JPH0312786B2 - - Google Patents

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JPH0312786B2
JPH0312786B2 JP59275419A JP27541984A JPH0312786B2 JP H0312786 B2 JPH0312786 B2 JP H0312786B2 JP 59275419 A JP59275419 A JP 59275419A JP 27541984 A JP27541984 A JP 27541984A JP H0312786 B2 JPH0312786 B2 JP H0312786B2
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JP
Japan
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conductivity type
clamp diode
input
island
protection circuit
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JP59275419A
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English (en)
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JPS61156854A (ja
Inventor
Takenori Okidaka
Michio Nakajima
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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
Priority to JP59275419A priority Critical patent/JPS61156854A/ja
Publication of JPS61156854A publication Critical patent/JPS61156854A/ja
Publication of JPH0312786B2 publication Critical patent/JPH0312786B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0255Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、相補型MOS半導体装置に関し、
特にその入力保護回路に関する。
〔従来の技術〕
第5図及び第8図はこの種の入力保護回路の第
1、第2の従来例を示す断面図であり、両図にお
いて、1はn形基板、2はp-アイランド、3は
n+拡散層、4はp+拡散層、5は半導体基板上の
絶縁層、6は金属配線層、7は多結晶シリコン、
8は絶縁層、9はゲート酸化膜である。
第4図、第7図はそれぞれ第5図、第8図で示
す入力保護回路の等価回路図である。図におい
て、D3〜D5,D6,D7はクランプダイオー
ド、R2,R3は入力抵抗、FET3,FET4,
FET5,FET6は相補型MOSトランジスタであ
り、FET3は第5図の左方にある9と、その下
の1の部分と、その両側の4と、その左側の3等
によつて形成され、FET4は第5図の右方にあ
る9と、その下の2の部分と、その両側の3と、
その右側の4等によつて形成される。またFET
5は第8図の右方中ほどにある9と、その下の1
の部分と、その両側の4と、その左側の3によつ
て形成され、FET6は第8図の右方にある9と、
その下の2の部分と、その両側の3と、その右側
の4等によつて形成される。
第6図、第9図はそれぞれ第5図、第8図にお
ける寄生トランジスタ回路を示す図であり、Tr
7〜Tr10,Tr11〜Tr14は寄生トランジス
タ、RN-,Rp-は寄生抵抗である。
次に動作について説明する。
第4〜6図の従来の第1例の入力保護回路にお
いて、入力にトランジスタFET3,FET4のソ
ース・ゲート間絶縁耐圧VM以上の過電圧が加わ
つた場合、該トランジスタのソース・ゲート間容
量及び入力抵抗R2による時定数TR2はクラン
プダイオードD3の導通動作時間tD3、クラン
プダイオードD5の導通動作時間tD5よりも大
きく、従つて該ソース・ゲート間容量にソース・
ゲート間絶縁耐圧VM以上の電圧が加わる以前に
クランプダイオードD3又はD5が働き、入力電
圧をクランプすることにより、ソース・ゲート間
の破壊を防止していた。
第7〜9図の従来の第2例の入力保護回路にお
いても同様な動作でソース・ゲート間の破壊を防
止していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに、従来の第1例の入力保護回路では、
入力に負のサージが印加された場合、抵抗R2と
クランプダイオードD5の容量による時定数だけ
クランプダイオードD5の動作が遅れるので、ク
ランプダイオードD5が動作する以前にクランプ
ダイオードD3が破壊し、電源端子、出力端子の
静電破壊耐圧に比べ、極端に低い耐圧となるとい
う問題があつた。
また、従来の第2例の入力保護回路では、入力
過電圧のパワーが第7図の抵抗R3に集中しこれ
を破壊するため、静電破壊耐圧が±300〜±400V
(200pF,0Ω)と低いという問題があつた。
次に、従来の第1例の入力保護回路において
は、第6図に示すような寄生トランジスタ回路が
構成されるが、この回路では寄生トランジスタ
Tr9及びTr10のいずれかがサージ等により動
作し、トランジスタTr7又はTr8のどちらかに
ベース電流が流れトリガされるとラツチアツプ現
象が発生し、入力ラツチアツプ耐量が低いという
問題があつた。
一方第2例の入力保護回路では、寄生トランジ
スタ回路として第9図に示す回路が構成される
が、この回路では寄生トランジスタTr13及び
Tr14のいずれかがサージ等により動作し、ト
ランジスタTr11及びTr12のどちらかにベー
ス電流が流れトリガされるとラツチアツプ現象が
発生し、入力ラツチアツプ耐量が低いという問題
があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、入力サージに対し高い静電破
壊耐圧、ラツチアツプ耐量の得られる相補型
MOS半導体装置の入力保護回路を得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る相補型MOS半導体装置の入力
保護回路は、第1、第2のクランプダイオードの
接続点と相補型MOS半導体装置のゲート間に抵
抗を接続するとともに、第1のクランプダイオー
ドの周囲を第2の電源に接続した第2導電型のア
イランドで囲み、第2のクランプダイオードが形
成されている、上記第2導電型のアイランドとは
別の第2導電型のアイランドの周囲を第1の電源
に接続した第1導電型の拡散層で囲んだものであ
る。
〔作用〕
この発明においては、クランプダイオードが抵
抗の前にあるため、入力過電圧による抵抗へのパ
ワーの集中を防ぎ、入力静電破壊耐圧を高めてい
る。また第1のクランプダイオードの周囲を第2
の電源に接続した第2導電型のアイランドで囲
み、さらに上記第2導電型のアイランドとは別
の、第2のクランプダイオードが形成されている
第2導電型のアイランドの周囲を第1の電源に接
続した第1導電型の拡散層で囲むことにより、入
力ラツチアツプ耐量を高めている。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例による入力保護回
路を示し、D1は正の入力過電圧を回路上の高電
位(Vcc)にクランプするクランプダイオード、
D2は負の入力過電圧を回路上の低電位にクラン
プするクランプダイオード、R1はクランプダイ
オードD1,D2とゲート端子の間に接続された
抵抗である。またFET1とFET2は相補形MOS
トランジスタである。
第2図は第1図に示す入力保護回路の断面図で
ある。第2図において、1はn形基板、2はp-
アイランド、3はn+拡散層、4はp+拡散層、5
は半導体基板上の絶縁層、6は金属配線層、7は
多結晶シリコン、8は絶縁層、9はゲート酸化膜
である。
そして第2図の左方に示すように、第1の導電
型(n形)基板1上の第2導電型(p形)拡散領
域4によつて第1のクランプダイオードD1が形
成され、その周囲が領域4、配線6を介して第2
の電源Vssに接続した第2の導電型のアイランド
2によつて囲まれ、第2図の左方中ほどに示すよ
うに第1導電型基板1上の第2導電型のアイラン
ド2内の第1導電型拡散領域3によつて第2のク
ランプダイオードD2が形成され、該第2導電型
のアイランド2の周囲が配線6を介して第1の電
源VDDに接続した第1の導電型拡散領域3によ
つて囲まれ、上記第1クランプダイオードD1の
アノードと上記第2のクランプダイオードD2の
カソードとは入力端子V1と接続され、該入力端
子V1と相補型MOSトランジスタのゲートとの
間には抵抗R1が接続されている。そして上記相
補形MOSトランジスタのうちのFET1は第2図
の右方中ほどにある9と、その上の7と、9の下
の1の部分と、その両側の4と、その左側の3等
によつて形成され、FET2は第2図の右方にあ
る9と、その上の7と、9の下の2の部分と、そ
の両側の3と、その右側の4等によつて形成され
ている。
第3図は第2図に示す回路の寄生トランジスタ
の回路図である。
次に上記実施例の動作を説明する。第1図の入
力V1に正の過電圧が加わつた場合、ソース・ゲ
ート間容量及び入力抵抗R1による時定数TR1
は、第1のクランプダイオードD1の導通動作時
間tD1よりも大きいため、ソース・ゲート間容
量にソース・ゲート間絶縁耐圧以上の電圧が加わ
る以前にクランプダイオードD1が動作し、ソー
ス・ゲート間の破壊を防ぐことができ、かつこれ
により抵抗R1への入力過電圧のパワーの集中を
回避できる。そしてこのクランプダイオードD1
により正の入力過電圧に対する静電破壊耐圧が決
まるので、+1000V前後の高い静電破壊耐圧
(200pF,0Ω)を得ることができる。
一方、入力に負の過電圧が加わつた場合、ソー
ス・ゲート間容量及び入力抵抗R1による時定数
TR1は第2のクランプダイオードD2の導通動
作時間tD2よりも大きいため、ソース・ゲート
間容量にソース・ゲート間絶縁耐圧以上の電圧が
加わるよりも前に第2のクランプダイオードD2
が動作し、ソース・ゲート間の破壊を防ぐことが
でき、かつこれにより抵抗R1へのパワーの集中
を回避できる。そしてこの第2のクランプダイオ
ードD2により負の入力過電圧に対する静電破壊
耐圧が決まるので、−1000V前後の静電破壊耐圧
(200pF,0Ω)を得ることができる。
次に第2図から寄生トランジスタの回路として
第3図に示す回路が構成される。この回路におい
て、Tr5は上記第1のクランプダイオードD1
の周囲を第2の電源Vssに接続したp形アイラン
ド4によつて囲つたことにより形成されたトラン
ジスタであり、このトランジスタTr5はトラン
ジスタTr3よりhfeが高く、トランジスタTr2の
ベース電流を流しにくくしているため、正方向の
サージに対するラツチアツプ耐量が向上する。一
方、Tr4は第2のクランプダイオードD2を形
成しているアイランド2の周囲を第1の電源
VDDに接続したn形拡散領域3で囲むことによ
つて形成されたトランジスタであり、このトラン
ジスタTr4はコレクタ側の抵抗を下げており、
トランジスタTr1のベース電流を流しにくくし
ているため、負方向のサージに対するラツチアツ
プ耐量が向上する。
このように本実施例では、±1KV前後の高い静
電破壊耐圧(200pF,0Ω)及び高いラツチアツ
プ耐量が得られる。
なお上記実施例では、入力抵抗R1を多結晶シ
リコン7で形成したが、これはn+拡散層3、p+
拡散層4による拡散抵抗で形成してもよい。
また上記実施例では、n形基板によるものを説
明したが、本発明はp形基板を用いて構成しても
よく、上記と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、クランプダ
イオードとゲート入力との間に抵抗を接続するよ
うに構成したので、高い静電破壊耐圧が得られ、
また第1のクランプダイオードの周囲を第2の電
源に接続したアイランドで囲み、このアイランド
とは別の、第2のクランプダイオードを形成して
いるアイランドの周囲を第1の電源に接続した拡
散領域で囲んだので、高いラツチアツプ耐量が得
られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による入力保護回
路の回路図、第2図は第1図の入力保護回路の断
面図、第3図は第2図に示す回路の寄生トランジ
スタ回路図、第4図は従来の第1例の入力保護回
路を示す図、第5図は第4図に示す回路の断面
図、第6図は第5図に示す回路の寄生トランジス
タ回路図、第7図は従来の第2例の入力保護回路
を示す図、第8図は第7図に示す回路の断面図、
第9図は第8図に示す回路の寄生トランジスタ回
路図である。 V1…入力、D1…第1のクランプダイオー
ド、D2…第2のクランプダイオード、R1…抵
抗、1…n形基板、2…p-アイランド、3…n+
拡散層、4…p+拡散層、5…絶縁層、6…金属
配線層、7…多結晶シリコン、8…絶縁層、9…
ゲート酸化膜。なお図中同一符号は同一又は相当
部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 同一半導体基板内にPチヤネルMOSトラン
    ジスタとNチヤネルMOSトランジスタを形成す
    ることにより構成される相補型MOS半導体装置
    の入力保護回路において、 第1の導電型基板上の第2導電型拡散領域によ
    つて第1のクランプダイオードが形成され、 その周囲が第2の電源に接続した第2の導電型
    のアイランドによつて囲まれ、 第1導電型基板上の、上記第2の導電型のアイ
    ランドとは別の第2導電型のアイランド内の第1
    導電型拡散領域によつて第2のクランプダイオー
    ドが形成され、 該第2導電型のアイランドの周囲が第1の電源
    に接続した第1の導電型拡散領域によつて囲ま
    れ、 上記第1のクランプダイオードのアノードと上
    記第2のクランプダイオードのカソードとは入力
    端子と接続され、 該入力端子と相補型MOSトランジスタのゲー
    トとの間には抵抗が接続されていることを特徴と
    する相補型MOS半導体装置の入力保護回路。
JP59275419A 1984-12-28 1984-12-28 相補型mos半導体装置の入力保護回路 Granted JPS61156854A (ja)

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JPS61156854A JPS61156854A (ja) 1986-07-16
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0748652B2 (ja) * 1987-07-23 1995-05-24 三菱電機株式会社 半導体回路装置の入力保護装置
JPH088308B2 (ja) * 1989-12-26 1996-01-29 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 入出力保護装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763861A (en) * 1980-10-06 1982-04-17 Nec Corp Semiconductor device
JPS58145155A (ja) * 1982-02-24 1983-08-29 Nec Corp 半導体装置
JPS58222573A (ja) * 1982-06-18 1983-12-24 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS61135148A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763861A (en) * 1980-10-06 1982-04-17 Nec Corp Semiconductor device
JPS58145155A (ja) * 1982-02-24 1983-08-29 Nec Corp 半導体装置
JPS58222573A (ja) * 1982-06-18 1983-12-24 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JPS61135148A (ja) * 1984-12-05 1986-06-23 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置

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