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JPH01124251A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH01124251A
JPH01124251A JP62282372A JP28237287A JPH01124251A JP H01124251 A JPH01124251 A JP H01124251A JP 62282372 A JP62282372 A JP 62282372A JP 28237287 A JP28237287 A JP 28237287A JP H01124251 A JPH01124251 A JP H01124251A
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JP
Japan
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constant voltage
clamp element
voltage clamp
limiting resistor
current limiting
Prior art date
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Granted
Application number
JP62282372A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2650276B2 (en
Inventor
Koichiro Ishibashi
孝一郎 石橋
Osamu Minato
湊 修
Shigeru Honjo
本城 繁
Toshio Sasaki
敏夫 佐々木
Toshiaki Masuhara
増原 利明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62282372A priority Critical patent/JP2650276B2/en
Publication of JPH01124251A publication Critical patent/JPH01124251A/en
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Publication of JP2650276B2 publication Critical patent/JP2650276B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance electrostatic breakdown strength sufficiently even when a current- limiting resistor connected to an input terminal of a protective element is not contained or when only a resistor with an extremely small value can be connected by a method wherein the current-limiting resistor is used between a first constant-voltage clamping element and a second constant-voltage clamping element. CONSTITUTION:When static electricity is impressed on a terminal 1, an electric current ID at an input node D flows to a grounding terminal 103 mainly through a protective resistor 2, a first constant-voltage clamping element 4 and a parasitic resistor 7. In this case, although a potential at a node E is clamped with reference to a node G, a potential at the node G is increased due to the resistor 7 and an electric current; as a result, it is not possible to suppress the potential to a sufficiently small voltage capable of protecting a gate insulating film. However, when a diode 102 is connected as a second constant-voltage clamping element, it is connected to a power-supply wiring part which is different from the MOS FET 4; as a result, it is possible to clamp a potential at a node F to a sufficiently small potential. In this case, a current- limiting resistor 101 functions so as to limit an electric current flowing through the diode 102 and a resistor 9 and to suppress an increase of the potential at the node F.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路に関し、特に絶縁ゲート型電
界効果トランジスタ(以下、MOS−FETと記す)等
のM I S (Metal−I n5olator 
−3amiconductor)型素子の保護装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and in particular to an MIS (Metal-I n5olator) such as an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MOS-FET).
The present invention relates to a protection device for a 3-3amiconductor type device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、MOS−FET等のMIS型素子の保護装置につ
いては、例えば、特開昭60−767号公報に記載され
ているように、保護素子を形成する定電圧クランプ素子
と被保護MO3−FETがそれぞれ半導体基体中の異な
る領域に形成され、それぞれ電源端子に接続されていた
Conventionally, with regard to protection devices for MIS type elements such as MOS-FETs, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 60-767, a constant voltage clamp element forming a protection element and a protected MO3-FET are used. Each was formed in a different region in the semiconductor substrate, and each was connected to a power supply terminal.

第2図は、従来のMOS −FET等のMIS素子の保
護装置の説明図であって、(a)は回路図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional protection device for MIS elements such as MOS-FET, and (a) is a circuit diagram.

(b)は装置の断面構造図、(c)(d)は内部電圧と
電流の時間に対する特性図である。
(b) is a cross-sectional structural diagram of the device, and (c) and (d) are characteristic diagrams of internal voltage and current versus time.

第2図(、a)において、1は入力端子、2は第1の定
電圧クランプ素子、3は第1の電流制限抵抗、4は第2
の定電圧クランプ素子、5は被保護MIS−FET、6
は定電圧クランプ素子2,4を形成するダイオードのア
ノードを所定電位に固定するための配線の寄生抵抗、7
は被保護MIS−FETの基板電位を所定電位に固定す
るための配線の寄生抵抗、8は接地端子、9は第2の電
流制限抵抗である。第2図(a)に示すように、この保
護装置では、定電圧クランプ素子2および4によって、
被保護MO3−FET5のゲート酸化膜が静電破壊する
ことを防止していた。
In Fig. 2(,a), 1 is an input terminal, 2 is a first constant voltage clamp element, 3 is a first current limiting resistor, and 4 is a second
constant voltage clamp element, 5 is protected MIS-FET, 6
is the parasitic resistance of the wiring for fixing the anodes of the diodes forming the constant voltage clamping elements 2 and 4 to a predetermined potential, 7
8 is a parasitic resistance of wiring for fixing the substrate potential of the protected MIS-FET to a predetermined potential, 8 is a ground terminal, and 9 is a second current limiting resistor. As shown in FIG. 2(a), in this protection device, constant voltage clamp elements 2 and 4
This prevents the gate oxide film of the protected MO3-FET 5 from being damaged by electrostatic discharge.

第2図(b)において、10はn型半導体基板、11.
12はn型基板内に形成されたn型領域であり、14.
15はそれぞれ定電圧クランプ素子2.4を形成するた
めのn型領域であり、17゜19はMOS−FETのド
レインとソースを形成するためのn型領域、18は同じ
くゲートを形成するp型物質である。
In FIG. 2(b), 10 is an n-type semiconductor substrate, 11.
12 is an n-type region formed in an n-type substrate; 14.
15 are n-type regions for forming the constant voltage clamp elements 2.4, 17 and 19 are n-type regions for forming the drain and source of the MOS-FET, and 18 is a p-type region for forming the gate. It is a substance.

従来においては、定電圧クランプ素子2,4であるpn
接合の逆方向ブレークダウンを利用している。すなわち
、入力端子1と接地端子8の間に規定以上の電圧が印加
された場合には、定電圧クランプ素子2,4のpn接合
が破壊することにより、被保護MO8−FET5のゲー
ト酸化膜を保護していた。
Conventionally, constant voltage clamp elements 2 and 4, pn
It utilizes reverse breakdown of junctions. That is, when a voltage higher than the specified voltage is applied between the input terminal 1 and the ground terminal 8, the pn junction of the constant voltage clamp elements 2 and 4 is destroyed, and the gate oxide film of the protected MO8-FET 5 is damaged. I was protecting her.

また、(b)図のn型領域11は、オーミック接続とな
るn型領域13.16を通して接地電位Gに固定されて
いる。一方、ドレイン17.ゲート18、ソース19か
らなるMOS−FETにおいて、それらの間にゲート酸
化膜21を備えている。
Further, the n-type region 11 in FIG. 2B is fixed to the ground potential G through the n-type region 13.16 that forms an ohmic connection. On the other hand, drain 17. A MOS-FET consisting of a gate 18 and a source 19 has a gate oxide film 21 between them.

一般に、入力回路のゲート酸化膜を破壊する原因は、動
作時に入力パッドから侵入するノイズが内部回路に悪影
響を及ぼすことによる。従って、通常、保護のための定
電圧クランプ素子は、これらの内部回路とは異なった領
域に設けられる(領域12と11とは異なる領域である
)。
Generally, the cause of destruction of the gate oxide film of an input circuit is that noise entering from the input pad during operation adversely affects the internal circuit. Therefore, a constant voltage clamp element for protection is usually provided in a region different from these internal circuits (regions 12 and 11 are different regions).

(b)図において、静電気が入力パッド1に印加される
と、電荷は電流制限抵抗9を経由し、n型領域14およ
びn型領域11からなる第1のpn接合を通してノード
G(n型領域を介して)にバイパスされる。この際に、
第1のpn接合には内部寄生抵抗があるため、流れた電
流に対して電位差を生じる。すなりち、ノードGに対し
てノードEの電位が上昇する。そこで、第2図の保護装
置では、第2の電流制限抵抗3を通してノードFに接続
されたn型領域15とn型領域11からなる第2の定電
圧クランプ素子により、ノードFの電位を下げて、被保
護MO8−FETのゲート絶縁膜21を保護しようとす
るものである。
(b) In the figure, when static electricity is applied to the input pad 1, the charge passes through the current limiting resistor 9, passes through the first pn junction consisting of the n-type region 14 and the n-type region 11, and passes through the node G (the n-type region ) is bypassed. At this time,
Since the first pn junction has an internal parasitic resistance, a potential difference is generated with respect to the flowing current. Therefore, the potential of node E increases with respect to node G. Therefore, in the protection device shown in FIG. 2, the potential of node F is lowered by a second constant voltage clamp element consisting of n-type region 15 and n-type region 11 connected to node F through second current limiting resistor 3. This is intended to protect the gate insulating film 21 of the MO8-FET to be protected.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このように、従来の技術では、定電圧クランプ素子を2
個ないしそれ以上設けることにより、静電気による電圧
を有効に下げることができる点で、極めて有効な方法で
ある。しかし、近年、集積回路が大型化するに伴って、
次に述べるような問題が生じている。すなわち、第2図
(b)において、領域11を接地電位に固定するための
配線には第2図(a)に示す寄生抵抗6が必然的に存在
するが、この抵抗6が近年大きくなってきた。その結果
、静電気が印加された場合、電荷が抵抗6を通ったとき
に大きな電位差を生じるため、ノードEの電位が予想以
上に上昇してしまう。そのため、点FG間の電圧が小さ
く抑えられていても、ゲート酸化膜21には過大な電位
差が印加されてしまい、静電破壊に至ることもある。
In this way, in the conventional technology, two constant voltage clamp elements are used.
This is an extremely effective method in that the voltage caused by static electricity can be effectively lowered by providing one or more of them. However, in recent years, as integrated circuits have become larger,
The following problems have arisen. That is, in FIG. 2(b), the parasitic resistance 6 shown in FIG. 2(a) necessarily exists in the wiring for fixing the region 11 to the ground potential, but this resistance 6 has become larger in recent years. Ta. As a result, when static electricity is applied, a large potential difference is generated when the charge passes through the resistor 6, so that the potential of the node E increases more than expected. Therefore, even if the voltage between the points FG is kept low, an excessive potential difference is applied to the gate oxide film 21, which may lead to electrostatic damage.

この現象を抑えるためには、電流制限抵抗9を十分に大
きくすればよい。しかし、この電流制限抵抗9を用いる
ことができない場合、例えば、データの入出力ピンを用
いている場合には、上述の状況が一層厳しいものとなる
In order to suppress this phenomenon, the current limiting resistor 9 may be made sufficiently large. However, when this current limiting resistor 9 cannot be used, for example when a data input/output pin is used, the above-mentioned situation becomes even more severe.

第2図(Q)(d)は、従来の保護装置に静電気が印加
された場合の内部の電圧と電流の特性図である。ここで
、VDt VE、VF、VCは、第2図(a)(b)に
おけるノードD、E、F、Gの各電位を表わし、工。、
工、は、ノードD、Fに流れる電流を表わしている。
FIGS. 2(Q) and (d) are characteristic diagrams of internal voltage and current when static electricity is applied to a conventional protection device. Here, VDtVE, VF, and VC represent the respective potentials of nodes D, E, F, and G in FIGS. 2(a) and (b). ,
represents the current flowing through nodes D and F.

第2図(a)に示す保護装置の入力端子1(ノードD)
に、静電気つまり初期的に固有の電荷と電圧を持つ電気
が印加された場合、ノードDの内部電圧は第2図(c)
のV。で示す曲線に沿って時間の経過とともに降下する
。それに伴って、ノードE、F、G(7)電圧も、VD
、VE−VF、Vcに示すように時間とともに降下する
。ここで、太線で示すvoは、第1および第2の定電圧
クランプ素子2.4によるクランプ電圧を示したもので
ある。
Input terminal 1 (node D) of the protective device shown in Fig. 2(a)
When static electricity, that is, electricity that initially has a unique charge and voltage, is applied to the node D, the internal voltage at node D is as shown in Figure 2 (c).
V. It decreases over time along the curve shown in . Along with this, the node E, F, G (7) voltage also changes to VD
, VE-VF, decreases with time as shown in Vc. Here, vo indicated by a thick line indicates the clamp voltage by the first and second constant voltage clamp elements 2.4.

入力端子1に初期電圧vTを持った静電気が印加される
と、その場所には電流工。が流れるが、これは定電圧ク
ランプ素子2,4による放電が進むにつれて指数関数的
に減少する。この電流は、その殆んどが抵抗9から抵抗
6を通って流れることになる。
When static electricity with an initial voltage vT is applied to input terminal 1, a current is generated at that location. flows, but this decreases exponentially as the discharge by the constant voltage clamp elements 2 and 4 progresses. Most of this current will flow from resistor 9 through resistor 6.

静電気が印加された瞬間においては、電圧VTは、抵抗
9とクランプ素子2と抵抗6とに分圧される。従って、
ノードEには最大、次の電圧が印加される。
At the moment when static electricity is applied, voltage VT is divided between resistor 9, clamp element 2, and resistor 6. Therefore,
The following voltages are applied to node E at maximum.

ここで、R6,R9は、それぞれ抵抗6と抵抗9の値で
ある。すなわち、抵抗値R6が存在することにより、V
cの電位が上昇し、この電位がクランプ電圧に重畳され
ることになる。つまりVaを被保護MIS −FET5
の永久破壊耐圧として、の条件が満たされる場合には、
絶縁膜が破壊してしまうという問題がある。
Here, R6 and R9 are the values of resistor 6 and resistor 9, respectively. That is, due to the existence of the resistance value R6, V
The potential of c increases, and this potential is superimposed on the clamp voltage. In other words, Va is the protected MIS-FET5
As the permanent breakdown pressure of, if the conditions of are satisfied,
There is a problem that the insulating film is destroyed.

通常、保護素子では、電流制限抵抗R9を大きくし、電
源抵抗R6を小さくすることにより、上式(2)の条件
を満足させないように設計している。
Usually, the protection element is designed so that the condition of the above formula (2) is not satisfied by increasing the current limiting resistor R9 and decreasing the power supply resistor R6.

しかし、前述したように、回路動作の都合上、抵抗9を
意識的に付加できないデータ入出力端子等においては、
R9は寄生抵抗のみとなって非常に小さい値となるので
、上式(1)のR6/ (R6+R9)の値が大きくな
り、電源配線に発生した電圧が被保護素子のゲート電極
に加わるために、ゲート絶縁膜が破壊してしまうという
問題があった。
However, as mentioned above, for data input/output terminals, etc., where the resistor 9 cannot be intentionally added due to circuit operation,
Since R9 becomes only a parasitic resistance and has a very small value, the value of R6/ (R6 + R9) in the above equation (1) increases, and the voltage generated in the power supply wiring is applied to the gate electrode of the protected element. However, there was a problem in that the gate insulating film was destroyed.

本発明の目的は、このような問題を改善し、保護素子の
入力端子に接続される電流制限抵抗がない場合、ないし
極めて小さい値の抵抗しか接続できない場合でも、十分
に静電破壊耐圧を大きくすることができる半導体集積回
路を提供することにある。
The purpose of the present invention is to improve this problem, and to sufficiently increase the electrostatic breakdown voltage even when there is no current limiting resistor connected to the input terminal of the protection element, or when only an extremely small value resistor can be connected. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can perform the following steps.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するため、本発明の半導体集積回路は、
第1の定電圧クランプ素子と第2の定電圧クランプ素子
を、それぞれ異なった第1および第2の領域中に形成し
、それぞれの領域の電位をオーミック接触手段を介して
所定の電源端子に接続するとともに、第1の定電圧クラ
ンプ素子と第2の定電圧クランプ素子の間に電流制限抵
抗を用いることに特徴がある。また、第1の定電圧クラ
ンプ素子の後段に第2の電流制限抵抗を接続し、その後
段に第2の定電圧クランプ素子を接続して、これらの第
1および第2の定電圧クランプ素子の他方の端子をそれ
ぞれ異なる電源配線により接続することにも特徴がある
In order to achieve the above object, the semiconductor integrated circuit of the present invention includes:
A first constant voltage clamp element and a second constant voltage clamp element are formed in different first and second regions, and the potential of each region is connected to a predetermined power supply terminal via an ohmic contact means. In addition, the present invention is characterized in that a current limiting resistor is used between the first constant voltage clamp element and the second constant voltage clamp element. Furthermore, a second current limiting resistor is connected to the rear stage of the first constant voltage clamp element, and a second constant voltage clamp element is connected to the rear stage of the first constant voltage clamp element. Another feature is that the other terminals are connected by different power supply wiring.

〔作  用〕[For production]

第1の発明(特許請求の範囲第1項に対応)においては
、第1の定電圧クランプ素子と第2の定電圧クランプ素
子が、それぞれ異なった領域に形成され、それぞれの領
域の電位は、オーミック接触手段を介して所定の電源端
子に接続されており、第1の定電圧クランプ素子と第2
の定電圧クランプ素子の間には電流制限抵抗を用いてい
るために、必然的に異なった電源配線により接続される
ことになる。従って、集積回路の入力ピンに静電気が加
えられた場合、第1の定電圧クランプ素子により静電気
がバイパスされ、その第1定電圧クランプ素子に接続さ
れる電源配線に必然的に寄生する寄生抵抗に発生する電
位差を第2定電圧クランプ素子により低くすることがで
きる。特に、電流制限抵抗が入れられないデータ入出力
ピンに対しては、有効である。
In the first invention (corresponding to claim 1), the first constant voltage clamp element and the second constant voltage clamp element are formed in different regions, and the potential of each region is The first constant voltage clamp element and the second constant voltage clamp element are connected to a predetermined power supply terminal via an ohmic contact means.
Since a current limiting resistor is used between the constant voltage clamp elements, they are necessarily connected by different power supply wirings. Therefore, when static electricity is applied to the input pin of an integrated circuit, the static electricity is bypassed by the first constant voltage clamp element, and the parasitic resistance that inevitably occurs in the power supply wiring connected to the first constant voltage clamp element is increased. The generated potential difference can be lowered by the second constant voltage clamp element. This is particularly effective for data input/output pins where current limiting resistors cannot be inserted.

次に、第2の発明(特許請求の範囲第4項に対応)にお
いては、第1の定電圧クランプ素子と第2の定電圧クラ
ンプ素子とがそれぞれ第1および第2の電源配線により
電源端子に接続されているため、第1の定電圧クランプ
素子から電源配線に電流が流れた際に、電源配線に発生
する電圧を、第2の定電圧クランプ素子によりクランプ
することができ、その結果、被保護MIS −FETの
ゲート絶縁膜に過大な電圧が加わることを防止できる。
Next, in the second invention (corresponding to claim 4), the first constant voltage clamp element and the second constant voltage clamp element are connected to the power supply terminal by the first and second power supply wirings, respectively. Therefore, when a current flows from the first constant voltage clamp element to the power supply wiring, the voltage generated in the power supply wiring can be clamped by the second constant voltage clamp element, and as a result, It is possible to prevent excessive voltage from being applied to the gate insulating film of the protected MIS-FET.

また、第1の定電圧クランプ素子と第2の定電圧クラン
プ素子の間の電流制限抵抗は、第2の定電圧クランプ素
子に流れる電流を制限し、第2の定電圧クラシブ素子に
寄生する寄生抵抗や、第2の定電圧クランプ素子に接続
されている第2の電源配線による電位の上昇を防止し、
かつ第2の定電圧クランプ素子の接合が熱的に破壊する
ことを防止する役目を果す。
In addition, the current limiting resistor between the first constant voltage clamp element and the second constant voltage clamp element limits the current flowing to the second constant voltage clamp element, and prevents parasitic current flowing into the second constant voltage clamp element. Preventing potential rise due to the resistor and the second power supply wiring connected to the second constant voltage clamp element,
It also serves to prevent the junction of the second constant voltage clamp element from being thermally destroyed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の構成および効果について、第3図により、その
概略を述べる。第3図(a)は、比較のために示す従来
の保護装置の回路図であり、第3図(b)は本発明の保
護装置の回路図であり、第3図(c)は半導体集積回路
上における保護装置の配置図、第3図(d)は(b)に
示す電源の寄生抵抗R1により被保護MI S −FE
Tのゲート絶縁膜にかかる電圧の特性図である。
The configuration and effects of the present invention will be briefly described with reference to FIG. FIG. 3(a) is a circuit diagram of a conventional protection device shown for comparison, FIG. 3(b) is a circuit diagram of a protection device of the present invention, and FIG. 3(c) is a circuit diagram of a semiconductor integrated protection device. The layout of the protection device on the circuit, Figure 3(d) shows the MIS-FE protected by the parasitic resistance R1 of the power supply shown in (b).
FIG. 3 is a characteristic diagram of the voltage applied to the gate insulating film of T.

第3図(a)においては、第1の定電流制限抵抗をR7
1,第1の定電圧クランプ素子をCL、第1の定電圧ク
ランプ素子CLに接続する電源の寄生抵抗をR8として
いる。これに対して、第3図(b)においては、これら
の素子の他に、第2の電流制限抵抗R0,および第2の
定電圧クランプ素子CL2、ならびに電源の寄生抵抗R
8′を設けている。第1の定電圧クランプ素子CLと第
2の定電圧クランプ素子CL2は、それぞれ別個の電源
配線(抵抗Rs1.Rν)に接続されているため、第1
の定電圧クランプ素子CLから電源配線のR81に電流
が流れた際に発生する電圧を、第2の定電圧クランプ素
子CL2によりクランプすることができるので、M、l
5−FETのゲート絶縁膜に過大電圧が印加されないで
済む。
In FIG. 3(a), the first constant current limiting resistor is R7
1. The first constant voltage clamp element is CL, and the parasitic resistance of the power supply connected to the first constant voltage clamp element CL is R8. On the other hand, in FIG. 3(b), in addition to these elements, there is a second current limiting resistor R0, a second constant voltage clamping element CL2, and a parasitic resistor R of the power supply.
8' is provided. Since the first constant voltage clamp element CL and the second constant voltage clamp element CL2 are connected to separate power supply wirings (resistors Rs1.Rν), the first
Since the voltage generated when current flows from the constant voltage clamp element CL to the power supply wiring R81 can be clamped by the second constant voltage clamp element CL2, M, l
No excessive voltage is applied to the gate insulating film of the 5-FET.

第3図(C)においては、半導体集積回路上で、(b)
に示した素子がどのように配置されているかを示してい
る。チップ上には、入力端子1が入力信号の数に応じて
多数配置され、それぞれ抵抗R1、を通して定電圧クラ
ンプ素子CLに接続されている。定電圧クランプ素子の
電源配線は、電源端子8から全てのクランプ素子に接続
されているが、図に示すように、クランプ素子の位1に
より電源の寄生抵抗の値が異なっている。第3図(c)
において、Mlは、従来の方法によって保護されたMI
 S −FETであり、またM2は5本発明の方法によ
って保護されたMI S −FETである。
In FIG. 3(C), on the semiconductor integrated circuit, (b)
This shows how the elements shown in Figure 1 are arranged. A large number of input terminals 1 are arranged on the chip according to the number of input signals, and each is connected to a constant voltage clamp element CL through a resistor R1. The power supply wiring of the constant voltage clamp element is connected from the power supply terminal 8 to all the clamp elements, but as shown in the figure, the value of the parasitic resistance of the power supply differs depending on the order of the clamp element. Figure 3(c)
, Ml is an MI protected by conventional methods
S-FET, and M2 is a MI S-FET protected by the method of the present invention.

第3図(d)の曲線■、■、■のうち、■は従来の保護
装置の特性を示す曲線であって、入力抵抗R1の値が比
較的大きい場合を示している。この電圧は、前式(1)
と同じく1次式で表わされる。
Among the curves ■, ■, and ■ in FIG. 3(d), ■ is a curve showing the characteristics of the conventional protection device, and shows the case where the value of the input resistance R1 is relatively large. This voltage is expressed by the previous formula (1)
Similarly, it is expressed by a linear equation.

この電圧は、電源の寄生抵抗R8の増加に伴って大きく
なるが、入力抵抗RPLが大きい場合には。
This voltage increases as the parasitic resistance R8 of the power supply increases, provided the input resistance RPL is large.

入力端子に印加された電圧が入力抵抗R21で相当に降
下するため、ゲート絶縁膜の破壊電圧VBを越えること
がない。また、図中の■は、入力抵抗R21が小さい場
合であって1例えば1通常の回路動作の都合で特別な抵
抗は使用できず、R1□としては結線の寄生抵抗のみに
なってしまう場合である。電源の寄生抵抗R,が小さい
場合は絶縁膜の破壊耐圧VBを越えることはないが、寄
生抵抗R8が大きくなると、破壊電圧を越えてしまう、
すなわち、電源端子8から遠い距離にあり、寄生抵抗R
8が大きい保護素子の場合には、保護機能が十分ではな
い。
Since the voltage applied to the input terminal drops considerably at the input resistor R21, it does not exceed the breakdown voltage VB of the gate insulating film. In addition, ■ in the figure indicates a case where the input resistance R21 is small, and for example, a special resistance cannot be used due to normal circuit operation, and R1□ is only a parasitic resistance of the connection. be. If the parasitic resistance R of the power supply is small, it will not exceed the breakdown voltage VB of the insulating film, but if the parasitic resistance R8 becomes large, the breakdown voltage will be exceeded.
That is, it is far away from the power supply terminal 8, and the parasitic resistance R
In the case of a protection element with a large value of 8, the protection function is not sufficient.

次に1図の■は、本発明を用いた場合のゲート絶縁膜に
かかる電圧を示している。本発明では、第2定電圧クラ
ンプ素子CL2を用いており、さらにこのクランプ素子
CL2は第1定電圧クランプ素子CLとは異なる電源配
線を用いているため、第2定電圧クランプ素子CL2の
クランプ電圧のみが被保護MIS −FETのゲート絶
縁膜にかかり、その結果、絶縁膜が破壊することはなく
なる。
Next, ■ in FIG. 1 shows the voltage applied to the gate insulating film when the present invention is used. In the present invention, the second constant voltage clamp element CL2 is used, and since this clamp element CL2 uses a different power supply wiring from the first constant voltage clamp element CL, the clamp voltage of the second constant voltage clamp element CL2 is Only a small amount of the insulating film is applied to the gate insulating film of the protected MIS-FET, and as a result, the insulating film is not destroyed.

すなわち、図に示すように、第2定電圧クランプ素子C
L2のクランプ電圧VCは、電源の寄生抵抗R8にかか
わらずほぼ一定値を保つ。
That is, as shown in the figure, the second constant voltage clamp element C
The clamp voltage VC of L2 maintains a substantially constant value regardless of the parasitic resistance R8 of the power supply.

第1図は、本発明の第1の実施例を示す保護装置の回路
図、半導体基体上でのレイアウト図および内部波形図で
ある。第1図では、第1定電圧クランプ素子としてMO
S −FETを、第2定電圧クランプ素子としてダイオ
ードを、それぞれ用いた場合を示している。
FIG. 1 is a circuit diagram, a layout diagram on a semiconductor substrate, and an internal waveform diagram of a protection device showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, MO is used as the first constant voltage clamp element.
A case is shown in which a diode is used as the S-FET and a second constant voltage clamp element, respectively.

第1図(A)において、1は入力端子(ノードD)、2
は保護抵抗、3はノードE、4はMOS −FETで、
表面ブレークダウンを用いた第1定電圧クランプ素子で
ある。5は被保護MIS −FET、6は第1定電圧ク
ランプ素子4の電源配線に接続された端子、7はバイパ
ス素子に接続された接地配線の寄生抵抗である。また、
101は第2の保護抵抗、102は第2の定電圧クラン
プ素子であるダイオード、103は接地端子(ノードG
)、8は第2定電圧クランプ素子102の電源配線に接
続された端子、9はMIS −FET5に接続された接
地配線の寄生抵抗である。また、30は、第2のノード
Fである。
In FIG. 1(A), 1 is the input terminal (node D), 2
is a protection resistor, 3 is a node E, 4 is a MOS-FET,
This is a first constant voltage clamp element using surface breakdown. 5 is a protected MIS-FET, 6 is a terminal connected to the power supply wiring of the first constant voltage clamp element 4, and 7 is a parasitic resistance of the ground wiring connected to the bypass element. Also,
101 is a second protective resistor, 102 is a diode that is a second constant voltage clamp element, and 103 is a ground terminal (node G
), 8 is a terminal connected to the power supply wiring of the second constant voltage clamp element 102, and 9 is a parasitic resistance of the ground wiring connected to the MIS-FET 5. Further, 30 is a second node F.

半導体チップ上では、第1図(b)に示すように、保護
素子4の電源または接地配線と、被保護MIS −FE
T5を含む内部回路の電源または接地配線とは、接地配
線が分けられている。すなわち。
On the semiconductor chip, as shown in FIG. 1(b), the power supply or ground wiring of the protection element 4 and the protected MIS-FE
The ground wiring is separated from the power supply or ground wiring for the internal circuit including T5. Namely.

第1定電圧クランプ素子であるMOS −FET4の接
地配線は、寄生抵抗7を介して接地端子103(ノード
G)に接続される一方、MIS−FET5を含む第2定
電圧クランプ素子の接地配線は、寄生抵抗9および9′
を介して接地端子103(ノードG)に接続される。
The ground wiring of the MOS-FET4, which is the first constant voltage clamp element, is connected to the ground terminal 103 (node G) via the parasitic resistor 7, while the ground wiring of the second constant voltage clamp element, which includes the MIS-FET5, is , parasitic resistances 9 and 9'
It is connected to ground terminal 103 (node G) via.

第1図(c)(d)により、本実施例の作用効果を述べ
る。
The effects of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1(c) and 1(d).

いま、端子1に対して静電気が印加されると、入力ノー
ドDの電流I。は主に保護抵抗2、第1定電圧クランプ
素子4.および寄生抵抗7を通って接地端子103に流
れることになる(第1図(d)参照)。この場合、ノー
ドEの電位は、ノードGに対してはクランプされること
になるが、ノードGの電位が抵抗7と電流のために上昇
するので、ゲート絶縁膜を保護するための十分に小さい
電圧に抑えられない。すなわち、第1図(c)に示すよ
うに、ノードGの電位V。が静電気印加の瞬間には接地
電位よりも上昇しており、時間の経過とともにこの値は
低下するが、ある程度の時間がたたないと破壊電圧Va
より下にならない。
Now, when static electricity is applied to terminal 1, current I at input node D. mainly includes the protective resistor 2, the first constant voltage clamp element 4. and flows to the ground terminal 103 through the parasitic resistance 7 (see FIG. 1(d)). In this case, the potential of node E will be clamped with respect to node G, but since the potential of node G will rise due to the resistor 7 and the current, it will be small enough to protect the gate insulating film. It cannot be suppressed by voltage. That is, as shown in FIG. 1(c), the potential V of the node G. is higher than the ground potential at the moment static electricity is applied, and this value decreases over time, but the breakdown voltage Va
Don't go lower.

しかし、本実施例では、第2定電圧クランプ素子として
ダイオード102が接続されており、このダイオード1
02がMOS−FET4とは異なる電源配線に接続され
ているため、ノードFの電位を十分に小さい電位にクラ
ンプすることができる(第1図(c)のv2参照)。こ
の時、電流制限抵抗101は、ダイオード102および
抵抗9に流れる電流を制限し、ノードFの電位の上昇を
抑える動作をする(第1図(d)の工、参照)。
However, in this embodiment, a diode 102 is connected as the second constant voltage clamp element, and this diode 1
Since node 02 is connected to a power supply wiring different from that of MOS-FET 4, the potential of node F can be clamped to a sufficiently low potential (see v2 in FIG. 1(c)). At this time, the current limiting resistor 101 operates to limit the current flowing through the diode 102 and the resistor 9, and suppress the rise in the potential of the node F (see FIG. 1(d)).

第4図は、本発明の第2の実施例を示す保護装置の回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a protection device showing a second embodiment of the present invention.

この実施例では、第1のバイパス素子として、寄生MO
5−FET31を利用している。第2のバイパス素子は
、前例と同じくダイオード102である。すなわち、M
OS −FET31のゲートとソースを接続してダイオ
ードとして動作させ、入力端子1に印加される電位をゲ
ートに加えてこのMOS −FET31の通過電流を制
御する。このように、本実施例では、第1のバイパス素
子の種類にかかわらず、ノード30とノード8の間に第
2のバイパス素子102を挿入することにより、MI 
S −FET5のゲート絶縁膜の破壊を防止できる。
In this embodiment, as the first bypass element, a parasitic MO
5-FET31 is used. The second bypass element is the diode 102 as in the previous example. That is, M
The gate and source of the OS-FET 31 are connected to operate as a diode, and the potential applied to the input terminal 1 is applied to the gate to control the passing current of the MOS-FET 31. In this way, in this embodiment, by inserting the second bypass element 102 between the node 30 and the node 8, regardless of the type of the first bypass element, the MI
Breakdown of the gate insulating film of the S-FET 5 can be prevented.

第6図は、本発明の第3の実施例を示す保護装置の回路
図であって、データを入力あるいは出力するための入出
力端子に、本発明を実施した場合を示している。108
は出力回路部、110は入力回路を含む内部回路部であ
り、104,405はプッシュプル回路を形成するMO
S −FETであり、その他の第4図と同じ記号は同じ
素子・部品を表わしている。1は入力端子、106,1
07はプッシュプル出力端子であって、外部容量負荷(
図示省略)を充放電することにより、データを出力する
。MOS −FET5は、データを入力するためのMO
S−FETである。
FIG. 6 is a circuit diagram of a protection device according to a third embodiment of the present invention, and shows a case where the present invention is implemented at an input/output terminal for inputting or outputting data. 108
110 is an output circuit section, 110 is an internal circuit section including an input circuit, and 104 and 405 are MOs forming a push-pull circuit.
This is an S-FET, and the other symbols that are the same as in FIG. 4 represent the same elements and parts. 1 is the input terminal, 106,1
07 is a push-pull output terminal, and external capacitive load (
Data is output by charging and discharging the battery (not shown). MOS-FET5 is MO for inputting data.
It is an S-FET.

ここで、端子1に静電気が加えられると、電流はMOS
 −FET4を通って、さらにノード6を通り放電され
ることになる。第1および第2の実施例においては、保
護抵抗2を大きくすることにより、接地配線の寄生抵抗
7に流れる電流を少なくすることが可能であり、それに
よってMIS・FET5のゲート酸化膜にかかる電圧を
比較的小さくすることも可能であるが、第5図に示す第
3の実施例の場合には、データ出力時、TTLインタフ
ェースを保障するために、保護抵抗2を付加することが
できない。また、通常の回路動作時に、MOS−FET
104に大きな電流が流れるため、寄生紙、エフによる
ノイズが発生し、このノイズが内部回路に悪影響を及ぼ
す。この影響を受けないようにするため1図に示すよう
に、出力回路部1o8と入力回路を含む内部回路部11
0とを離れた位置に配置し、さらに接地配線および電源
配線を使用することがよく行われる。このような状況に
より、入出力ピンに関しては、本実施例を適用すること
なく、静電気を入力端子1に印加すると、MIS−FE
T5のゲート酸化膜にかかる電圧は大きくなる。従って
、入出力ピンに対しては、本実施例による保護抵抗10
1とダイオード102によるMI S −FET5のゲ
ート酸化膜の保護が、第1および第2の実施例の場合よ
りさらに必要となる。
Here, when static electricity is applied to terminal 1, the current flows through the MOS
- will be discharged through FET 4 and further through node 6. In the first and second embodiments, by increasing the protective resistance 2, it is possible to reduce the current flowing through the parasitic resistance 7 of the ground wiring, thereby reducing the voltage applied to the gate oxide film of the MIS/FET 5. However, in the case of the third embodiment shown in FIG. 5, the protection resistor 2 cannot be added to ensure the TTL interface during data output. Also, during normal circuit operation, the MOS-FET
Since a large current flows through the circuit 104, noise due to parasitic paper and F is generated, and this noise adversely affects the internal circuit. In order to avoid this influence, as shown in Figure 1, an internal circuit section 11 including an output circuit section 1o8 and an input circuit.
It is common practice to place the 0 and 0 at a separate location, and to use ground wiring and power wiring. Due to this situation, if static electricity is applied to the input terminal 1 without applying this embodiment to the input/output pins, the MIS-FE
The voltage applied to the gate oxide film of T5 increases. Therefore, for the input/output pin, the protective resistor according to this embodiment is 10
1 and the diode 102 are required to protect the gate oxide film of the MI S-FET 5 more than in the first and second embodiments.

第6図は、本発明の第4の実施例を示す保護装置の回路
図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a protection device showing a fourth embodiment of the present invention.

本実施例では、第2の定電圧クランプ素子として、MO
S−FETIIOを使用している。すなわち、MOS 
−FETのゲートとソースを接続して、これをダイオー
ドとして動作させる。また、本実施例では、バイパス素
子として表面ブレークダウンを利用したMOS −FE
Tを用いているので、ダイオードを用いた場合よりもブ
レークダウン電圧が小さくなり、MIS −FET5の
ゲート酸化膜にかかる電圧をより小さくすることが可能
である。
In this embodiment, as the second constant voltage clamp element, MO
I am using S-FETIIO. That is, MOS
- Connect the gate and source of the FET to operate it as a diode. In addition, in this example, a MOS-FE using surface breakdown is used as a bypass element.
Since T is used, the breakdown voltage is lower than when a diode is used, and it is possible to further reduce the voltage applied to the gate oxide film of the MIS-FET 5.

第7図は、本発明の第5の実施例を示す保護装置の回路
図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a protection device showing a fifth embodiment of the present invention.

本実施例においては、定電圧クランプ素子を、MOS 
−FET34のように電源端子側に設けた場合を示して
いる。この場合には、入力端子1に静電気が印加される
と、電流が接地配線側の寄生抵抗7のみならず、電源配
線側の寄生抵抗35にも流れる。このときに電位差が生
じてノード36の電位が上昇し、この電位の上昇が電源
電位を基板電位とするP型のMOS −FET31のゲ
ート酸化膜を破壊することになる。そこで、第7図に示
すように、ダイオード111を保護抵抗101を通して
MOS −FET31のゲート電極とソース電極間に挿
入することにより、MOS −FET31のゲート酸化
膜にかかる電圧を小さくし、静電破壊耐圧を大きくする
ことができる。
In this example, the constant voltage clamp element is a MOS
-The case where it is provided on the power supply terminal side like FET34 is shown. In this case, when static electricity is applied to the input terminal 1, a current flows not only to the parasitic resistance 7 on the ground wiring side but also to the parasitic resistance 35 on the power wiring side. At this time, a potential difference is generated and the potential of the node 36 increases, and this potential increase destroys the gate oxide film of the P-type MOS-FET 31 whose substrate potential is the power supply potential. Therefore, as shown in FIG. 7, by inserting a diode 111 between the gate electrode and the source electrode of the MOS-FET 31 through the protective resistor 101, the voltage applied to the gate oxide film of the MOS-FET 31 is reduced, thereby preventing electrostatic damage. The withstand pressure can be increased.

第8図は、本発明の第6の実施例を示す保護装置の回路
図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a protection device showing a sixth embodiment of the present invention.

第7図の実施例では、入力保護抵抗2を挿入することが
できる場合であったが、第8図の実施例では、第5図の
場合と同じく、入出力ピンであるために保護抵抗2を用
いることができない。そのため、第2の定電圧クランプ
素子を設けないときには、寄生抵抗7および35に流れ
る電流が大きくなり、MOS−FET32および5のゲ
ート絶縁膜にかかる電圧が大きくなる。第8図に示すよ
うに、保護抵抗101、ダイオード102および111
を挿入すれば、MOS−FET32および5のゲート酸
化膜にかかる電圧を小さくすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 7, the input protection resistor 2 can be inserted, but in the embodiment shown in FIG. cannot be used. Therefore, when the second constant voltage clamp element is not provided, the current flowing through the parasitic resistors 7 and 35 increases, and the voltage applied to the gate insulating films of the MOS-FETs 32 and 5 increases. As shown in FIG. 8, a protective resistor 101, diodes 102 and 111
By inserting MOS-FETs 32 and 5, the voltage applied to the gate oxide films of MOS-FETs 32 and 5 can be reduced.

第9図は、本発明の第7の実施例を示す半導体基板上の
保護回路のレイアウト図である。
FIG. 9 is a layout diagram of a protection circuit on a semiconductor substrate showing a seventh embodiment of the present invention.

基板上には、接地電位を与える端子103と、電源電位
を与える端子108が配置され、これらの端子からそれ
ぞれ第9図に示すように保護素子および内部回路に、電
源電位と接地電位を供給している。ここでは、保護素子
34,4と出力バッファを構成するNMOS−FET1
05,104とが1群となって、集合体112内に配置
されている。また、内部回路としては、この集合体11
2とは別個の領域に形成された回路群が配置される。本
実施例では、入力端子1に静電気が印加された時、NM
OS−FET104,105には大電流が流れるため、
出力バッファのNMOS−’FETと同じ領域にクラン
プ素子を配置することにより、与えられる面積を有効に
活用することができる。また、MOS−FET5,31
の前段に接続されたダイオード102,111には、保
護抵抗101が接続されているため、小電流しか流れず
、小さな面積でよい。回路領域では、許された積が小さ
い場合が多いが1本実施例では、小さな面積を有効に使
用しながら静電破壊耐圧の大きな保護素子を作ることが
できる。なお、図における7、9は2つのクランプ素子
にそれぞれ別個に設けられた接地配線の寄生抵抗であり
、33.35は同じく別個に設けられた電源配”線の寄
生抵抗である。
A terminal 103 that provides a ground potential and a terminal 108 that provides a power supply potential are arranged on the board, and these terminals supply the power supply potential and the ground potential to the protection element and the internal circuit, respectively, as shown in FIG. ing. Here, the protection elements 34 and 4 and the NMOS-FET 1 constituting the output buffer are
05 and 104 are arranged as a group in the aggregate 112. Also, as an internal circuit, this aggregate 11
A circuit group formed in a region separate from 2 is arranged. In this embodiment, when static electricity is applied to input terminal 1, NM
Since a large current flows through OS-FET104 and 105,
By arranging the clamp element in the same area as the NMOS-'FET of the output buffer, the provided area can be effectively utilized. In addition, MOS-FET5, 31
Since the protection resistor 101 is connected to the diodes 102 and 111 connected in front of the diodes 102 and 111, only a small current flows and a small area is required. In the circuit area, the allowable product is often small, but in this embodiment, a protective element with high electrostatic breakdown voltage can be manufactured while effectively using a small area. In the figure, numerals 7 and 9 are parasitic resistances of ground wirings provided separately for the two clamp elements, and 33 and 35 are parasitic resistances of power supply wirings also provided separately.

第10図は、本発明による定電圧クランプ素子の一例を
示す半導体チップ上の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view on a semiconductor chip showing an example of a constant voltage clamp element according to the present invention.

図において、113はn型基体、114はp型ウェル、
115,117,119はn型高濃度不純物層、116
はp型高濃度不純物層、118は導電層であり、また1
18,117,119はそれぞれをゲート、ソース、ド
レインとする寄生M○S −FETを形成している。通
常、ノード8は接地電位に、またノード32は電源電位
に、それぞれ固定される。
In the figure, 113 is an n-type substrate, 114 is a p-type well,
115, 117, 119 are n-type high concentration impurity layers, 116
is a p-type high concentration impurity layer, 118 is a conductive layer, and 1
Reference numerals 18, 117, and 119 form parasitic M*S-FETs having a gate, a source, and a drain, respectively. Normally, node 8 is fixed to the ground potential, and node 32 is fixed to the power supply potential.

いま、入力端子112に電位を印加すると、電流は領域
119から117に流れるが、その他に、高濃度不純物
層119とp型ウェル114と基体113がnpnのバ
イポーラ構造を形成しているので、電流は端子112か
ら縦方向のバイポーラ動作により基体113に電流が流
れ、領域115から端子32に至る。従って、この素子
は、端子112のみならず、端子32に対しても定電圧
クランプとして作用する。この素子を利用した回路を1
次の第11図で説明する。
Now, when a potential is applied to the input terminal 112, a current flows from the region 119 to the region 117. In addition, since the high concentration impurity layer 119, the p-type well 114, and the base 113 form an npn bipolar structure, the current flows from the region 119 to the region 117. A current flows from the terminal 112 to the base body 113 due to the vertical bipolar operation, and reaches the terminal 32 from the region 115. Therefore, this element acts as a constant voltage clamp not only on terminal 112 but also on terminal 32. A circuit using this element is 1
This will be explained with reference to FIG. 11 below.

第11図は、本発明の第8の実施例を示す保護装置の回
路図であって、第10図に示した素子を、ゲートを保護
するための定電圧クランプ素子120.121として利
用したものである。第10図に示す構造によって、1つ
の素子でMI S −FET5のソース端子8とMI 
S −FET31のソース端子32に定電圧クランプ素
子を形成して、寄生抵抗7および35にかかる電圧が、
MIS−FET5および3↓のゲート絶縁膜に印加しな
いようにできる。すなわち、第11図の端子8,32に
、第10図の端子112.32を、それぞれ接続するこ
とにより、領域119と114と113とで第11図の
バイポーラトランジスタ121を構成するとともに、領
域119と118と117とで第11図のMOS−FE
T120を構成している。
FIG. 11 is a circuit diagram of a protection device showing an eighth embodiment of the present invention, in which the element shown in FIG. 10 is used as a constant voltage clamp element 120, 121 for protecting the gate. It is. With the structure shown in FIG. 10, one element can connect the source terminal 8 of MI S-FET 5 and
A constant voltage clamp element is formed at the source terminal 32 of the S-FET 31, so that the voltage applied to the parasitic resistors 7 and 35 is
It is possible to avoid applying voltage to the gate insulating films of MIS-FETs 5 and 3↓. That is, by connecting the terminals 112 and 32 in FIG. 10 to the terminals 8 and 32 in FIG. 11, respectively, the bipolar transistor 121 in FIG. and 118 and 117 to form the MOS-FE in Fig. 11.
It constitutes T120.

第12図は、本発明の第9の実施例を示す半導体チップ
上の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor chip showing a ninth embodiment of the present invention.

第12図において、210は半導体基板、211は第1
導電型の第1領域、228は第1導電型の第2領域、2
14は定電圧クランプ素子を構成するための第2導電型
の第3領域、226は第2導電型の第4領域、203は
電流制限抵抗である。
In FIG. 12, 210 is a semiconductor substrate, 211 is a first
A first region of conductivity type, 228, a second region of first conductivity type, 2
14 is a third region of the second conductivity type for forming a constant voltage clamp element, 226 is a fourth region of the second conductivity type, and 203 is a current limiting resistor.

本実施例では、説明のために第1導電型をP型、第2導
電型をn型とする。第1の定電圧クランプ素子として、
領域214,223,222をそれぞれドレイン、ゲー
ト、ソースとするMOS−FETを使用しており、p型
ウェル211内に形成されている。このp型ウェル21
1は、オーミック電極213,216により接地電位を
与えるバッド208に接続されている゛、この間の配線
には、寄生抵抗206が必然的に存在する。
In this embodiment, for the sake of explanation, the first conductivity type is assumed to be P type, and the second conductivity type is assumed to be N type. As the first constant voltage clamp element,
A MOS-FET is used in which regions 214, 223, and 222 serve as a drain, gate, and source, respectively, and are formed in a p-type well 211. This p-type well 21
1 is connected by ohmic electrodes 213 and 216 to a pad 208 that provides a ground potential, and a parasitic resistance 206 is inevitably present in the wiring between them.

一方、p型ウェル228内には、n型層226があり、
領域228と226とはpn接合を形成しており、第2
の定電圧クランプ素子を形成している。また、同じウェ
ル228内には、領域217.218,219をそれぞ
れドレイン、ゲート。
On the other hand, within the p-type well 228, there is an n-type layer 226,
Regions 228 and 226 form a pn junction, and the second
This forms a constant voltage clamp element. Also, within the same well 228, regions 217, 218, and 219 are used as drain and gate regions, respectively.

ソースとする被保護MO8−FETが形成されている。A protected MO8-FET serving as a source is formed.

なお、p型ウェル211,228における224および
221は、MOS −FETのゲート酸化膜である。p
型ウェル228は、オーミック接合225,227,2
20を通して、接地極バッド208に接続されている。
Note that 224 and 221 in the p-type wells 211 and 228 are gate oxide films of the MOS-FET. p
The mold well 228 has ohmic junctions 225, 227, 2
20 and is connected to a ground electrode pad 208 .

このとき、接地配線には、寄生抵抗207が必然的に存
在する。
At this time, a parasitic resistance 207 necessarily exists in the ground wiring.

また、209,203は、それぞれ電流制限抵抗であり
、多結晶シリコン、あるいはドープされた半導体、シリ
サイド等の抵抗体により作成されている。
Further, 209 and 203 are current limiting resistors, which are made of a resistor such as polycrystalline silicon, doped semiconductor, or silicide.

いま、パッド201に静電気が印加されると、電流は2
09→214→211→222→206→208の経路
を通って、接地端子208に流れる。このとき、MOS
−FETを利用した定電圧クランプ素子を使用している
ため、領域214と222の間の電位差はほぼ一定に保
たれる。しかし、寄生抵抗206が存在するため、ここ
に電流が流れることにより、0点の電位が上昇する。そ
の結果、Aり電位は、ゲート酸化膜221を保護できな
い程度に上昇してしまう、そこで、第2の電流制限抵抗
203を介して、別ウェル228内に設けられたダイオ
ード226により電圧をクランプして、B点のノード電
圧を下げることにより、ゲート酸化膜221に過大な電
圧がかからないようにする。このとき、電流制限抵抗2
03は、第2の定電圧クランプ素子に流れる電流を制限
して、クランプ素子内部の寄生抵抗によって生ずる電圧
を小さくする役目を果す。また、通常の動作時に。
Now, when static electricity is applied to pad 201, the current is 2
It flows to the ground terminal 208 through the path 09→214→211→222→206→208. At this time, the MOS
- Since a constant voltage clamp element using a FET is used, the potential difference between regions 214 and 222 is kept almost constant. However, since the parasitic resistance 206 exists, a current flows there, and the potential at the 0 point increases. As a result, the voltage potential rises to such an extent that the gate oxide film 221 cannot be protected. Therefore, the voltage is clamped by a diode 226 provided in a separate well 228 via a second current limiting resistor 203. By lowering the node voltage at point B, excessive voltage is prevented from being applied to gate oxide film 221. At this time, current limiting resistor 2
03 serves to limit the current flowing to the second constant voltage clamp element, thereby reducing the voltage generated by the parasitic resistance inside the clamp element. Also during normal operation.

入力ピン201に過大なノイズが入力された場合には、
ノイズによる電流は電流制限抵抗203があるため、主
として領域214を通って流れることになって、ウェル
228に形成されている内部回路が誤動作することはな
い。
If excessive noise is input to input pin 201,
Because of the current limiting resistor 203, the current due to noise mainly flows through the region 214, and the internal circuit formed in the well 228 will not malfunction.

第13図は1本発明の第10番目の実施例を示す保護装
置の回路図と平面配置図である。
FIG. 13 is a circuit diagram and a plan layout diagram of a protection device showing a tenth embodiment of the present invention.

第13図において、229は第1の定電圧クランプ素子
であるMOS−FET、230は第2の定電圧クランプ
素子であるダイオード、231は被保護MO3−FET
である。破線232と233で囲まれた領域は、それぞ
れ半導体内の異なる領域に作成されていることを示して
いる。従って、領域232,233には、それぞれ所定
の電位に固定するための配線が接続されるが、それぞれ
の配線には必然的に寄生抵抗206,207が存在する
In FIG. 13, 229 is a MOS-FET which is a first constant voltage clamp element, 230 is a diode which is a second constant voltage clamp element, and 231 is a protected MO3-FET.
It is. The regions surrounded by broken lines 232 and 233 indicate that they are formed in different regions within the semiconductor. Therefore, wiring for fixing the potential to a predetermined potential is connected to each of the regions 232 and 233, but parasitic resistances 206 and 207 are inevitably present in each wiring.

本実施例では、接地抵抗207の接地配線に存在する寄
生抵抗に生じる電圧を下げるため、別の領域に形成され
たダイオード230を設けることにより、MOS−FE
T229のゲート酸化膜を保護している。
In this embodiment, in order to reduce the voltage generated in the parasitic resistance existing in the ground wiring of the ground resistor 207, the MOS-FE
It protects the gate oxide film of T229.

第14図は、本発明の第11番目の実施例を示す半導体
チップ上の断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor chip showing an eleventh embodiment of the present invention.

本実施例では、第2の定電圧クランプ素子として、領域
234,235,237をそれぞれドレイン、ゲート、
−ソースとしたMOS−FETを用いている、このMo
5−FETは、第14図(b)では238に相当する。
In this embodiment, regions 234, 235, and 237 are used as a drain, a gate, and a second constant voltage clamp element, respectively.
- This Mo using a MOS-FET as a source
5-FET corresponds to 238 in FIG. 14(b).

これによって、第12図の実施例と同じように、寄生抵
抗206に発生した電圧が被保護MO8−FETに直接
印加されないので、被検IMOs−FETを静電破壊か
ら保護することができる。すなわち、本実施例のように
、第2の定電圧クランプ素子としてゲートを接地したM
o8−FETを用いる場合には、ダイオードを用いた場
合よりも低電圧で降伏する、つまりクランプ電圧が低い
ために、−層の効果が期待できる。
As a result, as in the embodiment shown in FIG. 12, the voltage generated across the parasitic resistance 206 is not directly applied to the MO8-FET to be protected, so that the IMOs-FET to be tested can be protected from electrostatic damage. That is, as in this embodiment, M with the gate grounded as the second constant voltage clamp element
When using an o8-FET, the effect of the - layer can be expected because it breaks down at a lower voltage than when using a diode, that is, the clamp voltage is lower.

第15図は、本発明の第12番目の実施例を示す半導体
チップ上の断面図と回路図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view and a circuit diagram of a semiconductor chip showing a twelfth embodiment of the present invention.

本実施例では、第2の定電圧クランプ素子として、ダイ
オード239がp型半導体領域231とn型半導体領域
229によって形成されている。
In this embodiment, a diode 239 is formed by a p-type semiconductor region 231 and an n-type semiconductor region 229 as a second constant voltage clamp element.

この場合には、ウェル231に接続される電源の寄生抵
抗271に流れる電流によりB点の電位も上昇すること
が考えられるが、実質的には、電流制限抵抗203があ
るために、第1の定電圧クランプ素子232を流れる電
流は小さく、B点の電位の上昇を小さく抑えることがで
きる。このとき、端子201に流れ込む電荷は、その殆
んどがMo8−FET229を通って接地端子208に
バイパスされる。従って、被保護MO5−FET231
のゲートに加わる電圧を十分に小さくすることができる
In this case, it is conceivable that the potential at point B also increases due to the current flowing through the parasitic resistance 271 of the power supply connected to the well 231; The current flowing through the constant voltage clamp element 232 is small, and the rise in the potential at point B can be suppressed to a small level. At this time, most of the charge flowing into the terminal 201 passes through the Mo8-FET 229 and is bypassed to the ground terminal 208. Therefore, the protected MO5-FET231
The voltage applied to the gate of can be made sufficiently small.

第16図は、本発明の第13番目の実施例を示す半導体
チップ上の断面図と回路図である。
FIG. 16 is a sectional view and circuit diagram of a semiconductor chip showing a thirteenth embodiment of the present invention.

本実施例では、第15図における第2の定電圧クランプ
素子のダイオードの代りに、Mo5−FETを利用した
場合を示している。これにより、クランプ電圧を低くし
て、−層の効果を上げることができる。第16図(a)
において、1番目のウェル211の領域214,223
,222で第1の定電圧クランプ素子であるMo8− 
FETを形成し、2番目のウェル231の領域234,
235゜236で第2の定電圧クランプ素子であるMO
S・FETを形成し、3番目のウェル212の領域21
9.218,217で被保護MO5−FETを形成して
いる。
This embodiment shows a case where a Mo5-FET is used in place of the diode of the second constant voltage clamp element in FIG. 15. This makes it possible to lower the clamp voltage and increase the effect of the negative layer. Figure 16(a)
, regions 214 and 223 of the first well 211
, 222, the first constant voltage clamp element Mo8-
FET is formed in the region 234 of the second well 231,
MO which is the second constant voltage clamp element at 235°236
S-FET is formed and the region 21 of the third well 212
9.218 and 217 form a protected MO5-FET.

第17図は、本発明の第14番目の実施例を示す半導体
チップ上の断面図と回路図である。
FIG. 17 is a sectional view and a circuit diagram of a semiconductor chip showing a fourteenth embodiment of the present invention.

被保護素子が、nMo5−FETと9MO8−FETか
らなるCMo8− FETである場合を示している。図
(b)において、257は0M08回路の9MO3−F
ET、229,256は定電圧クランプ素子であるnM
o8−FET、242は電源端子、243,244は電
源端子に寄生する寄生抵抗、238は第2の定電圧クラ
ンプ素子であるnMOs−FETである。図(a)にお
いて、245.252はそれぞれMo5−FET252
57のゲート電極、246,253はそれぞれMo8−
FET256,257のゲート酸化膜、247.249
,250はn型の不純物領域、248.251,254
はp型の不純物領域である。
The case where the protected element is a CMo8-FET consisting of an nMo5-FET and a 9MO8-FET is shown. In figure (b), 257 is 9MO3-F of 0M08 circuit
ET, 229, 256 is a constant voltage clamp element nM
o8-FET, 242 is a power supply terminal, 243 and 244 are parasitic resistances parasitic to the power supply terminal, and 238 is an nMOS-FET which is a second constant voltage clamp element. In figure (a), 245.252 are each Mo5-FET252
The gate electrodes 57, 246 and 253 are Mo8-, respectively.
Gate oxide film of FET256, 257, 247.249
, 250 is an n-type impurity region, 248.251, 254
is a p-type impurity region.

201は入力端子、208は電源端子、242は接地端
子である0本実施例においては、図(b)に示すnMo
3−FET258が形成されている領域258とnMo
8−FET259が形成されている領域259とが、異
なった領域に作られている。第1定電圧クランプ素子と
しては、接地電位側にMo3−FET229を、電源電
位側にMOS −FET256を、それぞれ用いる。一
方、電源端子242と接地端子208の間には、チップ
内の回路により大きな寄生容量が存在する。従って、静
電気が印加された時のような高速度の現象に対しては、
端子242と端子208は導通状態と等価である。従っ
て、入力端子201に静電気が印加された場合には、電
流がMo3− FET229.256ともに流れ、寄生
抵抗206および243との間に電位差を生じるため、
この電位がMO≦・FET257および231のゲート
酸化膜に印加されることになるが、定電圧クランプ素子
238と電流制限抵抗203によりその電圧を下げるこ
とによって、Mo8−FET257および231のゲー
ト酸化膜を破壊から保護する。
201 is an input terminal, 208 is a power supply terminal, and 242 is a ground terminal.
3-A region 258 where FET 258 is formed and nMo
The region 259 where the 8-FET 259 is formed is formed in a different region. As the first constant voltage clamp element, a Mo3-FET 229 is used on the ground potential side, and a MOS-FET 256 is used on the power supply potential side. On the other hand, a larger parasitic capacitance exists between the power supply terminal 242 and the ground terminal 208 due to the circuit within the chip. Therefore, for high-speed phenomena such as when static electricity is applied,
The terminal 242 and the terminal 208 are equivalent to a conductive state. Therefore, when static electricity is applied to the input terminal 201, current flows through both the Mo3-FETs 229 and 256, creating a potential difference between the parasitic resistors 206 and 243.
This potential is applied to the gate oxide films of MO≦・FETs 257 and 231, but by lowering the voltage using the constant voltage clamp element 238 and current limiting resistor 203, the gate oxide films of Mo8-FETs 257 and 231 are applied. Protect from destruction.

第18図は、本発明の第15番目の実施例を示す半導体
チップ上の断面図、および回路図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view on a semiconductor chip and a circuit diagram showing a fifteenth embodiment of the present invention.

本実施例においては、保護素子をCMO3回路のデータ
入出力端子に用いている。図(b)において、268,
269は、入出力端子201にデータを出力するための
1MO8−FETであり、入力端子266.267に印
加される出力信号に従ってデータを出力する。一方、p
MO5−FET257およびnMO5−FET259か
らなる回路は、端子201に与えられた信号を入力する
ための回路である。端子255より信号が入力される0
図(a)では、領域214,259,261がMOS−
FET269のドレイン、ゲート、ソースであり、また
領域265,263,262がMOS−FET268(
7)ドレイン、ゲート、ソースである。本実施例のよう
に、データを出力する端子の場合、前述の実施例のよう
な入力における電流制限抵抗209を使用することは、
入出力のインタフェースを確保する上で、非常に困難で
ある。
In this embodiment, the protection element is used at the data input/output terminal of the CMO3 circuit. In figure (b), 268,
269 is a 1MO8-FET for outputting data to the input/output terminal 201, and outputs data according to the output signal applied to the input terminals 266 and 267. On the other hand, p
A circuit consisting of MO5-FET 257 and nMO5-FET 259 is a circuit for inputting the signal given to terminal 201. 0 where a signal is input from terminal 255
In figure (a), regions 214, 259, and 261 are MOS-
These are the drain, gate, and source of the FET 269, and the regions 265, 263, and 262 are the MOS-FET 268 (
7) Drain, gate, and source. In the case of a terminal that outputs data as in this embodiment, using the current limiting resistor 209 at the input as in the previous embodiment
It is extremely difficult to secure input/output interfaces.

従って、端子201に静電気が印加された場合には、M
OS−FET268,269,256,229を通して
非常に大きな電流が、寄生抵抗206および243に流
れることになる。従って、電源端子242と接地端子2
08における電位上昇も大きい。そこで、本実施例では
、電流制限抵抗203および第2定電圧クランプ素子で
あるMOS−FET238を設けることにより、大きな
電圧をMOS−FET257,231のゲート絶縁膜に
印加させないようにする。
Therefore, when static electricity is applied to the terminal 201, M
A very large current will flow through OS-FETs 268, 269, 256, 229 into parasitic resistances 206 and 243. Therefore, the power terminal 242 and the ground terminal 2
The potential increase at 08 is also large. Therefore, in this embodiment, a large voltage is not applied to the gate insulating films of the MOS-FETs 257 and 231 by providing the current limiting resistor 203 and the MOS-FET 238 which is a second constant voltage clamp element.

第19図は、本発明の第16番目の実施例を示す静電破
壊テスト結果の図である。
FIG. 19 is a diagram of electrostatic breakdown test results showing the 16th embodiment of the present invention.

図(a)が、テスト方法を示す図である。先ず、デバイ
スに対して100MΩの抵抗を通してチップを充電する
。この充電は、チップと対地間の浮遊容量に行われる。
Figure (a) is a diagram showing a test method. First, the chip is charged through a 100 MΩ resistor to the device. This charging is done to the stray capacitance between the chip and ground.

この浮遊容量の値は、通常、1〜10pFの範囲内であ
る。この充電されたデバイスは、スイッチを閉じること
により、電荷がテストピンから放電される。このテスト
方法は、チャーシトデバイス法と通常呼ばれているもの
で。
The value of this stray capacitance is typically in the range of 1 to 10 pF. This charged device discharges the charge from the test pin by closing the switch. This testing method is commonly referred to as the Charsito-Device method.

容量が小さいため静電気のエネルギーは小さいが、放電
時には抵抗がないため、スイッチを閉じた瞬間には大電
流が流れることが特徴である。従って、本発明において
は、このチャーシトデバイス法に関して、その効果が特
に著しい。
Since the capacitance is small, the electrostatic energy is small, but since there is no resistance during discharge, a large current flows the moment the switch is closed. Therefore, in the present invention, the effects of this charsite device method are particularly remarkable.

図(b)では、データの入出力ピンに対して、本実施例
を適用した結果が示されている。これらの保護素子には
、第1の電流制限抵抗は特に接続されておらず、寄生抵
抗があるのみである。ここで、ピン番号1,2,4のピ
ンには、本発明が適用されていない場合、つまり第2定
電圧クランプ素子がない場合のデータであり、ピン番号
3のピンは、本発明が適用された場合を示している。ま
た、ピン番号が小さいほど接地電位を与える端子Vas
に近い位置のピンである。図(b)においては、ピン番
号1,2.4のピンに対して、2000V以下の電圧で
ゲート絶縁膜が破壊されており、かつ、vs8端子から
遠い程、弱いことを示している0本発明を適用したピン
番号3のピンに対しては、3000vでも破壊せず、本
発明の有効性を示している。
Figure (b) shows the result of applying this embodiment to data input/output pins. These protection elements are not particularly connected to the first current limiting resistor, and only have parasitic resistance. Here, the data is when the present invention is not applied to the pins with pin numbers 1, 2, and 4, that is, when there is no second constant voltage clamp element, and the data is when the present invention is applied to the pins with pin number 3. Indicates the case where Also, the smaller the pin number, the more the terminal Vas that provides the ground potential.
This is a pin located close to . In Figure (b), the gate insulating film is destroyed at a voltage of 2000V or less for pins with pin numbers 1 and 2.4, and the farther from the vs8 terminal, the weaker the 0 lines. The pin number 3 to which the invention was applied did not break even at 3000V, demonstrating the effectiveness of the invention.

なお、これまでの実施例において、挿入されていた電流
制限抵抗9は、必ずしも必須要件ではなく、むしろこの
抵抗がない場合には、本発明の効果は著しい。
Note that in the previous embodiments, the current limiting resistor 9 inserted is not necessarily an essential requirement; rather, the effects of the present invention are significant without this resistor.

このように、本発明の各実施例においては、集積回路の
入力ピンに静電気が印加された場合に、第1の定電圧ク
ラ゛ンプ素子により静電気がバイパスされ、その第1の
定電圧クランプ素子に接続される電源配線に必然的に寄
生する寄生抵抗に発生する電位差を、第2の定電圧クラ
ンプ素子により低くすることができる。従って、電源配
線の寄生抵抗が大きい場合、回路動作上、第1の定電圧
クランプ素子と入力ピンとの間に電流制限抵抗を挿入で
きない場合には、寄生抵抗に発生する電位差が大きくな
るが、本発明によれば、その悪影響を受けないようにで
きる。そして、本発明では、特に、電流制限抵抗の入れ
られないデータ入出力ピンの場合に、従来の方法に比べ
て2倍以上の電圧の静電気に対し、静電破壊を防止でき
る。
As described above, in each embodiment of the present invention, when static electricity is applied to the input pin of an integrated circuit, the static electricity is bypassed by the first constant voltage clamp element; The second constant voltage clamp element can reduce the potential difference generated in the parasitic resistance that is inevitably parasitic in the power supply wiring connected to the power supply wiring. Therefore, if the parasitic resistance of the power supply wiring is large, and if a current limiting resistor cannot be inserted between the first constant voltage clamp element and the input pin due to circuit operation, the potential difference generated across the parasitic resistor will become large. According to the invention, it is possible to avoid such adverse effects. According to the present invention, electrostatic damage can be prevented against static electricity at a voltage more than twice that of the conventional method, especially in the case of data input/output pins in which a current limiting resistor cannot be inserted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、入力端子に接続
すべき電流制限抵抗がない場合でも、十分に静電破壊耐
圧を大きくすることができるので、特にMOS−FET
のゲート絶縁膜を有効に保護することが可能である。
As explained above, according to the present invention, even if there is no current limiting resistor to be connected to the input terminal, the electrostatic breakdown voltage can be sufficiently increased.
It is possible to effectively protect the gate insulating film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す半導体チップ上の
保護素子の回路図、レイアウト図および内部特性図、第
2図は従来の半導体チップ上の保護素子の回路図、断面
図および内部特性図、第3図は従来と本発明とを比較す
るための回路図、チップ配置図および内部電圧特性図、
第4図は本発明の第2の実施例を示す半導体チップ上の
保護素子の回路図、第5図は本発明の第3の実施例を示
す回路図、第6図は第5図の変形例を示す回路図、第7
図は本発明の第4の実施例を示す回路図、第8図は本発
明の第5の実施例を示す回路図、第9図は本発明の第6
の実施例を示す半導体チップ上のレイアウト図、第10
図は本発明の第7の実施例を示す半導体チップ上の保護
素子の断面図、第11図は本発明の第8の実施例を示し
、第10図の応用を示す回路図、第12図は本発明の第
9の実施例を示す保護素子の断面図、第13図は本発明
の第10番目の実施例を示す回路配置図およびレイアウ
ト図、第14図は本発明の第11番目の実施例を示す断
面図と配置図、第15図は本発明の第12番目の実施例
を示す断面図および回路配置図、第16図は本発明の第
13番目の実施例を示す断面図および回路配置図、第1
7図は本発明の第14番目の実施例を示す断面図および
回路配置図、第18図は本発明の第15番目の実施例を
示す断面図および回路配置図、第19図は本発明の第1
6番目の実施例を示す静電破壊テストの結果説明図であ
る。 1.201:入力端子、2,101,209’:保護抵
抗、4:バイパス用MO8−FET、7,9゜33.3
5,206,207,271,243゜244:接地配
線および電源配線に寄生する寄生抵抗、5,231,2
57:被保護MO8−FET、102.123:バイパ
ス用ダイオード、31:バイパス用寄生MO3−FET
、211:第1領域、228,231 :第2領域、2
14:第3領域、226.2−34,229 :第4領
域。 第   1   図 囚 第   1   図 CB) 第   1  図 (C) 第  2  図 (&) 第   2   図 第   2   図 (C) 時間 時間 第   3   図 (a) 第   3  図(d) (R白1”R82+・・・ ) 第   4   図 第   5  図 第   6   図 第   7   図 第   8   図 第   10   図 第   11  図 第   12   図 第   13   図 第   13   図 CB) 第   14  図 (a)         第   15   図第  
 16   図 fal 第   17   図(b) 第   18   図(b) 第   19   図 (a)             テストピン(No3
は本発明)
FIG. 1 is a circuit diagram, layout diagram, and internal characteristic diagram of a protection element on a semiconductor chip showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram, sectional view, and internal characteristic diagram of a protection element on a conventional semiconductor chip. Internal characteristic diagram, Figure 3 is a circuit diagram, chip layout diagram, and internal voltage characteristic diagram for comparing the conventional and the present invention.
Fig. 4 is a circuit diagram of a protection element on a semiconductor chip showing a second embodiment of the present invention, Fig. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the invention, and Fig. 6 is a modification of Fig. 5. Circuit diagram showing an example, No. 7
The figure is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the invention, FIG. 8 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the invention, and FIG. 9 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the invention.
Layout diagram on a semiconductor chip showing an example of
11 is a cross-sectional view of a protection element on a semiconductor chip showing a seventh embodiment of the present invention, FIG. 11 is a circuit diagram showing an application of FIG. 10, and FIG. 12 is a circuit diagram showing an application of FIG. 13 is a sectional view of a protection element showing a ninth embodiment of the present invention, FIG. 13 is a circuit layout diagram and a circuit layout diagram showing a tenth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view and circuit layout diagram showing the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a cross-sectional diagram and circuit diagram showing the thirteenth embodiment of the present invention. Circuit layout diagram, 1st
7 is a sectional view and circuit layout diagram showing the 14th embodiment of the present invention, FIG. 18 is a sectional diagram and circuit layout diagram showing the 15th embodiment of the invention, and FIG. 1st
It is an explanatory view of the results of an electrostatic breakdown test showing a sixth example. 1.201: Input terminal, 2,101,209': Protection resistor, 4: MO8-FET for bypass, 7,9°33.3
5,206,207,271,243°244: Parasitic resistance in ground wiring and power supply wiring, 5,231,2
57: Protected MO8-FET, 102.123: Bypass diode, 31: Parasitic MO3-FET for bypass
, 211: first area, 228, 231: second area, 2
14: Third area, 226.2-34, 229: Fourth area. Figure 1 Prisoner Figure 1 CB) Figure 1 (C) Figure 2 (&) Figure 2 Figure 2 (C) Time Time Figure 3 (a) Figure 3 (d) (R White 1"R82+ ... ) Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 13 CB) Figure 14 (a) Figure 15
16 Figure fal Figure 17 (b) Figure 18 (b) Figure 19 (a) Test pin (No. 3
is the present invention)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、入力端子に接続された第1の定電圧クランプ素子と
、該入力端子に一端が接続された第2の電流制限抵抗と
、該電流制限抵抗の他端に接続された第2の定電圧クラ
ンプ素子と、該第2の定電圧クランプ素子により保護さ
れる被保護素子とを含む半導体集積回路であって、該半
導体集積回路は半導体基板と該半導体基板内に形成され
た第1導電型の第1領域および第2領域を含み、上記第
1の定電圧クランプ素子は上記第1領域内に形成された
第2導電型の第3領域により少なくともその一部が形成
され、上記第2の定電圧クランプ素子は上記第2領域内
に形成された第2導電型の第4領域により少なくともそ
の一部が形成されることを特徴とする半導体集積回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路におい
て、上記第1領域と第2領域とはそれぞれ第1および第
2のオーミック接触手段を介して所定の動作電位に接続
されることを特徴とする半導体集積回路。 3、特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路におい
て、入出力共通端子を備えた半導体チップ上に、入力回
路と出力回路が形成される領域を分離した位置に形成し
、それぞれの領域には所定の電位に固定するための第1
および第2の電源配線を接続し、上記入力回路に接続さ
れた第2の電源配線には、第2の定電圧クランプ素子を
接続することを特徴とする半導体集積回路。 4、入力端子に接続された第1の電流制限抵抗と、該電
流制限抵抗の他端に接続された第1の定電圧クランプ素
子と、該定電圧クランプ素子が一端に接続され、他端に
は第1の電源端子が接続された第1の配線と、上記第1
の定電圧クランプ素子の一端に接続された第2の電流制
限抵抗と、該電流制限抵抗の他端に接続された第2の定
電圧クランプ素子と、該定電圧クランプ素子が一端に接
続され、他端には第1の電源端子が接続された第2の配
線と、上記第2の電流制限抵抗の他端にゲート電極また
はドレイン電極が接続された被保護MIS・FETとを
有することを特徴とする半導体集積回路。 5、上記第1の電流制限抵抗の値をR_P、第1の定電
圧クランプ素子のクランプ電圧をV_C、第1の配線の
寄生抵抗をR_S被保護MIS・FETのゲート酸化膜
の永久破壊を生じる電圧をV_B、サージ電圧をV_T
としたとき、次の条件下で使用されることを特徴とする
特許請求の範囲第4項記載の半導体集積回路。 V_B<(V_T−V_C)(R_P)/(R_P+R
_S)+V_C
[Claims] 1. A first constant voltage clamp element connected to an input terminal, a second current limiting resistor having one end connected to the input terminal, and a second current limiting resistor connected to the other end of the current limiting resistor. A semiconductor integrated circuit comprising a second constant voltage clamp element and a protected element protected by the second constant voltage clamp element, the semiconductor integrated circuit comprising a semiconductor substrate and a semiconductor substrate formed within the semiconductor substrate. The first constant voltage clamp element includes a first region and a second region of a first conductivity type, and the first constant voltage clamp element is formed at least in part by a third region of a second conductivity type formed in the first region. . A semiconductor integrated circuit, wherein the second constant voltage clamp element is at least partially formed by a fourth region of the second conductivity type formed within the second region. 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the first region and the second region are connected to a predetermined operating potential via first and second ohmic contact means, respectively. Semiconductor integrated circuit. 3. In the semiconductor integrated circuit according to claim 1, regions in which an input circuit and an output circuit are formed are formed at separate positions on a semiconductor chip equipped with an input/output common terminal, and is the first voltage for fixing at a predetermined potential.
and a second power supply wiring, and a second constant voltage clamp element is connected to the second power supply wiring connected to the input circuit. 4. A first current limiting resistor connected to the input terminal; a first constant voltage clamp element connected to the other end of the current limiting resistor; one end of the constant voltage clamp element connected to the other end; is the first wiring connected to the first power supply terminal, and the first wiring connected to the first power terminal.
a second current limiting resistor connected to one end of a constant voltage clamp element, a second constant voltage clamp element connected to the other end of the current limiting resistor, and one end of the constant voltage clamp element connected to the second current limiting resistor; A second wiring whose other end is connected to a first power supply terminal, and a protected MIS/FET whose gate electrode or drain electrode is connected to the other end of the second current limiting resistor. Semiconductor integrated circuit. 5. The value of the first current limiting resistor is R_P, the clamp voltage of the first constant voltage clamp element is V_C, and the parasitic resistance of the first wiring is R_S, which will cause permanent destruction of the gate oxide film of the protected MIS/FET. Voltage is V_B, surge voltage is V_T
The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein the semiconductor integrated circuit is used under the following conditions. V_B<(V_T-V_C)(R_P)/(R_P+R
_S)+V_C
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776645A (en) * 1994-11-01 1998-07-07 International Business Machines Corporation Lithographic print bias/overlay target and applied metrology
US6294941B1 (en) 1998-06-26 2001-09-25 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit including voltage follower circuit
CN1311258C (en) * 2002-11-18 2007-04-18 新日本石油化学株式会社 Manufacturing method of optical element

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5712547A (en) * 1980-06-27 1982-01-22 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device
JPS6230361A (en) * 1985-07-31 1987-02-09 Nec Corp Cmos input protecting circuit
JPS6265360A (en) * 1985-09-18 1987-03-24 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
JPS62252162A (en) * 1986-04-25 1987-11-02 Hitachi Ltd gate protection circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5712547A (en) * 1980-06-27 1982-01-22 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device
JPS6230361A (en) * 1985-07-31 1987-02-09 Nec Corp Cmos input protecting circuit
JPS6265360A (en) * 1985-09-18 1987-03-24 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
JPS62252162A (en) * 1986-04-25 1987-11-02 Hitachi Ltd gate protection circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776645A (en) * 1994-11-01 1998-07-07 International Business Machines Corporation Lithographic print bias/overlay target and applied metrology
US6294941B1 (en) 1998-06-26 2001-09-25 Nec Corporation Semiconductor integrated circuit including voltage follower circuit
CN1311258C (en) * 2002-11-18 2007-04-18 新日本石油化学株式会社 Manufacturing method of optical element

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