JPS60120569A - 入力回路 - Google Patents

入力回路

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Publication number
JPS60120569A
JPS60120569A JP58227863A JP22786383A JPS60120569A JP S60120569 A JPS60120569 A JP S60120569A JP 58227863 A JP58227863 A JP 58227863A JP 22786383 A JP22786383 A JP 22786383A JP S60120569 A JPS60120569 A JP S60120569A
Authority
JP
Japan
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transistor
voltage
input
wiring
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP58227863A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoharu Oikawa
清春 笈川
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
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58227863A priority Critical patent/JPS60120569A/ja
Publication of JPS60120569A publication Critical patent/JPS60120569A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0266Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using field effect transistors as protective elements

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は集積回路の入力回路に関し、特に外部から印
加されるサージ電圧に対する内部素子の保@を図った入
力回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
第1図は集積回路における従来の入力回路を示す回路図
である。′外部からの信号は入力・やラド11に印加さ
れ、この信号は配線12を介してNチャネル、・0人力
段トランジスタ13のr−トに伝達される。上記配線1
2の途中には、上記入カバ、ド11に+300Vないし
+1ooov程度のサージ電圧が印加された際に配線1
2に流れる電流及び配線12を介して入力段トランジス
タ13のダートに印加される電圧それぞれを低下させる
ための、保護抵抗14とダイオードとして作用する保護
用のNチャネルMO8)ランジスタ15からなる保護回
路上玉が設けられている。また上記配線12の途中には
、ソースが正極性の電源電圧vcc印加点に接続されて
ぃる負荷用のディプレッション型NチャネルMOSトラ
ンジスタ17のドレインが接続されている。
このMOSトランジスタ17は上記配線12を常時電源
電圧vccにゾルアップすることによって、前記入力パ
ッド11に信号が印加されていないときの前記入力段ト
ランジスタ13の誤動作を防止している。また、上記M
O8)ランジスタ17のr−)は、そのドレインが接続
されている配線12の第1の箇所18に対して、入カッ
4ッド11側に抵抗19を介し一〇隔てられた配線12
の第2の箇所20に接続されている。さらに上記第1の
箇所18と前記入力段トランジスタ13のダートとの間
にも抵抗21が接続されている。上記配線12は、MO
Sトランジスタ15のソースおよびMOS )ランジス
タ17のドレインである拡散領域を延長して構成されて
おυ、上記抵抗14.19および21はこの拡散領域に
存在する抵抗成分を等価的に示したものである。
〔背景技術の問題点〕
第1図のように構成された従来回路において、いま人力
パッド11に高電圧のサージが印加されたとする。この
サージ電圧は保護回路16−によっである程度まで下げ
られたものとなるが、この保護回路り互の出力電圧は依
然として高い。
従来回路では負荷用のMOS )シンジスタ17のダー
トが上記保護回路16の出力点に相当する配線12の第
2の箇所20に接続されているので、高い電圧がこのM
OS)ジンジスタ17のダートに直接印加されてしまい
、デート絶縁膜が絶縁破壊を起こしてしまう。このため
、上記MO8)ランジスタ17のサージ耐圧が著しく低
下してしまう。
しかも、上記負荷用のMOS )ランジスタ17として
エン・−ンスメント型のものが用いられることがあ勺、
この場合に入力パッド11がアース電圧にされている状
態からサージ電圧が印加されると、このMOS )ラン
ジスタ17ではまずダートに高電圧が印加される。この
とき、ドレインは抵抗19による信号遅れのため未だア
ース電圧に保たれているので、このMOS )ランジス
タ17のダート、ドレイン間は等価的に順/(イアスさ
れたダイオード構造となる。したがって、上記MO8)
ランジスタ17のダート、ドレイン間には大電流が流れ
て、ダート、ドレイン間が絶縁破壊を起こしてしまう。
このように従来回路では高電圧のサージ入力に対して弱
いという欠点がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的とするところは、高電圧のサージ入力に
対して強固な人力回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
この発明による入力回路は、信号入力端子の信号を入力
段トランジスタのダートに伝達する配線の途中にそのド
レインが接続されている負荷用のMOS )ランノスタ
のダートを、ドレインが接続されている箇所から入力段
トランジスタ側に抵抗を介して隔てられた上記配線の箇
所に接続するようにしている。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第2図はこの発明に係る入力回路の回路図であシ、前記
第1図の従来回路と対応する箇所には同一符号を付して
その説明は省略する。この実施例回路が第1図の従来回
路と異なっているところは、負荷用のMOS )ランノ
スタ17のダートが、そのドレインが接続されている配
線12の第1の箇所18に対して、入力段トランジスタ
13側に抵抗22を介して隔てられた配線120第3の
箇所23に接続されている点である。また、上記第3の
箇所23と入力段トランジスタ13のダートとの間には
抵抗24が接続されている。
このような構成において、入カッ4 ラド11に高電圧
のサージが印加されると、保護回路皿によってこのサー
ジ電圧がある程度捷で下げられる。そしてこの電圧は、
抵抗19によってさらに下げられて配線12の第1の箇
所18すなわチMOSトランジスタ17のドレインに印
加される。さらに上記第1の箇所18に印加された電圧
は、抵抗22によって下げられて配線12の第3の箇所
23すなわち上記MO8)ランジスタ17のダートに印
加される。このように、Mo8 )ランジスタ17のダ
ートに印加される電圧は、従来に比べて抵抗22による
電圧降下分だけ低くされている。このため、同じ値のサ
ージ電圧が入カノヤ、ド11に印加された場合に、従来
回路よシもMo8 )ランジスタ17のダート絶縁膜破
壊が起こシにくくなシ、従来よシもサージ耐圧を高める
ことができる。
しかも、予め入力パッド11がアース電圧にされている
状態からサージ電圧が印加されると、Mo8’ )ラン
ジスタ17では先ず始めにドレインに高電圧が印加され
、この後、抵抗22によっである値だけ低下された電圧
がダートに印加されることになる。すなわち、MOSト
ランジスタ17ではドレイン電圧が始めにある電圧にさ
れ、この後ダート電圧が印加されるので、このWDSト
ランジスタ17がデイゾレッション型のものあるいはエ
ンハンスメント型のものであってもr−ト、ドレイン間
に大電流が流れる恐れはない。このため、ダート、ドレ
イン間の絶縁破壊は起こシにくくなる。さらに、上記M
oSトランジスタ17のドレインに高電圧が印加された
とき、ダートは未だアース電圧にされておシ、ドレイン
、ダート間は、等制約に逆バイアスされたダイオード構
造となるので、このMoSトランジスタ17も保護回路
16内のMo8 トランジスタ15と同様に保護ダイオ
ードとして働く。このため、入力段トランジスタ13は
サージ入力に対して従来よシも強固とすることができる
第3図は上記第2図の実施例回路を実際に集積回路内に
集積した場合のパターン平面図である。なお、基板とし
てP型不純物を含むシリコン基板が用いられている。な
お、第3図において、前記第2図と対応する箇所には同
一符号を付している。入カバ、ド11は基板上に絶縁膜
(図示せず)を介して設けられたアルミニウム層によっ
て構成されておシ、この人カッ9ッド11はコンタクト
ホール3ノを介して、N型不純物が拡散されたN拡散層
による配線12の一端に接続されている。この配線12
の他端はダイレクトコンタクト部32を介して、前記入
力段トランジスタ13のダート電極である多結晶シリコ
ン層33に接続されている。上記配線12の途中では、
この配線12と所定間隔を保って隣接するように!型拡
散領域34が設けられており、このN加拡散領域34と
上記配線12との間には、前記保護用のMo8 )ラン
ノスタ15のダート電極である多結晶シリコン層35が
設けられている。したがって、この保護用のMo8 )
ランジスタ15のソースは上記N1型拡散領域34によ
って、ドレインはこの領域34と隣接する配線12の一
部でそれぞれ構成されている。また上記N”!拡散領域
34上にはアルミニウムによるアース電圧供給用の配線
36が設けられ、N1型拡散領域34はコンタクトホー
ル37を介して、また上記多結晶シリコン層35はコン
タクトホール38を介してそれぞれこの配線36に接続
されている。
さらに上記拡散層による配線12の途中では、この配線
12と所定間隔を保って隣接するようにN+型拡散領域
39が設けられておシ、この離型拡散領域39と上記配
線12との間には、前記負荷用のMOS トランジスタ
L1の’y” −上電極であシ、前記入力段トランジス
タ13のダート電極としてんいられる多結晶シリコン層
33が延長されている。したがって、負荷用のMo3 
)ランジスタ17のソースは上記N型拡散領域39によ
って、ドレインはこの領域39と隣接する配線12の一
部でそれぞれ構成されている。
上記N”71拡散領域39上にはアルミニウムによる電
源電圧vcc供給用の配線40が設けられ、上記N〜拡
散領域39はコンタクトホール41を介してこの配線4
0に接続されている。前記多結晶シリコン層33をはさ
むようにして基板内には、前記入力段トランジスタ13
0ソース。
ドレインとなる1対のN1型拡散領域42 、43が設
けられておシ、このうち一方のN型拡散領域43はコン
タクトホール44を介して前記アース電圧供給用の配線
36に接続されている。
ここで前記抵抗14は、コンタクトホール31と保護用
MO8)ランジスタ15のソース部分との間の配線12
に存在する拡散抵抗を等価的に表わしたものでib、抵
抗19は保護用MO8)う/ジスタム五のソース部分と
負荷用MO8)ランジスタ11のドレイン部分との間の
配線12に存在する拡散抵抗を等価的に表わしたもので
あシ、さらに抵抗22は負荷用MO8)ランジスタLヱ
のドレイン部分と前記ダイレクトコンタクト部32との
間の配線12に存在する拡散抵抗を等価的に表わしたも
のである。また、前記抵抗24は多結晶シリコン層33
に存在する抵抗成分を等価的に表わしたものである。
このように前記第2図回路を実現するには、多結晶シリ
コン層33と拡散層による配線12とのコンタクト部分
を、負荷用MO8)ランジスタ17のドレイン部分から
みて入力・!ラド11とは反対側すなわち入力段トラン
ジスタis側に設けるようなパターン形状とするのみで
よい。
第4図は第2図回路に対応した他のパターン平面図であ
シ、負荷用MO8)ランジスタLヱの部分のみを示しで
ある。なお、第3図と対応する箇所には同一符号を用い
る。この例では前記抵抗22に相当する配線120部分
が十分長くなるように延長されておシ、これによって抵
抗22の値を十分に大きくして入力段トランジスタ13
の保護効果を高めている。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変形が可能であることは7いうまでもない。たと
えば、入力パッド11にサージ電圧が印加された場合に
、負荷用のMOS )ランジスタ12が保護用のMOS
 )ランジスタ15と同じ働きをするため、保護用のM
OSトランジスタ15を省略してその作用を負荷用のM
OS )ランジスタ12で行なわせるようにしてもよい
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、高電圧のサージ
入力に対して強固な入力回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の入力回路を示す回路図、第2図はこの発
明の一実施例に係る入力回路の回路図、第3図は第2図
回路のノリーン平面図、第4図は第2図回路の他のノや
ターン平面図である。 11・・・入力パッド、12・・・配線、13・・・入
力段トランジスタ、16・・・保護回路、17・・・負
荷のMOS )ランジスタ、19.22.24・・・抵
抗。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 Vcc 第2図 rC 第3図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)信号入力端子と、上記信号入力端子の信号を入力
    段トランジスタのダートに伝達する信号伝達手段と、電
    流通路の一端が上記信号伝達手段上の任意の箇所に、他
    端が電源電圧印加点にそれぞれ接続され、r−)が上記
    箇所から入力段トランジスタ側に抵抗成分を介して隔て
    られた他の箇所に接続された負荷トランジスタとを具備
    したことを特徴とする入力回路。
  2. (2) 前記抵抗成分が前記信号伝達手段に存在してい
    る等価抵抗である特許請求の範囲第1項に記載の入力回
    路。
  3. (3) 前記信号伝達手段が、一方導電型半導体領域内
    に形成された他方導電型半導体領域で構成されている特
    許請求の範囲第1項に記載の入力回路。
JP58227863A 1983-12-02 1983-12-02 入力回路 Pending JPS60120569A (ja)

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JP58227863A JPS60120569A (ja) 1983-12-02 1983-12-02 入力回路

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ID=16867533

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JP58227863A Pending JPS60120569A (ja) 1983-12-02 1983-12-02 入力回路

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JP (1) JPS60120569A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01181565A (ja) * 1988-01-11 1989-07-19 Toshiba Corp Mos型半導体装置の入力保護回路
US5019883A (en) * 1987-01-28 1991-05-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Input protective apparatus of semiconductor device
JPH0629154U (ja) * 1992-09-10 1994-04-15 横河電機株式会社 半導体集積回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01181565A (ja) * 1988-01-11 1989-07-19 Toshiba Corp Mos型半導体装置の入力保護回路
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