JP3241698B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3241698B2
JP3241698B2 JP21041399A JP21041399A JP3241698B2 JP 3241698 B2 JP3241698 B2 JP 3241698B2 JP 21041399 A JP21041399 A JP 21041399A JP 21041399 A JP21041399 A JP 21041399A JP 3241698 B2 JP3241698 B2 JP 3241698B2
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英典 町田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に電源電圧の異なる多電源にて使用する場
合に好適な半導体集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体集積回路装置は図3に示す
ように、エピタキシャル領域4とイオン注入抵抗6から
構成されるイオン注入抵抗領域50と、エピタキシャル
領域5とイオン注入抵抗7から構成されるイオン注入抵
抗領域51と、電源1から正電圧が印加される電圧入力
端子CN1と、電源2から正電圧が印加される電圧入力
端子CN2と、電源3から負電圧が印加される電圧入力
端子CN3と、基板(サブストレート)8から構成され
ている。
【0003】次に、上記従来の半導体集積回路装置の動
作について説明する。電源1はイオン注入抵抗領域50
のエピタキシャル領域4に接続して電圧を供給し、電源
2はイオン注入抵抗領域51のエピタキシャル領域5に
接続して電圧を供給し、電源3は基板(サブストレー
ト)8に接続して電圧を供給する。イオン注入抵抗領域
50及びイオン注入抵抗領域51は各々、電源1及び電
源2により正電圧が印可され、負電圧の電源3に接続さ
れた基板(サブストレート)8を介して電気的に分離さ
れた状態となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような、従来の
半導体集積回路装置は以下に記すように第1〜3の問題
点がある。
【0005】第1の問題点は、アナログアレイ構成の場
合に異なった電源電圧のイオン注入抵抗をイオン注入抵
抗領域に1個でも使用した場合、イオン注入抵抗領域の
エピタキシャル領域がそれより高い又は同等の電源電圧
に接続しない限り、そのイオン注入抵抗領域が使用でき
なくなるため、アナログアレイの使用効率が悪化してし
まうという問題点である。上記第1の問題点が生じる理
由は、電源1の電圧が電源2の電圧より低い場合に、イ
オン注入抵抗領域51上のイオン注入抵抗7がすべて使
用される。このため、イオン注入抵抗領域50上のイオ
ン注入抵抗6を電源2の電圧のイオン注入抵抗として使
用した場合、イオン注入抵抗の構造上イオン注入抵抗6
をアノード、エピタキシャル領域4をカソード、とする
寄生ダイオードが生じるため、電源2から寄生ダイオー
ドを介して電源1に接続されてしまう。このため、寄生
ダイオードが破壊され、イオン注入抵抗を1個でも使用
した場合には、その抵抗領域50が使用できなくなるた
めである。
【0006】第2の問題点は、3種類又はそれ以上の電
源を使用する場合に、一番電圧の高い電源に対して、イ
オン注入抵抗領域を接続しなければ、電源電圧の異なっ
た回路間にてイオン注入抵抗を介した信号の受け渡しが
出来なくなるという問題点である。上記第2の問題点が
生じる理由は、電圧の低い電源にイオン注入抵抗領域が
接続されているイオン注入抵抗と、電圧の高い電源にイ
オン注入抵抗領域が接続されているイオン注入抵抗との
間において、信号の受け渡しを行った場合に、電圧の低
い電源に接続されているイオン注入抵抗6の電圧が、電
圧の高い電源に接続されているイオン注入抵抗7の電
圧、より低い条件になると、イオン注入抵抗6をアノー
ド、エピタキシャル領域4をカソードとする寄生ダイオ
ードが生じ、電圧の高い電源のイオン注入抵抗7より寄
生ダイオードを介して電源1に接続されてしまうため、
回路動作が異常となるためである。
【0007】第3の問題点は、3種類又はそれ以上の電
源を使用する場合に、イオン注入抵抗領域51上のイオ
ン注入抵抗7がすべて使用されたために、イオン注入抵
抗領域50上のイオン注入抵抗6を電源2の電圧のイオ
ン注入抵抗として使用する場合、または、電源電圧の異
なった回路間にてイオン注入抵抗を介した信号の受け渡
しをする場合に、一番電圧の高い電源にイオン注入抵抗
領域50,51を接続しなければならないが、そのため
に一番電圧の高い電源を最初に立ち上げる順序回路が必
ず必要になるという問題である。上記第3の問題点が生
じる理由は、電圧の低い電源が先に立上がってしまうと
一番電圧の高い電源にイオン注入抵抗領域50、51が
接続されているため、電圧の低い電源に接続されている
イオン注入抵抗6を介してイオン注入抵抗の構造上イオ
ン注入抵抗6をアノード、エピタキシャル領域4をカソ
ードとする寄生ダイオードが生じ、また、イオン注入抵
抗6を介して電圧の高い電源のイオン注入抵抗7に接続
されてしまうため、イオン注入抵抗の構造上イオン注入
抵抗7をアノード、エピタキシャル領域5をカソードと
する寄生ダイオードが生じるため、電圧の低い電源から
イオン注入抵抗6を介して寄生ダイオードにより、まだ
立上がっていない一番電圧の高い電源に接続されてしま
い寄生ダイオードが破壊してしまう、或は、電圧の低い
電源が立上がらなくなってしまう場合もあり、一番電圧
の高い電源を最初に立ち上げる順序回路が必ず必要とな
るためである。
【0008】本発明は、上記従来の問題点や事情に鑑み
てなされたものであって、電源電圧が異なっていてもイ
オン注入抵抗をアノード、エピタキシャル領域をカソー
ドとする寄生ダイオードが生じず、且つ、外部にて立ち
上げ順序回路が不要となるように動作する半導体集積回
路装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体集積
回路装置は、「第一のエピタキシャル領域と第一のイオ
ン注入抵抗から構成される第一のイオン注入抵抗領域
と、前記第一のエピタキシャル領域内に設けられた第一
の電圧入力端子と、第二のエピタキシャル領域と第二の
イオン注入抵抗から構成される第二のイオン注入抵抗領
域と、前記第二のエピタキシャル領域内に設けられた第
二の電圧入力端子と、前記第一のイオン注入抵抗領域と
前記第二のイオン注入抵抗領域と、を電気的に分離する
ための第三の電圧入力端子と、基板と、から構成された
半導体集積回路装置において、第一の電源とアノードが
接続された第一のダイオードと、第二の電源とアノード
が接続された第二のダイオードと、前記第一のダイオー
ドのアノードとカソードを接続する第一のスイッチと、
前記第二のダイオードのアノードとカソードを接続する
第二のスイッチと、を有し、前記第一のダイオードのカ
ソードと前記第二のダイオードのカソードと前記第一の
電圧入力端子と前記第二の電圧入力端子とが接続され、
第三の電源と前記第三の電圧入力端子とが接続されたこ
と」(請求項1)、を特徴とする。
【0010】また、 ・前記第二のダイオード及び前記第二のスイッチを複数
有すること(請求項2)、 ・前記第一のイオン注入抵抗及び前記第二のイオン注入
抵抗を複数有すること(請求項3)、 ・前記第一のイオン注入抵抗領域及び前記第二のイオン
注入抵抗領域をN型とし、 前記第一のイオン注入抵抗及び前記第二のイオン注入抵
抗をP型とし、前記基板をP型としたこと(請求項
4)、を特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る半導体集積回
路装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明
するが、本発明は、以下の第1、2の実施の形態に限定
されるものではなく、前記の発明を特定する事項の範囲
内で適宜変更することができるものである。図1は、本
発明に係る半導体集積回路装置の第1の実施の形態を説
明する構成図である。なお、従来の半導体集積回路装置
(図3)と共通の構成要素には共通の参照文字及び数字
を付してある。
【0012】(第1の実施の形態)本実施の形態は図1
に示すように、N型のエピタキシャル領域4(第一のエ
ピタキシャル領域)とP型の複数のイオン注入抵抗6
(第一のイオン注入抵抗)から構成されるイオン注入抵
抗領域50(第一のイオン注入抵抗領域)と、エピタキ
シャル領域4内に設けられた電圧入力端子CN1(第一
の電圧入力端子)と、N型のエピタキシャル領域5(第
二のエピタキシャル領域)とP型の複数のイオン注入抵
抗7(第二のイオン注入抵抗)から構成されるイオン注
入抵抗領域51(第二のイオン注入抵抗領域)と、エピ
タキシャル領域5内に設けられた電圧入力端子CN2
(第二の電圧入力端子)と、イオン注入抵抗領域50と
イオン注入抵抗領域51とを電気的に分離するための電
圧入力端子CN3(第三の電圧入力端子)と、P型の基
板(半導体集積回路装置のサブストレート)8と、から
構成される。また、正電圧を供給する電源1(第一の電
源)とアノードが接続されたダイオード9(第一のダイ
オード)と、正電圧を供給する電源2(第二の電源)と
アノードが接続されたダイオード10(第二のダイオー
ド)と、ダイオード9のアノードとカソードを接続する
スイッチ11(第一のスイッチ)と、ダイオード10の
アノードとカソードを接続するスイッチ12(第二のス
イッチ)とを有している。さらに、ダイオード9のカソ
ードとダイオード10のカソードと電圧入力端子CN1
と電圧入力端子CN2とが接続されている。また、負電
圧を供給する電源3(第三の電源)と電圧入力端子CN
3とが接続されている。
【0013】次に、本実施の形態の動作について図1を
参照して説明する。電源1が電源2よりも先に電圧印加
された場合は、ダイオード9を介してイオン注入抵抗領
域50の電圧入力端子CN1からエピタキシャル領域4
に、また、イオン注入抵抗領域51の電圧入力端子CN
2からエピタキシャル領域5に正電圧を供給する。逆
に、電源2が電源1より先に電圧印加された場合は、ダ
イオード10を介してイオン注入抵抗領域51の電圧入
力端子CN1からエピタキシャル領域5に、また、イオ
ン注入抵抗領域50の電圧入力端子CN2からエピタキ
シャル領域4に正電圧を供給する。また、いずれの場合
も、電源3は電圧入力端子CN3から基板8へ負電圧を
供給する。このように、ダイオード9またはダイオード
10を介してイオン注入抵抗領域50、51に正電圧を
供給するために、電源1または電源2のどちらが先に立
上がってもイオン注入抵抗領域50、51に正電圧が供
給される。さらに、ダイオード9、10の両端をスイッ
チ11及びスイッチ12により短絡することにより電源
1とエピタキシャル領域4、または電源2とエピタキシ
ャル領域5の電位差を0Vとすることができる。
【0014】(第2の実施の形態)次に、図2を参照し
て本発明に係る半導体集積回路装置の第2の実施の形態
について説明する。なお、図1と共通の構成要素には共
通の参照文字及び数字を付してある。本実施の形態は、
正電圧を印可する電源が3電源以上の多電源入力となっ
た場合である。本実施の形態は図2に示すように、N型
のエピタキシャル領域4とP型の複数のイオン注入抵抗
6から構成されるイオン注入抵抗領域50と、エピタキ
シャル領域4内に設けられた電圧入力端子CN1と、N
型のエピタキシャル領域5とP型の複数のイオン注入抵
抗7から構成されるイオン注入抵抗領域51と、エピタ
キシャル領域5内に設けられた電圧入力端子CN2と、
イオン注入抵抗領域50とイオン注入抵抗領域52とを
電気的に分離するための電圧入力端子CN3と、P型の
基板8と、から構成される。また、正電圧を供給する電
源1とアノードが接続されたダイオード9と、正電圧を
供給する電源21〜21nと、それぞれの電源とアノー
ドが接続されたダイオード101〜10nと、ダイオー
ド9のアノードとカソードを接続するスイッチ11と、
ダイオード101〜10nのそれぞれのアノードとカソ
ードを接続するスイッチ12〜12nとを有している。
さらに、ダイオード9のカソードとダイオード101〜
10nのカソードと電圧入力端子CN1と電圧入力端子
CN2とが接続されている。また、負電圧を供給する電
源3と電圧入力端子CN3とが接続されている。
【0015】次に、本実施の形態の動作について図2を
参照して説明する。電源1が電源21〜21nより先に
電圧印加された場合は、ダイオード10を介してイオン
注入抵抗領域51の電圧入力端子CN1からエピタキシ
ャル領域5に、また、イオン注入抵抗領域50の電圧入
力端子CN2からエピタキシャル領域4に正電圧を供給
する。逆に、電源21〜21nが電源1より先に電圧印
加された場合は、電源21〜21nのうち一番電圧の高
い電源から、ダイオード10を介してイオン注入抵抗領
域51の電圧入力端子CN1からエピタキシャル領域5
に、また、イオン注入抵抗領域50の電圧入力端子CN
2からエピタキシャル領域4に正電圧を供給する。ま
た、いずれの場合も、電源3は電圧入力端子CN3から
基板8へ負電圧を供給する。このように、電源21〜2
1nのうち一番電圧の高い電源から、イオン注入抵抗領
域50、51に正電圧が供給される。さらに、ダイオー
ド9、101〜10nの両端をスイッチ11及びスイッ
チ121〜12nにより短絡することにより電源1とエ
ピタキシャル領域4、または電源21〜21nとエピタ
キシャル領域5の電位差を0Vとすることができる。な
お、nは2以上の整数である。
【0016】
【発明の効果】本発明に係る半導体集積回路装置は、上
述のように構成されており、常に一番電圧の高い電源に
ダイオードを介してイオン注入抵抗のエピタキシャル領
域が接続されるため、イオン注入抵抗をアノード、エピ
タキシャル領域をカソードとする寄生ダイオードが生じ
ないので、アナログアレイ構成の場合に異なった電源電
圧のイオン注入抵抗をイオン注入抵抗領域に使用して
も、常に一番電圧の高い電源にダイオードを介してイオ
ン注入抵抗のエピタキシャル領域が接続される。このた
め、電源電圧に制約されることがなくなり、抵抗領域を
自由に使用できるようになり、アナログアレイの使用効
率が悪化することはなくなる。また、ダイオード9、1
0等を介してイオン注入抵抗領域50、51のエピタキ
シャル領域4、5に電圧を供給するため、電圧の低い電
源に接続されているイオン注入抵抗6の電圧が、電圧の
高い電源に接続されているイオン注入抵抗7の電圧より
低く、または、電圧の低い電源に接続されているイオン
注入抵抗6の電圧が、電圧の高い電源に接続されている
イオン注入抵抗7の電圧より高い条件になっても、イオ
ン注入抵抗をアノード、エピタキシャル領域をカソード
とする寄生ダイオードが生じないため、回路動作が異常
となることがない。このため、3種類又はそれ以上の電
源を使用する場合に、常に一番電圧の高い電源にダイオ
ードを介してイオン注入抵抗のエピタキシャル領域が接
続されるため、電源電圧の異なった回路間において、イ
オン注入抵抗を介した信号の受け渡しが出来る。さら
に、3種類又はそれ以上の電源を使用する場合において
は、一番電圧の高い電源にイオン注入抵抗領域50、5
1のエピタキシャル領域4、5を接続しなければならな
いが、本発明は、一番電圧の高い電源にダイオードを介
してイオン注入抵抗のエピタキシャル領域が接続される
ため、一番電圧の高い電源を最初に立ち上げる順序回路
を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体集積回路装置の第1の実施
の形態を説明する構成図である。
【図2】本発明に係る半導体集積回路装置の第2の実施
の形態を説明する構成図である。
【図3】従来の半導体集積回路装置を説明する構成図で
ある。
【符号の説明】
1、2、21〜21n、3 電源 4,5 エピタキシャル領域 6,7 イオン注入抵抗 8 基板(半導体集積回路装置のサブストレート) 9,10,101〜10n ダイオード 11,12,121〜12n スイッチ 50,51 イオン注入抵抗領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/04 H01L 21/82 H01L 21/822

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一のエピタキシャル領域と第一のイオ
    ン注入抵抗から構成される第一のイオン注入抵抗領域
    と、前記第一のエピタキシャル領域内に設けられた第一
    の電圧入力端子と、第二のエピタキシャル領域と第二の
    イオン注入抵抗から構成される第二のイオン注入抵抗領
    域と、前記第二のエピタキシャル領域内に設けられた第
    二の電圧入力端子と、前記第一のイオン注入抵抗領域と
    前記第二のイオン注入抵抗領域と、を電気的に分離する
    ための第三の電圧入力端子と、基板と、から構成された
    半導体集積回路装置において、第一の電源とアノードが
    接続された第一のダイオードと、第二の電源とアノード
    が接続された第二のダイオードと、前記第一のダイオー
    ドのアノードとカソードを接続する第一のスイッチと、
    前記第二のダイオードのアノードとカソードを接続する
    第二のスイッチと、を有し、前記第一のダイオードのカ
    ソードと前記第二のダイオードのカソードと前記第一の
    電圧入力端子と前記第二の電圧入力端子とが接続され、
    第三の電源と前記第三の電圧入力端子とが接続されたこ
    とを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記第二のダイオード及び前記第二のス
    イッチを複数有することを特徴とする請求項1に記載の
    半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記第一のイオン注入抵抗及び前記第二
    のイオン注入抵抗を複数有することを特徴とする請求項
    1又は2に記載の半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記第一のイオン注入抵抗領域及び前記
    第二のイオン注入抵抗領域をN型とし、前記第一のイオ
    ン注入抵抗及び前記第二のイオン注入抵抗をP型とし、
    前記基板をP型としたことを特徴とする請求項1〜3の
    いずれかに記載の半導体集積回路装置。
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