JPS60172817A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS60172817A
JPS60172817A JP59027325A JP2732584A JPS60172817A JP S60172817 A JPS60172817 A JP S60172817A JP 59027325 A JP59027325 A JP 59027325A JP 2732584 A JP2732584 A JP 2732584A JP S60172817 A JPS60172817 A JP S60172817A
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JP
Japan
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circuit
resistor
input
pull
input terminal
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JP59027325A
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Takashi Matsui
隆 松井
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特にプルアップ
回路またはプルダウン回路を有する入力回路を備え、入
力信号のしきい値レベルが該プルアップ回路またはプル
ダウン回路の電気的特性の影響を受けないようにした半
導体集積回路装置に関する。
(技術の背景) 一般に、半導体集積回路装置(以下単にIC装置と称す
る)の入力回路においては例えば入力端子が開放状態と
なった場合に内部回路に所定レベルの電圧を与える等の
目的でプルアップ回路またはプルダウン回路が設けられ
ている。このような入力回路にはさらに静電気等に対し
て回路を保護するための保持回路が設けられている。入
力回路に付加されたこわらの付属回路はIC装置の内部
回路の本来の動作には不必要なものが多く、シたがって
これらの付属回路がIC装置の内部回路の本来の動作に
影響を及はさないようにすると共にIC装置の集n!度
を低下させることがないようにすることが必要とされる
(従来技術と問題点) 第1図は、従来形のIC装置に用いられている入力回路
を示す。同図において、Qlは内部回路の入力トランジ
スタであり、rは入力保護抵抗、RU入カトランジスタ
Qlのゲートa (!: 電源Vccとの間に接続され
たプルアップ抵抗である。また、AはIC装置の入力端
子である。なお、プルアップ抵抗Rは例えば入力トラン
ジスタQlと同様のMISトランジスタによって構成さ
れる。
第1図の回路においては、入力保護抵抗rはIC装置の
入力端子Aに静電気による過電圧が印加された場合およ
び核入力端子Aが直接接地された場合等に入力トランジ
スタQlおよびプルアップ抵抗R等を保護するものであ
る。捷だ、プルアップ抵抗Rは入力端子Aが開放状態の
場合にIC装置の内部回路に所定の論理レベルの電圧を
与え、あるいはIC装置前段の回路の負荷i路として作
用するものである。
ところが、第1図の従来形の回路においては、入力端子
Aの電圧をvAとすると入力トランジスタQlのゲート
aの電圧Vaは V6 = VA + (Vcc VA )R+r となり、入力端子Aの電圧vAが電源電圧VCCよシ小
さい場合には常にゲート電圧vaが入力電圧■A より
大きくなってしまう。そして、電圧V。
とVAとの電位差は電源電圧Vecの値に応じて変化す
る。このため、従来形の回路においては入力しきい値電
圧が電源電圧VCCおよび各抵抗R+rの値に応じて変
動しかつ入力(i号が低レベルの場合における電圧マー
ジンが少なくなりいわゆるVIL特性が悪化するという
不都合があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
IC装置の入力回路において、IC装置の入力端子と内
部回路の入力端子の間に入力保護抵抗を接続すると共に
IC装置の入力端子と電源またはグランド間に1プルア
ップ回路またはプルダウン回路を接続するという構想に
基づき、電源電圧等の影響によってIC装置の入力′@
、汗と内部回路への入力電圧との間に電位差が生じるこ
とを防止すると共に、亀諒市5圧の影響により入力しき
い値電圧が変動することを防止して雑音等による内部回
路の電圧マージンの悪化を防止することにある。
(発明の構成) そしてこの目的は、本発明によれば、入力端子と入力ト
ランジスタの1ざ号入力用電極との間に接続された第1
の抵抗回路、および該入力端子と電源間に接続さiまた
プルアップ用またげプルダウン用の第2の抵抗回路を有
する入力回路を半導体チップ内に具備する半導体集積回
路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、IIZ1面により本発明の詳細な説明する。
第2図は、本発明の1実施例に係わるIC装「イに用い
られている入力回路を示す。同図の入力回路においては
、内部回路の入力トランジスタQ1のゲートaとIC装
置の入力端子Aとの間に入力保護抵抗rが接続されてい
る点は第1図の回路と同じである。第2図の回路が第1
図の回路と異なる点は、プルアップ抵抗が例えばMIS
トランジスタによって構成される抵抗Rとこの抵抗Rに
直列接続された保瞳抵抗r′とによって構成されており
、しかもこのようなプルアップ抵抗はトランジスタQl
のゲートaではなくIC装置の入力端子Aと電源■cc
との間に接続さハている点である。ここで、抵抗r′は
MIS)ランジスタ等によって構成される抵抗Rを保護
するための抵抗であシ、その抵抗値は例えば入力保護抵
抗rと同じ値にされる。
第2図の回路においては、IC装置の入力端千人に例え
ば静電気による過電圧が印加された場合にはプルアップ
抵抗Rおよび各保aφ抵抗r’+rによって入力トラン
ジスタロ1等が保めされ、入力端子Aが例えばグランド
に短絡された場合には抵抗r′によって抵抗Rの破壊が
防止される。
そして、第2図の回路においては、通常動作時等にIC
装置の入力端子Aの電位■^と入力トランジスタQ1の
ゲー)aの電位vaとが當に同一となり、電源Vccの
変動および各抵抗R,r’、rの大きさ等によってトラ
ンジスタQlのゲート電圧vaが影響を受けることはな
い。
第3図は、本発明の他の実施例に係わるIC装置に用い
られている入力回路の構成を示す。同図の回路において
は、第2図の回路におけるプルアップ抵抗Rおよびr′
がプルダウン抵抗として用いられている。すなわち、第
3図の回路においては、MISトランジスタ等によって
構成される抵抗Rとこの抵抗Rを保護するための抵抗r
′との直列回路がプルダウン抵抗として入力端子Aとグ
ランド間に接続されている。その他の部分は第2図の回
路と同じであシ同−参照符号で示されている。
第3図の回路においても、第2図の回路と同様に抵抗r
およびr′によって入力端子Aに静電気等による過電圧
等が印加された場合および入力端子Aが例−えは電源V
ccと短絡された場合等にも入力トランジスタQlおよ
び抵抗Rの破壊が防止される。そして、第3図の回路に
おいても入力保護抵抗rとプルダウン回路における保護
抵抗r′の抵抗値は例えば同じ値とされる。なお、第3
図の回路においても入力端子Aの電位V^と入力トラン
ジスタQlのゲー)aの電位V、とが電源Vccあるい
は各抵抗R+r’+rの値等の影響を受けることなく等
し゛くなることは明らかである。
第4図は、第2図または第3図の入力回路の半導体チッ
プ上における構造を示す。同図において、1は入力端子
Aのポンディングパッドでちゃ、例えばアルミニウム等
の導電層によって形成されている。2および3は、それ
ぞれ入力保護抵抗rお↓、びプルアップ回路またはプル
ダウン回路の保護抵抗r′を形成する例えばN+型の拡
#層であシ、該拡散層は図示しない例えばP型の半導体
基板上に形成されている。4はボンディングパット1と
各抵抗2および3を形成するN+型型数散層を電気的に
結合するためのメタルコンタクトホールである。また、
5および6はそれぞれ各抵抗2および3とメタルコンタ
クトホール7および8によって電気的に接続さJまたア
ルミ配線層である。
第4図の構造においては、各N+型型数散層および3が
ポンディングパッドlをはさみ互いに隣接することなく
配置されているので、各拡散層2および3の抵抗値rお
よびr′の値が大幅に異なる等の理由により各拡散層2
および3の電位分布が大幅に異なる場合等にも放電等の
現象によって静電気耐量が低下することが少ない。
第5図は、第2図または第3図の入力回路の半導体チッ
プ上における構造の他の例を示す。同図において、11
はポンディングパッドでありアルミニウム等の導電層に
よって形成されている。
1 9 +−F n: 1 Q M2−h J’−h 
λ−ガ伐’、 tl& % #■、藝↑rドブルアツブ
回路またはプルダウン回路の保護抵抗r′を形成するN
+型型数散層あり、これらは例えHp型半導体基板上に
形成されている。14はボンデインクバッド11と各N
+型型数散層2および13の一端と金電気的に接続する
ためのメタルコンタクトホールである。19はプルアッ
プ抵抗またはプルダウン抵抗Rを形成するためのMIS
トランジスタである。このMIS)ランジスタ19は、
N+型型数散層20よび21をそれぞれドレインおよび
ソースとしこれらの各N+型型数散層0および21の間
のチャンネル領域上に図示しない絶縁膜を介して形成さ
れた多結晶シリコン層22をゲートとして形成されてい
る。そして、MIS)ランジスタ19の多結晶シリコン
層22すなわちゲートとN+型型数散層21なわちソー
スとは、アルミ配線層16によってプルアップ回路また
はプルダウン回路の保護抵抗を形成する耐量拡散層13
と互いに接続されている。なお、18.23.24はこ
のような接続を行なうためのメタルコンタクトホールで
ある。なお、MISトランジスタ19のドレインを構成
するN+型型数散層20他のメタルコンタクトホール2
5を介して電源線またはグランド線を構成するアルミ配
線層26と接続されている。
27は、IC装置の内部回路の入力トランジスタであり
、N+型型数散層28よび29をそれぞれソースおよび
ドレインとし、これらの各N+型型数散層8および29
の間のチャンネル領域上に図示しない絶縁膜を介して形
成さねた多結晶シリコン層30をゲートとして形成され
ている。そして、該多結晶シリコン層30すなわちゲー
トは人力保護抵抗を形成するN+型型数散層12アルミ
配線層15およびメタルコンタクトホール17゜31に
よって接続されてbる。捷た、N+型拡融J蛤28すな
わちソースはグランド線を形成するアルミ配線層32と
メタルコンタクトホール33によって接続されている。
第5図の構造においては、2つの保護抵抗を形成する各
々のN+型型数散層12よび13のパターン形状をほぼ
同じにし抵抗値がほぼ等しくなるようにすることによっ
て各拡散層12および13上の電位分布を等しくし、も
ってこれらの2つの拡散層12および13を近接して配
置することを川口rにしている。すなわち、各拡散層1
2および13の電位分布をほぼ等しくすることによりあ
るいは各拡散層12および13の隣り合う部分の電位差
を小さくするととkより、これらの拡散層12および1
3を近接して配置することを可能にし、入力回路の半導
体チップ上における占有面積をよシ少なくすることがで
きるようになる。
すなわち、第4図の構造を有する入力回路を複数個半導
体チップ上に配置する場合には、第6図に示すように、
名人力回路間に所定の距離りをとることにより隣接する
N+型型数散層2よび3の間の静電気耐湯を所定値以上
に保つ必要がある。
これに対して、第5図の構造を用いた場合には、第7図
に示すように、隣接する入力回路のN+型型数散層12
よび13の間の距離を所定値り以上に保てばよいから各
入力回路をより近接して配置することが可能であシ、半
導体チップ上の領域を有効に利用しかつIC装置の集積
度をより高めることが可能になる。
(発明の効果) このように、本発明によれば、入力回路のプルアップ抵
抗またはプルダウン抵抗をIC装置の入力端子と電源ま
たはグランド間に接続するようにしたから、IC装置の
入力端子に印加される信号のレベルが人力保護抵抗、プ
ルアップ回路および電源電圧等によって変動することが
なくなりIC装置の入力電圧マージンの低下が防止され
る。また、プルアップ回路またはプルダウン回路に保囮
抵抗を挿入し、との保吸抵抗の抵抗値を入力端子と内部
回路の入力端子との間に挿入された人力保護抵抗の抵抗
値と等しくすることKより、これらの各保醗抵抗を半導
体基板上に互いに近接して配置することが可能になシI
C!装置の集積度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来形のIC装置に用いられている入3図はそ
tぞれ本発明の実施例にかかわるIC装置における入力
回路を示す電気回路図、第4図および第5図は第2図お
よび第3図の回路の半導体チップ上におけるレイアウト
を示す平面図、そして第6図または第7図はそれぞれ第
4図および第5図の構造を有する入力回路等を数個配置
する場合におけるレイアウトを示す平面図である。 9・・・入力トランジスタ、 R・・・プルアップまたはプルダウン抵抗、r・・・人
力保護抵抗、 r′・・・プルアップ回路またはプルダウン回路用保護
抵抗、 1.11・・・ポンディングパッド、 2.3112,13.20.21,28.29・・・N
+型型数散層 4.7.8.14.17,18.23.24゜25.3
1.33・・・メタルコンタクトホール、5.6.15
.16.26.32・・・アルミ配線層、 19.27・・・MIS)ランジスタ、22.30・・
・多結晶シリコン層。 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 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之 第2図1 第3 il 第6図1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力端子と入力トランジスタの信号入力用電極との
    間に接続さJまた第1の抵抗回路、および該入力端子と
    電源間に接続されたプルアップ用またはプルダウン用の
    第2の抵抗回路を有する入力回路を半導体チップ内に具
    備する半導体集積回路装置。 2、該第2の抵抗回路はMIS)ランジスタのドレイン
    ・ソース間の抵抗を利用して構成されたMIS抵抗と該
    MIS抵抗を保護するための第3の抵抗回路とを具備す
    る特許請求の範囲第1項に記載の半導体集積回路装置。 3、該第1の抵抗回路と該第3の抵抗回路とはそれぞれ
    共にほぼ同じ抵抗値を有する特許請求の範囲第2項に記
    載の半導体集積回路装置。 4、該第1の抵抗回路と該第3の抵抗回路とはそれぞれ
    入力端子のポンディングパッドをはさんで配置された抵
    抗体パターンによって形成された特許請求の範囲第2項
    または第3項に記載の半導体集積回路装置。 5、該第1の抵抗回路と該第3の抵抗回路とはそれぞれ
    入力端子のポンディングパッドの一方の側に互に平行に
    配置された抵抗体パターンによって形成された特許請求
    の範囲第4項に記載の半導体集積回路装置。
JP59027325A 1984-02-17 1984-02-17 半導体集積回路装置 Granted JPS60172817A (ja)

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JPH0336449B2 JPH0336449B2 (ja) 1991-05-31

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011139146A (ja) * 2009-12-25 2011-07-14 Aisin Aw Co Ltd 電気回路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5550422A (en) * 1978-10-04 1980-04-12 Caterpillar Tractor Co Metal treating method

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