JPS5879743A - モノリシツク集積回路 - Google Patents

モノリシツク集積回路

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JPS5879743A
JPS5879743A JP17750581A JP17750581A JPS5879743A JP S5879743 A JPS5879743 A JP S5879743A JP 17750581 A JP17750581 A JP 17750581A JP 17750581 A JP17750581 A JP 17750581A JP S5879743 A JPS5879743 A JP S5879743A
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JP
Japan
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resistor
emitter
transistor
area
input terminal
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JP17750581A
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English (en)
Inventor
Kenji Okada
賢治 岡田
Hiroshi Nakashiba
中柴 洋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5879743A publication Critical patent/JPS5879743A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサージ破壊防止用の保護トランジスタを有する
モノリシック集積回路(以下ICという)に関する。
一般にトランジスタをはじめICなどの半導体装置の信
頼度を考えるときにサージ破壊による故障が最も重要な
問題となる。特にICにおいては例えば実装中に治具及
び人体等に帯電した静電気がICと接触しICの端子間
を通して放電して内部素子を破壊に至らしめるいわゆる
静電破壊が問題となる。この静電破壊はICチップの組
立てなど製造工程中でも生じるので製品の歩留りを上げ
るうえからも大きな問題である。しかも、近時における
ICの高密度化、大容量化に伴う微細化の進展、ならび
にICの用途の多様化による使用環境の機軸化はより一
層この静電破壊防止対策を重要なものとしている。
従来この静電破壊防止対策としては、係挿素子としてI
Cの入力端子に直列に抵抗を挿入する、並列にダイオー
ドを挿入する、ダイオードと抵抗を組合せて挿入するな
どの方法が良く知られている。これらの回路では入力端
子に加わる静電エネルギをダイオードの逆方向ブレーク
ダウン特性を利用してバイパスさせて保験回路としてい
るが、このダイオードのブレークダウン電圧が低いとき
はダイオード自体が破壊するとか、反対に大き過ぎると
きには(例えばトランジスタのコレクターベース間ブレ
ークダウンBVcmcm性利用)バイパス効果が不十分
でICを破壊してしまうとか、又抵抗のみでは本来の信
号の減衰もあり、あまり大きな抵抗は入れられず静電エ
ネルギの抑制は十分できないとか、必ずしも十分なもの
とは言えない。
そこでこれらに替る優れた静電破壊防止対策として、ト
ランジスタを保護素子として用いたモノリシック集積回
路が知られている。
第1図(a) (b)はその回路図を例示したものであ
る。
論理ICIの外部入力端子2と論理回路3内部入力端7
4間に、保護トランジスタQ1が、コレクタが入力4子
2(入力端74)に接続され、エミッタが1源漏子5(
ここでは接地されている。)に接続され、ベースが開放
(同図(a))あるいは抵抗R1(抵抗値として数10
0Ω〜数10にΩのもの9を通し【エミッタに接続され
て(同図(b)J挿入されている。なお、ダイオードD
、はICの場合Q1のコレクタと基板間の接合により必
然的に形成されるものを示しである。
この回路は保護トランジスタQ、のベース開放の場合の
コレクタ − エミッタ間ブレークダウン特性(いわゆ
るBVCIO)、あるいはベース−エミッタ間に抵抗を
挿入した場合のコレクターエミッタ間プレークダワン特
性(いわゆるBVcgi)を利用して入力端子2(入力
端f4)に加わる静電エネルギをバイパスするだめの保
護回路を形成している。
周知のようにBYCa OはBVCn oよりは低くし
かも静電破壊され易いトランジスタのエミッターペース
間電圧のブレークダウン電圧BVliIOよりは高く更
にブレークダウンした後トランジスタ作用により負性抵
抗特性を示しBvC烏0特性のときよりもはるかに低イ
ンピーダンスである。又、BvCIILは最初のブレー
クダウンポイントはほぼBYCBOに等しいが、プレー
クズワン後の最終的な値はBVcmoと等しくなる。
従って、この第1図に示した回路によると、静電気が加
わったとき、Q、がブレークダウンして低インピーダン
ス特性を示すので、Q1自体の発熱が、j4<Q、が破
壊されるようなことも無くかつ静電エネルギの吸収能力
が大きいので十分に静電エネルギをバイパスし従来のも
のに比べて優れた保護効果を示す。
しかしながら、その後この第1図の回路を用いてもなお
保護トランジスタが破壊する場合のあることが見出され
た。それは最近におけるICの高密化につれてトランジ
スタが小さくなり、このコレクターエミッタ間のブレー
クダウン特性を用いたとしても、なお静電エネルギによ
る保護トランジスタQ、自体の発熱が問題となるなどし
て破壊に至ることがあることである。更に非常に静電気
が大きい場合にはたまにICの内部破壊が生じることも
見出された。
一方、ICの高密度化に伴い保膜回−−入する抵抗に要
するチップ面積が問題となり、できるだけ小面積で形成
されてしかも保護素子として十分な大きさの抵抗値を有
するものが要求されている。
本発明の目的は、第1図(a)伽)に示すような保護ト
ランジスタを有するモノリシ、り集積回路についての上
述のかかる問題点の除去されたより優れた耐サージ破壊
特性を有するモノリシック集積回路を提供することにあ
る。
本発明のICは、;レクタが入力端子に接続されエミッ
タが電源に接続されベースが開放あるいは抵抗を通して
エミッタに接続された保護トランジスタを有するモノリ
シック集積回路において、前記保護トランジスタの工t
yタ面積が90μm以上であること特徴とする   −
本発明の第1の実施態様のICは、前記保護トランジス
タのベースに接続された抵抗がポリシリンジスタのコレ
クタと前記モノリシック集積回路の内部回路の入力端間
に抵抗な挿入したことからなっている。
本発明の第3の実施態様のICは、前記保護トランジス
タのベースに接続された抵抗及びコレクタに接続された
抵抗がポリシリコンからなっている。
以下本発明について図面を参照し詳細に説明する。
第2図(−は、前述の第1図(a)に示した回路構成で
、保護トランジスタQ、のエミッタ面積A罵を変化させ
たときのトランジスタQ、の破壊電圧VBiLの測定結
果の一例を示したものである。同図(b)はその測定回
路で、ICIの外部入力端子2に、スイッチSwなの側
に倒すととKより容量C(ここでは2009F’)を直
流電源vDにより充電し、端子2に印加して保護トラン
ジスタQ、の破壊電圧VBIを測定する。
第2図の結果を見ると、破壊電圧VBRはエミッリ、い
ろいろな使用環境のもとでICを保護するために一応必
要なVillの値である450v以下になる場合の生じ
ることが分る。このことは前述のように第1図に示す回
路構成によってもより微細な構造のICでは保饅トラン
ジスタQl自体が破壊してしまうことのあることを説明
し【いる。
そこで、本発明のICは保護トランジスタQ。
の工建ツタ面積A、を所要の破壊電圧Vill値である
450vを満足する90μm以上に規定したもので、よ
り微細化された構造のICでも静電破壊を生じることが
無くなり、より優れた耐サージ破壊特性を有するICを
提供することになる。
第3図(a)(b)は本発明のICの第2の実施態様を
示す回路図である。保護トランジスタQ、と論理回路3
の内部入力端4間に保饅抵抗几、が挿入されている。
前述のように、本発明のICは保護トランジスタQ、の
エミッタ面積AIを90μm以上にしであるので、現在
の微少化の程度及び使用環境ではほとんど静電破壊の恐
れは無いわけであるが、微少化の程度が進み内部回路の
耐圧が下がるとか、使用環境がより厳しくなるなどによ
り内部回路が破壊しないとも限らない。保護抵抗B、ほ
かかる見地から挿入されたもので、この第2の実施態様
のICはより一層優れた耐サージ破壊特性を有する。
なお、この保護抵抗凡、の値は信号の大きさなどにも関
係するが数10Ωないし数にΩθものが用いられる。
次に、本発明のICの第1及び第3の実施態様につい【
説明する。
周知の如く、前述のように保護素子として抵抗を用るこ
とは、抵抗はIC化に際して可成り大きな面積を必要と
するので設計上問題となる。なおこの問題はICが微細
化される程重要となる。例えば、拡散抵抗とし”CR=
3にΩθものを作る場合を考えると、層抵抗R,=20
0Ω/ロ2幅W=25μmとして長さJ−375μmと
なり、更に抵抗の取出し電極(50μm×50μm)及
び分離拡散に必要な面積(取出し電極から50μmの間
隔をとる)を加えると575μmX15Gμmもの大き
な面積が必要となる。ところで前記の抵抗几、とじては
数1000ないし数10にΩ、抵抗8嘗としては数lO
Ωないし数にΩのものが要求されるので、場合により抵
抗面積が制限されて所要の値の抵抗が得られなくなり十
分な保護効果を達成することができなくなる恐れかで【
くる。
そこで、この第1.第3の実施態様においてはこれらの
抵抗としてポリシリコンからなる抵抗を用いるようにし
たものである。ポリシリコンからなる抵抗は、例えばト
ランジスタQ、を形成しているシリコン基板上のシリコ
ン酸化膜上にCVD(ケミカルペーパーディボジシ、ン
、  Che*1calvapour Deposit
lon)法によりポリシリコ刈層を形成し、シリコン酸
化膜に設けた電極取出し孔によりトランジスタQ、及び
内部回路と接続される。このポリシリコンは層抵抗とし
て前記の拡散抵抗の約−桁以上(2にΩΔコ〜50にΩ
/D)の値を有しているので、同一抵抗値を出すのに必
要な正味の面積は拡散抵抗の場合の約1/10で良いこ
とになる。これに加えてポリシリコン抵抗では、前述の
分離拡散は必要でないので抵抗に必要な実効面積は更に
小さくなる。
かくして、この本発明のICの第1.第3の実施態様に
よると、ICがより微細化されても十分な大きさの保護
抵抗を設けることができるので、一層耐サージ破壊特性
の優れたICを得ることができる。なお、ICがより微
細化されない場合でも抵抗をポリシリコン化することに
よりICのチップ面積をより小さくすることができる。
なお又、この抵抗のポリシリコン化は場合により、抵抗
R3のみを行っても(第1の実施態様)抵抗R1,几、
とも行っても(第3の実施態様)これまで説明し【きた
ところから明らかなようにそれぞれに応じた効果がある
これまでの説明は、保護トランジスタとして、NPN形
トランジスタを内部回路として論理回路を用いたが、本
発明の趣旨はPNP形トランジスタ及び他の形式の内部
回路にも適用されることはいうまでもない。
又、サージ破壊としては最も歌しいと考えられる靜電隼
破壊を例にあげ説明したが、本発明の趣旨は一般のサー
ジ破壊に対しても有効であることは言うまでもない。
以上、詳細に説明した通り本発明のモノリシックICは
、コレクタが入力端子に接続されエミッタが電源に接続
されベースが開放あるいは抵抗な通してエミッタに接続
された保験トランジスタのエミッタ面積を90μm以上
としであるので熱耐量が大きくなり従来のように例えば
静電気により保護トランジスタ自体が破壊されることか
はとんと無くなりより優れた耐サージ破壊特性を有して
いる。
更に、この保護トランジスタのコレクタと内部回路の内
部入力端1間に保護抵抗を挿入するととにより内部回路
の耐サージ破壊特性を強めることができること、なお東
に、これら抵抗がポリシリコンならなるようにすること
によりICがより微細化されても十分な値の保護抵抗が
得られることなど、より優れた耐サージ破壊特性を有す
るモノリシックICを提供することができその効果は大
であるう
【図面の簡単な説明】
!1g1図(a) (b)は保匪トランジスタを有する
モノリシックICの例を示す回路図、第2図(a)は第
1図(alの回路における保護トランジスタのエミッタ
面積Aj!と破壊電圧vBRの関係を示す特性図、第2
図ら)はその測定回路図、第3図(a)(b)はそれぞ
れ本発明の一実施例を示す回路図である。 1・・・・・・モノリシックIC12・・・・・・外部
入力端子、3・・・・・論理回路、4・・・・・・内部
入力端、5・・・・・・電源端子、Ql・・・・・・保
護トランジスタ、Dl・・・・・・ダイオード、几8.
R1・・・・・・保エミッタ近l嚢(k) (θう 兇 (b) 12 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  コレクタが入力端子に接続されエミッタが電
    源に接続されベースが開放あるいは抵抗を通してエミッ
    タに接続された保護トランジスタを有するモノリシック
    集積回路において、前記保護トランジスタのエミッタ面
    積が90μm以上であること特徴とするモノリシック集
    積回路。
  2. (2)前記保護トランジスタのベースに接続された抵抗
    がポリシリコンからなることを特徴とする特許請求の範
    囲第t1)項に記載のモノリシック集積回路。
  3. (3)前記保護トランジスタのコレクタと前記そノリシ
    ック集積回路の内部回路の入力端間に抵抗を挿入したこ
    とを特徴とする特許請求の範am(1)項に記載のモノ
    リシック集積回路。
  4. (4)前記保護トランジスタのベースに接続された抵抗
    及びコレクタに接続された抵抗がポリシリコンからなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(3)項に記載のモ
    ノリシック集積回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6014460A (ja) * 1983-07-04 1985-01-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路
JPS63296234A (ja) * 1987-05-27 1988-12-02 Nec Corp 集積回路装置
JP2008133084A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Kyocera Mita Corp 給紙装置及び画像形成装置
US7862031B2 (en) 2008-01-24 2011-01-04 Oki Data Corporation Feeder and image forming apparatus including the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679463A (en) * 1979-12-03 1981-06-30 Matsushita Electronics Corp Semiconductor integrated circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679463A (en) * 1979-12-03 1981-06-30 Matsushita Electronics Corp Semiconductor integrated circuit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6014460A (ja) * 1983-07-04 1985-01-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路
JPH0212027B2 (ja) * 1983-07-04 1990-03-16 Mitsubishi Electric Corp
JPS63296234A (ja) * 1987-05-27 1988-12-02 Nec Corp 集積回路装置
JPH06105740B2 (ja) * 1987-05-27 1994-12-21 日本電気株式会社 集積回路装置
JP2008133084A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Kyocera Mita Corp 給紙装置及び画像形成装置
US7862031B2 (en) 2008-01-24 2011-01-04 Oki Data Corporation Feeder and image forming apparatus including the same

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