JPS63258056A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63258056A JPS63258056A JP62092658A JP9265887A JPS63258056A JP S63258056 A JPS63258056 A JP S63258056A JP 62092658 A JP62092658 A JP 62092658A JP 9265887 A JP9265887 A JP 9265887A JP S63258056 A JPS63258056 A JP S63258056A
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- Japan
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野）
本発明は、半導体基板に対して正負両方の電圧を取り扱
う半導体装置の入力保護に関する。
う半導体装置の入力保護に関する。
（発明の概要〕
本発明は半導体基板に対して正負両方の電圧を取り扱う
半導体装置の入力端子とその配線の下の半導体基板表面
にｎｐｎ（あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域を設ける
ことで、前記入力端子に加わる電圧を前記入力端子とそ
の周辺配線との下の絶縁膜と前記ｎｐｎ（あるいはＩ）
ｎＰ）の３層の拡散領域とに分割し、前記電圧が直接に
前記絶縁膜に印加されることなく、見かけ上前記絶縁膜
の耐圧を向上させるもので、静電気等で前記入力端子に
発生する過大な電圧に対して前記絶縁膜を破壊から防り
、静電耐圧の高い半導体装置を実現するものである。
半導体装置の入力端子とその配線の下の半導体基板表面
にｎｐｎ（あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域を設ける
ことで、前記入力端子に加わる電圧を前記入力端子とそ
の周辺配線との下の絶縁膜と前記ｎｐｎ（あるいはＩ）
ｎＰ）の３層の拡散領域とに分割し、前記電圧が直接に
前記絶縁膜に印加されることなく、見かけ上前記絶縁膜
の耐圧を向上させるもので、静電気等で前記入力端子に
発生する過大な電圧に対して前記絶縁膜を破壊から防り
、静電耐圧の高い半導体装置を実現するものである。
従来、半導体基板に対して正負両方の電圧を取り扱う半
導体装置の入力端子にはＭＯ３半導体装置で用いられる
ｐｎ接合を利用した入力保護が使えず、入力端子と半導
体基板との間に抵抗を接続して入力保護にしていた。
導体装置の入力端子にはＭＯ３半導体装置で用いられる
ｐｎ接合を利用した入力保護が使えず、入力端子と半導
体基板との間に抵抗を接続して入力保護にしていた。
第２図は従来の半導体基板に対して正負両方の電圧を取
り扱う半導体装置の入力端子の構造を示す断面図である
。半導体基板２１の表面に基板２１と同じ導電型の拡散
領域（ｎ型）２２があり、基板２１の表面上の絶縁膜２
３の上に入力端子２４があり、入力端子２４はｙｌ膜抵
抗２５に接続され、薄膜抵抗２５はアルミ配線２６によ
り拡散領域２２に接続されている。
り扱う半導体装置の入力端子の構造を示す断面図である
。半導体基板２１の表面に基板２１と同じ導電型の拡散
領域（ｎ型）２２があり、基板２１の表面上の絶縁膜２
３の上に入力端子２４があり、入力端子２４はｙｌ膜抵
抗２５に接続され、薄膜抵抗２５はアルミ配線２６によ
り拡散領域２２に接続されている。
入力端子２４は薄膜抵抗２５により入力インピーダンス
を低くしているので、ノイズ等によって過大な電圧を発
生するのを抑えるとともに、万一発生した過大な電圧は
薄膜抵抗２５を通じて拡散領域２２から半導体基板２１
に逃がしている。
を低くしているので、ノイズ等によって過大な電圧を発
生するのを抑えるとともに、万一発生した過大な電圧は
薄膜抵抗２５を通じて拡散領域２２から半導体基板２１
に逃がしている。
第２図に示す従来の入力保護方法で万一過大な電圧を発
生した場合、短い時間であるが過大な電圧が入力端子２
４と薄膜抵抗２５とに加わる。薄膜抵抗２５は入力端子
２４より先に形成されるため、薄膜抵抗２５の下の絶縁
膜は入力端子２４より薄いので、過大な電圧がかかる薄
膜抵抗２５の入力端子２４に近い部分（例えば矢印２７
に示す部分）で絶縁膜が破壊する欠点があった。
生した場合、短い時間であるが過大な電圧が入力端子２
４と薄膜抵抗２５とに加わる。薄膜抵抗２５は入力端子
２４より先に形成されるため、薄膜抵抗２５の下の絶縁
膜は入力端子２４より薄いので、過大な電圧がかかる薄
膜抵抗２５の入力端子２４に近い部分（例えば矢印２７
に示す部分）で絶縁膜が破壊する欠点があった。
上記問題点を解決するために、本発明は、入力端子とそ
の配線の下の半導体基板表面にｎｐｎ（あるいはｐｎｐ
）の３Ｎの拡散領域を設けて、前記入力端子に加わる電
圧を前記入力端子と前記薄膜抵抗との下の絶縁膜とｎｐ
ｎ （あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域とに分割した
。
の配線の下の半導体基板表面にｎｐｎ（あるいはｐｎｐ
）の３Ｎの拡散領域を設けて、前記入力端子に加わる電
圧を前記入力端子と前記薄膜抵抗との下の絶縁膜とｎｐ
ｎ （あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域とに分割した
。
このことにより、前記入力端子に加わる電圧が直接に入
力端子と前記薄膜抵抗との下の絶縁膜に印加されること
なく、前記絶縁膜と前記ｎｐｎ （あるいはｌ１ｎＰ）
の３層の拡散領域とに分割され、見かけ上前記絶縁膜の
耐圧を向上させるもので、静電気等で前記入力端子に発
生する過大な電圧に対して前記絶縁膜を破壊から防り、
静電耐圧の高い半導体装置を実現できる。
力端子と前記薄膜抵抗との下の絶縁膜に印加されること
なく、前記絶縁膜と前記ｎｐｎ （あるいはｌ１ｎＰ）
の３層の拡散領域とに分割され、見かけ上前記絶縁膜の
耐圧を向上させるもので、静電気等で前記入力端子に発
生する過大な電圧に対して前記絶縁膜を破壊から防り、
静電耐圧の高い半導体装置を実現できる。
以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。
第１図は、本発明の第１の実施例の半導体装置の入力端
子の構造を示す断面図である。半導体基板ｌの表面に基
板１と同じ導電型の拡散領域（ｎ型）２があり、基板１
の表面上の絶縁膜３の上に入力端子４があり、入力端子
４は薄膜抵抗５に接続され、薄膜抵抗５アルミ配線６に
より拡散領域（ｎ型）２に接続されている。入力端子４
と薄膜抵抗５の下の半導体基板１の表面に半導体基板１
と逆導電型のｐウェル拡散領域７があり、ｐウェル拡散
領域７内の表面に基板１と同導電型のｎ型拡散領域８が
ある。また、ｐウェル拡散領域７の周りには表面の反転
を防ぐ濃いｐ型拡散領域９がある。ｐウェル拡散領域７
とｐ型拡ｒ＆領域９は外部に配線を取り出されておらず
、電気的に浮いている。
子の構造を示す断面図である。半導体基板ｌの表面に基
板１と同じ導電型の拡散領域（ｎ型）２があり、基板１
の表面上の絶縁膜３の上に入力端子４があり、入力端子
４は薄膜抵抗５に接続され、薄膜抵抗５アルミ配線６に
より拡散領域（ｎ型）２に接続されている。入力端子４
と薄膜抵抗５の下の半導体基板１の表面に半導体基板１
と逆導電型のｐウェル拡散領域７があり、ｐウェル拡散
領域７内の表面に基板１と同導電型のｎ型拡散領域８が
ある。また、ｐウェル拡散領域７の周りには表面の反転
を防ぐ濃いｐ型拡散領域９がある。ｐウェル拡散領域７
とｐ型拡ｒ＆領域９は外部に配線を取り出されておらず
、電気的に浮いている。
ｎ型拡散領域８とｐウェル拡散領域７と基板１のｎｐｎ
構造では、ｎ型拡散領域８と基板１との間は正負どちら
の電圧に対しても逆接続になる。そして、ｎ型拡散領域
８と基板１との間の耐圧は各々拡散領域の不純物濃度を
制御することで、極めて高く作ることができる。また、
ｎ型拡散領域８とｐウェル拡散領域７との接合容量と、
ｐウェル拡散領域７と基板ｌとの接合容量とが直列接続
された形になっており、ｎ型拡散領域８と基板１との間
の容量は入力端子４と薄膜抵抗５の下の絶縁膜容量と同
程度に小さくなっている。
構造では、ｎ型拡散領域８と基板１との間は正負どちら
の電圧に対しても逆接続になる。そして、ｎ型拡散領域
８と基板１との間の耐圧は各々拡散領域の不純物濃度を
制御することで、極めて高く作ることができる。また、
ｎ型拡散領域８とｐウェル拡散領域７との接合容量と、
ｐウェル拡散領域７と基板ｌとの接合容量とが直列接続
された形になっており、ｎ型拡散領域８と基板１との間
の容量は入力端子４と薄膜抵抗５の下の絶縁膜容量と同
程度に小さくなっている。
万一、ノイズ等によって過大な電圧が入力端子４に発生
した場合、最初、入力端子４と薄膜抵抗５の入力端子４
に近い部分に過大な電圧が加わるが、前記電圧は入力端
子４と薄膜抵抗５の下の絶縁膜容量とｎ型拡散領域８と
ｐウェル拡散領域７と基板１のｎｐｎ構造の容量によっ
て分圧され、ストレートには入力端子４と薄膜抵抗５の
下の絶縁膜にばかから・ない、言い換えるとｎｐｎ構造
によって分圧された電圧分豆かけ上絶縁膜の耐圧が向上
し、入力端子４の静電耐圧が向上できる。この過大な電
圧がかかった一瞬絶縁膜が破壊しなければ、その後、こ
の過大な電圧は薄膜抵抗５を通じて基板１に逃げ減少す
る。また、この過大な電圧で入力端子４と薄膜抵抗５と
の下の絶縁膜が破壊して入力端子４とｎ型拡散領域８と
が導通したとしても、ｎ型拡散領域８と半導体基板１と
はｎｐｎ構造となっており正負どちらの電圧に対しても
逆接続になり入力端子４と半導体基板１とは導通しない
ので、入力端子４は正常に動作させることができる。
した場合、最初、入力端子４と薄膜抵抗５の入力端子４
に近い部分に過大な電圧が加わるが、前記電圧は入力端
子４と薄膜抵抗５の下の絶縁膜容量とｎ型拡散領域８と
ｐウェル拡散領域７と基板１のｎｐｎ構造の容量によっ
て分圧され、ストレートには入力端子４と薄膜抵抗５の
下の絶縁膜にばかから・ない、言い換えるとｎｐｎ構造
によって分圧された電圧分豆かけ上絶縁膜の耐圧が向上
し、入力端子４の静電耐圧が向上できる。この過大な電
圧がかかった一瞬絶縁膜が破壊しなければ、その後、こ
の過大な電圧は薄膜抵抗５を通じて基板１に逃げ減少す
る。また、この過大な電圧で入力端子４と薄膜抵抗５と
の下の絶縁膜が破壊して入力端子４とｎ型拡散領域８と
が導通したとしても、ｎ型拡散領域８と半導体基板１と
はｎｐｎ構造となっており正負どちらの電圧に対しても
逆接続になり入力端子４と半導体基板１とは導通しない
ので、入力端子４は正常に動作させることができる。
したがって、本第１の実施例を用いれば、入力端子に加
わる電圧が直接に前記入力端子と前記薄膜抵抗との下の
絶縁膜に印加されることなく、前記絶縁膜と前記ｎｐｎ
（あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域とに分割され、静
電気等で前記入力端子に発生する過大な電圧に対して前
記絶縁膜を破壊から防り、静電耐圧の高い半導体装置を
実現できる。
わる電圧が直接に前記入力端子と前記薄膜抵抗との下の
絶縁膜に印加されることなく、前記絶縁膜と前記ｎｐｎ
（あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域とに分割され、静
電気等で前記入力端子に発生する過大な電圧に対して前
記絶縁膜を破壊から防り、静電耐圧の高い半導体装置を
実現できる。
第３図は、本発明の第２の実施例の半導体装置の入力端
子の構造を示す断面図である。半導体基板３１の表面に
基板３１と同じ導電型の拡散領域３２があり、基板３１
の表面上の絶縁膜３３の上に入力端子３４があり、入力
端子３４は薄膜抵抗３５に接続され、薄膜抵抗３５の他
の一端はアルミ配線３６により拡散領域３２に接続され
ている。入力端子３４と薄膜抵抗３５の下の半導体基板
３１の表面に半導体基板３１と逆導電型のｐウェル拡散
領域３７があり、ｐウェル拡ｔ１に領域３７内の表面に
基板３１と同導電型のｎ型拡散領域３８がある。また、
ｐウェル拡散領域３７の周りには表面の反転を防ぐ濃い
ｎ型拡散領域３９がある。
子の構造を示す断面図である。半導体基板３１の表面に
基板３１と同じ導電型の拡散領域３２があり、基板３１
の表面上の絶縁膜３３の上に入力端子３４があり、入力
端子３４は薄膜抵抗３５に接続され、薄膜抵抗３５の他
の一端はアルミ配線３６により拡散領域３２に接続され
ている。入力端子３４と薄膜抵抗３５の下の半導体基板
３１の表面に半導体基板３１と逆導電型のｐウェル拡散
領域３７があり、ｐウェル拡ｔ１に領域３７内の表面に
基板３１と同導電型のｎ型拡散領域３８がある。また、
ｐウェル拡散領域３７の周りには表面の反転を防ぐ濃い
ｎ型拡散領域３９がある。
ｐウェル拡散領域３７とｎ型拡散領域３９は外部に配線
が取り出されておらず、電気的に浮いている。
が取り出されておらず、電気的に浮いている。
また、薄膜抵抗３５はその途中からアルミ配線４０によ
ってｎ型拡散領域３日に接続されている。
ってｎ型拡散領域３日に接続されている。
したがって、入力端子３４に電圧が印加された時、ｎ型
拡散領域３８には入力端子３４の印加電圧を分圧した電
圧（薄膜抵抗３５からのアルミ配線４０の取り出し位置
で決まる）がかかる。
拡散領域３８には入力端子３４の印加電圧を分圧した電
圧（薄膜抵抗３５からのアルミ配線４０の取り出し位置
で決まる）がかかる。
万一、ノイズ等によって過大な電圧が入力端子３４に発
生した場合、第１の実施例と同様に、最初、入力端子４
と薄膜抵抗３５の入力端子３４に近い部分に過大な電圧
が加わるが、前記電圧は入力端子３４と薄膜抵抗３５の
下の絶縁膜容量とｎ型拡散領域３８とｐウェル拡散領域
３７と基板３１のｎｐｎ構造の容量によって分圧され、
ストレートには入力端子３４と薄膜抵抗３５の下の絶縁
膜にはかからない。言い換えるとｎｐｎ構造によって分
圧された電圧分見かけ上絶縁膜の耐圧が向上し、入力端
子４の静電耐圧が向上できる。この過大な電圧がかかっ
た一瞬、絶縁膜が破壊しなければ、その後、発生した電
圧は薄膜抵抗３５を通じて基板１に逃げ減少する。
生した場合、第１の実施例と同様に、最初、入力端子４
と薄膜抵抗３５の入力端子３４に近い部分に過大な電圧
が加わるが、前記電圧は入力端子３４と薄膜抵抗３５の
下の絶縁膜容量とｎ型拡散領域３８とｐウェル拡散領域
３７と基板３１のｎｐｎ構造の容量によって分圧され、
ストレートには入力端子３４と薄膜抵抗３５の下の絶縁
膜にはかからない。言い換えるとｎｐｎ構造によって分
圧された電圧分見かけ上絶縁膜の耐圧が向上し、入力端
子４の静電耐圧が向上できる。この過大な電圧がかかっ
た一瞬、絶縁膜が破壊しなければ、その後、発生した電
圧は薄膜抵抗３５を通じて基板１に逃げ減少する。
また、薄膜抵抗３５に電流が流れるとｎ型拡散領域３８
には入力端子３４の印加電圧を分圧した電圧（薄膜抵抗
３５からのアルミ配線４０の取り出し位置で決まる）に
なり、やはり、ストレートには入力端子３４と薄膜抵抗
３５の下の絶縁膜にはかからない。
には入力端子３４の印加電圧を分圧した電圧（薄膜抵抗
３５からのアルミ配線４０の取り出し位置で決まる）に
なり、やはり、ストレートには入力端子３４と薄膜抵抗
３５の下の絶縁膜にはかからない。
このｎ型拡散領域３８にかかる電圧がｎ型拡散領域３８
とｐつエル拡散領域３７と基板３１のｎｐｎ構造の耐圧
より大きい場合、前記ｎｐｎ構造からも電流は逃げ入力
端子３４の過大な電圧は急速に低下する。
とｐつエル拡散領域３７と基板３１のｎｐｎ構造の耐圧
より大きい場合、前記ｎｐｎ構造からも電流は逃げ入力
端子３４の過大な電圧は急速に低下する。
前記ｎｐｎ構造による電圧の降下は薄膜抵抗３５による
電圧の降下より急速なので、入力端子３４と薄膜抵抗３
５の下の絶縁膜に過大な電圧が印加される時間が短くな
り、これも前記絶縁膜の破壊を防止する効果が大きい。
電圧の降下より急速なので、入力端子３４と薄膜抵抗３
５の下の絶縁膜に過大な電圧が印加される時間が短くな
り、これも前記絶縁膜の破壊を防止する効果が大きい。
なお、薄膜抵抗３５からのアルミ配線４０の取り出し位
置は極端な場合、入力端子３４と薄膜抵抗３５の接続位
置と同じでも良い。
置は極端な場合、入力端子３４と薄膜抵抗３５の接続位
置と同じでも良い。
したがって、本第２の実施例を用いれば、入力端子に加
わる電圧が直接に前記入力端子と前記薄膜抵抗との下の
絶縁膜に印加されることなく、前記絶縁膜と前記ｎｐｎ
（あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域とに分割され、
静電気等で入力端子に発生する過大な電圧に対して前記
絶縁膜を破壊から防り、静電耐圧の高い半導体装置を実
現できる。
わる電圧が直接に前記入力端子と前記薄膜抵抗との下の
絶縁膜に印加されることなく、前記絶縁膜と前記ｎｐｎ
（あるいはｐｎｐ）の３層の拡散領域とに分割され、
静電気等で入力端子に発生する過大な電圧に対して前記
絶縁膜を破壊から防り、静電耐圧の高い半導体装置を実
現できる。
以上の説明で明らかなように、本発明は半導体装置の入
力端子とその配線の下の半導体基板表面にｎｐｎ （あ
るい、はｐｎｐ＞の３層の拡散領域を設けることで、前
記入力端子に加わる電圧を前記入力端子とその周辺配線
との下の絶縁膜と前記ｎｐｎ（あるいはｐｎｐ）の３Ｎ
の拡散領域とに分割し、前記電圧が直接に前記絶縁膜に
印加されることなく、見かけ上前記絶縁膜の耐圧を向上
させるもので、静電気等で前記入力端子に発生する過大
な電圧に対して前記絶縁膜を破壊から防り、静電耐圧の
高い半導体装置を実現するものである。
力端子とその配線の下の半導体基板表面にｎｐｎ （あ
るい、はｐｎｐ＞の３層の拡散領域を設けることで、前
記入力端子に加わる電圧を前記入力端子とその周辺配線
との下の絶縁膜と前記ｎｐｎ（あるいはｐｎｐ）の３Ｎ
の拡散領域とに分割し、前記電圧が直接に前記絶縁膜に
印加されることなく、見かけ上前記絶縁膜の耐圧を向上
させるもので、静電気等で前記入力端子に発生する過大
な電圧に対して前記絶縁膜を破壊から防り、静電耐圧の
高い半導体装置を実現するものである。
第１図は本発明の第１の実施例の構造を示す断面図、第
２図は従来の半導体装置の入力端子の構造を示す断面図
、第３図は本発明の第２の実施例の構造を示す断面図で
ある。 １、２１．３１・・・半導体基板 ２、２２．３２・・・ｎ型拡散領域 ３、２３．３３・・・絶縁膜 ４、２４．３４・・・入力端子 ５、２５．３５・・・薄膜抵抗 ６、２６．３６・・・アルミ配線 ７．３７・・・・・ｐウェル拡散領域 ８．３８・・・・・ｎ型拡散領域 ９．３９・・・・・ｐ型拡散領域 ４０ ・・・・・・アルミ配線 以上
２図は従来の半導体装置の入力端子の構造を示す断面図
、第３図は本発明の第２の実施例の構造を示す断面図で
ある。 １、２１．３１・・・半導体基板 ２、２２．３２・・・ｎ型拡散領域 ３、２３．３３・・・絶縁膜 ４、２４．３４・・・入力端子 ５、２５．３５・・・薄膜抵抗 ６、２６．３６・・・アルミ配線 ７．３７・・・・・ｐウェル拡散領域 ８．３８・・・・・ｎ型拡散領域 ９．３９・・・・・ｐ型拡散領域 ４０ ・・・・・・アルミ配線 以上
Claims (4)
- （１）半導体基板表面に半導体基板とは逆の導電型の拡
散領域があり、前記半導体基板と逆の導電型の拡散領域
内の表面に半導体基板と同じ導電型の拡散領域があり、
前記半導体基板と同じ導電型の拡散領域の上に絶縁膜を
介して入力端子があることを特徴とする半導体装置。 - （２）前記半導体基板とは逆の導電型の拡散領域は外部
から電気的に隔離されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の半導体装置。 - （３）前記半導体基板と同じ導電型の拡散領域が前記入
力端子に接続されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項記載の半導体装置。 - （４）前記半導体基板と同じ導電型の拡散領域が前記入
力端子と前記半導体基板に抵抗を介して接続されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項まで
のいずれか記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092658A JPS63258056A (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62092658A JPS63258056A (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63258056A true JPS63258056A (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=14060568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62092658A Pending JPS63258056A (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63258056A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286460A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Nec Corp | 半導体集積回路の保護装置 |
| WO2021205879A1 (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP62092658A patent/JPS63258056A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286460A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Nec Corp | 半導体集積回路の保護装置 |
| WO2021205879A1 (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
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