KR100631958B1 - Electrostatic discharge protection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 반도체 장치의 입/출력 회로의 회로도.1 is a circuit diagram of an input / output circuit of a conventional semiconductor device.
도 2a는 종래의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 단면도.2A is a partial cross-sectional view of an ESD protection unit according to a conventional embodiment.
도 2b는 종래의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도.2B is a partial layout view of an ESD protection unit according to a conventional embodiment.
도 3은 종래의 다른 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도.3 is a partial layout view of an ESD protection unit according to another conventional embodiment.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도.4 is a partial layout view of an ESD protection unit according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도.5 is a partial layout view of an ESD protection unit according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도.6 is a partial layout view of an ESD protection unit according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
401 : P형 반도체 기판 402 : N형 웰401 P-type semiconductor substrate 402 N-type well
403 : P+ 영역 404 : 분리 영역403: P + region 404: Separation region
405 : N+ 영역 406 : P+ 영역 콘택405: N + region 406: P + region contact
407 : N+ 영역 콘택407: N + region contact
본 발명은 정전기 발생에 의한 내부 소자의 손상을 방지할 수 있는 정전기 방전 보호 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic discharge protection circuit that can prevent damage to internal devices caused by static electricity.
일반적으로, 반도체 집적회로에서 발생하는 불량 모드(Failure Mode)에는 여러 형태가 존재하지만, 전기적 현상에 의한 불량 모드에는 전기적 오버스트레스(Electrical Overstress)와 정전기 방전(Electrostatic Discharge : ESD, 이하 ESD 라고 함)이 있다.In general, there are various types of failure modes generated in semiconductor integrated circuits, but electrical overstress and electrostatic discharge (ESD) are referred to as failure modes caused by electrical phenomena. There is this.
여기서, ESD 현상은 정전기가 흐르면서 발생하는 현상으로, 정전기의 발생원인에 따라 인체 모델(Human Body Model : HBM), 머신 모델(Machine Model : MM), 디바이스 대전 모델(Charged Device Model : CDM)로 분류된다. 인체 모델은 인체에 의한 정전기 현상이고, 머신 모델은 측정 장비와의 접촉에 의한 정전기 현상이며, 디바이스 대전 모델은 소자 내에 축적된 정전기가 외부와의 순간적인 접지에 의해 순간적으로 방전되는 현상이다.Here, the ESD phenomenon is a phenomenon generated by the flow of static electricity, and classified into a human body model (HBM), a machine model (MM), and a charged device model (CDM) according to the causes of static electricity. do. The human body model is an electrostatic phenomenon by the human body, the machine model is an electrostatic phenomenon by contact with the measuring equipment, and the device charging model is a phenomenon in which the static electricity accumulated in the device is discharged instantaneously by instantaneous grounding with the outside.
이러한 ESD 현상에 의한 정전기 전류는 트랜지스터의 가장 취약한 부분으로 집중되어 흐르기 때문에 접합(Junction)이나 콘택(Contact) 또는 게이트 산화막 부분에 용융(Melting)을 발생시켜 불량(Failure) 현상의 원인이 된다. 따라서, 반도체 소자는 이러한 외부 ESD로부터 칩 내부를 보호하기 위하여, 외부 신호가 수신되는 패드(PAD) 마다 ESD 보호 회로를 내장한다.Since the electrostatic current caused by the ESD phenomenon is concentrated to the most vulnerable portion of the transistor, melting occurs in the junction, the contact, or the gate oxide layer, causing failure. Therefore, in order to protect the inside of the chip from such external ESD, the semiconductor device includes an ESD protection circuit for each pad PAD from which an external signal is received.
도 1은 종래의 반도체 장치의 입/출력 회로의 회로도이다.1 is a circuit diagram of an input / output circuit of a conventional semiconductor device.
도시한 바와 같이, 종래의 반도체 장치의 입/출력 회로는 외부 신호를 수신하는 입/출력 패드(101), 입/출력 패드(101)를 통해 들어온 신호를 저항(104)을 거쳐 내부 회로(107)로 전달하는 입력 버퍼(106), 내부 회로(107)에서 생성된 신호를 입/출력 패드(101)를 통해 외부로 전달하는 출력 버퍼(102), 입/출력 패드(101)를 통해 외부로부터 인가된 정전기를 다양한 경로로 전달하는 ESD 보호부(110), ESD 보호 회로를 통해 인가된 정전기를 전원전압 라인(108) 또는 접지전압 라인(109)으로 전달하는 전원 클램프부(103), 및 입/출력 패드(101)를 통해 인가된 ESD로부터 입력 버퍼(106)를 보호하는 NMOS 트랜지스터(105)로 구성된다.As shown, an input / output circuit of a conventional semiconductor device receives an input /
여기서, ESD 보호부(110)는 두 개의 다이오드(110a,110b)로 구성되며, 다이오드(110a)는 전원전압 라인(108)과 입/출력 패드(101) 사이에 연결되고, 다이오드(110b)는 입/출력 패드(101)와 접지전압 라인(109) 사이에 연결된다. 그리고, 다이오드(110a)의 캐소드 단자는 전원전압 라인(108)과 연결되며, 다이오드(110a)의 애노드 단자는 다이오드(110b)의 캐소드 단자와 연결되고, 다이오드(110b)의 애노드 단자는 접지전압 라인(109)과 연결된다.Here, the
이러한 구성을 갖는 ESD 보호부(110)는 입/출력 패드(101)에 접지전압(Vss)과 전원전압(Vcc) 사이의 신호 전압이 인가되는 입/출력 회로 정상동작 시, 다이오드(110a,110b)가 모두 역방향 바이어스 상태로 된다. 따라서, ESD 보호부(110)는 턴 오프되어 입/출력 회로의 정상동작에 영향을 주지 않는다. 그러나, ESD 보호부(110)는 입/출력 패드(101)와 전원패드들(도시안됨) 간에 정전기가 발생한 경우, 다이오드(110a) 또는 다이오드(110b)가 턴 온되어 정전기 방전 경로를 제공함으로써, 정전기가 내부회로(107)로 유입되어 내부회로(107)를 파괴하는 것을 방지한다.The
이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 ESD 보호부(110)의 구성을 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the configuration of the
도 2a는 종래의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 단면도이다.2A is a partial cross-sectional view of an ESD protection unit according to a conventional embodiment.
도시한 바와 같이, 다이오드(110a)는 P형 기판(201) 표면에 형성된 N형 웰(202), N형 웰(202)에 바(bar) 형상으로 형성된 P+ 영역(203), P+ 영역(203)을 둘러싸는 형태로 N형 웰(202)에 형성된 분리 영역(204), 분리 영역(204)을 둘러싸는 형태로 N형 웰(202)에 형성된 N+ 영역(205), 및 기판 표면상에 형성된 절연막(206)을 포함한다. 여기서, P+ 영역(203)은 콘택(207)을 통하여 입/출력 패드(101)에 연결되고, N+ 영역(205)은 콘택(208)을 통하여 전원전압 라인(108)에 연결된다. As shown, the diode 110a includes an N-
도 2b는 종래의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도이다. 여기서, 도 2b에 표시된 화살표는 정전기 전류가 흐르는 방향을 표시한다.2B is a partial layout view of an ESD protection unit according to an exemplary embodiment. Here, the arrow shown in FIG. 2B indicates the direction in which the electrostatic current flows.
도시한 바와 같이, 다이오드(110a)는 P+ 영역(203)상에 바 형상을 따라 서로 등간격으로 이격되어 형성된 다수의 콘택(207)과, N+ 영역(205)상에 P+ 영역(203)을 감싸도록 형성된 다수의 콘택(208)을 포함한다. 여기서, N+ 영역(205)상에 형성되는 다수의 콘택(208)은 P+ 영역(203)상에 형성된 다수의 콘택(207)보다 더 많은 개수로 형성된다.As shown, the diode 110a encloses a plurality of
한편, P+ 영역(203)상에 형성된 다수의 콘택(207)과 수직 방향으로 대응되게 형성된 다수의 콘택(208)은 래치업(latch-up) 현상을 방지하는 역할을 한다.Meanwhile, the plurality of
이러한 구조로 이루어진 다이오드(110a)는 정전기 전류가 콘택(207)을 통해 P+ 영역(203)으로 흐를 때, P+ 영역(203)상에 형성된 콘택(207)들 중 가운데 있는 콘택(207)들보다 최외곽에 있는 콘택(207)들로 정전기 전류가 더 많이 흐르는 문제점이 있다.The diode 110a having such a structure has a maximum current than the
이를 자세히 살펴보면, P+ 영역(203)상에 형성된 콘택(207)들 중 가운데 있는 콘택(207)들은 각각 평행하게 대응되어 형성된 N+ 영역 콘택(208)으로만 정전기 전류가 흐른다. 하지만, P+ 영역(203)상에 형성된 콘택(207)들 중 최외곽, 즉, P+영역(203)의 양측단에 배치된 콘택(207)들은 그 주위를 둘러싸는 다수의 N+ 영역의 콘택(208)을 통하여 많은 양의 정전기 전류를 흘려보낸다.In detail, the electrostatic current flows only into the N +
다시 말해, 다수의 N+ 영역의 콘택(208) 중 다수의 P+ 영역의 콘택(207)의 양측단 가장자리 인접 부분에 형성된 콘택(208)들은 다수의 P+ 영역의 콘택(207)의 양측단 가장자리 인접 부분 외에 형성된 콘택(208)들에 비해 상대적으로 높은 형성 밀도를 가진다. 이에 따라, P+ 영역(203)상에 형성된 다수의 콘택(207) 중 양측단에 위치한 콘택(207)들은 가운데에 위치한 콘택(207)들보다 더 많은 정전기 전류를 수신하므로, 많은 양의 정전기 전류로 인하여 손상을 입을 수 있다.In other words, the
따라서, ESD 보호부(110)는 정전기 전류가 콘택(207)을 통해 P+ 영역(203)으로 흐를 때, P+ 영역(203)상에 형성된 콘택(207)들 중 양측단에 있는 콘택(207)들의 손상으로 인하여 ESD 보호 능력이 떨어지는 문제점이 있다.Accordingly, the
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 도 3과 같은 구조의 ESD 보호부를 사용하였다.In order to solve this problem, conventionally, an ESD protection unit having a structure as shown in FIG. 3 is used.
도 3은 종래의 다른 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도이다.3 is a partial layout view of an ESD protection unit according to another exemplary embodiment.
도시한 바와 같이, 종래의 다른 실시예에 따른 다이오드는 도 2에 도시된 다이오드보다 P+ 영역(303)상에 형성되는 콘택(306)의 수를 줄이거나, 또는, 'S'로 표기된 P+ 영역(303) 외각과 N+ 영역(305) 사이의 분리 영역(304)을 증가시킨 구조 로 이루어진다.As shown, the diode according to another embodiment of the present invention reduces the number of
이러한 구조를 갖는 다이오드는 P+ 영역(303)상에 형성된 콘택(307)들 중 양측단에 있는 콘택(307)들과 래치업 방지용 N+ 영역 콘택(308), 즉, P+ 영역(303)상에 형성된 다수의 콘택(307)과 수직 방향으로 대응되게 형성된 다수의 콘택(308) 사이의 거리를 멀게 함으로써, P+ 영역(303)상에 형성된 다수의 콘택(307) 중 양측단에 위치하는 콘택(307)들로 흐르는 정전기 전류를 감소시키는 효과가 있다. 다시 말해, P+ 영역(303)상에 형성된 콘택들 중 양측단에 위치한 콘택(307)들은 래치업 방지용 N+ 영역 콘택(308)들과 충분한 거리를 두고 형성되므로, 양측단에 위치한 콘택(307)으로 흐르는 정전기 전류가 감소되는 효과가 있다.The diode having such a structure is formed on the
하지만, 종래의 다른 실시예에 따른 다이오드는 'S'로 표기된 P+ 영역(303) 외곽과 N+ 영역(305) 사이의 분리 영역(304)을 증가시킴으로써, P+ 영역(303)이 줄어들어 면적 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 다시 말해, 종래의 다른 실시예에 따른 다이오드는 'S'로 표기된 P+ 영역(303) 외곽과 N+ 영역(305) 사이의 분리 영역(304)의 증가에 따라, 정전기 전류를 전달하는 P+ 영역(303)이 감소한다. 이에 따라, 종래의 다른 실시예에 따른 다이오드는 동일한 크기의 다이오드에서 P+ 영역(303)이 차지하는 면적이 줄어들어, ESD 보호 성능이 떨어지는 문제점이 있다.However, the diode according to another embodiment of the present invention increases the
또한, 종래의 다른 실시예에 따른 다이오드는 P+ 영역(303)에 형성된 콘택(307)들 중 양측단에 있는 콘택(307)들이 래치업 방지용 N+ 영역 콘택(308)들과 충분한 거리를 두고 형성되어 있으나, 여전히 양측단에 위치한 콘택(307) 주위에 다수의 N+ 영역 콘택(308)이 남아 있다. 따라서, 종래의 다른 실시예에 따른 다이오 드는 P+ 영역(303)에 형성된 콘택(307)들 중 양측단에 위치한 콘택(307) 주위에 형성된 다수의 N+ 영역 콘택(308)으로 인하여, 양측단에 위치한 콘택(307)에 인가되는 정전기 전류가 많이 감소하지 않는 문제점이 있다.In addition, according to another embodiment of the conventional diode, the
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술에 내재된 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 P+ 영역을 줄이지 않으면서 ESD 보호 성능을 향상시킬 수 있는 ESD 보호부를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention was created to solve the problems inherent in the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide an ESD protection unit capable of improving ESD protection performance without reducing the P + region.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일면에 따라, 입/출력 패드와 전원전압 라인 사이에 연결된 제 1 다이오드와 입/출력 패드와 접지전압 라인 사이에 연결된 제 2 다이오드를 구비하는 정전기 방전 보호부가 제공되며, 상기 제 1 다이오드는: P형 기판; 상기 P형 기판에 형성된 N형 웰; 상기 N형 웰에 바(bar) 형상으로 형성된 P+ 영역; 상기 N형 웰에 형성되어 상기 P+ 영역을 에워싸는 분리 영역; 상기 N형 웰에 형성되어 상기 분리 영역을 에워싸는 N+ 영역; 상기 P+ 영역상에 바 형상을 따라 서로 등간격으로 이격되어 형성된 다수의 제 1 콘택; 및 상기 N+ 영역상에 상기 분리 영역을 감싸도록 형성된 다수의 제 2 콘택;을 포함하며, 상기 다수의 제 2 콘택 중 상기 다수의 제 1 콘택의 양측단 가장자리 인접 부분에 형성된 콘택들은 상기 다수의 제 1 콘택의 양측단 가장자리 인접 부분 외에 형성된 콘택들에 비해 형성 밀도가 낮은 것을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention, an electrostatic discharge having a first diode connected between an input / output pad and a power supply voltage line and a second diode connected between an input / output pad and a ground voltage line. A protection is provided, wherein the first diode comprises: a P-type substrate; An N-type well formed on the P-type substrate; A P + region formed in a bar shape on the N-type well; An isolation region formed in the N-type well and surrounding the P + region; An N + region formed in said N well to surround said isolation region; A plurality of first contacts spaced apart at equal intervals from each other along the bar shape on the P + region; And a plurality of second contacts formed to surround the separation region on the N + region, wherein the contacts formed at adjacent side edges of the plurality of first contacts among the plurality of second contacts are formed in the plurality of second contacts. The formation density is lower than that of the contacts formed outside the edge portions adjacent to both side edges of the one contact.
상기 구성에서, 상기 다수의 제 2 콘택은 상기 다수의 제 1 콘택의 양측단 가장자리 인접 부분을 제외한 나머지 부분에서 동일한 형성 밀도를 가진 것을 특징으로 한다.In the above configuration, the plurality of second contacts are characterized in that they have the same formation density in the remaining portions except for the adjacent portions of both side edges of the plurality of first contacts.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 일예에 따라, 입/출력 패드와 전원전압 라인 사이에 연결된 제 1 다이오드와 입/출력 패드와 접지전압 라인 사이에 연결된 제 2 다이오드를 구비하는 정전기 방전 보호부가 제공되며, 상기 제 2 다이오드는: P형 기판; 상기 P형 기판에 형성된 P형 웰; 상기 P형 웰에 바(bar) 형상으로 형성된 N+ 영역; 상기 P형 웰에 형성되어 상기 N+ 영역을 에워싸는 분리 영역; 상기 P형 웰에 형성되어 상기 분리 영역을 에워싸는 P+ 영역; 상기 N+ 영역상에 바 형상을 따라 서로 등간격으로 이격되어 형성된 다수의 제 1 콘택; 및 상기 P+ 영역상에 상기 분리 영역을 감싸도록 형성된 다수의 제 2 콘택;을 포함하며, 상기 다수의 제 2 콘택 중 상기 다수의 제 1 콘택의 양측단 가장자리 인접 부분에 형성된 콘택들은 상기 다수의 제 1 콘택의 양측단 가장자리 인접 부분 외에 형성된 콘택들에 비해 형성 밀도가 낮은 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention to achieve the above object, a static electricity having a first diode connected between the input / output pad and the power supply voltage line and a second diode connected between the input / output pad and the ground voltage line A discharge protection unit is provided, wherein the second diode comprises: a P-type substrate; A P type well formed on the P type substrate; An N + region formed in a bar shape on the P-type well; An isolation region formed in the P type well and surrounding the N + region; A P + region formed in said P type well and surrounding said isolation region; A plurality of first contacts formed on the N + region and spaced apart at equal intervals from each other along a bar shape; And a plurality of second contacts formed to surround the separation region on the P + region, wherein the contacts formed at adjacent side edges of the plurality of first contacts among the plurality of second contacts are formed in the plurality of second contacts. The formation density is lower than that of the contacts formed outside the edge portions adjacent to both side edges of the one contact.
상기 구성에서, 상기 다수의 제 2 콘택은 상기 다수의 제 1 콘택의 양측단 가장자리 인접 부분을 제외한 나머지 부분에서 동일한 형성 밀도를 가진 것을 특징으로 한다.In the above configuration, the plurality of second contacts are characterized in that they have the same formation density in the remaining portions except for the adjacent portions of both side edges of the plurality of first contacts.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도이다.4 is a partial layout view of an ESD protection unit according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 ESD 보호부는 도 1에 도시된 ESD 보호부와 동일하게 전원전압 라인과 접지전압 라인 사이에 직렬 연결된 두 개의 다이오드로 구성되며, 각각의 다이오드는 다음과 같은 구조로 이루어진다.As shown, the ESD protection unit according to an embodiment of the present invention is composed of two diodes connected in series between the power supply line and the ground voltage line in the same way as the ESD protection unit shown in FIG. It is made of the same structure.
본 발명의 일 실시예에 따른 ESD 보호부에 구비된 다이오드는 각각 P형 기판(401), P형 기판(401)에 형성된 N형 웰(402), N형 웰(402)에 바(bar) 형상으로 형성된 P+ 영역(403), N형 웰(402)에 형성되어 P+ 영역(403)을 에워싸는 분리 영역(404), N형 웰(402)에 형성되어 분리 영역(404)을 에워싸는 N+ 영역(405), P+ 영역(403)상에 바 형상을 따라 서로 등간격으로 이격되어 형성된 다수의 콘택(406), 및 N+ 영역(405)상에 분리 영역(404)을 감싸도록 형성된 다수의 콘택(407)을 포함한다.Diodes provided in the ESD protection unit according to an embodiment of the present invention is a bar on the P-
여기서, N+ 영역(405)상에 형성된 다수의 콘택(407)은 P+ 영역(403)상에 형성된 다수의 콘택(406)과 수직 방향으로 대응되어 배치된 다수의 래치업 방지용 콘택(407)과, P+ 영역(403)의 바 형상을 따라 길이 방향으로 서로 등간격 이격되어 형성된 다수의 콘택(407)을 포함한다. 그리고, 다수의 N+ 영역의 콘택(407) 중 다수의 P+ 영역의 콘택(406)의 양측단 가장자리 인접 부분에 형성된 콘택(407)들은 다수의 P+ 영역의 콘택(406)의 양측단 가장자리 인접 부분 외에 형성된 콘택(407)들에 비해 상대적으로 낮은 형성 밀도를 가진다.Here, the plurality of
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 다이오드는 정전기 발생시, P+ 영역(403)상에 형성된 콘택(406)들 중 양측단에 있는 콘택(406)을 통해 흐르는 정전기 전류가 종래에 비해 대폭 감소한다. The diode according to the embodiment of the present invention having such a structure significantly reduces the electrostatic current flowing through the
이를 상세히 살펴보면, P+ 영역(403)의 바 형상을 따라 길이 방향으로 서로 등간격 이격되어 형성된 다수의 N+ 영역상의 콘택(407)은 P+ 영역(403)상의 다수의 콘택(406) 보다 적은 수로 형성된다. 즉, N+ 영역(405)상에 형성된 다수의 콘택(407)은 도면상에 표시된 점선 부분(408)을 제외한 나머지 부분에 서로 등간격으로 이격되어 형성된다.In detail, the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이오드는 P+ 영역(403)상에 형성된 다수의 콘택(406) 중 양측단에 위치한 콘택(406)들의 인접 부분에 점선 부분(408)만큼 N+ 영역의 콘택(406) 수를 줄임으로써, 양측단에 위치한 콘택(406)들로 흐르는 정전기 전류를 줄이는 효과가 있다. 다시 말해, P+ 영역(403)상에 형성된 다수의 콘택(406) 중 양측단에 위치한 콘택(406) 주변에는 래치업 방지용 N+ 영역의 콘택(407)들만이 인접해 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이오드는 정전기 발생시, P+ 영역(403)상에 형성된 다수의 콘택(406) 중 양측단에 위치한 콘택(406)으로 흐르는 정전기 전류를 감소시켜, ESD 보호 성능을 향상시키는 효과가 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, a diode having a contact of an N + region as much as a dashed
참고로, 도 4에 도시된 ESD 보호부의 다이오드는 도 1에 도시된 ESD 보호부(110)의 다이오드(110a)의 구성을 나타낸다. 그리고, 도시하지는 않았지만, ESD 보호부(110)의 다이오드(110b)는 다이오드(110a)와 달리, N형 웰(402)이 P형 웰, P+ 영역(403)이 N+ 영역, N+ 영역(405)이 P+ 영역으로 형성되어, 다이오드(110a)와 동일한 효과를 발생시킨다.For reference, the diode of the ESD protection unit illustrated in FIG. 4 represents the configuration of the diode 110a of the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도이고, 도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 ESD 보호부의 부분 배치도이다.5 is a partial layout view of an ESD protection unit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a partial layout view of an ESD protection unit according to another embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 도 5 및 도 6에 도시된 ESD 보호부의 다이오드는 N+ 영역의 콘택을 제외하고 도 4에 도시된 ESD 보호부의 다이오드와 동일한 구조를 가진다. 즉, 도 5 및 도 6에서는 도 4에 도시된 ESD 보호부와 달리, 도 5의 점선 부분(508)과 도 6의 점선 부분(608)에 콘택(507) 및 콘택(607)을 각각 선택적으로 형성할 수 있다는 것을 보여준다. 즉, 도 5에 도시된 ESD 보호부의 다이오드는 점선 부분(508)에서, P+ 영역(503)상에 형성된 다수의 콘택(506) 중 양측단에 위치한 콘택(506)과 평행하게 대응되는 부분을 제외한 나머지 부분에 콘택(507)을 형성한다. 또한, 도 6에 도시된 ESD 보호부의 다이오드는 점선 부분(608)에서, P+ 영역(603)상에 형성된 다수의 콘택(606) 중 양측단에 위치한 콘택(606)과 평행하게 대응되는 부분에 콘택(607)을 형성한다.As shown, the diode of the ESD protection part shown in Figs. 5 and 6 has the same structure as the diode of the ESD protection part shown in Fig. 4 except for the contact of the N + region. That is, in FIGS. 5 and 6, unlike the ESD protection unit illustrated in FIG. 4, the
참고로, 도 5 및 도 6에 도시된 ESD 보호부의 다이오드는 도 4에 도시된 ESD 보호부의 다이오드와 동일한 효과를 갖는다.For reference, the diode of the ESD protection unit illustrated in FIGS. 5 and 6 has the same effect as the diode of the ESD protection unit illustrated in FIG. 4.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다이오드는 P+ 영역상에 형성된 다수의 콘택 중 양측단에 위치한 콘택들과의 인접 부분에 N+ 영역의 콘택 수를 줄임으로써, P+ 영역상에 형성된 다수의 콘택 중 양측단에 위치한 콘택들이 정전기 전류로 인하여 파괴는 것을 막는 효과가 있다. 즉, 본 발명에 따른 다이오드는 정전기 발생시, P+ 영역상에 형성된 다수의 콘택 중 양측단 콘택들로 흐르는 정전기 전류를 감소시켜, 더 큰 정전기 전류에도 견딜 수 있는 효과가 있다.As described above, the diode according to the present invention reduces the number of contacts in the N + region at adjacent portions with contacts located at both ends of the plurality of contacts formed on the P + region. It is effective to prevent the contacts located at both ends from being destroyed by the electrostatic current. That is, the diode according to the present invention reduces the electrostatic current flowing to both side contacts among the plurality of contacts formed on the P + region when static electricity is generated, and thus can withstand a larger electrostatic current.
아울러, 본 발명에 따른 다이오드는 반도체 회로에 사용되어, 핀 캐패시턴스 를 줄이는 효과가 있다. 여기서, 핀 캐패시턴스란 패드와 전기적으로 연결된 반도체 패키지의 외부 핀들이 각각 가지고 있는 캐패시턴스 성분을 의미하며, 이러한 핀 캐패시턴스에 의해 신호의 전달 속도 및 보전성(signal integrity)이 저하된다.In addition, the diode according to the present invention is used in a semiconductor circuit, thereby reducing the pin capacitance. Here, the pin capacitance refers to a capacitance component of each of the external pins of the semiconductor package electrically connected to the pad, and the pin capacitance reduces signal transmission speed and signal integrity.
이를 상세히 살펴보면, 핀 캐패시턴스를 구성하는 주요 성분 중 하나는 ESD 보호부의 접합 캐패시턴스이다. 즉, ESD 보호부는 ESD 보호를 위해 큰 면적을 가지며, 이러한 ESD 보호부가 각 패드와 전기적으로 연결되어 핀 캐패시턴스를 늘리는 문제점이 있다.Looking at this in detail, one of the main components of the pin capacitance is the junction capacitance of the ESD protection. That is, the ESD protection unit has a large area for ESD protection, and there is a problem in that the ESD protection unit is electrically connected to each pad to increase the pin capacitance.
하지만, 본 발명에 따른 ESD 보호부는 종래의 다이오드 구조와 동일한 ESD 보호 성능을 가짐과 동시에, 종래의 다이오드 구조보다 작은 면적을 갖는다. 즉, 종래에는 ESD 보호 성능을 향상시키기 위해 도 3과 같은 다이오드 구조를 사용하였으나, 도 3에 도시된 다이오드는 P+ 영역 외곽과 N+ 영역 사이의 분리 영역을 증가시킴으로써, P+ 영역이 줄어들어 면적 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 반해, 본 발명에 따른 다이오드는 P+ 영역의 콘택 수를 감소시키거나 분리 영역을 증가시키지 않는 대신, N+ 영역상에 형성된 콘택의 수를 줄임으로써, ESD 보호 성능을 향상시켰다.However, the ESD protection unit according to the present invention has the same ESD protection performance as the conventional diode structure and at the same time has a smaller area than the conventional diode structure. That is, although the diode structure shown in FIG. 3 is conventionally used to improve the ESD protection performance, the diode shown in FIG. 3 increases the separation region between the P + region and the N + region, thereby reducing the P + region and decreasing the area efficiency. There is a problem. In contrast, the diode according to the present invention improves ESD protection by reducing the number of contacts formed on the N + region, instead of reducing the number of contacts in the P + region or increasing the isolation region.
따라서, 본 발명에 따른 ESD 보호부는 N+ 영역상에 형성된 콘택의 수를 줄임으로써, 종래와 동일한 면적에서 뛰어난 ESD 보호 성능을 가진다. 이에 따라, 본 발명에 따른 ESD 보호부는 종래와 동일한 ESD 보호 성능을 가짐과 동시에, 종래보다 작은 면적을 사용하여 각 패드와 접합하는 면적을 줄여줌으로써, 종래의 ESD 보호부보다 핀 캐패시턴스를 줄이는 효과가 있다.Therefore, the ESD protection unit according to the present invention has excellent ESD protection performance in the same area as the conventional one by reducing the number of contacts formed on the N + region. Accordingly, the ESD protection unit according to the present invention has the same ESD protection performance as in the prior art, and reduces the area of contact with each pad by using a smaller area than the conventional one, thereby reducing the pin capacitance than the conventional ESD protection unit. have.
본 발명의 상기한 바와 같은 구성에 따라, 두 개의 다이오드로 구성된 ESD 보호부에서, 각각의 다이오드의 N+ 영역상에 형성된 콘택의 수를 줄임으로써, ESD 보호 성능이 향상되는 효과가 있다.According to the configuration as described above of the present invention, in the ESD protection unit consisting of two diodes, by reducing the number of contacts formed on the N + region of each diode, there is an effect that the ESD protection performance is improved.
본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업자는 용이하게 알 수 있다.While the invention has been shown and described with reference to specific embodiments, the invention is not so limited, and it is to be understood that the invention is capable of various modifications without departing from the spirit or field of the invention as set forth in the claims below. Those skilled in the art will readily appreciate that modifications and variations can be made.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020050078446A KR100631958B1 (en) | 2005-08-25 | 2005-08-25 | Electrostatic discharge protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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US7791142B2 (en) | 2008-04-30 | 2010-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrostatic discharge protection diode |
KR20210122673A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-12 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Electrostatic discharge (esd) protection circuit and method of operating the same |
US11862960B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-01-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Electrostatic discharge (ESD) protection circuit and method of operating the same |
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2005
- 2005-08-25 KR KR1020050078446A patent/KR100631958B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7791142B2 (en) | 2008-04-30 | 2010-09-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrostatic discharge protection diode |
KR20210122673A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-12 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Electrostatic discharge (esd) protection circuit and method of operating the same |
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US11626719B2 (en) | 2020-03-31 | 2023-04-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Electrostatic discharge (ESD) protection circuit and method of operating the same |
US11862960B2 (en) | 2020-03-31 | 2024-01-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Electrostatic discharge (ESD) protection circuit and method of operating the same |
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