JPH06275787A - Cmosfet circuit device - Google Patents
Cmosfet circuit deviceInfo
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- JPH06275787A JPH06275787A JP5059780A JP5978093A JPH06275787A JP H06275787 A JPH06275787 A JP H06275787A JP 5059780 A JP5059780 A JP 5059780A JP 5978093 A JP5978093 A JP 5978093A JP H06275787 A JPH06275787 A JP H06275787A
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、より
具体的にはESD耐圧を向上させたCMOSFET回路
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a CMOSFET circuit device having an improved ESD withstand voltage.
【0002】[0002]
【従来の技術】人体等に帯電した静電気により、半導体
装置が静電破壊することが知られている。所謂ESD
(electro static discharge)により、半導体装置の特
性劣化、接合破壊、酸化膜破壊等が引起こされる。特
に、素子の微細化に伴い、CMOSFET回路装置の静
電破壊耐量が低下する傾向にある。2. Description of the Related Art It is known that a semiconductor device is electrostatically destroyed by static electricity charged on a human body or the like. So-called ESD
(Electro static discharge) causes deterioration of the characteristics of the semiconductor device, junction breakdown, oxide film breakdown, and the like. In particular, with the miniaturization of elements, the electrostatic breakdown resistance of the CMOSFET circuit device tends to decrease.
【0003】特に、アナログスイッチ回路においては、
CMOSFETからなるスイッチ部の電位が固定され
ず、スイッチ部への入力信号の電位に依存するようにな
っている。このため、入出力パッドから入ってくるサー
ジ(静電気等による大電流の衝撃)を吸収するための電
源電位VDD及び接地電位VSSに接続された箇所がスイッ
チ部では少なく、サージ電流が逃げ難くなっている。そ
の結果、スイッチ部に入ったサージ電流が、回路内の最
も短い経路に集中して流れることとなり、pn接合が破
壊する等の、ESD耐圧の低下の原因となっている。Particularly in the analog switch circuit,
The electric potential of the switch portion composed of the CMOSFET is not fixed but depends on the electric potential of the input signal to the switch portion. Therefore, there are few places connected to the power supply potential VDD and the ground potential VSS for absorbing the surge (the impact of a large current due to static electricity, etc.) coming from the input / output pad, and the surge current is hard to escape. There is. As a result, the surge current that has entered the switch section concentrates on the shortest path in the circuit, which causes the breakdown of the pn junction and the like, which causes a reduction in the ESD breakdown voltage.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述の様に、アナログ
スイッチ回路は、一般的に他のCMOS回路(ロジック
回路等)と比較して、ESD耐圧が低くなりやすい欠点
を有する。従って本発明は、CMOSFET回路装置、
特にアナログスイッチ回路のESD耐圧を向上させるこ
とを目的とする。As described above, the analog switch circuit generally has a drawback that the ESD withstand voltage tends to be lower than that of other CMOS circuits (logic circuits and the like). Accordingly, the present invention provides a CMOSFET circuit device,
In particular, the object is to improve the ESD withstand voltage of the analog switch circuit.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係るCMOSF
ET回路装置は、p型ガードリングに包囲されたnチャ
ネル型第1トランジスタとn型ガードリングに包囲され
たpチャネル型第4トランジスタとを有するスイッチ部
と、前記第1及び第4トランジスタに挟まれて配置され
た、p型ガードリングに包囲されたnチャネル型第2ト
ランジスタとn型ガードリングに包囲されたpチャネル
型第3トランジスタとを有するコントロール部と、を具
備し、前記第1トランジスタが前記第2トランジスタに
隣接して配置され、前記第4トランジスタが前記第3ト
ランジスタに隣接して配置されることを特徴とする。A CMOSF according to the present invention
The ET circuit device includes a switch unit having an n-channel type first transistor surrounded by a p-type guard ring and a p-channel type fourth transistor surrounded by an n-type guard ring, and sandwiched between the first and fourth transistors. And a control unit having an n-channel second transistor surrounded by a p-type guard ring and a p-channel third transistor surrounded by an n-type guard ring, the first transistor Are arranged adjacent to the second transistor, and the fourth transistor is arranged adjacent to the third transistor.
【0006】[0006]
【作用】スイッチ部のp/nチャネル型トランジスタ
と、コントロール部のn/pチャネル型トランジスタと
が互いに離れているため、スイッチ部に加わったサージ
は、トランジスタのガードリングに確実に流れ込むこと
となる。Since the p / n-channel type transistor of the switch section and the n / p-channel type transistor of the control section are separated from each other, the surge applied to the switch section will surely flow into the guard ring of the transistor. .
【0007】[0007]
【実施例】図1は本発明に係るCMOSFET回路装置
の一実施例を示す図である。本発明に係る回路装置は、
図1(a)の概略平面図に示すように、2つの回路、即
ち第1アナログスイッチ回路(トランジスタ11〜1
4)及び第2アナログスイッチ回路(トランジスタ11
a〜14a)を有する。図1(a)中、各トランジスタ
のゲート電極は図示を省略してある。2つのアナログス
イッチ回路は実質的に等価であるため、以下では、第1
回路(トランジスタ11〜14)に関して述べる。図1
(b)は第1回路のトランジスタ11〜14を拡大して
示す断面図である。1 is a diagram showing an embodiment of a CMOSFET circuit device according to the present invention. The circuit device according to the present invention is
As shown in the schematic plan view of FIG. 1A, two circuits, that is, a first analog switch circuit (transistors 11 to 1)
4) and the second analog switch circuit (transistor 11
a to 14a). In FIG. 1A, the gate electrode of each transistor is not shown. Since the two analog switch circuits are substantially equivalent, in the following, the first
The circuits (transistors 11 to 14) will be described. Figure 1
(B) is an enlarged sectional view showing the transistors 11 to 14 of the first circuit.
【0008】第1アナログスイッチ回路の両側に位置す
るnチャネル型トランジスタ11とpチャネル型トラン
ジスタ14とは対を成しスイッチ部を構成する。また、
中央に位置するnチャネル型トランジスタ12とpチャ
ネル型トランジスタ13とは対を成し、コントロール部
を構成する。An n-channel type transistor 11 and a p-channel type transistor 14 located on both sides of the first analog switch circuit form a pair to form a switch section. Also,
The n-channel type transistor 12 and the p-channel type transistor 13 located in the center form a pair to form a control section.
【0009】nチャネル型トランジスタ11は、n型基
板10内のp型ウエル40内に形成されたn+ 型ソース
/ドレイン領域22、24と、基板10上に配設された
ゲート電極23とを有する。トランジスタ11はp型ウ
エル40内に形成されたp+型ガードリング15により
囲われる。The n-channel type transistor 11 has n + type source / drain regions 22 and 24 formed in a p type well 40 in the n type substrate 10 and a gate electrode 23 disposed on the substrate 10. Have. The transistor 11 is surrounded by a p + type guard ring 15 formed in the p type well 40.
【0010】pチャネル型トランジスタ14は、n型基
板10内に形成されたp+ 型ソース/ドレイン領域3
6、38と、基板10上に配設されたゲート電極37と
を有する。トランジスタ14はn型基板10内に形成さ
れたn+ 型ガードリング18により囲われる。The p-channel transistor 14 is a p + -type source / drain region 3 formed in the n-type substrate 10.
6 and 38, and the gate electrode 37 disposed on the substrate 10. The transistor 14 is surrounded by an n + type guard ring 18 formed in the n type substrate 10.
【0011】nチャネル型トランジスタ12は、トラン
ジスタ11と共有するp型ウエル40内に形成されたn
+ 型ソース/ドレイン領域26、28と、基板10上に
配設されたゲート電極27とを有する。トランジスタ1
2はp型ウエル40内に形成されたp+ 型ガードリング
16により囲われる。The n-channel type transistor 12 is formed in an n-type well 40 shared with the transistor 11.
It has + type source / drain regions 26 and 28 and a gate electrode 27 provided on the substrate 10. Transistor 1
2 is surrounded by a p @ + type guard ring 16 formed in a p type well 40.
【0012】pチャネル型トランジスタ13は、n型基
板10内に形成されたp+ 型ソース/ドレイン領域3
2、34と、基板10上に配設されたゲート電極33と
を有する。トランジスタ13はn型基板10内に形成さ
れたn+ 型ガードリング17により囲われる。The p-channel type transistor 13 is a p + type source / drain region 3 formed in an n type substrate 10.
2, 34 and a gate electrode 33 provided on the substrate 10. The transistor 13 is surrounded by an n + type guard ring 17 formed in the n type substrate 10.
【0013】トランジスタ14、13のガードリング1
8、17と、トランジスタ13の一方のソース/ドレイ
ン領域34とに電源電位VDDが接続される。トランジス
タ12のガードリング16と一方のソース/ドレイン領
域26とに接地電位VSSが接続される。Guard ring 1 of transistors 14 and 13
The power supply potential VDD is connected to the transistors 8 and 17 and one source / drain region 34 of the transistor 13. The ground potential VSS is connected to the guard ring 16 of the transistor 12 and one of the source / drain regions 26.
【0014】トランジスタ11の一方のソース/ドレイ
ン領域22とトランジスタ14の一方のソース/ドレイ
ン領域36とに一方の入出力パッドO/Iが接続され
る。トランジスタ11の他方のソース/ドレイン領域2
4とトランジスタ14の他方のソース/ドレイン領域3
8とに他方の入出力パッドI/Oが接続される。One input / output pad O / I is connected to one source / drain region 22 of the transistor 11 and one source / drain region 36 of the transistor 14. The other source / drain region 2 of the transistor 11
4 and the other source / drain region 3 of the transistor 14
The other input / output pad I / O is connected to 8 and.
【0015】n型基板が使用される場合、スイッチ部の
pチャネル型トランジスタ14のp+ 型ソース/ドレイ
ン領域36、38を介して入って来るプラスのサージが
問題の対象となる。例えば、図1(b)において、図中
右方の入出力パッドO/Iに静電気によるプラスのサー
ジが加わったとする。このサージ電流は通常pn接合の
順方向に向かって経路を形成する。このため、同電流の
殆どはp+ 型ソース/ドレイン領域36からトランジス
タ14、13のn+ 型ガードリング18、17に流れ、
最終的にVDD電源に吸収される。ここで、最低電位とな
るコントロール部のトランジスタ12のn+ 型ソース/
ドレイン領域26、28は、p+ 型ソース/ドレイン領
域24から隔離されているため、サージ電流が、領域2
6、28に流れることはない。従って、サージ電流が基
板10とウエル40とのpn接合を破壊することはな
い。If an n-type substrate is used, the positive surge that comes in through the p + type source / drain regions 36, 38 of the p-channel transistor 14 of the switch section is a problem. For example, in FIG. 1B, assume that a positive surge due to static electricity is applied to the input / output pad O / I on the right side of the drawing. This surge current normally forms a path in the forward direction of the pn junction. Therefore, most of the same current flows from the p + type source / drain region 36 to the n + type guard rings 18 and 17 of the transistors 14 and 13,
Finally, it is absorbed by the VDD power supply. Here, the n + type source of the transistor 12 of the control unit which becomes the lowest potential /
Since the drain regions 26 and 28 are isolated from the p + type source / drain region 24, the surge current is generated in the region 2
It does not flow to 6, 28. Therefore, the surge current does not destroy the pn junction between the substrate 10 and the well 40.
【0016】換言すると、本実施例装置は、スイッチ部
のpチャネル型トランジスタ14がコントロール部のn
チャネル型トランジスタ12から離れて配置されること
が要となる。即ち、スイッチ部のトランジスタ14のp
+ 型ソース/ドレイン領域36、38が、コントロール
部のトランジスタ12のn+ 型ソース/ドレイン領域2
6、28(最低電位となる)から離れて配置される。こ
のため、p+ 型ソース/ドレイン領域36、38とn+
型ソース/ドレイン領域26、28との間には、基板1
0による大きな抵抗が潜在することとなる。また領域3
6、38と領域26、28との間には、トランジスタ1
4のn+ 型ガードリング18だけでなく、トランジスタ
13のn+ 型ガードリング17も存在することとなる。
このため、プラスのサージによるサージ電流は領域3
6、38と領域26、28との間に経路を形成すること
を阻止され、結果として、アナログスイッチ回路のES
D耐圧が向上する。In other words, in the device of this embodiment, the p-channel type transistor 14 of the switch section is the n-type of the control section.
It is necessary to be arranged apart from the channel type transistor 12. That is, p of the transistor 14 of the switch section
The + type source / drain regions 36 and 38 are the n + type source / drain regions 2 of the transistor 12 in the control section.
It is arranged away from 6, 28 (which has the lowest potential). Therefore, the p + type source / drain regions 36 and 38 and the n +
The substrate 1 is located between the source / drain regions 26 and 28.
A large resistance of 0 is latent. Area 3
Between transistor 6 and 38 and regions 26 and 28, transistor 1
In addition to the n + type guard ring 18 of No. 4, the n + type guard ring 17 of the transistor 13 is present.
Therefore, the surge current due to the positive surge is
6, 38 and the regions 26, 28 are prevented from forming a path, resulting in the ES of the analog switch circuit.
The D breakdown voltage is improved.
【0017】本発明の理解を助けるため、図2にスイッ
チ部のトランジスタ11、14が、コントロール部に対
して図1図示実施例装置とは位置が逆となるように配置
された場合を示す。即ち、コントロール部のnチャネル
型トランジスタ12に隣接してスイッチ部のpチャネル
型トランジスタ14が設けられ、コントロール部のpチ
ャネル型トランジスタ13に隣接してスイッチ部のnチ
ャネル型トランジスタ11が設けられる。In order to facilitate understanding of the present invention, FIG. 2 shows a case in which the transistors 11 and 14 of the switch section are arranged so that their positions are opposite to those of the device of the embodiment shown in FIG. 1 with respect to the control section. That is, the p-channel transistor 14 of the switch unit is provided adjacent to the n-channel transistor 12 of the control unit, and the n-channel transistor 11 of the switch unit is provided adjacent to the p-channel transistor 13 of the control unit.
【0018】図2(a)は、図1(a)に対応する概略
平面図であり、図2(b)はトランジスタ14、12、
13を拡大して示す断面図である。図2中、図1図示の
本発明実施例装置の部分と対応する部分には同一の符号
を付し、それらの詳細な説明を省略する。なお、コント
ロール部のnチャネル型トランジスタ12は、スイッチ
部のnチャネル型トランジスタ11と離れることから、
専用に設けられたp型ウエル25内に形成される。FIG. 2A is a schematic plan view corresponding to FIG. 1A, and FIG. 2B shows the transistors 14 and 12,
It is sectional drawing which expands and shows 13. 2, parts corresponding to the parts of the device of the present invention shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Since the n-channel transistor 12 of the control unit is separated from the n-channel transistor 11 of the switch unit,
It is formed in the p-type well 25 provided exclusively.
【0019】この様な構造の装置において、例えば、図
2(a)中右方の入出力パッドI/Oに静電気によるプ
ラスのサージが加わったとする。サージ電流は通常pn
接合の順方向に向かって経路を形成するため、同電流は
p+ 型ソース/ドレイン領域38からn+ 型ガードリン
グ18若しくはn型基板10に流れ出すことが望まし
い。しかし、ここで、コントロール部のトランジスタ1
2のn+ 型ソース/ドレイン領域26(最低電位とな
る)がp+ 型ソース/ドレイン領域38に隣接している
ため、サージ電流は、図2(b)中に矢印Aで示すよう
に、領域38に向けて集中して流れ込む。領域38と領
域26とは接近しているため、この間に流れる電流値は
非常に大きくなり、これが基板10とウエル25とのp
n接合を破壊する。即ち、この様な現象が原因となっ
て、アナログスイッチ回路のESD耐圧を低下させるこ
ととなる。図1図示の実施例装置によれば、この様な現
象を回避することができる。In the device having such a structure, for example, assume that a positive surge due to static electricity is applied to the input / output pad I / O on the right side in FIG. The surge current is usually pn
In order to form a path in the forward direction of the junction, it is desirable that the same current flow out from the p + type source / drain region 38 to the n + type guard ring 18 or the n type substrate 10. However, here, the transistor 1 of the control section
Since the n + -type source / drain region 26 (having the lowest potential) of 2 is adjacent to the p + -type source / drain region 38, the surge current is as shown by an arrow A in FIG. It concentrates and flows toward the area 38. Since the region 38 and the region 26 are close to each other, the value of the current flowing between them becomes very large, which is p between the substrate 10 and the well 25.
Destroy the n-junction. That is, due to such a phenomenon, the ESD withstand voltage of the analog switch circuit is lowered. According to the apparatus of the embodiment shown in FIG. 1, such a phenomenon can be avoided.
【0020】図3は、本発明に係るCMOSFET回路
装置の別の実施例を示す断面図である。図3中、図1図
示実施例装置の部分と対応する部分には同一の符号を付
してある。FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the CMOSFET circuit device according to the present invention. In FIG. 3, portions corresponding to those of the apparatus of the embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0021】この実施例では、p型基板50が使用さ
れ、この内にn型ウエル52が形成される。n型ウエル
52は、スイッチ部のpチャネル型トランジスタ14と
コントロール部のpチャネル型トランジスタ13によっ
て共用される。その他の点は図1図示の実施例と同様で
ある。In this embodiment, a p-type substrate 50 is used in which an n-type well 52 is formed. The n-type well 52 is shared by the p-channel type transistor 14 of the switch section and the p-channel type transistor 13 of the control section. The other points are similar to those of the embodiment shown in FIG.
【0022】p型基板が使用される場合、スイッチ部の
nチャネル型トランジスタ11のn+ 型ソース/ドレイ
ン領域22、24を介して入って来るマイナスのサージ
が問題の対象となる。この点に関し、図3図示の実施例
においては、n+ 型ソース/ドレイン領域22、24
と、コントロール部のpチャネル型トランジスタ13の
p+ 型ソース/ドレイン領域32、34とが離れて配置
されているため、ソース/ドレイン領域22、24を介
して入って来るマイナスのサージは、トランジスタ1
1、12のp+ 型ガードリング15、16に流れ込む。
即ち、トランジスタ13のn+ 型ソース/ドレイン領域
36、38に至る大きなサージ電流が流れることがない
ため、基板50とウエル52とのpn接合が破壊される
ようなことはなく、アナログスイッチ回路のESD耐圧
が向上する。If a p-type substrate is used, the negative surge that comes in through the n + type source / drain regions 22, 24 of the n-channel transistor 11 of the switch part is a problem. In this regard, in the embodiment shown in FIG. 3, the n + type source / drain regions 22 and 24 are formed.
And the p + -type source / drain regions 32 and 34 of the p-channel transistor 13 of the control unit are separated from each other, the negative surge that comes in through the source / drain regions 22 and 24 is 1
It flows into the p + type guard rings 15 and 16 of 1 and 12.
That is, since a large surge current that reaches the n + type source / drain regions 36 and 38 of the transistor 13 does not flow, the pn junction between the substrate 50 and the well 52 is not destroyed, and the analog switch circuit The ESD breakdown voltage is improved.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、スイッチ部のp/nチ
ャネル型トランジスタと、コントロール部のn/pチャ
ネル型トランジスタとが互いに離れているため、スイッ
チ部に加わったサージは、トランジスタのガードリング
に確実に流れ込むこととなり、その結果、アナログスイ
ッチ回路のESD耐圧が向上する。また、スイッチ部と
コントロール部とで同一導電チャネル型のトランジスタ
が並ぶことから、スイッチ部とコントロール部とでウエ
ルを共用することが可能となる。このため、製造工程が
簡略化されると共に、装置の耐圧も向上することとな
る。According to the present invention, since the p / n-channel type transistor of the switch section and the n / p-channel type transistor of the control section are separated from each other, the surge applied to the switch section is protected by the transistor guard. It surely flows into the ring, and as a result, the ESD withstand voltage of the analog switch circuit is improved. Further, since the transistors of the same conductive channel type are arranged in the switch section and the control section, it is possible to share the well in the switch section and the control section. Therefore, the manufacturing process is simplified and the breakdown voltage of the device is improved.
【図1】本発明に係るCMOSFET回路装置の一実施
例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a CMOSFET circuit device according to the present invention.
【図2】本発明を理解するため、図1図示装置の配列を
変更した装置を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an apparatus in which the arrangement of the apparatus shown in FIG. 1 is modified to understand the present invention.
【図3】本発明に係るCMOSFET回路装置の別の実
施例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the CMOSFET circuit device according to the present invention.
11…スイッチ部のpチャネル型トランジスタ、12…
コントロール部のnチャネル型トランジスタ、13…コ
ントロール部のpチャネル型トランジスタ,14…スイ
ッチ部のnチャネル型トランジスタ12。11 ... p-channel type transistor of switch part, 12 ...
N-channel transistor of control section, 13 ... p-channel transistor of control section, 14 ... n-channel transistor 12 of switch section.
Claims (1)
型第1トランジスタとn型ガードリングに包囲されたp
チャネル型第4トランジスタとを有するスイッチ部と、 前記第1及び第4トランジスタに挟まれて配置された、
p型ガードリングに包囲されたnチャネル型第2トラン
ジスタとn型ガードリングに包囲されたpチャネル型第
3トランジスタとを有するコントロール部と、を具備
し、 前記第1トランジスタが前記第2トランジスタに隣接し
て配置され、前記第4トランジスタが前記第3トランジ
スタに隣接して配置されるCMOSFET回路装置。1. An n-channel type first transistor surrounded by a p-type guard ring and a p-type transistor surrounded by an n-type guard ring.
A switch unit having a channel-type fourth transistor; and a switch unit sandwiched between the first and fourth transistors,
a control unit having an n-channel type second transistor surrounded by a p-type guard ring and a p-channel type third transistor surrounded by an n-type guard ring, wherein the first transistor serves as the second transistor. A CMOSFET circuit device disposed adjacent to the fourth transistor, wherein the fourth transistor is disposed adjacent to the third transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5059780A JPH06275787A (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Cmosfet circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5059780A JPH06275787A (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Cmosfet circuit device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06275787A true JPH06275787A (en) | 1994-09-30 |
Family
ID=13123157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5059780A Pending JPH06275787A (en) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | Cmosfet circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06275787A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000003590A (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-15 | 김영환 | Semiconductor equipment having esd device |
US6826025B2 (en) | 2002-05-20 | 2004-11-30 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for providing ESD protection and/or noise reduction in an integrated circuit |
JP2006270027A (en) * | 2005-02-24 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device and complementary mis logic circuit |
JP2008282963A (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor integrated circuit |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5059780A patent/JPH06275787A/en active Pending
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