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JPH0613563A - 静電気保護装置 - Google Patents

静電気保護装置

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Publication number
JPH0613563A
JPH0613563A JP4167861A JP16786192A JPH0613563A JP H0613563 A JPH0613563 A JP H0613563A JP 4167861 A JP4167861 A JP 4167861A JP 16786192 A JP16786192 A JP 16786192A JP H0613563 A JPH0613563 A JP H0613563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact hole
region
hole group
type
power supply
Prior art date
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Granted
Application number
JP4167861A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3355651B2 (ja
Inventor
Mitsuhiro Yamamura
光宏 山村
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15857449&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0613563(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP16786192A priority Critical patent/JP3355651B2/ja
Publication of JPH0613563A publication Critical patent/JPH0613563A/ja
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】相補型MOS半導体装置において、信号入力端
子もしくは信号出力端子の静電気に対し保護を行い、高
電圧、大電流に対して内部回路を保護する。 【構成】MOSトランジスタのドレインを入出力端子に
接続するコンタクトホール群と外周にある不純物領域を
電源端子に接続するコンタクトホール群の対向して配置
される部分の長さが100μm以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は相補型MOS半導体装置
において、信号入力端子もしくは信号出力端子に接続さ
れた内部回路について、静電気に対し保護を行う回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】図4は入力回路の静電気保護装置の一例
を示す回路図である。図4において信号入力パッド2と
電源VSSを接続するゲート・コントロール・ダイオー
ド10及び、電源VSSと信号入力パッド2,電源VD
Dをそれぞれ接続するダイオード11,12は静電気保
護装置を構成する。また、Pchトランジスタ14とN
chトランジスタ13はインバータを構成する内部回路
であり、以降図示されない次段内部回路と接続される。
このような構成を持つ静電気保護装置において、電源V
DDまたは電源VSSに対し負極性の高電圧ノイズが入
力パッド2に印加された場合、電流は電源VDDから逆
方向にバイアスされたダイオード12を通り電源VSS
へ流れ、さらに電源VSSから順方向にバイアスされた
ダイオード11を通り入力パッド2へと流れる。一方、
電源VDDまたは電源VSSに対し正極性の高電圧ノイ
ズが入力パッド2に印加された場合、電流は入力パッド
2からゲート・コントロール・ダイオード10を通り電
源VSSへ流れる経路と、または入力パッド2から逆方
向にバイアスされたダイオード11を通り電源VSSへ
流れ、さらに電源VSSから順方向にバイアスされたダ
イオード12を通り電源VDDへと流れる経路を有す
る。
【0003】以上のような回路を実現するために、従来
は図3に示す断面図をもつ図5のレイアウトパターンを
使用していた。図3において、N型基板1内にPウエル
領域2とN型の不純物領域8が形成され、さらにPウエ
ル領域2内にはP型の不純物領域6とN型のドレイン領
域3及びN型のソース領域4が形成されており、N型の
不純物領域8上には電源VDDに接続された金属配線と
N型の不純物領域8とを接続するコンタクトホール群
が、P型の不純物領域6上には電源VSSに接続された
金属配線とP型の不純物領域6とを接続するコンタクト
ホール群が、N型のドレイン領域3上には信号入力パッ
ド2に接続された金属配線とN型のドレイン領域3とを
接続するコンタクトホール群が、N型のソース領域4上
には電源VSSに接続された金属配線とN型のソース領
域4とを接続するコンタクトホール群ががそれぞれ形成
されている。N型のドレイン領域3とN型のソース領域
4および電源VSSに接続されたゲート5が図4内のゲ
ート・コントロール・ダイオード10を、N型のドレイ
ン領域3とPウエル領域2が図4内のダイオード11
を、Pウエル領域2とN型基板1が図4内のダイオード
12をそれぞれ形成している。レイアウト構成上は図5
において、上記N型の不純物領域8は静電気保護装置の
矩形の外周として形成され、その内側のPウエル領域2
内にP型不純物領域6が同じく矩形のストッパー枠とし
て形成されている。その枠内のPウエル領域2上にN型
のドレイン領域3とN型のソース領域4がゲート5をは
さんで交互に配置されている。ここで静電気が印加され
たときノイズ除去のための電流はコンタクトホールが対
向している部分を通るため、その経路は、電源VDDに
対し負極性の高電圧ノイズが入力パッド2に印加された
場合、ドレイン領域3上のコンタクトホール群と不純物
領域8上のコンタクトホール群の間であり、電源VDD
に対し正極性の高電圧ノイズが入力パッド2に印加され
た場合は、ドレイン領域3上のコンタクトホール群と不
純物領域8上のコンタクトホール群との間と、ドレイン
領域3上のコンタクトホール群からソース領域4上のコ
ンタクトホール群と不純物領域6上のコンタクトホール
群を通り不純物領域8上のコンタクトホール群へと至る
経路である。電源VSSに対し負極性の高電圧ノイズが
入力パッド2に印加された場合、ノイズ除去のため電流
が通る経路はドレイン領域3上のコンタクトホール群と
不純物領域6上のコンタクトホール群の間であり、電源
VSSに対し正極性の高電圧ノイズが入力パッド2に印
加された場合は、ドレイン領域3上のコンタクトホール
群と不純物領域6上のコンタクトホール群との間及び、
ドレイン領域3上のコンタクトホール群とソース領域4
上のコンタクトホール群との間である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の図5の
ようなレイアウトパターンの静電気保護装置では、ドレ
イン領域3上のコンタクトホール群と不純物領域8上の
コンタクトホール群が対向して配置されている部分が少
ないため、ドレイン領域3上のコンタクトホール群から
不純物領域8上のコンタクトホール群までの間の経路が
少なく、高電圧,大電流に弱いため破壊を起こすという
問題があった。
【0005】そこで本発明は、上記の問題を解決し、高
電圧,大電流のノイズに対して内部回路を保護する静電
気保護装置を実現するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の静電気保護装置
は、第1導電型の半導体基板表面に形成された前記第1
導電型とは逆の導電型の第2導電型のウエル領域と第1
導電型の第1領域と前記ウエル領域表面に形成され接地
端子に第1コンタクトホール群で接続された第1導電型
のソース領域と前記ウエル領域表面に形成され入力端子
または出力端子に第2コンタクトホール群で接続された
第1導電型のドレイン領域及び接地端子に接続されたゲ
ートからなるMOSトランジスタであって、前記MOS
トランジスタの外周の少なくとも一辺に前記第1領域が
電源端子に第3コンタクトホール群で接続され、前記第
2コンタクトホール群と第3コンタクトホール群の対向
する部分の長さが100μm以上であることを特徴とす
【0007】
【実施例】図1,図2は本発明のN型基板上に形成され
た相補型MOS半導体装置の信号入力端子の静電気保護
装置における実施例を示すレイアウトパターン図であ
る。図1において、外周には矩形のN型不純物領域8が
Pウエル領域2を囲む形でN型基板上に形成されてお
り、その上部には電源VDDに接続された金属配線とN
型の不純物領域8とを接続するコンタクトホール群が形
成されている。Pウエル領域内では図4回路中のダイオ
ード12をつくるために矩形のN型不純物領域7が形成
されており、その上部には電源VDDに接続された金属
配線とN型の不純物領域7とを接続するコンタクトホー
ル群が形成されている。これは、N型基板とPウエル領
域により構成されるN--ダイオードでは逆方向に電圧
が印加された場合、ツェナー電圧が約50Vと高く、ゲ
ート5が破壊されるため、ツェナー電圧が15Vと低い
+-ダイオードをN型不純物領域7とPウエル領域に
より形成するためである。そのさらに内側のPウエル領
域には矩形のP型不純物領域6が形成され、その上部に
は電源VSSに接続された金属配線とP型の不純物領域
6とを接続するコンタクトホール群が形成されている。
その内側には矩形のN型ドレイン領域3,電源VSSに
接続された矩形のゲート5,矩形のN型ソース領域4が
それぞれ外側から上記の順に形成されており、N型のド
レイン領域3上には信号入力端子に接続された金属配線
とN型のドレイン領域3とを接続するコンタクトホール
群が、N型のソース領域4上には電源VSSに接続され
た金属配線とN型のソース領域4とを接続するコンタク
トホール群ががそれぞれ形成されている。一方図2では
Pウエル領域内において矩形のP型不純物領域6の内側
には櫛形のN型ドレイン領域3,U字形のN型ソース領
域4が、あいだに電源VSSに接続されたゲート5をは
さんで形成されており、同じくN型のドレイン領域3上
には信号入力回路に接続された金属配線とN型のドレイ
ン領域3とを接続するコンタクトホール群が、N型のソ
ース領域4上には電源VSSに接続された金属配線とN
型のソース領域4とを接続するコンタクトホール群がが
それぞれ形成されている。図1,図2の実施例ともに、
N型ドレイン領域3とPウエル領域により図4回路中の
ダイオード11を構成し、N型ドレイン領域3とゲート
5及びN型ソース領域4により図4回路中のゲート・コ
ントロール・ダイオード10を構成している。高電圧ノ
イズが電源VDDと信号入力端子との間に印加されたと
き、それを除去するためにN型ドレイン領域4上のコン
タクトホール群とN型不純物領域7上のコンタクトホー
ル群との間の経路を通って電流が流れることになるが、
図2の例ではN型ドレイン領域4上のコンタクトホール
群とN型不純物領域7上のコンタクトホール群が対向し
ている部分の長さが約200μmあるため、電源VDD
に対するノイズの消去のために電流が流れる経路が多く
なり、電源VDDに対するノイズ印加時の静電気耐電圧
が高くなっている。一方、図1の例では矩形のN型ドレ
イン領域3上のコンタクトホール群がN型ドレイン領域
3の三つの辺においてN型不純物領域7上のコンタクト
ホール群に対向して配置されており、その部分の長さが
約220μmあるため、電源VDDに対するノイズの消
去のために電流が流れる経路が多くなり、電源VDDに
対するノイズ印加時の静電気耐電圧が高くなっている。
【0008】図6は静電気保護装置のEIAJ(C=2
00pF,R=0Ω)の静電気印加時に於けるコンタク
トホール群の対向する部分の長さに対する静電気耐電圧
の特性グラフ図である。図6によると、コンタクトホー
ル群の対向する部分の長さが100μm以上の領域で静
電気耐電圧のEIAJにおける一般的下限250Vを上
回る性能を得ることができる。
【0009】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば高電
圧、大電流のノイズに対して内部回路を保護する静電気
保護装置を実現することができる。
【0010】なお、前記MOSトランジスタはそのゲー
トに接地電位を接続しない場合、またはゲートがない場
合も有り得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を静電気保護装置に応用した実施例を示
すレイアウト図である。
【図2】本発明を静電気保護装置に応用した実施例を示
すレイアウト図である。
【図3】従来の静電気保護装置の断面図である。
【図4】本発明及び従来の静電気保護装置の一例を示す
回路図である。
【図5】図4の従来のレイアウト図である。
【図6】コンタクトホール群の対向する部分の長さに対
する静電耐電圧の特性図である。
【符号の説明】
1……N型半導体基板 2……Pウエル領域 3……N型ドレイン領域 4……N型ソース領域 5……ゲート 6……P型不純物領域 7,8……N型不純物領域 10……ゲート・コントロール・ダイオード 11,12……ダイオード 13……Nchトランジスタ 14……Pchトランジスタ 15……電源VDD 16……電源VSS 17……入力パッド 18……金属配線 19……コンタクトホール 20……絶縁膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板表面に形成され
    た前記第1導電型とは逆の導電型の第2導電型のウエル
    領域と第1導電型の第1領域と前記ウエル領域表面に形
    成され接地端子に第1コンタクトホール群で接続された
    第1導電型のソース領域と前記ウエル領域表面に形成さ
    れ入力端子または出力端子に第2コンタクトホール群で
    接続された第1導電型のドレイン領域及び接地端子に接
    続されたゲートからなるMOSトランジスタであって、
    前記MOSトランジスタの外周の少なくとも一辺に前記
    第1領域が電源端子に第3コンタクトホール群で接続さ
    れ、前記第2コンタクトホール群と第3コンタクトホー
    ル群の対向する部分の長さが100μm以上であること
    を特徴とする静電気保護装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の第1導電型がN型である
    ことを特徴とする静電気保護装置。
JP16786192A 1992-06-25 1992-06-25 静電気保護回路及び半導体装置 Expired - Fee Related JP3355651B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998016721A1 (en) 1996-10-15 1998-04-23 C. I. Kasei Co., Ltd. Resin-coated segment, and manufacture thereof
JP2010206186A (ja) * 2009-02-09 2010-09-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 保護回路、半導体装置、光電変換装置および電子機器
JPWO2019145827A1 (ja) * 2018-01-25 2021-01-28 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体材料、および半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998016721A1 (en) 1996-10-15 1998-04-23 C. I. Kasei Co., Ltd. Resin-coated segment, and manufacture thereof
JP2010206186A (ja) * 2009-02-09 2010-09-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 保護回路、半導体装置、光電変換装置および電子機器
JPWO2019145827A1 (ja) * 2018-01-25 2021-01-28 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体材料、および半導体装置

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