JPH1041457A - 半導体装置の入出力静電保護回路 - Google Patents

半導体装置の入出力静電保護回路

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JPH1041457A
JPH1041457A JP19022296A JP19022296A JPH1041457A JP H1041457 A JPH1041457 A JP H1041457A JP 19022296 A JP19022296 A JP 19022296A JP 19022296 A JP19022296 A JP 19022296A JP H1041457 A JPH1041457 A JP H1041457A
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input
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semiconductor device
electrostatic protection
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Kenichi Tanaka
憲一 田中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入出力静電保護回路自体ならびに内部回路が
確実かつ十分に保護される半導体装置の入出力静電保護
回路を提供する。 【解決手段】 内部回路としての入出力インターフェー
スバッファ200と入出力パッド13との間にて延びる
信号線10と信号線10に対して実質的に平行に延びる
電源線14との間ならびに信号線10と信号線10に対
して実質的に平行に延びるグランド線15との間にて、
配線の延びる方向に並列に配された実質的に複数のトラ
ンジスタを有している。複数のトランジスタのそれぞれ
と配線との間の抵抗値については、入出力パッド13側
から入出力インターフェースバッファ200側へ向かう
につれて傾斜的に高まるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の入出
力部に過大な電圧が印加されることにより内部回路が破
壊されることを防ぐ半導体装置の入出力静電保護回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、この種の半導体装置の入出力静
電保護回路の一例を示す上面図である。図5は、その等
価回路図である。
【0003】図4および図5を参照して、この入出力静
電保護回路は、エンハンスメント型のnチャネルトラン
ジスタ39と同じくエンハンスメント型のpチャネルト
ランジスタ38とで構成されており、入出力パッド33
と内部回路としての入出力インターフェースバッファ2
00との間に接続することによって、過大な電圧が入出
力パッド33に印加された場合に、電源線34またはグ
ランド線35に電流を流し、入出力インターフェースバ
ッファ200への影響をなくしている。尚、図4中、符
号31はコンタクト、32はゲート、36はソース、3
7はドレイン、30は信号線である。
【0004】他の従来例としては、保護回路内の拡散層
と電源線とのコンタクトホール、あるいは拡散層の断面
積を大きくすることによって入出力電流の拡散層におけ
る電流密度を小さくすることにより、その箇所での破壊
を防止する例がある。さらに他の従来例としては、拡散
層コンタクトホール部の不純物濃度を高くし、その他の
箇所の不純物濃度を低くすることにより、トランジスタ
の静電耐圧を向上させる例がある。これら2つの従来例
も、図5の等価回路図で表される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4および図5に示し
た従来例ならびに他の2つの従来例をも含め、従来の半
導体装置の入出力静電保護回路では、過大な電圧が入出
力パッドを通して内部回路としての入出力インターフェ
ースバッファに印加された場合に、入出力インターフェ
ースバッファの動作状態によっては、電流が保護回路自
体だけではなく、入出力インターフェースバッファの構
成トランジスタを通って、電源線、グランド線に流れ
る。こうなると、入出力インターフェースバッファの拡
散層に電流が集中するので、拡散層およびゲート酸化膜
の熱的破壊が発生することがある。即ち、従来の半導体
装置の入出力静電保護回路には、その保護動作が十分か
つ確実ではないという問題点がある。
【0006】本発明の課題は、半導体装置のための保護
動作が十分かつ確実である半導体装置の入出力静電保護
回路を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部回
路と入出力パッドとの間にて延びる信号線と該信号線に
対して実質的に平行に延びる電源線との間、ならびに該
信号線と該信号線に対して実質的に平行に延びるグラン
ド線との間の少くともいずれか一方にて配線の延びる方
向に並列に配された実質的に複数のトランジスタを有
し、前記内部回路を保護する半導体装置の入出力静電保
護回路であって、前記複数のトランジスタのそれぞれと
配線との間の抵抗値について、前記入出力パッド側から
前記内部回路側へ向かうにつれて傾斜的に高まるように
したことを特徴とする半導体装置の入出力静電保護回路
が得られる。
【0008】本発明によればまた、前記複数のトランジ
スタの各コンタクトは、該トランジスタのチャネル幅方
向の位置について、前記入出力パッド側から前記内部回
路側へ向かうにつれてゲートに近付くように傾斜的に配
したことを特徴とする前記半導体装置の入出力静電保護
回路が得られる。
【0009】本発明によればさらに、前記複数のトラン
ジスタの各コンタクトは、該トランジスタのチャネル幅
方向の個数について、前記入出力パッド側から前記内部
回路側へ向かうにつれて傾斜的に増加するようにしたこ
とを特徴とする前記半導体装置の入出力静電保護回路が
得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態による半導体装置の入出力静電保護回路を説
明する。
【0011】本発明の実施の形態による半導体装置の入
出力静電保護回路は、内部回路と入出力パッドとの間に
て延びる信号線と信号線に対して実質的に平行に延びる
電源線との間、ならびに信号線と信号線に対して実質的
に平行に延びるグランド線との間の少くともいずれか一
方にて配線の延びる方向に並列に配された実質的に複数
のトランジスタを有している。複数のトランジスタのそ
れぞれと配線との間の抵抗値については、入出力パッド
側から内部回路側へ向かうにつれて傾斜的に高まるよう
にしてある。
【0012】[実施の形態1]図1は、本発明の実施の
形態1による半導体装置の入出力静電保護回路を示す上
面図である。図2は、その等価回路図である。
【0013】図1および図2を参照して、本入出力静電
保護回路は、エンハンスメント型のnチャネルトランジ
スタ19と同じくエンハンスメント型のpチャネルトラ
ンジスタ18とで構成されており、入出力パッド13と
内部回路としての入出力インターフェースバッファ20
0との間に接続することによって、過大な電圧が入出力
パッド13に印加された場合に、電源線14またはグラ
ンド線15に電流を流し、入出力インターフェースバッ
ファ200への影響をなくしている。尚、図1中、符号
11はコンタクト、12はゲート、16はソース、17
はドレイン、10は信号線である。
【0014】さて、nチャネルトランジスタ19、pチ
ャネルトランジスタ18は、それらのコンタクト11に
よって、入出力インターフェースバッファ200と入出
力パッド13との間にて延びる信号線10と信号線10
に対して実質的に平行に延びる電源線14との間、信号
線14と信号線14に対して実質的に平行に延びるグラ
ンド線15との間にて、これら配線の延びる方向に並列
に配された実質的に複数のトランジスタを含んでいる。
【0015】そして、複数のトランジスタの各コンタク
ト11は、トランジスタのチャネル幅方向の位置につい
て、入出力パッド13側から入出力インターフェースバ
ッファ200側へ向かうにつれてゲート12に近付くよ
うに傾斜的に配されている。これにより、複数のトラン
ジスタのそれぞれと配線との間の抵抗値が、入出力パッ
ド13側から入出力インターフェースバッファ200側
へ向かうにつれて傾斜的に高まる。
【0016】以上のような構造により、入出力パッド1
3に過大な電圧が印加されても、複数のトランジスタ
が、比較的静電耐圧の大きい入出力パッド13側から順
次オンして電流を電源線14またはグランド線15に流
れていくので、比較的静電耐圧の小さい入出力インター
フェースバッファ200側のトランジスタが破壊されに
くい。また、例えば図4および図5に示した従来例と比
較して、トランジスタのソース、ドレインのシート抵抗
およびコンタクト抵抗が小さくなるので、入出力インタ
ーフェースバッファ200に過大な電圧がかかりにく
い。よって、入出力静電保護回路自体ならびに内部回路
が確実かつ十分に保護される。
【0017】[実施の形態2]図3は、本発明の実施の
形態2による半導体装置の入出力静電保護回路を示す上
面図である。その等価回路は、実施の形態1と同じく、
図2で示される。
【0018】図3および図2を参照して、本入出力静電
保護回路は、エンハンスメント型のnチャネルトランジ
スタ29と同じくエンハンスメント型のpチャネルトラ
ンジスタ28とで構成されており、入出力パッド23と
内部回路としての入出力インターフェースバッファ20
0との間に接続することによって、過大な電圧が入出力
パッド13に印加された場合に、電源線24またはグラ
ンド線25に電流を流し、入出力インターフェースバッ
ファ200への影響をなくしている。尚、図3中、符号
21はコンタクト、22はゲート、26はソース、27
はドレイン、20は信号線である。nチャネルトランジ
スタ29、pチャネルトランジスタ28は、それらのコ
ンタクト21によって、入出力インターフェースバッフ
ァ200と入出力パッド23との間にて延びる信号線2
0と信号線20に対して実質的に平行に延びる電源線2
4との間、信号線24と信号線24に対して実質的に平
行に延びるグランド線25との間にて、これら配線の延
びる方向に並列に配された実質的に複数のトランジスタ
を含んでいる。
【0019】さて、複数のトランジスタの各コンタクト
21は、トランジスタのチャネル幅方向の個数につい
て、入出力パッド23側から入出力インターフェースバ
ッファ200側へ向かうにつれて増加するようしてあ
る。尚、本例では、個数に加えて位置についても、入出
力パッド23側から入出力インターフェースバッファ2
00側へ向かうにつれてゲート22に近付くように傾斜
的に配されている。これにより、複数のトランジスタの
それぞれと配線との間の抵抗値が、入出力パッド23側
から入出力インターフェースバッファ200側へ向かう
につれて傾斜的に高まる。
【0020】以上のような構造により、入出力パッド2
3に過大な電圧が印加されても、複数のトランジスタ
が、比較的静電耐圧の大きい入出力パッド23側から順
次オンして電流を電源線24またはグランド線25に流
れていくので、比較的静電耐圧の小さい入出力インター
フェースバッファ200側のトランジスタが破壊されに
くい。破壊防止効果は、実施の形態1よりも、さらに高
い。また、例えば図4および図5に示した従来例と比較
して、トランジスタのソース、ドレインのシート抵抗お
よびコンタクト抵抗が小さくなるので、入出力インター
フェースバッファ200に過大な電圧がかかりにくい。
この効果も、実施の形態1よりも、さらに高い。よっ
て、入出力静電保護回路自体ならびに内部回路が確実か
つ十分に保護される。
【0021】
【発明の効果】本発明による半導体装置の入出力静電保
護回路は、内部回路と入出力パッドとの間にて延びる信
号線と信号線に対して実質的に平行に延びる電源線との
間、ならびに信号線と信号線に対して実質的に平行に延
びるグランド線との間の少くともいずれか一方にて配線
の延びる方向に並列に配された実質的に複数のトランジ
スタを有し、内部回路を保護する半導体装置の入出力静
電保護回路であって、複数のトランジスタのそれぞれと
配線との間の抵抗値について、入出力パッド側から内部
回路側へ向かうにつれて傾斜的に高まるようにしたた
め、比較的静電耐圧の小さい内部回路側のトランジスタ
が破壊されにくく、入出力静電保護回路自体ならびに内
部回路が確実かつ十分に保護される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による半導体装置の入出
力静電保護回路を示す図である。
【図2】図1、図3に示す入出力静電保護回路の等価回
路図である。
【図3】本発明の実施の形態2による半導体装置の入出
力静電保護回路を示す図である。
【図4】従来例による半導体装置の入出力静電保護回路
を示す図である。
【図5】図4に示す入出力静電保護回路の等価回路図で
ある。
【符号の説明】
10、20、30 信号線 11、21、31 コンタクト 12、22、32 ゲート 13、23、33 入出力パッド 14、24、34 電源線 15、25、35 グランド線 16、26、36 ソース 17、27、37 ドレイン 18、28、38 pチャネルトランジスタ 19、29、39 nチャネルトランジスタ 200 入出力インターフェースバッファ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部回路と入出力パッドとの間にて延び
    る信号線と該信号線に対して実質的に平行に延びる電源
    線との間、ならびに該信号線と該信号線に対して実質的
    に平行に延びるグランド線との間の少くともいずれか一
    方にて配線の延びる方向に並列に配された実質的に複数
    のトランジスタを有し、前記内部回路を保護する半導体
    装置の入出力静電保護回路であって、前記複数のトラン
    ジスタのそれぞれと配線との間の抵抗値について、前記
    入出力パッド側から前記内部回路側へ向かうにつれて傾
    斜的に高まるようにしたことを特徴とする半導体装置の
    入出力静電保護回路。
  2. 【請求項2】 前記複数のトランジスタの各コンタクト
    は、該トランジスタのチャネル幅方向の位置について、
    前記入出力パッド側から前記内部回路側へ向かうにつれ
    てゲートに近付くように傾斜的に配したことを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体装置の入出力静電保護回路。
  3. 【請求項3】 前記複数のトランジスタの各コンタクト
    は、該トランジスタのチャネル幅方向の個数について、
    前記入出力パッド側から前記内部回路側へ向かうにつれ
    て傾斜的に増加するようにしたことを特徴とする請求項
    1または2に記載の半導体装置の入出力静電保護回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100519503B1 (ko) * 1998-06-23 2006-05-12 매그나칩 반도체 유한회사 반도체소자의 i/o 회로의 정전방전불량 방지구조
JP2006278677A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Mitsumi Electric Co Ltd 半導体装置
JP2010219504A (ja) * 2009-02-23 2010-09-30 Seiko Instruments Inc 半導体装置
US8228650B2 (en) 2009-07-01 2012-07-24 Seiko Epson Corporation Input-output interface circuit, integrated circuit device and electronic apparatus

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US8228650B2 (en) 2009-07-01 2012-07-24 Seiko Epson Corporation Input-output interface circuit, integrated circuit device and electronic apparatus

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