JPH04343464A - Overvoltage protecting device - Google Patents

Overvoltage protecting device

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JPH04343464A
JPH04343464A JP11578091A JP11578091A JPH04343464A JP H04343464 A JPH04343464 A JP H04343464A JP 11578091 A JP11578091 A JP 11578091A JP 11578091 A JP11578091 A JP 11578091A JP H04343464 A JPH04343464 A JP H04343464A
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transistor
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Koichi Matsunaga
晃一 松永
Shigeru Yano
茂 矢野
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Abstract

PURPOSE:To prevent a saturated state of a protecting transistor for protecting an internal circuit against static electricity when the static electricity is applied to a signal terminal of an IC and to prevent a decrease in a function of clipping an input voltage of the transistor. CONSTITUTION:When a voltage of a power source voltage or higher is applied to a signal terminal 2 of an internal circuit 3 integrated in a semiconductor integrated circuit 1, a diode 6 clips an input voltage, and protects the circuit 3 against damage due to a positive static electricity. When a negative voltage is applied to the terminal 2, a base and an emitter of a transistor 7 are forward biased through a P-N junction diode 9, the transistor 7 is conducted to clip the input voltage, thereby protecting the circuit of the IC 1 against damage due to negative static electricity.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は過電圧保護装置、たとえ
ば半導体集積回路装置(以下単にICという)において
信号端子に接続された電子回路の静電破壊を防止する過
電圧保護装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overvoltage protection device, such as an overvoltage protection device for preventing electrostatic damage to an electronic circuit connected to a signal terminal in a semiconductor integrated circuit device (hereinafter simply referred to as an IC).

【0002】0002

【従来の技術】ICを製造したり、ICを用いた電子装
置を製作したりする際に、静電気がなんらかの原因で人
体や組立装置等にからICの信号端子に印加されること
がある。この静電気の電圧レベルは数百Vから数十kV
にもおよび、それによってICの内部回路が破損する危
険性が高い。このため、従来より、入力信号を制限し、
静電破壊を防止するための手段がICの信号端子に付加
されている(例:特公昭61−46989号公報)。
2. Description of the Related Art When manufacturing ICs or electronic devices using ICs, static electricity may be applied to signal terminals of the IC from the human body or assembly equipment for some reason. The voltage level of this static electricity is from several hundred volts to several tens of kV.
There is a high risk that the internal circuits of the IC will be damaged. For this reason, conventionally, input signals are limited,
Means for preventing electrostatic damage is added to the signal terminals of ICs (eg, Japanese Patent Publication No. 46989/1989).

【0003】以下、この従来例について、図8を参照し
て説明する。IC1の内部には、信号端子2に接続され
た増幅器や論理回路等で構成される内部回路3があり、
内部回路3にはIC1の電源端である電源端子4および
接地端子5が接続されている。そして、信号端子2に電
源電圧以上の電圧が印加されるとダイオ−ド6が入力電
圧をクリップし、内部回路3を静電気による破壊から保
護する。信号端子2に負の電圧が印加されると、信号端
子2にエミッタが接続されたトランジスタ7のベース・
エミッタ間が順方向バイアスされて、トランジスタ7が
導通し、トランジスタ7が入力電圧をクリップして静電
気による破壊から内部回路3を保護する。
[0003] This conventional example will be explained below with reference to FIG. Inside the IC 1, there is an internal circuit 3 that is connected to the signal terminal 2 and is composed of an amplifier, a logic circuit, etc.
A power terminal 4 and a ground terminal 5, which are power terminals of the IC 1, are connected to the internal circuit 3. When a voltage higher than the power supply voltage is applied to the signal terminal 2, the diode 6 clips the input voltage to protect the internal circuit 3 from damage caused by static electricity. When a negative voltage is applied to the signal terminal 2, the base of the transistor 7 whose emitter is connected to the signal terminal 2
The emitter is forward biased, transistor 7 conducts, and transistor 7 clips the input voltage to protect internal circuit 3 from destruction due to static electricity.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護用
トランジスタ7は抵抗島の領域内に構成されており、ト
ランジスタ7のコレクタと抵抗島とが電源端子4に共通
接続されることになる。そして、抵抗島を構成するN型
エピタキシャル領域とP型基板との間に寄生ダイオ−ド
8(PN接合)が存在する。保護用トランジスタ7が活
性状態であれば、信号端子2に負の電圧が印加されたと
き、トランジスタ7が導通し、トランジスタ7がクリッ
プ動作によって入力電圧を制限しようとする。
However, the protection transistor 7 is formed within the region of the resistive island, and the collector of the transistor 7 and the resistive island are commonly connected to the power supply terminal 4. A parasitic diode 8 (PN junction) exists between the N-type epitaxial region constituting the resistance island and the P-type substrate. If the protection transistor 7 is in an active state, the transistor 7 becomes conductive when a negative voltage is applied to the signal terminal 2, and the transistor 7 attempts to limit the input voltage by a clipping operation.

【0005】しかしながら、静電気がICに印加される
環境は、前述したように、ICの製造過程やICを用い
た電子装置の製作過程であることが多い。このような環
境条件下では、通常ICの電源端子に電源電圧が外部か
ら印加されることはない。したがって、電源電圧が印加
されない状態でのクリップ動作を配慮しなければならな
い。しかし、このように電源電圧が印加されない状態で
は、静電気が信号端子2に印加される初期状態において
、トランジスタ7のコレクタ・エミッタ間電圧がほぼゼ
ロになり、トランジスタ7が飽和状態となる。そして、
電流増幅率の低下によりトランジスタ7の内部抵抗を小
さい値に維持できず、入力電圧を制限するトランジスタ
7の能力が低下する。
However, as described above, the environment in which static electricity is applied to an IC is often during the manufacturing process of the IC or the manufacturing process of an electronic device using the IC. Under such environmental conditions, no power supply voltage is normally applied from the outside to the power supply terminals of the IC. Therefore, consideration must be given to the clipping operation when no power supply voltage is applied. However, in such a state where no power supply voltage is applied, in the initial state where static electricity is applied to the signal terminal 2, the voltage between the collector and emitter of the transistor 7 becomes almost zero, and the transistor 7 becomes saturated. and,
Due to the reduction in the current amplification factor, the internal resistance of the transistor 7 cannot be maintained at a small value, and the ability of the transistor 7 to limit the input voltage is reduced.

【0006】このため、トランジスタ7のベース・エミ
ッタ間のPN接合ダイオ−ドによってクリップ動作を行
なうことになる。しかし、トランジスタ7の電流増幅作
用がないため、クランプ動作する際に過大なベース電流
が流れる。また、有効なトランジスタ作用を有するエミ
ッタ領域直下のベース領域は、拡散濃度が低く、かつベ
ース幅が狭いために、他のベース領域に比べてシート抵
抗が高くなる。このようなことから、ベース電流を流す
際にトランジスタ7のエミッタ領域とベース・コンタク
ト領域の近傍で電流集中が発生し、その部分がジュ−ル
熱によって破損しやすくなる。
For this reason, a clipping operation is performed by the PN junction diode between the base and emitter of the transistor 7. However, since the transistor 7 does not have a current amplification effect, an excessive base current flows during the clamp operation. Furthermore, the base region immediately below the emitter region, which has an effective transistor function, has a low diffusion concentration and a narrow base width, so that the sheet resistance is higher than that of other base regions. For this reason, when a base current flows, current concentration occurs near the emitter region and base contact region of the transistor 7, and these regions are likely to be damaged by Joule heat.

【0007】本発明の目的は、静電気のような過電圧が
IC1の信号端子2に印加されても、保護用トランジス
タ7が飽和状態になることを防止し、入力電圧をクリッ
プするトランジスタの能力低下を防止することにある。
An object of the present invention is to prevent the protection transistor 7 from becoming saturated even if an overvoltage such as static electricity is applied to the signal terminal 2 of the IC 1, and to prevent a decrease in the ability of the transistor to clip the input voltage. The purpose is to prevent it.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の本発明の過電圧保
護装置は、半導体集積回路内に集積化された内部回路と
、この内部回路に接続された第1電源端、第2電源端お
よび信号端子と、コレクタが前記第1電源端に接続され
、エミッタが前記信号端子に接続された保護トランジス
タと、この保護トランジスタのベースと第2電源端の間
に、そのべ−ス・エミッタ間の導通方向に接続されたダ
イオ−ドとを備えたものである。
[Means for Solving the Problems] An overvoltage protection device according to a first aspect of the present invention includes an internal circuit integrated in a semiconductor integrated circuit, a first power terminal, a second power terminal, and a second power terminal connected to the internal circuit. a signal terminal, a protection transistor whose collector is connected to the first power supply terminal and whose emitter is connected to the signal terminal; It is equipped with a diode connected in the conduction direction.

【0009】第2の本発明の過電圧保護装置は、半導体
集積回路内に集積化された内部回路と、この内部回路に
接続された第1電源端、第2電源端および信号端子と、
第1導電型基板上に形成され、かつ前記第1電源端に接
続された第2導電型エピタキシャル層と、このエピタキ
シャル層の主面に形成された第1導電型の第1拡散領域
と、この第1拡散領域中に形成され、かつ前記信号端子
に接続された第2導電型の第2拡散領域と、第1拡散領
域と第2電源端との間に、第1拡散領域と第2拡散領域
間の導通方向に接続されたダイオ−ドを備えたものであ
る。
The overvoltage protection device according to the second aspect of the present invention includes an internal circuit integrated in a semiconductor integrated circuit, a first power terminal, a second power terminal, and a signal terminal connected to the internal circuit;
an epitaxial layer of a second conductivity type formed on a substrate of a first conductivity type and connected to the first power supply terminal; a first diffusion region of a first conductivity type formed on a main surface of the epitaxial layer; a second diffusion region of a second conductivity type formed in the first diffusion region and connected to the signal terminal; and a second diffusion region between the first diffusion region and the second power supply terminal. It is equipped with diodes connected in the direction of conduction between regions.

【0010】第3の本発明の過電圧保護装置は、半導体
集積回路内に集積化された内部回路と、この内部回路に
接続された第1電源端、第2電源端および信号端子と、
第1導電型基板上に形成され、かつ第1電源端に接続さ
れた第2導電型エピタキシャル層、このエピタキシャル
層の主面に形成された第1導電型の第1拡散領域と、こ
の第1拡散領域中に形成された第2導電型の第3拡散領
域と、半導体基板表面に形成された絶縁膜と、第3拡散
領域内に設けられた第1および第2の開口部とを備え、
第1の開口部が信号端子に接続され、第2の開口部が内
部回路に接続され、第1拡散領域が所定の電位点に接続
されたものである。
The overvoltage protection device according to the third aspect of the present invention includes an internal circuit integrated in a semiconductor integrated circuit, a first power terminal, a second power terminal, and a signal terminal connected to the internal circuit;
a second conductivity type epitaxial layer formed on the first conductivity type substrate and connected to the first power supply terminal; a first conductivity type first diffusion region formed on the main surface of the epitaxial layer; A third diffusion region of a second conductivity type formed in the diffusion region, an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate, and first and second openings provided in the third diffusion region,
The first opening is connected to a signal terminal, the second opening is connected to an internal circuit, and the first diffusion region is connected to a predetermined potential point.

【0011】[0011]

【作用】このような構成において、保護用トランジスタ
のベースに接続されたダイオ−ド電圧分だけ、保護用ト
ランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧に余裕をもたせ
ることができ、トランジスタが飽和状態になることを防
止し、クリップ動作の機能低下を防止できる。そして、
信号端子に印加されるサージ電圧を制限し、サージ電圧
や静電気から内部回路を保護することができる。
[Operation] In this configuration, it is possible to provide a margin for the voltage between the collector and emitter of the protection transistor by the voltage of the diode connected to the base of the protection transistor, thereby preventing the transistor from becoming saturated. It is possible to prevent the deterioration of the clip operation function. and,
It is possible to limit the surge voltage applied to the signal terminal and protect the internal circuit from surge voltage and static electricity.

【0012】0012

【実施例】図1は、本発明の一実施例の過電圧保護装置
であり、図8の従来例における構成要素と対応する要素
には同じ符号を付した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an overvoltage protection device according to an embodiment of the present invention, and elements corresponding to those in the conventional example shown in FIG. 8 are given the same reference numerals.

【0013】IC1の内部には、信号端子2に接続され
た増幅器や論理回路等で構成される内部回路3があり、
この内部回路3にはIC1の電源端として電源端子4お
よび接地端子5が接続されている。そして、信号端子2
に電源電圧以上の電圧が印加されると、カソ−ドが電源
端子4に接続され、アノ−ドが信号端子2に接続された
ダイオ−ド6が入力電圧をクリップし、内部回路3を正
の静電気による破壊から保護する。
[0013] Inside the IC 1, there is an internal circuit 3 which is connected to the signal terminal 2 and is composed of an amplifier, a logic circuit, etc.
A power terminal 4 and a ground terminal 5 are connected to this internal circuit 3 as power terminals of the IC 1. And signal terminal 2
When a voltage higher than the power supply voltage is applied to the diode 6, whose cathode is connected to the power supply terminal 4 and whose anode is connected to the signal terminal 2, the diode 6 clips the input voltage and turns the internal circuit 3 into a normal state. protect against damage caused by static electricity.

【0014】そして、信号端子2に負の電圧が印加され
ると、エミッタが信号端子2に接続されコレクタが電源
端子4に接続されたトランジスタ7のベース・エミッタ
がPN接合ダイオ−ド9を介して順方向バイアスされ、
トランジスタ7が導通して入力電圧をクリップし、負の
静電気による破壊からIC1の内部回路3を保護する。
When a negative voltage is applied to the signal terminal 2, the base and emitter of the transistor 7, whose emitter is connected to the signal terminal 2 and whose collector is connected to the power supply terminal 4, are connected via the PN junction diode 9. forward biased,
Transistor 7 becomes conductive, clips the input voltage, and protects internal circuit 3 of IC 1 from being destroyed by negative static electricity.

【0015】IC1の内部回路3の構成としてはさまざ
まな構成が考えられるが、外部電圧の印加によって破損
しやすい回路構成は、図1の内部回路3内に破線で示す
結線の場合である。したがって、このような図1の回路
に対する保護手段について検討すれば、他のいかなる回
路についても十分に対応できる。
Various configurations are possible for the internal circuit 3 of the IC 1, but the circuit configuration that is likely to be damaged by the application of an external voltage is the connection shown by the broken line in the internal circuit 3 in FIG. Therefore, if the protection means for the circuit shown in FIG. 1 is considered, it can be applied to any other circuit.

【0016】このような構成で信号端子2に負の静電気
が印加されると、トランジスタ7のコレクタ電位は寄生
ダイオ−ド8を介して接地端子5から与えられ、トラン
ジスタ7のベース電位は接地端子5からダイオード9を
介して与えられる。このことから、トランジスタ7のコ
レクタ・エミッタ間電圧がトランジスタ7のベース・エ
ミッタ間電圧とほぼ等しい電圧となり、トランジスタ7
の活性状態が維持できる。すなわち、電源端子4に電圧
を与えなくても、トランジスタ7の活性状態が維持され
、トランジスタ7の直流電流増幅率(以下hFEという
)の低下が避けられることにより、良好なクリップ動作
がなされる。
When negative static electricity is applied to the signal terminal 2 in such a configuration, the collector potential of the transistor 7 is applied from the ground terminal 5 via the parasitic diode 8, and the base potential of the transistor 7 is applied to the ground terminal 5. 5 through a diode 9. From this, the collector-emitter voltage of transistor 7 becomes approximately equal to the base-emitter voltage of transistor 7, and transistor 7
The active state can be maintained. That is, even if no voltage is applied to the power supply terminal 4, the active state of the transistor 7 is maintained, and a decrease in the direct current amplification factor (hereinafter referred to as hFE) of the transistor 7 is avoided, thereby achieving a good clipping operation.

【0017】ここで、トランジスタ7の順方向ベース・
エミッタ間電圧をVbe、内部回路3のトランジスタの
逆方向のエミッタ・ベース間の電圧をVebx、内部回
路3のトランジスタの逆方向のエミッタ・コレクタ間の
電圧をVecx、ダイオ−ド8,9の順方向ダイオ−ド
電圧をVdとすると Vecx =Vd Vebx =Vbe+Vd となる。内部回路3のトランジスタのエミッタ・コレク
タ間の逆耐圧は通常約10(V)であるが、Vd≒Vb
eが約0.6(V)であることから、内部回路3のトラ
ンジスタのエミッタ・コレクタ間電圧が約1.2(V)
に制限され、内部回路3のトランジスタのエミッタ・コ
レクタ間の逆耐圧が保護される。
Here, the forward base of the transistor 7
The voltage between the emitters is Vbe, the voltage between the emitter and the base in the opposite direction of the transistor in the internal circuit 3 is Vebx, the voltage between the emitter and collector in the opposite direction of the transistor in the internal circuit 3 is Vecx, and the order of the diodes 8 and 9 is Letting the directional diode voltage be Vd, Vecx=Vd Vebx=Vbe+Vd. The reverse breakdown voltage between the emitter and collector of the transistor in the internal circuit 3 is normally about 10 (V), but Vd≈Vb
Since e is approximately 0.6 (V), the emitter-collector voltage of the transistor in internal circuit 3 is approximately 1.2 (V).
, and the reverse breakdown voltage between the emitter and collector of the transistor in the internal circuit 3 is protected.

【0018】また、エミッタ・ベース間の逆耐圧は約6
(V)であるが、エミッタ・ベース間電圧が約0.6(
V)に制限されることにより、内部回路3のエミッタ・
ベース間の逆耐圧が保護される。このように、内部回路
3のトランジスタの耐圧に比べて外部からの印加電圧を
十分に小さく制限することによって、図1の過電圧保護
装置は静電気による破壊から内部回路3を保護する。
Furthermore, the reverse breakdown voltage between the emitter and base is approximately 6
(V), but the emitter-base voltage is approximately 0.6 (
V), the emitter of internal circuit 3
Reverse breakdown voltage between bases is protected. In this way, by limiting the externally applied voltage to a sufficiently low level compared to the withstand voltage of the transistors in the internal circuit 3, the overvoltage protection device of FIG. 1 protects the internal circuit 3 from destruction due to static electricity.

【0019】次に、図2は、図1に示した構成をICに
応用した具体的な一実施例で、図1における構成要素と
対応する要素に同じ符号を付与している。
Next, FIG. 2 shows a specific example in which the configuration shown in FIG. 1 is applied to an IC, and elements corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

【0020】第1導電型の基板10上に、所定形状の第
2導電型の埋め込み拡散領域11を形成し、さらにその
上に第2導電型のエピタキシャル層12を形成する。前
記埋め込み拡散領域11を囲むように第1導電型の分離
拡散領域13を設けてエピタキシャルの島領域を形成し
、その島領域の主面に第1導電型の第1拡散領域14を
形成する。さらに、第1拡散領域14内に第2導電型の
第2拡散領域15を形成して、第2拡散領域15,第1
拡散領域14,第2導電型のエピタキシャル層の島12
によって保護用トランジスタ7を構成する。一方、第1
導電型の分離拡散領域13内に第2導電型の第3拡散領
域16を設けることによってダイオ−ド9を構成する。 さらに、前記第3拡散領域16の電極と前記第1拡散領
域14の電極とを接続する配線と、第2拡散領域15の
電極と入力端子2,内部回路3の入力端を接続する配線
を形成する。以上の構成によって本実施例の過電圧保護
装置が構成される。
A buried diffusion region 11 of a second conductivity type having a predetermined shape is formed on a substrate 10 of a first conductivity type, and an epitaxial layer 12 of a second conductivity type is further formed thereon. An isolation diffusion region 13 of a first conductivity type is provided to surround the buried diffusion region 11 to form an epitaxial island region, and a first diffusion region 14 of a first conductivity type is formed on the main surface of the island region. Further, a second diffusion region 15 of the second conductivity type is formed in the first diffusion region 14, and the second diffusion region 15 and the first diffusion region 15 are
Diffusion region 14, second conductivity type epitaxial layer island 12
The protection transistor 7 is configured as follows. On the other hand, the first
The diode 9 is constructed by providing a third diffusion region 16 of the second conductivity type within the isolation diffusion region 13 of the conductivity type. Furthermore, a wiring connecting the electrode of the third diffusion region 16 and the electrode of the first diffusion region 14 and a wiring connecting the electrode of the second diffusion region 15 to the input terminal 2 and the input end of the internal circuit 3 are formed. do. The above configuration constitutes the overvoltage protection device of this embodiment.

【0021】さらに具体的には、低濃度のP型基板10
上に高濃度のN型の埋め込み拡散領域11を所定の形状
で設け、その上に低濃度のN型エピタキシャル層12を
形成し、P型拡散層,酸化膜または溝によって構成され
る分離領域を前記埋め込み拡散領域11を囲むように設
けて、複数のエピタキシャル層の島を形成し、その島の
主面に高濃度または低濃度のP型拡散領域14をN型埋
め込み層11に接しないように形成し、P型拡散領域1
4、高濃度N型拡散領域15を設ける。
More specifically, a low concentration P-type substrate 10
A heavily doped N-type buried diffusion region 11 is provided in a predetermined shape on top, a lightly doped N-type epitaxial layer 12 is formed thereon, and an isolation region formed by a P-type diffused layer, an oxide film, or a trench is formed. A plurality of epitaxial layers are provided to surround the buried diffusion region 11 to form a plurality of epitaxial layer islands, and a high concentration or low concentration P type diffusion region 14 is placed on the main surface of the island so as not to contact the N type buried layer 11. forming a P-type diffusion region 1
4. Provide a high concentration N-type diffusion region 15.

【0022】そして、N型エピタキシャル島12をコレ
クタとし、P型拡散領域14をベースとし、N型拡散領
域15をエミッタとする保護トランジスタ7を形成する
。また、P型の分離拡散領域13に高濃度のN型拡散領
域16を設けてPN接合ダイオ−ド9を形成する。高濃
度のN型拡散領域16をN型拡散領域14の電極に接続
し、N型拡散領域15の電極を信号端子2と内部回路3
の入力端に接続する。以上の構成によって保護回路を構
成する。なお、ICの基板10は通常、接地端子5が接
続され、N型エピタキシャル島12は電源端子5に接続
されるが、拡散領域の不純物の種類が異なれば逆の場合
もあることは言うまでもない。
Then, a protection transistor 7 is formed having the N-type epitaxial island 12 as a collector, the P-type diffusion region 14 as a base, and the N-type diffusion region 15 as an emitter. Furthermore, a high concentration N type diffusion region 16 is provided in the P type isolation diffusion region 13 to form a PN junction diode 9. The high concentration N type diffusion region 16 is connected to the electrode of the N type diffusion region 14, and the electrode of the N type diffusion region 15 is connected to the signal terminal 2 and the internal circuit 3.
Connect to the input end of the The protection circuit is configured with the above configuration. Note that the IC substrate 10 is normally connected to the ground terminal 5 and the N-type epitaxial island 12 is connected to the power supply terminal 5, but it goes without saying that the reverse may be true if the type of impurity in the diffusion region is different.

【0023】埋め込み拡散領域11は、保護用トランジ
スタ7のコレクタ抵抗を小さくし、コレクタ領域のオ−
ミック抵抗による電圧降下を小さくし、保護用トランジ
スタ7の電流能力の増大を図る役割を有している。
The buried diffusion region 11 reduces the collector resistance of the protection transistor 7 and reduces the collector region's collector resistance.
It has the role of reducing the voltage drop caused by the micro resistance and increasing the current capacity of the protection transistor 7.

【0024】コレクタウォ−ル領域17は、島領域に形
成された隣接した素子との間に寄生素子が発生する現象
を防止し、保護用トランジスタ7のコレクタ抵抗をさら
に小さくする効果を有している。コレクタウォ−ル領域
17の表面の付近に形成した第2導電型の第4拡散領域
18は電源端子4の金属配線とのオ−ミックコンタクト
抵抗を小さくするための拡散領域である。
The collector wall region 17 has the effect of preventing the generation of parasitic elements between adjacent elements formed in the island region and further reducing the collector resistance of the protection transistor 7. There is. A fourth diffusion region 18 of the second conductivity type formed near the surface of the collector wall region 17 is a diffusion region for reducing the ohmic contact resistance with the metal wiring of the power supply terminal 4.

【0025】第1導電型の分離拡散領域13内に第2導
電型の第3拡散領域16を設けることによってダイオ−
ド9が形成される。寄生ダイオ−ド8は、第1導電型の
基板10および分離拡散領域13とエピタキシャル島1
2との間に形成される。
By providing the third diffusion region 16 of the second conductivity type within the isolation diffusion region 13 of the first conductivity type, the diode
A field 9 is formed. A parasitic diode 8 is connected to a substrate 10 of a first conductivity type, an isolation diffusion region 13 and an epitaxial island 1.
It is formed between 2 and 2.

【0026】エピタキシャル島12は抵抗島と共有化す
ると、分離拡散領域13および分離拡散領域13と隣接
する拡散層とのマージンが不要となり、ICの集積度を
高めることができる。
When the epitaxial island 12 is shared with the resistive island, there is no need for a margin between the isolation diffusion region 13 and the diffusion layer adjacent to the isolation diffusion region 13, and the degree of integration of the IC can be increased.

【0027】なお、正の保護用ダイオ−ド6は、第2導
電型のエピタキシャル層12内の主面に第1導電型の拡
散領域を設けることによって構成されることは、従来よ
りなされていることである。
It has been conventionally known that the positive protection diode 6 is constructed by providing a diffusion region of the first conductivity type on the main surface of the epitaxial layer 12 of the second conductivity type. That's true.

【0028】次に、図3に本発明の第2の実施例の過電
圧保護装置の構成を示す。図3において、図2に示した
装置の構成要素と対応する部分には同じ符号を付した。
Next, FIG. 3 shows the configuration of an overvoltage protection device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, parts corresponding to the components of the apparatus shown in FIG. 2 are given the same reference numerals.

【0029】第1導電型の基板10上に、所定形状の第
2導電型の埋め込み拡散領域11を形成し、さらにその
上に第2導電型のエピタキシャル層12を形成する。前
記埋め込み拡散領域11を囲むように第1導電型の分離
拡散領域13を設けてエピタキシャルの島領域を形成し
、その島領域の主面に第1導電型の第1拡散領域14を
形成し、第1拡散領域14内に第2導電型の第2拡散領
域15を形成する。その結果、第2拡散領域15,第1
拡散領域14,第2導電型のエピタキシャル層の島12
によって保護用トランジスタ7が構成される。一方、第
1導電型の分離拡散領域13内に第2導電型の第3拡散
領域19を設けることによって構成されるダイオ−ド9
と、第2導電型のエピタキシャル層の島12内に第1導
電型の第5の拡散領域20を設け、この第5の拡散領域
20内に第2導電型の第6拡散領域21を設けることに
よって構成されるダイオ−ドによってダイオードの縦続
接続体を構成する。そして、このダイオードの縦続接続
体を第2の電源端と前記第1拡散領域14の電極との間
に接続する。さらに、第2拡散領域15の電極と入力端
子2,内部回路3の入力端を接続する配線を形成する。 以上の構成によって本実施例の過電圧保護装置が構成さ
れる。
A buried diffusion region 11 of a second conductivity type having a predetermined shape is formed on a substrate 10 of a first conductivity type, and an epitaxial layer 12 of a second conductivity type is further formed thereon. An isolation diffusion region 13 of a first conductivity type is provided to surround the buried diffusion region 11 to form an epitaxial island region, and a first diffusion region 14 of a first conductivity type is formed on the main surface of the island region, A second diffusion region 15 of a second conductivity type is formed within the first diffusion region 14 . As a result, the second diffusion region 15, the first
Diffusion region 14, second conductivity type epitaxial layer island 12
The protection transistor 7 is configured as follows. On the other hand, the diode 9 is constructed by providing a third diffusion region 19 of the second conductivity type within the isolation diffusion region 13 of the first conductivity type.
and providing a fifth diffusion region 20 of the first conductivity type within the island 12 of the epitaxial layer of the second conductivity type, and providing a sixth diffusion region 21 of the second conductivity type within this fifth diffusion region 20. A cascade of diodes is constituted by the diodes constituted by . Then, this cascaded body of diodes is connected between the second power supply terminal and the electrode of the first diffusion region 14 . Further, wiring is formed to connect the electrode of the second diffusion region 15 to the input terminal 2 and the input end of the internal circuit 3. The above configuration constitutes the overvoltage protection device of this embodiment.

【0030】第2の実施例は、第1の実施例の保護用ト
ランジスタ7のベース領域である第1の拡散領域14と
第2の電源端5との間にダイオ−ドの縦続接続体を付加
したものである。
In the second embodiment, a cascaded body of diodes is provided between the first diffusion region 14, which is the base region of the protection transistor 7 of the first embodiment, and the second power supply end 5. It was added.

【0031】第2の実施例において、トランジスタ7の
コレクタ領域のオーミック抵抗の電圧降下によって有効
的なトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧が小さく
なり、トランジスタが飽和状態になってしまう。しかし
、ベースに接続されたダイオード電圧分だけの電圧が、
保護用トランジスタ7のコレクタ・エミッタ電圧に加算
されることにより、トランジスタ7が飽和状態になるコ
レクタ電流のレベルを増大することができ、トランジス
タ7が入力電圧をクリップする際の、動作電流の範囲が
拡大できる。すなわち、入力電圧をクリップする機能が
第1の実施例に比べて優れているため、大エネルギー(
大電流)の静電気に対してもより有効に過電圧に対する
保護が行なわれる。
In the second embodiment, the effective collector-emitter voltage of the transistor decreases due to the voltage drop across the ohmic resistor in the collector region of the transistor 7, causing the transistor to become saturated. However, the voltage equal to the diode voltage connected to the base is
By being added to the collector-emitter voltage of the protection transistor 7, the level of the collector current at which the transistor 7 becomes saturated can be increased, and the range of operating current when the transistor 7 clips the input voltage is increased. Can be expanded. In other words, since the function of clipping the input voltage is superior to that of the first embodiment, a large amount of energy (
This provides more effective protection against overvoltage as well as against static electricity (large current).

【0032】次に、図4に本発明の第3の実施例の過電
圧保護装置の構成を示す。図4において、図2に示した
装置の構成要素と対応する要素には同じ符号を付した。
Next, FIG. 4 shows the configuration of an overvoltage protection device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, elements corresponding to those of the apparatus shown in FIG. 2 are given the same reference numerals.

【0033】第1導電型の基板10上に、所定形状の第
2導電型の埋め込み拡散領域11を形成し、さらにその
上に第2導電型のエピタキシャル層12を形成する。前
記埋め込み拡散領域11を囲むように第1導電型の分離
拡散領域13を設けてエピタキシャルの島領域を形成し
、その島領域の主面に第1導電型の第1拡散領域14を
形成し、第1拡散領域14内に第2導電型の第2拡散領
域15を形成する。その結果、第2拡散領域15,第1
拡散領域14,第2導電型のエピタキシャル層の島12
によって保護用トランジスタ7が形成される。また、第
1導電型の分離拡散領域13と第2導電型エピタキシャ
ル層の島12の両方に重なるように第1導電型の第7の
拡散領域22を設け、同拡散領域22内に第2導電型の
第8の拡散領域23を設けてダイオード9を形成する。 さらに、前記第8の拡散領域23の電極と前記第1拡散
領域14の電極とを接続する配線と、第2拡散領域15
の電極と入力端子2,内部回路3の入力端を接続する配
線を形成する。以上の構成によって本実施例の過電圧保
護装置が構成される。
A buried diffusion region 11 of a second conductivity type having a predetermined shape is formed on a substrate 10 of a first conductivity type, and an epitaxial layer 12 of a second conductivity type is further formed thereon. An isolation diffusion region 13 of a first conductivity type is provided to surround the buried diffusion region 11 to form an epitaxial island region, and a first diffusion region 14 of a first conductivity type is formed on the main surface of the island region, A second diffusion region 15 of a second conductivity type is formed within the first diffusion region 14 . As a result, the second diffusion region 15, the first
Diffusion region 14, second conductivity type epitaxial layer island 12
A protection transistor 7 is formed by this. Further, a seventh diffusion region 22 of the first conductivity type is provided so as to overlap both the isolation diffusion region 13 of the first conductivity type and the island 12 of the second conductivity type epitaxial layer, and a seventh diffusion region 22 of the first conductivity type is provided within the diffusion region 22. A diode 9 is formed by providing an eighth diffusion region 23 of the type. Furthermore, a wiring connecting the electrode of the eighth diffusion region 23 and the electrode of the first diffusion region 14 and a second diffusion region 15 are provided.
Wiring is formed to connect the electrodes of the input terminal 2 and the input end of the internal circuit 3. The above configuration constitutes the overvoltage protection device of this embodiment.

【0034】第3の実施例は、第1の実施例の保護用ト
ランジスタ7のベースに接続されるダイオード9が第2
導電型のエピタキシャル層12の島内の第1導電型の第
7の拡散領域22内に第2導電型の第8の拡散領域23
を設けて構成され、前記第7の拡散領域22が分離拡散
領域13と重なるように構成したものである。
In the third embodiment, the diode 9 connected to the base of the protection transistor 7 of the first embodiment is
An eighth diffusion region 23 of the second conductivity type is located within the seventh diffusion region 22 of the first conductivity type within the island of the epitaxial layer 12 of the conductivity type.
The seventh diffusion region 22 is configured to overlap the separation diffusion region 13.

【0035】第3の実施例において、トランジスタ7の
コレクタ領域のオーミック抵抗の電圧降下によって有効
的なトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧が小さく
なり、トランジスタが飽和状態になってしまう。しかし
、ベースに接続されたダイオード電圧分だけの電圧が、
保護用トランジスタ7のコレクタ・エミッタ電圧に加算
されることにより、信号端子2に印加される電圧がゼロ
に近い初期状態においてもクリップ動作が機能する。ま
た、入力電圧が大きくなって、クリップ動作時に流れる
コレクタ電流レベルに対応してベース電流が流れ、第7
の拡散領域22にそのベース電流が流れることにより、
電圧降下が第7の拡散領域22内のオーミック抵抗で発
生する。このオーミック抵抗の電圧降下がトランジスタ
のコレクタ・エミッタ間電圧を大きくする役割を果たし
、入力電圧および入力電流が大きくなっても、トランジ
スタ7が飽和状態になることを防止でき、トランジスタ
7が入力電圧をクリップする際の、動作電流の範囲が拡
大できる。すなわち、入力電圧をクリップする機能が第
1の実施例に比べて優れているため、大エネルギー(大
電流)の静電気に対してもより有効な過電圧に対する保
護が行なわれる。
In the third embodiment, the effective voltage between the collector and emitter of the transistor decreases due to the voltage drop across the ohmic resistor in the collector region of the transistor 7, and the transistor becomes saturated. However, the voltage equal to the diode voltage connected to the base is
By being added to the collector-emitter voltage of the protection transistor 7, the clipping operation functions even in the initial state where the voltage applied to the signal terminal 2 is close to zero. In addition, when the input voltage increases, a base current flows corresponding to the collector current level that flows during clipping operation, and the seventh
As the base current flows through the diffusion region 22 of
A voltage drop occurs across the ohmic resistance within the seventh diffusion region 22. The voltage drop across this ohmic resistor plays a role in increasing the voltage between the collector and emitter of the transistor, and even if the input voltage and input current become large, the transistor 7 can be prevented from becoming saturated, and the transistor 7 can maintain the input voltage. The operating current range when clipping can be expanded. That is, since the function of clipping the input voltage is superior to that of the first embodiment, more effective protection against overvoltage is provided even against large energy (large current) static electricity.

【0036】なお、第7の拡散領域22は抵抗素子とし
ての役割を持っており、濃度の低い拡散層を利用するこ
とにより、拡散領域22は小さくすることができる。ま
た、拡散領域22の抵抗値を任意の値にすることにより
、トランジスタ7のコレクタ電流のレベルの増大に応じ
てコレクタ・エミッタ間電圧が大きくできるため、広範
囲の動作電流でクリップ動作が機能する。したがって、
第3の実施例によれば第2の実施例に比べて広範囲に動
作する過電圧保護装置が実現できる。
Note that the seventh diffusion region 22 has a role as a resistance element, and by using a low concentration diffusion layer, the diffusion region 22 can be made small. Further, by setting the resistance value of the diffusion region 22 to an arbitrary value, the collector-emitter voltage can be increased in accordance with the increase in the level of the collector current of the transistor 7, so that the clipping operation functions over a wide range of operating currents. therefore,
According to the third embodiment, an overvoltage protection device that operates over a wider range than the second embodiment can be realized.

【0037】最後に、本発明の第4の実施例の過電圧保
護装置について説明する。図5は第4の実施例の要部平
面図、図6は図5のA−A線に沿った断面図、図7は図
5、図6の等価回路を示す。なお図5、図6および図7
において、図2に於ける構成要素と対応する要素には同
じ符号を付与した。
Finally, an overvoltage protection device according to a fourth embodiment of the present invention will be explained. FIG. 5 is a plan view of a main part of the fourth embodiment, FIG. 6 is a sectional view taken along the line A--A in FIG. 5, and FIG. 7 shows an equivalent circuit of FIGS. 5 and 6. Note that Figures 5, 6 and 7
2, elements corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.

【0038】第1導電型の基板10上に、所定形状の第
2導電型の埋め込み拡散領域11を形成し、さらにその
上に第2導電型のエピタキシャル層12を形成する。前
記埋め込み拡散領域11から離間して第1導電型の分離
拡散領域13を設けて、エピタキシャルの島領域12−
1とパッド用のエピタキシャル島12−2を形成する。 その島領域12−1の主面に第1導電型の第1拡散領域
24を形成し、第1拡散領域24内に第2導電型の第2
拡散領域25を形成する。その結果、第2拡散領域25
,第1拡散領域24,第2導電型のエピタキシャル層の
島12−1によって保護用の分布状トランジスタ7−1
、7−2が構成される。
A buried diffusion region 11 of a second conductivity type having a predetermined shape is formed on a substrate 10 of a first conductivity type, and an epitaxial layer 12 of a second conductivity type is further formed thereon. A first conductivity type isolation diffusion region 13 is provided apart from the buried diffusion region 11, and an epitaxial island region 12-
1 and an epitaxial island 12-2 for a pad is formed. A first diffusion region 24 of a first conductivity type is formed on the main surface of the island region 12-1, and a second diffusion region of a second conductivity type is formed in the first diffusion region 24.
A diffusion region 25 is formed. As a result, the second diffusion region 25
, the first diffusion region 24, and the second conductivity type epitaxial layer island 12-1 to form a protective distributed transistor 7-1.
, 7-2 are configured.

【0039】そして、半導体基板主面上の絶縁膜に開口
部27,28を設けることにより、信号端子2に接続さ
れる配線体29は分布状トランジスタ7−1のエミッタ
に結合され、内部回路3に接続される配線体30は分布
状トランジスタ7−2のエミッタに結合される。第1の
拡散領域24上の絶縁膜に開口部31を設けることによ
り、配線体32に接続された所定のバイアス電圧が分布
状トランジスタ7−1、7−2のベースに与えられる。
By providing openings 27 and 28 in the insulating film on the main surface of the semiconductor substrate, the wiring body 29 connected to the signal terminal 2 is coupled to the emitter of the distributed transistor 7-1, and the internal circuit 3 The wiring body 30 connected to is coupled to the emitter of the distributed transistor 7-2. By providing an opening 31 in the insulating film above the first diffusion region 24, a predetermined bias voltage connected to the wiring body 32 is applied to the bases of the distributed transistors 7-1 and 7-2.

【0040】そして、基板主面の第1の拡散領域24を
囲むように形成されたコレクタウォ−ル領域17に第2
導電型の拡散領域を形成する。さらに、その上の絶縁膜
に開口部33を設けることにより、保護用トランジスタ
7−1、7−2のコレクタが配線体34を介して電源端
子4に接続される。なお、図5の破線は図6の埋め込み
拡散領域11の境界線を示している。以上の構成によっ
て本実施例の過電圧保護装置が構成される。
A second diffusion region 17 is formed in the collector wall region 17 surrounding the first diffusion region 24 on the main surface of the substrate.
Forming a conductive type diffusion region. Further, by providing an opening 33 in the insulating film thereon, the collectors of the protection transistors 7-1 and 7-2 are connected to the power supply terminal 4 via the wiring body 34. Note that the broken line in FIG. 5 indicates the boundary line of the buried diffusion region 11 in FIG. 6. The above configuration constitutes the overvoltage protection device of this embodiment.

【0041】このような構成により、第2導電型の埋め
込み拡散領域11およびコレクタウォール領域17は、
エピタキシャル層12に比べて拡散不純物濃度が高いた
めに、保護トランジスタ7−1、7−2の実効的なトラ
ンジスタ作用がある第2拡散領域25直下の埋め込み拡
散領域11から開口部33に至るまでのコレクタ領域の
オ−ミック抵抗を小さくすることができる。それによっ
て、そのコレクタ領域の電圧降下が小さくなり、保護用
トランジスタ7が飽和状態になる電流レベルを大きくす
ることができる。
With such a configuration, the second conductivity type buried diffusion region 11 and collector wall region 17 are
Since the diffusion impurity concentration is higher than that of the epitaxial layer 12, the area from the buried diffusion region 11 directly under the second diffusion region 25 where the protection transistors 7-1 and 7-2 have an effective transistor function to the opening 33 is The ohmic resistance of the collector region can be reduced. Thereby, the voltage drop in the collector region is reduced, and the current level at which the protection transistor 7 is saturated can be increased.

【0042】図7に示す抵抗35は、開口部27から開
口部28に至るまでの第2拡散領域25のオ−ミック抵
抗を示し、図7の保護用トランジスタ7−1,7−2は
分布状のトランジスタを示している。第2拡散領域25
の開口部27付近がトランジスタ7−1のエミッタに該
当し、第2拡散領域25の開口部28付近がトランジス
タ7−2のエミッタに該当する。すなわち、抵抗35も
分布状の抵抗で構成される。
A resistor 35 shown in FIG. 7 represents the ohmic resistance of the second diffusion region 25 from the opening 27 to the opening 28, and the protective transistors 7-1 and 7-2 in FIG. The figure shows a transistor with a shape like this. Second diffusion region 25
The vicinity of the opening 27 corresponds to the emitter of the transistor 7-1, and the vicinity of the opening 28 of the second diffusion region 25 corresponds to the emitter of the transistor 7-2. That is, the resistor 35 is also configured with a distributed resistor.

【0043】このような構成の保護用トランジスタ7−
1、7−2を過電圧保護装置に用いると、入力端子2に
負の静電気が印加されたとき、第1拡散領域24と第2
拡散領域25との間の電圧がトランジスタ7−1、7−
2のベース・エミッタ間の順方向電圧となるが、それぞ
れのベース・エミッタ間電圧は異なった値になる。それ
は、静電気を放電する際に、放電電流の一部が抵抗35
に流れるため、抵抗35で電圧降下が発生し、トランジ
スタ7−1のベース・エミッタ間電圧がトランジスタ7
−2のベース・エミッタ間電圧より大きくなるものであ
る。
Protection transistor 7- with such a configuration
1 and 7-2 are used in an overvoltage protection device, when negative static electricity is applied to the input terminal 2, the first diffusion region 24 and the second
The voltage between the diffusion region 25 and the transistors 7-1, 7-
The forward voltage between the two bases and emitters is the same, but each base-emitter voltage has a different value. That is, when discharging static electricity, part of the discharge current flows through the resistance 35.
As a result, a voltage drop occurs at the resistor 35, and the voltage between the base and emitter of the transistor 7-1 increases
This is larger than the base-emitter voltage of -2.

【0044】その結果、トランジスタ7−1が過大なエ
ミッタ電流を流し、電源端子4と信号端子2の間に低イ
ンピ−ダンスの電流経路が形成され、信号端子2に印加
された電荷が瞬時に放電できる。そして、トランジスタ
7−2と抵抗35は、信号端子2に印加されたサージ電
圧を分圧し、内部回路に加わるサージ電圧を十分にクリ
ップすることができ、保護回路が内部回路3を静電気か
ら保護する機能を強化できる。
As a result, the transistor 7-1 causes an excessive emitter current to flow, a low impedance current path is formed between the power supply terminal 4 and the signal terminal 2, and the electric charge applied to the signal terminal 2 is instantly Can be discharged. The transistor 7-2 and the resistor 35 can divide the surge voltage applied to the signal terminal 2 and sufficiently clip the surge voltage applied to the internal circuit, and the protection circuit protects the internal circuit 3 from static electricity. Functions can be strengthened.

【0045】図5において、分布状トランジスタ7−1
のエミッタコンタクト部である開口部27の面積が開口
部28より広くなっている。これは、トランジスタ7−
1のエミッタ領域である第2拡散領域25の幅を広くし
、エミッタコンタクト部である開口部27の面積を広く
したことにより、分布状トランジスタ7−1の電流能力
を分布状トランジスタ7−2より大きくしたものであり
、静電気を放電する時の瞬間電流の許容値を大きくでき
る。開口部27の面積は、配線体29と第2拡散層25
の接触抵抗に関与し、大電流を許容させるためには面積
を広くするのが良く、10ミクロンメートル角以上の面
積で良好な特性が得られる。
In FIG. 5, distributed transistor 7-1
The area of the opening 27, which is an emitter contact portion, is larger than that of the opening 28. This is transistor 7-
By widening the width of the second diffusion region 25, which is the emitter region of the transistor 1, and widening the area of the opening 27, which is the emitter contact part, the current capability of the distributed transistor 7-1 is made higher than that of the distributed transistor 7-2. This makes it possible to increase the permissible instantaneous current when discharging static electricity. The area of the opening 27 is the same as that of the wiring body 29 and the second diffusion layer 25.
In order to allow a large current, it is better to have a large area, and good characteristics can be obtained with an area of 10 micrometers square or more.

【0046】また、第2拡散領域25が開口部28に向
かって細くなるようにテ−パ−状になっている。これは
、十分なエミッタ面積を確保することで分布状トランジ
スタ7−1の電流能力を大きくし、比較的小さな面積で
抵抗35の抵抗値を大きくしたものであり、分布状トラ
ンジスタ7−2のサージ電圧をクリップする作用を強化
している。さらには、抵抗35の開口部27付近の抵抗
値を小さくし、開口部27付近の発熱を少なくすること
で、分布状トランジスタ7−1が破損しにくくしている
Further, the second diffusion region 25 is tapered so as to become narrower toward the opening 28. This is because the current capability of the distributed transistor 7-1 is increased by ensuring a sufficient emitter area, and the resistance value of the resistor 35 is increased with a relatively small area, and the surge of the distributed transistor 7-2 is increased. It strengthens the voltage clipping effect. Furthermore, by reducing the resistance value of the resistor 35 near the opening 27 and reducing heat generation near the opening 27, the distributed transistor 7-1 is made less likely to be damaged.

【0047】そして、内部回路3に印加される入力電圧
は第2拡散領域25にバイアスされる電圧によって決定
される。たとえば、第2拡散領域25がN型拡散層であ
って、第1拡散領域24(P型拡散層)が接地されてい
るとき、負の入力電圧が約−0.6(V)に制限される
。第1拡散領域24がダイオードの順方向電圧でバイア
スされているときは、約−1.2(V)に制限される。 そのため、ICの電源端に電源電圧が印加される通常の
動作において、ICの入力電圧が制限されると不都合が
発生することがあり、ICの入力電圧が許容される範囲
の任意の値に第1拡散領域24のバイアス電圧を設定す
る必要がある。
The input voltage applied to the internal circuit 3 is determined by the voltage biased to the second diffusion region 25. For example, when the second diffusion region 25 is an N-type diffusion layer and the first diffusion region 24 (P-type diffusion layer) is grounded, the negative input voltage is limited to about -0.6 (V). Ru. When the first diffusion region 24 is biased with a diode forward voltage, it is limited to about -1.2 (V). Therefore, in normal operation when the power supply voltage is applied to the power supply terminal of the IC, problems may occur if the input voltage of the IC is limited. It is necessary to set the bias voltage for one diffusion region 24.

【0048】なお、以上の説明は、P型の半導体基板上
に形成される過電圧保護装置について説明したが、N型
の半導体基板上に形成される過電圧保護装置であっても
、P型とN型の半導体領域を置き換えることによって、
同様の効果が得られることはいうまでもない。
[0048] The above explanation has been made regarding an overvoltage protection device formed on a P-type semiconductor substrate, but even if the overvoltage protection device is formed on an N-type semiconductor substrate, P-type and N-type By replacing the semiconductor region of the mold,
Needless to say, similar effects can be obtained.

【0049】また、以上に説明した実施例は、最小のチ
ップ面積で飽和抵抗の小さい保護トランジスタの構造を
提案したが、保護用トランジスタの形状が多少大きくな
ることを無視するのであれば、埋め込み拡散層およびコ
レクタウォール層は特に必要とせず、それらがなくても
本発明と同様の効果が得られる。
Furthermore, although the embodiments described above have proposed a structure of a protection transistor with a minimum chip area and low saturation resistance, if one ignores the fact that the shape of the protection transistor becomes somewhat large, it is possible to use buried diffusion. layer and collector wall layer are not particularly required, and the same effects as the present invention can be obtained even without them.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明は、保護用トランジ
スタのベースに抵抗またはダイオ−ドのような電圧降下
を発生する手段を接続することにより、前記保護用トラ
ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧が飽和するマージ
ンを確保し、ICの信号端子に印加される静電気の電圧
をクリップし、静電気から内部回路を保護し、ICの信
頼性を向上させることができる。
As described above, the present invention can reduce the voltage between the collector and emitter of the protection transistor by connecting a means for generating a voltage drop such as a resistor or a diode to the base of the protection transistor. It is possible to secure a saturation margin, clip the voltage of static electricity applied to the signal terminal of the IC, protect the internal circuit from static electricity, and improve the reliability of the IC.

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

【図1】本発明の第1の実施例における過電圧保護装置
の等価回路図
FIG. 1: Equivalent circuit diagram of an overvoltage protection device in a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す一実施例のより具体的な実施例の要
部の断面図
[Fig. 2] A cross-sectional view of a main part of a more specific embodiment of the embodiment shown in Fig. 1.

【図3】本発明の第2の実施例の要部の断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of the main parts of the second embodiment of the present invention.

【図4】
本発明の第3の実施例の要部の断面図
[Figure 4]
A sectional view of the main parts of the third embodiment of the present invention

【図5】本発明の
第4の実施例の要部の平面図
FIG. 5 is a plan view of the main parts of the fourth embodiment of the present invention.

【図6】図5のA−A線に
沿った断面図
[Fig. 6] Cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 5

【図7】本発明の第4の実施例の等価回路
[Fig. 7] Equivalent circuit diagram of the fourth embodiment of the present invention

【図8】従来例の過電圧保護装置の等価回路図[Figure 8] Equivalent circuit diagram of a conventional overvoltage protection device

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  半導体集積回路装置(IC) 2  信号端子 3  内部回路 4  第1の電源端 5  第2の電源端 6  保護用ダイオ−ド 7  保護用トランジスタ 8  寄生ダイオ−ド 9  ダイオ−ド 10  第1導電型の半導体基板 11  埋め込み拡散領域 12  第2導電型の島 13  分離拡散領域 14  第1導電型の第1拡散領域 15  第2導電型の第2拡散領域 16  第2導電型の第3拡散領域 17  第2導電型のコレクタウォ−ル領域18  第
2導電型の第4拡散領域
1 Semiconductor integrated circuit device (IC) 2 Signal terminal 3 Internal circuit 4 First power supply terminal 5 Second power supply terminal 6 Protection diode 7 Protection transistor 8 Parasitic diode 9 Diode 10 First conductivity type Semiconductor substrate 11 Buried diffusion region 12 Island 13 of second conductivity type Isolation diffusion region 14 First diffusion region 15 of first conductivity type 15 Second diffusion region 16 of second conductivity type Third diffusion region 17 of second conductivity type 2nd conductivity type collector wall region 18 2nd conductivity type 4th diffusion region

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体集積回路内に集積化された内部回路
と、前記内部回路に接続された第1電源端、第2電源端
および信号端子と、コレクタが前記第1電源端に接続さ
れ、エミッタが前記信号端子に接続された保護トランジ
スタと、前記保護トランジスタのベースと第2電源端と
の間に、前記保護トランジスタのべ−ス・エミッタ間の
導通方向に接続されたダイオ−ドとを備えた過電圧保護
装置。
1. An internal circuit integrated in a semiconductor integrated circuit; a first power terminal, a second power terminal, and a signal terminal connected to the internal circuit; a collector connected to the first power terminal; a protection transistor whose emitter is connected to the signal terminal; and a diode connected between the base of the protection transistor and a second power supply terminal in the conduction direction between the base and emitter of the protection transistor. Equipped with overvoltage protection device.
【請求項2】半導体集積回路内に集積化された内部回路
と、前記内部回路に接続された第1電源端、第2電源端
および信号端子と、第1導電型基板上に形成され、かつ
前記第1電源端に接続された第2導電型エピタキシャル
層と、前記エピタキシャル層の主面に形成された第1導
電型の第1拡散領域と、前記第1拡散領域中に形成され
、かつ前記信号端子に接続された第2導電型の第2拡散
領域と、前記第1拡散領域と第2電源端との間に、前記
第1拡散領域と前記第2拡散領域間の導通方向に接続さ
れたダイオ−ドとを備えた過電圧保護装置。
2. An internal circuit integrated in a semiconductor integrated circuit, a first power terminal, a second power terminal, and a signal terminal connected to the internal circuit, formed on a first conductivity type substrate, and an epitaxial layer of a second conductivity type connected to the first power supply terminal; a first diffusion region of the first conductivity type formed on the main surface of the epitaxial layer; and a first diffusion region of the first conductivity type formed in the first diffusion region; A second diffusion region of a second conductivity type connected to a signal terminal, and a second diffusion region connected in a conduction direction between the first diffusion region and the second diffusion region between the first diffusion region and the second power supply terminal. Overvoltage protection device equipped with a diode.
【請求項3】ダイオ−ドが複数個のPN接合を直列接続
して構成されたことを特徴とする請求項1または請求項
2記載の過電圧保護装置。
3. The overvoltage protection device according to claim 1, wherein the diode is constructed by connecting a plurality of PN junctions in series.
【請求項4】半導体集積回路内に集積化された内部回路
と、前記内部回路に接続される第1電源端、第2電源端
および信号端子と、第1導電型基板上に形成され、かつ
前記第1電源端に接続される第2導電型エピタキシャル
層と、前記エピタキシャル層の主面に形成された第1導
電型の第1拡散領域と、前記第1拡散領域中に形成され
た第2導電型の第3拡散領域と、半導体基板表面に形成
された絶縁膜と、前記第3拡散領域内に設けられた第1
および第2の開口部とを備え、前記第1の開口部が前記
信号端子に接続され、前記第2の開口部が前記内部回路
に接続され、前記第1拡散領域が所定の電位点に接続さ
れたことを特徴とする過電圧保護装置。
4. An internal circuit integrated in a semiconductor integrated circuit, a first power supply terminal, a second power supply terminal, and a signal terminal connected to the internal circuit, formed on a first conductivity type substrate, and an epitaxial layer of a second conductivity type connected to the first power supply terminal; a first diffusion region of the first conductivity type formed on the main surface of the epitaxial layer; and a second diffusion region formed in the first diffusion region. a third diffusion region of a conductivity type, an insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate, and a first diffusion region provided within the third diffusion region.
and a second opening, the first opening is connected to the signal terminal, the second opening is connected to the internal circuit, and the first diffusion region is connected to a predetermined potential point. An overvoltage protection device characterized by:
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