JP3386679B2 - 保護回路 - Google Patents
保護回路Info
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- JP3386679B2 JP3386679B2 JP01529897A JP1529897A JP3386679B2 JP 3386679 B2 JP3386679 B2 JP 3386679B2 JP 01529897 A JP01529897 A JP 01529897A JP 1529897 A JP1529897 A JP 1529897A JP 3386679 B2 JP3386679 B2 JP 3386679B2
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の保護
回路に関し、特にMOS型半導体装置の静電破壊保護回
路に係わる。
回路に関し、特にMOS型半導体装置の静電破壊保護回
路に係わる。
【0002】
【従来の技術】図4は、MOS型半導体装置に用いられ
る従来の静電破壊保護回路の回路例を示す。この保護回
路は、一対の主としてノーマリー・オフのpチャネルM
OSトランジスタQ11とnチャネルMOSトランジス
タQ12とにより構成される。これらのMOSトランジ
スタQ11、Q12は、保護MOSトランジスタとも呼
ばれる。
る従来の静電破壊保護回路の回路例を示す。この保護回
路は、一対の主としてノーマリー・オフのpチャネルM
OSトランジスタQ11とnチャネルMOSトランジス
タQ12とにより構成される。これらのMOSトランジ
スタQ11、Q12は、保護MOSトランジスタとも呼
ばれる。
【0003】図4に示すように、入力または出力端子T
11は、pチャネルMOSトランジスタQ11のドレイ
ンとnチャネルMOSトランジスタQ12のドレインに
接続され、さらに内部回路に接続される。pチャネルM
OSトランジスタQ11のゲート、ソース及び基板には
電源電位VDDが供給され、nチャネルMOSトランジ
スタQ12のゲート、ソース及び基板は接地されてい
る。
11は、pチャネルMOSトランジスタQ11のドレイ
ンとnチャネルMOSトランジスタQ12のドレインに
接続され、さらに内部回路に接続される。pチャネルM
OSトランジスタQ11のゲート、ソース及び基板には
電源電位VDDが供給され、nチャネルMOSトランジ
スタQ12のゲート、ソース及び基板は接地されてい
る。
【0004】この静電破壊保護回路では、保護MOSト
ランジスタのドレインと基板間で形成される接合ダイオ
ードによって外部からの過大電流を逃し、内部回路が破
壊させるのを防いでいる。
ランジスタのドレインと基板間で形成される接合ダイオ
ードによって外部からの過大電流を逃し、内部回路が破
壊させるのを防いでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、保護
回路としてダイオードのような素子を用いている。その
ため、十分な保護効果を得るためには、大きな接合面積
が必要となる。さらに、保護MOSトランジスタのパタ
ーンでは、ソースとドレインを一定の長さ以上対向して
配置し、このソースとドレインに沿ってゲートを配置し
ている。そのため、保護回路の形状に制約が生じる。ま
た、保護回路に保護MOSトランジスタを使用すると、
ゲート部分やソース部分の面積が加算され、保護回路の
チップ面積に占める割合が増大してしまう。本発明は、
上記課題に鑑みてなされたもので、MOS型半導体装置
の静電破壊保護回路の面積を縮小することを目的とす
る。
回路としてダイオードのような素子を用いている。その
ため、十分な保護効果を得るためには、大きな接合面積
が必要となる。さらに、保護MOSトランジスタのパタ
ーンでは、ソースとドレインを一定の長さ以上対向して
配置し、このソースとドレインに沿ってゲートを配置し
ている。そのため、保護回路の形状に制約が生じる。ま
た、保護回路に保護MOSトランジスタを使用すると、
ゲート部分やソース部分の面積が加算され、保護回路の
チップ面積に占める割合が増大してしまう。本発明は、
上記課題に鑑みてなされたもので、MOS型半導体装置
の静電破壊保護回路の面積を縮小することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の保護回路は、エミッタに電源電位が供給さ
れ、コレクタが端子に接続されたNPNトランジスタ
と、一端が前記NPNトランジスタのベースに接続さ
れ、他端が前記端子に接続された第1の抵抗と、コレク
タが前記端子に接続され、エミッタが接地されたPNP
トランジスタと、一端が前記端子に接続され、他端が前
記PNPトランジスタのベースに接続された第2の抵抗
とを具備し、前記NPNトランジスタ及び前記PNPト
ランジスタは、MOSトランジスタと同一の工程により
形成された寄生バイポーラトランジスタであることを特
徴とする。
め、本発明の保護回路は、エミッタに電源電位が供給さ
れ、コレクタが端子に接続されたNPNトランジスタ
と、一端が前記NPNトランジスタのベースに接続さ
れ、他端が前記端子に接続された第1の抵抗と、コレク
タが前記端子に接続され、エミッタが接地されたPNP
トランジスタと、一端が前記端子に接続され、他端が前
記PNPトランジスタのベースに接続された第2の抵抗
とを具備し、前記NPNトランジスタ及び前記PNPト
ランジスタは、MOSトランジスタと同一の工程により
形成された寄生バイポーラトランジスタであることを特
徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の静電破壊保護回
路の第1の実施例の回路図を示す。また、図2は、図1
に示した回路を形成した半導体装置の断面を模式的に示
した図である。以下、同一の構成要素には同一の符号を
付し、説明を繰り返さない。
施の形態を説明する。図1は、本発明の静電破壊保護回
路の第1の実施例の回路図を示す。また、図2は、図1
に示した回路を形成した半導体装置の断面を模式的に示
した図である。以下、同一の構成要素には同一の符号を
付し、説明を繰り返さない。
【0008】図1に示すように、寄生NPNトランジス
タQ1のエミッタE1には電源電位VDDが供給され、
コレクタC1は入力または出力端子T1に接続される。
NPNトランジスタQ1のベースB1は、抵抗R1を介
して入力または出力端子T1に接続される。
タQ1のエミッタE1には電源電位VDDが供給され、
コレクタC1は入力または出力端子T1に接続される。
NPNトランジスタQ1のベースB1は、抵抗R1を介
して入力または出力端子T1に接続される。
【0009】また、寄生PNPトランジスタQ2のエミ
ッタE2は接地電位GNDに接地され、コレクタC2は
入力または端子T1に接続される。PNPトランジスタ
Q2のベースB2は抵抗R2を介して入力または出力端
子T1に接続される。
ッタE2は接地電位GNDに接地され、コレクタC2は
入力または端子T1に接続される。PNPトランジスタ
Q2のベースB2は抵抗R2を介して入力または出力端
子T1に接続される。
【0010】入力または出力端子T1は、内部回路に接
続されている。図2に示した半導体装置では、寄生NP
NトランジスタQ1、寄生PNPトランジスタQ2は、
シリコン基板1上に形成されたpウェル2、nウェル3
内にそれぞれ形成されている。これらのpウェル2、n
ウェル3は、例えば、内部回路を構成する図示せぬMO
Sトランジスタのpウェル、nウェルと同時に形成され
る。
続されている。図2に示した半導体装置では、寄生NP
NトランジスタQ1、寄生PNPトランジスタQ2は、
シリコン基板1上に形成されたpウェル2、nウェル3
内にそれぞれ形成されている。これらのpウェル2、n
ウェル3は、例えば、内部回路を構成する図示せぬMO
Sトランジスタのpウェル、nウェルと同時に形成され
る。
【0011】また、NPNトランジスタQ1のエミッタ
領域E1、コレクタ領域C1は、例えば図示せぬMOS
トランジスタのn型ソース・ドレイン領域と同時に、p
ウェル2内に形成される。また、同様に、NPNトラン
ジスタQ1のベース領域へのコンタクト領域B1は、例
えば図示せぬMOSトランジスタのp型ソース・ドレイ
ン領域と同時に、pウェル2内に形成される。
領域E1、コレクタ領域C1は、例えば図示せぬMOS
トランジスタのn型ソース・ドレイン領域と同時に、p
ウェル2内に形成される。また、同様に、NPNトラン
ジスタQ1のベース領域へのコンタクト領域B1は、例
えば図示せぬMOSトランジスタのp型ソース・ドレイ
ン領域と同時に、pウェル2内に形成される。
【0012】同様に、PNPトランジスタQ2のエミッ
タ領域E2、コレクタ領域C2は、例えば図示せぬMO
Sトランジスタのp型ソース・ドレイン領域と同時に、
nウェル3内に形成される。また、同様に、PNPトラ
ンジスタQ2のベース領域へのコンタクト領域B2は、
例えば図示せぬMOSトランジスタのn型ソース・ドレ
イン領域と同時に、nウェル3内に形成される。
タ領域E2、コレクタ領域C2は、例えば図示せぬMO
Sトランジスタのp型ソース・ドレイン領域と同時に、
nウェル3内に形成される。また、同様に、PNPトラ
ンジスタQ2のベース領域へのコンタクト領域B2は、
例えば図示せぬMOSトランジスタのn型ソース・ドレ
イン領域と同時に、nウェル3内に形成される。
【0013】また、抵抗R1は、pウェル2内に形成さ
れたn型領域より構成される。このn型領域は、例えば
図示せぬMOSトランジスタのn型ソース・ドレイン領
域と同時に形成される。
れたn型領域より構成される。このn型領域は、例えば
図示せぬMOSトランジスタのn型ソース・ドレイン領
域と同時に形成される。
【0014】また、抵抗R2は、nウェル3内に形成さ
れたp型領域より構成される。このp型領域は、例えば
図示せぬMOSトランジスタのp型ソース・ドレイン領
域と同時に形成される。
れたp型領域より構成される。このp型領域は、例えば
図示せぬMOSトランジスタのp型ソース・ドレイン領
域と同時に形成される。
【0015】この回路において、入力あるいは出力端子
T1に電源電位VDDを上回る電圧が印加されると、N
PNトランジスタQ1のベース・エミッタ間に順方向の
電圧が加わり、NPNトランジスタQ1にベース電流が
流れる。ベース電流が抵抗R1を流れると、NPNトラ
ンジスタQ1のベース・コレクタ間に電位差が生じ、N
PNトランジスタQ1がオンする。その結果、入力また
は出力端子T1に印加された過大電流はコレクタ電流と
して電源電位VDDに逃がされる。
T1に電源電位VDDを上回る電圧が印加されると、N
PNトランジスタQ1のベース・エミッタ間に順方向の
電圧が加わり、NPNトランジスタQ1にベース電流が
流れる。ベース電流が抵抗R1を流れると、NPNトラ
ンジスタQ1のベース・コレクタ間に電位差が生じ、N
PNトランジスタQ1がオンする。その結果、入力また
は出力端子T1に印加された過大電流はコレクタ電流と
して電源電位VDDに逃がされる。
【0016】また、入力あるいは出力端子T1に接地電
位GNDを下回る電圧が印加された場合は、PNPトラ
ンジスタQ2のベース・エミッタ間に順方向の電圧が加
わり、PNPトランジスタQ2にベース電流が流れる。
ベース電流が抵抗R2を流れると、PNPトランジスタ
Q2のベース・コレクタ間に電位差が生じ、PNPトラ
ンジスタQ2がオンする。その結果、入力あるいは出力
端子T1に印加された過大電流がコレクタ電流として接
地電位GNDに逃がされる。
位GNDを下回る電圧が印加された場合は、PNPトラ
ンジスタQ2のベース・エミッタ間に順方向の電圧が加
わり、PNPトランジスタQ2にベース電流が流れる。
ベース電流が抵抗R2を流れると、PNPトランジスタ
Q2のベース・コレクタ間に電位差が生じ、PNPトラ
ンジスタQ2がオンする。その結果、入力あるいは出力
端子T1に印加された過大電流がコレクタ電流として接
地電位GNDに逃がされる。
【0017】本実施例では、高い電流駆動特性を有する
バイポーラトランジスタを保護素子として用いるため、
単純なダイオードの保護素子や保護MOSトランジスタ
より静電破壊耐量を向上させることができ、かつ従来よ
りも保護回路の面積を小さくすることが可能となる。
バイポーラトランジスタを保護素子として用いるため、
単純なダイオードの保護素子や保護MOSトランジスタ
より静電破壊耐量を向上させることができ、かつ従来よ
りも保護回路の面積を小さくすることが可能となる。
【0018】また、本実施例では、一定面積以上のベー
ス・エミッタ接合、ベース・コレクタ接合が設けられて
いればよいため、保護回路の形状の自由度を向上させる
ことができる。
ス・エミッタ接合、ベース・コレクタ接合が設けられて
いればよいため、保護回路の形状の自由度を向上させる
ことができる。
【0019】また、寄生バイポーラトランジスタQ1、
Q2は内部回路を構成するMOSトランジスタと同時に
形成することができ、工程を追加することなく保護回路
を形成できる。
Q2は内部回路を構成するMOSトランジスタと同時に
形成することができ、工程を追加することなく保護回路
を形成できる。
【0020】なお、NPNトランジスタQ1のベースに
接続される抵抗R1をポリシリコン抵抗などの抵抗素子
に代えても同様の効果を得られる。PNPトランジスタ
Q2のベースに接続されている抵抗R2についても同様
である。このポリシリコン抵抗は、例えばMOSトラン
ジスタのゲート電極と同時に形成される。
接続される抵抗R1をポリシリコン抵抗などの抵抗素子
に代えても同様の効果を得られる。PNPトランジスタ
Q2のベースに接続されている抵抗R2についても同様
である。このポリシリコン抵抗は、例えばMOSトラン
ジスタのゲート電極と同時に形成される。
【0021】図3は、本発明の静電破壊保護回路の第2
の実施例を示す。本実施例は、図2に示した実施例にお
ける抵抗R1、R2を省き、ベースコンタクト領域B1
とエミッタ領域E1との距離及びベースコンタクト領域
B2とエミッタ領域E2との距離を十分にとったもので
ある。
の実施例を示す。本実施例は、図2に示した実施例にお
ける抵抗R1、R2を省き、ベースコンタクト領域B1
とエミッタ領域E1との距離及びベースコンタクト領域
B2とエミッタ領域E2との距離を十分にとったもので
ある。
【0022】本実施例は、抵抗R1、R2をベースコン
タクト領域B1とエミッタ領域E1間のpウェル領域2
の抵抗やベースコンタクト領域B2とエミッタ領域E2
間のnウェル領域3の抵抗に代えたものであり、上述の
第1の実施例と同様の効果を得ることができる。また、
第1の実施例よりも素子間の結線が単純になる。
タクト領域B1とエミッタ領域E1間のpウェル領域2
の抵抗やベースコンタクト領域B2とエミッタ領域E2
間のnウェル領域3の抵抗に代えたものであり、上述の
第1の実施例と同様の効果を得ることができる。また、
第1の実施例よりも素子間の結線が単純になる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高い電流駆動特性を有するバイポーラトランジスタを保
護素子として用いるため、単純なダイオードの保護素子
や保護MOSトランジスタより静電破壊耐量を向上させ
ることができ、かつ保護回路の面積を小さくすることが
可能となる。
高い電流駆動特性を有するバイポーラトランジスタを保
護素子として用いるため、単純なダイオードの保護素子
や保護MOSトランジスタより静電破壊耐量を向上させ
ることができ、かつ保護回路の面積を小さくすることが
可能となる。
【0024】また、本実施例では、一定面積以上のベー
ス・エミッタ接合、ベース・コレクタ接合が設けられて
いればよいため、保護回路の形状の自由度を向上させる
ことができる。さらに、バイポーラトランジスタはMO
Sトランジスタと同時に形成することができ、工程を追
加することなく保護回路を形成できる。
ス・エミッタ接合、ベース・コレクタ接合が設けられて
いればよいため、保護回路の形状の自由度を向上させる
ことができる。さらに、バイポーラトランジスタはMO
Sトランジスタと同時に形成することができ、工程を追
加することなく保護回路を形成できる。
【図1】本発明の保護回路の回路図。
【図2】本発明の第1の実施例を示す図。
【図3】本発明の第2の実施例を示す図。
【図4】従来の保護回路の回路図。
Q1…NPNトランジスタ、
Q2…PNPトランジスタ、
E1,E2…エミッタ、
B1,B2…ベース、
C1,C2…コレクタ、
R1,R2…抵抗、
T1…入力または出力端子、
1 …シリコン基板、
2 …pウェル、
3 …nウェル。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 27/085 - 27/092
H01L 21/8234 - 21/8238
H01L 27/04
H01L 27/06
Claims (4)
- 【請求項1】 Pウェル領域内にコレクタ領域及びエミ
ッタ領域が形成され、前記エミッタ領域に電源電位が供
給され、前記コレクタ領域が端子に接続されたNPNト
ランジスタと、前記Pウェル領域内に形成され、 一端が前記NPNトラ
ンジスタのベースに接続され、他端が前記端子に接続さ
れた第1の抵抗と、Nウェル領域内にコレクタ領域及びエミッタ領域が形成
され、前記コレクタ領域 が前記端子に接続され、前記エ
ミッタ領域が接地されたPNPトランジスタと、前記Nウェル領域内に形成され、 一端が前記端子に接続
され、他端が前記PNPトランジスタのベースに接続さ
れた第2の抵抗とを具備し、 前記NPNトランジスタ及び前記PNPトランジスタ
は、MOSトランジスタと同一の工程により形成された
寄生バイポーラトランジスタである ことを特徴とする保
護回路。 - 【請求項2】 前記NPNトランジスタ及び前記PNP
トランジスタのベース領域は、前記MOSトランジスタ
のウェル領域と同一の工程により形成され、前記NPN
トランジスタ及び前記PNPトランジスタの前記コレク
タ領域及び前記エミッタ領域は、前記MOSトランジス
タのソース・ドレイン領域と同一の工程により形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の保護回路。 - 【請求項3】 前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗の少
なくとも1つは、MOSトランジスタのソース・ドレイ
ン領域と同一の工程により形成された領域よりなること
を特徴とする請求項1記載の保護回路。 - 【請求項4】 前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗の少
なくとも1つは、MOSトランジスタのゲート電極と同
一の工程により形成されたポリシリコン領域よりなるこ
とを特徴とする請求項1記載の保護回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01529897A JP3386679B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01529897A JP3386679B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 保護回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10214904A JPH10214904A (ja) | 1998-08-11 |
JP3386679B2 true JP3386679B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=11884926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01529897A Expired - Fee Related JP3386679B2 (ja) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | 保護回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3386679B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-29 JP JP01529897A patent/JP3386679B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10214904A (ja) | 1998-08-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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