JPH06151715A - 半導体集積回路の静電保護回路素子 - Google Patents

半導体集積回路の静電保護回路素子

Info

Publication number
JPH06151715A
JPH06151715A JP29188492A JP29188492A JPH06151715A JP H06151715 A JPH06151715 A JP H06151715A JP 29188492 A JP29188492 A JP 29188492A JP 29188492 A JP29188492 A JP 29188492A JP H06151715 A JPH06151715 A JP H06151715A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
well layer
type substrate
semiconductor integrated
layer
electrostatic protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP29188492A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Yagashira
正一 谷頭
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.)
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu Fujitsu Electronics Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Priority to JP29188492A priority Critical patent/JPH06151715A/ja
Publication of JPH06151715A publication Critical patent/JPH06151715A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体集積回路の静電保護回路素子に関し、
半導体集積回路を静電破壊から確実に保護し、信頼性の
向上を図る。 【構成】 保護抵抗領域(11,15または10)とN
型基板1との間に、互いに逆導電型のN-well 層12、
-well 層16およびP-well 層13、N-well層17
が積層状に形成されて2重構造とされ、これらのN
-well 層12、P-wel l 層16とP-well 層13、N
-well 層17はそれぞれフローティング電位とされてい
るため、入力端6とN型基板1との間に寄生ダイオード
が増設されることとなり、その増加した寄生ダイオード
の耐圧分だけ入力端6とN型基板1の間の耐圧が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に係
り、より詳細には当該半導体集積回路の内部回路を静電
気から保護するための静電保護回路素子に関する。
【0002】半導体集積回路には、入力端子と内部回路
との間に電気的に接続された静電保護回路素子が形成さ
れている。この静電保護回路素子は外部からの静電気に
よる過電圧によって内部回路が静電破壊されることを防
止するためのものである。最近では、微細加工技術の進
歩により半導体集積回路がより高密度化されている。こ
のため、半導体集積回路に加えて静電保護回路素子自体
の静電破壊のおそれがあり、信頼性の向上が要請されて
いる。
【0003】
【従来の技術】図5に、従来の静電保護回路素子の一例
を示す。図5において、N型基板1内にP型の低濃度不
純物拡散層であるP-well 層2を介して、N型の高濃度
不純物拡散層からなるN+ 拡散抵抗3が保護抵抗として
形成されている。N+ 拡散抵抗3の一端側にはAl電極
からなる入力端6がオーミックコンタクトされた状態で
形成されている。4はSi02 等のフィールド絶縁膜で
あり、5はPSG等の層間絶縁膜である。N+ 拡散抵抗
3の他端側には、内部回路に接続するためのAl電極か
らなる出力端7がオーミックコンタクトされた状態で形
成されている。また、P-well 層2、N+ 拡散抵抗3の
近傍におけるN型基板1にはN型の高濃度不純物拡散層
であるN+ 層8が形成されており、このN+ 層8にはA
l電極9がオーミックコンタクトされ電源Vccが供給
されるようになっている。この図5の例の特徴は、N+
拡散抵抗3がフローティング電位に保持されたP-well
層2中に形成されている点である。
【0004】図6に、従来の静電保護回路素子の他の例
を示す。図6において、保護抵抗となる抵抗体10はP
oly−Siであり、フィールド絶縁膜4を介して表面
側に形成されている。抵抗体10の直下におけるN型基
板1内にはP-well 層2が形成されており、このP
-well 層2はフローティング電位とされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の静電保護回
路素子が有する課題は、入力端6への印加電圧が過大で
ある場合に、入力端6とN型基板1との間で絶縁破壊に
よる短絡が生じ、保護機能を失なってしまうおそれがあ
る点である。
【0006】すなわち、図5に示す例では、入力端に+
(プラス)、あるいは−(マイナス)のいずれの極性の
静電気が印加されても、P-well 層2は電気的にフロー
ティング状態を維持しょうとする。しかし、印加電圧が
-well 層2とN型基板1との接合で形成される寄生ダ
イオードの耐圧以上の電圧であった場合、入力端6とN
型基板1間が短絡してしまう不都合がある。
【0007】また、図6に示す例では、過電圧が印加さ
れた場合、入力端6の下層にあるフィールド絶縁膜4が
絶縁破壊を起し、同様に入力端6とN型基板1間が短絡
してしまう不都合がある。
【0008】本発明の目的は、半導体集積回路を静電破
壊から確実に保護し、信頼性を向上しうる静電保護回路
素子を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、半導体基板1上に形成された入力パッド
6と内部回路との間に保護抵抗領域が形成され、前記保
護抵抗領域と前記半導体基板1との間に、互いに逆導電
型の第1拡散層12,16および第2拡散層13,17
が積層状に形成され、前記第1拡散層12,16および
第2拡散層13,17はそれぞれフローティング電位と
した構成を有する。
【0010】
【作用】本発明によれば、保護抵抗領域(11,15ま
たは10)とN型基板1との間に、互いに逆導電型のN
-well 層12、P-well 層16およびP-well 層13、
-well 層17が積層状に形成されて2重構造とされ、
これらのN-well 層12、P-well 層16とP-well
13、N-well 層17はそれぞれフローティング電位と
されているため、入力端6とN型基板1との間に寄生ダ
イオードが増設されることとなり、その増加した寄生ダ
イオードの耐圧分だけ入力端6とN型基板1の間の耐圧
が向上する。
【0011】
【実施例】
[I]第1実施例 図1に、本発明の第1の実施例を示す。図1に示すよう
に、N型基板1内には、P+ 拡散抵抗11を囲んでN
-well 層12、P-well 層13が積層状をなして形成さ
れ、拡散層が2重構造とされている。これらのN-well
層12、P-well層13は電気的にいずれの極性にも属
さず、フローティング電位に保持される。
【0012】このような2重構造の拡散層、すなわちN
-well 層12とP-well 層13を形成したことにより、
+ 拡散抵抗11とN-well 層12との間、N-well
12とP-well 層13との間、およびP-well 層13と
N型基板1との間のそれぞれのPN接合部には各1個の
寄生ダイオードが形成されることになる。
【0013】次に、動作を説明する。いま、入力端6に
静電気が印加された場合、その静電気はP+ 拡散抵抗1
1において消費されつつ、電源端9を介してVcc電源
側が、あるいはN型基板1を介してGND電位(または
Vss電源)側に吸収され、出力端7を介しての内部回
路側への侵入が防止される。
【0014】一方、入力端6への静電気が過電圧であっ
た場合、例えば、+の静電気の場合、その過電圧は入力
端6とN型基板1との間に印加されることになるが、従
来に比べてP-well 層13が付加され、P+ 拡散抵抗1
1とN-well 層12間のPN接合の耐圧分だけ耐圧量が
増加するので、静電破壊による入力端6とN型基板1間
の短絡を防止することができる。
【0015】その結果、静電保護回路素子自体の静電破
壊に対する信頼性の向上に加え、当該静電保護回路素子
を含む集積回路の信頼性を向上しうるのである。なお、
その他の構造は、図5と同様であり、同一部分には同一
の符号を附して説明を省略する。
【0016】[II]第2実施例 図2に、本発明の第2の実施例を示す。この実施例は、
第1実施例における半導体領域の各不純物拡散層の導電
型を逆にした場合の例を開示する。
【0017】すなわち、図1と比較してわかるように、
不純物拡散層は図2において、P型基板14、N-well
層17、P-well 層16、N+ 拡散抵抗15の順で積層
され、電源端9に接続される拡散層はP+ 層18であ
り、電源端9はGND電位(またはVss電位)に接続
される。
【0018】この第2実施例の静電保護回路素子におい
ても、P-well 層16、N-well 層17の2構造の寄生
ダイオードによる耐圧上昇によって、入力端6とN型基
板1間の耐圧が向上し、図1の第1実施例と同様に過電
圧に対する耐圧の向上が可能となる。
【0019】その他の構造は、図5あるいは図1と同様
であり、同一部分には同一の符号を附して説明を省略す
る。 [III ]第3実施例 図3に、本発明の第3の実施例を示す。この実施例は、
保護抵抗領域としてPoly−siを用いた抵抗体10
をフィールド絶縁膜4の表面上に形成し、その抵抗体1
0の直下におけるN型基板1内に2重構造のN-well
12、P-well層13を形成した例を開示する。。
【0020】すなわち、図3からわかるように、N型基
板1、P-well 層13、N-well 層12が積層状に形成
されている。この構造により、N-well 層12とP
-well 層13との間、P-well 層13とN型基板1との
間にそれぞれ寄生ダイオードが形成されるため、従来の
静電保護回路素子に比べてダイオード1個分の耐圧量を
増加させることができる。その結果、入力端6とN型基
板1との間の過電圧を有する静電気に対する耐圧が増加
し、静電保護回路素子自体の静電破壊に対する信頼性、
ひいては当該静電保護回路素子を内蔵する集積回路の信
頼性を向上しうる。
【0021】その他の構造は、図5あるいは図1と同様
であり、同一部分には同一の符号を附して説明を省略す
る。 [IV]第4実施例 図4に、本発明の第4の実施例を示す。この実施例は、
第3実施例における半導体領域を第3実施例とは逆導電
型で形成した例を開示する。
【0022】すなわち、図3と比較してわかるように、
図4において、抵抗体10直下の不純物拡散層は、P型
基板14、N-well 層20、P-well 層19の順で積層
された2重構造を有する。この場合、電源端9に接続さ
れる拡散層はP+ 層18であり、電源端9はGND電位
(またはVss電位)に接続される。
【0023】この第4実施例の静電保護回路素子におい
ても、P型基板14、N-well 層20、P-well 層19
によって形成される2個直列の寄生ダイオードの作用に
より入力端6とN型基板1のと間の耐圧を上昇させるこ
とができ、信頼性の向上が可能となる。
【0024】その他の構造は、図5、図1、あるいは図
3と同様であり、同一部分には同一の符号を附して説明
を省略する。
【0025】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、保護抵抗
領域と半導体基板との間に、互いに逆電型の第1、第2
の拡散層を積層状に形成して2重構造とし、各拡散層の
それぞれをフローティング電位としたことにより、入力
端6とN型基板1との間に寄生ダイオードを増加するこ
とができ、その分だけ耐圧を増加させることができるの
で、当該静電保護回路素子自体の信頼性に加えて集積回
路の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す縦断面図である。
【図3】本発明の第3実施例を示す縦断面図である。
【図4】本発明の第4実施例を示す縦断面図である。
【図5】従来の静電保護素子の一例を示す縦断面図であ
る。
【図6】従来の静電保護素子の他の例を示す縦断面図で
ある。
【符号の説明】
1…N型基板 2…P-well 層 3…N+ 拡散抵抗 4…フィールド絶縁膜 5…層間絶縁膜 6…入力端 7…出力端 8…N+ 層 9…電源端 10…抵抗体 11…P+ 拡散抵抗 12…N-well 層 13…P-well 層 14…P型基板 15…N+ 拡散抵抗 16…P-well 層 17…N-well 層 18…P+ 層 19…P-well 層 20…N-well

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板(1)上に形成された入力パ
    ッド(6)と内部回路との間に保護抵抗領域が形成さ
    れ、 前記保護抵抗領域と前記半導体基板(1)との間に、互
    いに逆導電型の第1拡散層(12,16)および第2拡
    散層(13,17)が積層状に形成され、 前記第1拡散層(12,16)および第2拡散層(1
    3,17)はそれぞれフローティング電位とされている
    ことを特徴とする半導体集積回路の静電保護回路素子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路の静電保
    護回路素子において、前記保護抵抗領域は、前記半導体
    基板(1)に形成された拡散抵抗(11,15)である
    ことを特徴とする半導体集積回路の静電保護回路素子。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路の静電保
    護回路素子において、前記保護抵抗領域は、前記半導体
    基板(1)の表面上に絶縁層(4)を介して形成された
    ポリシリコン抵抗体(10)であることを特徴とする半
    導体集積回路の静電保護回路素子。
JP29188492A 1992-10-30 1992-10-30 半導体集積回路の静電保護回路素子 Withdrawn JPH06151715A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29188492A JPH06151715A (ja) 1992-10-30 1992-10-30 半導体集積回路の静電保護回路素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29188492A JPH06151715A (ja) 1992-10-30 1992-10-30 半導体集積回路の静電保護回路素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06151715A true JPH06151715A (ja) 1994-05-31

Family

ID=17774696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29188492A Withdrawn JPH06151715A (ja) 1992-10-30 1992-10-30 半導体集積回路の静電保護回路素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06151715A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306800A (ja) * 1995-05-08 1996-11-22 Hualon Microelectron Corp 集積回路の保護装置
KR100329615B1 (ko) * 1998-12-30 2002-08-21 주식회사 하이닉스반도체 정전방전보호장치
WO2016203942A1 (ja) * 2015-06-15 2016-12-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用の半導体チップ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08306800A (ja) * 1995-05-08 1996-11-22 Hualon Microelectron Corp 集積回路の保護装置
KR100329615B1 (ko) * 1998-12-30 2002-08-21 주식회사 하이닉스반도체 정전방전보호장치
WO2016203942A1 (ja) * 2015-06-15 2016-12-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用の半導体チップ
JP2017005179A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載用の半導体チップ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW473977B (en) Low-voltage triggering electrostatic discharge protection device and the associated circuit
US5548134A (en) Device for the protection of an integrated circuit against electrostatic discharges
KR0139648B1 (ko) 트리거 전압이 낮은 scr 보호장치 및 보호회로
JP3313431B2 (ja) モノリシック単方向保護ダイオード
KR19980064705A (ko) 반도체 장치
US5949094A (en) ESD protection for high density DRAMs using triple-well technology
EP0253105B1 (en) Integrated circuit with improved protective device
US5349227A (en) Semiconductor input protective device against external surge voltage
JP3559075B2 (ja) Cmos技術の集積電子回路用の極性反転保護装置
US5557130A (en) ESD input protection arrangement
EP0822596A2 (en) Improvements in or relating to integrated circuits
JP2906749B2 (ja) 半導体装置のゲート保護装置
JPH06151715A (ja) 半導体集積回路の静電保護回路素子
JP2611639B2 (ja) 半導体装置
JPH06236965A (ja) 半導体装置
CA1289267C (en) Latchup and electrostatic discharge protection structure
JPH0691206B2 (ja) 半導体装置
JP3442331B2 (ja) 半導体装置
JP2671755B2 (ja) 入出力保護回路
JP2002141470A (ja) 保護回路および半導体装置
JP3493713B2 (ja) 半導体装置
KR100289401B1 (ko) 정전방전보호용반도체소자
JPH06283673A (ja) 静電気放電保護構造体
JPH0770707B2 (ja) Cmos入力保護回路
KR890004426B1 (ko) 씨 모오스 입력 보호회로

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000104