JPS6337646A - C−mos出力回路 - Google Patents
C−mos出力回路Info
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- JPS6337646A JPS6337646A JP61180488A JP18048886A JPS6337646A JP S6337646 A JPS6337646 A JP S6337646A JP 61180488 A JP61180488 A JP 61180488A JP 18048886 A JP18048886 A JP 18048886A JP S6337646 A JPS6337646 A JP S6337646A
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 9
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101150073536 FET3 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100484930 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) VPS41 gene Proteins 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
- H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
- H01L27/0255—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements
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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】
(II要〕
本発明はC−MOSにより構成された出ノj回路におい
て、MOS形電界効果トランジスタ(FET)のソース
とドレイン間にツェナーダイオードをl&続することに
より、 静電気による出力回路の破壊を防止するようにしたもの
である。
て、MOS形電界効果トランジスタ(FET)のソース
とドレイン間にツェナーダイオードをl&続することに
より、 静電気による出力回路の破壊を防止するようにしたもの
である。
本発明はC−MOSにより構成された出力回路に関する
。
。
PヂャンネルMOS形FET (電界効宋トランジスタ
)とNチャンネルMOS形FETとが組合わされて同一
半導体基板上に肖られた、C−MOSは、低消費電力、
動作電圧範囲が広い、雑音余裕度が大きい、入力インピ
ーダンスが高い、温度特性が良い等の特長を有しており
、各種の分野に広く使用されていることは周知の通りで
ある。
)とNチャンネルMOS形FETとが組合わされて同一
半導体基板上に肖られた、C−MOSは、低消費電力、
動作電圧範囲が広い、雑音余裕度が大きい、入力インピ
ーダンスが高い、温度特性が良い等の特長を有しており
、各種の分野に広く使用されていることは周知の通りで
ある。
しかし、MOS形F E Tは静電気による破壊の危険
性を持っているため、静電気に対して−[分な保5を図
ることが重要となる。
性を持っているため、静電気に対して−[分な保5を図
ることが重要となる。
第3A図は従来のC−MOSO8出回1回路例の回路図
、第3B図は従来のC−MOS出力回路の一例の構造断
面図を示す。第3A図において、1は入力端子で、Pチ
ャンネルMOS形F E 1−2のゲート及びNブヤン
ネルMOS形FET3のゲートに夫々接続されている。
、第3B図は従来のC−MOS出力回路の一例の構造断
面図を示す。第3A図において、1は入力端子で、Pチ
ャンネルMOS形F E 1−2のゲート及びNブヤン
ネルMOS形FET3のゲートに夫々接続されている。
MOS形FET2及び3の両ドレインは出力端子4に共
通接続されている。
通接続されている。
上記MOS形FET2及び3は夫々第3B図に示す、シ
リコン等のN形半導体基板5上に形成されており、N+
領域6.7及びP−領域8と酸化膜9及び電極10とに
よりNチャンネルMOS形FET3が構成されている。
リコン等のN形半導体基板5上に形成されており、N+
領域6.7及びP−領域8と酸化膜9及び電極10とに
よりNチャンネルMOS形FET3が構成されている。
また、P”領域11゜12、酸化膜13及び電極14は
PヂャンネルMOS形FET2を構成している。
PヂャンネルMOS形FET2を構成している。
かかる構造のC−MOS出力回路において、Pチャンネ
ルMOS形FET2のドレインである第3B図に11で
示すP+領域が半導体基板5との間で第1の寄生ダイオ
ード(第3A図にD+で示す)を生ぜしめ、またNチャ
ンネルMOS形FET3のドレインであるN“領域7と
P−領域8とにより第2の寄生ダイオード(第3A図に
D2で示す)が必然的に生じる。
ルMOS形FET2のドレインである第3B図に11で
示すP+領域が半導体基板5との間で第1の寄生ダイオ
ード(第3A図にD+で示す)を生ぜしめ、またNチャ
ンネルMOS形FET3のドレインであるN“領域7と
P−領域8とにより第2の寄生ダイオード(第3A図に
D2で示す)が必然的に生じる。
従来のC−MOS出力回路においては、静電気は上記の
寄生ダイオードD1及びD2のブレークダウン特性及び
順方向特性により吸収され、寄生ダイオードD1及びD
2が保護ダイオードの役割を果していた。
寄生ダイオードD1及びD2のブレークダウン特性及び
順方向特性により吸収され、寄生ダイオードD1及びD
2が保護ダイオードの役割を果していた。
しかるに、近年、C−MOS出力回路は高速。
高性能化を目的として、ゲート長がショートチャネル化
され、かつ、MOS形F E −r 2及び3の各ソー
ス、ドレインの拡散深さが益々浅く形成されるようにな
ってきた。
され、かつ、MOS形F E −r 2及び3の各ソー
ス、ドレインの拡散深さが益々浅く形成されるようにな
ってきた。
このため、このようなC−MOS出力回路においては、
静電気に対して上記の奇生ダイオードだけでは保護が十
分でなく、ジャンクション破壊(MOS形FET2及び
3の夫々のソース・ドレイン間のショート)が発生し易
いという問題点があった。
静電気に対して上記の奇生ダイオードだけでは保護が十
分でなく、ジャンクション破壊(MOS形FET2及び
3の夫々のソース・ドレイン間のショート)が発生し易
いという問題点があった。
本発明は上記の点に鑑みて01作されたもので、静電気
に対して十分保護を図り得るC−MOS出力回路を提供
することを目的とする。
に対して十分保護を図り得るC−MOS出力回路を提供
することを目的とする。
本発明のC−MOS出力回路は、C−MOSを構成する
PチャンネルMOS形FET及びNチャンネルMOS形
FETの各ドレイン・ソース間の人々にツェナーダイオ
ードを接続した構成からなる。
PチャンネルMOS形FET及びNチャンネルMOS形
FETの各ドレイン・ソース間の人々にツェナーダイオ
ードを接続した構成からなる。
C−MOSを構成する2つのMOS形FFTの両ドレイ
ン・ソース間には別々にツェナーダイオードZD+及び
ZD2が接続されているので、C−MOSの出力端子に
、静電気により正のノイズ電圧が印加された場合も、負
のノイズ電圧が印加された場合も、ツェナーダイオード
の順方向特性及び逆り内筒性によりツェナーダイオード
に電流が流される。
ン・ソース間には別々にツェナーダイオードZD+及び
ZD2が接続されているので、C−MOSの出力端子に
、静電気により正のノイズ電圧が印加された場合も、負
のノイズ電圧が印加された場合も、ツェナーダイオード
の順方向特性及び逆り内筒性によりツェナーダイオード
に電流が流される。
(実施例)
第1A、1B図は夫々本発明の第1実施例の回路図及び
構造断面図を示す。両図中、第3へ。
構造断面図を示す。両図中、第3へ。
3B図と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。第1A図に示す如く、MOS形FET2及び
3の両ドレインは抵抗R1を介して出力端子4に接続さ
れている。ツェナーダイオードZD+のカソードはMO
S形FET2のソース(C−MOSのドレイン)に接!
fcされ、またツェナーダイオードZ02のアノードは
MOS形FET3のソースに接続されている。更に、ツ
ェナーダイオードZD+のアノード及びツェナーダイオ
ードZD2のカソードは、抵抗R1と出力E ’F 4
との接続点に接続されている。
省略する。第1A図に示す如く、MOS形FET2及び
3の両ドレインは抵抗R1を介して出力端子4に接続さ
れている。ツェナーダイオードZD+のカソードはMO
S形FET2のソース(C−MOSのドレイン)に接!
fcされ、またツェナーダイオードZ02のアノードは
MOS形FET3のソースに接続されている。更に、ツ
ェナーダイオードZD+のアノード及びツェナーダイオ
ードZD2のカソードは、抵抗R1と出力E ’F 4
との接続点に接続されている。
上記のツェナーダイオードZD+及びZD2は奇生ダイ
オードD+及びD2の耐Bよりも低耐圧に選定されてあ
り、またその逆方向特性(ブレークダウン特性)はMO
S形FET2及び3のゲート耐I−[よりも低くされで
ある。ツェナーダイオードを用いたのは、例えば0.7
v以上の順電圧に対して順方向に電流が流れ、また所定
のツエフー電圧以上の逆電圧に対して逆方向に゛電流が
流れるという、ツェナーダイオードの所定の電圧−電流
特竹を利用することにより、静゛電気により出力端r4
に正のノイズ電圧が加わっても、口のノイズ電汀が加わ
っても、いずれの場合もツェナーダイオードZD+及び
ZD2に電流が流れるようにするためである。
オードD+及びD2の耐Bよりも低耐圧に選定されてあ
り、またその逆方向特性(ブレークダウン特性)はMO
S形FET2及び3のゲート耐I−[よりも低くされで
ある。ツェナーダイオードを用いたのは、例えば0.7
v以上の順電圧に対して順方向に電流が流れ、また所定
のツエフー電圧以上の逆電圧に対して逆方向に゛電流が
流れるという、ツェナーダイオードの所定の電圧−電流
特竹を利用することにより、静゛電気により出力端r4
に正のノイズ電圧が加わっても、口のノイズ電汀が加わ
っても、いずれの場合もツェナーダイオードZD+及び
ZD2に電流が流れるようにするためである。
また、ツェナーダイオードZD+及びZD2を低耐圧に
した理由は、静電気に対して優先的にツェナーダイオー
ドZD+及びZD2に電流を流すようにして、寄生ダイ
オードD1及びD2の方にはできるだけ電流を流さない
ようにし、もってソース、ドレインの拡散深さが浅い高
速C−MOSにおいても、ジャンクション破壊が生じな
いようにするためである。
した理由は、静電気に対して優先的にツェナーダイオー
ドZD+及びZD2に電流を流すようにして、寄生ダイ
オードD1及びD2の方にはできるだけ電流を流さない
ようにし、もってソース、ドレインの拡散深さが浅い高
速C−MOSにおいても、ジャンクション破壊が生じな
いようにするためである。
上記のツェナーダイオードZD+及びZD2は、第1B
図に示す如く、MOS形FET2及び3が夫々形成され
ているN形半導体基板17上に形成されている。すなわ
ち、第1B図において、N+領域18及びP+領域19
よりなるPN接合の拡散形ダイオードがツェナーダイオ
ードZD+ を構成している。また、N+領域20及び
P+領域21よりなるPN接合の拡散形ダイオードがツ
ェナーダイオードZD2を構成している。N+領域18
及びP+領域19の周囲にはP−領域22が形成されて
おり、またN”領域20及びP+領域21の周囲にはP
−領1423が形成されである。
図に示す如く、MOS形FET2及び3が夫々形成され
ているN形半導体基板17上に形成されている。すなわ
ち、第1B図において、N+領域18及びP+領域19
よりなるPN接合の拡散形ダイオードがツェナーダイオ
ードZD+ を構成している。また、N+領域20及び
P+領域21よりなるPN接合の拡散形ダイオードがツ
ェナーダイオードZD2を構成している。N+領域18
及びP+領域19の周囲にはP−領域22が形成されて
おり、またN”領域20及びP+領域21の周囲にはP
−領1423が形成されである。
P9領域19及びN+領1i!!!20は出力端子4に
接続されている。
接続されている。
このようなM4造のC−MOS出力回路においては、静
電気により出力端子4に正、e4の大なるノイズが生じ
たとしても、前記したようにゲート耐圧以下のツェナー
ダイオードZD+及びZD2のブレークダウン特性等に
より、これらを吸収することができ、更に抵抗R1によ
り°電流を制限でさる。これにより、静電気ストレスに
対してC−MOS出力回路を保護することができる。
電気により出力端子4に正、e4の大なるノイズが生じ
たとしても、前記したようにゲート耐圧以下のツェナー
ダイオードZD+及びZD2のブレークダウン特性等に
より、これらを吸収することができ、更に抵抗R1によ
り°電流を制限でさる。これにより、静電気ストレスに
対してC−MOS出力回路を保護することができる。
次に本発明の第2実施例につき説明するに、第2A、2
8図は本発明の第2実施例の回路図及び構3?I断面図
を示す。両図中、第1A、18図と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。第2A図に示す如
く、MOS形FET2のソース(C−MOSのドレイン
)はツェナーダイオードZD3及びZD+を夫々直列に
介して抵抗R1と出力端子4との接続点に接続されてい
る。
8図は本発明の第2実施例の回路図及び構3?I断面図
を示す。両図中、第1A、18図と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。第2A図に示す如
く、MOS形FET2のソース(C−MOSのドレイン
)はツェナーダイオードZD3及びZD+を夫々直列に
介して抵抗R1と出力端子4との接続点に接続されてい
る。
また、MOS形F E −r 3のソースはツェナーダ
イオードZD4及びZD2を夫々直列に介して上記接続
点に接続されている。
イオードZD4及びZD2を夫々直列に介して上記接続
点に接続されている。
上記のツェナーダイオードZD3 、ZD4は、7D+
及びZD2と同様に低耐I■のらのが使用される。ツェ
ナーダイオードZD3は第2B図に示すN形半導体基板
25上に形成されたN+領域26とP+領域27とによ
り構成され、またツェナーダイオードZD4はN″T4
域28とP+領域29とにより構成される。N+領域1
8はP+領域27に接続され、また[)1領域21はN
“領域28に接続されている。また、N+領域26は電
源電圧Voo” の入力端子に接続されている。
及びZD2と同様に低耐I■のらのが使用される。ツェ
ナーダイオードZD3は第2B図に示すN形半導体基板
25上に形成されたN+領域26とP+領域27とによ
り構成され、またツェナーダイオードZD4はN″T4
域28とP+領域29とにより構成される。N+領域1
8はP+領域27に接続され、また[)1領域21はN
“領域28に接続されている。また、N+領域26は電
源電圧Voo” の入力端子に接続されている。
本実施例は第1実施例の電源電圧Vooに比し、畠い電
源°1を圧Voo’ で動作ツるC−MOS出力回路で
、電源電圧が高いために、それに対応して所要の高いツ
ェナー電圧を得られるよう、ツェナーダイオードが2個
ずつ直列接続した点が第1実施例と異なるが、静電気に
より出力端子に印加される大なるノイズ電圧に対しては
、ツェナーダイオードZD+及びZD3 、あるいはZ
D2及びZO4に電流を流すことにより、[気によるM
OS形FET2及び3のジャンクション破壊を防止する
点は第1実施例と同様である。
源°1を圧Voo’ で動作ツるC−MOS出力回路で
、電源電圧が高いために、それに対応して所要の高いツ
ェナー電圧を得られるよう、ツェナーダイオードが2個
ずつ直列接続した点が第1実施例と異なるが、静電気に
より出力端子に印加される大なるノイズ電圧に対しては
、ツェナーダイオードZD+及びZD3 、あるいはZ
D2及びZO4に電流を流すことにより、[気によるM
OS形FET2及び3のジャンクション破壊を防止する
点は第1実施例と同様である。
上述の如く、本発明によれば、静電気による正及び貞の
いずれのノイズ電圧が出力端子に印加された場合であっ
ても、低耐圧のツェナーダイオードに優先的に電流を流
させてノイズ電圧を吸収するようにしているので、ゲー
ト長がショートチャネル化し、かつ、ソース、ドレイン
の拡散深さの浅い近年のMOSO3形Tに対しても静電
気によるジャンクション[1を十分に防止することがぐ
き、静電気に対する保護を十分に果すことができる等の
特長を右するものである。
いずれのノイズ電圧が出力端子に印加された場合であっ
ても、低耐圧のツェナーダイオードに優先的に電流を流
させてノイズ電圧を吸収するようにしているので、ゲー
ト長がショートチャネル化し、かつ、ソース、ドレイン
の拡散深さの浅い近年のMOSO3形Tに対しても静電
気によるジャンクション[1を十分に防止することがぐ
き、静電気に対する保護を十分に果すことができる等の
特長を右するものである。
第1△、1B図は本発明の第1実施例の回路図及び構造
断面図、 第2A、2B図は本発明の第2実施例の回路図及び構造
断面図、 第3A、3B図は従来回路の一例の回路図及び構造断面
図である。 図において、 2はPチャンネルMOS形FET (電界効果トランジ
スタ)、 3はNチャンネルMOS形FET (電界効果トランジ
スタ)、 ZD+ 、ZD2.7D3 、ZD4は’/xt−ダイ
オードである。 71′−1・ 代理人 弁理士 井 桁 負 T ′・ Ij、l、。 ゝく二/′ 本J1川の箒1冑が影伜1の9關 第1A図 本塾明妨17臭υ1の福橢遼忙面田 第1B図
断面図、 第2A、2B図は本発明の第2実施例の回路図及び構造
断面図、 第3A、3B図は従来回路の一例の回路図及び構造断面
図である。 図において、 2はPチャンネルMOS形FET (電界効果トランジ
スタ)、 3はNチャンネルMOS形FET (電界効果トランジ
スタ)、 ZD+ 、ZD2.7D3 、ZD4は’/xt−ダイ
オードである。 71′−1・ 代理人 弁理士 井 桁 負 T ′・ Ij、l、。 ゝく二/′ 本J1川の箒1冑が影伜1の9關 第1A図 本塾明妨17臭υ1の福橢遼忙面田 第1B図
Claims (1)
- C−MOSを構成するPチャンネルMOS形FET(2
)及びNチャンネルMOS形FET(3)の各ドレイン
・ソース間の夫々に、ツェナーダイオード(ZD_1〜
ZD_4)を接続してなることを特徴とするC−MOS
出力回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61180488A JPS6337646A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | C−mos出力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61180488A JPS6337646A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | C−mos出力回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6337646A true JPS6337646A (ja) | 1988-02-18 |
Family
ID=16084107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61180488A Pending JPS6337646A (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | C−mos出力回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6337646A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0675543A2 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-04 | Seiko Instruments Inc. | Semiconductor device including protection means and manufacturing method thereof |
US5491655A (en) * | 1993-07-08 | 1996-02-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having non-selecting level generation circuitry for providing a low potential during reading mode and high level potential during another operation mode |
JP2004512685A (ja) * | 2000-10-16 | 2004-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 過電圧保護を備えた集積回路及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP61180488A patent/JPS6337646A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5491655A (en) * | 1993-07-08 | 1996-02-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having non-selecting level generation circuitry for providing a low potential during reading mode and high level potential during another operation mode |
US5506805A (en) * | 1993-07-08 | 1996-04-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Static semiconductor memory device having circuitry for enlarging write recovery margin |
US5515326A (en) * | 1993-07-08 | 1996-05-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Static semiconductor memory device having circuitry for lowering potential of bit lines at commencement of data writing |
US5544105A (en) * | 1993-07-08 | 1996-08-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Static semiconductor memory device having circuitry for lowering potential of bit lines at commencement of data writing |
US5629900A (en) * | 1993-07-08 | 1997-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device operable to write data accurately at high speed |
US5659513A (en) * | 1993-07-08 | 1997-08-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Static semiconductor memory device having improved characteristics |
EP0675543A2 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-04 | Seiko Instruments Inc. | Semiconductor device including protection means and manufacturing method thereof |
EP0675543A3 (en) * | 1994-03-31 | 1996-10-16 | Seiko Instr Inc | Semiconductor device with a protective agent and manufacturing process. |
JP2004512685A (ja) * | 2000-10-16 | 2004-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 過電圧保護を備えた集積回路及びその製造方法 |
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