JPS5871650A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS5871650A JPS5871650A JP56169998A JP16999881A JPS5871650A JP S5871650 A JPS5871650 A JP S5871650A JP 56169998 A JP56169998 A JP 56169998A JP 16999881 A JP16999881 A JP 16999881A JP S5871650 A JPS5871650 A JP S5871650A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/10—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
- H01L27/118—Masterslice integrated circuits
- H01L27/11898—Input and output buffer/driver structures
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、yチャンネル朧の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタと、Pチャンネル淑の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタとを含む相補型の半導体系8I回路装置(以下、
0M08又はOMIT型の半導体集積回路装置と称する
)K@する。
ジスタと、Pチャンネル淑の絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタとを含む相補型の半導体系8I回路装置(以下、
0M08又はOMIT型の半導体集積回路装置と称する
)K@する。
Pチャンネルの絶縁ゲート温亀界効果トランジスタ(以
下、麗工8PETと称する)と、NチャンネルのM工g
lFITとから成る0M05l構造の半導体集積−路装
置は、特性的に消費電力が低く、かつ、バイポーラ蓋の
論理回路、例えは、TTL(rranaistor T
r&nal#tOr Logio )論ma路を駆動し
得る出力レベルを有するため、バイポーラ型の&j場回
絡と両立性を有する。また、この半導体集積回路装置は
、構造的に1比較的にルイアウト設計か容易に店れる点
から、大規模集積回路装Wt<以下、単Kl、8工と称
する)、又は、超L81(VLjll)K適している。
下、麗工8PETと称する)と、NチャンネルのM工g
lFITとから成る0M05l構造の半導体集積−路装
置は、特性的に消費電力が低く、かつ、バイポーラ蓋の
論理回路、例えは、TTL(rranaistor T
r&nal#tOr Logio )論ma路を駆動し
得る出力レベルを有するため、バイポーラ型の&j場回
絡と両立性を有する。また、この半導体集積回路装置は
、構造的に1比較的にルイアウト設計か容易に店れる点
から、大規模集積回路装Wt<以下、単Kl、8工と称
する)、又は、超L81(VLjll)K適している。
この徳の半導体集積回路装皺は、一般に、論理回路の出
力絢において、バイポーラ型回路などの外部回路に対し
て、容量性の負荷などに対して大きな躯fIIJ能力を
与えるために、出カ匈のインタフェース回路1it−構
成する0M0B構造の対MXBN!1テのチャンネル幅
、チャンネル長などの幾何学的構造を、内部輪m回路部
’を構成する0M0B構造のMZfiJIMテに比べ大
きくしている。
力絢において、バイポーラ型回路などの外部回路に対し
て、容量性の負荷などに対して大きな躯fIIJ能力を
与えるために、出カ匈のインタフェース回路1it−構
成する0M0B構造の対MXBN!1テのチャンネル幅
、チャンネル長などの幾何学的構造を、内部輪m回路部
’を構成する0M0B構造のMZfiJIMテに比べ大
きくしている。
しかしながら、本発明看等の検討結果に従えば、幾何学
的構造が大きいインタフェース回路部のCMo1Q造は
、内部論理回路部の幾何学的構造が小さい0M05l構
造に比較して、インタフェース回路の出力信号端子、す
なわち、半導体集積回路装置の出力信号端子から入力さ
れる雑f信号によって、寄生P、N P Nサイリスタ
構造に七るラッチアップ現象が生じ易いという事実が判
明した。このラッチアップ現象に起因して、論理回路K
iaJIE!1作を与え、又は、ラッチアップ現象に基
づく大電流によって、回路素子の破壊を招くという間組
点のあることを発見した。
的構造が大きいインタフェース回路部のCMo1Q造は
、内部論理回路部の幾何学的構造が小さい0M05l構
造に比較して、インタフェース回路の出力信号端子、す
なわち、半導体集積回路装置の出力信号端子から入力さ
れる雑f信号によって、寄生P、N P Nサイリスタ
構造に七るラッチアップ現象が生じ易いという事実が判
明した。このラッチアップ現象に起因して、論理回路K
iaJIE!1作を与え、又は、ラッチアップ現象に基
づく大電流によって、回路素子の破壊を招くという間組
点のあることを発見した。
すなわち、出力インタフェース回路の0M08構造は、
一般KX N型シリコン基板の一主WJ111にPfi
ウェルを形成し、このPgウェル内にNチャネkM I
8 P i T (Metal工n5ulator
85m1c−on+1uotor Field Kff
eat Transistor )のN + 、11ン
ーメ及びドレイン愉域を設け、他方M[シリコン基板に
はPチャネルM工8FEITのP+温ソース及びドレイ
ン領域を設け、崗M工aIPm丁の各ゲートには内部回
路の出力を共通に与え、各ドレイン領域からは0M08
の出力tk@出して出力端子に導ひいている。従って、
PチャネルMIaPITOF 型能動@域と、MBi
k板と、Hチャネルhtxtayz’xか形成されるP
mウェルとの蘭にけPMP寄生バイポーラトランジスタ
構造が、一方、yチャネルM工1FllTのM+脂能動
餉領域、P撤つェルと、M型基板との間にはMPN薔生
バイポーラトランジスタ構造が形成すれて、これらの#
@畜生トランジスメによってFMPM寄生サイリすI構
造が形成ちれる。従って、0MO8の出力N端子(半導
体集積回路装置の出力端子)から何らかの異常電圧が加
わった際、これを電気的トリガとして上記寄生サイリス
タが導通する仁とによって電1を横切るショート回路が
形成されて、大電流が連続的に藏れることになる。仁う
したランチアップ現象による電流が過大に流れると、(
JMOa自体が熱的に破線されてしまうという好しから
ぬl#Il!を招く仁とKなる。
一般KX N型シリコン基板の一主WJ111にPfi
ウェルを形成し、このPgウェル内にNチャネkM I
8 P i T (Metal工n5ulator
85m1c−on+1uotor Field Kff
eat Transistor )のN + 、11ン
ーメ及びドレイン愉域を設け、他方M[シリコン基板に
はPチャネルM工8FEITのP+温ソース及びドレイ
ン領域を設け、崗M工aIPm丁の各ゲートには内部回
路の出力を共通に与え、各ドレイン領域からは0M08
の出力tk@出して出力端子に導ひいている。従って、
PチャネルMIaPITOF 型能動@域と、MBi
k板と、Hチャネルhtxtayz’xか形成されるP
mウェルとの蘭にけPMP寄生バイポーラトランジスタ
構造が、一方、yチャネルM工1FllTのM+脂能動
餉領域、P撤つェルと、M型基板との間にはMPN薔生
バイポーラトランジスタ構造が形成すれて、これらの#
@畜生トランジスメによってFMPM寄生サイリすI構
造が形成ちれる。従って、0MO8の出力N端子(半導
体集積回路装置の出力端子)から何らかの異常電圧が加
わった際、これを電気的トリガとして上記寄生サイリス
タが導通する仁とによって電1を横切るショート回路が
形成されて、大電流が連続的に藏れることになる。仁う
したランチアップ現象による電流が過大に流れると、(
JMOa自体が熱的に破線されてしまうという好しから
ぬl#Il!を招く仁とKなる。
本発明者の検討によれば、このラッチアップ現Jlが、
特に1インタフ工−ス回路の出力−路において生じ易い
理由は、出力インタフェース回路の素子サイズは、TT
L等の外部回路を駆動できるように大きなものとしてゲ
インを高くしているため、サイリスタ構造を形成する寄
生PIP)ランジスタおよびNPN )ランジスタの両
者の等価電流増暢率(h、、1)が大きくなるためと考
えられる0このラッチアップ現象を防ぐためKS向えば
上記の両MXB’llN丁を距離的に*して配置し、P
NP寄生トランジスタの電流増幅率hyieを小さくす
ることが考えられる。しかしながら、倣細加工扱術の進
歩によるLB工の集積度の向上に伴なって、内m回路と
して集積される論理ゲート数を増やすと、これに応じて
出力回路の数も増える必要があるから、インタフェース
回路の0M0Bを構成する両MよりW”A’!t−離し
て配置すること自体がレイアウト上から困難であり、か
つ出力インタフェース回路の占有面積を大きくせしめる
点で不利である。
特に1インタフ工−ス回路の出力−路において生じ易い
理由は、出力インタフェース回路の素子サイズは、TT
L等の外部回路を駆動できるように大きなものとしてゲ
インを高くしているため、サイリスタ構造を形成する寄
生PIP)ランジスタおよびNPN )ランジスタの両
者の等価電流増暢率(h、、1)が大きくなるためと考
えられる0このラッチアップ現象を防ぐためKS向えば
上記の両MXB’llN丁を距離的に*して配置し、P
NP寄生トランジスタの電流増幅率hyieを小さくす
ることが考えられる。しかしながら、倣細加工扱術の進
歩によるLB工の集積度の向上に伴なって、内m回路と
して集積される論理ゲート数を増やすと、これに応じて
出力回路の数も増える必要があるから、インタフェース
回路の0M0Bを構成する両MよりW”A’!t−離し
て配置すること自体がレイアウト上から困難であり、か
つ出力インタフェース回路の占有面積を大きくせしめる
点で不利である。
従って、本発明の主目的は、0M0Elfiの半導体集
積回路装置におけるラッチアップfits、會防止し、
その正常な駆動機能t−S持することにある。
積回路装置におけるラッチアップfits、會防止し、
その正常な駆動機能t−S持することにある。
本発明の他の目的は、レイアウトが容易で高集積化を夾
埃できる0M08型の半導体集積回路装置の出力1路の
構造を提供することにある。
埃できる0M08型の半導体集積回路装置の出力1路の
構造を提供することにある。
これらの目的を達成するために、本発明に従えば、出力
端子KPMされるインタフェース回路を、単一の導電1
チヤンネルの複数の絶縁ゲート電界効果トランジスタに
よって構成する。
端子KPMされるインタフェース回路を、単一の導電1
チヤンネルの複数の絶縁ゲート電界効果トランジスタに
よって構成する。
以下、本発明上〇 M Oa!!ll−鳳り8工に適用
した実施列について、図面を参照しながら詳細に欽明す
る。
した実施列について、図面を参照しながら詳細に欽明す
る。
第1図および嬉2図は、本発明の貞施釣に従う0MO8
#4造のI、gIKおけるレイアウトの略式図を示す。
#4造のI、gIKおけるレイアウトの略式図を示す。
このL8X(1、ある論m機能を与えるために形aされ
尼ものである。
尼ものである。
約121角のシリコン牛導体基板からなる工0チップ1
は、中央St占める約10m角の領域に形成されfc−
理回路部2と、この論理回路部(内1i1mji!@
) カb約120 p III(DM’lk 3 ’t
illイ&状−で内部回路部2を四方から取囲む約30
0μm幅の領域に形成された、−m回路部20入出力趨
子と外部回路とを結合するための周辺回路部4と、約5
8011mmの周縁部に般けられた、周辺回路部に電気
的接続されるポンディングパッド列5とからなっている
。論理回路s2はチップ全体の70%Ii&を占めてい
て、後で靜細に述べるようにyチャネルMI81F]1
丁列6とPチャネルMIalFIT列7とが交互に配列
せしめられたものからなplその論理ゲート数は致方ゲ
ートにも及ぶ大規模ロジックを構成している。この論理
回路部2は、NAN’D、排他的OR轡の単位回路の集
会体によって0M08で構成されている。周辺回路部番
は、論理回路部20入力@に結合されて外部回路の入力
信号を論理回路部2へ伝達させるための入力インタフェ
ース回路部と、論理回路部2の出力−に結合されて、そ
の出力信号を、他の外部回路へ送信する友めの出力イン
タフェース回路部とを含んでいる。入力インタフェース
回End、LaIの外部からの信号を受信するものであ
る仁とから、その回路の0M08インバ一タ回路を形成
するMI81Fl?は、内部論理回路部2t−構成する
MIIFm丁とほぼ同一の幾何学的寸法を以って形成す
ることができる。一方、出力インタフェース回118m
は、LaIの他の外部回路を駆動する上置のあるζkか
ら、それを構成するMXB11丁の寸法な大きくする必
資がある。本発gAK従えば、この出力インメツエース
回路部は、同一導電チャンネル、すなわち、Nチャンネ
ルのMI&PIllTKよって出力インバータ回路(パ
ンファ回路)が構戚葛れる。この周辺1gl#6部は、
ガえば、ボンディングバンド5の領域を含めて、チップ
全体の20〜30Xを占有し、入力インメツエース回路
と、出力インタフェース幽路とが交互に配列された形管
とることができる。
は、中央St占める約10m角の領域に形成されfc−
理回路部2と、この論理回路部(内1i1mji!@
) カb約120 p III(DM’lk 3 ’t
illイ&状−で内部回路部2を四方から取囲む約30
0μm幅の領域に形成された、−m回路部20入出力趨
子と外部回路とを結合するための周辺回路部4と、約5
8011mmの周縁部に般けられた、周辺回路部に電気
的接続されるポンディングパッド列5とからなっている
。論理回路s2はチップ全体の70%Ii&を占めてい
て、後で靜細に述べるようにyチャネルMI81F]1
丁列6とPチャネルMIalFIT列7とが交互に配列
せしめられたものからなplその論理ゲート数は致方ゲ
ートにも及ぶ大規模ロジックを構成している。この論理
回路部2は、NAN’D、排他的OR轡の単位回路の集
会体によって0M08で構成されている。周辺回路部番
は、論理回路部20入力@に結合されて外部回路の入力
信号を論理回路部2へ伝達させるための入力インタフェ
ース回路部と、論理回路部2の出力−に結合されて、そ
の出力信号を、他の外部回路へ送信する友めの出力イン
タフェース回路部とを含んでいる。入力インタフェース
回End、LaIの外部からの信号を受信するものであ
る仁とから、その回路の0M08インバ一タ回路を形成
するMI81Fl?は、内部論理回路部2t−構成する
MIIFm丁とほぼ同一の幾何学的寸法を以って形成す
ることができる。一方、出力インタフェース回118m
は、LaIの他の外部回路を駆動する上置のあるζkか
ら、それを構成するMXB11丁の寸法な大きくする必
資がある。本発gAK従えば、この出力インメツエース
回路部は、同一導電チャンネル、すなわち、Nチャンネ
ルのMI&PIllTKよって出力インバータ回路(パ
ンファ回路)が構戚葛れる。この周辺1gl#6部は、
ガえば、ボンディングバンド5の領域を含めて、チップ
全体の20〜30Xを占有し、入力インメツエース回路
と、出力インタフェース幽路とが交互に配列された形管
とることができる。
内部(ロ)踏部2と周辺回路部番との領域3は配線チャ
ネルとして多数のアルZニウム配置lが施されている。
ネルとして多数のアルZニウム配置lが施されている。
ポンディングパッド5は、夷11には人力インタフェー
ス回路i1(周辺回路部)の各人出カー子に電気的に巌
IRされ、それに対応するビン数は向えば200ビンと
なる。
ス回路i1(周辺回路部)の各人出カー子に電気的に巌
IRされ、それに対応するビン数は向えば200ビンと
なる。
かかる実施りでは、上述し次ラッチアップが問題となる
出力用のポンディングパッドについテリ下に詳述する。
出力用のポンディングパッドについテリ下に詳述する。
内部回路部2は具体的KFi第3図に示す如80MO8
構造罠なっている。即ち、M型シリコン基板の一生面に
、内部回路部の左熾から右111GCかけて連続して細
長く伸びるP型ウェル8がNチャネルMISPlIT群
6の各行毎に形成され、そのウェル8内KF]llテ詐
6のソース又はドレイン領域としてのNff1拡散顎域
9が形成され、各拡散領域間にはシリコン基板上のゲー
ト絶縁膜を介してポリシリコンゲート電極lOがPチャ
ネルMよりym’r群7と共通に設けられている。この
実施的では、M工8FIlIT群6の各行において同え
ば3本のゲート電極lO毎に拡散領域9が分離され、従
って4つの拡散領域9と3つのゲート電伽l。
構造罠なっている。即ち、M型シリコン基板の一生面に
、内部回路部の左熾から右111GCかけて連続して細
長く伸びるP型ウェル8がNチャネルMISPlIT群
6の各行毎に形成され、そのウェル8内KF]llテ詐
6のソース又はドレイン領域としてのNff1拡散顎域
9が形成され、各拡散領域間にはシリコン基板上のゲー
ト絶縁膜を介してポリシリコンゲート電極lOがPチャ
ネルMよりym’r群7と共通に設けられている。この
実施的では、M工8FIlIT群6の各行において同え
ば3本のゲート電極lO毎に拡散領域9が分離され、従
って4つの拡散領域9と3つのゲート電伽l。
を単位構成とするとチャネルM工8FICT群6が多数
個ウェル9の長さ方向に沿って互いに分離して配置され
ている。一方、PチャネルM工sym!群7も同様に配
列され、その各行において上記証チャネルMI51?I
IIT群6の単位に対応して、ソース又はドレイン領域
2しての4つのP!!!!拡散領域11と3本のポリシ
リコングー)1極10とで1つの単位を形成している。
個ウェル9の長さ方向に沿って互いに分離して配置され
ている。一方、PチャネルM工sym!群7も同様に配
列され、その各行において上記証チャネルMI51?I
IIT群6の単位に対応して、ソース又はドレイン領域
2しての4つのP!!!!拡散領域11と3本のポリシ
リコングー)1極10とで1つの単位を形成している。
なお、これらのFM?$6.7においてWANDゲート
等を構成するためのアル1=ウム配層は図示省略してい
る。
等を構成するためのアル1=ウム配層は図示省略してい
る。
列えは1第3図に形成され九PチャンネルMXB?lT
T、−T、ji+Pよびそ″れらと対をなすyチャンネ
ルMXBIBTテ4−!1は、ポリシリコンゲート電極
およびそれらの拡散領域の上に形成される絶Km(因*
されていない)上を延在するアルj=ウム配置il(図
示されてぃない)Kよって、第8図に示すような、MA
MDゲートグーを形成するCとがで纏る。
T、−T、ji+Pよびそ″れらと対をなすyチャンネ
ルMXBIBTテ4−!1は、ポリシリコンゲート電極
およびそれらの拡散領域の上に形成される絶Km(因*
されていない)上を延在するアルj=ウム配置il(図
示されてぃない)Kよって、第8図に示すような、MA
MDゲートグーを形成するCとがで纏る。
本発明に従う胸辺回路部4は、第4図および第5図に示
した一対の1チャンネルMXaIRT12および13を
単位構成として形成される。これら一対のM工gPIT
は上述し喪出力インタフェース回路を形成するものであ
って、LaIの内部回路2の0M0−と、LSIの外部
に接輪されるTTL等の外部回路との間に配され、これ
らのレベル変換を行なうためのものである。各M工8y
鳳T12および13扛M型シリコン基板14の一生面に
形成したP型ウェル15に設けられ、すべて同−4電型
のN 型ソース領域16及びドレイン領域17、ソース
領域18及びドレイン領域19を夫々有している。そし
て、上記した内部回路からの各人カニに□、IN、は夫
々、アルミニウム配Ii!1120.21t−ブrして
各拡散領域16及び17間、18及び19間に伸びるポ
リシリコンゲート電極22.23に与えられる。また一
方のνIT群12の各ドレイン領域17にはアル2ニウ
ム配−24によって電總電圧ち。が与おられ、他方のI
FIT t aの各ソース領域18にはアルミニウム配
lil#25によって接地電位が与えられる。これによ
って、−釣のff1liT12および13はフシニブル
インバー−11Mを形成する。このインバータ回踏の出
力は、一対のIFIテ12および13の各ノース1域1
6及びドレイン領域19からアルきニウム配@26によ
って取出される。なお、このインタフェース回路の単位
尚9のナイスは九えば300μmxtooμmで69、
この単位が第2図に示したように内部回路の周辺に多数
配置されている。なお、纂4図においては各アル2=ウ
ム配@24〜26と各拡散11Mとのコンタクト領域、
及び各アル1ニウム配H20及び21とゲート電極22
及び23とのコンタクト像域は夫々X印で示されている
。また、落5図において、27は累子分−用のフィール
ド8102膜、28はケート酸化膜、29はポリシリコ
ンゲート電極表面の810、膜、30はリンシリケート
ガラス製である。
した一対の1チャンネルMXaIRT12および13を
単位構成として形成される。これら一対のM工gPIT
は上述し喪出力インタフェース回路を形成するものであ
って、LaIの内部回路2の0M0−と、LSIの外部
に接輪されるTTL等の外部回路との間に配され、これ
らのレベル変換を行なうためのものである。各M工8y
鳳T12および13扛M型シリコン基板14の一生面に
形成したP型ウェル15に設けられ、すべて同−4電型
のN 型ソース領域16及びドレイン領域17、ソース
領域18及びドレイン領域19を夫々有している。そし
て、上記した内部回路からの各人カニに□、IN、は夫
々、アルミニウム配Ii!1120.21t−ブrして
各拡散領域16及び17間、18及び19間に伸びるポ
リシリコンゲート電極22.23に与えられる。また一
方のνIT群12の各ドレイン領域17にはアル2ニウ
ム配−24によって電總電圧ち。が与おられ、他方のI
FIT t aの各ソース領域18にはアルミニウム配
lil#25によって接地電位が与えられる。これによ
って、−釣のff1liT12および13はフシニブル
インバー−11Mを形成する。このインバータ回踏の出
力は、一対のIFIテ12および13の各ノース1域1
6及びドレイン領域19からアルきニウム配@26によ
って取出される。なお、このインタフェース回路の単位
尚9のナイスは九えば300μmxtooμmで69、
この単位が第2図に示したように内部回路の周辺に多数
配置されている。なお、纂4図においては各アル2=ウ
ム配@24〜26と各拡散11Mとのコンタクト領域、
及び各アル1ニウム配H20及び21とゲート電極22
及び23とのコンタクト像域は夫々X印で示されている
。また、落5図において、27は累子分−用のフィール
ド8102膜、28はケート酸化膜、29はポリシリコ
ンゲート電極表面の810、膜、30はリンシリケート
ガラス製である。
次に、上記の如くに構成され友内部回路−インタフェー
ス回路間の電気的な接続関係、及び外部の置回路との電
気的な接続関係t−嬶6図で説明する。
ス回路間の電気的な接続関係、及び外部の置回路との電
気的な接続関係t−嬶6図で説明する。
第8図に示すように、内部回路は実際には0M0Sイン
バータ構造を有するM1g型論理ゲートからなっており
、その出力段のインバータの出力かインタフェース回路
のM工alFmテ12のゲートに印加され、またそのイ
ンバータへの人力がインタフェース回路のM:[8F]
1lTlaのゲートにも印加される。内部回路のMI8
PI[1T31゜32及び33はPチャネルエンハンス
メントタイプで、M工8FICT34.35及び36は
yチャネルエンハンスメントタイプである。また、M工
8PIIT12及び13で構成されるインタフェース回
路は外部のTTL駆動能力を有するプッシュプルバッフ
ァとして機能し、このためにその出力が上述したパッド
5からなる出力端子に結合されたボンディング用ワイヤ
を介してTTL回路に入力される。このインタフェース
回路では、出力の高レベルが電源電圧VDDよりM I
S PETのしきい1lit圧分たけ低下するが、T
TLレベルとしては充分なものであり、インタフェース
の条件は充分に満足したものとなる。
バータ構造を有するM1g型論理ゲートからなっており
、その出力段のインバータの出力かインタフェース回路
のM工alFmテ12のゲートに印加され、またそのイ
ンバータへの人力がインタフェース回路のM:[8F]
1lTlaのゲートにも印加される。内部回路のMI8
PI[1T31゜32及び33はPチャネルエンハンス
メントタイプで、M工8FICT34.35及び36は
yチャネルエンハンスメントタイプである。また、M工
8PIIT12及び13で構成されるインタフェース回
路は外部のTTL駆動能力を有するプッシュプルバッフ
ァとして機能し、このためにその出力が上述したパッド
5からなる出力端子に結合されたボンディング用ワイヤ
を介してTTL回路に入力される。このインタフェース
回路では、出力の高レベルが電源電圧VDDよりM I
S PETのしきい1lit圧分たけ低下するが、T
TLレベルとしては充分なものであり、インタフェース
の条件は充分に満足したものとなる。
ここで注目すべきことは、インタフェース回路がすべて
NチャネルのM工8?111T12.13で構成式れて
いることである。従って、縞5区VC榊造的に明示した
ように、既述したO M OB@造とは根本的KIi4
なって、ラッチアップを生ぜしめるPMPMサイリスタ
構造は何ら存在しないことになる。このため、たとえ何
らかの電気的トリガがボンデインクパッド5t−介して
インタフェーXOO路に印加されても、ラッチアップに
よる素子の破壊現象を効果的に防止することか可能とな
る。このことは、%に1外部からの雑fを拾い易いイン
タフェース回路を正常に動作させる上で極めて有意義で
ある。しかも、既述した0M0B構造のようにラッチア
ンプ防止のために素子間を−す必要かなくなるから、イ
ンタフェース回路自体の微細パターン化が可能となり、
これに伴なって内部の論理ゲート数に充分に対応できる
高集積度の出力回路を形成することができる。
NチャネルのM工8?111T12.13で構成式れて
いることである。従って、縞5区VC榊造的に明示した
ように、既述したO M OB@造とは根本的KIi4
なって、ラッチアップを生ぜしめるPMPMサイリスタ
構造は何ら存在しないことになる。このため、たとえ何
らかの電気的トリガがボンデインクパッド5t−介して
インタフェーXOO路に印加されても、ラッチアップに
よる素子の破壊現象を効果的に防止することか可能とな
る。このことは、%に1外部からの雑fを拾い易いイン
タフェース回路を正常に動作させる上で極めて有意義で
ある。しかも、既述した0M0B構造のようにラッチア
ンプ防止のために素子間を−す必要かなくなるから、イ
ンタフェース回路自体の微細パターン化が可能となり、
これに伴なって内部の論理ゲート数に充分に対応できる
高集積度の出力回路を形成することができる。
なお、上記の内部回路は0M0Bで構成されているか、
そこではラッチアップ現象は生じK〈い。
そこではラッチアップ現象は生じK〈い。
卸も、内部回路のOMOgFi素子サイズ自体か出力回
路の素子に比べて極めて小さいため、寄生yPIおよび
PIPバイポーラトランジスタの電流増暢半h□が等測
的に小さくなるからである。向見は、内部回路の1巣子
轟9の占有向橋は、周辺リ、等測的なhoは、極めて小
さくなる。
路の素子に比べて極めて小さいため、寄生yPIおよび
PIPバイポーラトランジスタの電流増暢半h□が等測
的に小さくなるからである。向見は、内部回路の1巣子
轟9の占有向橋は、周辺リ、等測的なhoは、極めて小
さくなる。
また、本実施的では出力回路部のインタフェース回路の
ランチアップ防止について述べたが、そのようなラッチ
アップ現象は入力インタフェース回路では問題とならな
いこと管付言しておく。即ち、入力インタフェース回路
では、第9図の等価回路に示すように、0M01iイン
バータの共通ゲートと入力端子(5)との関に1半導体
基板上に形成され九ポリシリコン膜による入力床層抵抗
(RP)と、半導体基板中に形成された保−ダイオード
(Z、) とが&)続されるが、入力端子からパルス
状のノイズが入ってもこれはs鹸抵抗の抵抗RPと胤躾
ダイオードzPの容量0とで決まるRO定数によって低
減せしめられ、又は保−ダイオードZ、によってクラン
プされるので、サイリスタ構造のトリガ信号として充分
な信号か入力されない。
ランチアップ防止について述べたが、そのようなラッチ
アップ現象は入力インタフェース回路では問題とならな
いこと管付言しておく。即ち、入力インタフェース回路
では、第9図の等価回路に示すように、0M01iイン
バータの共通ゲートと入力端子(5)との関に1半導体
基板上に形成され九ポリシリコン膜による入力床層抵抗
(RP)と、半導体基板中に形成された保−ダイオード
(Z、) とが&)続されるが、入力端子からパルス
状のノイズが入ってもこれはs鹸抵抗の抵抗RPと胤躾
ダイオードzPの容量0とで決まるRO定数によって低
減せしめられ、又は保−ダイオードZ、によってクラン
プされるので、サイリスタ構造のトリガ信号として充分
な信号か入力されない。
また仮にノイズが光分に減衰されないままゲートを介し
て入っても、入力インタフェース回路のOMOfiMI
81111?およびT・のプイズが小さいので、寄生P
IP又はMPN)ランジスタのhymは小さくなるので
、既述の如きラッチアップは生じ得ない仁とになる。
て入っても、入力インタフェース回路のOMOfiMI
81111?およびT・のプイズが小さいので、寄生P
IP又はMPN)ランジスタのhymは小さくなるので
、既述の如きラッチアップは生じ得ない仁とになる。
上述の実施的の説明から明らかに適れるように、本発明
は、幾何学的寸法の大きい従来の0M08構造の出力バ
ツ7ア(出力インタフェース回路)において、%に1サ
イリスタ構造によるラッチアラ1fA象が生じ易いとい
う◆実Kfi目してなされた−ので、出力パンファ回路
を単一チャンネルの複数のMI8Flテによって形成す
ることを%黴と1ている。本発i)3[よれば、出カバ
ソファ回路を構成する同一導電チャンネルの一対のM1
811Tt−大Itな幾何学的寸法に形成しても、サイ
リスタの発生′に招くこ七はない。向えば°、内部論理
回路の一対の0M0a構造のMXm1Mテの占有thI
&に対し、50倍以上の占有1ffi債の一対の同−導
電朧チヤンネルのM工aPITを形成し、これによって
、外部回wIK対する駆動層力を向上させることかでき
る。
は、幾何学的寸法の大きい従来の0M08構造の出力バ
ツ7ア(出力インタフェース回路)において、%に1サ
イリスタ構造によるラッチアラ1fA象が生じ易いとい
う◆実Kfi目してなされた−ので、出力パンファ回路
を単一チャンネルの複数のMI8Flテによって形成す
ることを%黴と1ている。本発i)3[よれば、出カバ
ソファ回路を構成する同一導電チャンネルの一対のM1
811Tt−大Itな幾何学的寸法に形成しても、サイ
リスタの発生′に招くこ七はない。向えば°、内部論理
回路の一対の0M0a構造のMXm1Mテの占有thI
&に対し、50倍以上の占有1ffi債の一対の同−導
電朧チヤンネルのM工aPITを形成し、これによって
、外部回wIK対する駆動層力を向上させることかでき
る。
纂1図は、上述の実施列の変形列を示すものである。
この変形列は、インタフェース回路の電源−のM工8F
mlT 12としてデプレションモードのM18F11
1Tを使用し、このゲート−ソース間を短絡することK
よって、インバータ回路の負荷素子として使用している
。第6図に示した内部論理回路のMIIFIT33及び
36(インバータ)1−省略し、MI8FIT32及び
34からなる0M08インバータの出力を接地側のMI
EIFICT13のゲートにのみ加えている。
mlT 12としてデプレションモードのM18F11
1Tを使用し、このゲート−ソース間を短絡することK
よって、インバータ回路の負荷素子として使用している
。第6図に示した内部論理回路のMIIFIT33及び
36(インバータ)1−省略し、MI8FIT32及び
34からなる0M08インバータの出力を接地側のMI
EIFICT13のゲートにのみ加えている。
このように、一方をデプレッションタイプのIBT12
で、他方ヲエンノ1ンスメントタイプのl111’l’
13で構成したインタフェース回路は、ymテ12の定
電#を特性t−tU用して−・イレペル及び口゛ウレペ
ルの出力t−遍択的に取出すことのできるものである。
で、他方ヲエンノ1ンスメントタイプのl111’l’
13で構成したインタフェース回路は、ymテ12の定
電#を特性t−tU用して−・イレペル及び口゛ウレペ
ルの出力t−遍択的に取出すことのできるものである。
この場合、その出力を与える外s回路として、飼えば図
示した如@0M0B2人力NムNDゲートを接続するこ
とができる。
示した如@0M0B2人力NムNDゲートを接続するこ
とができる。
以上、本発明を例示したが、上述した鉤は本発明の技術
的思想に基いて史に変形が可能である。
的思想に基いて史に変形が可能である。
向えは、上述のインタフェース回路を?チャネルM工1
lFl?のみで構成することができる。この場合、電源
の極性を変換し、かつ内部回路の0M08インバータに
おいてyチャネルM工8pHTを電a@に、Pチャネル
MI871丁を接地側に接続する心像がある。仮に1第
6図の接続関係のt箇インタフェース(ロ)路f単KP
チャネル輩工8FIITで構成した場合、ソースフオロ
ワとなるために%KPIT導通時に導通比力電圧として
しきい値電正分が祷られるが、この出力電圧はアースレ
ベル(’o’)とはならず次駅のT’rLの駆動レベル
以上となるから、レベル変換か不可能となる。
lFl?のみで構成することができる。この場合、電源
の極性を変換し、かつ内部回路の0M08インバータに
おいてyチャネルM工8pHTを電a@に、Pチャネル
MI871丁を接地側に接続する心像がある。仮に1第
6図の接続関係のt箇インタフェース(ロ)路f単KP
チャネル輩工8FIITで構成した場合、ソースフオロ
ワとなるために%KPIT導通時に導通比力電圧として
しきい値電正分が祷られるが、この出力電圧はアースレ
ベル(’o’)とはならず次駅のT’rLの駆動レベル
以上となるから、レベル変換か不可能となる。
この意味で、第6#Aのように接続する場合には、イン
タフェース回路の11!はNチャネルのタイプにしては
じめて、!TIJとのレベル変換が可能となる5また、
313図の構造では0M0B用としてPgウェルを形成
したが、これに代えてy型ウェルを形成してPチャネル
MXaFliを設け、P朧轟板には舅チャネルMI8P
lテを設けることもで龜る。この場合は、基板がP型で
あるから、上述のインタフェース回路のyチャネルMX
層1]lTll1第5図のようKPH1iウェルに設け
ることをすせず、基板自体にに1+型拡歓餉域を直接形
成することができ、ウェルの如自分障手総は不景となる
。なお、本発明は、上述した回路榊取に限定されるもの
ではなく、禎々の論理回路PC勿論適用可能であり、ま
た外部回路も上述の筒では岡示し九にすぎない。
タフェース回路の11!はNチャネルのタイプにしては
じめて、!TIJとのレベル変換が可能となる5また、
313図の構造では0M0B用としてPgウェルを形成
したが、これに代えてy型ウェルを形成してPチャネル
MXaFliを設け、P朧轟板には舅チャネルMI8P
lテを設けることもで龜る。この場合は、基板がP型で
あるから、上述のインタフェース回路のyチャネルMX
層1]lTll1第5図のようKPH1iウェルに設け
ることをすせず、基板自体にに1+型拡歓餉域を直接形
成することができ、ウェルの如自分障手総は不景となる
。なお、本発明は、上述した回路榊取に限定されるもの
ではなく、禎々の論理回路PC勿論適用可能であり、ま
た外部回路も上述の筒では岡示し九にすぎない。
本発明は、上述したように、相禍型内部回路に接続され
るインタフェース回路をすべて同一導電型チャネルの絶
縁ゲート型電界効呆トランジスタで構成しているので、
畜生サイリスタ構造をなくし、ノイズによるラッチアッ
プ現象を防止して正常なインタフェース機能を発揮させ
る仁とができる。しかも、インタフェース回路の構a回
路素子を微細パターン化しても何らランチアンプが生じ
ないので、高集積度の出力l&il路をレイアウト6易
に作成することができる。
るインタフェース回路をすべて同一導電型チャネルの絶
縁ゲート型電界効呆トランジスタで構成しているので、
畜生サイリスタ構造をなくし、ノイズによるラッチアッ
プ現象を防止して正常なインタフェース機能を発揮させ
る仁とができる。しかも、インタフェース回路の構a回
路素子を微細パターン化しても何らランチアンプが生じ
ないので、高集積度の出力l&il路をレイアウト6易
に作成することができる。
図面は本発明の寮施岡を示すもので6って、第1図は論
理り8工の全体のレイアウトを概略的に示す平面幽、第
2図は第1図の一部拡大平面図、813図は縞1図に示
し九L8工の内部論理ゲートの一部拡大平向図、菖番図
は第1図に示したLJiIの出力−のインタフェース回
路部の一部拡大平向−1第5図は第4図のX−X騨に沿
う断面図、#1!6図は内部回路−インタフエース回路
−??’L回路間の等価回路図、第7図は内部回路−イ
ンタフェース回路−2人力MANDゲート間の等価回踏
図、gmaoおよび第9図は、籐1図に示したL8工の
一部の等価回路図である。 なお、図面に用いられている符号において、2は内部回
路部、4は周辺回路部、5はポンディングパッド、8#
iM+−?ネルMIIFIT群、7はPチャネルMXB
IRテ評、8及び15はP撒つェル、12及びIJIは
インタフェース回路の置チ’r4ルMXa1m1群、2
0.21及び24〜26はアル雇ニウム配麿、22及び
23はポリシリコンゲート電極である。 代理人 弁環士 薄 1)利 5俵。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第 8 図 第 9 図 一へカイ〉タフェーヌ回豫計−−−−←−−内−ip回
フ止1 1 第1頁の続き 0発 明 者 笠井良太 武蔵野市緑町3丁目9番11号日 本電信電話公社武蔵野電気通信 研究所内 ■出 願 人 日本電信電話公社 −2:
理り8工の全体のレイアウトを概略的に示す平面幽、第
2図は第1図の一部拡大平面図、813図は縞1図に示
し九L8工の内部論理ゲートの一部拡大平向図、菖番図
は第1図に示したLJiIの出力−のインタフェース回
路部の一部拡大平向−1第5図は第4図のX−X騨に沿
う断面図、#1!6図は内部回路−インタフエース回路
−??’L回路間の等価回路図、第7図は内部回路−イ
ンタフェース回路−2人力MANDゲート間の等価回踏
図、gmaoおよび第9図は、籐1図に示したL8工の
一部の等価回路図である。 なお、図面に用いられている符号において、2は内部回
路部、4は周辺回路部、5はポンディングパッド、8#
iM+−?ネルMIIFIT群、7はPチャネルMXB
IRテ評、8及び15はP撒つェル、12及びIJIは
インタフェース回路の置チ’r4ルMXa1m1群、2
0.21及び24〜26はアル雇ニウム配麿、22及び
23はポリシリコンゲート電極である。 代理人 弁環士 薄 1)利 5俵。 第 1 図 第 2 図 第 3 図 第 8 図 第 9 図 一へカイ〉タフェーヌ回豫計−−−−←−−内−ip回
フ止1 1 第1頁の続き 0発 明 者 笠井良太 武蔵野市緑町3丁目9番11号日 本電信電話公社武蔵野電気通信 研究所内 ■出 願 人 日本電信電話公社 −2:
Claims (1)
- 1.1s1導電型チヤネルの絶縁ゲート型電界効米トラ
ンジスタと第2導電型チヤネルの絶縁ゲート臘電界効果
トランジスタとからなる相補型Wii理ゲーグー路と、
この論理ケート回路に接続された外部回路駆動用のイン
タフェース回路とが共通の半導体基体中に形成され、前
記インタフェース回路が第2導電型チヤネルの絶縁ゲー
ト溢電界効米トランジスタから成るインバー!で構成さ
れていることを%黴とする半導体集積iw1装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56169998A JPS5871650A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56169998A JPS5871650A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5871650A true JPS5871650A (ja) | 1983-04-28 |
JPH0456466B2 JPH0456466B2 (ja) | 1992-09-08 |
Family
ID=15896687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56169998A Granted JPS5871650A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5871650A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0178991A2 (en) * | 1984-10-13 | 1986-04-23 | Fujitsu Limited | A complementary semiconductor device having high switching speed and latchup-free capability |
US4682202A (en) * | 1983-07-29 | 1987-07-21 | Fujitsu Limited | Master slice IC device |
US20120126403A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52106279A (en) * | 1976-03-03 | 1977-09-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor ic |
JPS5493376A (en) * | 1977-12-30 | 1979-07-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56169998A patent/JPS5871650A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52106279A (en) * | 1976-03-03 | 1977-09-06 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor ic |
JPS5493376A (en) * | 1977-12-30 | 1979-07-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4682202A (en) * | 1983-07-29 | 1987-07-21 | Fujitsu Limited | Master slice IC device |
EP0178991A2 (en) * | 1984-10-13 | 1986-04-23 | Fujitsu Limited | A complementary semiconductor device having high switching speed and latchup-free capability |
US4893164A (en) * | 1984-10-13 | 1990-01-09 | Fujitsu Limited | Complementary semiconductor device having high switching speed and latchup-free capability |
US20120126403A1 (en) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
US8581302B2 (en) * | 2010-11-19 | 2013-11-12 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device including chip with complementary I/O cells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0456466B2 (ja) | 1992-09-08 |
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