KR930008880B1 - 고전압 클램프 소자 - Google Patents
고전압 클램프 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR930008880B1 KR930008880B1 KR1019900017986A KR900017986A KR930008880B1 KR 930008880 B1 KR930008880 B1 KR 930008880B1 KR 1019900017986 A KR1019900017986 A KR 1019900017986A KR 900017986 A KR900017986 A KR 900017986A KR 930008880 B1 KR930008880 B1 KR 930008880B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- high voltage
- region
- clamp element
- output terminal
- conductor
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- H01L27/04—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 the substrate being a semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 종래의 클램프 소장의 등가회로도.
제 2 도는 본 발명의 일실시예를 보여주는 등가회로도.
제 3 도는 제 2 도의 클램프 소장의 단면구조도.
제 4 도는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 등가회로도.
본 발명은 고전압 클램프 소자에 관한 것으로, 특히 안정된 클램핑(Clamping)동작을 수행할 수 있는 고전압 클램프 소자에 관한 것이다.
반도체 메모리 장치에 있어서, EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)과 같은 불휘발성 메모리장치 및 기타 고전압 사용제품 등에서 사용한 고전압 발생회로는 신속한 전압 펌핑동작과 함께, 최종적으로 출력되는 고전압의 레벨을 원하는 레벨에서 안정적으로 유지시키는 것이 중요하다.
또한 메모리 칩의 외부로부터 인가될 수 있는 고전압(또는 고체)등으로부터 칩내부를 회로를 보호하는 입력보호용 회로등에서도 고전압을 클램핑시켜 주어야 한다.
제 1 도는 종래의 클램프 소자의 등가회로를 보여준다. 종래의 클램프 소자(20)는, 고전압 발생회로(10)의 출력단(30)에 드레인(21)이 접속되고 게이트(22)와 소오스(24) 및 기판(23)이 접지전압단(Vss)에 공통으로 접속된 엔형 모오스 트랜지스터로 이루어져 있다. 그러므로 회로가 동작하는 동안에는 상기 클램프 소자(20)는 역방향 바이어스상태의 브레이크 다운(break down) 영역에서 동작하는 트랜지스터와 같은 기능을 가진다. 상기 클램프 소자(20)의 클램핑 레벨은 트랜지스터의 브레이크 다운 전압(또는 항복전압)에 따라 결정될 것이다. 상기 클램프 소자(20)는 실제 동작중에 기판(23)으로 전류가 흘러들게 되는데, 이로 인해 기판(23)의 전위는 소오스(24)에 비하여 상승하게 된다. 그러면 기판(23)과 소오스(24) 사이의 PN 접합에서 순방향 바이어스가 되고, 이는 소오스(24)-기판(23)-드레인(21)으로 구성되는 NPN 트랜지스터의 선형 동작을 형성하게 된다. 결국 기판(23)으로부터 소오스(24)로의 전류주입 현상에 의해 트랜지스터는 기알려진 바와 소위 2차 브레이크 다운(Break down) 영역에 도달되며, 이로 인해 트랜지스터의 드레인(Drain)-기판 다이오드(Diode)가 손상되게 한다. 트랜지스터의 드레인-기판 다이오드의 손상에 따라 드레인 누설전류는 증가되고, 이로 인해 트랜지스터의 브레이크 다운 레벨(또는 클램핑 레벨)은 점점 낮아지게 된다. 즉, 안정된 클램핑 동작을 위해서는 트랜지스터의 브레이크 다운 전압의 레벨이 일정하게 유지되어야함에도 불구하고, 소오스(24)로의 전류주입에 따라 선형영역에서 동작하는 트랜지스터 특성의 유발에 의해 안정적인 클램핑 효과를 얻을 수가 어렵게 되는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 안정되고 신뢰성 있는 클램핑 특성을 가지는 클램프 소자를 제공함에 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 클램프 소자는 소정 레벨 이상의 고전압을 발생하는 고전압 발생회로의 출력단에 연결된 고전압 클램프 소자에 있어서, 상기 고전압 클램프 소자가 제 1 도전형의 영역 및 제 2 도 전형의 영역으로 이루어지는 접합 영역과, 최소한 상기 접합 영역의 경계면을 포함한 상부에 걸쳐 형성된 도전체와, 상기 접합영역의 경계면을 포함한 상면과 상기 도전체 사이를 채우는 절연막으로 구성되어, 상기 제 1 도전형의 영역이 도전체와 접지 전압단에 공통적으로 접속되고, 상기 제 2 도전형의 영역이 상기 고전압 출력단에 접속된다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제 2 도는 본 발명의 따른 클램프 소자의 일실시예를 보여주는 등가회로도이다.
제 2 도의 등가회로에 따른 본 발명의 클램프 소자의 단면구조의 일실시예가 제 3 도에 도시되어 있다. 상기 제 2 도의 등가회로는 애노드측(43)이 접지 전압단(Vss)에 연결되고, 캐소드측(41)이 고전압 출력단(30)에 연결되고, 애노드(43)와 캐소드(41)간의 PN 접합부에 오버랩된 상태에서 상기 접지전압단(Vss)에 상기 애노드측(43)과 함께 연결된 컨트롤 게이트(42)로 구성된 게이트 구비형 다이오드(40)로 이루어져 있다.
제 3 도에서는 제 2 도와 같은 기능으로 동작하는 부위에는 동일 인용번호를 사용하여 도시하고 있다. 즉 제 3 도를 참조하면, 상기 게이트 구비형 다이오드(40)의 단면구조는, 애노드가 되는 P-형의 영역(43)과 캐소드가 되는 N＋형 영역(41)이 서로 PN 접합을 이루고 있다. 상기 P-형의 영역(43)와 N＋형의 영역(41)의 표면에는 게이트 산화막(45) [이는 모오스 트랜지스터의 게이트 산화막과 동일한 두께를 가질 수 있음]이 형성되어 있고, 상기 게이트 산화막(45)과 연결되어 주변소자와의 절연을 위한 필드산화막(44)이 형성되어 있다. 그리고 상기 P-형 영역(43) 및 N＋형 영역(41) 상부에서 상기 게이트 산화막(45) 및 필드산화막(44)의 상부에 걸쳐 폴리실리콘 등으로 된 컨트롤 게이트(42)가 형성되어 있다. 도시되지 아니하였으나, 상기 컨트롤 게이트(42)는 P-형의 영역(43)과 전기적으로 연결이 된다. 따라서 상기 컨트롤 게이트(42)와 P-형의 영역(43)이 동일 전위를 가지면서 게이트 산화막(45)을 통하여 오버랩되어 있기 때문에, 게이트 산화막(45) 두께를 일정하게 하면 제 1 도와 같은 레벨의 클램프전압을 유지하게 되며, 제 1 도에 도시된 종래의 클램프 소자(20)에서 처럼 기판의 소오스로의 전류주입이 해제됨을 알 수 있다. 즉, P-및 N＋접합간의 역바이어스에 의한 브레이크 다운 전압 레벨이 항상 일정하게 유지가 되는 것이다.
제 4 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 클램프 소자(50)의 등가회로도로서, 여기에서는 상기 제 2 도와 같은 기능을 가지도록 하기 위해 N형의 모오스 트랜지스터를 사용하고 있다. 즉, 게이트(52)와 기판(53)을 접지 전압단(Vss)에 함께 연결시키고, 드레인(51)과 소오스(54)를 고전압 출력단(30)에 함께 연결시킨 것이다. 상기 제 4 도의 클램프 소자(50)의 경우도 브레이크 다운 전압의 레벨을 낮추는 누설전류를 방지함으로써 안정된 클램핑 기능을 가질 수 있음을 알 수 있다.
상기 본 발명의 실시예들에 있어서는 게이트 구비형 다이오드 또는 모오스 트랜지스터를 이용한 형태를 예로 들었으나, 본 발명의 기술적인 범위내에서 다른 실시예들도 가능할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 고전압 클램프 소자에 있어서 설정된 브레이크 다운 전압(또는 항복전압)이 낮아짐에 따른 클램핑 동작의 불안정성을 해소하고자, 누설 전류에 의한 클램프 소자의 선형성 동작을 억제함으로써 안정된 클램핑 레벨을 유지하는 이점이 있다.
Claims (3)
- 소정 레벨이상의 고전압을 발생하는 고전압 발생회로의 출력단에 연결된 고전압 클램프 소자에 있어서, 상기 고전압 클램프 소자가 제 1 도전형의 영역(43) 및 제 2 도전형의 영역(41)으로 이루어지는 접합영역과, 최소한 상기 접합영역의 경계면을 포함한 상부에 걸쳐 형성된 도전체(42)와, 상기 접합영역의 경계면을 포함한 상면과 상기 도전체(42)사이를 채우는 절연막(45)으로 구성되어, 상기 제 1 도전형의 영역(43)이 도전체(42)와 접지 전압단에 공통적으로 접속되고, 상기 제 2 도전형의 영역(41)이 상기 고전압 출력단에 접속됨을 특징으로 하는 고전압 클램프 소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 접합영역이 PN 또는 NP형의 접합영역으로 이루어짐을 특징으로 하는 고전압 클램프 소자.
- 소정 레벨 이상의 고전압을 발생하는 고전압 발생회로(10)의 출력단(30)에 연결된 고전압 클램프 소자(50)에 있어서, 상기 고전압 클램프 소자(50)가 상기 고전압 출력단(30)에 소오스 및 드레인(51, 54)이 공통으로 연결되고 기판(53)과 게이트(52)가 접지 전압단에 공통으로 연결된 N형 절연게이트 전계효과 트랜지스터로 이루어짐을 특징으로 하는 고전압 클램프 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900017986A KR930008880B1 (ko) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | 고전압 클램프 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900017986A KR930008880B1 (ko) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | 고전압 클램프 소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR920010889A KR920010889A (ko) | 1992-06-27 |
| KR930008880B1 true KR930008880B1 (ko) | 1993-09-16 |
Family
ID=19305729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019900017986A KR930008880B1 (ko) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | 고전압 클램프 소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR930008880B1 (ko) |
-
1990
- 1990-11-07 KR KR1019900017986A patent/KR930008880B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920010889A (ko) | 1992-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR860000712B1 (ko) | 집적회로 보호장치 | |
| US6236087B1 (en) | SCR cell for electrical overstress protection of electronic circuits | |
| JP3161508B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US5341003A (en) | MOS semiconductor device having a main unit element and a sense unit element for monitoring the current in the main unit element | |
| US4131908A (en) | Semiconductor protection device having a bipolar lateral transistor | |
| KR100282760B1 (ko) | 정전기적 방전 방지용 회로 및 구조 | |
| US4509067A (en) | Semiconductor integrated circuit devices with protective means against overvoltages | |
| US3512058A (en) | High voltage transient protection for an insulated gate field effect transistor | |
| US20040232510A1 (en) | HV-SOI LDMOS device with integrated diode to improve reliability and avalanche ruggedness | |
| US4686551A (en) | MOS transistor | |
| US5844280A (en) | Device for protecting a semiconductor circuit | |
| US5977594A (en) | Protecting circuit for a semiconductor circuit | |
| US4609931A (en) | Input protection MOS semiconductor device with zener breakdown mechanism | |
| JPH06177330A (ja) | 半導体装置 | |
| US5426320A (en) | Integrated structure protection device for protecting logic-level power MOS devices against electro-static discharges | |
| EP0048474B1 (en) | Self-substrate-bias circuit device | |
| EP0242383B1 (en) | Protection of igfet integrated circuits from electrostatic discharge | |
| EP0512605B1 (en) | Power device having reverse-voltage protection | |
| US6933559B1 (en) | LDMOS with guard ring (of same type as drain) surrounding the drain | |
| KR930008880B1 (ko) | 고전압 클램프 소자 | |
| EP0202646B1 (en) | Input protection device | |
| KR100223923B1 (ko) | 정전기 방지장치 | |
| CA1289267C (en) | Latchup and electrostatic discharge protection structure | |
| KR20040082832A (ko) | 반도체장치의 보호소자 | |
| US5276371A (en) | Output buffer having high resistance against electrostatic breakdown |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| G160 | Decision to publish patent application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20060830 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |