JPH0629154U - 半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗およびダイオードを構成する拡散領域と
信号または電源を供給するメタル配線とを接続するコン
タクトスルーホールの位置を特定することにより、集積
度とＥＳＤ耐量を向上することにある。 【構成】 内部素子とその入出力端子の間に、幾何学的
にＬ形若しくはＬ形を組合わせた平面形状にＰ形または
Ｎ形の高濃度不純物を拡散し、このＰ形またはＮ形の高
濃度不純物を囲むように相反する極性の高濃度不純物を
矩形状に拡散し、抵抗体としては前記Ｌ形またはＬ形を
組合わせた形状に拡散したＰ形またはＮ形の高濃度不純
物の両端の内の一端を前記内部素子に、また他端を前記
入出力端子にそれぞれ接続して働かせると同時に前記矩
形状に拡散した高濃度不純物を電源に接続することによ
り、前記電源と入出力端子間は逆バイアスでダイオード
接続した構成となる半導体集積回路において、前記矩形
状に拡散した高濃度不純物と電源の接続箇所を前記抵抗
体の内部素子と接続している側の一辺だけとすることを
特徴とするものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体集積回路の入出力保護用素子に関し、外来ＥＳＤ（Electros tatic Discharge）の耐量を向上させ、かつ集積度の向上を実現できるようにし たＰＮ接合形状の素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２〜図４にこのような半導体集積回路のパターン形状および等価回路の一例 を示す。なお、何れの例もＮ形基板上にＰ形，Ｎ形の不純物を拡散し、ＰＮ接合 を形成した例である。

【０００３】 図２の例は、パッドに入力したＥＳＤをその正負の方向により、何れかのダイ オードで逃がすものであり、ダイオード素子としてのＥＳＤ耐量は、そのＰＮ接 合面積に依存している。この場合、耐量を向上させるには、その面積を大きくし なければならず、集積度を増すことに対して欠点となる。

【０００４】 図３の例は、Ｐ⁺拡散領域で抵抗分を作り、ＥＳＤのエネルギーを小さくしよ うとするものである。この場合、抵抗分が大きい方が耐量が上がるため、面積が 大きくなってしまう。

【０００５】 図４の例は、図３の例と同一面積であるが、Ｐ⁺拡散領域を折り曲げて、形状 を正方形化して集積度向上をはかったものである。しかし、Ｐ⁺拡散領域上のコ ンタクトスルーホールが、Ｎ⁺拡散領域に電源を供給しているＶ_CCメタル配線下 のコンタクトスルーホールと近接しているため、正方向のＥＳＤの場合、その過 大電流は拡散抵抗部を流れず、Ｖ_CCのメタル配線側に、パッドとＰ⁺拡散領域を 接続するコンタクトスルーホール部から流れてしまい、結果として、その耐量は 図３のものより劣ってしまうという欠点がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、その目的は、 半導体集積回路において、抵抗およびダイオードを構成する拡散領域と信号また は電源を供給するメタル配線とを接続するコンタクトスルーホールの位置を特定 することにより、集積度とＥＳＤ耐量を向上することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、 内部素子とその入出力端子の間に、幾何学的にＬ形若しくはＬ形を組合わせた 平面形状にＰ形またはＮ形の高濃度不純物を拡散し、このＰ形またはＮ形の高濃 度不純物を囲むように相反する極性の高濃度不純物を矩形状に拡散し、抵抗体と しては前記Ｌ形またはＬ形を組合わせた形状に拡散したＰ形またはＮ形の高濃度 不純物の両端の内の一端を前記内部素子に、また他端を前記入出力端子にそれぞ れ接続して働かせると同時に前記矩形状に拡散した高濃度不純物を電源に接続す ることにより、前記電源と入出力端子間は逆バイアスでダイオード接続した構成 となる半導体集積回路において、 前記矩形状に拡散した高濃度不純物と電源の接続箇所を前記抵抗体の内部素子 と接続している側の一辺だけとすることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、抵抗およびダイオードを構成する拡散領域と、信号または電 源を供給するメタル配線とを接続するコンタクトスルーホールの位置を特定して 、半導体集積回路の集積度とＥＳＤ耐量を向上させている。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の半導体集積回路の一実施例を示す構成図であり、Ｎ形基板ウェ ハを使用したものである。 図１において、ａはＶ_CC電源（例えば、＋５Ｖ）メタル配線、ｂはＶ_SS電源（ 例えば、−５Ｖ）メタル配線、ｃはワイヤを接続する端子（パッド）、ｄはＰ形 高濃度不純物、ｅはＮ形高濃度不純物、ｆはダイオード、ｇはパッドｃ部とＰ形 高濃度不純物ｄ部抵抗体を接続するメタル配線、ｈはメタル配線ｇ部とＰ形高濃 度不純物ｄ部の電気的接続を行うコンタクトスルーホール、ｉはＮ形高濃度不純 物ｅ部とＶ_CC電源メタル配線ａ部の電気的接続を行うコンタクトスルーホール、 ｊはＰ形高濃度不純物ｄ部とダイオードｆ部および後述の素子ｍ部と接続するメ タル配線、ｋはＰ形高濃度不純物ｄ部とメタル配線ｊ部の電気的接続を行うコン タクトスルーホール、ｍはメタル配線ｊ部と内部被保護素子を接続するためＶ_SS 電源メタル配線ｂ部を横切るための素子である。

【００１０】 このような構成において、パッドｃにパッケージのリードから入力されたＥＳ Ｄなどのサージ電流（＞Ｖ_CC）は、抵抗体を電流として流れ、抵抗体（Ｐ⁺）と 基板（Ｎ）の接合で形成するダイオードを順方向に流れ、電源Ｖ_cc側のメタル配 線ａを通って、Ｖ_CC端子からパッケージ外部へ流れ出る。

【００１１】 この電流系路において、抵抗体をサージ電流ができるだけ長い距離を流れた方 が、抵抗による電圧降下により、サージエネルギーは減少してＥＳＤ耐量は向上 する。

【００１２】 本考案では、抵抗の端子から見て、終端近くのみに高濃度Ｎ⁺とＶ_CCの接続を 行うコンタクトスルーホールｊを配置し、抵抗体上の電位と電源Ｖ_CC間とで発生 する電界を抵抗体終端近くに強め、先のサージ電流を抵抗により長い距離流して 、エネルギー減少度を高め、よりＥＳＤ耐量の向上を図っている。

【００１３】 なお、上記実施例において、ダイオードｆ部でも同様に可能である。この場合 、サージの電位がＶ_SS以下の場合、同様の効果がある。したがって、両方用いる ことによって、正負両方向でＥＳＤ耐量が向上する。

【００１４】

【考案の効果】 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、集積度向上と ＥＳＤ耐量向上を同時に可能な半導体集積回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の半導体集積回路の一実施例を示す構成
図である。

【図２】半導体集積回路の従来例である。

【図３】半導体集積回路の従来例である。

【図４】半導体集積回路の従来例である。

【符号の説明】

ａ Ｖ_CC電源メタル配線 ｂ Ｖ_SS電源メタル配線 ｃ パッド ｄ Ｐ形高濃度不純物 ｅ Ｎ形高濃度不純物 ｆ ダイオード ｇ、ｊ メタル配線 ｈ、ｉ、ｋ コンタクトスルーホール ｍ 素子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部素子とその入出力端子の間に、幾何
   学的にＬ形若しくはＬ形を組合わせた平面形状にＰ形ま
   たはＮ形の高濃度不純物を拡散し、このＰ形またはＮ形
   の高濃度不純物を囲むように相反する極性の高濃度不純
   物を矩形状に拡散し、抵抗体としては前記Ｌ形またはＬ
   形を組合わせた形状に拡散したＰ形またはＮ形の高濃度
   不純物の両端の内の一端を前記内部素子に、また他端を
   前記入出力端子にそれぞれ接続して働かせると同時に前
   記矩形状に拡散した高濃度不純物を電源に接続すること
   により、前記電源と入出力端子間は逆バイアスでダイオ
   ード接続した構成となる半導体集積回路において、 前記矩形状に拡散した高濃度不純物と電源の接続箇所を
   前記抵抗体の内部素子と接続している側の一辺だけとす
   ることを特徴とする半導体集積回路。