JPH05129529A - 半導体入力保護装置 - Google Patents
半導体入力保護装置Info
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- JPH05129529A JPH05129529A JP28531391A JP28531391A JPH05129529A JP H05129529 A JPH05129529 A JP H05129529A JP 28531391 A JP28531391 A JP 28531391A JP 28531391 A JP28531391 A JP 28531391A JP H05129529 A JPH05129529 A JP H05129529A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
型不純物拡散層と対向して第1のP+ 型不純物拡散層6
を設ける。又、別に第2のP+ 型不純物拡散層8を設
け、アルミニウム配線4で接続する。第2のP+ 型不純
物拡散層8に対向して第2のN+ 型不純物拡散層11を
設け、アルミニウム配線9により接地端子へつなぐ。各
入力端子に対する第2の不純物拡散層を共有化できる。 【効果】第2の不純物拡散層を小さくでき、レイアウト
上の自由度が増し、半導体入力保護装置のICチップ上
の占有面積を少なくできる。
Description
し、特に静電破壊を防止する半導体入力保護装置に関す
る。
層パンチスルー方式が有効で、一般的に図3の等価回路
で示される様な、半導体基板と逆導電型の不純物拡散層
で形成されたパンチスルー素子QPT,抵抗素子R及びB
VDS素子MBVDSで構成されている。 従来の入力保護
の拡散層パンチスルー部はP型シリコン基板を用いた場
合、図4または図5に示す様なレイアウトが用いられて
いる。パッド101のアルミニウム膜はコンタクト孔1
02または102−1,102−2を介してN+ 型不純
物拡散層103または103−1,103−2とそれぞ
れ接続されており、そのN+ 型不純物拡散層と所定の距
離を隔てて、接地端子のアルミニウム配線層109また
は109aにそれぞれコンタクト孔110または110
−1ないし110−3を介して接続されたN+ 型不純物
拡散層111または111−1ないし111−3が、そ
れぞれ平行(図4)又は格子状(図5)に形成されてい
る。またN+ 型不純物拡散層103または103−1,
103−2からコンタクト孔112または112−1,
112−2をそれぞれ介して接続された配線層113ま
たは113−aの先にはBVDS素子MBVDSがある。
に対して正の高電圧が加わると、N+ 型不純物拡散層1
03または103−1,103−2とP型シリコン基板
との接合がブレイクダウンして接地端子に接続されたN
+ 型不純物拡散層111または111−1ないし111
−3にそれぞれ向って電流が流れる。また正の高電圧が
印加された時は、接地端子に接続されたN+ 型不純物拡
散層111または111−1ないし111−3からそれ
ぞれN+ 型不純物拡散層103または103−1,10
3−2を通して入力端子IN(101)に向って電流が
流れ、入力保護の機能を果している。
入力保護装置は以下に示す問題点がある。
合、パンチスルー素子にはできるだけ少ない電流を均等
に流さないとN+ 型不純物拡散層とP型シリコン基板の
接合が破壊されてしまうため、パンチスルー素子は大き
なサイズにしなければいけない。そのため、入力保護部
の面積が大きくなり、チップサイズが小さければ小さい
ほどパッド配置に影響を与える他、チップサイズも大き
くなる。また、電源端子に対する保護素子を設けるとま
すますチップサイズが大きくなり、実際上その余裕はな
いのが現状である。
装置は、P(又はN)型半導体装置基板に選択的に形成
された第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層と、前記
第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層に接続された入
力端子と、前記第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層
と、所定距離を隔てて対向する第1のP+ (又はN+ )
型不純物拡散層と、前記第1のP+ (又はN+ )型不純
物拡散層と離れて形成された第2のP+ (又はN+ )型
不純物拡散層と、前記第1および第2のP+ (又は
N+ )不純物拡散層をつなぐ金属配線層と、前記第2の
P+ (又はN+ )型不純物拡散層と所定距離を隔てて対
向する第2のN+ (又はP+ )型不純物拡散層と、前記
第2のN+ (又はP+ )型不純物拡散層を固定電位端子
につなぐ接続手段とを有するというものである。
る。
部を示す平面図、図1(b)はB1(a)のA−A線断
面図である。
アルミニウム膜にコンタクト孔2を介して接続された第
1のN+ 型不純物拡散層3が形成されており、その第1
のN+ 型不純物拡散層3に所定の距離(10μm程度)
を隔てて、入力保護装置に電流経路用に新たにスクライ
ブ線の内側に設けられたアルミニウム配線4にコンタク
ト孔5を介して接続された第1のP+ 型不純物拡散層6
が対向して設けられている。また電流経路用のアルミニ
ウム配線4の適当な位置にコンタクト孔7を介して接続
された第2のP+ 型不純物拡散層8が形成されており、
その第2のP+ 型不純物拡散層8に所定の距離(10μ
m程度)を隔てて、接地用のアルミニウム配線9にコン
タクト孔10を介して接続された第2のN+ 型不純物拡
散層11が対向している。また、第1のN+ 型不純物拡
散層3はコンタクト孔12を介してアルミニウム配線1
3に接続され、BVDS素子MBVDSへ向かう。また、不
純物拡散層の分離領域には厚いフィールド酸化膜17、
アルミニウム配線の下には層間絶縁膜18,最上層には
カバー類19が形成されている。
入力端子(1)に接地端子に対して正の高電圧が印加さ
れた場合、パッド1に接続された第1のN+ 型不純物拡
散層3とP型シリコン基板20との接合がブレイクダウ
ンして、接地端子に向って大電流が流れようとする。こ
の時、本実施例では第1のN+ 型不純物拡散層3からP
型シリコン基板20へ流れた電流は、第1のP+ 不純物
拡散層6から電流経路用のアルミニウム配線4を経由し
て第2のP+ 型不純物拡散層8へ流れ、更に接地端子に
接続された第2のN+ 型不純物拡散層11に流れ込む。
これは、第2のN+ 型不純物拡散層3が接地端子に接続
された第2のN+ 型不純物拡散層11と所定の距離を隔
てて対向している事と実質的に同等だからである。ま
た、入力端子に接地端子に対して負の高電圧が印加され
た場合は、正電圧印加時の逆の経路で電流が流れる。
ップに設けられているのが普通であり、各入力端子に第
1のN+ 型不純物拡散層3と第1のP+ 型不純物拡散層
6を設けるのは勿論であるが、各入力端子に対して設け
られる第2のP+ 型不純物拡散層8をアルミニウム配線
4で共通に接続しておけば、その大きさは各入力端子あ
たりでいえば小さくすることができる。従って第2のN
+ 型拡散層11の大きさも同様に小さくできる。あるい
はまた、各入力端子につき、それぞれ1個の第2のP+
型拡散層を設ける必要はなく、いくつかの入力端子あた
り1つの第2のN+ 型拡散層を設けて共用してもよい。
従って、レイアウト上の自由度が増すばかりでなく、チ
ップサイズも小さくできる。
端子の代りに電源端子に接続すれば、電源端子に対して
高電圧が印加された場合の入力保護機能を持たせること
ができる。また、本実施例はP型シリコン基板を使用し
ているが、不純物拡散層の導電型を反対にすればN型シ
リコン基板でもよい。
す平面図である。
配線14−1,14−2をスクライブ線のアルミニウム
配線15に接続している。スクライブ線のアルミニウム
配線15はP型シリコン基板に形成されたP+ 型不純物
拡散層16に接続されており、ICチップの外周部を一
周して設けられている。スクライブ線のアルミニウム配
線15は、コンタクト孔21および23を介してそれぞ
れ第1のP+ 型不純物拡散層22および第2のP+ 型不
純物拡散層24に接続されており、第1のP+ 型不純物
拡散層22および第2のP+ 型不純物拡散層24は、パ
ッド1に接続された第1のN+ 型不純物拡散層3およ
び、接地端子に接続された第2のN+ 型不純物拡散層1
1にそれぞれ所定の距離(10μm程度)を隔てて形成
されている。
る。
型不純物拡散層22,24はスクライブ線のP+ 型不純
物拡散層16に直接接続してもよいし更にはP+ 型不純
物拡散層16で代用してもよい。このように、本実施例
は第1の実施例に較べてチップサイズを小さくできる利
点がある。
に接続された第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層
と、第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層と所定の距
離を隔てて対向する第1のP+ (又はN+ )型不純物拡
散層を有し、接地電位又は、電源電位などの固定電位端
子に接続された第2のN+ (又はP+ )型不純物拡散層
と、第2のN+ (又はP+ )型不純物拡散層と所定の距
離を隔てて対向する第2のP+ (又はN+ )型不純物拡
散層を有し、前記第1,第2のP+ (又はN+ )型不純
物拡散層を接続する金属配線を有しているので、パンチ
スルー素子の、パッドに接続された第1のN+ (又はP
+ )型不純物拡散層と固定電位端子に接続された第2の
N+ (又はP+ )型不純物拡散層を分離して配置する事
ができ、複数の入力端子に対する入力保護素子として接
地端子に接続された不純物拡散層を共用する事によっ
て、入力保護素子の面積を大幅に減少でき、パッド配置
が自由になる他チップサイズも小さくできる。また、接
地端子に対する入力保護素子だけでなく、電源端子に対
する入力保護素子も容易に形成できる。
(図1(a))および断面図(図1(b))である。
ある。
純物拡散層 4 電流経路用のアルミニウム配線 5 コンタクト孔 6 第1のP+ 型不純物拡散層 7 コンタクト孔 8 第2のP+ 型不純物拡散層 9,109,109a 接地端子へつながるアルミニ
ウム配線 10,110,110−1〜110−3 コンタクト
孔 11,111,111−1〜111−3 第2のN+
型不純物拡散層 12,112,112−1,112−2 コンタクト
孔 13,113,113a アルミニウム配線 14,114 パッドスルーホール 15 スクライブ線領域に接続されたアルミニウム配
線 16 スクライブ線領域のP+ 型不純物拡散層 17 フィールド酸化膜 18 層間絶縁膜 19 カバー膜
Claims (2)
- 【請求項1】 P(又はN)型半導体基板に選択的に形
成された第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層と、前
記第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散層に接続された
入力端子と、前記第1のN+ (又はP+ )型不純物拡散
層と、所定距離を隔てて対向する第1のP+ (又は
N+ )型不純物拡散層と、前記第1のP+ (又はN+ )
型不純物拡散層と離れて形成された第2のP+ (又はN
+ )型不純物拡散層と、前記第1および第2のP+ (又
はN+ )不純物拡散層をつなぐ金属配線層と、前記第2
のP+ (又はN+)型不純物拡散層と所定距離を隔てて
対向する第2のN+ (又はP+ )型不純物拡散層と、前
記第2のN+ (又はP+ )型不純物拡散層を固定電位端
子につなぐ接続手段とを有することを特徴とする半導体
入力保護装置。 - 【請求項2】 金属配線層は半導体チップ周辺部のスク
ライブ線領域に形成されたP+ (又はN+ )型不純物拡
散層に形成されている請求項1記載の半導体入力保護装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3285313A JP2822727B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 半導体入力保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3285313A JP2822727B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 半導体入力保護装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05129529A true JPH05129529A (ja) | 1993-05-25 |
JP2822727B2 JP2822727B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=17689918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3285313A Expired - Lifetime JP2822727B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 半導体入力保護装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2822727B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52122090A (en) * | 1976-04-06 | 1977-10-13 | Toshiba Corp | Semiconductor integrated circuit device |
JPS61102766A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路 |
JPS63314860A (ja) * | 1987-06-17 | 1988-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | 入力保護回路 |
JPH0245654U (ja) * | 1988-09-24 | 1990-03-29 |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3285313A patent/JP2822727B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS52122090A (en) * | 1976-04-06 | 1977-10-13 | Toshiba Corp | Semiconductor integrated circuit device |
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JPH0245654U (ja) * | 1988-09-24 | 1990-03-29 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2822727B2 (ja) | 1998-11-11 |
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