3Vの場合、その比R1/R2が10程度
になるように設定するとよい。したがって、例えば、R
1=1kΩ、R2=100Ωとすれば、コバルトシリサ
イド化した多結晶シリコンの層抵抗は約10Ω/□であ
るので、抵抗R1,R2のサイズは、幅が0.5μmな
らば、長さがそれぞれ50μmと5μmになる。もし、
フォトリソグラフィ工程を追加して抵抗R1,R2のシ
リサイド化を防止すれば、多結晶シリコンの層抵抗は1
00Ω/□以上であるので、同一のサイズで、抵抗R
1,R2の長さは上記した値の10以上になる。
As will be described later, the values of the resistors R1 and R2 are preferably set so that the ratio R1 / R2 becomes about 10 when the power supply voltage is 3.3V. Thus, for example, R
Assuming that 1 = 1 kΩ and R2 = 100Ω, the layer resistance of the cobalt silicidized polycrystalline silicon is about 10Ω / □. Therefore, if the width of the resistors R1 and R2 is 0.5 μm, the lengths are 50 μm and 5 μm. if,
If a photolithography step is added to prevent silicidation of the resistors R1 and R2, the layer resistance of the polycrystalline silicon becomes 1
00Ω / □ or more, so that the resistance R
The length of 1, R2 is 10 or more of the above value.

【0015】なお、図2において、不図示のpMOSF
ET12はnウエルの中に形成されることになり、nM
OSFET11のディープnウエル23に対応するもの
は不要である。逆にn型基板を用いれば、pMOSFE
T12がディープpウエルで囲まれたnウエルの中に形
成され、nMOSFET11はpウエルの中に形成され
て、ディープnウエルが不要となる。
In FIG. 2, a pMOSF (not shown) is used.
ET12 will be formed in n-wells and nM
The one corresponding to the deep n-well 23 of the OSFET 11 is unnecessary. Conversely, if an n-type substrate is used, pMOSFE
T12 is formed in an n-well surrounded by a deep p-well, and nMOSFET 11 is formed in a p-well, eliminating the need for a deep n-well.

【0016】次に、電源電圧が3.3Vで、第1と第2
の抵抗の比(R1/R2)を10に設定した場合におけ
る上記第1の実施の形態の動作について説明する。な
お、本発明においても、電源VddまたはGNDを開放し
て入力端子Vinに過電圧を加え、入力保護回路の動作確
認が行われることは〔0005〕で説明した通りであ
る。入力端子Vinは、通常0Vと3.3Vの間にあるた
め、抵抗15(R1)と抵抗16(R2)の接続点の電
位、すなわちnMOSFET11の基板電位は、入力端
子Vinを抵抗R1とR2で抵抗分割して得た0Vと0.
3Vの間で変化する。
Next, when the power supply voltage is 3.3 V, the first and second
The operation of the first embodiment when the resistance ratio (R1 / R2) is set to 10 will be described. Also in the present invention, as described in [0005], the operation of the input protection circuit is confirmed by releasing the power supply Vdd or GND and applying an overvoltage to the input terminal Vin. Since the input terminal Vin is usually between 0 V and 3.3 V, the potential at the connection point of the resistor 15 (R1) and the resistor 16 (R2), that is, the substrate potential of the nMOSFET 11, is determined by connecting the input terminal Vin to the resistors R1 and R2. 0 V and 0.
It varies between 3V.

【0017】図3は実際のnMOSFETで測定したス
ナップバックのトリガー電圧Vt1の順方向基板電圧Vsu
b (基板SBに印加する電圧)の依存性を示す。ここで
用いたサンプルのサイズは、ゲート長0.5μm、ゲー
ト酸化膜厚7.5nmであり、測定条件はゲート電圧0
V、ソース電圧0Vである。図3から明らかなように、
基板電圧Vsub =0Vのときに約10Vであったトリガ
ー電圧Vt1は、基板電圧Vsub が0.5Vを越えるあた
りから徐々に低下していることがわかる。したがって、
入力電圧が電源電圧の3.3V以下(基板電圧が0.3
V以下)である限り、スナップバック特性は殆ど変わら
ず、5.5V以上(基板電圧が0.5V以上)の過電圧
が印加された場合にスナップバックが生じやすくなる。
厚さ7.5nmのゲート酸化膜の絶縁破壊耐圧は約10
Vであるので、基板電圧Vsub が0Vに固定された従来
例では、ゲート酸化膜には耐圧にほぼ等しい約10Vが
印加される。一方、本発明では入力電圧が5.5Vを超
えると、基板電圧Vsub が0.5V以上に上昇し、トリ
ガー電圧Vt1が10V以下に低下するため、ゲート酸化
膜には耐圧より低い電圧しか加わらないことになる。と
ころで、基板を順方向にバイアスした場合に懸念される
のが、オフリークである。
FIG. 3 shows the forward substrate voltage Vsu of the snapback trigger voltage Vt1 measured by an actual nMOSFET.
b (voltage applied to substrate SB). The sample used here had a gate length of 0.5 μm and a gate oxide film thickness of 7.5 nm.
V and the source voltage is 0V. As is clear from FIG.
It can be seen that the trigger voltage Vt1, which was about 10V when the substrate voltage Vsub = 0V, gradually decreases from around the point where the substrate voltage Vsub exceeds 0.5V. Therefore,
The input voltage is 3.3 V or less of the power supply voltage (the substrate voltage is 0.3 V or less).
V or less), the snapback characteristics hardly change, and snapback is likely to occur when an overvoltage of 5.5 V or more (substrate voltage is 0.5 V or more) is applied.
The breakdown voltage of a 7.5 nm thick gate oxide film is about 10
Therefore, in the conventional example where the substrate voltage Vsub is fixed to 0 V, about 10 V which is almost equal to the breakdown voltage is applied to the gate oxide film. On the other hand, in the present invention, when the input voltage exceeds 5.5 V, the substrate voltage Vsub rises to 0.5 V or more, and the trigger voltage Vt1 drops to 10 V or less, so that only a voltage lower than the breakdown voltage is applied to the gate oxide film. Will be. Incidentally, when the substrate is biased in the forward direction, there is a concern about off-leakage.

【0018】図4は、図3と同一のnMOSFETで測
定したオフ電流Ioff と順方向基板電圧Vsub との関係
を示す。ここでの測定条件は、ゲート電圧とソース電圧
が0V、ドレイン電圧が3.3Vである。図4から明ら
かなように、基板電圧Vsubが0Vから0.3Vに上昇
しても、オフ電流Ioff は6×10-14A/μmから3
×10-12A/μmへの2桁以下の増加にとどまってお
り、必ずしも実用上問題となるレベルではないことがわ
かる。
FIG. 4 shows the relationship between the off-state current Ioff measured by the same nMOSFET as in FIG. 3 and the forward substrate voltage Vsub. The measurement conditions here are that the gate voltage and the source voltage are 0 V, and the drain voltage is 3.3 V. As is apparent from FIG. 4, even when the substrate voltage Vsub increases from 0 V to 0.3 V, the off-state current Ioff increases from 6 × 10 −14 A / μm to 3
The increase is only two digits or less to × 10 −12 A / μm, and it can be seen that this is not necessarily a level that poses a practical problem.

【0019】なお、以上の検討は、第1,第2の抵抗R
1,R2を、第1と第2の容量C1,C2で置き換え、
その比(C2/C1)を10に設定した場合でも、同様
に成立する。以下に、容量C1,C2を用いた場合につ
いて説明する。
The above study is based on the first and second resistors R
1, R2 are replaced with first and second capacitors C1, C2,
The same holds when the ratio (C2 / C1) is set to 10. The case where the capacitors C1 and C2 are used will be described below.

【0020】図5は本発明の入力保護回路の第2の実施
の形態を示す。本実施の形態は、図1の抵抗R1〜R4
を静電容量C1〜C4に置き換えた構成にしている。す
なわち、抵抗11(R3),12(R4),13(R
1),14(R2)を静電容量51(C3),52(C
4),53(C1),54(C2)に代えた構成にして
いる。他の構成は、図1の構成と同じであるので、ここ
では重複する説明を省略する。
FIG. 5 shows a second embodiment of the input protection circuit of the present invention. In this embodiment, the resistors R1 to R4 shown in FIG.
Are replaced with capacitances C1 to C4. That is, the resistors 11 (R3), 12 (R4), 13 (R
1) and 14 (R2) are converted to capacitances 51 (C3) and 52 (C
4), 53 (C1) and 54 (C2). The other configuration is the same as the configuration in FIG. 1, and a duplicate description is omitted here.

【0021】図6は、本発明の第2の実施の形態におけ
る断面構造を示す。図6の構成は、図1と同様に、nM
OSFET11と第1,第2の静電容量C1,C2によ
り構成される入力保護回路、およびpMOSFET12
と第3,第4の静電容量C3,C4により構成される入
力保護回路は、不純物の導電型やバイアスが異なるだけ
で、これ以外の構造や動作はほぼ対称となっている。し
たがって、ここではnMOSFET11およびその周辺
構成についてのみ説明する。
FIG. 6 shows a sectional structure according to the second embodiment of the present invention. The configuration of FIG. 6 is similar to that of FIG.
An input protection circuit including an OSFET 11 and first and second capacitances C1 and C2, and a pMOSFET 12
The input protection circuit composed of the first and third and fourth capacitances C3 and C4 differs only in the conductivity type and bias of the impurity, and the other structures and operations are substantially symmetric. Therefore, only the nMOSFET 11 and its peripheral configuration will be described here.

【0022】図6の構造においては、層間絶縁膜(不図
示)を形成するまでは、抵抗R1,R2を形成しないこ
とを除き、上記第1の実施の形態と同様の工程を経る。
この後、金属配線で各部を接続するとき、2層の配線層
を用いて静電容量C1,C2を形成する。具体的には、
1層目の金属配線層を用いて一方の対向電極61,62
を形成し、また、層間絶縁膜(不図示)を形成する。こ
の後、2層目の金属配線層を用いて、他方の対向電極6
3,64を形成する。このようにして、対向電極61と
63で静電容量C1を、対向電極62と64で静電容量
C2を構成する。
In the structure of FIG. 6, steps similar to those of the first embodiment are performed until the formation of an interlayer insulating film (not shown), except that the resistors R1 and R2 are not formed.
Thereafter, when connecting the respective parts with the metal wiring, the capacitances C1 and C2 are formed using two wiring layers. In particular,
One counter electrode 61, 62 is formed using the first metal wiring layer.
Is formed, and an interlayer insulating film (not shown) is formed. Then, the other counter electrode 6 is formed using the second metal wiring layer.
3, 64 are formed. In this way, the capacitance C1 is formed by the opposed electrodes 61 and 63, and the capacitance C2 is formed by the opposed electrodes 62 and 64.

【0023】静電容量C1,C2の値は、上記したよう
に、電源電圧が3.3Vの場合、その比(C2/C1)
が10程度になるように設定すればよい。したがって、
例えばC1=0.1pF、C2=1pFとすれば、層間
膜厚1μmの配線間静電容量は、0.035pF/μm
2であるので、静電容量C1,C2の対向電極61〜6
4の面積は、それぞれ2900μm(正方形ならば54
μm□)と29000μm(同170μm□)となる。
As described above, when the power supply voltage is 3.3 V, the value of the capacitances C1 and C2 is expressed by the ratio (C2 / C1).
Should be set to about 10. Therefore,
For example, if C1 = 0.1 pF and C2 = 1 pF, the capacitance between wirings having an interlayer thickness of 1 μm is 0.035 pF / μm.
2 , the counter electrodes 61 to 6 of the capacitances C1 and C2
4 have an area of 2900 μm (54
μm □) and 29000 μm (170 μm □).

【0024】図7は第2の実施の形態において、3層の
金属配線層を用いて静電容量を形成した電極配置を示
す。この場合、第1の静電容量C1は対向電極61と6
3および対向電極71と63の間で形成され、さらに、
第2の静電容量C2は対向電極62と64および対向電
極72と64の間で形成される。これにより、2層まで
の金属配線層を用いた場合に比べ、電極面積を上記した
値の1/2にすることができる。さらに上層(4層以
上)の金属配線層を用いれば、更なる電極面積の低減が
可能になる。
FIG. 7 shows an electrode arrangement in which a capacitance is formed using three metal wiring layers in the second embodiment. In this case, the first capacitance C1 is
3 and between the opposing electrodes 71 and 63,
The second capacitance C2 is formed between the opposed electrodes 62 and 64 and between the opposed electrodes 72 and 64. As a result, the electrode area can be reduced to 値 of the above value, as compared with the case where up to two metal wiring layers are used. If an upper (four or more) metal wiring layer is used, the electrode area can be further reduced.

【0025】図8は本発明の入力保護回路の第3の実施
の形態を示す。図8においては、図1および図5と同一
部分には同一引用数字を用いたので、以下においては重
複する説明を省略する。本実施の形態は、nMOSFE
T11のドレイン(D)が入力端子Vinに接続され、そ
のソース(S)およびゲート(G)は共通接続され、こ
のソース(S)とゲート(G)はGND(グランド)に
接続されている。一方、pMOSFET12のドレイン
(D)は入力端子Vinに接続され、そのソース(S)と
ゲート(G)は共通接続された状態で電源Vddに接続さ
れている。電源Vddと入力端子Vinの間には、ダイオー
ド81がn3+n4個直列接続して順方向に挿入され、
これらをn3個とn4個に分割する接続点はpMOSF
ET12の基板(SB)に接続されている。さらに、入
力端子VinとGNDの間には、ダイオード81がn1+
n2個直列接続して順方向に挿入され、これらをn1個
とn2個に分割する接続点はnMOSFET11の基板
(SB)に接続されている。ダイオードの個数につい
て、以下に説明する。
FIG. 8 shows a third embodiment of the input protection circuit of the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals are used for the same portions as those in FIGS. 1 and 5, and thus, redundant description will be omitted below. In this embodiment, the nMOSFE
The drain (D) of T11 is connected to the input terminal Vin, the source (S) and the gate (G) are commonly connected, and the source (S) and the gate (G) are connected to GND (ground). On the other hand, the drain (D) of the pMOSFET 12 is connected to the input terminal Vin, and its source (S) and gate (G) are connected to the power supply Vdd in a state of being commonly connected. Between the power supply Vdd and the input terminal Vin, n3 + n4 diodes 81 are connected in series and inserted in the forward direction.
The connection point for dividing these into n3 and n4 is pMOSF
It is connected to the substrate (SB) of ET12. Further, a diode 81 is connected between the input terminal Vin and GND by n1 +
A connection point for connecting n2 pieces in series and inserting them in the forward direction and dividing them into n1 pieces and n2 pieces is connected to the substrate (SB) of the nMOSFET 11. The number of diodes will be described below.

【0026】ここで、n1個とn2個のダイオード81
の使用個数の決定方法を説明する。1個のダイオードの
順方向電圧をVf とすれば、 Vdd/(n1+n2)<Vf ・・・(1) を満たすように設定する。この設定は、n3個とn4個
のダイオード81についても同様である。(1)式に示
す設定は、通常動作時にダイオードを通じて流れるリー
クを抑えるための条件である。通常動作時には、n1+
n2個のダイオード81の両端には、最大でVddの電圧
が加わるため、各ダイオードに分配された電圧Vdd/
(n1+n2)が、各ダイオードの順方向電圧Vf に比
べて小さければリークは抑えられることになる。
Here, n1 and n2 diodes 81
The method of determining the number of used is described. Assuming that the forward voltage of one diode is Vf, it is set so as to satisfy Vdd / (n1 + n2) <Vf (1). This setting is the same for n3 and n4 diodes 81. The setting shown in the expression (1) is a condition for suppressing the leakage flowing through the diode during the normal operation. During normal operation, n1 +
Since a maximum voltage of Vdd is applied to both ends of the n2 diodes 81, the voltage Vdd /
If (n1 + n2) is smaller than the forward voltage Vf of each diode, the leakage can be suppressed.

【0027】例えば、電源電圧が3.3Vの場合、順方
向電圧Vf を0.33Vとすれば、(1)式からVdd/
Vf <n1+n2であるので、n1+n2>10(=
3.3/0.33)となる。したがって、n1を10
個、n2を1個にする。この場合、通常動作時の入力電
圧Vinは0Vと3.3Vの間にあるため、n1個のダイ
オード81とn2個のダイオード81の接続点の電位、
すなわちnMOSFET11の基板電位(SB電位)
は、n1+n2個のダイオード81で分配された0Vと
0.3Vの間で変化する。このような構成により、入力
端子Vinに印加された入力電圧に応じてpMOSFET
12とnMOSFET11の基板(SB)は順方向にバ
イアスされるため、スナップバックのトリガー電圧Vt1
を下げることができる。
For example, if the power supply voltage is 3.3 V, and if the forward voltage Vf is 0.33 V, then from the equation (1), Vdd /
Since Vf <n1 + n2, n1 + n2> 10 (=
3.3 / 0.33). Therefore, n1 is set to 10
And n2 are set to one. In this case, since the input voltage Vin in the normal operation is between 0 V and 3.3 V, the potential at the connection point between the n1 diodes 81 and the n2 diodes 81 is
That is, the substrate potential (SB potential) of the nMOSFET 11
Varies between 0V and 0.3V distributed by the n1 + n2 diodes 81. With such a configuration, pMOSFET according to the input voltage applied to the input terminal Vin
12 and the substrate (SB) of the nMOSFET 11 are biased in the forward direction, so that the snapback trigger voltage Vt1
Can be lowered.

【0028】図9は図8に示した実施の形態の断面構造
を示す。ここでは、nMOSFET11とn1個とn2
個のダイオード81により構成される回路部分、および
pMOSFET12とn3個とn4個のダイオード81
により構成される回路部分は、MOSFET部分の不純
物の導電型、バイアスが異なるのみで、これ以外の構造
や動作は対称的な関係にあり、基本的に同じであるた
め、nMOSFET11とこれにかかわる回路について
のみ図示している。
FIG. 9 shows a sectional structure of the embodiment shown in FIG. Here, nMOSFET11, n1 and n2
Circuit portion composed of the diodes 81, the pMOSFET 12, n3 and n4 diodes 81
Is different from the MOSFET part only in the conductivity type and the bias of the impurities in the MOSFET part. Since the other structures and operations are symmetrical and basically the same, the nMOSFET 11 and the circuit related thereto Is shown only in FIG.

【0029】まず、p型基板21中に、深さ450nm
の素子分離酸化膜22を形成する。次に、フォトレジス
トをマスクにしてリンを1MeVで3×1013cm-2
入し、ディープnウェル23を形成する。次に、フォト
レジストをマスクとして、ボロンを300keVで2×
1013cm-2、200keVで4×1012cm-2、30
keVで5×1012cm-2と連続して注入し、pウェル
24を形成する。この後、フォトレジストをマスクにし
て、リンを700keVで2×1013cm-2、500k
eVで4×1012cm-2、さらに、ヒ素を100keV
で5×1012cm-2と連続して注入し、nウェル91を
形成する。ついで、厚さ7nmのゲート酸化膜を介して
厚さ150nm、ゲート長0.35μmの多結晶シリコ
ンのゲート電極25を形成する。次に、フォトレジスト
をマスクにして砒素を20keVで5×1013cm-2
入し、ソース、ドレインの低濃度領域(不図示)を形成
した後、幅100nmの酸化膜のゲート側壁(不図示)
を形成する。
First, a p-type substrate 21 is provided with a depth of 450 nm.
Is formed. Next, phosphorus is implanted at 3 × 10 13 cm −2 at 1 MeV using a photoresist as a mask to form a deep n-well 23. Next, using a photoresist as a mask, boron is applied at 300 keV for 2 ×.
10 13 cm -2 , 4 × 10 12 cm -2 at 200 keV, 30
A p-well 24 is formed by continuously implanting 5 × 10 12 cm −2 at keV. Thereafter, using a photoresist as a mask, phosphorus is applied at 700 keV to 2 × 10 13 cm −2 and 500 kV.
4 × 10 12 cm −2 in eV, and 100 keV in arsenic
5 × 10 12 cm −2 to form an n-well 91. Next, a gate electrode 25 of polycrystalline silicon having a thickness of 150 nm and a gate length of 0.35 μm is formed via a gate oxide film having a thickness of 7 nm. Then, using a photoresist as a mask, arsenic is implanted at 5 × 10 13 cm −2 at 20 keV to form low-concentration regions (not shown) of source and drain, and then a gate sidewall (not shown) of an oxide film having a width of 100 nm is formed. )
To form

【0030】次に、フォトレジストをマスクにして砒素
を50keVで3×1015cm-2注入し、ソース、ドレ
インの高濃度領域26,27を形成してnMOSFET
11を形成するとともに、ディープnウェル23のコン
タクト領域28およびnウェル91のコンタクト領域9
2を形成する。このnMOSFET11のチャネル幅は
500μmである。ついで、フォトレジストをマスクに
してBF2(2フッ化ホウ素)を30keVで3×10
15cm-2注入し、pウェル24のコンタクト領域29お
よびp型基板21のコンタクト領域30を形成するとと
もに、高濃度p型領域93を形成し、pn接合によるダ
イオード94を形成する。この後、ゲート電極25、ソ
ース、ドレインの高濃度領域26,27、コンタクト領
域28,29,30,92およびダイオード94の高濃
度領域93の表面に厚さ30nmのコバルトシリサイド
層31を形成し、層間絶縁膜(不図示)を形成し、金属
配線95,96を用いて各部を接続する。
Then, using a photoresist as a mask, arsenic is implanted at 3 × 10 15 cm −2 at 50 keV to form high-concentration regions 26 and 27 of source and drain to form an nMOSFET.
11 and the contact region 28 of the deep n-well 23 and the contact region 9 of the n-well 91
Form 2 The channel width of this nMOSFET 11 is 500 μm. Then, BF2 (boron difluoride) was applied at 30 keV to 3 × 10
By implanting 15 cm −2 , the contact region 29 of the p well 24 and the contact region 30 of the p-type substrate 21 are formed, a high-concentration p-type region 93 is formed, and a diode 94 by a pn junction is formed. Thereafter, a 30-nm-thick cobalt silicide layer 31 is formed on the surfaces of the gate electrode 25, the source and drain high concentration regions 26 and 27, the contact regions 28, 29, 30, and 92, and the high concentration region 93 of the diode 94. An interlayer insulating film (not shown) is formed, and each part is connected using metal wirings 95 and 96.

【0031】なお、図8で説明したnMOSFET11
の基板(SB)は、本実施の形態では、図9におけるデ
ィープnウェル23で囲まれたpウェル24に相当し、
ディープnウェル23は電源Vddに、p型基板21はグ
ランド(GND)に接続されている。
The nMOSFET 11 described with reference to FIG.
In the present embodiment, the substrate (SB) corresponds to the p-well 24 surrounded by the deep n-well 23 in FIG.
The deep n-well 23 is connected to the power supply Vdd, and the p-type substrate 21 is connected to ground (GND).

【0032】また、図9において、不図示のpMOSF
ET12は、nウェル91と同時に形成される別のnウ
ェルの中に形成されることになり、nMOSFET11
のディープnウェル23に対応するものは不要である。
逆に、n型基板を用いれば、pMOSFET12がディ
ープpウェルで囲まれたnウェルの中に形成され、nM
OSFET11はpウェルの中に形成されるので、ディ
ープnウェルが不要になる。
In FIG. 9, a pMOSF (not shown)
The ET 12 is formed in another n-well formed simultaneously with the n-well 91, and the nMOSFET 11
The one corresponding to the deep n-well 23 is unnecessary.
Conversely, if an n-type substrate is used, the pMOSFET 12 is formed in an n-well surrounded by a deep p-well, and nM
Since the OSFET 11 is formed in the p-well, a deep n-well is not required.

【0033】前記各実施の形態においては、電源を正の
単一電源にしたが、正負2電源の構成にしてもよい。す
なわち、nMOSFET11のソース、ゲートおよび抵
抗16(または、静電容量54、ダイオード84)をG
NDから負電源に接続替えした構成であってもよい。ま
た、必ずしも正電位の電源側とグランド電位または負電
位の電源側の双方に、同一の保護手段(分圧抵抗、静電
容量、ダイオード)を用いる必要は無く、その効果等に
応じて、これらの手段を組み合わせて使ってもよいし、
従来の方法を組み合わせて使っても構わない。
In each of the embodiments described above, the power supply is a single positive power supply. That is, the source, gate and resistor 16 (or the capacitance 54 and the diode 84) of the nMOSFET 11 are set to G
A configuration in which connection is changed from ND to a negative power supply may be used. Further, it is not always necessary to use the same protection means (voltage dividing resistor, capacitance, diode) on both the positive potential power supply side and the ground potential or negative potential power supply side. May be used in combination,
Conventional methods may be used in combination.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の入力保護回
路によれば、各電源端子と入力端子間に抵抗、静電容
量、またはダイオードにより分圧した電圧をpMOSF
ETおよびnMOSFETの各基板に印加する保護手段
を設け、入力電圧に応じて半導体基板をバイアスし、ス
ナップバックのトリガー電圧を下げるようにしたので、
過電圧の入力からMOSFETによる内部素子のゲート
酸化膜の破壊を防止することができる。
As described above, according to the input protection circuit of the present invention, the voltage divided by the resistor, the capacitance, or the diode between each power supply terminal and the input terminal is applied to the pMOSF.
Protective means applied to each substrate of ET and nMOSFET are provided, and the semiconductor substrate is biased according to the input voltage so that the snapback trigger voltage is lowered.
Destruction of the gate oxide film of the internal element by the MOSFET from input of an overvoltage can be prevented.

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

【図1】本発明による入力保護回路の第1の実施の形態
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of an input protection circuit according to the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の断面構造を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure according to the first embodiment of the present invention.

【図3】nMOSFETで測定したスナップバックのト
リガー電圧Vt1の順方向基板電圧Vsub の依存性を示す
特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the dependency of a snapback trigger voltage Vt1 measured by an nMOSFET on a forward substrate voltage Vsub.

【図4】nMOSFETで測定したオフ電流Ioff と順
方向基板電圧Vsub との関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between an off-current Ioff measured by an nMOSFET and a forward substrate voltage Vsub.

【図5】本発明の入力保護回路の第2の実施の形態を示
す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the input protection circuit of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態の断面構造を示す断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional structure according to a second embodiment of the present invention.

【図7】第2の実施の形態において3層の金属配線層を
用いて形成した静電容量部を形成した場合の電極配置を
示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing an electrode arrangement in a case where a capacitance portion formed using three metal wiring layers is formed in the second embodiment.

【図8】本発明の入力保護回路の第3の実施の形態を示
す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment of the input protection circuit of the present invention.

【図9】図8に示した実施の形態の断面構造を示す断面
図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a sectional structure of the embodiment shown in FIG. 8;

【図10】従来の入力保護回路を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional input protection circuit.

【図11】スナップバック動作が生じた際の電流―電圧
特性を示す特性図である。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing current-voltage characteristics when a snapback operation occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 nMOSFET 12 pMOSFET 13 抵抗(R3) 14 抵抗(R4) 15 抵抗(R1) 16 抵抗(R2) 51 静電容量(C3) 52 静電容量(C4) 53 静電容量(C1) 54 静電容量(C2) 61〜64,71,72 対向電極 81 ダイオード 11 nMOSFET 12 pMOSFET 13 resistance (R3) 14 resistance (R4) 15 resistance (R1) 16 resistance (R2) 51 capacitance (C3) 52 capacitance (C4) 53 capacitance (C1) 54 capacitance ( C2) 61-64, 71, 72 Counter electrode 81 Diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/092 29/78 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 21/8234 H01L 21/8238 H01L 27/088 H01L 27/092 H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H01L 27/092 29/78 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 21/8234 H01L 21/8238 H01L 27/088 H01L 27/092 H01L 29/78

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成されたMOSFET
のゲートおよびソースを所定の電位の電源に接続し、前
記MOSFETのドレインを保護される回路の入力端子
に接続して構成された入力保護回路において、 前記入力端子に加えられる電圧レベルの増加に応じて前
記MOSFETの基板電圧のレベルを増加させることに
より、前記MOSFETのスナップバックのトリガー電
圧を低下させる保護手段を前記所定の電位の電源と前記
入力端子の間に設けたことを特徴とする入力保護回路。
1. A MOSFET formed on a semiconductor substrate.
In the input protection circuit configured by connecting the gate and the source of the MOSFET to a power source of a predetermined potential and connecting the drain of the MOSFET to the input terminal of the circuit to be protected, according to an increase in the voltage level applied to the input terminal Protection means for reducing the snap-back trigger voltage of the MOSFET by increasing the level of the substrate voltage of the MOSFET between the power supply having the predetermined potential and the input terminal. circuit.
【請求項2】 前記MOSFETは、前記所定の電位の
電源が正電位の電源であるとき、pMOSFETであ
り、前記所定の電位の電源がグランド電位あるいは負電
位の電源であるとき、nMOSFETであり、 前記保護手段は、前記正電位、前記グランド電位あるい
は前記負電位の電源と前記MOSFETの基板の間に接
続された第1の分圧抵抗と、前記MOSFETの基板と
前記入力端子の間に接続された第2の分圧抵抗によって
構成される請求項1記載の入力保護回路。
2. The MOSFET is a pMOSFET when the power supply of the predetermined potential is a power supply of a positive potential, and is an nMOSFET when the power supply of the predetermined potential is a power supply of a ground potential or a negative potential. The protection means is connected between a power supply of the positive potential, the ground potential or the negative potential and a first voltage-dividing resistor connected between the MOSFET substrate and the MOSFET substrate and the input terminal. 2. The input protection circuit according to claim 1, wherein said input protection circuit is constituted by a second voltage dividing resistor.
【請求項3】 前記第1,第2の分圧抵抗は、ゲート電
極と同一層の多結晶シリコンで形成されていることを特
徴とする請求項2記載の入力保護回路。
3. The input protection circuit according to claim 2, wherein said first and second voltage dividing resistors are formed of the same layer of polycrystalline silicon as the gate electrode.
【請求項4】 前記MOSFETは、前記所定の電位の
電源が正電位の電源であるとき、pMOSFETであ
り、前記所定の電位の電源がグランド電位あるいは負電
位の電源であるとき、nMOSFETであり、 前記保護手段は、前記正電位、前記グランド電位あるい
は負電位の電源と前記MOSFETの基板の間に順方向
に接続された第1の静電容量と、前記MOSFETの基
板と前記入力端子の間に順方向に接続された第2の静電
容量によって構成される請求項1記載の入力保護回路。
4. The MOSFET is a pMOSFET when the power supply of the predetermined potential is a power supply of a positive potential, and is an nMOSFET when the power supply of the predetermined potential is a power supply of a ground potential or a negative potential, The protection means includes a first capacitance connected in a forward direction between the power supply of the positive potential, the ground potential or the negative potential, and the substrate of the MOSFET, and a first capacitance connected between the substrate of the MOSFET and the input terminal. 2. The input protection circuit according to claim 1, wherein the input protection circuit includes a second capacitance connected in a forward direction.
【請求項5】 前記第1および第2の静電容量は、2層
以上の金属配線層を電極に用いて形成されていることを
特徴とする請求項4記載の入力保護回路。
5. The input protection circuit according to claim 4, wherein said first and second capacitances are formed using two or more metal wiring layers as electrodes.
【請求項6】 前記MOSFETは、前記所定の電位の
電源が正電位の電源であるとき、pMOSFETであ
り、前記所定の電位の電源がグランド電位あるいは負電
位の電源であるとき、nMOSFETであり、 前記保護手段は、前記正電位、前記グランド電位あるい
は負電位の電源と前記MOSFETの基板の間に順方向
に接続された第1のダイオードと、前記MOSFETの
基板と前記入力端子の間に順方向に接続された第2のダ
イオードによって構成される請求項1記載の入力保護回
路。
6. The MOSFET is a pMOSFET when the power supply of the predetermined potential is a power supply of a positive potential, and is an nMOSFET when the power supply of the predetermined potential is a power supply of a ground potential or a negative potential. The protection means includes: a first diode connected in a forward direction between the power supply of the positive potential, the ground potential or the negative potential and the substrate of the MOSFET; and a forward diode connected between the substrate of the MOSFET and the input terminal. 2. The input protection circuit according to claim 1, comprising a second diode connected to the input terminal.
【請求項7】 前記第1のダイオードは、少なくとも1
個のダイオードからなり、 前記第2のダイオードは、直列接続された複数のダイオ
ードからなり、 前記入力端子に印加される電圧が前記電源電圧以下であ
るとき、前記第1,第2のダイオードのそれぞれに加わ
る電圧が順方向ダイオード電圧よりも低い電圧であるこ
とを特徴とする請求項6記載の入力保護回路。
7. The method of claim 1, wherein the first diode has at least one
The second diode is composed of a plurality of diodes connected in series, and when the voltage applied to the input terminal is equal to or less than the power supply voltage, each of the first and second diodes 7. The input protection circuit according to claim 6, wherein a voltage applied to the input protection circuit is lower than a forward diode voltage.
【請求項8】 前記保護手段は、前記入力端子に印加さ
れる電圧が前記電源電圧以下であるとき、前記半導体基
板の電位変化が、前記電源の前記所定の電位より約0.
5V以下になるように設定することを特徴とする請求項
1記載の入力保護回路。
8. The protection device according to claim 1, wherein when a voltage applied to said input terminal is equal to or lower than said power supply voltage, a change in a potential of said semiconductor substrate is about 0.
2. The input protection circuit according to claim 1, wherein the input protection circuit is set to be 5 V or less.
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