JPH08204131A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

Info

Publication number
JPH08204131A
JPH08204131A JP7009375A JP937595A JPH08204131A JP H08204131 A JPH08204131 A JP H08204131A JP 7009375 A JP7009375 A JP 7009375A JP 937595 A JP937595 A JP 937595A JP H08204131 A JPH08204131 A JP H08204131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
protection element
terminals
group
stray capacitance
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.)
Granted
Application number
JP7009375A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2636773B2 (ja
Inventor
Kaoru Narita
薫 成田
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7009375A priority Critical patent/JP2636773B2/ja
Priority to TW085100814A priority patent/TW366583B/zh
Priority to KR1019960001619A priority patent/KR100194005B1/ko
Priority to US08/591,025 priority patent/US5706156A/en
Publication of JPH08204131A publication Critical patent/JPH08204131A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2636773B2 publication Critical patent/JP2636773B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0255Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電破壊保護機能を有するICにおいて、チ
ップ面積の増大を抑えつつCDM(Change De
vice Model)試験法で十分な静電破壊耐量
を得る。 【構成】 浮遊容量の大きな電源端子3−1,3−4や
接地端子3−3,3−6,3−7の保護素子を夫々2個
並列に設ける(2−1a,2−1b,2−3a,2−3
b,2−4a,2−4b,2−6a,2−6b,2−7
a,2−7b)。これ等保護素子の導通抵抗は入力端子
3−2,3−5,3−nの保護素子2−2,2−5,2
−nのそれに比し半分となり、よって浮遊容量の放電電
流による保護素子の導通抵抗の電圧降下は小となり、静
電破壊耐量が向上する。

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装置に関
し、特に静電破壊保護機能を有する半導体集積回路装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の半導体集積回路装置の静
電破壊保護回路は図3に示す構成となっている。すなわ
ち、図3において、入力端子及び出力端子、更には電源
端子及び接地端子の全ての各端子3−1〜3−nはその
近傍に形成された共通の配線(共通放電線)1に、夫々
対応する保護素子2−1〜2−nを介して接続されてい
る。
【0003】尚、6は内部回路を示しており、トランジ
スタQ1,Q2によりこの内部回路6の入力バッファが
形成されトランジスタQ3,Q4により出力バッファが
形成されている。入力バッファへは、入力端子3−2か
ら抵抗R及びトランジスタQ5からなる入力保護回路を
介して入力信号が印加され、内部回路6へ当該入力バッ
ファの出力信号が導入される。
【0004】この内部回路6の出力信号はトランジスタ
Q3,Q4による出力バッファを介して出力端子3−5
へ導出されて外部へ出力されることになる。
【0005】保護素子2−1〜2−nは通常の使用電圧
に対しては導通することはないが、静電パルスの如く過
電圧が端子間に加わると導通する。例えば、図3におい
て入力端子3−2と出力端子3−5間に静電パルスが加
わると、保護素子2−2と2−5とが導通状態となっ
て、保護素子2−2,共通放電線1,保護素子2−5と
いう導通経路が形成されて電流が流れ、静電パルスが放
電して内部回路6を保護するものである。
【0006】また、特開平3−72666号公報には静
電破壊保護機能を有する他の例が開示されている。この
例では、図3の共通放電線1の代わりに、例えばチップ
占有面積が最も大きい内部メイン回路ブロックのアース
ラインを用い、このアースラインと近傍の入出力端子と
の間に夫々保護素子を接続する構造とすることにより、
保護素子を接続するための配線の引き回しを短くして、
保護素子の導通抵抗を実質的に小とすると共に保護素子
を設けることによる集積度の低下を防止するようにして
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この様な静電破壊保護
回路の静電破壊耐量の試験を行う場合、上記の如く任意
の2端子間に静電パルスを与える方法と、試験デバイス
自体を帯電させた後に任意の端子を接地して放電させる
方法(CDM法:Charged DeviceMod
el法)とがある。
【0008】後者のCDM法では、前者の場合に比べる
と放電経路が異なっている。例えば、図3に示した試験
デバイスを帯電させて入力端子を接地させた場合の放電
経路を図4を用いて説明する。図4では、試験デバイス
を帯電させて入力端子3−2を接地した場合を示す。
【0009】試験デバイスを帯電させると電荷はデバイ
ス内の浮遊容量4a〜4cに蓄えられる。浮遊容量4a
〜4cは入力端子3−2,接地(Gnd)端子3−3,
出力端子3−5に夫々付帯する浮遊容量である。一般
に、接地端子3−3の浮遊容量4bは入出力端子の浮遊
容量4a,4cに比べて極めて大きいために、入力端子
を接地した場合、放電電流は放電経路5bを経て流れる
ものが主であり、他の放電経路5a,5cを経て流れる
ものは僅かであって無視できるものである。その結果、
主に放電経路5b中の保護素子2−3を経て放電電流が
流れることになる。
【0010】尚、図5に、接地端子3−3から入力端子
3−2に放電電流Iが流れる場合の等価回路を示してい
る。この放電電流Iが流れると、接地端子3−3と入力
端子3−2との間に加わる電圧は、保護素子の導通抵抗
値をRとすると、I・2Rとなり(保護素子以外の抵抗
は無視する)、Rが大きいと内部回路6に高い電圧が印
加されることになって内部回路を破壊してしまう。
【0011】そこで、保護素子の導通抵抗値Rを小さく
すると、保護素子の面積が増大してチップ面積が増加す
ることになる。特に端子数が多い場合は、チップ面積の
増大が顕著になるという問題がある。
【0012】また、特開平3−72666号公報開示の
技術においても、CDM法を適用した場合、保護素子の
導通時の抵抗値は特に言及されておらず、よって全て同
一の値Rを有しているとみなされるために、上述と同一
の問題が生じる。
【0013】本発明の目的は、チップ面積の増大を最小
限に抑えつつCDM法試験法において十分な静電破壊耐
量を得ることができる半導体集積回路装置を提供するこ
とである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体集積
回路装置は、半導体基板上に形成された第1の端子群
と、この第1の端子群が有する浮遊容量よりも大なる浮
遊容量を夫々有する端子を含む第2の端子群と、前記第
1及び第2の端子群の各端子に共通に設けられた共通配
線と、この共通配線と前記第1の端子群の各端子との間
に夫々接続された端子間に過電圧が印加された時導通し
て導通経路を夫々形成するための第1の保護素子群と、
前記共通配線と前記第2の端子群の各端子との間に夫々
接続されて端子間に過電圧が印加された時導通して導通
経路を形成しかつ前記第1の保護素子群の各導通抵抗値
よりも小なる導通抵抗値を有する第2の保護素子群とを
含むことを特徴としている。
【0015】
【作用】電源端子や接地端子等浮遊容量の大なる端子群
の保護素子の導通抵抗値を、他の入出力端子等浮遊容量
の小なる端子群の保護素子のそれよりも小に設定する。
従って、大なる浮遊容量からの放電電流による保護素子
の導通抵抗の電圧降下は従来に比し低くなり、よって端
子間に生ずる電圧はそれだけ小となって内部回路保護が
図れ、静電破壊耐圧量を充分にとることができる。
【0016】また、電源端子や接地端子等浮遊容量の大
なる端子群は入出力端子等浮遊容量の小なる端子群より
も端子数は極めて少ないとみなせるので、保護素子の導
通抵抗値を小とすることによる保護素子の面積増大はそ
れほど問題とはならない。
【0017】
【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例について
説明する。
【0018】図1は本発明の実施例の回路図であり、図
3と同等部分は同一符号により示している。本例におい
ては、浮遊容量が大である電源端子(Vcc端子)3−
1,3−4及び接地端子(Gnd端子)3−3,3−
6,3−7と共通放電線(アルミ配線)1との間の各保
護素子を、夫々2個並列に形成することにより、浮遊容
量が小さい入出力端子3−2,3−5,3−n等と共通
放電線1との間の各保護素子の導通抵抗値の半分となる
様にしている。
【0019】すなわち、電源端子3−1と共通放電線1
との間には保護素子2−1a,2−1bの2つを並列に
設け、各々の導通抵抗値は共にRΩとする。他の電源端
子3−4や接地端子3−3,3−6,3−7についても
同様である。
【0020】従って、前述した如く、CDM試験法によ
ってデバイスを帯電させ、入力端子3−2を接地した場
合、接地端子3−3から入力端子3−2へ流れる電流I
によって、入力端子3−2と接地端子3−3との間に生
ずる電圧は、図2の等価回路から、I・(3/2)Rと
なり、従来の場合の3/4の電圧となるので、内部回路
6の保護性がより向上するのである。
【0021】接地端子,電源端子の保護素子のみを、他
の入出力端子の保護素子の面積よりも2倍増大させる必
要があるが、一般に入出力端子数に比して接地端子や電
源端子の数は極めて少ないので、チップ面積の増大は無
視できるものである。
【0022】保護素子の例としては、周知のものを使用
できるが、例えば、半導体基板またはウェルをベースと
したバイポーラトランジスタや、半導体基板表面にフィ
ールド酸化膜を隔てて不純物拡散層を一対対向して形成
することにより得られるMOS型トランジスタやフィー
ルド型トランジスタを用いることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、浮遊容量が大なる端子
の保護素子の導通抵抗値を他の浮遊容量が小なる端子の
保護素子のそれに比し小に設定することにより、チップ
面積の増大なくまたCDM試験法においても高静電破壊
耐量が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の回路図である。
【図2】図1の回路のCDM法による静電破壊試験時の
放電経路を示す等価回路図である。
【図3】従来の静電保護回路の例を示す図である。
【図4】図3の回路のCDM法による静電破壊試験時の
放電経路を示す図である。
【図5】図4の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
1 共通放電線 2−1〜2−n 保護素子 3−1〜3−n 端子 4a〜4c 浮遊容量 6 内部回路 I 放電電流
───────────────────────────────────────────────────── 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 // H03K 19/003 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成された第1の端子群
    と、この第1の端子群が有する浮遊容量よりも大なる浮
    遊容量を夫々有する端子を含む第2の端子群と、前記第
    1及び第2の端子群の各端子に共通に設けられた共通配
    線と、この共通配線と前記第1の端子群の各端子との間
    に夫々接続された端子間に過電圧が印加された時導通し
    て導通経路を夫々形成するための第1の保護素子群と、
    前記共通配線と前記第2の端子群の各端子との間に夫々
    接続されて端子間に過電圧が印加された時導通して導通
    経路を形成しかつ前記第1の保護素子群の各導通抵抗値
    よりも小なる導通抵抗値を有する第2の保護素子群とを
    含むことを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の端子群は接地端子を含むこと
    を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の端子群は電源端子を含むこと
    を特徴とする請求項1または2記載の半導体集積回路装
    置。
JP7009375A 1995-01-25 1995-01-25 半導体集積回路装置 Expired - Lifetime JP2636773B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7009375A JP2636773B2 (ja) 1995-01-25 1995-01-25 半導体集積回路装置
TW085100814A TW366583B (en) 1995-01-25 1996-01-24 Semiconductor device having an ESD protective circuitry
KR1019960001619A KR100194005B1 (ko) 1995-01-25 1996-01-25 Esd 보호 회로를 갖는 반도체장치
US08/591,025 US5706156A (en) 1995-01-25 1996-01-25 Semiconductor device having an ESD protective circuitry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7009375A JP2636773B2 (ja) 1995-01-25 1995-01-25 半導体集積回路装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08204131A true JPH08204131A (ja) 1996-08-09
JP2636773B2 JP2636773B2 (ja) 1997-07-30

Family

ID=11718718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7009375A Expired - Lifetime JP2636773B2 (ja) 1995-01-25 1995-01-25 半導体集積回路装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5706156A (ja)
JP (1) JP2636773B2 (ja)
KR (1) KR100194005B1 (ja)
TW (1) TW366583B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100337923B1 (ko) * 2000-07-24 2002-05-24 박종섭 Esd 보호 장치
KR100470994B1 (ko) * 1997-10-06 2005-07-07 삼성전자주식회사 반도체장치의정전기보호장치

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5721658A (en) * 1996-04-01 1998-02-24 Micron Technology, Inc. Input/output electrostatic discharge protection for devices with multiple individual power groups
CA2253937A1 (en) * 1996-05-10 1997-11-20 Phylomed Corporation Methods for oxidizing disulfide bonds using ozone
JP3144308B2 (ja) 1996-08-01 2001-03-12 日本電気株式会社 半導体装置
US5991135A (en) * 1998-05-11 1999-11-23 Vlsi Technology, Inc. System including ESD protection
US6157530A (en) 1999-01-04 2000-12-05 International Business Machines Corporation Method and apparatus for providing ESD protection
US6512662B1 (en) 1999-11-30 2003-01-28 Illinois Institute Of Technology Single structure all-direction ESD protection for integrated circuits
US6785109B1 (en) * 2000-01-10 2004-08-31 Altera Corporation Technique for protecting integrated circuit devices against electrostatic discharge damage
US6784496B1 (en) 2000-09-25 2004-08-31 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for an integrated charged device model clamp
US6635931B1 (en) 2002-04-02 2003-10-21 Illinois Institute Of Technology Bonding pad-oriented all-mode ESD protection structure
US6756834B1 (en) 2003-04-29 2004-06-29 Pericom Semiconductor Corp. Direct power-to-ground ESD protection with an electrostatic common-discharge line
JP6790705B2 (ja) * 2016-10-13 2020-11-25 セイコーエプソン株式会社 回路装置、発振器、電子機器及び移動体

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH065705B2 (ja) * 1989-08-11 1994-01-19 株式会社東芝 半導体集積回路装置
JP2972494B2 (ja) * 1993-06-30 1999-11-08 日本電気株式会社 半導体装置
US5521783A (en) * 1993-09-17 1996-05-28 Analog Devices, Inc. Electrostatic discharge protection circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100470994B1 (ko) * 1997-10-06 2005-07-07 삼성전자주식회사 반도체장치의정전기보호장치
KR100337923B1 (ko) * 2000-07-24 2002-05-24 박종섭 Esd 보호 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR960030398A (ko) 1996-08-17
US5706156A (en) 1998-01-06
KR100194005B1 (ko) 1999-06-15
TW366583B (en) 1999-08-11
JP2636773B2 (ja) 1997-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5721656A (en) Electrostatc discharge protection network
US5276582A (en) ESD protection using npn bipolar transistor
US6028465A (en) ESD protection circuits
KR930011797B1 (ko) 반도체 집적회로장치
US6040968A (en) EOS/ESD protection for high density integrated circuits
JP3013624B2 (ja) 半導体集積回路装置
US7705404B2 (en) Electrostatic discharge protection device and layout thereof
JP2636773B2 (ja) 半導体集積回路装置
US6442008B1 (en) Low leakage clamp for E.S.D. protection
JPH07321628A (ja) ヒステリシストリガ回路を用いる静電放電保護
JP2003530698A (ja) 静電放電(esd)保護回路
JP3183892B2 (ja) マクロセル・アレイのための静電気放電保護
JPH06163824A (ja) 半導体集積回路
KR20090051771A (ko) 가변 클램프 크기를 갖는 분포된 정전기 방전 보호 회로
JPH02140979A (ja) 改良型esd低抵抗入力構成体
KR100452741B1 (ko) 반도체집적회로장치
JPH0786510A (ja) 半導体装置
US5982599A (en) Input/output electrostatic discharge protection for devices with multiple individual power groups
EP0371663A1 (en) Integrated circuit output buffer having improved ESD protection
JP3464340B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2636804B2 (ja) 半導体装置
US6760204B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method for designing the same
US4962320A (en) Input protection circuit for MOS device
US8174807B2 (en) Integrated circuit with device for protection against electrostatic discharges
JP3025373B2 (ja) 半導体集積回路

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090425

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100425

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120425

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425

Year of fee payment: 16

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425

Year of fee payment: 16

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140425

Year of fee payment: 17

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term