JP3893637B2 - Microcomputer and semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板上に構成されたマイクロコンピュータ及びゲートアレイ等の論理機能を含んだ半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、EPROM/FLASHメモリブロックを内蔵するマイクロコンピュータ及び半導体装置に於いては、図7(a)に示すように配線領域を設けて他の内部構成ブロックと距離を置いて配置する事によりキャリアの再結合による消滅を待つか、又は特開昭57−48257等に開示されている様に接地線Vssへ接続されたP+拡散領域を配置する事により、書き込み時に発生する基板電流を吸収するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記構成をとっていた為EPROM及びFLASHメモリへの書き込み時に発生するチャンネルホットエレクトロンによるキャリアをトリガとする、ラッチアップが発生し易い、もしくはラッチアップ耐量が低いという大きな欠点を有していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項1に係わるマイクロコンピュータは、第一導電型の半導体基板上にマイクロコントロールユニット及び周辺機能と共に、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積するマイクロコンピュータにおいて、前記記憶手段の周囲に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層及び前記接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置する事を特徴とする。
【0005】
請求項2に係わるマイクロコンピュータは、請求項1記載のマイクロコンピュータにおいて、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とする。
【0006】
請求項3に係わるマイクロコンピュータは、請求項1記載のマイクロコンピュータにおいて、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を切れ目無く配置し、前記第一の不純物拡散層の中に配置された前記第二及び第三の不純物拡散層も前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とする。
【0007】
請求項4に係わるマイクロコンピュータは、第一導電型の半導体基板上にマイクロコントロールユニット及び周辺機能と共に、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積するマイクロコンピュータにおいて、前記記憶手段に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層及び前記接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置し、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記マイクロコントロールユニット及び前記周辺機能に面する側に配置する事を特徴とする。
【0008】
請求項5に係わるマイクロコンピュータは、第一導電型の半導体基板上にマイクロコントロールユニット及び周辺機能と共に、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積するマイクロコンピュータにおいて、前記記憶手段の周囲に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に前記記憶手段に面する近い側に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中で前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置する事を特徴とする。
【0009】
請求項6に係わるマイクロコンピュータは、第一導電型の半導体基板上にマイクロコントロールユニット及び周辺機能と共に、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積するマイクロコンピュータにおいて、前記記憶手段に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に前記記憶手段に面する近い側に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中で前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置し、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記マイクロコントロールユニット及び前記周辺機能に面する側に配置する事を特徴とする。
【0010】
請求項7に係わる半導体装置は、第一導電型の半導体基板上にチャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積する半導体装置において、前記記憶手段の周囲に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層及び前記接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置する事を特徴とする。
【0011】
請求項8に係わる半導体装置は、請求項6記載の半導体装置において、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とする。
【0012】
請求項9に係わる半導体装置は、請求項6記載の半導体装置において、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を切れ目無く配置し、前記第一の不純物拡散層の中に配置された前記第二及び第三の不純物拡散層も前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とする。
【0013】
請求項10に係わる半導体装置は、第一導電型の半導体基板上に論理機能と共に、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積する半導体装置において、前記記憶手段の周囲に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に前記記憶手段に面する近い側に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中で前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置する事を特徴とする。
【0014】
請求項11に係わる半導体装置は、第一導電型の半導体基板上に論理機能と共に、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段を集積する半導体装置において、前記記憶手段に隣接する形で第二導電型の第一の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中に前記記憶手段に面する近い側に接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層を配置し、前記第一の不純物拡散層の中で前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層を配置し、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記論理機能に面する側に配置する事を特徴とする。
【0015】
【作用】
請求項1に係わるマイクロコンピュータでは、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、接地線に接続された不純物拡散層により構成される寄生バイポーラトランジスタへ集めて接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0016】
請求項2に係わるマイクロコンピュータでは、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、周囲に切れ目無く配置された不純物拡散層及び前記不純物拡散層内部に構成される寄生バイポーラトランジスタを通して接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0017】
請求項3に係わるマイクロコンピュータでは、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、周囲に切れ目無く配置された不純物拡散層により構成される、切れ目の無い寄生バイポーラトランジスタにより漏れなく接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0018】
請求項4に係わるマイクロコンピュータでは、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアをトリガとしてラッチアップを起こしやすい箇所に集中的に不純物拡散層を配置し、寄生バイポーラトランジスタを通して接地線へ吸収させることにより、少ない面積で効果的にラッチアップ対策を行う事ができる。
【0019】
請求項5に係わるマイクロコンピュータでは、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成として、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事によりラッチアップ耐量を飛躍的に高める事ができる。
【0020】
請求項6に係わるマイクロコンピュータでは、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成とし、ラッチアップを起こしやすい箇所に集中的に不純物拡散層を配置し、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事により少ない面積で効果的にラッチアップ対策を行う事ができる。
【0021】
請求項7に係わる半導体装置では、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、接地線に接続された不純物拡散層により構成される寄生バイポーラトランジスタへ集めて接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0022】
請求項8に係わる半導体装置では、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、周囲に切れ目無く配置された不純物拡散層及び前記不純物拡散層内部に構成される寄生バイポーラトランジスタを通して接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0023】
請求項9に係わるマイクロコンピュータでは、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、周囲に切れ目無く配置された不純物拡散層により構成される、切れ目の無い寄生バイポーラトランジスタにより漏れなく接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0024】
請求項10に係わる半導体装置では、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成として、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事によりラッチアップ耐量を飛躍的に高める事ができる。
【0025】
請求項11に係わる半導体装置では、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成とし、ラッチアップを起こしやすい箇所に集中的に不純物拡散層を配置し、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事により少ない面積で効果的にラッチアップ対策を行う事ができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下本発明における実施例を図1、図2、図3、及び図4を用いて説明する。
【0027】
図1は本発明によるマイクロコンピュータの全体の構成並びに配置を表すブロック図である。図1(a)はNWELL領域101がEPROM/FLASHメモリブロック102の周りを囲むように配置されたブロック図である。半導体基板100上に接地線Vssへ接続されたNWELL領域101がEPROM/FLASHメモリブロック102の周囲に配置され、書き込み動作時に発生するホットキャリアが、他のマイクロコントロールユニット(以下MCUと称する)103等の回路ブロックへ進入するのを防止する。
【0028】
図1(b)はNWELL領域111及び112がEPROM/FLASHメモリブロック113の周囲でMCU114、周辺回路115及び記憶機能RAM116に面する位置に配置されたブロック図である。
【0029】
図2は本発明による半導体装置の全体の構成並びに配置を表すブロック図である。図2(a)はNWELL領域201がEPROM/FLASHメモリブロック202の周りを囲むように配置されたブロック図である。半導体基板200上に接地線Vssへ接続されたNWELL領域201がEPROM/FLASHメモリブロック202の周囲に配置され、書き込み動作時に発生するホットキャリアが、他のゲートアレイ203等の回路ブロックへ進入するのを防止する。
【0030】
図2(b)はNWELL領域211及び212がEPROM/FLASHメモリブロック213の周囲でゲートアレイ214、記憶機能RAM215に面する位置に配置されたブロック図である。
【0031】
図3及び図4はそれぞれNWELL領域によるガードリングの拡大図を示している。図3(a)はEPROM/FLASHメモリブロック301に隣接する位置に配置されたNWELL領域302を示しており、N+領域304及びP+領域303がNWELL領域302内に形成されている。EPROM/FLASHメモリブロック301に近い側にN+領域304、遠い側にP+領域303を形成する。前記N+、P+領域はCONTACT307によりそれぞれAL305,306と接続される。図中には明示されていないが、前記ALはそれぞれ接地線Vssへと接続されている。
【0032】
図3(b)はEPROM/FLASHメモリブロックに隣接する位置に配置されたNWELL領域の他の実施例を示しており、N+領域314及びP+領域313がNWELL領域312内に形成されている。EPROM/FLASHメモリブロック311に近い側にN+領域314、遠い側にP+領域313を形成する。前記N+、P+領域はCONTACT317によりそれぞれAL315,316と接続される。前記それぞれのALは図で示すように、適当な間隔で互いに接続されている。この場合N+領域314、P+領域313をまたぐ形で全面にALを配置する事も可能である。図中には明示されていないが、前記ALは接地線Vssへと接続されている。
【0033】
図4(a)はEPROM/FLASHメモリブロックに隣接する位置に配置されたNWELL領域の他の実施例を示しており、N+領域403及びP+領域404がNWELL領域402内に形成されている。EPROM/FLASHメモリブロック401に近い側にP+領域404、遠い側にN+領域403を形成する。前記N+、P+領域はCONTACT407によりそれぞれAL405,406と接続される。図中には明示されていないが、前記ALはそれぞれ接地線Vssへと接続されている。
【0034】
図4(b)はEPROM/FLASHメモリブロックに隣接する位置に配置されたNWELL領域の他の実施例を示しており、N+413領域及びP+領域414がNWELL領域412内に形成されている。EPROM/FLASHメモリブロック411に近い側にP+領域414、遠い側にN+領域415を形成する。前記N+、P+領域はCONTACT417によりそれぞれAL415,416と接続される。それぞれのALは図で示すように、適当な間隔で互いに接続されている。この場合N+領域413、P+領域414をまたぐ形で全面にALを配置する事も可能である。図中には明示されていないが、前記ALは接地線Vssへと接続されている。
【0035】
図5及び図6はNWELL領域によるガードリングの断面の等価回路図を示している。図5(a)は図3に示したガードリングの断面の等価回路図を示しており、EPROM/FLASHメモリブロックの構成要素であるスタックゲート型メモリセル502の書き込み時に発生するホットエレクトロンによるキャリアの吸収経路を説明する為の、寄生素子を図示している。書き込み状態に於いて前記スタックゲート型メモリセル502は、フローティングゲート511、コントロールゲート510、プログラム電圧Vppが印可されるN+ドレイン領域503、及び接地線Vssへ接続されるN+ソース領域504より構成される。接地線VssはP−基板500への電位を取る為のP+領域505へも接続されている。EPROM/FLASHメモリブロックの周囲に隣接する形でNWELL領域501によるガードリングを配置する。前記NWELL内に接地線Vssへ接続されたN+領域507及びP+領域508を配置する。P−基板500−N+ソース領域504との間で寄生ダイオード506が構成される。またP−基板500−NWELL501−P+領域508との間でPNP型寄生バイポーラトランジスタTr509が構成される。前記寄生バイポーラトランジスタのエミッタ領域EはP−基板、P+領域505を通して接地線Vssへ接続される。寄生バイポーラトランジスタのベース領域BはNWELL、N+領域507を通してVssへ接続される。寄生バイポーラトランジスタ509のコレクタ領域CはP+領域508を通してVssへ接続される。
【0036】
書き込み状態では、スタックゲート型メモリセル502のドレイン503へVppが印可される。Vppの電圧は12V〜20V程度であり、フローティングゲート511へ電子を注入するのに必要なチャンネルホットエレクトロンが発生するのに十分な電圧が供給される。コントロールゲート510には、発生したホットエレクトロンを引きつけるのに十分な正の電位が印可される。しかしながらEPROM/FLASHメモリのホットキャリア注入による書き込みは、注入効率が非常に悪くチャンネル電流のごく一部しか寄与しない。一般的に注入効率は0.1〜1%程度と言われている。残りの電子は基板電流となりラッチアップのトリガ電流となるので、接地電源線へ速やかに流す必要がある。チャンネルホットエレクトロンによる基板電流によりP−基板の電位が上昇し、キャリアの量が少ない場合は、P−基板の寄生抵抗を通してP+領域505へ電流として流れ接地線Vssへ吸収される。しかし基板電位がVssに対し0.6〜0.7V以上上昇すると寄生ダイオード506の順方向電流I3が流れる。同時に寄生トランジスタ509のエミッタE−ベースB間でダイオードの順方向電流I2が流れる。さらに基板電位が上昇すると寄生トランジスタ509のエミッタE−コレクタC間を寄生バイポーラの増幅率で決まる電流I1が流れ、P+領域508を通してVssへ吸収される。寄生トランジスタ509のベース領域はNWELL501で構成されている為、前記NWELLの深さ方向に寄生トランジスタが構成される。従って、NWELLの拡散深さで決まるガードリングを構成する事ができる。
【0037】
図6は図4に示したガードリングの断面の等価回路図を示しており、EPROM/FLASHメモリブロックの構成要素であるスタックゲート型メモリセル602の書き込み時に発生するホットエレクトロンによるキャリアの吸収経路を説明する為の、寄生素子を図示している。書き込み状態に於いてEPROM/FLASHメモリブロックのスタックゲート型メモリセル602は、フローティングゲート611、コントロールゲート610、プログラム電圧Vppが印可されるN+ドレイン領域603、及び接地線Vssへ接続されるN+ソース領域604より構成される。接地線VssはP−基板600への電位を取る為のP+領域605へも接続されている。EPROM/FLASHメモリブロックの周囲に隣接する形でNWELL領域601によるガードリングを配置する。前記NWELL内に接地線Vssへ接続されたP+領域607及びN+領域608を配置する。P−基板600−N+ソース領域604との間で寄生ダイオード606が構成される。またP−基板600−NWELL601−P+領域607との間でPNP型寄生バイポーラトランジスタ609が構成される。前記寄生バイポーラトランジスタTr1のエミッタ領域EはP−基板500、P+領域605を通して接地線Vssへ接続される。前記寄生トランジスタのベース領域BはNWELL601、N+領域608を通してVssへ接続される。寄生トランジスタ609のコレクタ領域CはP+領域607を通してVssへ接続される。書き込み状態では、前述のようにスタックゲート型メモリセル602のドレイン603へVppが印可される。チャンネルホットエレクトロンによる基板電流によりP−基板600の電位が上昇し、キャリアの量が少ない場合は、前記P−基板の寄生抵抗を通してP+領域605へ電流として流れ接地線Vssへ吸収される。しかし基板電位がVssに対し0.6〜0.7V以上上昇すると寄生ダイオード606の順方向電流I3が流れる。同時に寄生トランジスタ609のエミッタE−ベースB間でダイオードの順方向電流I2が流れる。さらに基板電位が上昇すると前記寄生トランジスタのエミッタE−コレクタC間を寄生バイポーラの増幅率で決まる電流I1が流れ、P+領域608を通してVssへ吸収される。前記寄生トランジスタのエミッタEから注入された電子は、ベースBを拡散していきベース幅と少数キャリア拡散長との相関で決まる量だけ再結合し、残った電子がベースの端まで達する。
【0038】
P+領域607をEPROM/FLASHメモリブロックに面して配置する事により、寄生バイポーラトランジスタ609のベース幅を短くし再結合して消滅するキャリアを減らす事により、増幅率をより大きくする事が可能となり、基板電流をより有効に接地線Vssへ流す事が可能となる。
【0039】
以上、本実施例ではP−基板上に形成されたEPROM/FLASHメモリブロックについて説明を行ったが、PWELL上に形成されたEPROM/FLASHメモリブロックについても同様なNWELLのガードリングが構成可能である。
【0040】
【発明の効果】
以上のように請求項1から3に係るマイクロコンピュータによれば、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、接地線に接続された不純物拡散層により構成される寄生バイポーラトランジスタを通して接地線へ吸収させる事により、有効なラッチアップ対策を行う事ができる。
【0041】
請求項4に係わるマイクロコンピュータによれば、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアをトリガとしてラッチアップを起こしやすい箇所に集中的に不純物拡散層を配置し、寄生バイポーラトランジスタを通して接地線へ吸収させることにより、少ない面積で効果的なラッチアップ対策を行う事ができる。
【0042】
請求項5に係わるマイクロコンピュータによれば、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成として、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事によりラッチアップ耐量を飛躍的に高める事ができる。
【0043】
請求項6に係わるマイクロコンピュータによれば、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成とし、ラッチアップを起こしやすい箇所に集中的に不純物拡散層を配置し、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事により少ない面積で効果的にラッチアップ対策を行う事ができる。
【0044】
請求項7から9に係る半導体装置によれば、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生するキャリアを、接地線に接続された不純物拡散層により構成される寄生バイポーラトランジスタを通して接地線へ吸収させる事により、ラッチアップ対策を行う事ができる。
【0045】
請求項10に係わる半導体装置によれば、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成として、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事によりラッチアップ耐量を飛躍的に高める事ができる。
【0046】
請求項11に係わる半導体装置によれば、不純物拡散層の配置を寄生バイポーラトランジスタの電流増幅率が大きく取れる構成とし、ラッチアップを起こしやすい箇所に集中的に不純物拡散層を配置し、チャンネルホットエレクトロンにより書き込みを行う記憶手段から発生したキャリアを接地線へ吸収させる事により少ない面積で効果的にラッチアップ対策を行う事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による全体の構成及びその配置を表すブロック図である。
【図2】本発明によるNWELL領域によるガードリングの例を示す拡大図である。
【図3】本発明によるNWELL領域によるガードリングの例を示す拡大図である。
【図4】本発明によるNWELL領域によるガードリングの例を示す拡大図である。
【図5】図3に示すNWELL領域によるガードリングの断面の等価回路図である。
【図6】図4に示すNWELL領域によるガードリングの断面の等価回路図である。
【図7】従来例を表すブロック図及び断面の等価回路図である。
【符号の説明】
100 半導体基板
101 NWELL領域
102 EPROM/FLASHメモリブロック
103 マイクロコントロールユニット(MCU)
104 記憶機能(RAM)
105 周辺回路
110 半導体基板
111 NWELL領域
112 NWELL領域
113 EPROM/FLASHメモリブロック
114 マイクロコントロールユニット(MCU)
115 周辺回路
116 記憶機能(RAM)
200 半導体基板
201 NWELL領域
202 EPROM/FLASHメモリブロック
203 ゲートアレイ
204 記憶機能(RAM)
210 半導体基板
211 NWELL領域
212 NWELL領域
213 EPROM/FLASHメモリブロック
214 ゲートアレイ
215 記憶機能(RAM)
301 EPROM/FLASHメモリブロック
302 NWELL領域
303 P+領域
304 N+領域
305 AL
306 AL
307 CONTACT
311 EPROM/FLASHメモリブロック
312 NWELL領域
313 P+領域
314 N+領域
315 AL
316 AL
317 CONTACT
401 EPROM/FLASHメモリブロック
402 NWELL領域
403 N+領域
404 P+領域
405 AL
406 AL
407 CONTACT
411 EPROM/FLASHメモリブロック
412 NWELL領域
413 N+領域
414 P+領域
415 AL
416 AL
417 CONTACT
500 P−基板
501 NWELL領域
502 スタックゲート型メモリセル
503 N+ドレイン領域
504 N+ソース領域
505 P+領域
506 寄生ダイオード
507 N+領域
508 P+領域
509 PNP型寄生バイポーラトランジスタ
510 コントロールゲート
511 フローティングゲート
600 P−基板
601 NWELL領域
602 スタックゲート型メモリセル
603 N+ドレイン領域
604 N+ソース領域
605 P+領域
606 寄生ダイオード
607 P+領域
608 N+領域
609 寄生バイポーラトランジスタ
610 コントロールゲート
611 フローティングゲート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device including a logic function such as a microcomputer and a gate array configured on a semiconductor substrate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a microcomputer and a semiconductor device incorporating an EPROM / FLASH memory block, as shown in FIG. 7A, a wiring region is provided and arranged at a distance from other internal structural blocks. By waiting for extinction due to recombination, or by disposing a P + diffusion region connected to the ground line Vss as disclosed in JP-A-57-48257, etc., the substrate current generated during writing is absorbed. there were.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, since the above configuration has been adopted, there has been a great drawback that latch-up is likely to occur or the latch-up tolerance is low, which is triggered by a carrier caused by channel hot electrons generated when writing to the EPROM and FLASH memory. .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a microcomputer according to
[0005]
A microcomputer according to a second aspect of the present invention is the microcomputer according to the first aspect, wherein the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is arranged without any break so as to surround the storage means.
[0006]
The microcomputer according to
[0007]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a microcomputer in which a memory means for performing writing by channel hot electrons is integrated on a first conductive type semiconductor substrate together with a micro control unit and peripheral functions. A first impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed, and the second impurity diffusion layer of the first conductivity type connected to the ground line in the first impurity diffusion layer and connected to the ground line A third impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed, and the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed on the side facing the micro control unit and the peripheral function.
[0008]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a microcomputer in which a memory means for performing writing by means of channel hot electrons is integrated on a first conductive type semiconductor substrate together with a micro control unit and peripheral functions, and is adjacent to the periphery of the memory means. A first impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed in a form, and a second conductivity type of the second conductivity type connected to the ground line on the near side facing the storage means in the first impurity diffusion layer An impurity diffusion layer is disposed, and a second conductivity type third connected to a ground line on the side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer in the first impurity diffusion layer. An impurity diffusion layer is arranged.
[0009]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a microcomputer in which a memory means for writing data by channel hot electrons is integrated on a first conductivity type semiconductor substrate together with a micro control unit and peripheral functions. A first impurity diffusion layer of the first conductivity type is disposed, and the second impurity diffusion of the first conductivity type is connected to the ground line on the near side facing the storage means in the first impurity diffusion layer. A third impurity diffusion layer of a second conductivity type arranged in parallel with the second impurity diffusion layer in the first impurity diffusion layer and connected to a ground line on the side far from the storage means A layer is disposed, and the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed on the side facing the micro control unit and the peripheral function.
[0010]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which storage means for writing by channel hot electrons is integrated on a semiconductor substrate of the first conductivity type, and the second conductivity type of the semiconductor device adjacent to the periphery of the storage means. One impurity diffusion layer is disposed, a second impurity diffusion layer of the first conductivity type connected to the ground line in the first impurity diffusion layer, and a second conductivity type of the second conductivity type connected to the ground line. Three impurity diffusion layers are arranged.
[0011]
A semiconductor device according to an eighth aspect is the semiconductor device according to the sixth aspect, characterized in that the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is arranged without any break so as to surround the storage means.
[0012]
The semiconductor device according to claim 9 is the semiconductor device according to
[0013]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which a storage means for writing data by channel hot electrons is integrated with a logic function on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and is adjacent to the periphery of the storage means. A first impurity diffusion layer of a conductivity type is disposed, and a second impurity diffusion layer of a first conductivity type connected to a ground line on the near side facing the storage means is disposed in the first impurity diffusion layer. A third impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed and connected to a ground line on a side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer in the first impurity diffusion layer. It is characterized by arranging.
[0014]
A semiconductor device according to claim 11 is a semiconductor device in which a memory means for writing data by channel hot electrons is integrated with a logic function on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and the second conductivity type is adjacent to the memory means. A first impurity diffusion layer of the first conductivity type connected to a ground line on the near side facing the storage means is disposed in the first impurity diffusion layer. The third impurity diffusion layer of the second conductivity type connected to the ground line is disposed on the side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer in the first impurity diffusion layer. The first impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed on the side facing the logic function.
[0015]
[Action]
In the microcomputer according to
[0016]
According to another aspect of the microcomputer of the present invention, carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are connected to the ground line through the impurity diffused layer arranged seamlessly around and the parasitic bipolar transistor formed inside the impurity diffused layer. Latch-up measures can be taken by absorbing them.
[0017]
According to another aspect of the microcomputer of the present invention, carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are grounded without any leakage by the unbroken parasitic bipolar transistor composed of the impurity diffusion layer arranged without breaks. Latch-up measures can be taken by absorbing them.
[0018]
In the microcomputer according to claim 4, the impurity diffusion layer is intensively arranged at a place where the latch-up is likely to occur by using the carrier generated from the memory means for writing by channel hot electrons as a trigger, and absorbed to the ground line through the parasitic bipolar transistor. By doing so, it is possible to effectively take measures against latch-up with a small area.
[0019]
In the microcomputer according to claim 5, the impurity diffusion layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor can be increased, and the carrier generated from the storage means for writing by channel hot electrons is absorbed by the ground line. Up resistance can be dramatically increased.
[0020]
In the microcomputer according to the sixth aspect, the impurity diffusion layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor can be increased, and the impurity diffusion layer is intensively arranged at a position where latch-up is likely to occur, and writing is performed by channel hot electrons. By absorbing the carrier generated from the storage means for performing the above into the ground line, it is possible to effectively take a latch-up measure with a small area.
[0021]
According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are collected in a parasitic bipolar transistor composed of an impurity diffusion layer connected to the ground line and absorbed by the ground line. , Latch-up measures can be taken.
[0022]
According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are connected to the ground line through the impurity diffused layer arranged in a continuous manner and the parasitic bipolar transistor formed inside the impurity diffused layer. Latch-up measures can be taken by absorbing them.
[0023]
In the microcomputer according to claim 9, carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are grounded without leakage by the unbroken parasitic bipolar transistor composed of the impurity diffusion layer arranged without breaks around. Latch-up measures can be taken by absorbing them.
[0024]
According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, the impurity diffusion layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor can be increased, and the carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are absorbed by the ground line. Up resistance can be dramatically increased.
[0025]
In the semiconductor device according to the eleventh aspect, the impurity diffusion layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor can be increased, and the impurity diffusion layer is intensively arranged at a position where latch-up is likely to occur, and writing is performed by channel hot electrons. By absorbing the carrier generated from the storage means for performing the above into the ground line, it is possible to effectively take a latch-up measure with a small area.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. FIG.
[0027]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration and arrangement of a microcomputer according to the present invention. FIG. 1A is a block diagram in which the
[0028]
FIG. 1B is a block diagram in which the
[0029]
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration and arrangement of the semiconductor device according to the present invention. FIG. 2A is a block diagram in which the
[0030]
FIG. 2B is a block diagram in which the
[0031]
3 and 4 show enlarged views of the guard ring by the NWELL region, respectively. FIG. 3A shows an
[0032]
FIG. 3B shows another embodiment of the NWELL region arranged at a position adjacent to the EPROM / FLASH memory block. The N +
[0033]
FIG. 4A shows another embodiment of the NWELL area arranged at a position adjacent to the EPROM / FLASH memory block. The N +
[0034]
FIG. 4B shows another embodiment of the NWELL area arranged at a position adjacent to the EPROM / FLASH memory block. The N + 413 area and the P +
[0035]
5 and 6 show equivalent circuit diagrams of a cross section of the guard ring by the NWELL region. FIG. 5A shows an equivalent circuit diagram of a cross section of the guard ring shown in FIG. 3, in which carriers of hot electrons generated during writing to the stack gate
[0036]
In the written state, Vpp is applied to the
[0037]
FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of a cross section of the guard ring shown in FIG. 4, and shows the absorption path of carriers by hot electrons generated at the time of writing in the stacked gate
[0038]
By placing the P +
[0039]
As described above, in this embodiment, the EPROM / FLASH memory block formed on the P-substrate has been described. However, a similar NWELL guard ring can be configured for the EPROM / FLASH memory block formed on the PWELL. .
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the microcomputer of the first to third aspects, the carrier generated from the storage means for writing by channel hot electrons is grounded through the parasitic bipolar transistor formed by the impurity diffusion layer connected to the ground line. By absorbing it into the wire, an effective latch-up measure can be taken.
[0041]
According to the microcomputer of the fourth aspect, the impurity diffusion layer is intensively arranged at a location where latch-up is likely to occur by using the carrier generated from the storage means for writing by channel hot electrons as a trigger, and the ground line is connected through the parasitic bipolar transistor. By absorbing it, effective latch-up measures can be taken with a small area.
[0042]
According to the microcomputer of the fifth aspect of the present invention, the impurity diffusion layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor can be increased, and carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are absorbed by the ground line. As a result, the latch-up resistance can be dramatically increased.
[0043]
According to the microcomputer of the sixth aspect, the impurity diffusion layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor is large, the impurity diffusion layer is intensively arranged at a position where latch-up is likely to occur, and channel hot electrons are arranged. By absorbing the carriers generated from the storage means for writing to the ground line, it is possible to effectively take a latch-up measure with a small area.
[0044]
According to the semiconductor device of the seventh to ninth aspects, carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are absorbed into the ground line through the parasitic bipolar transistor constituted by the impurity diffusion layer connected to the ground line. By doing this, it is possible to take measures against latch-up.
[0045]
According to the semiconductor device of the tenth aspect, the impurity diffused layer is arranged so that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor is large, and carriers generated from the storage means for writing by channel hot electrons are absorbed by the ground line. As a result, the latch-up resistance can be dramatically increased.
[0046]
According to the semiconductor device of the eleventh aspect, the impurity diffusion layer is arranged such that the current amplification factor of the parasitic bipolar transistor can be increased, and the impurity diffusion layer is intensively arranged at a position where latch-up is likely to occur, so that the channel hot electrons are arranged. By absorbing the carriers generated from the storage means for writing to the ground line, it is possible to effectively take a latch-up measure with a small area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration and its arrangement according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing an example of a guard ring with an NWELL region according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view showing an example of a guard ring with an NWELL region according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view showing an example of a guard ring by an NWELL region according to the present invention.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a cross section of a guard ring by an NWELL region shown in FIG. 3;
6 is an equivalent circuit diagram of a cross section of the guard ring by the NWELL region shown in FIG. 4;
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional example and an equivalent circuit diagram of a cross section.
[Explanation of symbols]
100 Semiconductor substrate
101 NWELL area
102 EPROM / FLASH memory block
103 Micro Control Unit (MCU)
104 Memory function (RAM)
105 peripheral circuit
110 Semiconductor substrate
111 NWELL area
112 NWELL area
113 EPROM / FLASH memory block
114 Micro Control Unit (MCU)
115 Peripheral circuit
116 Memory function (RAM)
200 Semiconductor substrate
201 NWELL area
202 EPROM / FLASH memory block
203 Gate array
204 Memory function (RAM)
210 Semiconductor substrate
211 NWELL area
212 NWELL area
213 EPROM / FLASH memory block
214 Gate array
215 Memory function (RAM)
301 EPROM / FLASH memory block
302 NWELL area
303 P + region
304 N + region
305 AL
306 AL
307 CONACT
311 EPROM / FLASH memory block
312 NWELL area
313 P + region
314 N + region
315 AL
316 AL
317 CONTACT
401 EPROM / FLASH memory block
402 NWELL area
403 N + region
404 P + region
405 AL
406 AL
407 CONTACT
411 EPROM / FLASH memory block
412 NWELL area
413 N + region
414 P + region
415 AL
416 AL
417 CONTACT
500 P-substrate
501 NWELL area
502 Stacked gate memory cell
503 N + drain region
504 N + source region
505 P + region
506 Parasitic diode
507 N + region
508 P + region
509 PNP type parasitic bipolar transistor
510 control gate
511 Floating gate
600 P-substrate
601 NWELL area
602 Stack gate type memory cell
603 N + drain region
604 N + source region
605 P + region
606 Parasitic diode
607 P + region
608 N + region
609 Parasitic bipolar transistor
610 Control gate
611 Floating gate
Claims (11)
前記記憶手段の周囲に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、を配置する事を特徴とするマイクロコンピュータ。In a microcomputer that integrates a memory means for writing by channel hot electrons together with a micro control unit and peripheral functions on a semiconductor substrate of the first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the periphery of the storage means ;
A second impurity diffusion layer of the first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer and connected to a ground line ;
The first formed in the impurity diffusion layer, a microcomputer, characterized in that arranged and a second conductivity type third impurity diffusion layer connected to the ground line.
前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とするマイクロコンピュータ。The microcomputer according to claim 1.
A microcomputer characterized in that the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is arranged without a break so as to surround the storage means.
前記第二導電型の第一の不純物拡散層、前記第二及び第三の不純物拡散層を、前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とするマイクロコンピュータ。The microcomputer according to claim 1.
Said second conductivity type first impurity diffusion layer, before Symbol microcomputer second and third impurity diffusion layers, characterized in that arranged seamlessly so as to surround the periphery of the said storage means.
前記記憶手段に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、
前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記マイクロコントロールユニット及び前記周辺機能に面する側に配置する事を特徴とするマイクロコンピュータ。In a microcomputer that integrates a memory means for writing by channel hot electrons together with a micro control unit and peripheral functions on a semiconductor substrate of the first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the storage means ;
A second impurity diffusion layer of the first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer and connected to a ground line ;
A third impurity diffusion layer of a second conductivity type formed in the first impurity diffusion layer and connected to the ground line ;
A microcomputer characterized in that the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is disposed on the side facing the micro control unit and the peripheral function.
前記記憶手段の周囲に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記記憶手段に面する近い側に配置され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に配置され、接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、
を配置する事を特徴とするマイクロコンピュータ。In a microcomputer that integrates a memory means for writing by channel hot electrons together with a micro control unit and peripheral functions on a semiconductor substrate of the first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the periphery of the storage means ;
A second impurity diffusion layer of a first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on the near side facing the storage means, and connected to a ground line ;
A third impurity of a second conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on a side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer, and connected to a ground line; A diffusion layer ;
A microcomputer characterized by arranging
前記記憶手段に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記記憶手段に面する近い側に配置され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記第二の不純物拡散層と平行するように前記
記憶手段と遠い側に配置され、接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記マイクロコントロールユニット及び前記周辺機能に面する側に配置する事を特徴とするマイクロコンピュータ。In a microcomputer that integrates a memory means for writing by channel hot electrons together with a micro control unit and peripheral functions on a semiconductor substrate of the first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the storage means ;
A second impurity diffusion layer of a first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on the near side facing the storage means, and connected to a ground line ;
A third impurity of a second conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on a side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer, and connected to a ground line; microcomputer, wherein the diffusion layer, a first impurity diffusion layer of the second conductivity type can be placed on the side facing the micro control unit and the peripheral function.
前記記憶手段の周囲に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、を配置する事を特徴とする半導体装置。In a semiconductor device in which storage means for writing by channel hot electrons is integrated on a semiconductor substrate of the first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the periphery of the storage means ;
A second impurity diffusion layer of the first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer and connected to a ground line ;
The first formed in the impurity diffusion layer, a semiconductor device, characterized in that arranged and a second conductivity type third impurity diffusion layer connected to the ground line.
前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とする半導体装置。The semiconductor device according to claim 7.
A semiconductor device characterized in that the first impurity diffusion layer of the second conductivity type is arranged without a break so as to surround the memory means.
前記第二導電型の第一の不純物拡散層、前記第二及び第三の不純物拡散層を、前記記憶手段の周りを囲むように切れ目無く配置する事を特徴とする半導体装置。The semiconductor device according to claim 7.
It said second conductivity type first impurity diffusion layer, before Symbol second and third impurity diffusion layer of a semiconductor device, characterized in that arranged seamlessly so as to surround the periphery of the said storage means.
前記記憶手段の周囲に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記記憶手段に面する近い側に配置され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に配置され、接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、を配置する事を特徴とする半導体装置。In a semiconductor device that integrates a storage means for writing by channel hot electrons together with a logic function on a semiconductor substrate of a first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the periphery of the storage means ;
A second impurity diffusion layer of a first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on the near side facing the storage means, and connected to a ground line ;
A third impurity diffusion of the second conductivity type formed in the first impurity diffusion layer and disposed on the side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer and connected to a ground line the semiconductor device, characterized in that placing the layer, the.
前記記憶手段に隣接配置された第二導電型の第一の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記記憶手段に面する近い側に配置され、接地線へ接続された第一導電型の第二の不純物拡散層と、
前記第一の不純物拡散層の中に形成され、前記第二の不純物拡散層と平行するように前記記憶手段と遠い側に配置され、接地線へ接続された第二導電型の第三の不純物拡散層と、前記第二導電型の第一の不純物拡散層を前記論理機能に面する側に配置する事を特徴とする半導体装置。In a semiconductor device that integrates a storage means for writing by channel hot electrons together with a logic function on a semiconductor substrate of a first conductivity type,
A first impurity diffusion layer of a second conductivity type disposed adjacent to the storage means ;
A second impurity diffusion layer of a first conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on the near side facing the storage means, and connected to a ground line ;
A third impurity of a second conductivity type formed in the first impurity diffusion layer, disposed on a side far from the storage means so as to be parallel to the second impurity diffusion layer, and connected to a ground line; A semiconductor device , wherein a diffusion layer and a first impurity diffusion layer of the second conductivity type are arranged on the side facing the logic function.
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