JPH1117121A - 静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置 - Google Patents

静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置

Info

Publication number
JPH1117121A
JPH1117121A JP9169213A JP16921397A JPH1117121A JP H1117121 A JPH1117121 A JP H1117121A JP 9169213 A JP9169213 A JP 9169213A JP 16921397 A JP16921397 A JP 16921397A JP H1117121 A JPH1117121 A JP H1117121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion regions
type
conductivity
impurity diffusion
protection circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP9169213A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuji Fujiwara
原 龍 司 藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9169213A priority Critical patent/JPH1117121A/ja
Publication of JPH1117121A publication Critical patent/JPH1117121A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 素子エリア及び素子サイズ、チップサイズの
拡大を招かず、静電破壊耐量を向上できる静電破壊保護
回路とこれを備えた半導体集積回路装置を提供する。 【解決手段】 静電破壊保護回路は、n型半導体基板1
表面部に形成されたp型ウェル2の表面部にそれぞれチ
ャネル幅分離隔して形成された複数のn型不純物高濃
度拡散領域5〜11と、各n型不純物高濃度拡散領域
間の基板表面上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極
12〜17と、p型ウェルの周縁部表面に形成されたp
型高濃度不純物拡散領域3、4とを備え、複数のn
型不純物高濃度拡散領域のうち偶数番目のものを入力端
子に接続するとともに、奇数番目のものを第1の電源お
よび第2の電源に交互に接続し、p型高濃度不純物拡
散領域およびゲート電極を第2の電源に接続している。
この回路と静電破壊から保護されるべき他の回路とを同
一基板上に集積している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は静電気による半導体
集積回路の静電破壊を有効に防止する静電保護回路およ
びこれを含む半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路はその中に含まれる半導
体素子構造中にきわめて薄い膜を有しているため、一般
に高電圧の静電気に対する十分な耐性がなく、特にメモ
リ素子等では静電気による破壊が生じやすい。このた
め、半導体集積回路中には静電破壊を有効に防止するた
めの保護回路が設けられる。
【0003】図2(b)は従来用いられている入力保護
回路を模式的に表した回路図である。電源(Vcc−GN
D)間にゲート及びバックゲートをGNDに接続した2
つのnMOSトランジスタ91および92を直列接続
し、その接続中点に入力端子93を接続するとともに抵
抗94を介してインバータ95で代表される内部回路と
接続するようにしている。
【0004】図2(b)は実際の保護回路を含む従来の
半導体集積回路装置の素子断面図である。同図におい
て、n型半導体基板51の表面部にはp型ウェル52〜
54が形成されており、各ウェル内にはそれぞれ各種保
護回路が形成されている。
【0005】ウェル52にはGND側入力保護回路が形
成されている。pウェル52の周縁部にはウェル電位取
り出し用のp+ 型不純物拡散領域55および56が形成
され、n+ 型不純物拡散領域57、58、59、60が
互いに所定のチャネル幅分離隔して形成され、これらの
うちの隣接するn+ 型不純物拡散領域間の上にはゲート
絶縁膜(図示せず)を介してゲート電極61〜63がそ
れぞれ形成されている。p+ 型不純物拡散領域55およ
び56、n+ 型不純物拡散領域57、59およびゲート
電極61〜63はGND端子に接続され、n+ 型不純物
拡散領域58および60は入力端子に接続されている。
【0006】ウェル53にはVcc側の入力保護回路が形
成されている。pウェル53の周縁部にはウェル電位取
り出し用のp+ 型不純物拡散領域64および65が形成
され、n+ 型の不純物拡散領域66、67、68、69
が互いに所定のチャネル幅分離隔して形成され、これら
のうちの隣接するn+ 型不純物拡散領域間の上にはゲー
ト絶縁膜(図示せず)を介してゲート電極70、71、
72がそれぞれ形成されている。p+ 型不純物拡散領域
64および65およびゲート電極70〜72はGND端
子に接続され、n+ 型不純物拡散領域67および69は
電源Vccに接続され、n+ 型不純物拡散領域66および
68は入力端子に接続されている。
【0007】ウェル54には電源間保護回路が形成され
ている。pウェル54の周縁部にはウェル電位取り出し
用のp+ 型不純物拡散領域73および74が形成され、
+型不純物拡散領域75、76、77、80が互いに
所定のチャネル幅分離隔して形成され、これらのうちの
隣接するn+ 型不純物拡散領域間の上にはゲート絶縁膜
(図示せず)を介してゲート電極79〜81がそれぞれ
形成されている。p+型不純物拡散領域73および7
4、n+ 型不純物拡散領域76、78およびゲート電極
79〜81はGND端子に接続され、n+ 型不純物拡散
領域58および60は電源Vccに接続されている。
【0008】このような構造では各保護回路内に寄生バ
イポーラトランジスタが形成される。例えば、電源間保
護回路では、n+ 型不純物拡散領域75をコレクタ、n
+ 型不純物拡散領域76をエミッタ、pウェル54をベ
ースとするnpnトランジスタ82と、n+ 型不純物拡
散領域76をエミッタ、n+ 型不純物拡散領域77をコ
レクタ、pウェル54をベースとするnpnトランジス
タ83と、n+ 型不純物拡散領域77をコレクタ、n+
型不純物拡散領域78をエミッタ、pウェル54をベー
スとするnpnトランジスタ84と、p+ 型不純物拡散
領域73および74とpウェル54によりそれぞれ寄生
抵抗85および86が形成され、大きな(−)サージが
生じてもnpn型寄生バイポーラトランジスタによりV
ccラインに吸収され、内部回路には影響を及ぼさない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電破
壊耐量は保護回路の大きさに比例する。このため、従来
は図2(a)に示すように、GND側入力保護回路、V
cc側入力保護回路、電源間保護回路をそれぞれ別のウ
ェルに形成するとともに、保護回路を構成するトランジ
スタを複数個にすることにより絶縁破壊耐量を増加させ
ている。特に電源間の静電破壊耐量は最も条件が厳し
く、静電耐量を向上させるためには、電源間保護回路の
サイズを大きくしなければならず、これに伴ってチップ
サイズが大きくなってしまうという問題がある。
【0010】本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑
みてなされたもので、その目的は素子エリア・素子サイ
ズの大型化を招くことなくサージに対する耐量向上を図
ることのできる対静電破壊保護回路およびこれを含む半
導体集積回路装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一導電
型半導体基板表面部に形成された逆導電型ウェルの表面
部にそれぞれチャネル幅分離隔して形成された複数の一
導電型不純物高濃度拡散領域と、前記各一導電型不純物
高濃度拡散領域間の基板表面上に絶縁膜を介して形成さ
れたゲート電極と、前記逆導電型ウェルの周縁部表面に
形成された逆導電型高濃度不純物拡散領域とを備え、前
記複数の一導電型不純物高濃度拡散領域のうち偶数番目
のものを入力端子に接続するとともに、奇数番目のもの
を第1の電源および第2の電源に交互に接続し、前記逆
導電型高濃度不純物拡散領域および前記ゲート電極を前
記第2の電源に接続したことを特徴とする静電破壊保護
回路が提供される。
【0012】また、本発明にかかる半導体集積回路装置
は上述した静電破壊保護回路と、この静電保護回路によ
り保護される他の回路を同一基板上に共に集積したもの
である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る対静電破壊保
護回路を含む半導体集積回路装置の実施の一形態につき
詳細に説明する。同図において、n型の基板1の表面部
にはp型のウェル2が形成されている。このウェル2表
面部にはその周縁部にはウェル電位取り出し用のp+
不純物拡散領域3および4が形成されており、内部には
+ 型不純物拡散領域5、6、7、8、9、10、11
が互いに所定のチャネル幅分離隔して形成され、これら
のうちの隣接するn+ 型不純物拡散領域間の上にはゲー
ト絶縁膜(図示せず)を介してゲート電極12、13、
14、15、16、17がそれぞれ形成されている。p
+ 型不純物拡散領域3および4、n+ 型不純物拡散領域
7、11およびゲート電極12〜17はGND端子に接
続され、n+ 型不純物拡散領域5および9は電源Vccに
接続され、n+ 型不純物拡散領域6、8、10は入力端
子に接続されている。
【0014】このように、n+ 型不純物拡散領域5、
6、7、8、9、10、11は順にVcc−入力−GND
−入力−Vcc−入力−GNDに接続されている。
【0015】このような構成では、各領域の位置関係か
らVccと入力間、GNDと入力間、VccとGND間(電
源間)でいずれも寄生バイポーラトランジスタが形成さ
れ、高電圧はこの寄生トランジスタに吸収され、回路の
保護が行われる。一例として、電源間保護回路として機
能する場合について説明する。この場合には、VccとG
NDに着目すると図1に示すような寄生バイポーラトラ
ンジスタ18〜20が形成されることになる。すなわ
ち、n+ 型不純物拡散領域5をコレクタ、n+ 型不純物
拡散領域7をエミッタ、pウェル2をベースとするnp
nトランジスタ18と、n+ 型不純物拡散領域7をエミ
ッタ、n+ 型不純物拡散領域9をコレクタ、pウェル2
をベースとするnpnトランジスタ19と、n+ 型不純
物拡散領域9をコレクタ、n+ 型不純物拡散領域11を
エミッタ、pウェル2をベースとするnpnトランジス
タ20と、p+ 型不純物拡散領域3および4とpウェル
2によりそれぞれ寄生抵抗21および22が形成される
ことになる。したがって、VccとGND間に大きな
(−)サージが生じてもここに示したnpn型寄生バイ
ポーラトランジスタによりVccラインに吸収され、内部
回路には影響を及ぼさない。
【0016】以上の実施の形態ではn+ 型不純物拡散領
域の総数は7であり、そのうち入力端子が接続された3
となっているが、本願発明のように、GND側入力保護
回路、電源側入力保護回路、電源間保護回路を1つのウ
ェル内に形成された構造で兼用するためには、n+ 型不
純物拡散領域の総数は3以上である必要がある。例え
ば、図1においてn+ 型不純物拡散領域として5、6、
7のみとしてn+ 型不純物拡散領域8〜11およびゲー
ト電極14〜17を省略した構成がこれに当たる。この
場合でもサージがどこに現れるかにより生じた寄生バイ
ポーラトランジスタを通じてサージを逃がすことができ
る。
【0017】また、静電破壊耐量を増加させるためには
入力端子が接続されるn+ 型不純物拡散領域の数を2以
上とすることが必要で、例えば図1でn+ 型不純物拡散
領域10および11ならびにゲート電極16および17
を省略した構成が最小の構成である。
【0018】さらに、要求される静電破壊耐量に応じ、
+ 型不純物拡散領域の数を実施の形態として示された
数以上に増加させ、これらに前述したような繰り返しの
原則によりVcc、入力、GNDを接続することができ、
これにより少ない面積で静電破壊耐量を増加させること
ができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、同
一ウェル内にVcc側入力保護回路、GND側入力保護回
路、電源間保護回路が形成されているので、素子エリア
及び素子サイズ、チップサイズの拡大を招くことなく、
静電破壊耐量の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る保護回路の構造を示す
素子断面図。
【図2】従来の保護回路の構造を示す素子断面図(a)
及び回路図(b)。
【符号の説明】 1 n型半導体基板 2 pウェル 3,4 p+ 型不純物拡散領域 5〜11 n+ 型不純物拡散領域 12〜17 ゲート電極 18〜20 寄生トランジスタ 21、22 寄生抵抗

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電型半導体基板表面部に形成された逆
    導電型ウェルの表面部にそれぞれチャネル幅分離隔して
    形成された複数の一導電型不純物高濃度拡散領域と、 前記各一導電型不純物高濃度拡散領域間の基板表面上に
    絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、 前記逆導電型ウェルの周縁部表面に形成された逆導電型
    高濃度不純物拡散領域とを備え、 前記複数の一導電型不純物高濃度拡散領域のうち偶数番
    目のものを入力端子に接続するとともに、奇数番目のも
    のを第1の電源および第2の電源に交互に接続し、前記
    逆導電型高濃度不純物拡散領域および前記ゲート電極を
    前記第2の電源に接続したことを特徴とする静電破壊保
    護回路。
  2. 【請求項2】前記一導電型高濃度不純物拡散領域は3以
    上の奇数個備えられたことを特徴とする請求項1に記載
    の静電破壊保護回路。
  3. 【請求項3】前記一導電型高濃度不純物拡散領域は5以
    上の奇数個備えられたことを特徴とする請求項1に記載
    の静電破壊保護回路。
  4. 【請求項4】前記一導電型はn型、前記逆導電型はp
    型、第1の電源はVcc、第2の電源は接地であることを
    特徴とする請求項1に記載の静電保護回路。
  5. 【請求項5】一導電型半導体基板上に請求項1に記載の
    静電破壊保護回路と、この静電保護回路により保護され
    る他の回路を共に集積してなる半導体集積回路装置。
JP9169213A 1997-06-25 1997-06-25 静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置 Withdrawn JPH1117121A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9169213A JPH1117121A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9169213A JPH1117121A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1117121A true JPH1117121A (ja) 1999-01-22

Family

ID=15882312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9169213A Withdrawn JPH1117121A (ja) 1997-06-25 1997-06-25 静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1117121A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324847A (ja) * 2001-04-24 2002-11-08 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
CN112635546A (zh) * 2020-12-21 2021-04-09 无锡市晶源微电子有限公司 高可靠性nmos阵列结构及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002324847A (ja) * 2001-04-24 2002-11-08 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
JP4620282B2 (ja) * 2001-04-24 2011-01-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
CN112635546A (zh) * 2020-12-21 2021-04-09 无锡市晶源微电子有限公司 高可靠性nmos阵列结构及其制备方法
CN112635546B (zh) * 2020-12-21 2023-07-21 无锡市晶源微电子股份有限公司 高可靠性nmos阵列结构及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09293832A (ja) 半導体装置
TWI765956B (zh) 半導體裝置
EP0388180A1 (en) Semiconductor device having protection circuit
CN100514678C (zh) 在接合焊盘下的低电容静电放电保护结构
JPH0369141A (ja) セミカスタム半導体集積回路
JP2822915B2 (ja) 半導体装置
US5148250A (en) Bipolar transistor as protective element for integrated circuits
US6894881B1 (en) ESD protection methods and devices using additional terminal in the diode structures
JP2906749B2 (ja) 半導体装置のゲート保護装置
JP2942927B2 (ja) 入力保護回路
JP2003060059A (ja) 保護回路および保護素子
JPH1117121A (ja) 静電破壊保護回路およびこれを含む半導体集積回路装置
JP3753692B2 (ja) オープンドレイン用mosfet及びこれを用いた半導体集積回路装置
JP2000040788A (ja) 半導体装置
JP2982250B2 (ja) 半導体装置
JPS63148671A (ja) 半導体集積回路装置の静電破壊防止装置
JPH11251533A (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
US6597021B2 (en) Protection circuit and semiconductor device
JP2007189048A (ja) 半導体装置
JP3211871B2 (ja) 入出力保護回路
JP2854900B2 (ja) 半導体装置
JP2001339044A (ja) 半導体装置の静電保護回路
JP3435937B2 (ja) 半導体装置
JP2926801B2 (ja) 半導体集積装置
JP3038744B2 (ja) Cmos型半導体集積回路装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040907