JPH07193193A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07193193A
JPH07193193A JP5146985A JP14698593A JPH07193193A JP H07193193 A JPH07193193 A JP H07193193A JP 5146985 A JP5146985 A JP 5146985A JP 14698593 A JP14698593 A JP 14698593A JP H07193193 A JPH07193193 A JP H07193193A
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    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の出力回路が存在した場合にこれら相互
間の干渉による誤動作を防止すること。 【構成】 電源線VCC、VSS1 間に出力トランジスタQ
1、Q2を直接接続し、出力トランジスタQ1の出力信
号Dout の負方向のノイズに対する耐性を強くするトラ
ンジスタQ3を設けてある。トランジスタQ3の接地電
位VSS2 は出力トランジスタQ2の接地電位VSS1 と別
個にした。さらに、トランジスタQ3のゲ−ト・ソ−ス
間にトランジスタQ3の静電破壊防止用の電圧クランプ
素子Q4を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置、特に、MO
S出力回路の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に示すように、DRAM等において
用いられる従来のMOS出力回路は、高電位たとえば5
Vの電源線VCCと接地電位の電源線VSSとの間に直列接
続されたNチャネルMOSトランジスタ(この場合、エ
ンハンスメント形)の出力トランジスタQ1、Q2より
なり、入力信号φ1、φ2と出力信号Dout との関係
は、次の表のごとくなる。 なお、φ1=φ2=ハイレベルは禁止される。ここで、
φ1=ロ−レベル、φ2=ハイレベルの状態でDout
ロ−レベルのときに、出力信号Dout が外部からのノイ
ズにより負電位に下降すると、トランジスタQ1のゲ−
ト電位が相対的に上昇し、従って、出力トランジスタQ
1がオンとなる。この結果、少数キャリアが発生してメ
モリセルのデ−タを破壊することになる。
【0003】上述の出力トランジスタQ1のオンを防止
するためにNチャネルトランジスタQ3が出力トランジ
スタQ1のゲ−トと出力信号Dout の端子との間に設け
られている。つまり、出力信号Dout の電位が負電位と
なってトランジスタQ3のゲ−ト・ソ−ス間電圧が VSS−Vthn 但し、Vthn はトランジスタQ3のしきい値電圧、より
下降すると、トランジスタQ3がオンとなって入力信号
φ1の電位も低下するので出力トランジスタQ1のオン
を防止できる。
【0004】
【発明が解決しようとする詳類】しかしながら、図6に
示すごとく、実際には、同一半導体チップ内に、複数の
出力回路a、b、…が存在しており、この結果、電源線
SSの電位は特にデ−タの切替わりの際に大きく変動
し、たとえば、そのピ−ク値は2Vまで達することがあ
る。今、出力回路bにおける入力信号φ1bがハイレベ
ルからロ−レベルに切替わり、入力信号φ2bがロ−レ
ベルからハイレベルに切替わり、この結果、比較的大き
な電流iが電源線VSSのインピ−ダンスZを流れてノ−
ドa、bの各電位が一時的に上昇したとする。他方、同
時に、出力回路aの入力信号φ1aがロ−レベルからハ
イレベルに切替わり、入力信号φ2aがハイレベルから
ロ−レベルに切替わり、従って、出力信号Dout aが上
昇しようとしている状態にあると、ノ−ドaの電位が一
時的に上昇しているのでトランジスタQ3aがオンとな
り、入力信号φ1aつまり出力トランジスタQ1aのゲ
−ト電位が低下して出力信号Dout aの電位が正常にハ
イレベルとならずに誤動作を招くという課題がある。
【0005】従って、本発明の目的は、複数の出力回路
が存在した場合に、これら相互間の干渉による誤動作を
防止したMOS出力回路を提供することにある。
【0006】
【課題が解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、出力トランジスタQ1、Q2の接地電位
の電源線VSSと、出力トランジスタQ1のオン防止のた
めのトランジスタQ3のゲ−ト制御用の接地電位の電源
線VSSとを別々に設ける。
【0007】
【作用】上述の手段によれば、出力回路を複数接続して
出力回路の動作による接地電位の上昇があっても、各ト
ランジスタQ3の接地電位は上昇しないので各出力回路
による干渉は少ない。
【0008】
【実施例】図1は本発明に係わる半導体装置の一実施例
を示す回路図である。図1においては、2つの別々の接
地電位の電源線VSS1 、VSS2 が設けられている。ま
た、トランジスタQ3のゲ−ト・ソ−ス間には、トラン
ジスタQ3のゲ−ト破壊を防止するための電圧クランプ
素子Q4が設けられている。
【0009】図2は図1の出力回路が複数接続された半
導体装置を示す。つまり、接地電位の電源線VSS1 、V
SS2 は別個のパッドP1 、P2 を介して別個のピン
1 、T2 に接続されており、図示のごとく、これらの
ピンP1 、P2 が外部で短絡して同一接地電位となって
いても、内部配線によるインピ−ダンスZ1 、Z2 及び
ボンディングワイヤによるインピ−ダンスZ1'、Z2'の
存在によって、出力トランジスタQ2a、Q2bの接地
電位の電源線VSS1 とトランジスタQ3a、Q3bの接
地電位の電源線VSS2 とはほとんど干渉しない。言い換
えると、ノ−ドbにおける接地電位が過渡的に上昇して
も、ノ−ドa’における接地電位はトランジスタQ3a
をオンさせる程には上昇しない。従って、複数の出力回
路a、b間では干渉による誤動作はない。
【0010】また、電源線VSS2 のピンT2 を基準とし
て、出力信号Dout aの端子に正もしくは負の静電パル
スが印加されても、トランジスタQ3aのゲ−ト・ソ−
ス間に接続された電圧クランプ素子Q4aを介して電流
が流れるので、トランジスタQ3aのゲ−ト破壊を防止
できる。従って、電源線VSS1 、VSS2 を別々にするこ
とによる静電破壊耐圧が低下することはない。
【0011】次に、図1のトランジスタQ3及び電圧ク
ランプ素子Q4の構造例を図3、図4を参照して説明す
る。なお、図3は平面図、図4は図3のIV−IV線断
面図である。まずP- 半導体基盤1上に、電圧クランプ
素子Q4用のフィ−ルド酸化膜2を形成し、また、トラ
ンジスタQ3用のゲ−ト酸化膜を形成し、その上に、ゲ
−ト電極4を形成する。
【0012】他方、基板1内にN型不純物拡散層5−
1、5−2、5−3を形成する。この場合、不純物拡散
層5−1、5−2は電圧クランプ素子Q4の寄生バイポ
−ラトランジスタのためであり、不純物拡散層5−2、
5−3はトランジスタQ3内のソ−ス、ドレインのため
のものである。また、6は側壁絶縁層であって、トラン
ジスタQ3のソ−ス・ドレイン領域を浅いN- 層、深い
+ 層で形成させることによって耐圧を増大させるLD
D(Lightly Doped Drain )構造をとっている。
【0013】また、7は層間絶縁膜であって、不純物拡
散層5−1、5−2、5−3へのコンタクトホ−ル8を
形成し、その中にアルミニウム配線9による電極を形成
している。なお、上述の実施例においては、出力トラン
ジスタQ1、Q2、トランジスタQ3はNチャネルMO
Sトランジスタ(エンハンスメント型)であったが、本
発明はPチャネルトランジスタにも適用できる。この場
合には、電源線VCCを別々に設ける。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、出
力信号の端子の負方向のノイズに対する耐性を強くする
トランジスタを構えた出力回路を複数配置した場合の相
互の干渉による誤動作を防止できる。さらに、静電破壊
耐圧の低下をも回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一実施例を示す回路
図である。
【図2】図1の回路構成を複数個配置した半導体装置の
回路図である。
【図3】図1の部分平面図である。
【図4】図1の部分断面図である。
【図5】従来の半導体装置を示す回路図である。
【図6】図5の回路構成を複数個配置した半導体装置の
回路図である。
【符号の説明】
Q1、Q2、Q3…Nチャネルトランジスタ Q4…電圧クランプ素子 VCC…高電位 VSS、VSS1 、VSS2 …接地電位 φ1、φ2…入力信号 Dout …出力信号 1…半導体基板 2…フィ−ルド酸化膜 4…ゲ−ト電極 5−1、5−2、5−3…不純物拡散層 6…側壁絶縁層 7…層間絶縁膜 8…コンタクトホ−ル 9…アルミニウム酸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/822 H03K 5/02 L 17/16 D 9184−5J 17/687 19/003 E 9473−5J H03K 17/687

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正の高電位が印加される高電位電源手段
    (VCC)と、 接地電位が印加される接地電位電源手段(VSS1 )と、 該接地電位電源手段と所定インピ−ダンスによって接続
    された第2の接地電位電源手段(VSS2 )と、 出力ノ−ド(Dout )と、 前記高電位電源手段と前記出力ノ−ドとの間に接続され
    た第1のNチャネルMOSトランジスタ(Q1)と、 前記出力ノ−ドと前記第1の接地電位電源手段との間に
    接続された第2のNチャネルMOSトランジスタ(Q
    2)と、 前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲ−トと前
    記出力ノ−ドとの間に接続され、前記第2の接地電位電
    源手段によってゲ−ト電位が制御される第3のNチャネ
    ルMOSトランジスタ(Q3)とを具備する半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 さらに、前記第2の接地電位電源手段と
    前記出力ノ−ドとの間に接続された電圧クランプ素子
    (Q4)を具備する請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記電圧クランプ素子は寄生バイポ−ラ
    トランジスタにより構成される請求項2に記載の半導体
    装置。
  4. 【請求項4】 正の高電位が印加される第1の高電位電
    源手段と、 該第1の高電位電源手段と所定インピ−ダンスによって
    接続された第2の高電位電源手段と、 接地電位が印加される接地電位電源手段と、 出力ノ−ドと、 前記第1の高電位電源手段と前記出力ノ−ドとの間に接
    続された第1のPチャネルMOSトランジスタと、 前記出力ノ−ドと前記接地電位電源手段との間に接続さ
    れた第2のPチャネルMOSトランジスタと、 前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲ−トと前
    記出力ノ−ドとの間に接続され、前記第2の高電位電源
    手段によってゲ−ト電位が制御される第3のPチャネル
    MOSトランジスタとを具備する半導体装置。
  5. 【請求項5】 さらに、前記第2の高電位電源手段と前
    記出力ノ−ドとの間に接続された電圧クランプ素子を具
    備する請求項4に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記電圧クランプ素子は寄生バイポ−ラ
    トランジスタにより構成される請求項5に記載の半導体
    装置。
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