JPS6262561A - 入力保護回路 - Google Patents

入力保護回路

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JPS6262561A
JPS6262561A JP60202349A JP20234985A JPS6262561A JP S6262561 A JPS6262561 A JP S6262561A JP 60202349 A JP60202349 A JP 60202349A JP 20234985 A JP20234985 A JP 20234985A JP S6262561 A JPS6262561 A JP S6262561A
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JP
Japan
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transistor
polysilicon resistor
resistor
protective
polysilicon
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JP60202349A
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JPH0518468B2 (ja
Inventor
Toshio Wada
和田 俊男
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • 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

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  • Protection Of Static Devices (AREA)
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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】 (イ)産業上の利用分野 本発明はM工Sトランジスタの入力保護回路、特に一導
電型で高不純物濃度の半導体基板上に一導電型で低不純
物濃度のエピタキシャル層を設げた基板内に形成される
MIS)ランジスタの入力保護回路に関する。
(ロ)従来の技術 従来の入力保護回路としては第6図に示すポリシリコン
抵抗を用いるものが例えば特開昭59−169167号
公報等で知られている。
第6図に於いて、(21)はAlにより形成された入力
パッド、■は半導体基板の絶縁膜上に形成されたN+型
ポリシリコン層より成るポリシリコン抵抗体、(2国は
保護用MIS)ランジスタ、(財)は保護されるMIS
)ランジスタである。保護用MISトランジスタのはP
+型拡散層より成るソースドレイン領域(ロ)艶を有し
、チャンネル領域上のゲート酸化膜上にはゲート電極−
を有し、ドレイン領域(26)はポリシリコン抵抗体(
27JとAl配線層酩で接続され、ゲート電極(資)と
ソース領域(ハ)はAl配線層■で接地されている。ま
た保護されるM工Sトランジスタ(24)はP+凰拡散
層より成るソースドレイン領域@(至)とN+型ポリシ
リコン層より成るゲート電極Gυで形成されている。
斯る構成をパターン的に見ると第7図に示す如く、入力
バッドシ】)はポリシリコン抵抗体(2zの一端に接続
され、他端は保護されるMIS)ランジスタ(24)の
ゲート電極Gυに接続されている。また保護用MIS)
ランジスタ@はポリシリコン抵抗体■の終端とアース間
に接続され、そのゲート電極(8)は接地されて約20
V程度のソースドレイン間のブレーク電圧を得ている。
従って入力パッドGl)から印加される入力サージ電圧
はポリシリコン抵抗体(2zでなめされた後保護用MI
Sトランジスタ(ハ)からグランドに抜いて保護される
MISトランジスタt241のゲート電極の保護を行っ
ている。
←→ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら斯る従来の入力保護回路では、P+型半導
体基板上にP−型のエピタキシャル層を設げたエピタキ
シャル型の基板に組み込んだMISトランジスタの入力
保護回路として用いろとMISトランジスタのゲート酸
化膜が絶縁破壊されるよりはるかに低い入力サージ電圧
で保護用MISトランジスタ(ハ)のドレイン領域(イ
)が永久破壊される欠点があった。この原因は従来の入
力保護回路では保護用MIS)ランジスタ囚のドレイン
領域(イ)で形成されるダイオードに直列に半導体基板
の持つ基板抵抗が接続されていたのが、エピタキシャル
型の基板では基板抵抗が極めて小さくなるためである。
に)問題点を解決するだめの手段 本発明は斯上した欠点に鑑みてなされ、入力パッド(4
)と保護されるMIS)ランジスタ(7)間に接続され
た第1のポリシリコン抵抗体(6)から分枝して第2の
ポリシリコン抵抗体(9)を設け、第2のポリシリコン
抵抗体(9)を介して保護用MIS)ランジスタ(8)
を接続し、従来の欠点を大巾に改善した入力保護回路を
実現するものである。
(ホ)作用 本発明に依れば、第2のポリシリコン抵抗体(9)によ
り保護用MIS)ランジスタ(8)のドレイン領域Iで
形成されるPN接合に流入する電流が規制されるので、
エピタキシャル型の基板を用いてもPN接合が永久破壊
されろおそれはない。
(へ)実施例 本発明に依る入力保護回路を第1図乃至第5図を参照し
て詳述する。
第1図は本発明に依る第一の実施例の入力保護回路の上
面図を示し、(1)はP+型の半導体基板(2)上にP
−型のエピタキシャル層(3)を設げた基板、(4)は
基板(1)の絶縁膜(5)上にklにより形成された入
力パッド、(6)は基板fi+のフィールド絶縁膜(5
)上に形成されたN+型ポリシリコン層より成る第1の
ポリシリコン抵抗体、(7)は保護されるM工sトラン
ジスタ、(8)は保護用MISトランジスタ、(9)は
フィールド絶縁膜(5)上に形成されたN+型ポリシリ
コン層より成る第2のポリシリコン抵抗体である。保護
されるMIS)ランジスタ(7)はN+W+散層より成
るソースドレイン領域(101(111が離間して設け
られ、チャンネル領域上のゲート酸化膜上にはN 型ポ
リシリコン層より成るゲート電極(1zが設けられ、こ
のゲート電極(12は第1のポリシリコン抵抗体(6)
とN+型ポリシリコン層で一体に形成されている。また
保護用M工Sトランジスタ(8)はN+型型数散層り成
るソースドレイン領域(13)α滲が離間して設けられ
、チャンネル領域上のフィールド酸化膜上にはN+型ポ
リシリコン層よす成るゲート電極叫が設けられ、ドレイ
ン領域α小まAl配線層(10で第2のポリシリコン抵
抗体(9)の終端と接続され、ゲート電極叫は電源■c
oに接続され、ソース領域αJはAl配線層明部アース
に接続されている。
本発明の特徴は第2のポリシリコン抵抗体(9)を設け
た点にある。第2のポリシリコン抵抗体(91ハ第1の
ポリシリコン抵抗体(6)と一体に形成され、第1のポ
リシリコン抵抗体(6)の終端付近より分枝している。
第2のポリシリコン抵抗体(9)の終端は第2図に示す
如く、AI配線層明部ドレイン領域(t41と接続され
ている。なお基板(])は0.01〜o、。
2ΩαのP++型の半導体基板(2)と8〜2oΩαの
P−mのエピタキシャル型(3)とで構成され、第1の
ポリシリコン抵抗体(6)は略IKΩに設定し、第2の
ポリシリコン抵抗体(9)は第1のポリシリコン抵抗体
(6)の入力バッド(4)側から800Ωのところで分
枝して略500Ωに設定している。
斯上したエピタキシャル型の基板では特公昭58−19
137号公報に示される様に相補型MISトランジスタ
を組み込む場合に基板の寄生抵抗を除去できる極めて有
効なラッチアップ対策を実現できる。
バクーン的に見ると、入力パッド(4)は第1のポリシ
リコン抵抗体(6)の一端にコンタクトを介して接続さ
れており、他端は保護されるM工Sトランジスタ(7〕
のゲート電極α力に直結されている。第1のポリシリコ
ンの抵抗体(6)の終端付近からは第2のポリシリコン
抵抗体(9)が分枝しており、第2のポリシリコン抵抗
体(9)の終端はkl配線層明部介して保護用M工Sト
ランジスタ(8)のドレイン領域(14)と接続されて
いる。保護用MISトランジスタ(8)はゲート酸化膜
をフィールド絶縁膜を用いた寄生MO8構造を採用して
いる。
第3図は第1図に示す本発明の一実施例の等価回路図で
あり、入力パッド(4)に第1のポリシリコン抵抗体(
6)の一端を接続し、他端は保護されろMIS)ランジ
スタ(7)のゲート電極住2に接続されている。また第
1のポリシリコン抵抗体(6)の終端付近は第2のポリ
シリコン抵抗体(9)を介して保護用MIS)ランジス
タ(8)のドレインに接続されている。第2のポリシリ
コン抵抗体(9)は保護用MISトランジスタ(8)の
ドレイン領域(141に流入するラッシュカレントを規
制している。
次に本発明に依る入力保護回路の動作について説明する
。保護用MIS)ランジスタ(8)は巾100μm長さ
5μmのチャンネル領域な有する寄生MO8構造を有し
、ソースドレイン間のブレークダウン電圧BV、、を約
20Vに設定している。従って入力パッド(4)に印加
される入力サージ電圧が第1のポリシリコン抵抗体(6
)の終端で約30V以下になる様に設計され、保護され
るMIS)ランジスタ(7〕の保護ゲート耐圧を約40
V以下になる様に設計している。このため入力サージ電
圧は第1のポリシリコン抵抗体(6)でそのピーク電圧
をなめされた後第2のポリシリコン抵抗体(9)を介し
て保護用M工Sトランジスタ(8)で基板へ入力サージ
電圧は抜かれてMISトランジスタ(73のゲート電極
には20V以上の入力サージ電圧は印加されない。また
第2のポリシリコン抵抗体(9)により保護用MISト
ランジスタ(8)のドレイン領域Iへのラッシュカレン
トを規制され、ドレイン領域(1410PN接合は永久
破壊されない。
本発明の第2の実施例の入力保護回路を第4図および第
5図を参照して詳述する。なお第1図と同じ構成には同
一図番を用いた。
第4図はその上面図を示し、(1)はエピタキシャル型
の基板、(4)は基板(1)の絶縁膜(5)上にAlに
より形成された入力パッド、(6)は基板(1)のフィ
ールド絶縁膜(5)上に形成されたN+型ポリシリコン
層より成る第1のポリシリコン抵抗体、(7)は保護さ
れるM工Sトランジスタ、α力は保護用M、IS)ラン
ジスタ、(9)はフィールド絶縁膜(5)上に形成され
たN+型ポリシリコン層より成る第2のポリシリコン抵
抗体である。本実施例では保護用MIS)ランジスタa
ηをN 型拡散層より成るソースドレイン領域αれ]と
チャンネル領域上の薄いゲート酸化膜上に設けたN+型
ポリシリコン層より成るゲート電極■で構成し、ゲート
電極翰およびソース領域(1〜をkl配線層σQでアー
スに接続している点に特徴がある。本実施例の保護用M
IS)ランジスタαnもソースドレイン間のブレークダ
ウン電圧BV、、は約20Vに設定され、動作態様は前
述した第一の実施例と全く同じである。
(ト)  発明の効果 本発明に依れば、P+型半導体基板上にP−型エピタキ
シャル層を設けたエピタキシャル型基板にも有効に動作
できる入力保護回路を実現できる利点を有する。
また本発明では第2のポリシリコン抵抗体(9)を第1
のポリシリコン抵抗体(6)より分枝するのみで達成で
き、ラッチアップ対策に有効なエピタキシャル型基板に
も有効に動作できる入力保護回路を実現できる利点を有
する。
更に不発面では第1のポリシリコン抵抗体(6)、第2
のポリシリコン抵抗体(9)および保護されるMISト
ランジスタ(7)のゲート電極(1つをN+型ポリシリ
コン層で一体的に形成でき、極めて小型の入力保護回路
を実現できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に依る入力保護回路を説
明する上面図、第2図は第1図の■−■線断面図、第3
図は本発明の第1の実施例の等価回路図、第4図は本発
明の第2の実施例に依る入力保護回路を説明する上面図
、第5図は本発明の第2の実施例の等価回路図、第6図
は従来の入力保護回路を説明する上面図、第7図は従来
の入力保護回路の等価回路図である。 主な図番の説明 (1)はエピタキシャル型の基板、(4)は入力パッド
、(6)は第1のポリシリコン抵抗体、(7)は保護さ
れるM工Sトランジスタ、(8)は保護用M工Sトラン
ジスタ、(9)は第2のポリシリコン抵抗体である。 第1図 l 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一導電型で高不純物濃度の半導体基板と該基板上
    に設けられた一導電型で低不純物濃度のエピタキシャル
    層と、 該エピタキシャル層上の絶縁層上に設けた入力パッドと
    、 該入力パッドに一端を接続され、他端を保護されるMI
    Sトランジスタのゲート電極に接続された第1のポリシ
    リコン抵抗体と、 前記エピタキシャル層表面に設けた所定のソースドレイ
    ン間ブレークダウン電圧を有する保護用MISトランジ
    スタと、 前記第1のポリシリコン抵抗体の終端に一端を接続され
    、他端を前記保護用MISトランジスタのドレイン領域
    に接続されラッシュカレントを流入を規制する第2のポ
    リシリコン抵抗体とを具備することを特徴とする入力保
    護回路。
JP60202349A 1985-09-12 1985-09-12 入力保護回路 Granted JPS6262561A (ja)

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JP60202349A JPS6262561A (ja) 1985-09-12 1985-09-12 入力保護回路

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JPS6262561A true JPS6262561A (ja) 1987-03-19
JPH0518468B2 JPH0518468B2 (ja) 1993-03-12

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ID=16456058

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989057A (en) * 1988-05-26 1991-01-29 Texas Instruments Incorporated ESD protection for SOI circuits
US10464762B2 (en) 2013-05-17 2019-11-05 Intelligrated Headquarters, Llc PLC controlled robotic carton unloader

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56108267A (en) * 1980-01-31 1981-08-27 Nec Corp Insulated-gate field-effect semiconductor device
JPS60167467A (ja) * 1984-02-10 1985-08-30 Hitachi Micro Comput Eng Ltd 半導体装置

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