JPH09298277A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH09298277A
JPH09298277A JP8109427A JP10942796A JPH09298277A JP H09298277 A JPH09298277 A JP H09298277A JP 8109427 A JP8109427 A JP 8109427A JP 10942796 A JP10942796 A JP 10942796A JP H09298277 A JPH09298277 A JP H09298277A
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diffusion region
circuit
semiconductor device
latch
parasitic
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Hidekazu Kikuchi
秀和 菊池
Katsuhiro Katou
且宏 加藤
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can suppress generation of a latch-up phenomenon, even when it has a substrate potential generation circuit. SOLUTION: Provided on a P type substrate 10 are a substrate potential generation circuit 80 for applying a potential, a CMOS internal circuit 12, an output circuit 82 and a latch-up preventing element 84. The preventing element 84 and output circuit 82 are connected in parallel to a power voltage line to which a power voltage Vcc is applied and also to a grounding voltage line to which a grounding voltage Vss is applied. The preventing element 84 has an N type first diffusion region 96 in the P type substrate 10, the first diffusion region 96 has an N type second diffusion region (n<+> ) 98 and a P type third diffusion region (p<+> ) 100, an N type fourth diffusion region 102 is provided around the first diffusion region 96 so as to substantially surround the first diffusion region 96 as viewed from a planar pattern.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ラッチアップ防
止保護素子を具えた半導体装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device having a latch-up prevention protection element.

【0002】[0002]

【従来の技術】COMS内部回路とこのCOMS内部か
らの信号を出力する出力回路とを具えた半導体装置にお
いては、出力線から出力回路を介してCOMS内部回路
にサージ電流が流れ込むと、このサージ電流がトリガと
なって、ラッチアップが発生することがある。そこで、
ラッチアップの発生を抑制するために、ラッチアップ防
止回路として、出力回路の周囲に、これを取り囲むよう
に、不純物の拡散領域(以下、周囲拡散領域とも称す
る)を形成している。このラッチアップ防止回路を形成
することによって、後述する比較例1で説明するよう
に、出力線から流れ込んだサージ電流のうち、COMS
内部回路に流れる電流の割合を減らすことができる。そ
の結果、ラッチアップの発生を抑制することができる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device having a COMS internal circuit and an output circuit for outputting a signal from the inside of the COMS, when a surge current flows from the output line into the COMS internal circuit through the output circuit, the surge current is generated. May trigger to cause latch-up. Therefore,
In order to suppress the occurrence of latch-up, as a latch-up prevention circuit, an impurity diffusion region (hereinafter, also referred to as a peripheral diffusion region) is formed around the output circuit so as to surround the output circuit. By forming this latch-up prevention circuit, as will be described in Comparative Example 1 to be described later, among the surge currents flowing from the output line, the
The ratio of the current flowing through the internal circuit can be reduced. As a result, the occurrence of latch-up can be suppressed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
においては、一般に、内部回路の最適動作を確保するた
めに、基板に基板電圧が印加される。この基板電位を得
るために、通常は、基板電位発生回路が半導体装置毎に
設けられている。そして、基板電位発生回路で発生した
電位は、ラッチアップ防止回路の周囲拡散領域を介して
基板に印加される。
By the way, in a semiconductor device, a substrate voltage is generally applied to a substrate in order to ensure optimum operation of an internal circuit. In order to obtain this substrate potential, a substrate potential generation circuit is usually provided for each semiconductor device. Then, the potential generated by the substrate potential generation circuit is applied to the substrate via the peripheral diffusion region of the latch-up prevention circuit.

【0004】ところが、基板電位発生回路は、一般に電
流供給量が小さく、かつ、電源としての内部インピーダ
ンスが大きい。このため、サージ電流がこの周囲拡散領
域を介して基板電位発生回路に流れ込むと、基板電位発
生回路から基板に印加される電位が容易に変化してしま
う。このサージによる基板電位の変化の結果、内部回路
でラッチアップが発生する。従って、基板電位発生回路
を備えた半導体装置に、純来型ラッチアップ防止保護回
路を設けると、ラッチアップの発生を低減することが困
難となるという問題点があった。
However, the substrate potential generating circuit generally has a small current supply amount and a large internal impedance as a power source. Therefore, when the surge current flows into the substrate potential generation circuit through the peripheral diffusion region, the potential applied to the substrate from the substrate potential generation circuit easily changes. As a result of the change in the substrate potential due to this surge, latch-up occurs in the internal circuit. Therefore, if the semiconductor device having the substrate potential generation circuit is provided with the conventional latch-up prevention / protection circuit, it is difficult to reduce the occurrence of latch-up.

【0005】このため、基板電位発生回路を具えていて
も、ラッチアップの発生を低減することができる半導体
装置の実現が望まれていた。
Therefore, it has been desired to realize a semiconductor device capable of reducing the occurrence of latch-up even if it has a substrate potential generating circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この出願に係る発明の半
導体装置によれば、第1導電型の基板に電位を印加する
ための基板電位発生回路と、内部回路と、この内部回路
からの信号を出力線へ出力するための出力回路と、この
内部回路のラッチアップを防止するためのラッチアップ
防止保護素子とを具えた半導体装置であって、ラッチア
ップ防止保護素子は、互いに異なる電位が印加される第
1電源線と第2電源線とに、出力回路と並列に接続され
ており、かつ、基板に設けられた第2導電型の第1拡散
領域と、この第1拡散領域に設けられた、当該第1拡散
領域の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第2導
電型の第2拡散領域と、この第1拡散領域にこの第2拡
散領域と離間して設けられた、第1導電型の第3拡散領
域と、この第1拡散領域の周囲の基板に、当該第1拡散
領域と離間して、平面パターンで見て当該第1拡散領域
を実質的に囲うように設けられた第2導電型の第4拡散
領域とを具えており、第3拡散領域は、出力線に接続さ
れており、第2拡散領域は、第1電源線に接続されてお
り、第4拡散領域は、第2電源線に接続されており、基
板電位発生回路で発生した電位が印加される内部電位発
生線が、ラッチアップ防止保護素子の外側で、基板に接
続されてなることを特徴とする。
According to the semiconductor device of the invention of this application, a substrate potential generating circuit for applying a potential to the first conductivity type substrate, an internal circuit, and a signal from this internal circuit. Is a semiconductor device including an output circuit for outputting a signal to an output line, and a latch-up prevention protection element for preventing latch-up of the internal circuit. The first power supply line and the second power supply line that are connected in parallel with the output circuit, and are provided in the first diffusion region of the second conductivity type provided on the substrate, and provided in the first diffusion region. Further, a second conductivity type second diffusion region having an impurity concentration higher than that of the first diffusion region, and a first conductivity type provided in the first diffusion region and separated from the second diffusion region. The third diffusion region of the mold and this first expansion region A fourth diffusion region of the second conductivity type provided on the substrate around the region so as to be separated from the first diffusion region and substantially surround the first diffusion region when viewed in a plan pattern. The third diffusion region is connected to the output line, the second diffusion region is connected to the first power supply line, the fourth diffusion region is connected to the second power supply line, and the substrate potential is The internal potential generation line to which the potential generated in the generation circuit is applied is connected to the substrate outside the latch-up prevention protection element.

【0007】この発明では、出力回路と並列に設けられ
たラッチアップ防止保護素子を設け、このラッチアップ
保護素子に形成された寄生バイポーラトランジスタから
なるSCR(Semiconductor Controlled Rectifier)を
介してサージを第1または第2電源線へ流すことができ
る。その結果、出力回路から内部回路へ流れるサージを
低減してラッチアップの発生を抑制することができる。
According to the present invention, the latch-up prevention protection element provided in parallel with the output circuit is provided, and the surge is first transmitted through the SCR (Semiconductor Controlled Rectifier) formed of the parasitic bipolar transistor formed in the latch-up protection element. Alternatively, it can be supplied to the second power supply line. As a result, the surge flowing from the output circuit to the internal circuit can be reduced and the occurrence of latch-up can be suppressed.

【0008】また、好ましくは、第2拡散領域と第3拡
散領域との間の第1拡散領域部分上に、MOS型トラン
ジスタのゲート電極を具えていることが望ましい。第2
拡散領域と第3拡散領域とをゲート電極で分離すれば、
両拡散領域の距離を、フィールド酸化膜で分離する場合
よりも近くすることができる。その結果、ラッチアップ
防止保護素子の占有面積を小さくすることができる。
Further, it is preferable that the gate electrode of the MOS transistor is provided on the portion of the first diffusion region between the second diffusion region and the third diffusion region. Second
If the diffusion region and the third diffusion region are separated by the gate electrode,
The distance between both diffusion regions can be made shorter than in the case where they are separated by a field oxide film. As a result, the area occupied by the latch-up prevention protection element can be reduced.

【0009】また、好ましくは、出力回路の周囲に、平
面パターンで見て、当該出力回路を実質的に囲うように
設けられ、第2電源線に純抵抗を介して接続された第2
導電型の第5拡散領域を具えていることが望ましい。出
力回路から内部回路へ向うサージの一部分を第5拡散領
域から引き出せば、内部回路へ流れるサージを一層低減
することができる。その結果、ラッチアップの発生を一
層抑制することができる。
Further, preferably, the second circuit is provided around the output circuit so as to substantially surround the output circuit when viewed in a plane pattern, and is connected to the second power supply line through a pure resistance.
It is desirable to have a conductivity type fifth diffusion region. If a part of the surge flowing from the output circuit to the internal circuit is extracted from the fifth diffusion region, the surge flowing to the internal circuit can be further reduced. As a result, the occurrence of latch-up can be further suppressed.

【0010】また、好ましくは、出力線に接続された外
部接続用ボンディングパッドから見て、出力回路がラッ
チアップ防止保護素子よりも電気的に高抵抗であり、か
つ、出力回路が、絶縁膜によって基板から分離された純
抵抗素子を介して、出力線に接続されていることが望ま
しい。出力回路を高抵抗側とすれば、出力端子から出力
回路とラッチアップ防止保護素子へ分流して流れるサー
ジのうち、出力回路に流れる割合を減らすことができ
る。このため、出力回路から内部回路へ流れるサージを
低減することができる。その結果、ラッチアップの発生
を一層抑制することができる。
Preferably, the output circuit has an electrical resistance higher than that of the latch-up prevention protection element as viewed from the external connection bonding pad connected to the output line, and the output circuit is made of an insulating film. It is desirable to be connected to the output line via a pure resistance element separated from the substrate. If the output circuit is on the high resistance side, it is possible to reduce the ratio of the surge that flows into the output circuit from the output terminal to the output circuit and the latch-up prevention protection device. Therefore, the surge flowing from the output circuit to the internal circuit can be reduced. As a result, the occurrence of latch-up can be further suppressed.

【0011】また、好ましくは、出力回路を、第1導電
型MOSトランジスタおよび第2導電型MOSトランジ
スタからなるCMOSトランジスタを以って構成してあ
り、この第1導電型MOSトランジスタおよび第2導電
型MOSトランジスタのうち、ラッチアップ発生のトリ
ガとなるサージの注入源となる方のMOSトランジスタ
を、純抵抗素子に接続していることが望ましい。出力回
路を構成する第1および第2導電型MOSトランジスタ
の両方を純抵抗素子に接続すると出力回路のドライブ能
力が低下してしまうが、一方のMOSトランジスタのみ
に純抵抗素子を接続すれば、このドライブ能力の低下を
抑制しつつ、ラッチアップの防止を図るこことができ
る。
Further, preferably, the output circuit is constituted by a CMOS transistor including a first conductivity type MOS transistor and a second conductivity type MOS transistor, and the first conductivity type MOS transistor and the second conductivity type. Of the MOS transistors, it is desirable to connect the MOS transistor that is the injection source of the surge that triggers the occurrence of latch-up to the pure resistance element. If both the first and second conductivity type MOS transistors forming the output circuit are connected to the pure resistance element, the drive capability of the output circuit is reduced, but if the pure resistance element is connected to only one of the MOS transistors, It is possible to prevent the latch-up while suppressing the deterioration of the drive capability.

【0012】また、好ましくは、ラッチアップ防止保護
素子が、出力回路の周囲に、平面パターンで見て、当該
出力回路を囲むように設けてあることが望ましい。出力
回路をラッチアップ防止保護素子で取り囲めば、ラッチ
アップ防止保護素子が上述の第5拡散領域と同様に出力
回路からのサージを引き出す働きを兼ねる。その結果、
出力回路から内部回路へ向うサージを、効果的にラッチ
アップ防止保護素子から引き出すことができる。このた
め、出力回路から内部回路へ流れるサージを低減するこ
とができる。その結果、ラッチアップの発生を一層抑制
することができる。
Preferably, the latch-up prevention protection element is provided around the output circuit so as to surround the output circuit when viewed in a plan pattern. If the output circuit is surrounded by the latch-up prevention protection element, the latch-up prevention protection element also has a function of drawing out a surge from the output circuit, like the fifth diffusion region described above. as a result,
Surge from the output circuit to the internal circuit can be effectively extracted from the latch-up prevention protection element. Therefore, the surge flowing from the output circuit to the internal circuit can be reduced. As a result, the occurrence of latch-up can be further suppressed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この出願
に係る発明の半導体装置の実施の形態について説明す
る。尚参照する図面は、この発明が理解できる程度に各
構成成分の大きさ、形状および配置関係を概略的に示し
てあるに過ぎない。従って、この発明は図示例に限定さ
れるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the drawings to be referred to merely schematically show the sizes, shapes, and positional relationships of the respective constituent components to the extent that the present invention can be understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example.

【0014】この発明の実施の形態の説明に先立ち、発
明の理解を容易にするために、比較例1および比較例2
について簡単に説明する。
Prior to the description of the embodiments of the present invention, in order to facilitate understanding of the present invention, Comparative Example 1 and Comparative Example 2
Will be described briefly.

【0015】(比較例1)先ず、図13を参照して、基
板電位発生回路を具えていない場合の従来のラッチアッ
プ防止回路を具えた半導体装置の例について比較例1と
して説明する。図13は、比較例1の半導体装置の説明
に供する断面模式図である。図13では、半導体装置の
拡散領域と共に、配線および寄生回路も示している。
Comparative Example 1 First, with reference to FIG. 13, an example of a semiconductor device having a conventional latch-up prevention circuit in the case of not having a substrate potential generating circuit will be described as Comparative Example 1. FIG. 13 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device of Comparative Example 1. In FIG. 13, the wiring and the parasitic circuit are shown together with the diffusion region of the semiconductor device.

【0016】・(構成について)比較例1では、P型基
板10にCMOS(Complementary Metal Oxide Semico
nductor )内部回路12とCMOS出力回路14とを設
けている。なお、P型基板10には、通常、図示された
CMOS内部回路12以外にも複数のCMOS内部回路
が設けられている。
(Regarding Configuration) In Comparative Example 1, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semico) is provided on the P-type substrate 10.
An internal circuit 12 and a CMOS output circuit 14 are provided. The P-type substrate 10 is usually provided with a plurality of CMOS internal circuits other than the illustrated CMOS internal circuit 12.

【0017】また、COMS内部回路(以下、単に内部
回路とも称する)12を構成するP型MOSトランジス
タ(PMOSTrとも表記する)16は、P型基板10
に形成されたNウエル(Nwellとも表記する)18
に形成されている。そして、PMOSTr16のソース
(p+)20およびNウエル18には、3.0Vの電源
電圧VCCが印加されている。尚、電源電圧VCCは、不純
物濃度がNウエル18よりも高いN型の高濃度不純物拡
散領域(n+)24を介してNウエル18に印加されて
いる。
A P-type MOS transistor (also referred to as a PMOSTr) 16 forming a COMS internal circuit (hereinafter, also simply referred to as an internal circuit) 12 is a P-type substrate 10.
N well (also referred to as Nwell) 18 formed in
Is formed. A power supply voltage V CC of 3.0 V is applied to the source (p +) 20 of the PMOSTr 16 and the N well 18. The power supply voltage V CC is applied to the N-well 18 through an N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 24 having an impurity concentration higher than that of the N-well 18.

【0018】また、CMOS内部回路12を構成するN
型MOSトランジスタ(NMOSTrとも表記する)2
6は、P型基板10に形成されている。そして、NMO
STr26のドレイン(n+)32およびP型基板10
には、0Vの接地電圧VSSが印加されている。尚、接地
電圧VSSは、不純物濃度がP型基板10よりも高いP型
の高濃度不純物拡散領域(p+)34を介して印加され
ている。
Further, N which constitutes the CMOS internal circuit 12
Type MOS transistor (also referred to as NMOSTr) 2
6 is formed on the P-type substrate 10. And NMO
The drain (n +) 32 of the STr 26 and the P-type substrate 10
Is applied with a ground voltage V SS of 0V. The ground voltage V SS is applied via a P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 34 whose impurity concentration is higher than that of the P-type substrate 10.

【0019】また、COMS出力回路(以下、単に出力
回路とも称する)14を構成するP型MOSトランジス
タ(PMOSTr)36は、P型基板10に形成された
Nウエル38に形成されている。そして、Nウエル38
およびPMOSTr36のソース(p+)40には、
3.0Vの電源電圧VCCが印加されている。尚、電源電
圧VCCは、不純物濃度がNウエル38よりも高い高濃度
不純物拡散領域(n+)114を介してNウエル38に
印加されている。
Further, a P-type MOS transistor (PMOSTr) 36 constituting the COMS output circuit (hereinafter, simply referred to as an output circuit) 14 is formed in an N well 38 formed in the P-type substrate 10. And N well 38
And the source (p +) 40 of the PMOSTr 36,
A power supply voltage V CC of 3.0 V is applied. The power supply voltage V CC is applied to the N well 38 through the high-concentration impurity diffusion region (n +) 114 whose impurity concentration is higher than that of the N well 38.

【0020】また、COMS出力回路14を構成するN
型MOSトランジスタ(NMOSTr)46は、P型基
板10に形成されている。そして、NMOSTr46の
ドレイン(n+)52には、0Vの接地電圧VSSが印加
されている。また、出力回路14を構成するPMOST
r36のドレイン(p+)42およびNMOSTr46
のソース(n+)50は、出力線を介して出力端子54
に接続されている。
Further, N constituting the COMS output circuit 14
The type MOS transistor (NMOSTr) 46 is formed on the P-type substrate 10. The ground voltage V SS of 0V is applied to the drain (n +) 52 of the NMOSTr 46. In addition, the PMOST that constitutes the output circuit 14
The drain (p +) 42 of r36 and the NMOSTr46
Source (n +) 50 of the output terminal 54 through the output line
It is connected to the.

【0021】そして、比較例1においては、ラッチアッ
プ防止保護回路として、0Vの接地電圧VSSが印加され
たP型の高濃度不純物拡散領域(p+)58を、出力回
路14を構成するNMOSTr46(および比較例1で
はPMOSTr36)を取り囲むように設け、また、
3.0Vの電源電圧VCCが印加されたN型の不純物拡散
領域60を、出力回路を構成するPMOSTr36を取
り囲むように設けている。尚、電源電圧VCCは、このN
型の不純物拡散領域60に形成されたN型の高濃度不純
物拡散領域(n+)62を介して、この不純物拡散領域
60に印加されている。
In Comparative Example 1, the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 58 to which the ground voltage V SS of 0V is applied is used as the latch-up prevention / protection circuit. And in Comparative Example 1, it is provided so as to surround the PMOSTr 36), and
The N-type impurity diffusion region 60 to which the power supply voltage V CC of 3.0 V is applied is provided so as to surround the PMOSTr 36 forming the output circuit. The power supply voltage V CC is
It is applied to the impurity diffusion region 60 through the N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 62 formed in the impurity diffusion region 60 of the type.

【0022】・(寄生回路について)次に、比較例1の
半導体回路の寄生回路について説明する。比較例1の半
導体装置においては、半導体装置を構成する、P型基板
やP型不純物拡散領域およびNウエルやN型不純物拡散
領域が組み合わさることにより、本来の素子とは異なる
寄生回路が形成される。
(Regarding Parasitic Circuit) Next, a parasitic circuit of the semiconductor circuit of Comparative Example 1 will be described. In the semiconductor device of Comparative Example 1, by combining the P-type substrate, the P-type impurity diffusion region, and the N well and the N-type impurity diffusion region, which form the semiconductor device, a parasitic circuit different from the original element is formed. It

【0023】例えば、内部回路12のPMOSTr16
のソース(p+)20、Nウエル18およびP型基板1
0が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応
して、pnp型の第1寄生トランジスタ(第1寄生T
r)64を構成する。また、この第1寄生Trのベース
64は、内部回路12のNウエル18中のN型の高濃度
不純物拡散領域(n+)24を介して、電源電圧につな
がっている。そして、ベースとこのn+24との間に
は、ウエル抵抗R1 66が寄生的に生じている。
For example, the PMOSTr16 of the internal circuit 12
Source (p +) 20, N well 18, and P-type substrate 1
0 corresponds to the emitter, the base and the collector, respectively, and corresponds to a pnp type first parasitic transistor (first parasitic T
r) 64. The base 64 of the first parasitic Tr is connected to the power supply voltage via an N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 24 in the N well 18 of the internal circuit 12. Further, between the base and the n + 24, the well resistance R 1 66 occurs parasitically.

【0024】また、内部回路12のNMOSTr26の
ドレイン(n+)32、P型基板10およびNウエル1
8が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応
して、npn型の第2寄生トランジスタ(第2寄生T
r)68を構成する。
The drain (n +) 32 of the NMOSTr 26 of the internal circuit 12, the P-type substrate 10 and the N well 1 are also included.
Reference numeral 8 denotes an npn-type second parasitic transistor (second parasitic T
r) 68.

【0025】また、内部回路12のP型基板10に設け
られた高濃度不純物拡散領域(p+)34とP型基板1
0との間には、基板抵抗R2 70が寄生的に生じてい
る。
The high-concentration impurity diffusion region (p +) 34 provided on the P-type substrate 10 of the internal circuit 12 and the P-type substrate 1 are also included.
Between 0 and 0, a substrate resistance R 2 70 is parasitically generated.

【0026】また、出力回路14のPMOSTr36の
ソース(p+)40、Nウエル38およびP型基板10
が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応し
て、pnp型の第3寄生トランジスタ(第3寄生Tr)
72を構成している。そして、第3寄生Tr72のコレ
クタは、p型基板10を介して、ラッチアップ防止保護
回路のP型の高濃度不純物拡散領域(p+)58および
内部回路12のP型の高濃度不純物拡散領域(p+)3
4それぞれにつながっている。このため、第3寄生Tr
72はマルチコレクタ型となる。
The source (p +) 40 of the PMOSTr 36 of the output circuit 14, the N well 38 and the P type substrate 10 are also provided.
Is a pnp-type third parasitic transistor (third parasitic Tr) corresponding to the emitter, the base and the collector, respectively.
72 is configured. The collector of the third parasitic Tr 72 is connected to the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 58 of the latch-up prevention protection circuit and the P-type high-concentration impurity diffusion region (of the internal circuit 12) via the p-type substrate 10. p +) 3
4 connected to each. Therefore, the third parasitic Tr
72 is a multi-collector type.

【0027】また、出力回路14のPMOSTr26の
ドレイン(p+ )42、Nウエル38およびP型基板1
0が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応
して、pnp型の第4寄生トランジスタ(第4寄生T
r)74を構成している。そして、第4寄生Tr74の
コレクタは、p型基板10を介して、ラッチアップ防止
保護回路のP型の高濃度不純物拡散領域(p+)58お
よび内部回路12のP型の高濃度不純物拡散領域(p
+)34それぞれにつながっている。このため、第4寄
生Tr74もマルチコレクタ型となる。
The drain (p + ) 42 of the PMOSTr 26 of the output circuit 14, the N well 38 and the P type substrate 1 are also provided.
0 corresponds to the emitter, the base, and the collector, and corresponds to a pnp-type fourth parasitic transistor (fourth parasitic T
r) 74. The collector of the fourth parasitic Tr 74 is connected to the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 58 of the latch-up prevention protection circuit and the P-type high-concentration impurity diffusion region (of the internal circuit 12 (via the p-type substrate 10). p
+) 34 connected to each. Therefore, the fourth parasitic Tr 74 also becomes a multi-collector type.

【0028】また、出力回路14のNMOSTr46の
ソース(n+)50およびP型基板10が、それぞれエ
ミッタおよびベースに対応し、かつ、Nウエル38およ
びラッチアップ防止保護回路のN型の不純物拡散領域6
2(N型の高濃度不純物拡散領域(n+)60を含む)
がコレクタに対応して、npn型の第5寄生トランジス
タ(第5寄生Tr)76を構成している。従って、第5
寄生Tr76もマルチコレクタ型となる。
The source (n +) 50 of the NMOSTr 46 of the output circuit 14 and the P-type substrate 10 correspond to the emitter and the base, respectively, and the N-well 38 and the N-type impurity diffusion region 6 of the latch-up prevention / protection circuit 6 are provided.
2 (including N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 60)
Corresponds to the collector and constitutes an npn-type fifth parasitic transistor (fifth parasitic Tr) 76. Therefore, the fifth
The parasitic Tr76 also becomes a multi-collector type.

【0029】また、出力回路14のNMOSTr46の
ドレイン(n+)52およびP型基板10が、それぞれ
エミッタおよびベースに対応し、かつ、Nウエル38お
よびラッチアップ防止保護回路のN型の不純物拡散領域
62(N型の高濃度不純物拡散領域(n+)60を含
む)がコレクタに対応して、npn型の第6寄生トラン
ジスタ(第6寄生Tr)78を構成している。従って、
第6寄生Tr78もマルチコレクタ型となる。
Further, the drain (n +) 52 of the NMOSTr 46 of the output circuit 14 and the P-type substrate 10 correspond to the emitter and the base, respectively, and the N-well 38 and the N-type impurity diffusion region 62 of the latch-up prevention / protection circuit 62. The (n-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 60 is included) corresponds to the collector and constitutes the npn-type sixth parasitic transistor (sixth parasitic Tr) 78. Therefore,
The sixth parasitic Tr 78 also becomes a multi-collector type.

【0030】・(ラッチアップ現象とラッチアップ防止
保護回路の動作について)次に、比較例1の半導体装置
に出力端子54から正極のサージ電圧が印加された場合
を例に、ラッチアップ現象とラッチアップ防止保護回路
の動作について説明する。
(Regarding Latch-up Phenomenon and Operation of Latch-up Prevention / Protection Circuit) Next, the latch-up phenomenon and the latch-up phenomenon will be described as an example in which a positive surge voltage is applied to the semiconductor device of Comparative Example 1 from the output terminal 54. The operation of the up prevention protection circuit will be described.

【0031】出力端子54から流れ込んだサージ電流
は、第4寄生Tr74のエミッタであるドレイン42か
ら半導体装置に流入する。このサージ電流は、第4寄生
Tr74のベース電流として、N型の高濃度不純物拡散
領域60から電源電圧源VCCへ流れる他に、第4寄生T
r74のコレクタ電流として、P型基板10へ流れる。
P型基板10へ流れたサージ電流の一部分は、ラッチア
ップ防止保護回路のP型の高濃度不純物拡散領域58か
ら接地電圧源VSSへ流れ、残りの部分は、内部回路12
のP型の高濃度不純物拡散領域34から接地電圧源へ流
れる。
The surge current flowing from the output terminal 54 flows into the semiconductor device from the drain 42 which is the emitter of the fourth parasitic Tr 74. This surge current flows as a base current of the fourth parasitic Tr 74 from the N-type high-concentration impurity diffusion region 60 to the power supply voltage source V CC , and also the fourth parasitic T
The collector current of r74 flows to the P-type substrate 10.
Part of the surge current flowing to the P-type substrate 10 flows from the P-type high-concentration impurity diffusion region 58 of the latch-up prevention / protection circuit to the ground voltage source V SS , and the remaining part of the surge current flows to the internal circuit 12.
From the P-type high-concentration impurity diffusion region 34 to the ground voltage source.

【0032】この時、ラッチアップ防止保護回路のP型
の高濃度不純物拡散領域58へ流れるサージ電流i1
十分に多く、その結果、内部回路12のP型の高濃度不
純物拡散領域34へ流れるサージ電流i2 が十分に少な
ければ、内部回路におけるラッチアップの発生を防止す
ることができる。
At this time, the surge current i 1 flowing to the P type high concentration impurity diffusion region 58 of the latch-up prevention / protection circuit is sufficiently large, and as a result, it flows to the P type high concentration impurity diffusion region 34 of the internal circuit 12. If the surge current i 2 is sufficiently small, it is possible to prevent latch-up from occurring in the internal circuit.

【0033】しかしながら、もし、内部回路12のP型
の高濃度不純物拡散領域34へ流れるサージ電流i2
多くなると、このサージ電流i2 がトリガとなり、下記
のようにして、内部回路12にラッチアップが発生す
る。
However, if the surge current i 2 flowing to the P-type high-concentration impurity diffusion region 34 of the internal circuit 12 increases, this surge current i 2 triggers and latches in the internal circuit 12 as follows. Up occurs.

【0034】サージ電流i2 が多くなって、基板抵抗R
2 の両端の電位差が第2寄生Tr68のベース−エミッ
タ間を順方向バイアスするレベルに達すると、第2寄生
Tr68のベース電流が流れて、この第2寄生Tr68
がON状態となる。その結果、第2寄生トランジスタ6
8のコレクタ電流が電源電圧VCCから供給される。その
際、このコレクタ電流は、ウエル抵抗R1 を介して電源
電圧VCCから供給される。このため、このコレクタ電流
によってウエル抵抗R1 の両端の電位差が第1寄生Tr
64のベース−エミッタ間を順方向バイアスするレベル
に達すると、第1寄生Tr64のベース電流が流れて、
この第1寄生Tr64がON状態となる。その結果、第
1寄生Tr64および第2寄生Tr68のベース電流と
コレクタ電流とが互いに正帰還を掛け合うことによって
ラッチアップが発生する。
The surge current i 2 increases and the substrate resistance R
When the potential difference between both ends of 2 reaches the level for forward biasing the base-emitter of the second parasitic Tr68, the base current of the second parasitic Tr68 flows and the second parasitic Tr68
Is turned on. As a result, the second parasitic transistor 6
A collector current of 8 is supplied from the power supply voltage V CC . At that time, the collector current is supplied from the power supply voltage V CC through a well resistor R 1. Therefore, due to this collector current, the potential difference across the well resistance R 1 becomes the first parasitic Tr.
When the level of forward biasing the base-emitter of 64 is reached, the base current of the first parasitic Tr64 flows,
This first parasitic Tr64 is turned on. As a result, the base current and the collector current of the first parasitic Tr 64 and the second parasitic Tr 68 multiply positively with each other, thereby causing latch-up.

【0035】この点、比較例1では、前述したようにラ
ッチアップ防護保護回路56を設けることによって内部
回路12へ流れるサージ電流i2 を低減して、ラッチア
ップの発生を抑制している。尚、比較例1では、出力回
路14に形成される寄生バイポーラトランジスタは、い
ずれもマルチコレクタ型となるので、以下、このラッチ
アップ防止保護回路をマルチコレクタ型ラッチアップ防
止保護回路とも称する。
On the other hand, in Comparative Example 1, the surge current i 2 flowing to the internal circuit 12 is reduced by providing the latch-up protection circuit 56 as described above, and the occurrence of latch-up is suppressed. In Comparative Example 1, all the parasitic bipolar transistors formed in the output circuit 14 are of the multi-collector type, and hence this latch-up prevention protection circuit is also referred to as a multi-collector type latch-up prevention protection circuit.

【0036】また、出力端子に負極のサージ電圧が印加
された場合には、サージがNMOSTr46のソース5
0から流れ込む(電流の向きは逆向きとなる)。この場
合は、サージの一部をラッチアップ防止保護回路のN型
の高濃度不純物拡散領域60へ流すことによって、内部
回路12へ流れるサージを低減することができる。その
結果、内部回路12でのラッチアップの発生を抑制する
ことができる。
When a negative surge voltage is applied to the output terminal, the surge is the source 5 of the NMOSTr 46.
It flows in from 0 (the direction of the current is opposite). In this case, it is possible to reduce the surge flowing to the internal circuit 12 by flowing a part of the surge to the N-type high-concentration impurity diffusion region 60 of the latch-up prevention / protection circuit. As a result, occurrence of latch-up in the internal circuit 12 can be suppressed.

【0037】(比較例2)次に、図14を参照して、上
述した比較例1の半導体装置において、基板電位発生回
路を設けた場合について比較例2として説明する。図1
4は、比較例2の半導体装置の説明に供する断面模式図
である。図14では、回路の拡散領域と共に、回路およ
び寄生回路も示している。尚、比較例2では、比較例1
と同一の構成成分については、同一の符号を付して、そ
の説明を省略する。
(Comparative Example 2) Next, with reference to FIG. 14, a case will be described as Comparative Example 2 in which the substrate potential generating circuit is provided in the semiconductor device of Comparative Example 1 described above. FIG.
4 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device of Comparative Example 2. FIG. In FIG. 14, the circuit and the parasitic circuit are shown together with the diffusion region of the circuit. In Comparative Example 2, Comparative Example 1
Constituent components that are the same as the above are given the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0038】比較例2の半導体装置においては、基板電
位発生回路80を具えている。そして、この基板電位発
生回路80で発生した電位は、内部発生電位線を介し
て、内部回路12のP型の高濃度不純物拡散領域(p
+)34およびラッチアップ防止保護回路のP型の高濃
度不純物拡散領域(p+)58にそれぞれ印加されてい
る。基板電位発生回路80からP型基板10に印加され
る電位VBBは、接地電位VSSよりも低電位Vに設定され
ている。
The semiconductor device of Comparative Example 2 includes a substrate potential generating circuit 80. Then, the potential generated by the substrate potential generation circuit 80 is passed through the internally generated potential line and the P-type high concentration impurity diffusion region (p
+) 34 and a P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 58 of the latch-up prevention / protection circuit. The potential V BB applied to the P-type substrate 10 from the substrate potential generation circuit 80 is set to a potential V lower than the ground potential V SS .

【0039】ところで、基板電位発生回路80を設けた
比較例2では、比較例1の場合のように寄生トランジス
タをマルチコレクタ型としてラッチアップの発生を抑制
することができない。以下、この理由を説明する。
By the way, in the comparative example 2 provided with the substrate potential generating circuit 80, unlike the case of the comparative example 1, it is impossible to suppress the occurrence of latch-up by making the parasitic transistor a multi-collector type. Hereinafter, the reason will be described.

【0040】比較例2の半導体装置に出力端子から54
正極のサージ電圧が印加された場合、出力端子54から
流れ込んだサージ電流は、第4寄生Tr74のエミッタ
であるドレイン42から半導体装置に流入する。このサ
ージ電流は、第4寄生Tr74のベース電流として、N
型の高濃度不純物拡散領域60から電源電圧源VCCへ流
れる他に、第4寄生Tr74のコレクタ電流として、P
型基板10へ流れる。P型基板10へ流れたサージ電流
の一部分は、ラッチアップ防止保護回路のP型の高濃度
不純物拡散領域58から基板電位発生回路80へ流れ、
残りの部分は、内部回路12のP型の高濃度不純物拡散
領域34から接地電圧源へ流れる。
In the semiconductor device of Comparative Example 2, 54 from the output terminal
When the positive surge voltage is applied, the surge current flowing from the output terminal 54 flows into the semiconductor device from the drain 42 which is the emitter of the fourth parasitic Tr 74. This surge current serves as the base current of the fourth parasitic Tr 74 and is N
In addition to flowing from the high concentration impurity diffusion region 60 of the type to the power supply voltage source V CC , P
It flows to the mold substrate 10. Part of the surge current flowing to the P-type substrate 10 flows from the P-type high-concentration impurity diffusion region 58 of the latch-up prevention / protection circuit to the substrate potential generation circuit 80,
The remaining portion flows from the P-type high-concentration impurity diffusion region 34 of the internal circuit 12 to the ground voltage source.

【0041】ところが、この基板電位発生回路80は、
その電流供給能力が元来小さく、かつ、電源としての内
部インピーダンスが大きい。このため、サージ電流が基
板電位発生回路80に流れ込むと、基板電位VBB自体が
容易に高電位側に引き上げられてしまう。この基板電位
BBが引き上げられて、接地電位VSSよりもさらにPN
接合の順方向電圧(Vf )分だけ高くなると、P型基板
10と内部回路12のNMOSTr26のドレイン32
とで形成されるPN接合が順方向バイアスされる。
However, the substrate potential generating circuit 80 is
The current supply capability is originally small, and the internal impedance as a power source is large. Therefore, when the surge current flows into the substrate potential generation circuit 80, the substrate potential V BB itself is easily pulled up to the high potential side. This substrate potential V BB is raised, and PN is further increased than the ground potential V SS.
When the junction forward voltage (V f ) is increased, the drain 32 of the NMOS Tr 26 of the P-type substrate 10 and the internal circuit 12 is increased.
The PN junction formed by and is forward biased.

【0042】その結果、比較例1において説明したよう
に、第2寄生Tr68のベース電流が流れて、この第2
寄生Tr68がON状態となる。その結果、第2寄生ト
ランジスタ68のコレクタ電流が電源電圧VCCから供給
される。その際、このコレクタ電流は、ウエル抵抗R1
を介して電源電圧VCCから供給される。このため、この
コレクタ電流によってウエル抵抗R1 の両端の電位差が
第1寄生Tr64のベース−エミッタ間を順方向バイア
スするレベルに達すると、第1寄生Tr64のベース電
流が流れて、この第1寄生Tr64がON状態となる。
その結果、第1寄生Tr64および第2寄生Tr68の
ベース電流とコレクタ電流とが互いに正帰還を掛け合う
ことによってラッチアップが発生する。
As a result, as described in Comparative Example 1, the base current of the second parasitic Tr 68 flows, and the second parasitic Tr 68 flows.
The parasitic Tr 68 is turned on. As a result, the collector current of the second parasitic transistor 68 is supplied from the power supply voltage V CC . At this time, this collector current is generated by the well resistance R 1
Is supplied from the power supply voltage V CC via. Therefore, when this collector current causes the potential difference across the well resistor R 1 to reach a level at which the base-emitter of the first parasitic Tr 64 is forward biased, the base current of the first parasitic Tr 64 flows, and the first parasitic Tr 64 flows. Tr64 is turned on.
As a result, the base current and the collector current of the first parasitic Tr 64 and the second parasitic Tr 68 multiply positively with each other, thereby causing latch-up.

【0043】このように、基板電位発生回路80を設け
た場合には、サージ電流によって基板電位VBBが容易に
上昇してしまうため、ラッチアップ防止保護回路を設け
てもラッチアップの発生を抑制することができなくな
る。
As described above, when the substrate potential generating circuit 80 is provided, the substrate potential V BB easily rises due to the surge current. Therefore, even if the latch-up prevention protection circuit is provided, the occurrence of latch-up is suppressed. Can not do.

【0044】また、基板電位VBBを半導体装置が形成さ
れたチップ全体に供給する金属配線(内部発生電位線)
は、他の複数のCMOS内部回路にも引き回されてい
る。いずれのCMOS内部回路においても、PMOST
rとNMOSTrとが最小間隔で配置されている。この
ため、これらのCMOS内部回路においては、npn型
の寄生バイポーラトランジスタ(比較例2の第2寄生T
rに相当)のベース幅も最小となる。このため、寄生バ
イポーラトランジスタの電流増幅率(hFE)が周辺回
路部よりも大きくなるため、よりラッチアップの発生し
易い。このことは、基板電位発生回路を設けた(内蔵し
た)半導体装置において、一旦、基板電位VBBが引き上
げられると、不特定のCOMS内部回路においてラッチ
アップが発生する可能性があることを意味する。即ち、
ラッチアップ耐性が低下してしまう。
Metal wiring (internally generated potential line) for supplying the substrate potential V BB to the entire chip on which the semiconductor device is formed.
Are also routed to a plurality of other CMOS internal circuits. In any CMOS internal circuit, PMOST
r and NMOSTr are arranged at the minimum distance. Therefore, in these CMOS internal circuits, an npn-type parasitic bipolar transistor (second parasitic T of Comparative Example 2) is used.
The base width (corresponding to r) is also the smallest. For this reason, the current amplification factor (hFE) of the parasitic bipolar transistor becomes larger than that of the peripheral circuit section, so that latch-up is more likely to occur. This means that in the semiconductor device provided with (built-in) the substrate potential generation circuit, once the substrate potential V BB is raised, latch-up may occur in an unspecified COMS internal circuit. . That is,
Latch-up resistance is reduced.

【0045】一方、基板電位発生回路を内蔵した半導体
装置において、ラッチアップ防止保護回路を何も設けな
ければ、サージ電流がCOMS内部回路に容易に流れ込
むので、ラッチアップが発生してしまう。そこで、ラッ
チアップを防止するために、CMOS出力回路およびC
OMS内部回路のPMOSTrとNMOSTrとの間隔
を広げることによって、寄生バイポーラトランジスタの
npn型トランジスタのベース長を広げる場合には、全
てのCMOS内部回路の寄生のnpn型トランジスタの
ベース長を広げなくてはならない。これは、CMOS内
部トランジスタのうちの、PMOSTrとNMOSTr
との間隔が最小のもので半導体装置全体のラッチアップ
耐性が決定してしまうためである。このため、ベース長
を広げることによってラッチアップを抑制すると、チッ
プ面積が増大してチップコストが増加してしまう。
On the other hand, in a semiconductor device having a built-in substrate potential generating circuit, if no latch-up prevention / protection circuit is provided, a surge current easily flows into the internal COMS circuit, and latch-up occurs. Therefore, in order to prevent latch-up, a CMOS output circuit and C
When the base length of the npn-type transistor of the parasitic bipolar transistor is increased by increasing the distance between the PMOSTr and the NMOSTr of the OMS internal circuit, the base length of the parasitic npn-type transistor of all CMOS internal circuits must be increased. I won't. Of the CMOS internal transistors, this is the PMOSTr and NMOSTr
The reason is that the latch-up resistance of the entire semiconductor device is determined by the minimum distance between and. Therefore, if the latch-up is suppressed by increasing the base length, the chip area increases and the chip cost increases.

【0046】(第1の実施の形態)次に、図1および図
2を参照して、この発明の第1の実施の形態について説
明する。図1は、第1の実施の形態の半導体装置の説明
に供する断面模式図である。図1では、回路の拡散領域
と共に、回路および寄生回路も示している。また、図2
は、第1の実施の形態の半導体装置の説明に供する平面
パターンである。また、図2では、拡散領域の平面パタ
ーンでの配置関係を示すために、基板上のフィールド酸
化膜や配線等の図示を省略している。また、図2では、
図面の理解を容易にするため、断面部分ではないが一部
分にハッチングを付して示す。図1は、図2のX−Xに
沿った切り口での断面に相当する。
(First Embodiment) Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device according to the first embodiment. In FIG. 1, a circuit and a parasitic circuit are shown together with a diffusion region of the circuit. FIG.
3A is a plane pattern used for description of the semiconductor device of the first embodiment. Further, in FIG. 2, illustration of a field oxide film, wiring, and the like on the substrate is omitted in order to show the arrangement relationship of the diffusion regions in a planar pattern. In FIG. 2,
In order to facilitate understanding of the drawings, not a cross-sectional portion but a part is shown with hatching. FIG. 1 corresponds to a cross section taken along the line XX in FIG.

【0047】尚、第1の実施の形態では、前述の比較例
1または比較例2と同一の構成成分については、同一の
符号を付して、その詳細な説明を省略する。
In the first embodiment, the same components as those of Comparative Example 1 or Comparative Example 2 described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0048】・(第1の実施の形態の構成について)第
1の実施の形態の半導体装置においては、P型基板10
に電位を印加するための基板電位発生回路80と、CM
OS内部回路12と、このCMOS内部回路12からの
信号を出力線へ出力するためのPMOS出力回路(以
下、出力回路とも称する)82と、このCMOS内部回
路12のラッチアップを防止するためのラッチアップ防
止保護素子(以下、保護素子とも称する)84とを具え
ている。尚、CMOS内部回路12に構成は、上述の比
較例1のものと同一であるのでその詳細は説明を省略す
る。
(Regarding the Configuration of the First Embodiment) In the semiconductor device of the first embodiment, the P-type substrate 10 is used.
A substrate potential generating circuit 80 for applying a potential to
An OS internal circuit 12, a PMOS output circuit (hereinafter also referred to as an output circuit) 82 for outputting a signal from the CMOS internal circuit 12 to an output line, and a latch for preventing the CMOS internal circuit 12 from latching up. An up prevention protection element (hereinafter, also referred to as a protection element) 84 is provided. Since the structure of the CMOS internal circuit 12 is the same as that of the above-described comparative example 1, its detailed description is omitted.

【0049】また、このPMOS出力回路82は、P型
基板10に形成されたNウエル86に形成されている。
そして、Nウエル86およびPMOS出力回路82のソ
ース(p+)88には、3.0Vの電源電圧VCCが印加
されている。尚、電源電圧VCCは、不純物濃度がNウエ
ル86よりも高い高濃度不純物拡散領域(n+)92を
介してNウエル86に印加されている。また、PMOS
出力回路82のドレイン(p+)90は、出力線を介し
て出力端子54に接続されている。
The PMOS output circuit 82 is formed in the N well 86 formed in the P type substrate 10.
A power supply voltage V CC of 3.0 V is applied to the N well 86 and the source (p +) 88 of the PMOS output circuit 82. The power supply voltage V CC is applied to the N well 86 via a high concentration impurity diffusion region (n +) 92 having an impurity concentration higher than that of the N well 86. Also, PMOS
The drain (p +) 90 of the output circuit 82 is connected to the output terminal 54 via the output line.

【0050】また、このラッチアップ防止保護素子84
は、3.0Vの電源電圧VCCが印加された第1電源線と
しての電源電圧線と、0Vの接地電圧VSSが印加された
第2電源線としての接地電圧線とに、出力回路82と並
列に接続されている。
The latch-up prevention protection element 84 is also provided.
Is connected to the power supply voltage line as the first power supply line to which the power supply voltage V CC of 3.0 V is applied and the ground voltage line as the second power supply line to which the ground voltage V SS of 0 V is applied. And are connected in parallel.

【0051】そして、このラッチアップ防止保護素子8
4は、P型基板10にN型の第1拡散領域(Nウエル)
96を具え、また、この第1拡散領域96に、当該第1
拡散領域96の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有す
るN型の第2拡散領域(n+)98を具え、また、第1
拡散領域96に、この第2拡散領域98と離間して設け
られた、P型の第3拡散領域(p+)100を具え、ま
た、この第1拡散領域96の周囲のP型基板10に、当
該第1拡散領域96と離間して、平面パターンで見て当
該第1拡散領域96を実質的に囲うように設けられたN
型の第4拡散領域(Nウエル)102を具えている。図
2の平面パターンでは、第4拡散領域102は、第1拡
散領域(Nウエル)96のを取り囲むロの字形状に形成
されている。
The latch-up prevention protection element 8
4 is an N type first diffusion region (N well) on the P type substrate 10.
96, and in the first diffusion region 96, the first
A second diffusion region (n +) 98 of N type having an impurity concentration higher than that of the diffusion region 96;
The diffusion region 96 includes a P-type third diffusion region (p +) 100 provided apart from the second diffusion region 98, and the P-type substrate 10 around the first diffusion region 96 includes: N provided so as to be separated from the first diffusion region 96 and substantially surround the first diffusion region 96 when viewed in a plane pattern.
The mold includes a fourth diffusion region (N well) 102. In the plane pattern of FIG. 2, the fourth diffusion region 102 is formed in a square shape surrounding the first diffusion region (N well) 96.

【0052】また、第3拡散領域100は、出力線に接
続されている。また、第2拡散領域(n+)98は、
3.0Vの電源電圧VCCが印加された第1電源線に接続
されている。また、第4拡散領域(Nウエル)102
は、0Vの接地電圧VSSが印加された第2電源線に接続
されている。尚、接地電圧VSSは、不純物濃度が第4拡
散領域102よりも高い高濃度不純物拡散領域(n+)
104を介して第4拡散領域102に印加されている。
The third diffusion region 100 is connected to the output line. Further, the second diffusion region (n +) 98 is
It is connected to the first power supply line to which the power supply voltage V CC of 3.0 V is applied. In addition, the fourth diffusion region (N well) 102
Is connected to the second power supply line to which the ground voltage V SS of 0V is applied. The ground voltage V SS is a high-concentration impurity diffusion region (n +) whose impurity concentration is higher than that of the fourth diffusion region 102.
It is applied to the fourth diffusion region 102 via 104.

【0053】また、この実施の形態においては、基板電
位発生回路80で発生した基板電位VBBが印加される内
部電位発生線が、ラッチアップ防止保護素子84の外側
において、P型の高濃度不純物拡散領域(p+)94を
介してP型基板10に接続されている。このP型基板1
0の基板電位VBBは接地電圧VSSよりも低電位側へ引き
下げられている。
Further, in this embodiment, the internal potential generation line to which the substrate potential V BB generated in the substrate potential generation circuit 80 is applied has the P-type high concentration impurity outside the latch-up prevention protection element 84. It is connected to the P-type substrate 10 via the diffusion region (p +) 94. This P-type substrate 1
The substrate potential V BB of 0 is lowered to a lower potential side than the ground voltage V SS .

【0054】・(第1の実施の形態の寄生回路につい
て)次に、第1の実施の形態の半導体回路の寄生回路に
ついて説明する。尚、内部回路12に形成される寄生回
路は、比較例1の場合と同一であるので、その詳細な説
明を省略する。
(Regarding Parasitic Circuit of First Embodiment) Next, the parasitic circuit of the semiconductor circuit of the first embodiment will be described. Since the parasitic circuit formed in the internal circuit 12 is the same as that in the case of the comparative example 1, its detailed description is omitted.

【0055】第1の実施の形態においては、内部回路1
2の第1寄生Tr64および第2寄生Tr68の他に、
PMOS出力回路82のソース(p+)88、Nウエル
86およびP型基板10が、それぞれエミッタ、ベース
およびコレクタに対応して、pnp型の第3寄生トラン
ジスタ(第3寄生Tr)106を構成している。
In the first embodiment, the internal circuit 1
In addition to the first parasitic Tr64 and the second parasitic Tr68 of 2,
The source (p +) 88, the N well 86 and the P-type substrate 10 of the PMOS output circuit 82 form a pnp-type third parasitic transistor (third parasitic Tr) 106 corresponding to the emitter, the base and the collector, respectively. There is.

【0056】また、PMOS出力回路82のドレイン
(p+)90、Nウエル86およびP型基板10が、そ
れぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応して、p
np型の第4寄生トランジスタ(第4寄生Tr)108
を構成している。
The drain (p +) 90, the N well 86 and the P-type substrate 10 of the PMOS output circuit 82 correspond to the emitter, the base and the collector, respectively, and p
np type fourth parasitic transistor (fourth parasitic Tr) 108
Is composed.

【0057】また、ラッチアップ防止保護素子において
は、第3拡散領域(p+)100、第1拡散領域(Nウ
エル)96およびP型基板10が、それぞれエミッタ、
ベースおよびコレクタに対応して、pnp型の第5寄生
トランジスタ(第5寄生Tr)110を構成している。
Further, in the latch-up prevention protection element, the third diffusion region (p +) 100, the first diffusion region (N well) 96 and the P-type substrate 10 are the emitter,
A pnp type fifth parasitic transistor (fifth parasitic Tr) 110 is formed corresponding to the base and the collector.

【0058】また、第4拡散領域(Nウエル)102、
P型基板10および第1拡散領域(Nウエル)96が、
それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応して、
npn型の第6寄生トランジスタ(第6寄生Tr)11
2を構成している。尚、図1では、第6寄生Tr112
を2箇所に示している。
The fourth diffusion region (N well) 102,
The P-type substrate 10 and the first diffusion region (N well) 96 are
Corresponding to the emitter, base and collector respectively
npn-type sixth parasitic transistor (sixth parasitic Tr) 11
Make up 2. In FIG. 1, the sixth parasitic Tr112
Are shown in two places.

【0059】そして、この第5寄生Tr110および第
6寄生Tr112は、寄生SCR(Semiconductor Cont
rolled Rectifier)を構成している。
The fifth parasitic Tr 110 and the sixth parasitic Tr 112 are connected to the parasitic SCR (Semiconductor Cont).
rolled Rectifier).

【0060】・(第1の実施の形態の動作について)次
に、第1の実施の形態の半導体装置に出力端子54から
正極のサージ電圧が印加された場合を例に、ラッチアッ
プ現象とラッチアップ防止保護素子の動作について説明
する。
(Regarding Operation of First Embodiment) Next, the latch-up phenomenon and the latch-up phenomenon will be described by taking the case where a positive surge voltage is applied from the output terminal 54 to the semiconductor device of the first embodiment as an example. The operation of the up prevention protection element will be described.

【0061】出力端子54から流れ込んだ正極のサージ
電流は、保護素子84の第3拡散領域(p+)100お
よび出力回路82のドレイン(p+)90に分流されて
流入する。
The positive surge current flowing from the output terminal 54 is shunted and flows into the third diffusion region (p +) 100 of the protection element 84 and the drain (p +) 90 of the output circuit 82.

【0062】第5寄生Tr110のエミッタである第3
拡散領域(p+)100に流入したサージ電流は、さら
に分流されて、その一部分が第5寄生Tr110のベー
ス電流i1 として第2拡散領域(n+)から電源電圧源
CCへ流れ、残りの部分が第5寄生抵抗Tr110のコ
レクタ電流i2 としてP型基板10へ流れる。第6寄生
Tr112のベースでもあるP型基板10へ流れたサー
ジ電流i2 は、第6寄生Tr112のベース電流とし
て、第6寄生Tr112のエミッタでもある第4拡散領
域102から接地電源線へ引き出される。
The third which is the emitter of the fifth parasitic Tr110
The surge current flowing into the diffusion region (p +) 100 is further shunted, and a part thereof flows as the base current i 1 of the fifth parasitic Tr 110 from the second diffusion region (n +) to the power supply voltage source V CC , and the remaining part. Flows to the P-type substrate 10 as the collector current i 2 of the fifth parasitic resistance Tr110. The surge current i 2 that has flowed to the P-type substrate 10 that is also the base of the sixth parasitic Tr112 is drawn as a base current of the sixth parasitic Tr112 from the fourth diffusion region 102 that is also the emitter of the sixth parasitic Tr112 to the ground power supply line. .

【0063】この第4拡散領域102は、第3拡散領域
(p+)100が形成された第1拡散領域(Nウエル)
96を取り囲むように設けてあるため、P型基板10へ
流れたサージ電流i2 は、ほとんど全て、第4拡散領域
102から引き出される。その結果、サージ電流i2
流れ込むことによって基板電位Vが上昇する領域は、第
4拡散領域102に囲まれた領域に実質的に限定され
る。このため、ラッチアップ防止保護素子84の外側に
おいて、基板電位発生装置80へ接続されているP型の
高濃度不純物拡散領域(p+)94の基板電位が上昇す
ることを抑制できる。
The fourth diffusion region 102 is the first diffusion region (N well) in which the third diffusion region (p +) 100 is formed.
Since it is provided so as to surround 96, almost all of the surge current i 2 flowing to the P-type substrate 10 is extracted from the fourth diffusion region 102. As a result, the region where the substrate potential V rises due to the surge current i 2 flowing in is substantially limited to the region surrounded by the fourth diffusion region 102. Therefore, it is possible to prevent the substrate potential of the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 94 connected to the substrate potential generation device 80 from increasing outside the latch-up prevention protection element 84.

【0064】また、第4寄生Tr108のエミッタでも
ある出力回路82のドレイン(p+)90に流入したサ
ージ電流は、さらに分流されてその一部分が第4寄生T
r108のベース電流i3 としてN型の高濃度不純物拡
散領域(n+)92から電源電圧源VCCへ流れ、残りの
部分が第4寄生Tr108のコレクタ電流i4 としてP
型基板10へ流れる。P型基板10へ流れたサージ電流
4 は、内部回路12へ流れる。
The surge current that has flown into the drain (p +) 90 of the output circuit 82, which is also the emitter of the fourth parasitic Tr 108, is further shunted and part of it is the fourth parasitic T.
The base current i 3 of r108 flows from the N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 92 to the power supply voltage source V CC , and the remaining portion is P as the collector current i 4 of the fourth parasitic Tr 108.
It flows to the mold substrate 10. The surge current i 4 flowing into the P-type substrate 10 flows into the internal circuit 12.

【0065】出力端子54から流れ込んだサージ電流
は、上述したようにi1 〜i4 の4つの電流に分流され
る。その結果、内部回路12へ流れるサージ電流i4
小さくなる。このため、内部回路12に流れ込むサージ
電流i4 の量を、例えばラッチアップ防止保護回路を設
けない半導体回路や比較例1で説明したマルチコレクタ
型のラッチアップ防止保護回路を設けた半導体回路より
も少なくすることができる。従って、内部回路12が形
成された領域の基板電位VBBが、ラッチアップが発生す
る電位まで引き上げられることを抑制することができ
る。
The surge current flowing from the output terminal 54 is divided into four currents i 1 to i 4 as described above. As a result, the surge current i 4 flowing to the internal circuit 12 becomes small. Therefore, the amount of the surge current i 4 flowing into the internal circuit 12 is smaller than that of, for example, a semiconductor circuit provided with no latch-up prevention protection circuit or a semiconductor circuit provided with the multi-collector type latch-up prevention protection circuit described in Comparative Example 1. Can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the substrate potential V BB in the region where the internal circuit 12 is formed from being raised to the potential at which latch-up occurs.

【0066】(第2の実施の形態)次に、図3を参照し
て、この発明の第2の実施の形態について説明する。図
3は、第2の実施の形態の半導体装置の説明に供する断
面模式図である。図3では、回路の拡散領域と共に、回
路および寄生回路も示している。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device according to the second embodiment. In FIG. 3, a circuit and a parasitic circuit are shown together with a diffusion region of the circuit.

【0067】尚、第2の実施の形態では、前述の第1の
実施の形態と同一の構成成分については、同一の符号を
付して、その詳細な説明を省略する。
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0068】・(第2の実施の形態の構成について)第
2の実施の形態の半導体装置は、第1の実施の形態にお
いて、P型とN型を入れ替え、かつ、電源電圧VCCと接
地電圧VSSとの接続を入れ替えたものである。
(Regarding the Configuration of the Second Embodiment) In the semiconductor device of the second embodiment, the P type and the N type are replaced with each other in the first embodiment, and the power supply voltage V CC and ground are used. The connection with the voltage V SS is exchanged.

【0069】第2の実施の形態の半導体装置において
は、N型基板120に電位を印加するための基板電位発
生回路80と、CMOS内部回路(以下、内部回路とも
称する)122と、このCMOS内部回路122からの
信号を出力線へ出力するためのNMOS出力回路(以
下、出力回路とも称する)124と、このCMOS内部
回路122のラッチアップを防止するためのラッチアッ
プ防止保護素子(以下、保護素子とも称する)126と
を具えている。尚、N型基板120には、図示された内
部回路122以外にも通常、複数の内部回路が設けられ
ている。
In the semiconductor device of the second embodiment, the substrate potential generation circuit 80 for applying a potential to the N-type substrate 120, the CMOS internal circuit (hereinafter also referred to as the internal circuit) 122, and the CMOS internal circuit. An NMOS output circuit (hereinafter, also referred to as an output circuit) 124 for outputting a signal from the circuit 122 to an output line, and a latch-up prevention protection element (hereinafter, protection element) for preventing latch-up of the CMOS internal circuit 122 Also referred to as 126). The N-type substrate 120 is usually provided with a plurality of internal circuits other than the illustrated internal circuit 122.

【0070】このCMOS内部回路122を構成するN
型MOSトランジスタ(NMOSTrとも称する)12
8は、N型基板120に形成されたPウエル(Pwel
l)130に形成されている。そして、NMOSTr1
28のドレイン(n+)132およびPウエル130に
は、0Vの接地電圧VSSが印加されている。尚、接地電
圧VSSは、不純物濃度がPウエル130よりも高いP型
の高濃度不純物拡散領域(p+)136を介してPウエ
ル130に印加されている。
N constituting the CMOS internal circuit 122
Type MOS transistor (also referred to as NMOSTr) 12
8 is a P well (Pwel) formed on the N-type substrate 120.
l) 130. And NMOSTr1
A ground voltage V SS of 0V is applied to the drain (n +) 132 of 28 and the P well 130. The ground voltage V SS is applied to the P well 130 via the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 136 whose impurity concentration is higher than that of the P well 130.

【0071】また、COMS内部回路122を構成する
P型MOSトランジスタ(PMOSTrとも称する)1
38は、N型基板120に形成されている。そして、P
MOSTr138のソース(p+)144およびN型基
板120には、3.0Vの電源電圧VCCが印加されてい
る。
Further, a P-type MOS transistor (also referred to as PMOSTr) 1 forming the COMS internal circuit 122 is provided.
38 is formed on the N-type substrate 120. And P
A power supply voltage V CC of 3.0 V is applied to the source (p +) 144 of the MOSTr 138 and the N-type substrate 120.

【0072】また、このNMOS出力回路122は、N
型基板120に形成されたPウエル148に形成されて
いる。そして、Pウエル148およびNMOS出力回路
122のドレイン(n+)152には、0Vの接地電圧
SSが印加されている。尚、接地電圧VSSは、不純物濃
度がPウエル148よりも高いP型の高濃度不純物拡散
領域(p+)156を介してPウエル148に印加され
ている。また、NMOS出力回路122のソース(n
+)154は、出力線を介して出力端子54に接続され
ている。
Further, the NMOS output circuit 122 has N
It is formed in the P well 148 formed in the mold substrate 120. The ground voltage V SS of 0V is applied to the P well 148 and the drain (n +) 152 of the NMOS output circuit 122. The ground voltage V SS is applied to the P well 148 via the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 156 having an impurity concentration higher than that of the P well 148. In addition, the source (n
+) 154 is connected to the output terminal 54 via the output line.

【0073】また、このラッチアップ防止保護素子12
6は、0Vの接地電圧VSSが印加された第1電源線とし
ての接地電圧線と、3.0Vの電源電圧VCCが印加され
た第2電源線としての電源電圧線とに、出力回路124
と並列に接続されている。
Further, the latch-up prevention protection element 12
Reference numeral 6 denotes an output circuit for the ground voltage line as the first power supply line to which the ground voltage V SS of 0V is applied and the power supply voltage line as the second power supply line to which the power supply voltage V CC of 3.0V is applied. 124
And are connected in parallel.

【0074】そして、このラッチアップ防止保護素子1
26は、N型基板120にP型の第1拡散領域(Pウエ
ル)158を具え、また、この第1拡散領域158に、
当該第1拡散領域158の不純物濃度よりも高い不純物
濃度を有するP型の第2拡散領域(p+)160を具
え、また、第1拡散領域158に、この第2拡散領域1
60と離間して設けられた、N型の第3拡散領域(n
+)162を具え、また、この第1拡散領域158の周
囲のN型基板120に、当該第1拡散領域158と離間
して、平面パターンで見て当該第1拡散領域158を実
質的に囲うように設けられたP型の第4拡散領域(Pウ
エル)164を具えている。
The latch-up prevention protection element 1
26 includes a P-type first diffusion region (P-well) 158 in the N-type substrate 120, and the first diffusion region 158
The semiconductor device includes a P-type second diffusion region (p +) 160 having an impurity concentration higher than the impurity concentration of the first diffusion region 158.
N-type third diffusion region (n
+) 162, and the N-type substrate 120 around the first diffusion region 158 is spaced apart from the first diffusion region 158 and substantially surrounds the first diffusion region 158 when viewed in a plane pattern. The P-type fourth diffusion region (P well) 164 thus provided is provided.

【0075】また、第3拡散領域162は、出力線に接
続されている。また、第2拡散領域(p+)160は、
0Vの接地電圧VSSが印加された第1電源線に接続され
ている。また、第4拡散領域(Pウエル)164は、
3.0Vの電源電圧VCCが印加された第2電源線に接続
されている。尚、電源電圧VCCは、不純物濃度が第4拡
散領域164よりも高いP型の高濃度不純物拡散領域
(p+)166を介して第4拡散領域164に印加され
ている。
The third diffusion region 162 is connected to the output line. Further, the second diffusion region (p +) 160
It is connected to the first power supply line to which the ground voltage V SS of 0V is applied. In addition, the fourth diffusion region (P well) 164 is
It is connected to the second power supply line to which the power supply voltage V CC of 3.0 V is applied. The power supply voltage V CC is applied to the fourth diffusion region 164 through the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 166 having an impurity concentration higher than that of the fourth diffusion region 164.

【0076】また、この実施の形態においては、基板電
位発生回路80で発生した基板電位VBBが印加される内
部電位発生線が、ラッチアップ防止保護素子126の外
側において、N型の高濃度不純物拡散領域(n+)15
0を介してN型基板120に接続されている。このN型
基板120の基板電位VBBは電源電圧VCCよりも高電位
側へ引き上げられている。
In this embodiment, the internal potential generating line to which the substrate potential V BB generated in the substrate potential generating circuit 80 is applied is the N-type high concentration impurity outside the latch-up prevention protection element 126. Diffusion region (n +) 15
0 is connected to the N-type substrate 120. Substrate potential V BB of N-type substrate 120 is raised to a higher potential side than power supply voltage V CC .

【0077】・(第2の実施の形態の寄生回路につい
て)次に、第2の実施の形態の半導体回路の寄生回路に
ついて説明する。尚、第2の実施の形態において形成さ
れる寄生回路は、第1の実施の形態のものと、npn型
とpnp型とが入れ替わっている。
(Regarding Parasitic Circuit of Second Embodiment) Next, a parasitic circuit of the semiconductor circuit of the second embodiment will be described. The parasitic circuit formed in the second embodiment has the npn type and the pnp type exchanged with those in the first embodiment.

【0078】第1の実施の形態においては、内部回路1
22のNMOSTr128のドレイン(n+)132、
Pウエル130およびN型基板120が、それぞれエミ
ッタ、ベースおよびコレクタに対応して、npn型の第
1寄生トランジスタ(第1寄生Tr)168を構成して
いる。この第1寄生Tr168のベースは、内部回路1
22のPウエル130中のP型の高濃度不純物拡散領域
(p+)136を介して、接地電圧につながっている。
そして、ベースとこのP型の高濃度不純物拡散領域(p
+)136との間にはウエル抵抗R1 170が寄生的に
生じている。
In the first embodiment, the internal circuit 1
22, the drain (n +) 132 of the NMOS Tr 128,
The P-well 130 and the N-type substrate 120 constitute an npn-type first parasitic transistor (first parasitic Tr) 168 corresponding to the emitter, base and collector, respectively. The base of the first parasitic Tr 168 is the internal circuit 1
Through the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 136 in the 22 P-well 130, it is connected to the ground voltage.
Then, the base and the P-type high concentration impurity diffusion region (p
+) 136, a well resistance R 1 170 is parasitically generated.

【0079】また、内部回路122のPMOSTr13
8のソース(n+)144、N型基板120およびPウ
エル130が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレク
タに対応して、pnp型の第2寄生トランジスタ(第2
寄生Tr)172を構成している。
In addition, the PMOSTr13 of the internal circuit 122
8, a source (n +) 144, an N-type substrate 120, and a P-well 130 correspond to an emitter, a base, and a collector, respectively.
(Parasitic Tr) 172.

【0080】また、NMOS出力回路124のドレイン
(n+)152、Pウエル148およびN型基板120
が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応し
て、npn型の第3寄生トランジスタ(第3寄生Tr)
174を構成している。
Further, the drain (n +) 152 of the NMOS output circuit 124, the P well 148 and the N type substrate 120.
Is an npn-type third parasitic transistor (third parasitic Tr) corresponding to the emitter, the base and the collector, respectively.
174 are configured.

【0081】また、NMOS出力回路124のソース
(n+)154、Pウエル148およびN型基板120
が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応し
て、npn型の第4寄生トランジスタ(第4寄生Tr)
176を構成している。
Further, the source (n +) 154 of the NMOS output circuit 124, the P well 148 and the N type substrate 120.
Is an npn-type fourth parasitic transistor (fourth parasitic Tr) corresponding to the emitter, the base and the collector, respectively.
176 is configured.

【0082】また、ラッチアップ防止保護素子において
は、第3拡散領域(n+)162、第1拡散領域(Pウ
エル)158およびN型基板120が、それぞれエミッ
タ、ベースおよびコレクタに対応して、npn型の第5
寄生トランジスタ(第5寄生Tr)178を構成してい
る。
In the latch-up prevention protection element, the third diffusion region (n +) 162, the first diffusion region (P well) 158 and the N-type substrate 120 correspond to the emitter, the base and the collector, respectively, and npn. Type 5
A parasitic transistor (fifth parasitic Tr) 178 is configured.

【0083】また、第4拡散領域(Pウエル)164、
N型基板120および第1拡散領域(Pウエル)158
が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応し
て、pnp型の第6寄生トランジスタ(第6寄生Tr)
180を構成している。尚、図1では、第6寄生Tr1
80を2箇所に示している。
The fourth diffusion region (P well) 164,
N-type substrate 120 and first diffusion region (P well) 158
Is a pnp type sixth parasitic transistor (sixth parasitic Tr) corresponding to the emitter, the base and the collector, respectively.
It constitutes 180. In FIG. 1, the sixth parasitic Tr1
80 is shown in two places.

【0084】そして、この第5寄生Tr178および第
6寄生Tr180は、寄生SCR(Semiconductor Cont
rolled Rectifier)を構成している。
The fifth parasitic Tr 178 and the sixth parasitic Tr 180 are connected to the parasitic SCR (Semiconductor Cont).
rolled Rectifier).

【0085】・(第2の実施の形態の動作について)次
に、第2の実施の形態の半導体装置に出力端子54から
負極のサージ電圧が印加された場合を例に、ラッチアッ
プ現象とラッチアップ防止保護素子の動作について説明
する。尚、図3においては、負極のサージ電圧が印加さ
れているためサージ電流を示すi1 〜i4 の向きを図1
中と逆向きとしている。
(Regarding Operation of Second Embodiment) Next, the latch-up phenomenon and the latch-up phenomenon will be described as an example in which a negative surge voltage is applied from the output terminal 54 to the semiconductor device of the second embodiment. The operation of the up prevention protection element will be described. In FIG. 3, since the negative surge voltage is applied, the directions of i 1 to i 4 indicating the surge current are shown in FIG.
The direction is opposite to the inside.

【0086】出力端子54から流れ込んだ負極のサージ
は、保護素子126の第3拡散領域(p+)162およ
び出力回路124のソース154に分流されて流入す
る。
The negative surge flowing from the output terminal 54 is shunted and flows into the third diffusion region (p +) 162 of the protection element 126 and the source 154 of the output circuit 124.

【0087】第5寄生Tr178のエミッタである第3
拡散領域(n+)162に流入したサージは、さらに分
流されて、その一部分が第5寄生Tr178のベース電
流i1 として第2拡散領域(p+)160から接地電圧
源VSSへ流れ、残りの部分が第5寄生抵抗Tr178の
コレクタ電流i2 としてN型基板120へ流れる。第6
寄生Tr180のベースでもあるN型基板120へ流れ
たサージi2 は、第6寄生Tr180のベース電流とし
て、第6寄生Tr180のエミッタでもある第4拡散領
域164から電源電圧線へ引き出される。
The third which is the emitter of the fifth parasitic Tr178
The surge that has flowed into the diffusion region (n +) 162 is further shunted, and a part thereof flows from the second diffusion region (p +) 160 to the ground voltage source V SS as the base current i 1 of the fifth parasitic Tr 178, and the remaining portion. Flows to the N-type substrate 120 as the collector current i 2 of the fifth parasitic resistance Tr178. Sixth
The surge i 2 that has flowed to the N-type substrate 120 that is also the base of the parasitic Tr 180 is extracted as a base current of the sixth parasitic Tr 180 from the fourth diffusion region 164 that is also the emitter of the sixth parasitic Tr 180 to the power supply voltage line.

【0088】この第4拡散領域164は、第3拡散領域
(n+)162が形成された第1拡散領域(Pウエル)
158を取り囲むように設けてあるため、N型基板12
0へ流れたサージi2 は、ほとんど全て、第4拡散領域
164から引き出される。その結果、サージi2 が流れ
込むことによって基板電位Vが上昇する領域は、第4拡
散領域164に囲まれた領域に実質的に限定される。こ
のため、ラッチアップ防止保護素子126の外側におい
て、基板電位発生装置80へ接続されているN型の高濃
度不純物拡散領域(n+)150の基板電位が上昇する
ことを抑制できる。
The fourth diffusion region 164 is the first diffusion region (P well) in which the third diffusion region (n +) 162 is formed.
Since it is provided so as to surround 158, the N-type substrate 12
Almost all of the surge i 2 flowing to 0 is extracted from the fourth diffusion region 164. As a result, the region where the substrate potential V rises due to the surge i 2 flowing in is substantially limited to the region surrounded by the fourth diffusion region 164. Therefore, it is possible to prevent the substrate potential of the N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 150 connected to the substrate potential generation device 80 from increasing outside the latch-up prevention protection element 126.

【0089】また、第4寄生Tr176のエミッタでも
ある出力回路124のソース(n+)154に流入した
サージは、さらに分流されてその一部分が第4寄生Tr
176のベース電流i3 としてP型の高濃度不純物拡散
領域(p+)156から接地電圧源VSSへ流れ、残りの
部分が第4寄生Tr176のコレクタ電流i4 としてN
型基板120へ流れる。N型基板120へ流れたサージ
4 は、内部回路12へ流れる。
The surge that has flown into the source (n +) 154 of the output circuit 124, which is also the emitter of the fourth parasitic Tr 176, is further shunted, and a part of it is part of the fourth parasitic Tr 176.
The base current i 3 of 176 flows from the P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 156 to the ground voltage source V SS , and the remaining part is N as the collector current i 4 of the fourth parasitic Tr 176.
It flows to the mold substrate 120. The surge i 4 flowing to the N-type substrate 120 flows to the internal circuit 12.

【0090】出力端子54から流れ込んだサージは、上
述したようにi1 〜i4 の4つの電流に分流される。そ
の結果、内部回路122へ流れるサージi4 が小さくな
る。このため、内部回路122に流れ込むサージi4
量を、例えばラッチアップ防止保護回路を設けない半導
体回路や比較例1で説明したマルチコレクタ型のラッチ
アップ防止保護回路を設けた半導体回路よりも少なくす
ることができる。従って、内部回路122が形成された
領域の基板電位VBBが、ラッチアップが発生する電位ま
で引き下げられることを抑制することができる。
The surge flowing from the output terminal 54 is shunted into the four currents i 1 to i 4 as described above. As a result, the surge i 4 flowing to the internal circuit 122 is reduced. Therefore, the amount of surge i 4 flowing into the internal circuit 122 is smaller than that of a semiconductor circuit having no latch-up prevention protection circuit or a semiconductor circuit having the multi-collector type latch-up prevention protection circuit described in Comparative Example 1, for example. can do. Therefore, it is possible to prevent the substrate potential V BB in the region where the internal circuit 122 is formed from being lowered to the potential at which latch-up occurs.

【0091】(第3の実施の形態)次に、図4を参照し
て、この発明の第3の実施の形態について説明する。図
4は、第3の実施の形態の半導体装置の説明に供する断
面模式図である。図4では、回路の拡散領域と共に、回
路および寄生回路も示している。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device according to the third embodiment. In FIG. 4, a circuit and a parasitic circuit are shown as well as a diffusion region of the circuit.

【0092】第3の実施の形態の半導体装置は、ラッチ
アップ防止保護素子の第2拡散領域98と第3拡散領域
100との間の第1拡散領域96部分上に、ゲート酸化
膜を介184してMOS型トランジスタのゲート電極1
82を具えている点を除いては、第1の実施の形態の半
導体装置と同一の構成である。このため、第3の実施の
形態では、第1の実施の形態と同一の構成成分について
は同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。ま
た、サージ電圧が印加された場合の第3の実施の形態の
半導体装置も、第1の実施の形態と同じであるのでその
詳細な説明を省略する。
In the semiconductor device of the third embodiment, the gate oxide film is interposed 184 on the portion of the first diffusion region 96 between the second diffusion region 98 and the third diffusion region 100 of the latch-up prevention protection element. Then, the gate electrode 1 of the MOS transistor
The semiconductor device has the same configuration as the semiconductor device according to the first embodiment except that the semiconductor device according to the first embodiment is provided. For this reason, in the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Further, the semiconductor device of the third embodiment when a surge voltage is applied is also the same as that of the first embodiment, so its detailed description is omitted.

【0093】第3の実施の形態においては、第2拡散領
域98および第3拡散領域100が、それぞれMOSト
ランジスタのソース−ドレインに相当する。そして、ゲ
ート電極182には、3.0Vの電源電圧VCCが印加さ
れており、このゲート電極直下のチャネルは閉じた状態
で維持される。このため、第2拡散領域98と第3拡散
領域100とは、ゲート電極182によって分離されて
いる。
In the third embodiment, the second diffusion region 98 and the third diffusion region 100 respectively correspond to the source-drain of the MOS transistor. The power supply voltage V CC of 3.0 V is applied to the gate electrode 182, and the channel immediately below the gate electrode is maintained in a closed state. Therefore, the second diffusion region 98 and the third diffusion region 100 are separated by the gate electrode 182.

【0094】第2拡散領域98と第3拡散領域100と
の分離に要する距離は、ゲート電極182を設けること
によって、第1の実施の形態においてフィールド酸化膜
を設けた場合に比べて短くすることができる。その結
果、ラッチアップ防止保護素子の占有する面積を小さく
することができる。
By providing the gate electrode 182, the distance required for separating the second diffusion region 98 and the third diffusion region 100 is shorter than that in the case where the field oxide film is provided in the first embodiment. You can As a result, the area occupied by the latch-up prevention protection element can be reduced.

【0095】(第4の実施の形態)次に、図5を参照し
て、この発明の第4の実施の形態について説明する。図
5は、第4の実施の形態の半導体装置の説明に供する断
面模式図である。図5では、回路の拡散領域と共に、回
路および寄生回路も示している。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device according to the fourth embodiment. In FIG. 5, a circuit and a parasitic circuit are shown together with a diffusion region of the circuit.

【0096】第4の実施の形態の半導体装置は、ラッチ
アップ防止保護素子の第2拡散領域160と第3拡散領
域162との間の第1拡散領域158部分上に、ゲート
酸化膜184を介してMOS型トランジスタのゲート電
極182を具えている点を除いては、第2の実施の形態
の半導体装置と同一の構成である。このため、第4の実
施の形態では、第2の実施の形態と同一の構成成分につ
いては同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
また、サージ電圧が印加された場合の第4の実施の形態
の半導体装置も、第2の実施の形態と同じであるのでそ
の詳細な説明を省略する。
In the semiconductor device according to the fourth embodiment, the gate oxide film 184 is provided on the first diffusion region 158 portion between the second diffusion region 160 and the third diffusion region 162 of the latch-up prevention protection element. The semiconductor device has the same structure as the semiconductor device of the second embodiment except that the gate electrode 182 of the MOS transistor is provided. Therefore, in the fourth embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
Further, the semiconductor device of the fourth embodiment when a surge voltage is applied is also the same as that of the second embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0097】第4の実施の形態においては、第2拡散領
域160および第3拡散領域が、それぞれMOSトラン
ジスタのソース−ドレインに相当する。そして、ゲート
電極182には、0Vの接地電圧VSSが印加されてお
り、このゲート電極直下のチャネルは閉じた状態で維持
される。このため、第2拡散領域160と第3拡散領域
162とは、ゲート電極182によって分離されてい
る。
In the fourth embodiment, the second diffusion region 160 and the third diffusion region correspond to the source-drain of the MOS transistor, respectively. The ground voltage V SS of 0 V is applied to the gate electrode 182, and the channel immediately below the gate electrode is maintained in a closed state. Therefore, the second diffusion region 160 and the third diffusion region 162 are separated by the gate electrode 182.

【0098】第2拡散領域160と第3拡散領域162
との分離に要する距離は、ゲート電極182を設けるこ
とによって、第1の実施の形態においてフィールド酸化
膜を設けた場合に比べて短くすることができる。その結
果、ラッチアップ防止保護素子の占有する面積を小さく
することができる。
Second diffusion region 160 and third diffusion region 162
By providing the gate electrode 182, the distance required for the separation from and can be shortened as compared with the case where the field oxide film is provided in the first embodiment. As a result, the area occupied by the latch-up prevention protection element can be reduced.

【0099】(第5の実施の形態)次に、図6を参照し
て、この発明の第5の実施の形態について説明する。図
6の(A)および(B)は、第5の実施の形態の半導体
装置の説明に供する模式的な回路図であり、図6の
(A)は、P型基板に半導体装置を構成した場合を示
し、図6の(B)は、N型基板に半導体装置を構成した
場合を示す。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6A and 6B are schematic circuit diagrams for explaining the semiconductor device according to the fifth embodiment, and FIG. 6A shows a semiconductor device formed on a P-type substrate. FIG. 6B shows a case where the semiconductor device is formed on the N-type substrate.

【0100】図6の(A)に示す第5の実施の形態の半
導体装置の拡散領域の構成は、出力回路がCMOSトラ
ンジスタ(以下、CMOSTrとも表記する)186で
ある点を除いて第1の実施の形態と同一である。このた
め、第1の実施の形態と同一の構成成分についてはその
詳細な説明を省略する。
The structure of the diffusion region of the semiconductor device of the fifth embodiment shown in FIG. 6A is the same as that of the first embodiment except that the output circuit is a CMOS transistor (hereinafter also referred to as CMOSTr) 186. It is the same as the embodiment. Therefore, detailed description of the same components as in the first embodiment will be omitted.

【0101】また、このCMOSTr186は、P型M
OSトランジスタ(以下、PMOSTrとも表記する)
188とN型MOSトランジスタ(以下、NMOSTr
とも表記する)190とからなる。そして、PMOST
rのソースが電源電圧線を介して電源電源VCCに接続さ
れている。また、NMOSTrのドレインが接地電圧線
を介して接地電VSSに接続されている。そして、PMO
STr188のドレインおよびNMOSTr190のソ
ースが、10Ω程度の純抵抗素子192を介して出力線
に接続されている。この純抵抗素子192は、絶縁膜に
よってP型基板から分離されている。このため、この純
抵抗素子192が、P型基板へのサージ電流の新たな注
入源となることはない。
The CMOSTr 186 is a P-type M
OS transistor (hereinafter also referred to as PMOSTr)
188 and an N-type MOS transistor (hereinafter, NMOSTr
190). And PMOST
The source of r is connected to the power supply V CC through the power supply voltage line. Further, the drain of the NMOSTr is connected to the ground voltage V SS via the ground voltage line. And PMO
The drain of the STr 188 and the source of the NMOS Tr 190 are connected to the output line via a pure resistance element 192 of about 10Ω. The pure resistance element 192 is separated from the P-type substrate by an insulating film. Therefore, the pure resistance element 192 does not serve as a new injection source of the surge current to the P-type substrate.

【0102】また、ラッチアップ防止保護素子84は、
この純抵抗素子186を介さずに直接出力線に接続され
ている。従って、出力回路186とラッチアップ防止保
護素子54とは、この純抵抗192を介して接続されて
いることになる。
Further, the latch-up prevention protection element 84 is
It is directly connected to the output line without going through the pure resistance element 186. Therefore, the output circuit 186 and the latch-up prevention protection element 54 are connected via this pure resistance 192.

【0103】そして、出力線に接続された出力端子(外
部接続用ボンディングパッド)54から見ると、出力回
路186がラッチアップ防止保護素子84よりも電気的
に高抵抗となっている。このため、出力端子54から流
れ込んだサージ電流のうち、ラッチアップ防止保護素子
84へ流れる割合が高くなり、その分だけ出力回路18
6へ流れる割合が低くなる。その結果、出力回路186
を経て内部回路12に到達するサージ電流を少なくする
ことができる。これは前述した第1の実施の形態におい
て、ラッチアップのトリガとなる可能性のあるサージ電
流i4 が少なくなることに相当する。従って、ラッチア
ップ耐性を第1の実施の形態の半導体装置よりも高くす
ることが可能となる。
When viewed from the output terminal (bonding pad for external connection) 54 connected to the output line, the output circuit 186 is electrically higher in resistance than the latch-up prevention protection element 84. Therefore, the ratio of the surge current flowing from the output terminal 54 to the latch-up prevention protection element 84 is high, and the output circuit 18 is correspondingly increased.
The rate of flowing to 6 becomes low. As a result, the output circuit 186
It is possible to reduce the surge current that reaches the internal circuit 12 via This corresponds to a decrease in the surge current i 4 that may trigger latch-up in the first embodiment described above. Therefore, the latch-up resistance can be made higher than that of the semiconductor device of the first embodiment.

【0104】また、図6の(B)に示す第5の実施の形
態の半導体装置の拡散領域の構成は、出力回路がCMO
Sトランジスタ(以下、CMOSTrとも表記する)1
86である点を除いて第2の実施の形態と同一である。
図6の(B)に、半導体装置も、出力回路186とラッ
チアップ防止保護素子126とは、この純抵抗192を
介して接続されており、かつ、出力線に接続された出力
端子(外部接続用ボンディングパッド)54から見る
と、出力回路186がラッチアップ防止保護素子126
よりも電気的に高抵抗となっている。
Further, in the structure of the diffusion region of the semiconductor device of the fifth embodiment shown in FIG. 6B, the output circuit has a CMO.
S transistor (hereinafter also referred to as CMOSTr) 1
It is the same as the second embodiment except that it is 86.
In the semiconductor device shown in FIG. 6B, the output circuit 186 and the latch-up prevention protection element 126 are connected via the pure resistance 192, and the output terminal connected to the output line (external connection). Bonding pad) 54, the output circuit 186 has a latch-up prevention protection element 126.
It has a higher electrical resistance than.

【0105】従って、この場合も、出力回路186に流
れるサージを減らしてラッチアップ耐性を第2の実施の
形態の半導体装置よりも高くすることが可能となる。
Therefore, also in this case, it is possible to reduce the surge flowing through the output circuit 186 and to improve the latch-up resistance higher than that of the semiconductor device of the second embodiment.

【0106】(第6の実施の形態)次に、図7を参照し
て、この発明の第6の実施の形態について説明する。図
7の(A)および(B)は、第6の実施の形態の半導体
装置の説明に供する模式的な回路図であり、図7の
(A)は、P型基板に半導体装置を構成した場合を示
し、図7の(B)は、N型基板に半導体装置を構成した
場合を示す。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7A and 7B are schematic circuit diagrams for explaining the semiconductor device according to the sixth embodiment, and FIG. 7A shows a semiconductor device formed on a P-type substrate. 7B shows a case where a semiconductor device is formed on an N-type substrate.

【0107】ところで、サージ電流の流入を抑制するた
めに、出力回路186と出力端子54との間に純抵抗素
子192を介在させると、出力回路186から出力され
た信号に対して、出力端子54の電位遷移に遅延が生じ
る。このため、ラッチアップ耐性が向上する一方、半導
体装置のドライブ能力が損なわれる。
By the way, if a pure resistance element 192 is interposed between the output circuit 186 and the output terminal 54 in order to suppress the inflow of the surge current, the output terminal 54 responds to the signal output from the output circuit 186. There is a delay in the potential transition of. For this reason, while the latch-up resistance is improved, the drive capability of the semiconductor device is impaired.

【0108】そこで、図7の(A)に示す第6の実施の
形態の半導体装置においては、CMOSTr186のう
ち、サージ電流の注入源となる方のPMOSTr188
のドレインのみが、純抵抗192を介して出力端子54
へ接続されている。そして、サージ電流の注入源となら
ない方のNMOSTr190のソースは、純抵抗192
を介さずに直接出力端子54へ接続されている。このた
め、NMOSTr190のドライブ能力は低下しない。
その結果、第5の実施の形態の半導体素子と同等のラッ
チアップ耐性を有し、かつ、半導体装置のドライブ能力
の低下を抑制することができる。
Therefore, in the semiconductor device of the sixth embodiment shown in FIG. 7A, one of the CMOSTr 186, which is the source of the surge current injection, is the PMOSTr 188.
Only the drain of the output terminal 54 through the pure resistance 192
Connected to The source of the NMOSTr 190 that is not the surge current injection source is a pure resistor 192.
It is directly connected to the output terminal 54 without going through. Therefore, the drive capability of the NMOSTr 190 does not decrease.
As a result, it is possible to have the same latch-up resistance as the semiconductor element of the fifth embodiment and to suppress the reduction of the drive capability of the semiconductor device.

【0109】また、図7の(B)に示す第6の実施の形
態の半導体装置においても、CMOSTr186のう
ち、サージ電流の注入源となる方のNMOSTr190
のドレインのみが、純抵抗192を介して出力端子54
へ接続されている。そして、サージ電流の注入源となら
ない方のPMOSTr188のソースは、純抵抗192
を介さずに直接出力端子54へ接続されている。このた
め、PMOSTr188のドライブ能力は低下しない。
その結果、第5の実施の形態の半導体素子と同等のラッ
チアップ耐性を有し、かつ、半導体装置のドライブ能力
の低下を抑制することができる。
Also in the semiconductor device of the sixth embodiment shown in FIG. 7B, one of the CMOSTr 186, which is the source of the surge current injection, is the NMOSTr 190.
Only the drain of the output terminal 54 through the pure resistance 192
Connected to The source of the PMOSTr 188, which is not the surge current injection source, is a pure resistor 192.
It is directly connected to the output terminal 54 without going through. Therefore, the drive capability of the PMOSTr 188 does not decrease.
As a result, it is possible to have the same latch-up resistance as the semiconductor element of the fifth embodiment and to suppress the reduction of the drive capability of the semiconductor device.

【0110】(第7の実施の形態)次に、図8および図
9を参照して、第7の実施の形態の半導体装置について
説明する。図8は、第7の実施の形態の半導体装置の説
明に供する断面模式図である。図8では、回路の拡散領
域と共に、回路および寄生回路も示している。また、図
9は、は、第7の実施の形態の半導体装置の説明に供す
る平面パターンである。また、図9では、拡散領域の平
面パターンでの配置関係を示すために、基板上のフィー
ルド酸化膜や配線等の図示を省略している。また、図9
では、図面の理解を容易にするため、断面部分ではない
が一部分にハッチングを付して示す。図8は、図9のY
−Yに沿った切り口での断面に相当する。
(Seventh Embodiment) Next, a semiconductor device according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device according to the seventh embodiment. In FIG. 8, a circuit and a parasitic circuit are shown as well as a diffusion region of the circuit. Further, FIG. 9 is a plane pattern used for description of the semiconductor device of the seventh embodiment. Further, in FIG. 9, the field oxide film, the wiring, and the like on the substrate are not shown in order to show the arrangement relationship of the diffusion region in a plane pattern. In addition, FIG.
In order to facilitate understanding of the drawings, not a cross section but a part is hatched. FIG. 8 shows Y of FIG.
Corresponds to the cross-section at the cut along -Y.

【0111】第7の実施の形態の半導体装置の構成は、
PMOS出力回路82のドレイン(p+)90が純抵抗
3 192を介して出力端子54に接続されている点
と、出力回路82の周囲に、接地線に30Ω程度の純抵
抗素子R4 194を介して接続されたN型の第5拡散領
域196が、平面パターンで見て、この出力回路82を
実質的に囲うように設けられている点とを除いては、第
3の実施の形態と同一である。このため、第3の実施の
形態と同一の構成成分についてはその詳細な説明を省略
する。
The configuration of the semiconductor device of the seventh embodiment is as follows.
A drain (p +) 90 of the PMOS output circuit 82 is connected to the output terminal 54 via a pure resistance R 3 192, and a pure resistance element R 4 194 of about 30Ω is connected to the ground line around the output circuit 82. The fifth embodiment is the same as the third embodiment except that the N-type fifth diffusion region 196 connected through is provided so as to substantially surround the output circuit 82 when viewed in a plane pattern. It is the same. Therefore, detailed description of the same components as those in the third embodiment will be omitted.

【0112】第5拡散領域196は、図9の平面パター
ンに示すように、出力回路82の周囲にコの字形状に形
成されている。そして、第5拡散領域196を設けたこ
とによって、図8に示すように、この第5拡散領域19
6、P型基板10および出力回路82のNウエル86
が、それぞれエミッタ、ベースおよびコレクタに対応す
る第7寄生トランジスタ(第7寄生Tr)198が形成
される。
The fifth diffusion region 196 is formed in a U shape around the output circuit 82 as shown in the plan pattern of FIG. By providing the fifth diffusion region 196, as shown in FIG.
6, N-well 86 of P-type substrate 10 and output circuit 82
, A seventh parasitic transistor (seventh parasitic Tr) 198 corresponding to the emitter, the base and the collector is formed.

【0113】また、第5拡散領域196は、不純物濃度
が当該第5拡散領域196よりも高いN型の高濃度不純
物拡散領域200を介して純抵抗R4 194に接続され
ている。この純抵抗R4 194は、第4寄生Tr108
および第7寄生Tr198からなるサイリスタにおいて
ラッチアップが発生することを抑制するために設けられ
ている。
The fifth diffusion region 196 is connected to the pure resistor R 4 194 via the N-type high concentration impurity diffusion region 200 having an impurity concentration higher than that of the fifth diffusion region 196. This pure resistance R 4 194 is the fourth parasitic Tr 108.
It is provided in order to suppress the occurrence of latch-up in the thyristor including the seventh parasitic Tr 198.

【0114】また、純抵抗R3 192を設けたことによ
り、第6の実施の形態で説明したように、出力回路82
へ流れ込むサージ電流を減らすことができる。このた
め、出力回路82からP型基板10へ流れるサージ電流
4 を減らすことができるので、ラッチアップ耐性が向
上する。尚、純抵抗素子R3 192は、絶縁膜を介して
P型基板10上に形成されているので、この純抵抗素子
3 192が、サージ電流の新たな注入源となることは
ない。
Since the pure resistance R 3 192 is provided, the output circuit 82 is provided as described in the sixth embodiment.
It is possible to reduce the surge current flowing into the. Therefore, the surge current i 4 flowing from the output circuit 82 to the P-type substrate 10 can be reduced, and the latch-up resistance is improved. Since the pure resistance element R 3 192 is formed on the P-type substrate 10 via the insulating film, the pure resistance element R 3 192 does not serve as a new injection source of the surge current.

【0115】ところで、出力回路82からP型基板10
へ流れるサージ電流i4 を完全に抑えることは困難であ
る。そこで、第7の実施の形態においては、このサージ
電流i4 を第5拡散領域196と内部回路12とに分流
することにより、内部回路12へ流れ込むサージ電流i
4 の一層の低減を図っている。その結果、ラッチアップ
耐性を一層向上させることができる。例えば、100m
A程度のサージ電流が出力端子54から流れ込んだ場合
もラッチアップの発生を抑制することができる。
By the way, from the output circuit 82 to the P-type substrate 10
It is difficult to completely suppress the surge current i 4 flowing to the. Therefore, in the seventh embodiment, by dividing the surge current i 4 into the fifth diffusion region 196 and the internal circuit 12, the surge current i flowing into the internal circuit 12 is obtained.
4 is being further reduced. As a result, the latch-up resistance can be further improved. For example, 100m
Even when a surge current of about A flows in from the output terminal 54, the occurrence of latch-up can be suppressed.

【0116】(第8の実施の形態)次に、図10を参照
して、第8の実施の形態の半導体装置について説明す
る。図10は、第8の実施の形態の半導体装置の説明に
供する断面模式図である。図10では、回路の拡散領域
と共に、回路および寄生回路も示している。
(Eighth Embodiment) Next, a semiconductor device according to an eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic sectional view for explaining the semiconductor device according to the eighth embodiment. In FIG. 10, a circuit and a parasitic circuit are shown together with a diffusion region of the circuit.

【0117】第8の実施の形態の半導体装置の構成は、
NMOS出力回路124のソース(n+)154が純抵
抗R3 192を介して出力端子54に接続されている点
と、出力回路124の周囲に、接地線に30Ω程度の純
抵抗素子R4 194を介して接続されたP型の第5拡散
領域202が、平面パターンで見て、この出力回路12
4を実質的に囲うように設けられている点とを除いて
は、第4の実施の形態と同一である。このため、第4の
実施の形態と同一の構成成分についてはその詳細な説明
を省略する。
The structure of the semiconductor device of the eighth embodiment is as follows.
A source (n +) 154 of the NMOS output circuit 124 is connected to the output terminal 54 via a pure resistance R 3 192, and a pure resistance element R 4 194 of about 30Ω is connected to the ground line around the output circuit 124. The P-type fifth diffusion region 202 connected through the output circuit 12 is
4 is the same as the fourth embodiment except that it is provided so as to substantially surround 4. Therefore, detailed description of the same components as in the fourth embodiment will be omitted.

【0118】第5拡散領域202を設けたことによっ
て、この第5拡散領域202、N型基板120および出
力回路124のNウエル148が、それぞれエミッタ、
ベースおよびコレクタに対応する第7寄生トランジスタ
(第7寄生Tr)204が形成される。
By providing the fifth diffusion region 202, the fifth diffusion region 202, the N-type substrate 120 and the N well 148 of the output circuit 124 are respectively the emitter and the emitter.
A seventh parasitic transistor (seventh parasitic Tr) 204 corresponding to the base and the collector is formed.

【0119】また、第5拡散領域202は、不純物濃度
が当該第5拡散領域202よりも高いP型の高濃度不純
物拡散領域206を介して純抵抗R4 194に接続され
ている。この純抵抗R4 194は、第4寄生Tr108
および第7寄生Tr204からなるサイリスタにおいて
ラッチアップが発生することを抑制するために設けられ
ている。
The fifth diffusion region 202 is connected to the pure resistor R 4 194 via the P-type high concentration impurity diffusion region 206 having a higher impurity concentration than the fifth diffusion region 202. This pure resistance R 4 194 is the fourth parasitic Tr 108.
Also, it is provided in order to suppress the occurrence of latch-up in the thyristor including the seventh parasitic Tr204.

【0120】また、純抵抗R3 192を設けたことによ
り、第7の実施の形態で説明したように、出力回路12
4へ流れるサージを減らすことができる。このため、出
力回路124からN型基板120へ流れるサージi4
減らすことができるので、ラッチアップ耐性が向上す
る。尚、純抵抗素子R3 192は、絶縁膜を介してN型
基板120上に形成されているので、この純抵抗素子R
3 192が、サージ電流の新たな注入源となることはな
い。
Further, by providing the pure resistance R 3 192, the output circuit 12 is provided as described in the seventh embodiment.
The surge flowing to 4 can be reduced. Therefore, the surge i 4 flowing from the output circuit 124 to the N-type substrate 120 can be reduced, and the latch-up resistance is improved. Since the pure resistance element R 3 192 is formed on the N-type substrate 120 via the insulating film, the pure resistance element R 3 192
The 3192 will not be a new source of surge current injection.

【0121】ところで、出力回路124からN型基板1
20へ流れるサージi4 を完全に抑えることは困難であ
る。そこで、第8の実施の形態においては、このサージ
4を第5拡散領域202と内部回路128とに分流す
ることにより、内部回路128へ流れ込むサージi4
一層の低減を図っている。その結果、ラッチアップ耐性
を一層向上させることができる。例えば、100mA程
度のサージが出力端子54から流れ込んだ場合もラッチ
アップの発生を抑制することができる。
By the way, from the output circuit 124 to the N-type substrate 1
It is difficult to completely suppress the surge i 4 flowing to 20. Therefore, in the eighth embodiment, the surge i 4 is divided into the fifth diffusion region 202 and the internal circuit 128 to further reduce the surge i 4 flowing into the internal circuit 128. As a result, the latch-up resistance can be further improved. For example, even when a surge of about 100 mA flows in from the output terminal 54, the occurrence of latch-up can be suppressed.

【0122】(第9の実施の形態)次に、図11を参照
して、第9の実施の形態の半導体装置について説明す
る。図11の(A)は、第9の実施の形態の半導体装置
の説明に供する要部上面図である。尚、図11の(A)
では、拡散領域の平面パターンでの配置関係を示すため
に、基板上の配線等の図示を省略している。また、図1
1の(B)は、図11の(A)のA−Aに沿った切り口
での断面模式図である。尚、図11の(B)において
は、拡散領域の他に、配線および寄生回路を示す。ま
た、図11の(C)は、図11の(A)のB−Bに沿っ
た切り口での断面模式図である。
(Ninth Embodiment) Next, a semiconductor device according to a ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a top view of relevant parts for explaining the semiconductor device according to the ninth embodiment. Incidentally, FIG. 11 (A)
Then, in order to show the arrangement relationship of the diffusion region in the plane pattern, the wiring and the like on the substrate are not shown. Also, FIG.
11B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 11A. Note that in FIG. 11B, a wiring and a parasitic circuit are shown in addition to the diffusion region. Further, FIG. 11C is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 11A.

【0123】尚、図11においては、第1の実施の形態
の半導体装置の構成成分に対応する構成成分に同一の符
号を付している。また、第1の実施の形態と同一の符号
を付した構成成分および寄生回路は、第1の実施の形態
のものと同様の動作をするので、その詳細な説明を省略
する。
In FIG. 11, constituent elements corresponding to those of the semiconductor device according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. Further, the components and the parasitic circuit given the same reference numerals as those in the first embodiment operate similarly to those in the first embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0124】第9の実施の形態の半導体装置において
は、ラッチアップ保護素子84が、出力回路82の周囲
に、平面パターンで見て、当該出力回路82を囲むよう
に設けられている。
In the semiconductor device of the ninth embodiment, the latch-up protection element 84 is provided around the output circuit 82 so as to surround the output circuit 82 when viewed in a plan pattern.

【0125】その結果、第9の実施の形態によれば、上
述の各実施例において、この出力回路82からP型基板
10へ僅かながら流れてしまうサージ電流(第1の実施
の形態における第4寄生Tr108のコレクタ電流i4
に相当)を、出力回路82を取り囲むように接地した保
護素子84により引き出すことができる。このため、内
部回路12へ流れるサージ電流を抑制することができ
る。その結果、出力回路82および保護素子84の周囲
の基板電位VBBの変動を抑制することができる。このた
め、ラッチアップの発生を一層抑制することができる。
As a result, according to the ninth embodiment, in each of the above-described embodiments, a surge current slightly flowing from the output circuit 82 to the P-type substrate 10 (fourth embodiment in the first embodiment). Collector current i 4 of parasitic Tr108
(Corresponding to the above) can be taken out by the protection element 84 which is grounded so as to surround the output circuit 82. Therefore, the surge current flowing to the internal circuit 12 can be suppressed. As a result, fluctuations in the substrate potential V BB around the output circuit 82 and the protection element 84 can be suppressed. Therefore, the occurrence of latch-up can be further suppressed.

【0126】また、第9の実施の形態においては、出力
回路82のNウエル86と保護素子84の第1拡散領域
96とを1つのNウエルで共用している。その上、保護
素子84の第4拡散領域102は、上述した第7の実施
の形態で説明した第5拡散領域196の働きを兼ねてい
る。このため、ラッチアップ耐性を低下させることな
く、保護素子の占有する面積を縮小することができる。
In addition, in the ninth embodiment, the N well 86 of the output circuit 82 and the first diffusion region 96 of the protection element 84 are shared by one N well. In addition, the fourth diffusion region 102 of the protection element 84 also serves as the fifth diffusion region 196 described in the above-described seventh embodiment. Therefore, the area occupied by the protection element can be reduced without lowering the latch-up resistance.

【0127】(第10の実施の形態)次に、図12を参
照して、第10の実施の形態の半導体装置について説明
する。図12の(A)は、第10の実施の形態の半導体
装置の説明に供する要部上面図である。尚、図12の
(A)では、拡散領域の平面パターンでの配置関係を示
すために、基板上の配線等の図示を省略している。ま
た、図12の(B)は、図12の(A)のA−Aに沿っ
た切り口での断面模式図である。尚、図12の(B)に
おいては、拡散領域の他に、配線および寄生回路を示
す。また、図12の(C)は、図12の(A)のB−B
に沿った切り口での断面模式図である。
(Tenth Embodiment) Next, a semiconductor device according to a tenth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a top view of relevant parts for explaining the semiconductor device according to the tenth embodiment. Note that in FIG. 12A, wiring and the like on the substrate are not shown in order to show the positional relationship in the plane pattern of the diffusion region. 12B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12A. Note that in FIG. 12B, wirings and parasitic circuits are shown in addition to the diffusion region. Further, (C) of FIG. 12 is BB of (A) of FIG.
It is a cross-sectional schematic diagram in the cut along the line.

【0128】尚、図12においては、第2の実施の形態
の半導体装置の構成成分に対応する構成成分に同一の符
号を付している。また、第2の実施の形態と同一の符号
を付した構成成分および寄生回路は、第2の実施の形態
のものと同様の動作をするので、その詳細な説明を省略
する。
In FIG. 12, the same components as those of the semiconductor device according to the second embodiment are designated by the same reference numerals. Further, the constituent components and the parasitic circuits given the same reference numerals as those in the second embodiment operate similarly to those in the second embodiment, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0129】第10の実施の形態の半導体装置において
は、ラッチアップ保護素子126が、出力回路124の
周囲に、平面パターンで見て、当該出力回路124を囲
むように設けられている。
In the semiconductor device of the tenth embodiment, the latch-up protection element 126 is provided around the output circuit 124 so as to surround the output circuit 124 when viewed in a plan pattern.

【0130】その結果、第10の実施の形態によれば、
上述の各実施例において、この出力回路124からN型
基板120へ僅かながら流れてしまうサージ電流(第2
の実施の形態における第4寄生Tr176のコレクタ電
流i4 に相当)を、出力回路124を取り囲むように接
地した保護素子126により引き出すことができる。こ
のため、内部回路122へ流れるサージ電流を抑制する
ことができる。その結果、出力回路124および保護素
子126の周囲の基板電位VBBの変動を抑制することが
できる。このため、内部回路122におけるラッチアッ
プの発生を一層抑制することができる。
As a result, according to the tenth embodiment,
In each of the above-described embodiments, a slight surge current (second surge current) flowing from the output circuit 124 to the N-type substrate 120 is used.
(Corresponding to the collector current i 4 of the fourth parasitic Tr 176 in the above embodiment) can be drawn by the protection element 126 that is grounded so as to surround the output circuit 124. Therefore, the surge current flowing to the internal circuit 122 can be suppressed. As a result, fluctuations in the substrate potential V BB around the output circuit 124 and the protection element 126 can be suppressed. Therefore, the occurrence of latch-up in the internal circuit 122 can be further suppressed.

【0131】また、第10の実施の形態においては、出
力回路124のPウエル148と保護素子126の第1
拡散領域158とを1つのPウエルで共用している。そ
の上、保護素子126の第4拡散領域164は、上述し
た第8の実施の形態で説明した第5拡散領域202の働
きを兼ねている。このため、ラッチアップ耐性を低下さ
せることなく、保護素子の占有する面積を縮小すること
ができる。
In addition, in the tenth embodiment, the P well 148 of the output circuit 124 and the first protection element 126 of the protection circuit 126 are provided.
The diffusion region 158 is shared by one P well. In addition, the fourth diffusion region 164 of the protection element 126 also serves as the fifth diffusion region 202 described in the above-described eighth embodiment. Therefore, the area occupied by the protection element can be reduced without lowering the latch-up resistance.

【0132】上述した各実施の形態では、これらの発明
を特定の材料を用い、特定の条件で構成した例について
のみ説明したが、これらの発明は多くの変更および変形
を行うことができる。例えば、上述した実施の形態で
は、第1拡散領域の全周囲を取り囲むように第4拡散領
域を設けたが、この発明では、第4拡散領域は、第1拡
散領域の必ずしも全周囲を取り囲むように設ける必要は
なく、例えば平面パターンで見てコの字形状に設けても
良い。
In each of the above-described embodiments, these inventions have been described only with respect to examples in which a particular material is used and are constructed under a particular condition. However, many modifications and variations can be made to these inventions. For example, in the above-described embodiment, the fourth diffusion region is provided so as to surround the entire periphery of the first diffusion region. However, in the present invention, the fourth diffusion region necessarily surrounds the entire periphery of the first diffusion region. Need not be provided, and may be provided in, for example, a U-shape when viewed in a plane pattern.

【0133】[0133]

【発明の効果】この発明の半導体装置によれば、出力回
路と並列に設けられたラッチアップ防止保護素子を具え
ており、このラッチアップ防止保護素子に形成された寄
生バイポーラトランジスタからなるSCRを介してサー
ジを電源線若しくは接地線へ流すことができる。その結
果、内部回路へ流れるサージを減らしてラッチアップの
発生を抑制することができる。
According to the semiconductor device of the present invention, the latch-up prevention protection element is provided in parallel with the output circuit, and the SCR formed of the parasitic bipolar transistor is formed in the latch-up prevention protection element. Surge to the power supply line or ground line. As a result, the surge flowing into the internal circuit can be reduced and the occurrence of latch-up can be suppressed.

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

【図1】第1の実施の形態の半導体装置の説明に供する
断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a semiconductor device according to a first embodiment;

【図2】第1の実施の形態の半導体装置の説明に供する
平面パターンである。
FIG. 2 is a plane pattern used for description of the semiconductor device of the first embodiment.

【図3】第2の実施の形態の半導体装置の説明に供する
断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a semiconductor device according to a second embodiment;

【図4】第3の実施の形態の半導体装置の説明に供する
断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device according to a third embodiment.

【図5】第4の実施の形態の半導体装置の説明に供する
断面模式図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device according to a fourth embodiment.

【図6】(A)および(B)は、第5の実施の形態の半
導体装置の説明に供する模式的な回路図である。
6A and 6B are schematic circuit diagrams provided for explaining a semiconductor device according to a fifth embodiment.

【図7】(A)および(B)は、第6の実施の形態の半
導体装置の説明に供する模式的な回路図である。
7A and 7B are schematic circuit diagrams provided for explaining a semiconductor device according to a sixth embodiment.

【図8】第7の実施の形態の半導体装置の説明に供する
断面模式図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図9】第7の実施の形態の半導体装置の説明に供する
平面パターンである。
FIG. 9 is a plane pattern used for explaining a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図10】第8の実施の形態の半導体装置の説明に供す
る断面模式図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device according to an eighth embodiment.

【図11】第9の実施の形態の半導体装置の説明に供す
る図であり、(A)は平面パターン、(B)および
(C)は(A)の断面模式図である。
11A and 11B are diagrams for explaining a semiconductor device according to a ninth embodiment, in which FIG. 11A is a plane pattern, and FIGS. 11B and 11C are schematic sectional views of FIG.

【図12】第10の実施の形態の半導体装置の説明に供
する図であり、(A)は平面パターン、(B)および
(C)は(A)の断面模式図である。
12A and 12B are diagrams for explaining a semiconductor device according to a tenth embodiment, in which FIG. 12A is a plane pattern, and FIGS. 12B and 12C are schematic sectional views of FIG.

【図13】比較例1の半導体装置の説明に供する断面模
式図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device of Comparative Example 1.

【図14】比較例2の半導体装置の説明に供する断面模
式図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view for explaining a semiconductor device of Comparative Example 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:P型基板 12:CMOS内部回路 14:CMOS出力回路 16:P型MOSトランジスタ(PMOSTr) 18:Nウエル 20:ソース 22:ドレイン 24:N型の高濃度不純物拡散領域(n+) 26:N型MOSトランジスタ(NMOSTr) 28:ゲート電極 30:ソース 32:ドレイン 34:P型の高濃度不純物拡散領域(p+) 36:P型MOSトランジスタ(PMOSTr) 38:Nウエル 40:ソース 42:ドレイン 46:N型MOSトランジスタ(NMOSTr) 50:ソース 52:ドレイン 54:出力端子 58:P型の高濃度不純物拡散領域(p+) 60:N型の高濃度不純物拡散領域(n+) 62:N型の不純物拡散領域 64:第1寄生トランジスタ(第1寄生Tr) 66:ウエル抵抗(R1 ) 68:第2寄生トランジスタ(第2寄生Tr) 70:基板抵抗(R2 ) 72:第3寄生トランジスタ(第3寄生Tr) 74:第4寄生トランジスタ(第4寄生Tr) 76:第5寄生トランジスタ(第5寄生Tr) 78:第6寄生トランジスタ(第6寄生Tr) 80:基板電位発生回路 82:PMOS出力回路 84:ラッチアップ防止保護素子 86:Nウエル 88:ソース 90:ドレイン 92:N型の高濃度不純物拡散領域(n+) 94:P型の高濃度不純物拡散領域(p+) 96:第1拡散領域(Nウエル) 98:第2拡散領域(n+) 100:第3拡散領域(p+) 102:第4拡散領域(Nウエル) 104:N型の高濃度不純物拡散領域 106:第3寄生トランジスタ(第3寄生Tr) 108:第4寄生トランジスタ(第4寄生Tr) 110:第5寄生トランジスタ(第5寄生Tr) 112:第6寄生トランジスタ(第6寄生Tr) 114:フィールド酸化膜 120:N型基板 122:CMOS内部回路 124:CMOS出力回路 126:ラッチアップ防止保護素子 128:N型MOSトランジスタ(NMOSTr) 130:Pウエル 132:ドレイン 134:ソース 136:P型の高濃度不純物拡散領域(p+) 138:P型MOSトランジスタ(PMOSTr) 140:ゲート電極 142:ドレイン 144:ソース 148:Pウエル 150:N型の高濃度不純物拡散領域(n+) 152:ドレイン 154:ソース 156:P型の高濃度不純物拡散領域(p+) 158:第1拡散領域(Pウエル) 160:第2拡散領域(p+) 162:第3拡散領域(n+) 164:第4拡散領域(Pウエル) 166:P型の高濃度不純物拡散領域(p+) 168:第1寄生トランジスタ(第1寄生Tr) 170:ウエル抵抗(R1 ) 172:第2寄生トランジスタ(第2寄生Tr) 174:第3寄生トランジスタ(第3寄生Tr) 176:第4寄生トランジスタ(第4寄生Tr) 178:第5寄生トランジスタ(第5寄生Tr) 180:第6寄生トランジスタ(第6寄生Tr) 182:ゲート電極 184:ゲート酸化膜 186:出力回路(CMOSトランジスタ) 188:P型MOSトランジスタ(PMOSTr) 190:N型MOSトランジスタ(NMOSTr) 192:純抵抗(R3 ) 194:純抵抗(R4 ) 196:第5拡散領域(Nウエル) 198:第7寄生トランジスタ(第7寄生Tr) 200:N型の酷濃度不純物拡散領域(n+) 202:第5拡散領域(Pウエル) 204:第7寄生トランジスタ(第7寄生Tr) 206:P型の高濃度不純物拡散領域(p+)10: P-type substrate 12: CMOS internal circuit 14: CMOS output circuit 16: P-type MOS transistor (PMOSTr) 18: N well 20: Source 22: Drain 24: N-type high concentration impurity diffusion region (n +) 26: N Type MOS transistor (NMOSTr) 28: Gate electrode 30: Source 32: Drain 34: P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 36: P-type MOS transistor (PMOSTr) 38: N well 40: Source 42: Drain 46: N-type MOS transistor (NMOSTr) 50: Source 52: Drain 54: Output terminal 58: P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 60: N-type high-concentration impurity diffusion region (n +) 62: N-type impurity diffusion region 64: a first parasitic transistor (first parasitic Tr) 66: well resistor (R 1) 8: second parasitic transistor (second parasitic Tr) 70: substrate resistance (R 2) 72: third parasitic transistor (third parasitic Tr) 74: fourth parasitic transistor (fourth parasitic Tr) 76: fifth parasitic transistor (Fifth Parasitic Tr) 78: Sixth Parasitic Transistor (Sixth Parasitic Tr) 80: Substrate Potential Generation Circuit 82: PMOS Output Circuit 84: Latch-up Prevention Protective Device 86: N Well 88: Source 90: Drain 92: N Type High-concentration impurity diffusion region (n +) 94: P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 96: First diffusion region (N well) 98: Second diffusion region (n +) 100: Third diffusion region (p +) 102: fourth diffusion region (N well) 104: N-type high-concentration impurity diffusion region 106: third parasitic transistor (third parasitic Tr) 108: fourth parasitic transistor (fourth) Raw Tr) 110: Fifth parasitic transistor (fifth parasitic Tr) 112: Sixth parasitic transistor (sixth parasitic Tr) 114: Field oxide film 120: N type substrate 122: CMOS internal circuit 124: CMOS output circuit 126: Latch Up-protection device 128: N-type MOS transistor (NMOSTr) 130: P-well 132: Drain 134: Source 136: P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 138: P-type MOS transistor (PMOSTr) 140: Gate electrode 142 : Drain 144: Source 148: P well 150: N type high concentration impurity diffusion region (n +) 152: Drain 154: Source 156: P type high concentration impurity diffusion region (p +) 158: First diffusion region (P well) ) 160: second diffusion region (p +) 162: third expansion Region (n +) 164: fourth diffusion region (P-well) 166: P-type high-concentration impurity diffusion region (p +) 168: first parasitic transistor (first parasitic Tr) 170: well resistor (R 1) 172: second 2 parasitic transistor (2nd parasitic Tr) 174: 3rd parasitic transistor (3rd parasitic Tr) 176: 4th parasitic transistor (4th parasitic Tr) 178: 5th parasitic transistor (5th parasitic Tr) 180: 6th parasitic Transistor (sixth parasitic Tr) 182: Gate electrode 184: Gate oxide film 186: Output circuit (CMOS transistor) 188: P-type MOS transistor (PMOSTr) 190: N-type MOS transistor (NMOSTr) 192: Pure resistance (R 3 ) 194: Pure resistance (R 4 ) 196: Fifth diffusion region (N well) 198: Seventh parasitic transistor (No. 7 parasitic Tr) 200: N-type heavily-doped impurity diffusion region (n +) 202: Fifth diffusion region (P well) 204: Seventh parasitic transistor (seventh parasitic Tr) 206: P-type highly-concentrated impurity diffusion region ( p +)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の基板に電位を印加するため
の基板電位発生回路と、内部回路と、該内部回路からの
信号を出力線へ出力するための出力回路と、該内部回路
のラッチアップを防止するためのラッチアップ防止保護
素子とを具えた半導体装置であって、 前記ラッチアップ防止保護素子は、互いに異なる電位が
印加される第1電源線と第2電源線とに、前記出力回路
と並列に接続されており、かつ、 前記基板に設けられた第2導電型の第1拡散領域と、 該第1拡散領域に設けられた、当該第1拡散領域の不純
物濃度よりも高い不純物濃度を有する第2導電型の第2
拡散領域と、 該第1拡散領域に該第2拡散領域と離間して設けられ
た、第1導電型の第3拡散領域と、 該第1拡散領域の周囲の前記基板に、当該第1拡散領域
と離間して、平面パターンで見て当該第1拡散領域を実
質的に囲うように設けられた第2導電型の第4拡散領域
とを具えており、 前記第3拡散領域は、前記出力線に接続されており、 前記第2拡散領域は、前記第1電源線に接続されてお
り、 前記第4拡散領域は、前記第2電源線に接続されてお
り、 前記基板電位発生回路で発生した電位が印加される内部
電位発生線が、前記ラッチアップ防止保護素子の外側
で、前記基板に接続されてなることを特徴とする半導体
装置。
1. A substrate potential generation circuit for applying a potential to a first conductivity type substrate, an internal circuit, an output circuit for outputting a signal from the internal circuit to an output line, and an internal circuit of the internal circuit. A semiconductor device comprising a latch-up prevention protection element for preventing latch-up, wherein the latch-up prevention protection element includes a first power supply line and a second power supply line to which different potentials are applied. A second conductive type first diffusion region connected to the output circuit in parallel and provided on the substrate, and an impurity concentration higher than the first diffusion region provided on the first diffusion region. A second conductivity type second having an impurity concentration
A diffusion region, a third diffusion region of the first conductivity type provided in the first diffusion region and separated from the second diffusion region, and the first diffusion on the substrate around the first diffusion region. A fourth diffusion region of a second conductivity type that is provided so as to be spaced apart from the region and substantially surrounds the first diffusion region when viewed in a plane pattern, wherein the third diffusion region is the output. Connected to a line, the second diffusion region is connected to the first power supply line, the fourth diffusion region is connected to the second power supply line, and is generated by the substrate potential generation circuit. An internal potential generation line to which the applied potential is applied is connected to the substrate outside the latch-up prevention protection element.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記第2拡散領域と前記第3拡散領域との間の前記第1
拡散領域部分上に、MOS型トランジスタのゲート電極
を具えてなることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first diffusion region between the second diffusion region and the third diffusion region.
A semiconductor device comprising a gate electrode of a MOS transistor on a diffusion region.
【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記出力回路の周囲に、平面パターンで見て、当該出力
回路を実質的に囲うように設けられ、前記第2電源線に
純抵抗を介して接続された第2導電型の第5拡散領域を
具えてなることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the output circuit is provided around the output circuit so as to substantially surround the output circuit, and a pure resistance is provided to the second power supply line. A semiconductor device comprising a fifth diffusion region of the second conductivity type connected via the semiconductor device.
【請求項4】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記出力線に接続された外部接続用ボンディングパッド
から見て、前記出力回路が前記ラッチアップ防止保護素
子よりも電気的に高抵抗であり、かつ、 前記出力回路が、絶縁膜によって前記基板から分離され
た純抵抗素子を介して、前記出力線に接続されてなるこ
とを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the output circuit has an electrical resistance higher than that of the latch-up prevention protection element when viewed from an external connection bonding pad connected to the output line. The semiconductor device is characterized in that the output circuit is connected to the output line via a pure resistance element separated from the substrate by an insulating film.
【請求項5】 請求項4に記載の半導体装置において、 前記出力回路を、第1導電型MOS回路および第2導電
型MOS回路からなるCMOS回路を以って構成してあ
り、 前記第1導電型MOS回路および前記第2導電型MOS
回路のうち、ラッチアップ発生のトリガとなるサージの
注入源となる方のMOS回路を、前記純抵抗素子に接続
してなることを特徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the output circuit is configured by a CMOS circuit including a first conductivity type MOS circuit and a second conductivity type MOS circuit, Type MOS circuit and the second conductivity type MOS
A semiconductor device characterized in that, of the circuits, a MOS circuit that is a source of injection of a surge that triggers the occurrence of latch-up is connected to the pure resistance element.
【請求項6】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記ラッチアップ防止保護素子が、前記出力回路の周囲
に、平面パターンで見て、当該出力回路を囲むように設
けてあることを特徴とする半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the latch-up prevention protection element is provided around the output circuit so as to surround the output circuit when viewed in a plan pattern. Semiconductor device.
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