JPH02137269A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH02137269A
JPH02137269A JP29298488A JP29298488A JPH02137269A JP H02137269 A JPH02137269 A JP H02137269A JP 29298488 A JP29298488 A JP 29298488A JP 29298488 A JP29298488 A JP 29298488A JP H02137269 A JPH02137269 A JP H02137269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
output
mos transistor
line
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP29298488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunobu Hongo
本郷 勝信
Shinji Suda
須田 眞二
Hiroshi Kobayashi
洋 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH02137269A publication Critical patent/JPH02137269A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To increase breakdown strength in order that a gate oxide film may not be destructed when an excessive negative surge is applied to an output end by arranging a diode between a signal line connected to a gate and a power line, in the vicinity of a MOS transistor formed on a semiconductor substrate. CONSTITUTION:When an excessive negative surge with a peak voltage lower than ground potential by several hundreds volts is applied to an output end, the negative surge travels to the drain D of an output MOS transistor 1 through an output line 2, and further is transmitted to the gate of the output MOS transistor 1 and an internal signal line 4 via a parasitic capacitance 13 between the drain and the gate, within a very short time. On the drain D of the output MOS transistor 1, a parasitic diode 11 is formed. Between the internal signal line 4 in the vicinity of the gate and a grounded power supply, a diode 14 is arranged. The negative surge transmitted to the drain 10 is quickly weakened and absorbed via the parasitic diode 11. The surge transmitted to the gate of the output MOS transistor 1 and the internal signal line 4 is quickly weakened and adsorbed via the diode 14.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体基板上に形成されたMOS )ランジス
タフ路におけるサージ耐量を高めた半導体装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device with increased surge resistance in a MOS transistor (MOS) transistor formed on a semiconductor substrate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は従来の半導体集積回路等の半導体装置に用いら
れているNチャネルオープンドレイン出力形のMOS 
)ランジスタ出力回路を示す回路図であり、1はNチャ
ネルの出力用MOSトランジスタを示している。出力用
−OS  )ランジスタlのドレインDは出力′llA
2を用いて出力端3に接続され、またソースS及びベー
スは接地され、更にゲートは内部信号線4を用いて前段
インバータ5に接続されている。
Figure 4 shows an N-channel open drain output type MOS used in conventional semiconductor devices such as semiconductor integrated circuits.
) is a circuit diagram showing a transistor output circuit, and 1 indicates an N-channel output MOS transistor. For output - OS) Drain D of transistor l is output 'llA
The source S and base are grounded, and the gate is connected to the pre-stage inverter 5 using an internal signal line 4.

前段インバータ5はPチャネルMOSトランジスタ6、
Nチャネル?IOS )ランジスタフを備えており、両
者はそのドレインDを相互に接続すると共に前記信号線
4に接続され、またPチャネルMOSトランジスタ6の
ソースSは電源に接続され、更にNチャネルMoSトラ
ンジスタ7のソースSは接地電位としである。
The front-stage inverter 5 includes a P-channel MOS transistor 6,
N channel? The drains D of both are connected to each other and to the signal line 4, and the source S of the P-channel MOS transistor 6 is connected to the power supply, and the source S of the N-channel MoS transistor 7 is connected to the power supply. S is assumed to be a ground potential.

そして両者のゲートは相互に接続すると共に、入力線8
に接続されている。
Then, both gates are connected to each other, and the input line 8
It is connected to the.

11.12はNチャネルMOS  )ランジスタ1,7
のドレインDと半導体基板との間に形成される寄生トラ
ンジスタ、13はNチャネル?IO3トランジスタ1の
ドレインDとゲートとの間に形成される寄生容量を示し
ている。
11.12 is N-channel MOS) transistors 1 and 7
The parasitic transistor 13 formed between the drain D and the semiconductor substrate is an N-channel transistor. It shows the parasitic capacitance formed between the drain D and gate of the IO3 transistor 1.

第5図は第4図に示したMOS  )ランジスタ出力回
路における出力?lOS  トランジスタ1及びその周
辺の構造を示す模式的平面図、第6図は同じく第5図の
Vl−Vl線による断面構造図である。図中21は導電
型がP−型の半導体基板を示しており、この半導体基板
21上にはフィールド酸化膜40が形成されている。こ
のフィールド酸化膜40に穿った孔内に露出する半導体
基板21の表面にはイオン注入法等によって導電型がn
゛型の拡散ドレイン領域22、導電型がn゛型の拡散ソ
ース領域23が所要の間隔を隔てて形成され、また前記
拡散ソース領域23に接して導電型がp゛型の拡散領域
24が形成されている。この拡散領域24は接地電源と
接続されている。
Figure 5 is the output in the MOS) transistor output circuit shown in Figure 4? FIG. 6 is a schematic plan view showing the structure of the lOS transistor 1 and its surroundings, and is also a cross-sectional structural diagram taken along the line Vl--Vl in FIG. 5. In the figure, reference numeral 21 indicates a semiconductor substrate of P- type conductivity, and a field oxide film 40 is formed on this semiconductor substrate 21. As shown in FIG. The surface of the semiconductor substrate 21 exposed in the hole drilled in the field oxide film 40 has a conductivity type of n by ion implantation or the like.
A diffusion drain region 22 of ゛ type and a diffusion source region 23 of conductivity type n゛ type are formed at a required interval, and a diffusion region 24 of conductivity type p゛ type is formed in contact with the diffusion source region 23. has been done. This diffusion region 24 is connected to a ground power source.

そして前記フィールド酸化膜40及び前記拡散ドレイン
領域22、拡散ソース領域23の表面には所定厚さに上
積酸化膜41が積層形成されている。上積酸化膜41内
には前記拡散ドレイン領域22と拡散ソース領域23の
対向端部間に跨がる態様でこれら拡散ドレイン領域22
、拡散ソース領域23及び半導体基板21との間に極め
て薄い(数百人)酸化膜41aを隔てた状態でゲートポ
リシリコン26が形成されている。
An overlying oxide film 41 is laminated to a predetermined thickness on the surfaces of the field oxide film 40, the diffusion drain region 22, and the diffusion source region 23. Diffusion drain regions 22 are formed in the overlying oxide film 41 in such a manner that they span between opposite ends of the diffusion drain region 22 and the diffusion source region 23.
A gate polysilicon 26 is formed between the diffusion source region 23 and the semiconductor substrate 21 with an extremely thin (several hundred thick) oxide film 41a separated therebetween.

上積酸化膜41には前記拡散ドレイン領域22、拡散ソ
ース領域23及び拡散領域24露出するよう各複数の孔
を穿って、この孔内に拡散ドレイン領域22に接するコ
ンタクト部27、拡散ソース領域23及び拡散領域24
に接するコンタクト部28を夫々形成すると共に、上積
酸化膜41上には前記各コンタクト部27を繋ぐ態様で
AI!製の出力線2が形成され、また前記各コンタクト
部28を繋ぐ態様で同じりAl製の接地電源用配線30
並びに内部信号線4が形成されている。
A plurality of holes are formed in the overlying oxide film 41 so as to expose the diffusion drain region 22 , the diffusion source region 23 and the diffusion region 24 , and a contact portion 27 and a diffusion source region 23 in contact with the diffusion drain region 22 are formed in the holes. and diffusion region 24
The contact portions 28 are formed in contact with the AI!, and the contact portions 28 are formed on the overlying oxide film 41 in a manner that connects the contact portions 27. An output line 2 made of aluminum is formed, and a ground power wiring 30 also made of aluminum is formed to connect the contact portions 28.
Also, internal signal lines 4 are formed.

出力線2は第4.5図に示す如くアルミパッド製の出力
端3に接続され、また前記接地電源用配線30は半導体
基板21の裏面に設けた背面金属膜32と共に接地電源
に接続され、半導体基板2Ln”型拡散ソース領域23
を接地電位に保持するようになっている。更に内部信号
線4は第4.5図に示す如くコンタクト部31を介して
一端部が前記ゲートポリシリコン26と接続され、他端
部が前段インバータ5に接続されている。
The output line 2 is connected to an output end 3 made of an aluminum pad, as shown in FIG. Semiconductor substrate 2Ln” type diffusion source region 23
is held at ground potential. Furthermore, as shown in FIG. 4.5, one end of the internal signal line 4 is connected to the gate polysilicon 26 via a contact portion 31, and the other end is connected to the pre-stage inverter 5.

寄生ダイオード11は前述したn1型の拡散ドレイン領
域22とp−型の半導体基板21との接合面に形成され
る。また寄生容量13は酸化膜41aを挟むn°型の拡
散ドレイン領域22とゲートポリシリコン24との間に
形成される。
The parasitic diode 11 is formed at the junction surface between the aforementioned n1 type diffusion drain region 22 and the p- type semiconductor substrate 21. Further, parasitic capacitance 13 is formed between n° type diffusion drain region 22 and gate polysilicon 24 with oxide film 41a sandwiched therebetween.

而してこのような従来の半導体装置にあっては前段イン
バータ5の入力線8にハイレベルの信号が印加されると
PチャネルMOS  )ランジスタロはオフとなり、ま
たNチャネルMOS )ランジスタフはオンとなって内
部信号線4はローレベルとなる。
In such a conventional semiconductor device, when a high-level signal is applied to the input line 8 of the front-stage inverter 5, the P-channel MOS transistor is turned off, and the N-channel MOS transistor is turned on. The internal signal line 4 becomes low level.

従ってNチャネルMOS  )ランジスタである出力用
MO3)ランジスタ1はオフとなり、出力端3は高イン
ピーダンス、即ちフローティング状態となる。
Therefore, the output MO3) transistor 1, which is an N-channel MOS transistor, is turned off, and the output terminal 3 is in a high impedance, that is, a floating state.

一方、入力線8にローレベルの信号が印加されるとPチ
ャネルMOS  l−ランジスタロはオンとなり、また
NチャネルMOSトランジスタ7はオフとなって内部信
号線4はハイレベルとなる。従って出力用MO3)ラン
ジスタ1はオンとなり、出力端3はローレベルとなる。
On the other hand, when a low level signal is applied to the input line 8, the P channel MOS l-transistor is turned on, the N channel MOS transistor 7 is turned off, and the internal signal line 4 becomes high level. Therefore, the output MO3) transistor 1 is turned on, and the output terminal 3 becomes low level.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで出力@3に外部から負性サージ、即ち接地電位
より数百ボルト低い先頭電圧のサージが印加されると、
この負性サージは出力線2から出力用+1O8)ランジ
スタ1のドレインDに伝達され、接地電位となっている
半導体基板1に繋がる寄生ダイオード11にて弱められ
、吸収される。
By the way, when a negative surge, that is, a surge with a leading voltage several hundred volts lower than the ground potential, is applied to the output @3 from the outside,
This negative surge is transmitted from the output line 2 to the drain D of the output transistor 1, and is weakened and absorbed by the parasitic diode 11 connected to the semiconductor substrate 1, which is at ground potential.

またこの過程において負性サージは寄生容量13を介し
て極く短時間に出力MO3)ランジスタ1のゲート、更
には内部信号線4にも伝達され、前段インバータ5の寄
生ダイオード12により吸収される。
Further, in this process, the negative surge is transmitted to the gate of the output transistor 1 (MO3) and further to the internal signal line 4 via the parasitic capacitance 13 in a very short time, and is absorbed by the parasitic diode 12 of the front-stage inverter 5.

しかし内部信号線4の寸法が長い場合、真性サージがこ
れを吸収する寄生ダイオード12に迄伝達されるのには
時間がかかるため、負性サージの印加直後にはそのまま
出力用MO3)ランジスタlのゲートポリシリコン26
に伝達されることとなり、ゲートポリシリコン26と接
地電位の拡散ソース領域23、半導体基板21との間に
は大きな電位差が生じ、薄い酸化膜41aが破壊される
虞れがあった。
However, if the internal signal line 4 is long, it takes time for the intrinsic surge to be transmitted to the parasitic diode 12 that absorbs it. Gate polysilicon 26
As a result, a large potential difference is generated between the gate polysilicon 26, the ground potential diffusion source region 23, and the semiconductor substrate 21, and there is a possibility that the thin oxide film 41a may be destroyed.

この拡散ソース領域23と半導体基板21とを比べた場
合、拡散ソース領域23は配線30を介して接地電源に
接続されているため電位が安定しているのに対し、半導
体基板21は拡散領域24を介して、また背面金属膜3
2を介して接地電源に接続されているが、バルク抵抗が
大きいこと、またその電位はゲートポリシリコン26と
半導体基板21との間のゲート容量の存在等のためにゲ
ートポリシリコン26上の負性サージの影響を受は易い
。このためゲートポリシリコン26とソース領域23と
の間の電位差の方がゲートポリシリコン26と半導体基
板21との間の電位差よりも太きいくなる。
When comparing the diffusion source region 23 and the semiconductor substrate 21, the diffusion source region 23 has a stable potential because it is connected to the ground power supply via the wiring 30, whereas the semiconductor substrate 21 has a stable potential because the diffusion source region 23 has a stable potential. Also through the back metal film 3
2 is connected to the ground power supply via the gate polysilicon 26, but the potential is negative on the gate polysilicon 26 due to the large bulk resistance and the presence of gate capacitance between the gate polysilicon 26 and the semiconductor substrate 21. They are susceptible to sexual surges. Therefore, the potential difference between gate polysilicon 26 and source region 23 is greater than the potential difference between gate polysilicon 26 and semiconductor substrate 21.

しかも第5,6図において拡散ソース領域23とフィー
ルド酸化膜40との境界線ではフィールド酸化膜40は
テーパ面となっているためゲートポリシリコン26は境
界線を横切る部分でこのテーパ面に沿って湾曲すること
となり、これらの部分に電界が集中し易く酸化膜41a
の破壊がより生じ易いのである。
Moreover, in FIGS. 5 and 6, since the field oxide film 40 has a tapered surface at the boundary between the diffusion source region 23 and the field oxide film 40, the gate polysilicon 26 is formed along this tapered surface in the portion that crosses the boundary. As the oxide film 41a becomes curved, the electric field tends to concentrate in these parts, and the oxide film 41a
destruction is more likely to occur.

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは出力端に過大な負性サージが印加さ
れても酸化膜が破壊をされることのないよう破壊耐量を
向上させた半導体装置を提供するにある。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to improve the breakdown resistance so that the oxide film will not be destroyed even if an excessive negative surge is applied to the output terminal. To provide semiconductor devices.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る半導体装置は半導体基板板上に形成された
MOSトランジスタの近傍においてそのゲートに繋がる
信号線と電源間にダイオードを設ける。
In the semiconductor device according to the present invention, a diode is provided in the vicinity of a MOS transistor formed on a semiconductor substrate between a signal line connected to the gate of the MOS transistor and a power supply.

〔作用〕[Effect]

本発明にあってはこれによって出力端に過大な負性サー
ジが印加され、この負性サージが寄生容量を介して信号
線に伝達された場合もこれを迅速に吸収し得ることとな
る。
According to the present invention, even if an excessively negative surge is applied to the output terminal and this negative surge is transmitted to the signal line via the parasitic capacitance, this can be quickly absorbed.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof.

第1図は本発明に係る半導体装置(以下本発明装置とい
う)を適用したNチャネルオープンドレイン出力形のM
OS  )ランジスタ出力回路の回路図であり、図中1
はNチャネル出力用MOS  トランジスタを示してい
る。出力用MOS  )ランジスタ1のドレインDは出
力線2を介して出力端3に接続され、またソースS及び
ベースは接地され、更にゲートは内部信号線4を介して
前段インバータ5に接続されている。
Figure 1 shows an N-channel open drain output type M
OS) This is a circuit diagram of a transistor output circuit, and 1 in the figure
indicates an N-channel output MOS transistor. Output MOS) The drain D of the transistor 1 is connected to the output end 3 via the output line 2, the source S and base are grounded, and the gate is connected to the previous stage inverter 5 via the internal signal line 4. .

前段インバータ5はPチャネルMOSトランジスタ6と
Nチャネル間S トランジスタ7とのドレインDを相互
に接続すると共に、前記内部信号線4に接続し、またP
チャネノL/MOSトランジスタ6のソースSは電源に
、更にNチャネルMOS  )ランジスタフのソースは
接地電位としである。そしてPチャネルMOSトランジ
スタ6とNチャネル)1OSトランジスタ7の両ゲート
は相互に接続した状態で入力線8に接続されている。各
NチャネルMO3)ランジスタ1,7には夫々ドレイン
Dにアノード側を接続し、カソード側を接地電位とした
寄生ダイオード11.12が形成されており、またNチ
ャネルnos  トランジスタ1のドレインDとゲート
間には寄生容量13が形成されている。
The pre-stage inverter 5 connects the drains D of the P-channel MOS transistor 6 and the N-channel S transistor 7 to each other, and also connects the drains D of the P-channel MOS transistor 6 and the N-channel S transistor 7 to the internal signal line 4.
The source S of the channel L/MOS transistor 6 is connected to the power supply, and the source of the N-channel MOS transistor 6 is connected to the ground potential. Both gates of the P-channel MOS transistor 6 and the N-channel 1OS transistor 7 are connected to an input line 8 in a mutually connected state. Parasitic diodes 11 and 12 are formed in each of the N-channel MO3) transistors 1 and 7, the anode side of which is connected to the drain D, and the cathode side of which is connected to the ground potential. A parasitic capacitance 13 is formed between them.

そして本発明装置にあっては出力用MOS  l−ラン
ジスタ1のゲートの近傍であって、これに繋がる内部信
号線4にアノード側を接続し、カソード側を接地電線に
接続してダイオード14を設けである。
In the device of the present invention, a diode 14 is provided near the gate of the output MOS l-transistor 1, with the anode side connected to the internal signal line 4 connected thereto, and the cathode side connected to the ground wire. It is.

第2図は第1図に示すMOS  )ランジスタ出力回路
における出力用MOS  )ランジスタ1及びその周辺
を示す模式的平面図、第3図は第2図のm−m線による
断面構造図である。導電型がp−型の半導体基板21の
表面側にフィールド酸化膜40が所要厚さに積層形成さ
れ、このフィールド酸化膜40に穿った孔内に露出する
半導体基板21にはn°型の拡散ドレイン領域(以下単
にドレイン領域と記す)22、これと所要の間隔を隔て
てn1型の拡散ソース領域(以下単にソース領域と記す
)23及びこれと接してp+型の拡散領域24が形成さ
れ、更にこのp゛型拡散領域24から所要の間隔を隔て
てダイオード14を構成するためのn゛型の拡散領域2
5が形成されている。
2 is a schematic plan view showing the MOS transistor 1 shown in FIG. 1;) an output MOS in the transistor output circuit; and FIG. 3 is a cross-sectional structural diagram taken along line mm in FIG. 2. A field oxide film 40 is laminated to a required thickness on the surface side of a semiconductor substrate 21 whose conductivity type is p- type, and an n° type diffusion film is formed in the semiconductor substrate 21 exposed in the hole drilled in this field oxide film 40. A drain region (hereinafter simply referred to as a drain region) 22, an n1 type diffusion source region (hereinafter simply referred to as a source region) 23 separated from this by a required distance, and a p+ type diffusion region 24 in contact with this are formed; Further, an n-type diffusion region 2 for forming the diode 14 is spaced apart from the p-type diffusion region 24 by a required distance.
5 is formed.

ドレイン領域22の表面、ソース領域23.拡散領域2
4.25の表面及びフィールド酸化膜40の表面には上
積酸化膜41が所要厚さに形成され、この上積酸化膜4
1内には前記n゛型の拡散ドレイン領域22、n°型拡
散ソース領域23に跨がってこれら両頭域22.23及
びp−型の半導体基板21との間に薄いゲート酸化膜4
1aを隔ててゲートポリシリコン26を配置しである。
The surface of the drain region 22, the source region 23. Diffusion area 2
An overlay oxide film 41 is formed to a required thickness on the surface of 4.25 and the surface of the field oxide film 40, and this overlay oxide film 4
1, a thin gate oxide film 4 is provided between the n-type diffused drain region 22 and the n-type diffused source region 23 and between these two head regions 22 and 23 and the p-type semiconductor substrate 21.
Gate polysilicon 26 is placed across 1a.

また、上積酸化膜41にはドレイン領域22.ソース領
域23.拡散領域24.25と対向する位置に穿った複
数の孔内にこれら各領域に接したコンタクト部27.2
8.29を形成すると共に、上積酸化膜41上には前記
各コンタクト部27を繋ぐ態様で出力線2、各コンタク
ト部28を繋ぐ態様で接地電源用配線30及びコンタク
ト部29に接続した態様で内部信号線4が夫々設けられ
、この上にこれらを覆う態様でガラスコート膜42が積
層形成されている。
Further, the upper oxide film 41 has a drain region 22 . Source area 23. Contact portions 27.2 are provided in a plurality of holes drilled at positions facing the diffusion regions 24.25 and in contact with these regions.
8.29 is formed, and on the overlying oxide film 41, the output line 2 is connected in a manner to connect each of the contact parts 27, and the ground power supply wiring 30 and the contact part 29 are connected in a manner to connect each contact part 28. Internal signal lines 4 are provided respectively, and a glass coat film 42 is laminated thereon in such a manner as to cover these lines.

出力線2は第1.2図に示す如くアルミパッド製の出力
端3に接続され、また接地電源用配線30は半導体基板
21の裏面に設けた背面金属膜32と共に接地電源に接
続され、半導体基板21.  n”型のソース領域23
を接地電位に保持するようになっている。
The output line 2 is connected to an output end 3 made of an aluminum pad as shown in FIG. Substrate 21. n” type source region 23
is held at ground potential.

更に内部信号線4は第2.3図に示す如くコンタクト部
31を介して一端が前記ゲートポリシリコン26と接続
され、他端部が前段インバータ5に接続される外、コン
タクト部29を介して拡散領域25、半導体基板21か
らなるダイオード14に接続された状態となっている。
Furthermore, as shown in FIG. 2.3, one end of the internal signal line 4 is connected to the gate polysilicon 26 via a contact portion 31, and the other end is connected to the pre-stage inverter 5, as well as via a contact portion 29. It is connected to the diode 14 made up of the diffusion region 25 and the semiconductor substrate 21 .

而してこのような本発明装置にあっては前段インバータ
5の入力線8に高電位レベル(ハイレベルという)の信
号が印加されるPチャネルMOS )ランジスタロは非
導通状態(オフという)となり、一方NチャネルMOS
  )ランジスタフは導通状態(オンという)となるか
ら、内部信号線4は接地電位レベル(ローレベルという
)となる。
In such a device of the present invention, the P-channel MOS transistor to which a high potential level (referred to as high level) signal is applied to the input line 8 of the front-stage inverter 5 becomes non-conducting (referred to as off); On the other hand, N-channel MOS
) Since the Ranjistaf becomes conductive (referred to as on), the internal signal line 4 becomes at the ground potential level (referred to as low level).

従って出力用MOS  I−ランジスタ1がオフとなり
、出力端3は高インピーダンス(フローティング)状態
となる。
Therefore, the output MOS I-transistor 1 is turned off, and the output terminal 3 is in a high impedance (floating) state.

一方入力線8にローレベルの信号が印加されたときは逆
にPチャネルMOS  トランジスタ6がオンし、Nチ
ャネルMOS  )ランジスタフはオフとなるから内部
信号線4はハイレベルとなる。従って出力用MOSトラ
ンジスタ1はオンし、出力端3はローレベルとなる。こ
れによって内部情報が外部へ出力されることとなる。
On the other hand, when a low level signal is applied to the input line 8, the P channel MOS transistor 6 is turned on and the N channel MOS transistor 6 is turned off, so that the internal signal line 4 becomes high level. Therefore, the output MOS transistor 1 is turned on, and the output terminal 3 becomes low level. This causes internal information to be output to the outside.

次にこのMOS )ランジスタ出力回路に出力端3を介
して外部からサージが印加された場合の作用を説明する
Next, the effect when a surge is applied to this MOS transistor output circuit from the outside via the output terminal 3 will be explained.

例えば接地電位より数百ボルト低い先頭電圧の過大な負
性サージが出力端3に印加されると、この負性サージは
出力線2を経て出力MOSトランジスタ1のドレインD
に伝わる外、ドレイン−ゲート間の寄生容量13を介し
て極く短時間内に出力用MO3)ランジスタlのゲート
及び内部信号VA4に伝達される。出力用MO3)ラン
ジスタ1のドレインDには寄生ダイオード11が形成さ
れ、またゲート近(の内部信号線4と接地電源間にはダ
イオード14が設けられているから、ドレインDに伝達
されてきた負性サージは寄生ダイオード11を介して、
また出力用MO3)ランジスタ1のゲート及び内部信号
線4に伝達された負性サージはダイオード14を介して
迅速に弱化され、吸収されることとなる。
For example, when an excessively negative surge with a leading voltage several hundred volts lower than the ground potential is applied to the output terminal 3, this negative surge passes through the output line 2 to the drain D of the output MOS transistor 1.
In addition, it is transmitted to the gate of the output MO3) transistor l and to the internal signal VA4 within a very short time via the parasitic capacitance 13 between the drain and gate. A parasitic diode 11 is formed at the drain D of the output MO3) transistor 1, and a diode 14 is provided between the internal signal line 4 and the ground power supply near the gate. The electrical surge is transmitted through the parasitic diode 11,
Further, the negative surge transmitted to the gate of the output MO3) transistor 1 and the internal signal line 4 is quickly weakened and absorbed through the diode 14.

この過程を第2.3図に基づき更に具体的に説明する。This process will be explained in more detail based on FIG. 2.3.

第2図においてアルミパッド製の出力端3から印加され
た負性サージは出力vA2を通じてn゛型のドレイン領
域22に伝達され、これから直ちにn゛型トドレイン領
域23びゲートポリシリコン26に伝達される。
In FIG. 2, the negative surge applied from the output end 3 made of an aluminum pad is transmitted to the n-type drain region 22 through the output vA2, and then immediately transmitted to the n-type drain region 23 and gate polysilicon 26. .

伝達された負性サージは内部信号線4、コンタクト部2
9を介してn゛型の拡散領域25に達し、ここからp−
型の半導体基板21、拡’III jI域24、接地電
源用配線30を介して、また一部は半導体基板21から
背面金属膜32を介して夫々接地電源に吸収される。
The transmitted negative surge is transferred to the internal signal line 4 and the contact section 2.
9 to the n-type diffusion region 25, from where the p-
A portion of the energy is absorbed into the ground power supply through the semiconductor substrate 21 of the type, the expanded 'III jI region 24, and the ground power supply wiring 30, and a portion of the energy is absorbed from the semiconductor substrate 21 through the back metal film 32, respectively.

なお、実施例ではp−型の半導体基板21上に形成した
Nチャネルオープンドレイン出力形のMOSトランジス
タ出力回路に適用した構成について説明したが、何らこ
れに限るものではなく、n−型の半導体基板に形成した
p−型アイランド内に形成したNチャネル出力トランジ
スタにも適用し得、またPチャネル、Nチャネルの出力
用トランジスタを用いるCMO5出力回路にも適用し得
る。
In addition, although the embodiment has described a configuration applied to an N-channel open drain output type MOS transistor output circuit formed on a p-type semiconductor substrate 21, the present invention is not limited to this in any way. The present invention can also be applied to an N-channel output transistor formed in a p-type island formed in 2008, and can also be applied to a CMO5 output circuit using P-channel and N-channel output transistors.

更に出力回路のみならず入出力回路への適用も可能であ
る。また上記した実施例はポリシリコンゲートを備える
MOS )ランジスタについて説明したが、アルミゲー
ト等の金属ゲートのMOS )ランジスタについても適
用して同じ効果が得られる。
Furthermore, it can be applied not only to output circuits but also to input/output circuits. Furthermore, although the above-described embodiments have been described with respect to a MOS transistor having a polysilicon gate, the same effect can be obtained by applying the present invention to a MOS transistor having a metal gate such as an aluminum gate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の如(本発明装置にあってはMOSトランジスタの
ゲート近傍であって、前記ゲートに繋がる信号線と電源
との間にダイオードを設けるから、出力端に過大サージ
が印加された場合においてもこれを迅速に弱化、吸収す
ることが出来てゲートとソース間に介在する酸化膜の破
壊を防止出来、サージ耐量を大幅に高め得て、高い信頼
性が得られるなど本発明は優れた効果を奏するものであ
る。
As described above (in the device of the present invention, a diode is provided near the gate of the MOS transistor and between the signal line connected to the gate and the power supply, so even if an excessive surge is applied to the output terminal, this will not occur). The present invention has excellent effects such as being able to quickly weaken and absorb the oxidation film, preventing the destruction of the oxide film interposed between the gate and the source, greatly increasing surge resistance, and achieving high reliability. It is something.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装置の回路図、第2図は第1図に示す回
路中のMOS )ランジスタ及びその周辺の模式的平面
図、第3図は第2図の1[[−III線による断面構造
図、第4図は従来装置の回路図、第5図は第4図に示す
回路中のMOS  )ランジスタ及びその周辺の模式的
平面図、第6図は第5図のVl−Vl線による断面構造
図である。 1・・・出力用MOSトランジスタ 2・・・出力線3
・・・出力端 4・・・内部信号線 5・・・前段イン
バータ 6・・・PチャネルMOsトランジスタ7・・
・NチャネルMOS )ランジスタ 8・・・出力線1
1.12・・・寄生ダイオード 13・・・寄生容量1
4・・・タイオード 21・・・半導体基板22・・・
ドレイン領域 23・・・ソース領域 24 、25・
・・拡散領域なお、図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。 代理人  大  岩  増  雄 40:フィールド酸化膜 41a二酸化屓 図 図 手続補正書く自発) 一117□24EI 1、事件の表示 特願昭 63−292984号 2、発明の名称 半導体装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所    東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名
 称  (601)三菱電機株式会社代表者志岐守哉 4、代 理 人 、5.補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の欄、並びに図面 6、補正の内容 6−1明細書の「特許請求の範囲」の欄別紙のとおり 6−2明細書の「発明の詳細な説明」の欄(11明細書
の第3頁1行目乃至同頁4行目に「示しており、・・・
(中略)・・・半導体基板21の表面」とあるを「示し
ており、この半導体基板21の表面」と訂正する。 (2)明細書の第3頁10行目に「ている。」とあるを
次のとおりに訂正する。 「ている。また半導体基板21上であって、上記した拡
散領域の形成が不要な部分にはフィールド酸化膜40が
形成されている。」 (3)明細書の第3頁13行目乃至同頁144行目「上
積酸化膜41内には前記」とあるを「また前記」と訂正
する。 (4)明細書の第3頁17行目に「酸化膜41a」とあ
るを「ゲート酸化膜41a」と訂正する。 (5)  明細書の第4頁10行目に「アルミバンド類
」とあるを「アルミ製パッド」と訂正する。 (6)明細書の第5頁1行目に「酸化膜41a」とある
を「ゲート酸化膜41a」と訂正する。 (7)明細書の第6頁18行目に「薄い酸化膜41a」
とあるを「薄いゲート酸化膜41a」と訂正する。 (8)明細書の第7頁16行目に「酸化膜41a」とあ
るを「ゲート酸化膜41a」と訂正する。 (9)明細書の第7頁20行目に「酸化膜が」とあるを
「ゲート酸化膜が」と訂正する。 Q〔明細書の第8頁4行目乃至同頁7行目に「本発明に
係る・・・(中略)・・・設ける。」とあるを次のとお
りに訂正する。 「本発明に係る半導体装置は半導体基板上に形成された
第1導電型MOS  トランジスタのゲートと、上記M
OS  )ランジスタのソースに接続されている第1電
源間に第1導電型拡散−第2導電型拡散接合で形成され
るダイオードを、上記MOS )ランジスタの近傍に設
ける。」 0υ 明細書の第8頁11行目に「信号線に」とあるを
「上記の信号線に」と訂正する。 叩 明細書の第10頁6行目乃至同頁9行目に「導電型
がp−型の・・・(中略)・・・半4体基板21には」
とあるを「導電型がp−型の半導体基板210表面には
」と訂正する。 0■ 明細書の第10頁16行目に「形成されている。 」とあるを「形成されている。また半導体基板21上に
おける上記したような拡散領域の形成が不要な部分には
フィールド酸化膜40が形成されている。」と訂正する
。 04)明細書の第10頁19行目乃至同頁200行目「
形成され、この上積酸化膜41内には前記」とあるを「
形成される。また前記」と訂正する。 a9  明細書の第14頁1行目に「アルミバンド類の
」とあるを「アルミ製パッドの」と訂正する。 06)明細書の第14頁4行目乃至同頁5行目に「n゛
型ドレイン領域23及びゲートポリシリコン26に」と
あるを「ゲートポリシリコン26に」と訂正する。 Q7+  明細書の第15頁11行目に「酸化膜」とあ
るを「ゲート酸化膜」と訂正する。 6−3図面 第3図を別紙のとおりに訂正する。 7、添付書類の目録 (1)  補正後の特許請求の範囲の全文を記載した書
面               1通(2)訂正図面
             1通補正後の特許請求の範
囲の全文を記載した書面2、 特許請求の範囲 +1) 半導体基板上に形成された髪↓Il杢MOSトランジス
タのゲートと、上i己MOSトーンジ91H匁ぢ工設け
たことを特徴とする半導体装置。 40:フィールド酸化膜 41a:ケートII&化阪 図
FIG. 1 is a circuit diagram of the device of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the MOS transistor and its surroundings in the circuit shown in FIG. 4 is a circuit diagram of the conventional device, FIG. 5 is a schematic plan view of the MOS transistor and its surroundings in the circuit shown in FIG. 4, and FIG. 6 is the Vl-Vl line in FIG. 5. FIG. 1... Output MOS transistor 2... Output line 3
...Output end 4...Internal signal line 5...Previous stage inverter 6...P channel MOS transistor 7...
・N-channel MOS) transistor 8...output line 1
1.12... Parasitic diode 13... Parasitic capacitance 1
4... diode 21... semiconductor substrate 22...
Drain region 23... Source region 24, 25...
... Diffusion region In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa 40: Field oxide film 41a oxide scale diagram procedural amendment voluntary) 1117□24EI 1. Indication of the case Patent Application No. 63-292984 2. Name of the invention semiconductor device 3. Person making the amendment Relationship to the incident Patent applicant address 2-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (601) Moriya Shiki, representative of Mitsubishi Electric Corporation 4, agent, 5. “Claims” and “Detailed Description of the Invention” of the specification to be amended
as well as Drawing 6, Contents of Amendment 6-1, "Claims" column of the specification, and the "Detailed Description of the Invention" column of the 6-2 specification (page 3 of the 11 specification From the first line to the fourth line of the same page, it says “It shows...
(Omitted) The phrase ``the surface of the semiconductor substrate 21'' has been corrected to ``the surface of the semiconductor substrate 21''. (2) The phrase "It is" on page 3, line 10 of the specification should be corrected as follows. "In addition, a field oxide film 40 is formed on the semiconductor substrate 21 in a portion where the formation of the above-mentioned diffusion region is unnecessary." (3) Page 3, line 13 of the specification On the 144th line of page 144, the phrase ``in the overlying oxide film 41 is the above'' is corrected to ``also the above.'' (4) The phrase "oxide film 41a" on page 3, line 17 of the specification is corrected to "gate oxide film 41a." (5) On page 4, line 10 of the specification, the words "aluminum bands" are corrected to read "aluminum pads." (6) In the first line of page 5 of the specification, the phrase "oxide film 41a" is corrected to "gate oxide film 41a." (7) “Thin oxide film 41a” on page 6, line 18 of the specification
The text has been corrected to read "thin gate oxide film 41a." (8) On page 7, line 16 of the specification, the phrase "oxide film 41a" is corrected to "gate oxide film 41a." (9) On page 7, line 20 of the specification, the phrase "oxide film" is corrected to "gate oxide film." Q [The statement "According to the present invention... (omitted)..." on page 8, line 4 to line 7 of the same page of the specification is corrected as follows. "The semiconductor device according to the present invention includes a gate of a first conductivity type MOS transistor formed on a semiconductor substrate, and the above-mentioned M
A diode formed by a first conductivity type diffusion-second conductivity type diffusion junction between a first power supply connected to a source of the OS transistor is provided near the MOS transistor. ” 0υ On page 8, line 11 of the specification, the phrase “on the signal line” is corrected to “on the above signal line.” On page 10, line 6 to line 9 of the specification, it is stated that ``the conductivity type is p- type... (omitted)... for the half-quad substrate 21.''
The statement has been corrected to read, "On the surface of the semiconductor substrate 210 whose conductivity type is p-type." 0■ On page 10, line 16 of the specification, the phrase ``formed'' should be replaced with ``formed.'' Also, field oxidation is applied to areas on the semiconductor substrate 21 where it is not necessary to form the above-mentioned diffusion region. A film 40 has been formed.'' 04) From page 10, line 19 to page 200 of the specification
is formed, and in this upper layer oxide film 41 there is a
It is formed. Also, the above is corrected. a9 In the first line of page 14 of the specification, the phrase "of aluminum bands" is corrected to "of aluminum pads." 06) On page 14, line 4 to line 5 of page 14 of the specification, the phrase "in the n-type drain region 23 and gate polysilicon 26" is corrected to "in the gate polysilicon 26." Q7+ On page 15, line 11 of the specification, the word "oxide film" is corrected to "gate oxide film." 6-3 Figure 3 of the drawing is corrected as shown in the attached sheet. 7. List of attached documents (1) Document stating the entire text of the amended scope of patent claims 1 copy (2) Corrected drawings 1 copy Document stating the entire text of the amended scope of patent claims 2. Scope of claims +1) A semiconductor device comprising a gate of a MOS transistor formed on a semiconductor substrate and a MOS transistor 91H. 40: Field oxide film 41a: Kate II & Kasaka figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に形成されたMOSトランジスタの
ゲート近傍であって、これに繋がる信号線と電源との間
にダイオードを設けたことを特徴とする半導体装置。
(1) A semiconductor device characterized in that a diode is provided near the gate of a MOS transistor formed on a semiconductor substrate and between a signal line connected to the gate and a power supply.
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