JPS6010653A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6010653A JPS6010653A JP58116954A JP11695483A JPS6010653A JP S6010653 A JPS6010653 A JP S6010653A JP 58116954 A JP58116954 A JP 58116954A JP 11695483 A JP11695483 A JP 11695483A JP S6010653 A JPS6010653 A JP S6010653A
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- JP
- Japan
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- diode
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- schottky barrier
- circuit
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/003—Modifications for increasing the reliability for protection
- H03K19/00307—Modifications for increasing the reliability for protection in bipolar transistor circuits
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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】
発明の技術分野
本発明は、半導体装置に関し、特に外部端子に印加され
る静電気に対する破壊耐力を向上させた半導体装置に関
する。
る静電気に対する破壊耐力を向上させた半導体装置に関
する。
従来技術と問題点
第1図は、従来形のTTL型集積回路に用いられている
入力保護回路の回路パターンを示す。同図において、1
は例えばN型拡散層であ16p型基板2上に形成されて
いる。3は、N型拡散層1を図示しない外部端子に接続
するためのコンタクト部、4は金属配線であQ電極窓5
においてN型拡散層1と接合されてショットキーバリア
ダイオードを形成している。6は1図示しない内部回路
に接続される金属配線であり、電極窓7においてN型拡
散層1と接合してショットキーバリアダイオードを形成
している。金属配線4はP型基板2と電気的に接続され
ている。
入力保護回路の回路パターンを示す。同図において、1
は例えばN型拡散層であ16p型基板2上に形成されて
いる。3は、N型拡散層1を図示しない外部端子に接続
するためのコンタクト部、4は金属配線であQ電極窓5
においてN型拡散層1と接合されてショットキーバリア
ダイオードを形成している。6は1図示しない内部回路
に接続される金属配線であり、電極窓7においてN型拡
散層1と接合してショットキーバリアダイオードを形成
している。金属配線4はP型基板2と電気的に接続され
ている。
第2図は、第1図の装置の等価回路を示す。第2図にお
いて、1点鎖線で囲まれた回路が入力回路であシ、第1
図の装置罠対応する。ショットキーバリアダイオードD
1は、第1図における金属配線4とN型拡散層1とに・
よって形成され、ショットキーバリアダイオードD2は
金属配線6およびN型拡散層1によって形成される。各
ショットキーバリアダイオードD1およびD2の共通カ
ソードずなわちN型拡散層1は外部附子INに接続され
ている。また、シ百ットキーノくリアダイオードD2の
アノードはトランジスタQ1のベースに接続されている
。該トランジスタQ1および抵抗R1,R2等はTTL
回路を構成する素子である。
いて、1点鎖線で囲まれた回路が入力回路であシ、第1
図の装置罠対応する。ショットキーバリアダイオードD
1は、第1図における金属配線4とN型拡散層1とに・
よって形成され、ショットキーバリアダイオードD2は
金属配線6およびN型拡散層1によって形成される。各
ショットキーバリアダイオードD1およびD2の共通カ
ソードずなわちN型拡散層1は外部附子INに接続され
ている。また、シ百ットキーノくリアダイオードD2の
アノードはトランジスタQ1のベースに接続されている
。該トランジスタQ1および抵抗R1,R2等はTTL
回路を構成する素子である。
第2図において、入力端子INK電源電圧■CC程度の
レベルの正電圧が印加された場合には、各ショットキー
バリアダイオードD1およびD2が共にオフとなりトラ
ンジスタQ1のベース電圧は抵抗R1によって高レベル
とされる。また、入力端子INの電圧が0ボルトの場合
は、ダイオードD2がオンとカリ、トランジスタQ1の
ベース電圧をほぼOボルトに引下げる。このようにして
。
レベルの正電圧が印加された場合には、各ショットキー
バリアダイオードD1およびD2が共にオフとなりトラ
ンジスタQ1のベース電圧は抵抗R1によって高レベル
とされる。また、入力端子INの電圧が0ボルトの場合
は、ダイオードD2がオンとカリ、トランジスタQ1の
ベース電圧をほぼOボルトに引下げる。このようにして
。
入力端子INの電圧がOボルトないし■CC程度の場合
は入力端子INの電圧がほぼそのままトランジスタQ1
のペースに入力され、TTL回路は通常の論理動作を行
なう。これに対して、入力端子INに例えばノイズ等に
よシ負電圧が印加された場合には、ショットキーバリア
ダイオードD1がオンとなり入力端子INの電圧がグラ
ンド電位からショットキーバリアダイオードD1の順方
向電圧(0,3ないし0.4V程度)以上低くならない
ようにされ内部回路が保護される。また、入力端子IN
に例えば静電気等により高い正電圧が印加された場合に
はショットキーバリアダイオードD1がブレークダウン
を起こし内部回路に高電圧が印加されることを防止して
該内部回路を保護する。
は入力端子INの電圧がほぼそのままトランジスタQ1
のペースに入力され、TTL回路は通常の論理動作を行
なう。これに対して、入力端子INに例えばノイズ等に
よシ負電圧が印加された場合には、ショットキーバリア
ダイオードD1がオンとなり入力端子INの電圧がグラ
ンド電位からショットキーバリアダイオードD1の順方
向電圧(0,3ないし0.4V程度)以上低くならない
ようにされ内部回路が保護される。また、入力端子IN
に例えば静電気等により高い正電圧が印加された場合に
はショットキーバリアダイオードD1がブレークダウン
を起こし内部回路に高電圧が印加されることを防止して
該内部回路を保護する。
しかしながら、前述の従来形の半導体装置においては、
入力端子INに高い正電圧が印加された場合には、ショ
ットキーバリアダイオードD1を流れる過大電流により
往々にして該ダイオードD1が破壊されショート状態に
なるという不都合があった。
入力端子INに高い正電圧が印加された場合には、ショ
ットキーバリアダイオードD1を流れる過大電流により
往々にして該ダイオードD1が破壊されショート状態に
なるという不都合があった。
そして、このようなショート状態は、第3図に示すよう
に、ショットキーバリアダイオードD1を流れる過大電
流により金属配線4からN型エピタキシャル層1内に配
線金属がもぐり込み、同図破線で示されるように金属配
線4と入力コンタク 汽ト3との間に短絡配線部8が形
成されることによって生ずるものと考えられる。
に、ショットキーバリアダイオードD1を流れる過大電
流により金属配線4からN型エピタキシャル層1内に配
線金属がもぐり込み、同図破線で示されるように金属配
線4と入力コンタク 汽ト3との間に短絡配線部8が形
成されることによって生ずるものと考えられる。
発明の目的
したがって1本発明の目的は、前述の従来形における問
題点に鑑み、半導体装置において、入力端子とグランド
間に設けられたシロットキーダイオードと並列に逆耐圧
の低いPN接合を形成するという構想に基づき、静電気
破壊耐力を向上させ。
題点に鑑み、半導体装置において、入力端子とグランド
間に設けられたシロットキーダイオードと並列に逆耐圧
の低いPN接合を形成するという構想に基づき、静電気
破壊耐力を向上させ。
半導体装置の信頼性を向上することにある。
発明の構成
そしてこの目的は1本発明によれば、−導電型の半導体
層に形成され、外部端子に接続される反対導電型の第1
不純物領域と、該第1不純物領域と接触する金属層を有
するショットキーバリアダイオードと、該第1不純物領
域を横切り該半導体層に接続される一導電型の第2不純
物領域を有するPN接合ダイオードを備え、該PN接合
ダイオードの逆耐圧は該ショットキーバリアダイオード
の逆耐圧以下であることを特徴とする半導体装置を提供
することによって達成される。
層に形成され、外部端子に接続される反対導電型の第1
不純物領域と、該第1不純物領域と接触する金属層を有
するショットキーバリアダイオードと、該第1不純物領
域を横切り該半導体層に接続される一導電型の第2不純
物領域を有するPN接合ダイオードを備え、該PN接合
ダイオードの逆耐圧は該ショットキーバリアダイオード
の逆耐圧以下であることを特徴とする半導体装置を提供
することによって達成される。
発明の実施例
以下2図面によシ本発明の詳細な説明する。
第4図は1本発明の1実施例に係わる半導体装置の入力
回路の構造を示す。第4図の装置が第1図の装置と異な
る点は、第4図の装置においてはN型エピタキシャル層
1上に例えば不純物拡散によりP型頭域9が形成されて
いる点である。その他の部分は第1図の装置と同じであ
り同一参照数字で示されている。ただし、P型頭域9は
例えばP型基板2等よシネ細物拡散濃度を大きくしであ
る。P型頭域9の不純物拡散濃度を高くすることによシ
、該P型領域9とN型エピタキシャル層1との間に形成
されるPN接合の逆耐圧を金属配線4とN型エピタキシ
ャル層1とによって形成されるショットキーバリアダイ
オードD1の逆耐圧よυも低くすることができる。
回路の構造を示す。第4図の装置が第1図の装置と異な
る点は、第4図の装置においてはN型エピタキシャル層
1上に例えば不純物拡散によりP型頭域9が形成されて
いる点である。その他の部分は第1図の装置と同じであ
り同一参照数字で示されている。ただし、P型頭域9は
例えばP型基板2等よシネ細物拡散濃度を大きくしであ
る。P型頭域9の不純物拡散濃度を高くすることによシ
、該P型領域9とN型エピタキシャル層1との間に形成
されるPN接合の逆耐圧を金属配線4とN型エピタキシ
ャル層1とによって形成されるショットキーバリアダイ
オードD1の逆耐圧よυも低くすることができる。
第5図は、第4図の装置の等節回路を示す。同図の回路
においては、ショットキーバリアダイオードD1と並列
にPNダイオードD3が設けられている。ダイオードD
3は、第4図のP型頭域9とN型エピタキシャル層1と
のPN接合によって形成されたものであり、金属配線の
ないPN接合によって形成されている。
においては、ショットキーバリアダイオードD1と並列
にPNダイオードD3が設けられている。ダイオードD
3は、第4図のP型頭域9とN型エピタキシャル層1と
のPN接合によって形成されたものであり、金属配線の
ないPN接合によって形成されている。
第5図の回路においては、入力端子INに0な□ いし
Vccの電圧が印加される通常動作時、および入力焔子
INに負電圧に印加される場合には第2図の回路と同じ
動作が行なわれる。これに対して。
Vccの電圧が印加される通常動作時、および入力焔子
INに負電圧に印加される場合には第2図の回路と同じ
動作が行なわれる。これに対して。
入力端子INに静電気等による正の高電圧が印加された
場合には、ダイオードD3の逆耐圧がツェナーダイオー
ドD1の逆耐圧より低いから、該ダイオードD3がブレ
ークダウンをおこし静電気による破壊電流の電流経路を
形成する。これにより。
場合には、ダイオードD3の逆耐圧がツェナーダイオー
ドD1の逆耐圧より低いから、該ダイオードD3がブレ
ークダウンをおこし静電気による破壊電流の電流経路を
形成する。これにより。
ショットキーバリアダイオードD1およびD2等の破壊
が防止される。この場合、ダイオードD3には金属配線
が用いられていないから過大電流が流れても配線金属に
よるショート不良を生ずることがなく、入力端子INの
高電圧が除去されれば再びカットオフ状態となる。
が防止される。この場合、ダイオードD3には金属配線
が用いられていないから過大電流が流れても配線金属に
よるショート不良を生ずることがなく、入力端子INの
高電圧が除去されれば再びカットオフ状態となる。
なお、第4図の構造において、P型領域9は金属配線4
とN型エピタキシャル層1とによって形成されるショッ
トキーバリアダイオードと入力コンタクト3との間に形
成することにより入力端子INに印加された高電圧をよ
シ効果的に吸収することが可能になる。
とN型エピタキシャル層1とによって形成されるショッ
トキーバリアダイオードと入力コンタクト3との間に形
成することにより入力端子INに印加された高電圧をよ
シ効果的に吸収することが可能になる。
発明の効果
このように1本発明によれば、半導体装置の入力回路等
の静電気に対する破壊耐力を向上させることが可能にな
り、半導体装置の信頼性を向上させることかできる。
の静電気に対する破壊耐力を向上させることが可能にな
り、半導体装置の信頼性を向上させることかできる。
第1図は従来形の半導体装置の入力保護回路部の構造を
示す平面図、第2図は第1図の装置の等価回路を示す電
気回路図、第3図は第1図の装置におけるショート不良
状態を説明するための平面図、第4図は本発明の1実施
例に係わる半導体装置の入力保護回路部の構造を示す平
面図、そして第5図は第4図の装置の等価回路を示す電
気回路である。 1・・・N型エピタキシャル層。 2・・・P型基板、 3・・・入力コンタクト。 4°°°金属2線・ ゛°゛°電極7・ 16・・・金
属配線、 7・・・電極窓。 8・・・ショート回路、9・・・P型拡散層。 Dl、D2・・・ショットキーバリアダイオード。 D3・・・PNダイオード。 R1,R2・・・抵抗。 Ql・・・トランジスタ。 IN・・・入力端子。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第1図 第2図 り一一一一一一ヨ 第3図 第4図 第5図 手続補正書 昭和59年7月朝日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許願 第116954号2、発明の名称 半導体装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 (522)富士通株式会社 4、代理人 (外3 名) 5、補正の対象 (1)明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)明細書の
「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおり補正
する。 (2)明細書第5頁第9行から第18行に「そしてこの
目的は、・・・・・・・・・達成される。」とあるのを
「そしてこの目的は、本発明によれば、−導電型の半導
体層に形成され、外部端子に接続される反対導電型の島
状の第1不純物領域と、該第1不純物領域と接触する電
極層を有するダイオードと、前記外部端子との接続部と
ダイオードとの間で該第1不純物領域を横切り該半導体
層に達する一導電型の第2不純物領域を有するPN接合
ダイオードを備え、該PN接合ダイオードの逆耐圧は該
ダイオードの逆耐圧以下であることを特徴とする半導体
装置を提供することによって達成される。」と補正する
。 Z 添付四類の目録 補正特許請求の範囲 1通 2、特ifF請求の範囲 1、−導電型の半導体層に形成され、外部端子に接続さ
れる反対導電型の島状の第1不純物領域と、該第1不純
物領域と接触する電極層を有するダイオードと、前記外
部端子との接続部とダイオードとの間で該第1不純物領
域を横切り該半導体層に達する一導電型の第2不純物領
域を有するPN接合ダイオードを備え、該PM接合ダイ
オードの逆耐圧は該ダイオードの逆耐圧以下であること
を特徴とする半導体装置。
示す平面図、第2図は第1図の装置の等価回路を示す電
気回路図、第3図は第1図の装置におけるショート不良
状態を説明するための平面図、第4図は本発明の1実施
例に係わる半導体装置の入力保護回路部の構造を示す平
面図、そして第5図は第4図の装置の等価回路を示す電
気回路である。 1・・・N型エピタキシャル層。 2・・・P型基板、 3・・・入力コンタクト。 4°°°金属2線・ ゛°゛°電極7・ 16・・・金
属配線、 7・・・電極窓。 8・・・ショート回路、9・・・P型拡散層。 Dl、D2・・・ショットキーバリアダイオード。 D3・・・PNダイオード。 R1,R2・・・抵抗。 Ql・・・トランジスタ。 IN・・・入力端子。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 第1図 第2図 り一一一一一一ヨ 第3図 第4図 第5図 手続補正書 昭和59年7月朝日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許願 第116954号2、発明の名称 半導体装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 (522)富士通株式会社 4、代理人 (外3 名) 5、補正の対象 (1)明細書の「特許請求の範囲」の欄(2)明細書の
「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 (1)明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおり補正
する。 (2)明細書第5頁第9行から第18行に「そしてこの
目的は、・・・・・・・・・達成される。」とあるのを
「そしてこの目的は、本発明によれば、−導電型の半導
体層に形成され、外部端子に接続される反対導電型の島
状の第1不純物領域と、該第1不純物領域と接触する電
極層を有するダイオードと、前記外部端子との接続部と
ダイオードとの間で該第1不純物領域を横切り該半導体
層に達する一導電型の第2不純物領域を有するPN接合
ダイオードを備え、該PN接合ダイオードの逆耐圧は該
ダイオードの逆耐圧以下であることを特徴とする半導体
装置を提供することによって達成される。」と補正する
。 Z 添付四類の目録 補正特許請求の範囲 1通 2、特ifF請求の範囲 1、−導電型の半導体層に形成され、外部端子に接続さ
れる反対導電型の島状の第1不純物領域と、該第1不純
物領域と接触する電極層を有するダイオードと、前記外
部端子との接続部とダイオードとの間で該第1不純物領
域を横切り該半導体層に達する一導電型の第2不純物領
域を有するPN接合ダイオードを備え、該PM接合ダイ
オードの逆耐圧は該ダイオードの逆耐圧以下であること
を特徴とする半導体装置。
Claims (1)
- 1、−導電型の半導体層に形成され、外部端子に接続さ
れる反対導電型の第1不純物領域と、該第1不純物領域
と接触する金属層を有するショットキーバリアダイオー
ドと、該第1不純物領域を横切シ該半導体層に接続され
る一導電型の第2不純物領域を有するPN接合ダイオー
ドを備え、該PN接合ダイオードの逆耐圧は該ショット
キーバリアダイオードの逆耐圧以下であることを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58116954A JPS6010653A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体装置 |
EP84304170A EP0130737B1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-20 | Semiconductor device having input protection circuit |
DE8484304170T DE3466618D1 (en) | 1983-06-30 | 1984-06-20 | Semiconductor device having input protection circuit |
KR1019840003790A KR850000805A (ko) | 1983-06-30 | 1984-06-30 | 받도체장치 |
US06/921,811 US4680600A (en) | 1983-06-30 | 1986-10-21 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58116954A JPS6010653A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6010653A true JPS6010653A (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=14699842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58116954A Pending JPS6010653A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4680600A (ja) |
EP (1) | EP0130737B1 (ja) |
JP (1) | JPS6010653A (ja) |
KR (1) | KR850000805A (ja) |
DE (1) | DE3466618D1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7470958B2 (en) | 2005-07-28 | 2008-12-30 | Panasonic Corporation | Semiconductor device |
US7553747B2 (en) | 2005-08-05 | 2009-06-30 | Panasonic Corporation | Schottky diode having a nitride semiconductor material and method for fabricating the same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4695622B2 (ja) * | 2007-05-02 | 2011-06-08 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
GB2460026B (en) * | 2008-05-12 | 2012-03-07 | Alan John Jones | Passive pulse splitter for pulsing utility meters or other meters |
US20230078017A1 (en) * | 2021-09-16 | 2023-03-16 | Wolfspeed, Inc. | Semiconductor device incorporating a substrate recess |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4110775A (en) * | 1976-08-23 | 1978-08-29 | Festa Thomas A | Schottky diode with voltage limiting guard band |
JPS5499580A (en) * | 1977-12-27 | 1979-08-06 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit device |
JPS5574059U (ja) * | 1978-11-15 | 1980-05-21 | ||
JPS57183065A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58116954A patent/JPS6010653A/ja active Pending
-
1984
- 1984-06-20 DE DE8484304170T patent/DE3466618D1/de not_active Expired
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1986
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