JPH07245380A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH07245380A
JPH07245380A JP6034371A JP3437194A JPH07245380A JP H07245380 A JPH07245380 A JP H07245380A JP 6034371 A JP6034371 A JP 6034371A JP 3437194 A JP3437194 A JP 3437194A JP H07245380 A JPH07245380 A JP H07245380A
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power supply
supply terminal
channel transistor
well
drain
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Hideko Okada
英子 岡田
Isao Miyanaga
績 宮永
Kazumi Kurimoto
一実 栗本
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent breakdown of an N-channel MOS transistor of a latchup prevention circuit even when a surge exceeding a breakdown voltage is applied. CONSTITUTION:An N-channel transistor 103 is connected between a ground terminal 101 and a power supply terminal 102. A source and a gate are connected to the ground terminal 101 and a drain is connected to the power supply terminal 102 through a resistor 104. Here, the drain and the resistor 104 are connected without a metallic wiring. When a surge is applied to the power supply terminal 102, breakdown of the transistor 103 is prevented by absorption of applied energy in the resistor. Simultaneously, surge is absorbed by operation of the transistor 103 and latchup is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関するもの
であり、特にラッチアップ防止のための保護回路に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a protection circuit for preventing latch-up.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路においては、内部に形成
した設計回路以外に、そのデバイス構造によって寄生ト
ランジスタが構成される。それらの寄生トランジスタ
は、電源電圧変動、サージ等で動作し、大電流が流れ続
けるラッチアップ現象を起こす。この現象は、配線の溶
断、保護ダイオードの破壊などを引き起こし、デバイス
の故障を招くことがある。そこで一般には、ラッチアッ
プ現象を防止するため、電源端子−グランド端子間にラ
ッチアップ防止回路を付加しているのが一般的である。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit, a parasitic transistor is formed by its device structure in addition to a design circuit formed inside. These parasitic transistors operate due to power supply voltage fluctuations, surges, etc., causing a latch-up phenomenon in which a large current continues to flow. This phenomenon may cause the wiring to be blown, the protective diode to be broken, or the like, resulting in device failure. Therefore, in order to prevent the latch-up phenomenon, a latch-up prevention circuit is generally added between the power supply terminal and the ground terminal.

【0003】以下、従来のラッチアップ防止回路につい
て説明する。図4は従来のラッチアップ防止回路を説明
する図である。401はグランド端子、402は電源端
子であり、グランド端子401と電源端子402の間に
はNチャネルトランジスタ403が接続されている。N
チャネルトランジスタ403のS、D、Gは、ソース、
ドレイン、ゲートである。Nチャネルトランジスタ40
3のソースとゲートはグランド端子401に接続され、
ドレインは電源端子402と接続されている。以下、こ
のラッチアップ防止回路の働きを説明する。電源端子4
02に電源電圧の変動やサージによる正の高電圧が加わ
ると、Nチャネルトランジスタ403のソース−ドレイ
ン間のバイポーラ動作により、電源端子402とグラン
ド端子401の間には電流が流れ、高電圧は吸収され
る。したがって、内部回路(図示せず)の寄生トランジ
スタには高電圧は加わらず、ラッチアップは防止され
る。
A conventional latch-up prevention circuit will be described below. FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional latch-up prevention circuit. 401 is a ground terminal, 402 is a power supply terminal, and an N-channel transistor 403 is connected between the ground terminal 401 and the power supply terminal 402. N
S, D, and G of the channel transistor 403 are sources,
The drain and gate. N-channel transistor 40
The source and gate of 3 are connected to the ground terminal 401,
The drain is connected to the power supply terminal 402. The operation of the latch-up prevention circuit will be described below. Power supply terminal 4
When a positive high voltage due to a fluctuation of the power supply voltage or a surge is applied to 02, a current flows between the power supply terminal 402 and the ground terminal 401 by the bipolar operation between the source and the drain of the N-channel transistor 403, and the high voltage is absorbed. To be done. Therefore, high voltage is not applied to the parasitic transistor of the internal circuit (not shown), and latch-up is prevented.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、電源端子402にNチャネルトランジス
タ403の耐圧以上のサージが加わった際には、ラッチ
アップ防止のためのNチャネルトランジスタ403が破
壊されるという問題点を有していた。
However, in the above structure, when a surge exceeding the withstand voltage of the N-channel transistor 403 is applied to the power supply terminal 402, the N-channel transistor 403 for preventing latch-up is destroyed. It had a problem that

【0005】本発明は上記の従来の問題点を解決するも
ので、電源端子に耐圧以上のサージが印加された場合に
おいても破壊されないラッチアップ防止回路を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a latch-up prevention circuit which is not destroyed even when a surge exceeding a withstand voltage is applied to a power supply terminal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の半導体装置は、第1導電型基板において、
第1電源端子と、第2電源端子と、前記第1電源端子に
ソースとゲートが接続され且つ前記第2電源端子にドレ
インが接続された第2導電型トランジスタとを備える回
路において、前記第2電源端子と前記第2導電型トラン
ジスタのドレインの間に第2導電型ウエルを用いた抵抗
が接続されているという構成を備えたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device of the present invention comprises a first conductivity type substrate,
In a circuit including a first power supply terminal, a second power supply terminal, and a second conductivity type transistor having a source and a gate connected to the first power supply terminal and a drain connected to the second power supply terminal, A resistance using a second conductivity type well is connected between a power supply terminal and the drain of the second conductivity type transistor.

【0007】また本発明の半導体装置は、N型基板にお
いて、第1電源端子と、前記第1電源端子より低電位の
第2電源端子と、前記第1電源端子にソースとゲートが
接続され且つ前記第2電源端子にドレインが接続された
Pチャネルトランジスタとを備える回路において、前記
第2電源端子と前記Pチャネルトランジスタのドレイン
の間にPウエルを用いた抵抗が接続されているという構
成を備えたものである。
Further, in the semiconductor device of the present invention, in the N-type substrate, a first power supply terminal, a second power supply terminal having a lower potential than the first power supply terminal, a source and a gate are connected to the first power supply terminal, In a circuit including a P-channel transistor having a drain connected to the second power supply terminal, a resistance using a P-well is connected between the second power supply terminal and the drain of the P-channel transistor. It is a thing.

【0008】また本発明の半導体装置は、第1導電型基
板において、第1電源端子と、第2電源端子と、前記第
1電源端子にソースとゲートが接続され且つ前記第2電
源端子にドレインが第2導電型ウエルを用いた抵抗を介
して接続された第2導電型トランジスタとを備える回路
において、前記第2導電型ウエルを用いた抵抗の電流方
向と前記第2導電型トランジスタの電流方向とが平行か
つ同一直線上にあるように、前記第2導電型ウエルを用
いた抵抗と、前記第2導電型トランジスタとが配置され
た構成を備えたものである。
In the semiconductor device of the present invention, in the first conductivity type substrate, a first power supply terminal, a second power supply terminal, a source and a gate are connected to the first power supply terminal, and a drain is connected to the second power supply terminal. In a circuit having a second conductivity type transistor connected via a resistance using a second conductivity type well, the current direction of the resistance using the second conductivity type well and the current direction of the second conductivity type transistor. And a resistor using the well of the second conductivity type and the transistor of the second conductivity type are arranged so that and are parallel and on the same straight line.

【0009】[0009]

【作用】本発明は上記した構成によって、以下に説明す
る作用により課題を解決する。電源端子に、ラッチアッ
プ防止回路内のトランジスタの耐圧より高いサージが印
加された場合、そのサージはウェル抵抗を介してトラン
ジスタに印加される。そのとき、ウェル抵抗により印加
エネルギーが吸収され、トランジスタに印加されるエネ
ルギーは減少する。したがってトランジスタの破壊は防
止される。そして同時にトランジスタのソース−ドレイ
ン間のバイポーラ動作により、電源端子とグランド端子
の間には電流が流れ、サージは吸収される。したがっ
て、内部回路の寄生トランジスタには高電圧は加わら
ず、ラッチアップは防止される。
The present invention has the above-described structure and solves the problem by the operation described below. When a surge higher than the breakdown voltage of the transistor in the latch-up prevention circuit is applied to the power supply terminal, the surge is applied to the transistor via the well resistance. At that time, the well resistance absorbs the applied energy, and the energy applied to the transistor decreases. Therefore, destruction of the transistor is prevented. At the same time, due to the bipolar operation between the source and drain of the transistor, a current flows between the power supply terminal and the ground terminal, and the surge is absorbed. Therefore, no high voltage is applied to the parasitic transistor of the internal circuit, and latch-up is prevented.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の一実施例を、図面を参照しながら説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0011】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
におけるラッチアップ防止回路を示すものであり、図1
(a)は等価回路図、図1(b)は断面構造図を示すも
のである。図1(a)において、101はグランド端
子、102は電源端子であり、グランド端子101と電
源端子102の間にはNチャネルトランジスタ103が
接続されている。S、D、Gは、Nチャネルトランジス
タ103の、ソース、ドレイン、ゲートである。ソース
とゲートはグランド端子101に接続され、ドレインは
抵抗104を介して電源端子102に接続されている。
また図1(b)において、P型半導体基板111上に
は、Nチャネルトランジスタ103が形成されている。
S、D、Gは、Nチャネルトランジスタ103の、ソー
ス、ドレイン、ゲートである。ソースとゲートは金属配
線115によりグランド端子(図示せず)に接続され、
ドレインは抵抗104と金属配線116を介して電源端
子(図示せず)に接続されている。抵抗104はP型半
導体基板111上のNウエル112内にn+拡散層11
3と素子分離114とで形成されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a latch-up prevention circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1A is an equivalent circuit diagram and FIG. 1B is a sectional structure diagram. In FIG. 1A, 101 is a ground terminal, 102 is a power supply terminal, and an N-channel transistor 103 is connected between the ground terminal 101 and the power supply terminal 102. S, D, and G are the source, drain, and gate of the N-channel transistor 103. The source and gate are connected to the ground terminal 101, and the drain is connected to the power supply terminal 102 via the resistor 104.
Further, in FIG. 1B, the N-channel transistor 103 is formed on the P-type semiconductor substrate 111.
S, D, and G are the source, drain, and gate of the N-channel transistor 103. The source and the gate are connected to a ground terminal (not shown) by a metal wiring 115,
The drain is connected to a power supply terminal (not shown) via the resistor 104 and the metal wiring 116. The resistor 104 is the n + diffusion layer 11 in the N well 112 on the P-type semiconductor substrate 111.
3 and element isolation 114.

【0012】以下、その動作を説明する。電源端子10
2に、Nチャネルトランジスタ103の耐圧より高いサ
ージが印加された場合、そのサージは抵抗104を介し
てNチャネルトランジスタ103に印加される。そのと
き、抵抗104により印加エネルギーが吸収され、Nチ
ャネルトランジスタ103に印加されるエネルギーは減
少する。したがってNチャネルトランジスタ103の破
壊は防止される。そして同時にNチャネルトランジスタ
103のソース−ドレイン間のバイポーラ動作により、
電源端子102とグランド端子101の間には電流が流
れ、サージは吸収される。したがって、内部回路の寄生
トランジスタ(図示せず)には高電圧は加わらず、ラッ
チアップは防止される。
The operation will be described below. Power terminal 10
When a surge higher than the withstand voltage of the N-channel transistor 103 is applied to 2, the surge is applied to the N-channel transistor 103 via the resistor 104. At that time, the applied energy is absorbed by the resistor 104, and the energy applied to the N-channel transistor 103 decreases. Therefore, the breakdown of the N-channel transistor 103 is prevented. At the same time, due to the bipolar operation between the source and drain of the N-channel transistor 103,
A current flows between the power supply terminal 102 and the ground terminal 101, and the surge is absorbed. Therefore, a high voltage is not applied to the parasitic transistor (not shown) of the internal circuit, and latch-up is prevented.

【0013】このように、電源端子102とNチャネル
トランジスタ103のドレインとの間に、Nウェル抵抗
104を形成することで、Nチャネルトランジスタ10
3の破壊は防止され、ラッチアップ防止回路としてのサ
ージ耐圧は向上する。また、Nウエル抵抗104内のn
+拡散層と、Nチャネルトランジスタ103のドレイン
のn+拡散層を、金属配線を介さずに接続することによ
り、面積を縮小することができる。
By thus forming the N well resistor 104 between the power supply terminal 102 and the drain of the N channel transistor 103, the N channel transistor 10 is formed.
3 is prevented from being destroyed, and the surge withstand voltage of the latch-up prevention circuit is improved. In addition, n in the N well resistor 104
The area can be reduced by connecting the + diffusion layer and the n + diffusion layer of the drain of the N-channel transistor 103 without using a metal wiring.

【0014】なお本実施例ではP型半導体基板上のNチ
ャネルトランジスタとNウエル抵抗について説明した
が、N型半導体基板上のPチャネルトランジスタとPウ
エルについても同様の効果が得られる。
Although the N-channel transistor and the N-well resistor on the P-type semiconductor substrate have been described in this embodiment, the same effect can be obtained for the P-channel transistor and the P-well on the N-type semiconductor substrate.

【0015】(実施例2)図2は本発明の第2の実施例
におけるラッチアップ防止回路を示すものであり、図2
(a)は等価回路図、図2(b)は断面構造図、図2
(c)は回路配置図を示すものである。図2(a)にお
いて、201はグランド端子、202は電源端子であ
り、グランド端子201と電源端子202の間にはNチ
ャネルトランジスタ203が接続されている。S、D、
Gは、Nチャネルトランジスタ203の、ソース、ドレ
イン、ゲートである。ソースとゲートはグランド端子2
01に接続され、ドレインは抵抗204を介して電源端
子202に接続されている。また図2(b)において、
P型半導体基板211上には、Nチャネルトランジスタ
203が形成されている。S、D、Gは、Nチャネルト
ランジスタ203の、ソース、ドレイン、ゲートであ
る。ソースとゲートは金属配線215によりグランド端
子(図示せず)に接続され、ドレインは抵抗204と金
属配線216を介して電源端子(図示せず)に接続され
ている。抵抗204はP型半導体基板211上のNウエ
ル212内にn+拡散層213と素子分離214とで形
成されている。また図2(c)において、P型半導体基
板上には、Nチャネルトランジスタ203が形成されて
いる。S、D、Gは、Nチャネルトランジスタ203
の、ソース、ドレイン、ゲートである。ソースとゲート
は金属配線(図示せず)によりグランド端子(図示せ
ず)に接続され、ドレインは抵抗204と金属配線22
5を介して電源端子202に接続されている。抵抗20
4はP型半導体基板上のNウエル222内に素子分離2
24と素子分離224を挟むn+拡散層223とで形成
されている。また、n+拡散層223に挟まれた素子分
離224とNチャネルトランジスタ203のゲートは、
平行かつ互いに向き合うように配置されている。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a latch-up prevention circuit according to a second embodiment of the present invention.
2A is an equivalent circuit diagram, FIG. 2B is a sectional structure diagram, and FIG.
(C) shows a circuit layout diagram. In FIG. 2A, 201 is a ground terminal, 202 is a power supply terminal, and an N-channel transistor 203 is connected between the ground terminal 201 and the power supply terminal 202. S, D,
G is a source, a drain, and a gate of the N-channel transistor 203. Source and gate are ground terminals 2
01, and the drain is connected to the power supply terminal 202 via the resistor 204. In addition, in FIG.
An N-channel transistor 203 is formed on the P-type semiconductor substrate 211. S, D, and G are the source, drain, and gate of the N-channel transistor 203. The source and gate are connected to a ground terminal (not shown) by a metal wiring 215, and the drain is connected to a power supply terminal (not shown) via a resistor 204 and a metal wiring 216. The resistor 204 is formed in the N well 212 on the P-type semiconductor substrate 211 by the n + diffusion layer 213 and the element isolation 214. Further, in FIG. 2C, the N-channel transistor 203 is formed on the P-type semiconductor substrate. S, D, and G are N-channel transistors 203
Of the source, drain and gate. The source and gate are connected to a ground terminal (not shown) by a metal wiring (not shown), and the drain is a resistor 204 and a metal wiring 22.
It is connected to the power supply terminal 202 via 5. Resistance 20
4 is an element isolation 2 in the N well 222 on the P-type semiconductor substrate.
24 and an n + diffusion layer 223 sandwiching the element isolation 224. Further, the element isolation 224 sandwiched between the n + diffusion layers 223 and the gate of the N-channel transistor 203 are
They are arranged in parallel and face each other.

【0016】以下、その動作を説明する。電源端子20
2に、Nチャネルトランジスタ203の耐圧より高いサ
ージが印加された場合、そのサージは抵抗204を介し
てNチャネルトランジスタ203に印加される。そのと
き、抵抗204により印加エネルギーが吸収され、Nチ
ャネルトランジスタ203に印加されるエネルギーは減
少する。したがってNチャネルトランジスタ203の破
壊は防止される。そして同時にNチャネルトランジスタ
203のソース−ドレイン間のバイポーラ動作により、
電源端子202とグランド端子201の間には電流が流
れ、サージは吸収される。したがって、内部回路の寄生
トランジスタ(図示せず)には高電圧は加わらず、ラッ
チアップは防止される。
The operation will be described below. Power terminal 20
When a surge higher than the withstand voltage of the N-channel transistor 203 is applied to No. 2, the surge is applied to the N-channel transistor 203 via the resistor 204. At that time, the applied energy is absorbed by the resistor 204, and the energy applied to the N-channel transistor 203 decreases. Therefore, destruction of the N-channel transistor 203 is prevented. At the same time, due to the bipolar operation between the source and drain of the N-channel transistor 203,
A current flows between the power supply terminal 202 and the ground terminal 201, and the surge is absorbed. Therefore, a high voltage is not applied to the parasitic transistor (not shown) of the internal circuit, and latch-up is prevented.

【0017】このように、電源端子202とNチャネル
トランジスタ203のドレインとの間に、Nウェル抵抗
204を形成することで、Nチャネルトランジスタ20
3の破壊は防止され、ラッチアップ防止回路としてのサ
ージ耐圧は向上する。また、Nウエル抵抗204内のn
+拡散層と、Nチャネルトランジスタ203のドレイン
のn+拡散層を、金属配線を介さずに接続することによ
り、面積を縮小することができる。また、Nウェル抵抗
204のn+拡散層223に挟まれた素子分離224
と、Nチャネルトランジスタ203のゲートとを、平行
かつ互いに向き合うように配置することにより、Nチャ
ネルトランジスタ203のドレインでの電流の偏りは生
じず、Nチャネルトランジスタ203の耐圧は向上す
る。
As described above, by forming the N well resistor 204 between the power supply terminal 202 and the drain of the N channel transistor 203, the N channel transistor 20 is formed.
3 is prevented from being destroyed, and the surge withstand voltage of the latch-up prevention circuit is improved. In addition, n in the N well resistor 204
The area can be reduced by connecting the + diffusion layer and the n + diffusion layer of the drain of the N-channel transistor 203 without using a metal wiring. Further, the element isolation 224 sandwiched between the n + diffusion layers 223 of the N well resistor 204
And the gate of the N-channel transistor 203 are arranged so as to be parallel and face each other, the bias of the current at the drain of the N-channel transistor 203 does not occur, and the breakdown voltage of the N-channel transistor 203 is improved.

【0018】なお本実施例ではP型半導体基板上のNチ
ャネルトランジスタとNウエル抵抗について説明した
が、N型半導体基板上のPチャネルトランジスタとPウ
エルについても同様の効果が得られる。
In this embodiment, the N-channel transistor and the N-well resistance on the P-type semiconductor substrate have been described, but the same effect can be obtained for the P-channel transistor and the P-well on the N-type semiconductor substrate.

【0019】(実施例3)図3は本発明の第3の実施例
におけるラッチアップ防止回路を示すものであり、図3
(a)は等価回路図、図3(b)は断面構造図、図3
(c)は回路配置図を示すものである。図3(a)にお
いて、301はグランド端子、302は電源端子であ
り、グランド端子301と電源端子302の間には第1
のNチャネルトランジスタ303が接続されている。
S、D、Gは、第1のNチャネルトランジスタ303
の、ソース、ドレイン、ゲートである。ソースとゲート
はグランド端子301に接続され、ドレインは第1の抵
抗304を介して電源端子302に接続されている。ま
た、第1のNチャネルトランジスタ303と第1の抵抗
304とそれぞれ同サイズの、第2のNチャネルトラン
ジスタ305と第2の抵抗306も、第1のNチャネル
トランジスタ303と第1の抵抗304と同様の構成で
かつそれらと並列に、グランド端子301と電源端子3
02の間に接続されている。
(Third Embodiment) FIG. 3 shows a latch-up prevention circuit according to a third embodiment of the present invention.
3A is an equivalent circuit diagram, FIG. 3B is a sectional structure diagram, and FIG.
(C) shows a circuit layout diagram. In FIG. 3A, 301 is a ground terminal, 302 is a power supply terminal, and the first terminal is provided between the ground terminal 301 and the power supply terminal 302.
N-channel transistor 303 is connected.
S, D, and G are the first N-channel transistor 303
Of the source, drain and gate. The source and gate are connected to the ground terminal 301, and the drain is connected to the power supply terminal 302 via the first resistor 304. In addition, the second N-channel transistor 305 and the second resistor 306, which have the same size as the first N-channel transistor 303 and the first resistor 304, respectively, are the same as the first N-channel transistor 303 and the first resistor 304. The ground terminal 301 and the power supply terminal 3 have the same configuration and are parallel to them.
It is connected between 02.

【0020】また図3(b)において、P型半導体基板
311上には、第1のNチャネルトランジスタ303が
形成されている。S、D、Gは、第1のNチャネルトラ
ンジスタ303の、ソース、ドレイン、ゲートである。
ソースとゲートは金属配線315によりグランド端子
(図示せず)に接続され、ドレインは第1の抵抗304
と金属配線316を介して電源端子(図示せず)に接続
されている。第1の抵抗304はP型半導体基板311
上のNウエル312内にn+拡散層313と素子分離3
14とで形成されている。またNウエルを中心として、
反対側にも同様の第2のウエル抵抗および第2のトラン
ジスタが同様の構成で形成されている(図示せず)。
Further, in FIG. 3B, a first N-channel transistor 303 is formed on the P-type semiconductor substrate 311. S, D, and G are the source, drain, and gate of the first N-channel transistor 303.
The source and the gate are connected to the ground terminal (not shown) by the metal wiring 315, and the drain is the first resistor 304.
And a metal wiring 316 to connect to a power supply terminal (not shown). The first resistor 304 is a P-type semiconductor substrate 311.
In the upper N well 312, an n + diffusion layer 313 and an element isolation 3 are formed.
It is formed with 14. Also, centering on the N well,
A similar second well resistance and a second transistor are formed on the opposite side in the same configuration (not shown).

【0021】また図3(c)において、P型半導体基板
上には、第1のNチャネルトランジスタ303が形成さ
れている。S、D、Gは、第1のNチャネルトランジス
タ303の、ソース、ドレイン、ゲートである。ソース
とゲートは金属配線(図示せず)によりグランド端子
(図示せず)に接続され、ドレインは第1の抵抗304
と金属配線325を介して電源端子302に接続されて
いる。第1の抵抗304はP型半導体基板上のNウエル
322内に素子分離324と素子分離324を挟むn+
拡散層223とで形成されている。また、n+拡散層3
23に挟まれた素子分離324と第1のNチャネルトラ
ンジスタ303のゲートは、平行かつ互いに向き合うよ
うに配置されている。またNウエル322を中心とし
て、反対側にも対称に同サイズの第2のウエル抵抗30
6および第2のトランジスタ305が形成されている。
Further, in FIG. 3C, the first N-channel transistor 303 is formed on the P-type semiconductor substrate. S, D, and G are the source, drain, and gate of the first N-channel transistor 303. The source and the gate are connected to a ground terminal (not shown) by a metal wiring (not shown), and the drain is the first resistor 304.
Is connected to the power supply terminal 302 via a metal wiring 325. The first resistor 304 is an element isolation 324 in the N well 322 on the P-type semiconductor substrate and n + which sandwiches the element isolation 324.
And the diffusion layer 223. In addition, the n + diffusion layer 3
The element isolation 324 sandwiched by 23 and the gate of the first N-channel transistor 303 are arranged parallel to each other and facing each other. Further, the second well resistor 30 of the same size is symmetrically arranged on the opposite side with the N well 322 as the center.
6 and the second transistor 305 are formed.

【0022】以下、その動作を説明する。電源端子30
2に、第1のNチャネルトランジスタ303の耐圧より
高いサージが印加された場合、そのサージは第1の抵抗
304を介して第1のNチャネルトランジスタ303に
印加される。そのとき、第1の抵抗304により印加エ
ネルギーが吸収され、第1のNチャネルトランジスタ3
03に印加されるエネルギーは減少する。したがって第
1のNチャネルトランジスタ303の破壊は防止され
る。そして同時に第1のNチャネルトランジスタ303
のソース−ドレイン間のバイポーラ動作により、電源端
子202とグランド端子201の間には電流が流れ、サ
ージは吸収される。したがって、内部回路の寄生トラン
ジスタ(図示せず)には高電圧は加わらず、ラッチアッ
プは防止される。なお以上の説明は、第1の抵抗304
と第1のNチャネルトランジスタ303について説明し
たが、これらと対称に配置された同サイズの第2のウエ
ル抵抗306および第2のトランジスタ305も同様に
動作する。
The operation will be described below. Power terminal 30
When a surge higher than the withstand voltage of the first N-channel transistor 303 is applied to 2, the surge is applied to the first N-channel transistor 303 via the first resistor 304. At that time, the applied energy is absorbed by the first resistor 304, and the first N-channel transistor 3
The energy applied to 03 is reduced. Therefore, destruction of the first N-channel transistor 303 is prevented. And at the same time, the first N-channel transistor 303
Due to the bipolar operation between the source and the drain, current flows between the power supply terminal 202 and the ground terminal 201, and the surge is absorbed. Therefore, a high voltage is not applied to the parasitic transistor (not shown) of the internal circuit, and latch-up is prevented. The above description is based on the first resistor 304.
The first N-channel transistor 303 has been described above, but the second well resistor 306 and the second transistor 305 of the same size, which are symmetrically arranged, also operate in the same manner.

【0023】このように、電源端子302とNチャネル
トランジスタ303,305のドレインとの間に、Nウ
ェル抵抗304,306を形成することで、Nチャネル
トランジスタ303,305の破壊は防止され、ラッチ
アップ防止回路としてのサージ耐圧は向上する。また、
Nウエル抵抗304,306内のn+拡散層と、Nチャ
ネルトランジスタ303,305のドレインのn+拡散
層を、金属配線を介さずに接続することにより、面積を
縮小することができる。また、Nウェル抵抗304,3
06のn+拡散層に挟まれた素子分離と、Nチャネルト
ランジスタ303,305のゲートとを、平行かつ互い
に向き合うように配置することにより、Nチャネルトラ
ンジスタ303,305のドレインでの電流の偏りは生
じず、Nチャネルトランジスタ303,305の耐圧は
向上する。また、Nウエル322の領域1カ所に対して
Nチャネルトランジスタの領域を2カ所もつことで、面
積を縮小することができる。
As described above, by forming the N well resistors 304 and 306 between the power supply terminal 302 and the drains of the N channel transistors 303 and 305, destruction of the N channel transistors 303 and 305 is prevented, and latch-up occurs. The surge withstand voltage as a protection circuit is improved. Also,
The area can be reduced by connecting the n + diffusion layers in the N-well resistors 304 and 306 and the n + diffusion layers of the drains of the N-channel transistors 303 and 305 without using metal wiring. In addition, N well resistors 304 and 3
By arranging the element isolation sandwiched between the n + diffusion layers of 06 and the gates of the N-channel transistors 303 and 305 so as to be parallel and face each other, the bias of the currents at the drains of the N-channel transistors 303 and 305 occurs. Therefore, the breakdown voltage of the N-channel transistors 303 and 305 is improved. In addition, the area can be reduced by providing two N-channel transistor regions with respect to one region of the N well 322.

【0024】なお本実施例ではNウエルの領域1カ所に
対してNチャネルトランジスタの領域を2カ所とした
が、Nチャネルトランジスタの領域を3カ所以上にして
も同様の効果が得られる。また本実施例ではNウエルの
領域を1カ所として説明したが、Nウエルの領域を2カ
所以上にしても同様の効果が得られる。また本実施例で
はP型半導体基板上のNチャネルトランジスタとNウエ
ル抵抗について説明したが、N型半導体基板上のPチャ
ネルトランジスタとPウエルについても同様の効果が得
られる。
In this embodiment, one N well region is provided with two N-channel transistor regions, but the same effect can be obtained with three or more N-channel transistor regions. Further, in the present embodiment, the N well region is described as one location, but the same effect can be obtained even if the N well region is provided at two or more locations. Although the N-channel transistor and the N-well resistor on the P-type semiconductor substrate are described in the present embodiment, the same effect can be obtained for the P-channel transistor and the P-well on the N-type semiconductor substrate.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように本発明は、電源端子とトラ
ンジスタのドレインとの間にウエル抵抗を形成すること
により、サージに対して高耐圧のラッチアップ防止回路
を実現するものである。
As described above, the present invention realizes a latch-up prevention circuit having a high breakdown voltage against surges by forming a well resistance between the power supply terminal and the drain of the transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例におけるラッチアップ防
止回路を説明する図
FIG. 1 is a diagram illustrating a latch-up prevention circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例におけるラッチアップ防
止回路を説明する図
FIG. 2 is a diagram for explaining a latch-up prevention circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例におけるラッチアップ防
止回路を説明する図
FIG. 3 is a diagram illustrating a latch-up prevention circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来例におけるラッチアップ防止回路を説明す
る図
FIG. 4 is a diagram illustrating a latch-up prevention circuit in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 グランド端子 102 電源端子 103 Nチャネルトランジスタ 104 抵抗 111 P型半導体基板 112 Nウェル 113 n+拡散層 114 金属配線 115 金属配線 116 金属配線 117 絶縁膜 118 保護膜 201 グランド端子 202 電源端子 203 Nチャネルトランジスタ 204 抵抗 211 P型半導体基板 212 Nウェル 213 n+拡散層 214 金属配線 215 金属配線 216 金属配線 217 絶縁膜 218 保護膜 222 Nウェル 223 n+拡散層 224 素子分離 225 金属配線 226 コンタクトホール 301 グランド端子 302 電源端子 303 第1のNチャネルトランジスタ 304 第1の抵抗 305 第2のNチャネルトランジスタ 306 第2の抵抗 311 P型半導体基板 312 Nウェル 313 n+拡散層 314 素子分離 315 金属配線 316 金属配線 317 絶縁膜 318 保護膜 322 Nウェル 323 n+拡散層 324 素子分離 325 金属配線 326 コンタクトホール 101 ground terminal 102 power supply terminal 103 N-channel transistor 104 resistance 111 P-type semiconductor substrate 112 N well 113 n + diffusion layer 114 metal wiring 115 metal wiring 116 metal wiring 117 insulating film 118 protective film 201 ground terminal 202 power supply terminal 203 N-channel transistor 204 resistance 211 P type semiconductor substrate 212 N well 213 n + diffusion layer 214 metal wiring 215 metal wiring 216 metal wiring 217 insulating film 218 protective film 222 N well 223 n + diffusion layer 224 element isolation 225 metal wiring 226 contact hole 301 ground terminal 302 power supply terminal 303 first N-channel transistor 304 first resistance 305 second N-channel transistor 306 second resistance 311 P-type semiconductor substrate 312 N well 3 3 n + diffusion layer 314 isolation 315 metal wires 316 metal wiring 317 insulating film 318 protective film 322 N-well 323 n + diffusion layer 324 isolation 325 metal wires 326 contact holes

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/78 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area H01L 21/822 29/78

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】P型基板において、第1電源端子と、前記
第1電源端子より高電位の第2電源端子と、前記第1電
源端子にソースとゲートが接続され且つ前記第2電源端
子にドレインが接続されたNチャネルトランジスタとを
備える回路において、前記第2電源端子と前記Nチャネ
ルトランジスタのドレインの間にNウエルを用いた抵抗
が接続されていることを特徴とする半導体装置。
1. In a P-type substrate, a first power supply terminal, a second power supply terminal having a potential higher than that of the first power supply terminal, a source and a gate are connected to the first power supply terminal, and the second power supply terminal is connected to the second power supply terminal. In a circuit including an N-channel transistor having a drain connected to the semiconductor device, a resistor using an N-well is connected between the second power supply terminal and the drain of the N-channel transistor.
【請求項2】Nウエルを用いた抵抗とNチャネルトラン
ジスタのドレインとが金属配線を介さずに接続されてい
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein the resistance using the N well and the drain of the N channel transistor are connected without a metal wiring.
【請求項3】Nウエルを用いた抵抗とNチャネルトラン
ジスタのドレインとがn+拡散層により接続されている
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
3. A semiconductor device according to claim 2, wherein the resistance using the N well and the drain of the N channel transistor are connected by an n + diffusion layer.
【請求項4】N型基板において、第1電源端子と、前記
第1電源端子より低電位の第2電源端子と、前記第1電
源端子にソースとゲートが接続され且つ前記第2電源端
子にドレインが接続されたPチャネルトランジスタとを
備える回路において、前記第2電源端子と前記Pチャネ
ルトランジスタのドレインの間にPウエルを用いた抵抗
が接続されていることを特徴とする半導体装置。
4. An N-type substrate, wherein a first power supply terminal, a second power supply terminal having a lower potential than the first power supply terminal, a source and a gate are connected to the first power supply terminal, and the second power supply terminal is connected to the second power supply terminal. A semiconductor device comprising a P-channel transistor having a drain connected thereto, wherein a resistor using a P-well is connected between the second power supply terminal and the drain of the P-channel transistor.
【請求項5】Pウエルを用いた抵抗とPチャネルトラン
ジスタのドレインとが金属配線を介さずに接続されてい
ることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the resistance using the P well and the drain of the P channel transistor are connected without a metal wiring.
【請求項6】Pウエルを用いた抵抗とPチャネルトラン
ジスタのドレインとがp+拡散層により接続されている
ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the resistance using the P well and the drain of the P channel transistor are connected by a p + diffusion layer.
【請求項7】第1導電型基板において、第1電源端子
と、第2電源端子と、前記第1電源端子にソースとゲー
トが接続され且つ前記第2電源端子にドレインが第2導
電型ウエルを用いた抵抗を介して接続された第2導電型
トランジスタとを備える回路において、前記第2導電型
ウエルを用いた抵抗の電流方向と前記第2導電型トラン
ジスタの電流方向とが平行かつ同一直線上にあるよう
に、前記第2導電型ウエルを用いた抵抗と、前記第2導
電型トランジスタとが配置されたことを特徴とする半導
体装置。
7. A first conductivity type substrate, a first power source terminal, a second power source terminal, a source and a gate are connected to the first power source terminal, and a drain is a second conductivity type well in the second power source terminal. In a circuit including a second conductivity type transistor connected via a resistor using the second conductivity type transistor, a current direction of the resistance using the second conductivity type well and a current direction of the second conductivity type transistor are parallel and in the same straight line. A semiconductor device in which a resistance using the well of the second conductivity type and the transistor of the second conductivity type are arranged as shown on a line.
【請求項8】第2導電型ウエルの領域nカ所に対して、
第2導電型トランジスタの領域を2nカ所以上もつこと
を特徴とする請求項7記載の半導体装置。
8. A region n of a second conductivity type well,
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein there are 2n or more regions of the second conductivity type transistor.
【請求項9】第2導電型ウエルを用いた抵抗と第2導電
型トランジスタとが金属配線を介さずに接続されている
ことを特徴とする請求項7または8記載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the resistance using the second conductivity type well and the second conductivity type transistor are connected without a metal wiring.
【請求項10】第2導電型ウエルを用いた抵抗と第2導
電型トランジスタとが第2導電型拡散層により接続され
ていることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 9, wherein the resistance using the second conductivity type well and the second conductivity type transistor are connected by a second conductivity type diffusion layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002509358A (en) * 1997-12-18 2002-03-26 インテル・コーポレーション Low capacitance transistor having electrostatic discharge protection structure and method of manufacturing the same

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