JPH05243585A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05243585A
JPH05243585A JP4164092A JP4164092A JPH05243585A JP H05243585 A JPH05243585 A JP H05243585A JP 4164092 A JP4164092 A JP 4164092A JP 4164092 A JP4164092 A JP 4164092A JP H05243585 A JPH05243585 A JP H05243585A
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JP
Japan
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diffusion region
type diffusion
diode
substrate
type
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4164092A
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English (en)
Inventor
Masaki Okada
雅樹 岡田
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to JP4164092A priority Critical patent/JPH05243585A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は順方向電圧が低く、かつ逆方向耐圧が
高いダイオードを提供することを目的とする。 【構成】N型基板1上にP型拡散領域2eとN型拡散領
域3eとが間隔を隔てて形成され、前記P型拡散領域2
eとN型拡散領域3eとの間に該N型拡散領域3eより
ドーズ量が低く前記N型基板1よりドーズ量の高いN型
拡散領域3fを形成してダイオードD3が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置を構成する
基板上に形成されるダイオードに関するものである。
【0002】単一基板上に種々の回路が形成された半導
体装置において、内部に昇圧回路が形成され、外部から
電源として供給される入力電位をその昇圧回路で昇圧し
て基板に供給することにより、基板電位を外部入力電位
より高く維持するようにしたものがある。このような半
導体装置では基板電位の低下により寄生するトランジス
タに基づいて高電位側の外部入力電位及び基板電位から
低電位側の外部入力電位に向かって電流が流れ続けるラ
ッチアップ現象を防止するために、外部入力電位と基板
電位との間にダイオードを挿入する必要がある。
【0003】
【従来の技術】外部入力電位と基板電位との間に挿入す
るダイオードの一例として図5に示すものがある。すな
わち、N型基板1上にP型拡散領域2aとN型拡散領域
3aとが隣接して形成され、P型拡散領域2aには例え
ば5Vの高電位側外部入力電位Vccが供給され、N型拡
散領域3aには例えば10Vの基板電位Vppが昇圧回路
から基板電位として供給されている。
【0004】従って、上記のようなP型拡散領域2aと
N型拡散領域3aとの単純接合によるPN接合によりダ
イオードD1が構成されるが、このダイオードD1では
図6に示すように順方向抵抗が小さくなって順方向電流
の立ち上がりが急峻となる良好な順方向特性を示す一
方、逆方向耐圧Vd1が前記基板電位Vppと外部入力電位
Vccに対し充分ではない。
【0005】そこで、図7に示すようにP型拡散領域2
aとN型拡散領域3aとを所定の間隔を隔てて設けるこ
とにより、図8に示すように逆方向耐圧Vd2を向上させ
たダイオードD2が提案されている。
【0006】そして、このダイオードD2を備えたCM
OSインバータ回路の一例を図9に従って説明すると、
N型基板1上に形成されたP型拡散領域2b,2cと、
両拡散領域2b,2c間に形成されたゲート電極4aと
でPチャネルMOSトランジスタTr1が形成され、N型
基板1上のP型ウェル5内に形成されたN型拡散領域3
b,3cと、両拡散領域3b,3c間に形成されたゲー
ト電極4bとでNチャネルMOSトランジスタTr2が形
成されている。
【0007】前記PチャネルMOSトランジスタTr1の
ソース2cには高電位側電源として外部入力電位Vccが
供給され、前記NチャネルMOSトランジスタTr2のソ
ース3bは低電位側電源としてのグランドGに接続され
ている。そして、両トランジスタTr1,Tr2のゲート4
a,4bに入力信号INが入力され、両トランジスタT
r1,Tr2のドレイン2b,3cから出力信号OUTが出
力される。
【0008】また、前記PチャネルMOSトランジスタ
Tr1のソース2cと同ソース2cの近傍に形成されたN
型拡散領域3dとで前記ダイオードD2が構成され、そ
のN型拡散領域3dに前記基板電位Vppが供給されてい
る。従って、基板1は外部入力電位Vccの2倍の電位V
ppに維持され、ダイオードD2の逆方向耐圧はその電位
Vpp,Vccに対し充分確保されている。
【0009】また、前記NチャネルMOSトランジスタ
Tr2のソース3bの近傍に形成されたP型拡散領域2d
はグランドGに接続され、前記P型ウェル5はグランド
Gのレベルに維持されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なダイオードD2においてはP型拡散領域2cとN型拡
散領域3dとを所定の間隔を隔てて形成したことにより
基板抵抗に基づく順方向抵抗が増大し、図8に示すよう
に順方向電圧に対する順方向電流の傾きが小さくなる。
【0011】このような状況で、図9に示すように外部
入力電位Vccと基板電位Vppとの間にダイオードD2を
配設した半導体装置において、例えば電源の立ち上げ時
に基板電位Vppが外部入力電位Vccより低下すると、前
記P型拡散領域2c,2dとN型拡散領域3dとで構成
される寄生PNPトランジスタTr3がオンされる。すな
わち、ダイオードD2の順方向抵抗と寄生基板抵抗R1
により前記PNPトランジスタTr3のベース電位がその
エミッタ電位より低くなってトランジスタTr3がオンさ
れる。
【0012】一方、P型拡散領域2dとN型拡散領域3
b,3dとで構成される寄生NPNトランジスタTr4は
前記PNPトランジスタTr3のコレクタ電流と前記P型
ウェル5で生ずる寄生ウェル抵抗R2とに基づいてその
ベース電位がエミッタ電位より上昇して同NPNトラン
ジスタTr4がオンされる。
【0013】そして、NPNトランジスタTr4のコレク
タ電流によりPNPトランジスタTr3のベース電位が益
々低下するため、外部入力電位Vccが供給されるP型拡
散領域2cからPNPトランジスタTr3及びP型拡散領
域2dを介してグランドGに電流が流れ続けるととも
に、基板電位Vppが供給されるN型拡散領域3dからN
PNトランジスタTr4及びN型拡散領域3bを介してグ
ランドGに電流が流れ続けるラッチアップ現象が発生す
るという問題点がある。
【0014】なお、図9において寄生PNPトランジス
タTr3、寄生NPNトランジスタTr4、寄生基板抵抗R
1及び寄生ウェル抵抗R2は記号化して示している。こ
の発明の目的は、順方向電圧降下が低く、かつ充分な逆
方向耐圧を備えたダイオードを提供するとともに、外部
入力電位と基板電位との間に前記ダイオードを挿入する
ことにより、基板電位が低下した場合にもラッチアップ
現象を確実に防止可能とする半導体装置を提供すること
にある。
【0015】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。すなわち、N型基板1上にP型拡散領域2e
とN型拡散領域3eとが間隔を隔てて形成され、前記P
型拡散領域2eとN型拡散領域3eとの間に該N型拡散
領域3eよりドーズ量が低く前記N型基板1よりドーズ
量の高いN型拡散領域3fを形成してダイオードD3が
形成される。
【0016】また、図2に示すようにN型基板1上にP
型拡散領域2eとN型拡散領域3eとが間隔を隔てて形
成され、前記P型拡散領域2eとN型拡散領域3eとの
間に該N型拡散領域3eよりドーズ量が低く前記N型基
板1よりドーズ量の高いN型拡散領域3fを形成してダ
イオードD3が形成され、前記P型拡散領域2eには外
部入力電位Vccが供給されるとともに前記N型拡散領域
3eには基板電位Vppが供給される。
【0017】
【作用】P型拡散領域2eとN型拡散領域3eとの間の
間隔によりダイオードD3の逆方向耐圧が向上し、P型
拡散領域2eとN型拡散領域3eとの間のN型拡散領域
3fによりダイオードD3の順方向抵抗が減少する。
【0018】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図2
〜図4に従って説明する。図2に示すダイオードD3を
構成するP型拡散領域2e及びN型拡散領域3eは前記
従来例のダイオードD2と同様な間隔を隔てて同様な2
E14〜2E15のドーズ量のP+ イオンを注入して形
成されている。
【0019】両拡散領域2e,3e間には前記N型拡散
領域3eより低ドーズ量でN型基板1より高い2E12
〜6E12のドーズ量のP+ イオンが注入されたN型拡
散領域3fが形成され、そのN型拡散領域3fが前記P
型拡散領域2eに接合されている。
【0020】このように構成されたダイオードD3は、
図3に示すように逆方向耐圧Vd3はP型拡散領域2eと
N型拡散領域3eとが前記従来例のダイオードD2と同
様な間隔を隔てて形成されていることにより前記ダイオ
ードD2の逆方向耐圧Vd2とほぼ同等となる。
【0021】また、P型拡散領域2eとN型拡散領域3
eとが低ドーズ量のN型拡散領域3fで接続されている
ので、順方向抵抗は前記ダイオードD2に比べて低下
し、順方向電圧に対する順方向電流の傾きが大きくな
る。
【0022】上記のようなダイオードD3の製造過程の
概要を図4に従って説明すると、まず図4(a)に示す
ようにフィールド酸化膜6が形成された基板1上にマス
ク7aを介して低ドーズ量の不純物を注入して同基板1
をN型基板とする。
【0023】次いで、図4(b)に示すようにマスク7
bを介して前記図4(a)のドーズ量より高い2E12
〜6E12のドーズ量のP+ イオンを注入してN型拡散
領域3fを形成する。
【0024】次いで、図4(c)に示すようにマスク7
cを介して2E14〜2E15のドーズ量のP+ イオン
を前記N型拡散領域3fの一側部に注入してN型拡散領
域3eを形成する。
【0025】そして、図4(d)に示すようにマスク7
dを介して前記N型拡散領域3fの他側に隣接する位置
にB+ イオンを注入してP型拡散領域2eを形成する。
そして、図4(e)に示すように各拡散領域2e,3e
上にコンタクトホール8を形成し、外部入力電位Vcc及
び基板電位Vppを供給するためのアルミ配線9を形成す
る。
【0026】さて、上記のようなダイオードD3を前記
図9に示すP型拡散領域2cとN型拡散領域3dに換え
て形成し、同ダイオードD3のP型拡散領域2eに外部
入力電位Vccを供給するとともにN型拡散領域3eに基
板電位Vppを供給すると、同ダイオードD3により基板
電位Vppと外部入力電位Vccとの間に充分な逆方向耐圧
Vd3が得られ、P型拡散領域2eとN型拡散領域3eと
の間の順方向抵抗を充分小さくすることができる。
【0027】従って、電源立ち上げ時等に基板電位Vpp
が外部入力電位Vccより低下した場合にも、前記図9に
示す従来例におけるPNPトランジスタTr3のベース電
位とエミッタ電位はダイオードD3によりほぼ同電位と
なって同PNPトランジスタTr3がオンされることはな
い。
【0028】また、PNPトランジスタTr3がオフ状態
であれば、NPNトランジスタTr4にベース電流が供給
されないので同NPNトランジスタTr4がオンされるこ
ともない。
【0029】この結果、前記従来例で発生したラッチア
ップ現象を未然に防止することができる。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は順方向
電圧降下が低く、かつ充分な逆方向耐圧を備えたダイオ
ードを提供するとともに、外部入力電位と基板電位との
間に前記ダイオードを挿入することにより、基板電位が
低下した場合にもラッチアップ現象を確実に防止するこ
とができる優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例を示すダイオードの断面構成
図である。
【図3】一実施例のダイオードの電圧−電流特性を示す
グラフ図である。
【図4】一実施例のダイオードの製造過程を示す断面構
成図である。
【図5】従来例のダイオードを示す断面構成図である。
【図6】従来例のダイオードの電圧−電流特性を示すグ
ラフ図である。
【図7】別の従来例のダイオードを示す断面構成図であ
る。
【図8】別の従来例のダイオードの電圧−電流特性を示
すグラフ図である。
【図9】従来例のダイオードを使用したインバータ回路
を示す断面構成図である。
【符号の説明】
1 N型基板 2e P型拡散領域 3e N型拡散領域 3f N型拡散領域 D3 ダイオード Vcc 外部入力電位 Vpp 基板電位

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N型基板(1)上にP型拡散領域(2
    e)とN型拡散領域(3e)とを間隔を隔てて形成し、
    前記P型拡散領域(2e)とN型拡散領域(3e)との
    間に該N型拡散領域(3e)よりドーズ量が低く前記N
    型基板(1)よりドーズ量の高いN型拡散領域(3f)
    を形成してダイオード(D3)を形成したことを特徴と
    する半導体装置。
  2. 【請求項2】 N型基板(1)上にP型拡散領域(2
    e)とN型拡散領域(3e)とを間隔を隔てて形成し、
    前記P型拡散領域(2e)とN型拡散領域(3e)との
    間に該N型拡散領域(3e)よりドーズ量が低く前記N
    型基板(1)よりドーズ量の高いN型拡散領域(3f)
    を形成してダイオード(D3)を形成し、前記P型拡散
    領域(2e)には外部入力電位(Vcc)を供給するとと
    もに前記N型拡散領域(3e)には基板電位(Vpp)を
    供給したことを特徴とする半導体装置。
JP4164092A 1992-02-27 1992-02-27 半導体装置 Withdrawn JPH05243585A (ja)

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JP4164092A JPH05243585A (ja) 1992-02-27 1992-02-27 半導体装置

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JP4164092A JPH05243585A (ja) 1992-02-27 1992-02-27 半導体装置

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JPH05243585A true JPH05243585A (ja) 1993-09-21

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JP4164092A Withdrawn JPH05243585A (ja) 1992-02-27 1992-02-27 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004512685A (ja) * 2000-10-16 2004-04-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 過電圧保護を備えた集積回路及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004512685A (ja) * 2000-10-16 2004-04-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 過電圧保護を備えた集積回路及びその製造方法

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Effective date: 19990518