JPS6337644A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS6337644A JPS6337644A JP61180602A JP18060286A JPS6337644A JP S6337644 A JPS6337644 A JP S6337644A JP 61180602 A JP61180602 A JP 61180602A JP 18060286 A JP18060286 A JP 18060286A JP S6337644 A JPS6337644 A JP S6337644A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 63
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 19
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
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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
- H01L27/0214—Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L
- H01L27/0229—Particular design considerations for integrated circuits for internal polarisation, e.g. I2L of bipolar structures
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特にアナログ素
子とディジタル素子を1チツプ化して成る1” L (
Integrated Injection logi
c)回路であってパワーIC、モータ用IC等大電流を
扱うバイポーラICのラフチアツブ現象を防止したもの
に関するものである。
子とディジタル素子を1チツプ化して成る1” L (
Integrated Injection logi
c)回路であってパワーIC、モータ用IC等大電流を
扱うバイポーラICのラフチアツブ現象を防止したもの
に関するものである。
第3図に、従来回路のパターン例を、第4図に従来の構
造例を示す。第3図に於いて、A、Bはpn接合分離に
より絶縁された各種回路素子を集積化するための第1.
第2の島であり、1はp拡散で構成された抵抗素子、2
は第1の島への電位を固定するためのn゛拡散層である
。3はp型分離層、4は第2の島Bに形成されたn゛拡
散層、5.7はp拡散層、6はp拡散I′!I5内に形
成されたn゛拡散層である。又C+、CZ+C4,Ch
、Cqは各拡散層のアルミ配線と電気接触をとるための
コンタクト部、10はコンタクト部C4のアルミ配線例
である。上記拡散1151〜7の縦方向の構造例を示す
と、第4図のようになる。
造例を示す。第3図に於いて、A、Bはpn接合分離に
より絶縁された各種回路素子を集積化するための第1.
第2の島であり、1はp拡散で構成された抵抗素子、2
は第1の島への電位を固定するためのn゛拡散層である
。3はp型分離層、4は第2の島Bに形成されたn゛拡
散層、5.7はp拡散層、6はp拡散I′!I5内に形
成されたn゛拡散層である。又C+、CZ+C4,Ch
、Cqは各拡散層のアルミ配線と電気接触をとるための
コンタクト部、10はコンタクト部C4のアルミ配線例
である。上記拡散1151〜7の縦方向の構造例を示す
と、第4図のようになる。
次に動作について説明する。第4図において、第1の島
Aに集積化された抵抗1は、アルミ配線(図示せず)を
経由して、他の回路部分に接続されている0通常第1の
島Aでは、抵抗11下側のn形エピタキシャル層とp型
分離層3との間の逆バイアス状態を確保するため、n゛
拡散層2が■。、(電源電圧)等の回路的に高電圧側に
接続されている。又第2の島Bでは、I ” L (I
ntegratedInjection logic)
の回路、つまりpJi7をエミッタとし、n″層4をベ
ース、p15をコレクタとする横力向pnpトランジス
タQ1による電流注入回路と、n″層6をコレクタ、p
Ji5をベース、no 4をエミッタとするnpn)ラ
ンジスタQ2とにより第5図に示すI” Lのインバー
タ回路が構成されている0通常両島A、Bは関係はなく
、p分離層3を最低電位にすることにより、両島A、B
は、電気的に絶縁されている。
Aに集積化された抵抗1は、アルミ配線(図示せず)を
経由して、他の回路部分に接続されている0通常第1の
島Aでは、抵抗11下側のn形エピタキシャル層とp型
分離層3との間の逆バイアス状態を確保するため、n゛
拡散層2が■。、(電源電圧)等の回路的に高電圧側に
接続されている。又第2の島Bでは、I ” L (I
ntegratedInjection logic)
の回路、つまりpJi7をエミッタとし、n″層4をベ
ース、p15をコレクタとする横力向pnpトランジス
タQ1による電流注入回路と、n″層6をコレクタ、p
Ji5をベース、no 4をエミッタとするnpn)ラ
ンジスタQ2とにより第5図に示すI” Lのインバー
タ回路が構成されている0通常両島A、Bは関係はなく
、p分離層3を最低電位にすることにより、両島A、B
は、電気的に絶縁されている。
第3図に示す従来装置では、通常回路動作状態、即ち島
Aでp抵抗1が正常バイアス状態で動作している場合に
は問題ないが、抵抗1に、電位の低い側よりサージ等の
外乱ノイズが印加され、抵抗1のp型層の電位が島Aの
電位よりも高い電圧になった場合、第4図に示すように
、抵抗1のp型層をエミッタ、n゛拡散層2をベース、
p型分離WJ3をコレクタとする横方向pnp)ランジ
スタQ、が生じ、これにより島B内では、回路的にアー
ス電圧であるn°拡散層4と、分M層3との間に、電位
差が生じて、島Aのn”li2をコレクタ、分離13を
ベース、島Bのn″層4をエミッタとする横方向npn
トランジスタQ4が発生し、上記トランジスタQ、、Q
、の寄生効果によりサイリスタ動作(ラッチアップ)を
生じ、電源電圧がオフになるまで、異常電流が継続して
流れ、最終的にはIC破壊に到るという問題があった。
Aでp抵抗1が正常バイアス状態で動作している場合に
は問題ないが、抵抗1に、電位の低い側よりサージ等の
外乱ノイズが印加され、抵抗1のp型層の電位が島Aの
電位よりも高い電圧になった場合、第4図に示すように
、抵抗1のp型層をエミッタ、n゛拡散層2をベース、
p型分離WJ3をコレクタとする横方向pnp)ランジ
スタQ、が生じ、これにより島B内では、回路的にアー
ス電圧であるn°拡散層4と、分M層3との間に、電位
差が生じて、島Aのn”li2をコレクタ、分離13を
ベース、島Bのn″層4をエミッタとする横方向npn
トランジスタQ4が発生し、上記トランジスタQ、、Q
、の寄生効果によりサイリスタ動作(ラッチアップ)を
生じ、電源電圧がオフになるまで、異常電流が継続して
流れ、最終的にはIC破壊に到るという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、異常電流が流れても、サイリスタ動作により
大電流が無制限に流れる異常動作を抑えることができる
半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
たもので、異常電流が流れても、サイリスタ動作により
大電流が無制限に流れる異常動作を抑えることができる
半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体集積回路装置は、上述のサイリスタ
動作を抑えるため、寄生横方向npn)ランジスタのベ
ース(分離層p)とエミッタ(第2の島のnエピタキシ
ャル層)の電圧差が、通常p分離層の抵抗分、エピタキ
シャル層の抵抗分に1” L回路の回路電流又は寄生動
作時の電流が流れることにより生じることに着目し、第
2の島のn型エピタキシャル層とこれに隣接する分11
ftiFJとを短絡する短絡手段を設けたものであり、
上記短絡手段としては例えば ■ 上記第2の島のn゛拡散層とp型分離層とをアルミ
配線により直接短絡するようにしたもの、■ 第2の島
のn″層にオーバーラツプするよう上記分離層にp拡散
層を導入し、該p型拡散層と上記n゛拡散層とをA1配
線で短絡するようにしたもの、 ■ 上記p型分離層の/l配線と第2の島のn″層の/
l[(アース)とをボンディングパソトに隣接させて上
記p型分離層とn″層とを短絡するようにしたものが考
えられる。
動作を抑えるため、寄生横方向npn)ランジスタのベ
ース(分離層p)とエミッタ(第2の島のnエピタキシ
ャル層)の電圧差が、通常p分離層の抵抗分、エピタキ
シャル層の抵抗分に1” L回路の回路電流又は寄生動
作時の電流が流れることにより生じることに着目し、第
2の島のn型エピタキシャル層とこれに隣接する分11
ftiFJとを短絡する短絡手段を設けたものであり、
上記短絡手段としては例えば ■ 上記第2の島のn゛拡散層とp型分離層とをアルミ
配線により直接短絡するようにしたもの、■ 第2の島
のn″層にオーバーラツプするよう上記分離層にp拡散
層を導入し、該p型拡散層と上記n゛拡散層とをA1配
線で短絡するようにしたもの、 ■ 上記p型分離層の/l配線と第2の島のn″層の/
l[(アース)とをボンディングパソトに隣接させて上
記p型分離層とn″層とを短絡するようにしたものが考
えられる。
本発明においては、上述のようにp型分離層と、1”L
回路が含まれる第2の島のエピタキシャル層とを同−又
は隣接するA l kmによりショートするようにした
から、p型分離層の抵抗分、又はエピタキシャル層の抵
抗分、配線用Aβの線長に依存するAl線の抵抗分等に
より生じる寄生npnトランジスタのベース、エミッタ
間の電圧差をなくすことができ、寄生サイリスタ動作を
抑えることができる。
回路が含まれる第2の島のエピタキシャル層とを同−又
は隣接するA l kmによりショートするようにした
から、p型分離層の抵抗分、又はエピタキシャル層の抵
抗分、配線用Aβの線長に依存するAl線の抵抗分等に
より生じる寄生npnトランジスタのベース、エミッタ
間の電圧差をなくすことができ、寄生サイリスタ動作を
抑えることができる。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図において、第1の島A内に構成され島電位をとる
ためのn゛拡散2. p拡散抵抗4. p拡散層5
.7.及びp拡散層5内に拡散されたn。
ためのn゛拡散2. p拡散抵抗4. p拡散層5
.7.及びp拡散層5内に拡散されたn。
拡散層6は、第3図の従来例と同じである。又アルミ配
線との接触をとるための各層内に設けられたコンタクト
C+、Cz、Ca、C6,C? も従来例と同じである
。15.15aはそれぞれp型不純物をp分離層3内及
びその近傍、あるいはp型分離層から第2の島Bのn゛
拡散層41オーバーラツプする所まで拡散して形成した
p型拡散層、C15゜C15aはi14 p型拡散11
5.15a層内に設けられたコンタクトである。10は
第2の島Bの電位を決定するn゛拡散層4と分離rrA
3を直接短絡するアルミ配線の一例でありここでアルミ
10はできるだけGND用のボンディングバット16に
接近させることが望ましい。また第2図は、本実施例の
縦構造例を示す断面図である。
線との接触をとるための各層内に設けられたコンタクト
C+、Cz、Ca、C6,C? も従来例と同じである
。15.15aはそれぞれp型不純物をp分離層3内及
びその近傍、あるいはp型分離層から第2の島Bのn゛
拡散層41オーバーラツプする所まで拡散して形成した
p型拡散層、C15゜C15aはi14 p型拡散11
5.15a層内に設けられたコンタクトである。10は
第2の島Bの電位を決定するn゛拡散層4と分離rrA
3を直接短絡するアルミ配線の一例でありここでアルミ
10はできるだけGND用のボンディングバット16に
接近させることが望ましい。また第2図は、本実施例の
縦構造例を示す断面図である。
次に本発明の短絡手段の具体的な構成及びその作用効果
を従来例との比較において説明する。
を従来例との比較において説明する。
まず第1図において、正常動作状態では、第1の島Aで
は、抵抗1は拡散抵抗として、また第2の島Bでは、第
5図で示される1”L回路が正常状態で動作している。
は、抵抗1は拡散抵抗として、また第2の島Bでは、第
5図で示される1”L回路が正常状態で動作している。
このような状態で島Aのp拡散層1にn゛拡散層2の電
圧より高い電圧のサージ等の外乱電圧が印加された場合
、p拡散層1とn°拡散層2間で、pn接合が順方向に
バイアスされ、9分1iIJi3をコレクタとする寄生
pnpトランジスタQ3が動作する。このpnp)ラン
ジスタQ、の動作では、電流はp拡散抵抗1を通らず、
接合方向に供給されるため、制限抵抗が分離層3の抵抗
分のみとなり、過大な電流が流れる。
圧より高い電圧のサージ等の外乱電圧が印加された場合
、p拡散層1とn°拡散層2間で、pn接合が順方向に
バイアスされ、9分1iIJi3をコレクタとする寄生
pnpトランジスタQ3が動作する。このpnp)ラン
ジスタQ、の動作では、電流はp拡散抵抗1を通らず、
接合方向に供給されるため、制限抵抗が分離層3の抵抗
分のみとなり、過大な電流が流れる。
これによりp分離層3の電圧は、通常アース電圧である
ものが、異常電流が流れるため、上昇して通常回路的に
アース電圧となっている第2の島Bのn゛層4電圧より
もあがり、n゛拡散Ji4゜分離層3が順方向にバイア
スされるようになると、n゛拡散層2をコレクタ、分離
層3をベース、n”拡散層4をエミッタとする寄生np
n )ランジスタQ4が動作し、上記寄生pnp )ラ
ンジスタ動作と連動し、寄生サイリスタ動作をひきおこ
す。
ものが、異常電流が流れるため、上昇して通常回路的に
アース電圧となっている第2の島Bのn゛層4電圧より
もあがり、n゛拡散Ji4゜分離層3が順方向にバイア
スされるようになると、n゛拡散層2をコレクタ、分離
層3をベース、n”拡散層4をエミッタとする寄生np
n )ランジスタQ4が動作し、上記寄生pnp )ラ
ンジスタ動作と連動し、寄生サイリスタ動作をひきおこ
す。
このような従来回路に対し、本発明では上記短絡手段を
例えば下記■、■、■のように構成している。
例えば下記■、■、■のように構成している。
■ 1”Lの島(第2の島B)に隣接する分離層3に電
極取出し用のp拡散層15を、さらに核層15にコンタ
クトC15を設け、第2の島の電位を決定するn゛拡散
層4と上記p分離層3とを第1図に示すようにアルミ配
線10により直接ショートする、つまり寄生npn)ラ
ンジスタQ4のベース−エミッタ間をアルミ配線により
短絡するようにする。
極取出し用のp拡散層15を、さらに核層15にコンタ
クトC15を設け、第2の島の電位を決定するn゛拡散
層4と上記p分離層3とを第1図に示すようにアルミ配
線10により直接ショートする、つまり寄生npn)ラ
ンジスタQ4のベース−エミッタ間をアルミ配線により
短絡するようにする。
■ パターン的に直接A6配線によりショートできない
場合には、第1図に示すようにp型分離層3から第2の
!:5Bのn゛拡散層4をオーバーラツプする所まで拡
散して形成されたp拡散層15aとn゛拡散Fi4とを
アルミ配線によりショートして、上記と同様に寄生np
n)ランジスタQ4の動作を抑えるようにする。
場合には、第1図に示すようにp型分離層3から第2の
!:5Bのn゛拡散層4をオーバーラツプする所まで拡
散して形成されたp拡散層15aとn゛拡散Fi4とを
アルミ配線によりショートして、上記と同様に寄生np
n)ランジスタQ4の動作を抑えるようにする。
■ 第2の島Bのn゛拡散層4及び隣接する第1の島の
分離層3のアース電位用アルミ配線を、全回路のアース
電位をきめるボンディングバットに近接させて配置して
、p分離層3のアルミ配線及び第2の島Bのn゛拡散N
4のアルミ配線をできるだけ全体回路の最終アース電位
(アース用ボンディングパノト電圧)に近づけ、これに
より、アース配線用アルミ抵抗による電圧降下が起因す
る寄生npn)ランジスタ動作の発生を抑えるようにす
る。
分離層3のアース電位用アルミ配線を、全回路のアース
電位をきめるボンディングバットに近接させて配置して
、p分離層3のアルミ配線及び第2の島Bのn゛拡散N
4のアルミ配線をできるだけ全体回路の最終アース電位
(アース用ボンディングパノト電圧)に近づけ、これに
より、アース配線用アルミ抵抗による電圧降下が起因す
る寄生npn)ランジスタ動作の発生を抑えるようにす
る。
このように本実施例では上記寄生npn)ランジスタの
動作を、該トランジスタのエミッタとベースをショート
することにより抑え、ひいては、寄生サイリスタ動作(
ラッチアップ現象)を抑えることができる。
動作を、該トランジスタのエミッタとベースをショート
することにより抑え、ひいては、寄生サイリスタ動作(
ラッチアップ現象)を抑えることができる。
なお、上記実施例では、I”Lの島Bに隣接する、抵抗
(p拡散)を含む島AとI” Lの島との間の寄生効果
の例を述べているが、本発明は、エピタキシャル層の電
位がアース又は負電位になる可能性をもつIC回路には
同様に適用できる。
(p拡散)を含む島AとI” Lの島との間の寄生効果
の例を述べているが、本発明は、エピタキシャル層の電
位がアース又は負電位になる可能性をもつIC回路には
同様に適用できる。
以上のように本発明にかかる半導体集積回路装置によれ
ば、I” L回路が含まれる第2の島のエピタキシャル
層とこれに隣接する9分M11とを同−又は隣接するA
N線によりショートする短絡手段を設けたので、サージ
等の異常過電圧による寄生サイリスタ動作すなわち過電
流ランチアップ現象の発生を防止することができる効果
がある。
ば、I” L回路が含まれる第2の島のエピタキシャル
層とこれに隣接する9分M11とを同−又は隣接するA
N線によりショートする短絡手段を設けたので、サージ
等の異常過電圧による寄生サイリスタ動作すなわち過電
流ランチアップ現象の発生を防止することができる効果
がある。
第1図は、本発明の一実施例による半導体集積回路装置
の実施パターンを示す図、第2図は、第1図のへ朝市を
示す図、第3図は、従来のパターン例を示す図、第4図
は従来回路の縦構造例を示す図、第5図は、I”L回路
の例(インバータ回路)を示す図である。 図において、1・・・抵抗、2. 4. 6・・・n“
拡散層、3・・・p型分離層、5.7・・・拡散層、1
0・・・アルミ配線、15,15a・・・p拡散層、C
15,C15a・・・コンタクト、16・・・ボンディ
ングパソト。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
の実施パターンを示す図、第2図は、第1図のへ朝市を
示す図、第3図は、従来のパターン例を示す図、第4図
は従来回路の縦構造例を示す図、第5図は、I”L回路
の例(インバータ回路)を示す図である。 図において、1・・・抵抗、2. 4. 6・・・n“
拡散層、3・・・p型分離層、5.7・・・拡散層、1
0・・・アルミ配線、15,15a・・・p拡散層、C
15,C15a・・・コンタクト、16・・・ボンディ
ングパソト。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (4)
- (1)少なくとも1個又は複数個のp拡散層又はn拡散
層を有する第1のn型素子領域と、該第1の素子領域近
傍にpn接合分離用のp型分離拡散層を介して配置され
、その電位を固定するn^+拡散層を有し、電気回路の
アースとなる第2のn型素子領域とを備えた半導体集積
回路装置において、上記第2の素子領域と上記p型分離
拡散層とを短絡する短絡手段を備えたことを特徴とする
半導体集積回路装置。 - (2)上記短絡手段は上記第2の素子領域の電位を固定
するn^+拡散層と、該第2の素子領域に隣接するp型
分離拡散層とを直接アルミ配線により短絡するようにし
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体集積回路装置。 - (3)上記短絡手段は、上記p型分離拡散層から第2の
素子領域のn^+拡散層にかけて該p型分離拡散層より
は浅い他のp又はp^+拡散層を形成し、該p又はp^
+拡散層と上記n^+拡散層とをアルミ配線で短絡する
ようにしたものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の半導体集積回路装置。 - (4)上記短絡手段は上記p型分離拡散層の電位を決め
るアルミ配線と上記第2の素子領域の電位を決めるアル
ミ配線とをアース用リード線をボンディングするための
ボンディングパットに隣接する位置にパターン配置して
上記p型分離拡散層と上記第2の素子領域とを短絡する
ようにしたものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61180602A JPS6337644A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61180602A JPS6337644A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6337644A true JPS6337644A (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=16086122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61180602A Pending JPS6337644A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6337644A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63155757A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Rohm Co Ltd | 半導体集積回路の寄生効果防止方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51123579A (en) * | 1975-04-22 | 1976-10-28 | Toshiba Corp | Semiconductor integrating circuit |
JPS58166740A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-01 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP61180602A patent/JPS6337644A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS51123579A (en) * | 1975-04-22 | 1976-10-28 | Toshiba Corp | Semiconductor integrating circuit |
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