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JPH10294383A - Input protection diode - Google Patents

Input protection diode

Info

Publication number
JPH10294383A
JPH10294383A JP9104311A JP10431197A JPH10294383A JP H10294383 A JPH10294383 A JP H10294383A JP 9104311 A JP9104311 A JP 9104311A JP 10431197 A JP10431197 A JP 10431197A JP H10294383 A JPH10294383 A JP H10294383A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
protection diode
input protection
well
mos capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP9104311A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Teramoto
茂樹 寺本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP9104311A priority Critical patent/JPH10294383A/en
Publication of JPH10294383A publication Critical patent/JPH10294383A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input protection diode circuit enabling micromachining. SOLUTION: An input-protected diode 10 includes an NMOS transistor and a PMOS transistor as circuit elements, and is provided at a signal input line connected to a MOSFET of an internal circuit, and a gate electrode and a P-well of the NMOS transistor are shorted with an earth electrode, and a gate electrode and a N-well of the PMOS transistor are connected to a supply voltage (Vcc), and a source and a drain of the NMOS transistor and a source and a drain of the PMOS transistor are connected respectively to the signal input line. Moreover the input-protected diode 10 is connected to a gate electrode of the MOSFET of the internal circuit via a protective resistance R constituting a time constant circuit together with parasitic capacitors C1 and C2 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の内部
回路に設けられたMOSFETに接続して信号をMOS
FETに入力する信号入力線に設けられた入力保護ダイ
オードに関し、更に詳細には、微細化され、しかも高効
率で信頼性が高い入力保護ダイオードに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for connecting a
The present invention relates to an input protection diode provided on a signal input line input to an FET, and more particularly to an input protection diode that is miniaturized and has high efficiency and high reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】内部回路にMOSFETを有する半導体
装置では、入出力パッドに信号を入力し、信号入力線を
介してMOSFETのゲート電極に信号を入力する際、
信号に同伴されたノイズのために過度の信号電圧が入出
力パッドを経てMOSFETのゲート電極に印加され、
ゲート電極の絶縁破壊を引き起こすことがある。そこ
で、通常、入出力パッドとMOSFETとを結ぶ信号入
力線には、入力保護ダイオードからなる保護回路が設け
られている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device having a MOSFET in an internal circuit, when a signal is input to an input / output pad and a signal is input to a gate electrode of the MOSFET via a signal input line,
Excessive signal voltage is applied to the gate electrode of the MOSFET via the input / output pad due to the noise accompanying the signal,
In some cases, dielectric breakdown of the gate electrode may be caused. Therefore, usually, a protection circuit including an input protection diode is provided on a signal input line connecting the input / output pad and the MOSFET.

【0003】従来の入力保護ダイオードの回路は、図6
に示されるような回路構成になっている。具体的には、
保護ダイオードの回路は、NMOSFETとPMOSF
ETとから構成されており、PMOSFETのゲート、
N−ウエル、及びソースは、それぞれ、電源電圧(Vc
c)に接続され、NMOSFETのゲート、P−ウエ
ル、ソースは、それぞれ、接地電極(GND)に短絡さ
れ、かつ両MOSFETのドレインは、信号入力線に接
続されている。入力保護ダイオードは、更に、寄生容量
C1及びC2と共に時定数回路を構成している保護抵抗
Rを介して内部回路のMOSFETのゲート電極に接続
されている。
FIG. 6 shows a conventional input protection diode circuit.
The circuit configuration is as shown in FIG. In particular,
The protection diode circuit consists of NMOSFET and PMOSF
ET and PMOSFET gate,
The N-well and the source are respectively connected to the power supply voltage (Vc
c), the gate, P-well, and source of the NMOSFET are short-circuited to the ground electrode (GND), respectively, and the drains of both MOSFETs are connected to the signal input line. The input protection diode is further connected to the gate electrode of the MOSFET in the internal circuit via a protection resistor R forming a time constant circuit together with the parasitic capacitances C1 and C2.

【0004】入力保護ダイオードでは、電源電圧よりも
高い信号電圧が入力された場合には、PMOSFETの
P−N接合が順方向となって、電流が流れ、GNDより
も低い信号電圧が入力されると、NMOSFETのP−
N接合が順方向となって電流が流れることにより、過度
の電圧が内部回路のMOSFETのゲート電極に印加さ
れないようになっている。また、電源電圧よりも著しく
高い電圧が入力された場合には、PMOSFETのP−
N接合が順方向になって流れる電流と、NMOSFET
のP−N接合がゲート端で破壊されて流れる電流とによ
って、過度の電圧が内部回路のゲート電極に印加されな
いようになっている。尚、この場合、NMOSFETの
電流の方が支配的である。GNDよりも著しく低い電圧
が入力された場合には、NMOSFETのP−N接合が
順方向になって流れる電流と、PMOSFETのP−N
接合がゲート端で破壊されて流れる電流とによって、過
度の電圧が内部回路のMOSFETのゲート電極に印加
されないようになっている。尚、この場合、PMOSF
ETの電流の方が支配的である。
In the input protection diode, when a signal voltage higher than the power supply voltage is input, the PN junction of the PMOSFET becomes a forward direction, a current flows, and a signal voltage lower than GND is input. And the NMOSFET P-
An excessive voltage is not applied to the gate electrode of the MOSFET in the internal circuit due to the current flowing through the N junction in the forward direction. When a voltage significantly higher than the power supply voltage is input, the P-
The N-junction flows in the forward direction and the NMOSFET
The excessive current is prevented from being applied to the gate electrode of the internal circuit due to the current flowing when the PN junction is broken at the gate end. In this case, the current of the NMOSFET is dominant. When a voltage significantly lower than GND is input, the current flowing in the forward direction through the PN junction of the NMOSFET and the PN
An excessive voltage is not applied to the gate electrode of the MOSFET in the internal circuit due to the current flowing when the junction is broken at the gate end. In this case, the PMOSF
The ET current is dominant.

【0005】従来の入力保護ダイオードで使用されてい
るNMOSFET及びPMOSFETは、双方ともに、
基本的なMOSFET構造として形成されている。NM
OSFET(又はPMOSFET)は、図7(a)及び
(b)に示すように、P−ウエル又はP型基板(PMO
SFETではN−ウエル又はN型基板)12上にLOC
OS膜からなる素子分離領域14を有し、素子分離領域
14で分離された活性領域内のN−ウエル又はN型基板
12上に順次ゲート酸化膜16、ゲート電極18、層間
絶縁膜20、ゲート電極18に導通する配線22、ソー
ス領域に導通する配線24及びドレイン領域に導通する
配線26を備えている。また、PMOSFETは、図7
(c)に示すように、N−ウエル又はN型基板12内に
それぞれ形成されたP+ソース領域28(NMOSFE
TではN+ソース領域28)及びP+ドレイン領域30
(NMOSFETではN+ドレイン領域30)を有す
る。ゲート電極18、ソース領域28及びドレイン領域
30は、それぞれ層間絶縁膜20を貫通するコンタクト
ホールを埋めたコンタクトプラグ32、34及び36を
介して配線22、配線24及び配線26と導通してい
る。
[0005] The NMOSFET and PMOSFET used in the conventional input protection diode are both
It is formed as a basic MOSFET structure. NM
The OSFET (or PMOSFET) is a P-well or P-type substrate (PMO) as shown in FIGS.
LOC on N-well or N-type substrate for SFET) 12
A gate oxide film, a gate electrode, an interlayer insulating film, a gate oxide film, an N-well or an N-type substrate in an active region separated by the device isolation region; A wiring 22 is connected to the electrode 18, a wiring 24 is connected to the source region, and a wiring 26 is connected to the drain region. The PMOSFET is shown in FIG.
As shown in (c), a P + source region 28 (NMOS FE) formed in the N-well or N-type substrate 12 respectively.
In T, the N + source region 28) and the P + drain region 30
(N + drain region 30 in the NMOSFET). The gate electrode 18, the source region 28, and the drain region 30 are electrically connected to the wiring 22, the wiring 24, and the wiring 26 via contact plugs 32, 34, and 36 which fill contact holes penetrating the interlayer insulating film 20, respectively.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
の微細化及び高集積化に伴い、保護ダイオードも必然的
にその微細化が求められている。しかし、上述した従来
型の保護ダイオードは、2個のMOSFETを組み合わ
せ、主としてMOSFETのゲート端でのP−N接合の
破壊を利用して、過度の信号電圧を放散させているため
に、大きなゲート幅を必要としている。そのため、活性
領域が広くなり、保護ダイオードの微細化が技術的に難
しかった。そこで、本発明の目的は、内部回路のMOS
FETに信号を入力する信号入力線に設ける入力保護ダ
イオードであって、微細化した入力保護ダイオードを提
供することである。
By the way, with the miniaturization and high integration of semiconductor devices, protection diodes are inevitably required to be miniaturized. However, the above-mentioned conventional protection diode combines two MOSFETs, and mainly utilizes the destruction of the PN junction at the gate end of the MOSFET to dissipate an excessive signal voltage. Need width. For this reason, the active region is widened, and miniaturization of the protection diode has been technically difficult. Therefore, an object of the present invention is to provide a MOS
An object of the present invention is to provide an input protection diode provided on a signal input line for inputting a signal to an FET, the input protection diode being miniaturized.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、活性領域を
小さくするために、2個のMOSFETの組み合わせに
代えて、2個のMOSキャパシタを組み合わせることを
着想し、本発明を完成するに到った。上記目的を達成す
るために、本発明に係る入力保護ダイオードは、半導体
装置の内部回路に設けられたMOSFETのゲート電極
に接続して信号をMOSFETに入力する信号入力線に
設けられた入力保護ダイオードにおいて、素子分離用絶
縁膜で囲まれた活性領域内に位置し、かつ基板ウエル内
に形成された拡散層と、ゲート酸化膜を介して拡散層に
近接するゲート電極とをそれぞれ有する第1及び第2の
MOSキャパシタを備え、第1のMOSキャパシタのゲ
ート電極とウエルとが接地電極に短絡され、かつ第2の
MOSキャパシタのゲート電極とウエルとが電源電圧
(Vcc)に接続され、第1のMOSキャパシタ及び第
2のMOSキャパシタのそれぞれの拡散層が信号入力線
に接続されていることを特徴としている。
The present inventors have conceived of combining two MOS capacitors in place of a combination of two MOSFETs in order to reduce the active area, and have completed the present invention. It has arrived. In order to achieve the above object, an input protection diode according to the present invention includes an input protection diode connected to a gate electrode of a MOSFET provided in an internal circuit of a semiconductor device and provided on a signal input line for inputting a signal to the MOSFET. In the first and second embodiments, a first and a second electrode are located in an active region surrounded by an isolation insulating film and have a diffusion layer formed in a substrate well and a gate electrode adjacent to the diffusion layer via a gate oxide film. A second MOS capacitor, wherein the gate electrode and the well of the first MOS capacitor are short-circuited to a ground electrode, and the gate electrode and the well of the second MOS capacitor are connected to a power supply voltage (Vcc); Each of the diffusion layers of the MOS capacitor and the second MOS capacitor is connected to a signal input line.

【0008】ゲート酸化膜を介して拡散層とゲート電極
とを近接させたMOSキャパシタを使用することによ
り、電荷を逃すことのできる拡散層の面積を拡大するこ
とができ、また、ゲート電極の活性領域上のゲート端長
さを長くすることができる。例えば、それぞれを従来の
入力保護ダイオードの2倍程度にすることができる。こ
れにより、高い電圧のノイズを含んだ信号電圧が印加さ
れた場合でも、ゲート端でのP−N接合の破壊により蓄
積した電荷を効率良く放散させることが出来る。よっ
て、内部回路のMOSFETのゲート電極の絶縁破壊を
確実に抑制することができる。逆に、従来の入力保護ダ
イオードに比べて、約1/2の面積の活性領域により、
従来の入力保護ダイオードと同じ電荷放散能力を備える
ことができる。
By using a MOS capacitor in which the diffusion layer and the gate electrode are brought close to each other via the gate oxide film, the area of the diffusion layer from which charges can be released can be increased, and the activation of the gate electrode can be increased. The length of the gate end on the region can be increased. For example, each can be about twice as large as a conventional input protection diode. As a result, even when a signal voltage containing high-voltage noise is applied, the charge accumulated due to the destruction of the PN junction at the gate end can be efficiently dissipated. Therefore, dielectric breakdown of the gate electrode of the MOSFET in the internal circuit can be reliably suppressed. Conversely, due to the active region having an area about half that of the conventional input protection diode,
It can have the same charge dissipation capability as a conventional input protection diode.

【0009】また、第1のMOSキャパシタをNMOS
FETにより、第2のMOSキャパシタをPMOSFE
Tによりそれぞれ構成し、NMOSトランジスタのゲー
ト電極とP−ウエルとを接地電極に短絡し、かつPMO
Sトランジスタのゲート電極とN−ウエルとを電源電圧
(Vcc)に接続し、NMOSトランジスタのソース及
びドレイン並びにPMOSトランジスタのソース及びド
レインをそれぞれ信号入力線に接続して、入力保護ダイ
オードを構成しても良い。本実施態様では、MOSFE
Tのソースとドレインとを接続することにより、MOS
FETをMOSキャパシタとして動作させている。
Further, the first MOS capacitor is replaced with an NMOS.
The second MOS capacitor is connected to the PMOSFE by the FET.
T, the gate electrode of the NMOS transistor and the P-well are short-circuited to the ground electrode, and the PMO
The gate electrode of the S transistor and the N-well are connected to the power supply voltage (Vcc), and the source and drain of the NMOS transistor and the source and drain of the PMOS transistor are respectively connected to the signal input line to form an input protection diode. Is also good. In this embodiment, the MOSFE
By connecting the source and drain of T, MOS
The FET is operated as a MOS capacitor.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例1 本実施例は、本発明に係る入力保護ダイオードの実施例
の一つであって、図1は本実施例の回路図、図2(a)
は本実施例の入力保護ダイオードの要部を構成するPM
OSFET(又はNMOSFET)の配線及びコンタク
トホールの配置図及び図2(b)は図2(a)の線I−
Iでの層構造の断面図である。本実施例の入力保護ダイ
オード10は、図1に示すように、NMOSFETとP
MOSFETとを回路素子とし、内部回路のMOSFE
Tに接続する信号入力線に設けられた入力保護ダイオー
ドであって、NMOSFETのゲート電極とP−ウエル
とが接地電極に短絡され、かつPMOSFETのゲート
電極とN−ウエルとが電源電圧(Vcc)に接続され、
NMOSFETのソース及びドレイン並びにPMOSF
ETのソース及びドレインがそれぞれ信号入力線に接続
されている。入力保護ダイオードは、更に、寄生容量C
1及びC2と共に時定数回路を構成している保護抵抗R
を介して内部回路のMOSFETのゲート電極に接続さ
れている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings by way of examples. Embodiment 1 This embodiment is one of embodiments of the input protection diode according to the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of this embodiment, and FIG.
PM represents a main part of the input protection diode of this embodiment.
The layout of the wiring and contact holes of the OSFET (or NMOSFET) and FIG.
It is sectional drawing of the layer structure in I. As shown in FIG. 1, the input protection diode 10 of the present embodiment includes an NMOSFET and a PMOSFET.
MOSFET as a circuit element and MOSFE of internal circuit
An input protection diode provided on a signal input line connected to T, wherein a gate electrode of an NMOSFET and a P-well are short-circuited to a ground electrode, and a gate electrode of the PMOSFET and an N-well are connected to a power supply voltage (Vcc). Connected to
NMOSFET source and drain and PMOSF
The source and the drain of the ET are connected to the signal input lines, respectively. The input protection diode further includes a parasitic capacitance C
1 and C2 constitute a time constant circuit.
Is connected to the gate electrode of the MOSFET in the internal circuit.

【0011】入力保護ダイオード10の要部を構成する
PMOSFET11及びNMOSFET11は、図2
(a)に示すように、ソース及びドレインとそれぞれ接
続する配線が相互に接続された配線構造を備えている。
PMOSFET(又はNMOSFET)は、図2(b)
及び(b)に示すように、N−ウエル基板(NMOSF
ETではP−ウエル)12上にLOCOS膜からなる素
子分離領域14を有し、素子分離領域14で分離された
領域内のN−ウエル基板12上に順次ゲート酸化膜1
6、ゲート電極18、層間絶縁膜20、ゲート電極18
に導通する配線22、ソース領域に導通する配線24及
びドレイン領域に導通する配線26を備えている。ま
た、PMOSFETは、従来の入力保護ダイオードとP
MOSFETと同様に、図7(c)に示すように、N−
ウエル基板12内にそれぞれ形成されたP+ソース領域
28(NMOSFETではN+ソース領域28)及びP
+ドレイン領域30(NMOSFETではN+ドレイン
領域30)を有する。ゲート電極18、ソース領域28
及びドレイン領域30は、それぞれ層間絶縁膜20を貫
通するコンタクトホールを埋めたコンタクトプラグ3
2、34及び36を介して配線22、配線24及び配線
26と導通している。
A PMOSFET 11 and an NMOSFET 11 which constitute a main part of the input protection diode 10 are shown in FIG.
As shown in FIG. 1A, a wiring structure is provided in which wirings respectively connected to a source and a drain are mutually connected.
The PMOSFET (or NMOSFET) is shown in FIG.
And (b), an N-well substrate (NMOSF)
ET has a device isolation region 14 made of a LOCOS film on a P-well 12, and the gate oxide film 1 is sequentially formed on the N-well substrate 12 in the region separated by the device isolation region 14.
6, gate electrode 18, interlayer insulating film 20, gate electrode 18
, A wiring 24 conducting to the source region, and a wiring 26 conducting to the drain region. Also, the PMOSFET is composed of a conventional input protection diode and P
Similarly to the MOSFET, as shown in FIG.
P + source region 28 (N + source region 28 in the case of NMOSFET) and P
+ Drain region 30 (N + drain region 30 in the NMOSFET). Gate electrode 18, source region 28
And the drain region 30 is formed of a contact plug 3 buried in a contact hole penetrating the interlayer insulating film 20.
It is electrically connected to the wirings 22, 24, and 26 via 2, 34, and 36.

【0012】本実施例では、NMOSFET及びPMO
SFETのソースとドレインをそれぞれ信号入力線に接
続することにより、各MOSFETのソース領域とドレ
イン領域とが相互に等価となり、電荷を逃すことのでき
る拡散層の面積及びゲート端長さをそれぞれ従来の入力
保護ダイオードの2倍程度にまで増加させている。これ
により高い電圧のノイズを含んだ信号電圧が印加された
場合でも、蓄積した電荷を効率良く放散することができ
るので、内部回路のMOSFETの入力ゲートの破壊を
防止することができる。逆に、従来の入力保護ダイオー
ドに比べて、約1/2の面積の活性領域により、従来の
入力保護ダイオードと同じ電荷放散能力を備えることが
できる。
In this embodiment, the NMOSFET and the PMO
By connecting the source and the drain of the SFET to the signal input line, the source region and the drain region of each MOSFET become equivalent to each other, and the area of the diffusion layer capable of releasing charges and the length of the gate end are respectively reduced to the conventional values. It is increased to about twice the input protection diode. As a result, even when a signal voltage including high voltage noise is applied, the accumulated charges can be efficiently dissipated, so that the input gate of the MOSFET in the internal circuit can be prevented from being destroyed. Conversely, the active region having about half the area of the conventional input protection diode can have the same charge dissipation capability as the conventional input protection diode.

【0013】本実施例では、PMOSFETとNMOS
FETとを組み合わせ、ソースとドレインとを相互に接
続した構成になっているので、MOSFETはMOSキ
ャパシタとして機能している。よって、本実施例では、
MOSFETに代えてMOSキャパシタを使っても良
い。
In this embodiment, a PMOSFET and an NMOS
Since the source and the drain are connected to each other in combination with the FET, the MOSFET functions as a MOS capacitor. Therefore, in this embodiment,
A MOS capacitor may be used instead of the MOSFET.

【0014】実施例2 本実施例は、実施例1の改変例であって、図3(a)は
本実施例の入力保護ダイオードの要部を構成するMOS
キャパシタの配線及びコンタクトホールの配置図及び図
3(b)は図3(a)の線II−IIでの層構造の断面図で
ある。本実施例の入力保護ダイオードでは、MOSFE
Tに代えて、MOSキャパシタ40が使用されている。
MOSキャパシタ40は、ゲート電極42と、LOCO
S膜で囲まれた活性領域内に位置し、かつウエル内に形
成された拡散層44とを有する。ゲート電極42は、そ
の全周にわたり活性領域上に位置するように形成され、
ゲート電極42の周りには拡散層44が形成されてい
る。また、拡散層44は、コンタクトプラグ46を介し
て配線48に接続している。本実施例では、ゲート電極
42は、LOCOS膜14と交差していないので、ゲー
ト電極18の信頼性を向上させることができる。
Embodiment 2 This embodiment is a modification of Embodiment 1, and FIG. 3A shows a MOS which constitutes a main part of the input protection diode of this embodiment.
FIG. 3B is a cross-sectional view of the layer structure taken along line II-II in FIG. 3A. In the input protection diode of this embodiment, MOSFE
Instead of T, a MOS capacitor 40 is used.
The MOS capacitor 40 includes a gate electrode 42 and a LOCO
A diffusion layer 44 located in the active region surrounded by the S film and formed in the well. The gate electrode 42 is formed so as to be located on the active region over the entire periphery thereof,
A diffusion layer 44 is formed around the gate electrode 42. The diffusion layer 44 is connected to a wiring 48 via a contact plug 46. In this embodiment, since the gate electrode 42 does not cross the LOCOS film 14, the reliability of the gate electrode 18 can be improved.

【0015】実施例3 本実施例は、実施例2の改変例であって、図4(a)は
本実施例の入力保護ダイオードの要部を構成するMOS
キャパシタの配線及びコンタクトホールの配置図及び図
4(b)は図4(a)の線III −III での層構造の断面
図である。本実施例の入力保護ダイオードでは、MOS
キャパシタ50が、実施例2の構成に加えて、ゲート電
極42のコンタクト形成領域の下にLOCOS膜52を
備えている。これにより、ゲート電極42上にコンタク
トホールを開口するエッチングで、層間絶縁膜20を構
成するSiO2 とゲート電極42を構成するSiとの間
で高い選択比を取ることが出来ない場合でも、コンタク
トホールがゲート電極42を突き抜けてゲート酸化膜1
6を損壊しないようになっている。
Third Embodiment This embodiment is a modification of the second embodiment. FIG. 4A shows a MOS which constitutes a main part of the input protection diode of the third embodiment.
FIG. 4B is a cross-sectional view of the layer structure taken along line III-III in FIG. 4A. In the input protection diode of this embodiment, the MOS
The capacitor 50 includes a LOCOS film 52 below the contact formation region of the gate electrode 42 in addition to the configuration of the second embodiment. Thus, even if a high selectivity cannot be obtained between SiO 2 forming the interlayer insulating film 20 and Si forming the gate electrode 42 by etching for opening a contact hole on the gate electrode 42, A hole penetrates through the gate electrode 42 to form the gate oxide film 1.
6 is not damaged.

【0016】実施例4 本実施例は、実施例2の改変例であって、図5(a)は
本実施例の入力保護ダイオードの要部を構成するMOS
キャパシタの配線及びコンタクトホールの配置図及び図
5(b)は図5(a)の線III −III での層構造の断面
図である。本実施例の入力保護ダイオードでは、MOS
キャパシタ60は、実施例2の構成に加えて、ゲート電
極62が、角部64にアールを有する平面形状で形成さ
れている。ゲート電極62の平面形状の角部64にアー
ルが付されていることにより、ゲート電極62の角部6
4で電界が集中し、損傷が生じるようなことを防止し、
ゲート電極62の信頼性を向上させることができる。
尚、実施例3のゲート電極42を本実施例のゲート電極
62のようにすることもできる。
Embodiment 4 This embodiment is a modification of Embodiment 2, and FIG. 5A shows a MOS constituting a main part of the input protection diode of this embodiment.
FIG. 5B is a cross-sectional view of the layer structure taken along line III-III in FIG. 5A. In the input protection diode of this embodiment, the MOS
In the capacitor 60, in addition to the configuration of the second embodiment, the gate electrode 62 is formed in a planar shape having a radius at the corner 64. The rounded corners 64 of the gate electrode 62 are rounded, so that the corners 6 of the gate electrode 62 are formed.
4 prevents the electric field from concentrating and causing damage,
The reliability of the gate electrode 62 can be improved.
It should be noted that the gate electrode 42 of the third embodiment can be configured as the gate electrode 62 of the present embodiment.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明の構成によれば、ゲート電極とウ
エルとを接地電極に短絡した第1のMOSキャパシタ
と、ゲート電極とウエルとを電源電圧(Vcc)に接続
した第2のMOSキャパシタとを備え、第1及び第2の
MOSキャパシタのそれぞれの拡散層を信号入力線に接
続して、入力保護ダイオードを構成することにより、半
導体装置の内部回路のMOSFET用に設けられた入力
保護ダイオードを微細化することができる。
According to the structure of the present invention, the first MOS capacitor having the gate electrode and the well shorted to the ground electrode, and the second MOS capacitor having the gate electrode and the well connected to the power supply voltage (Vcc). An input protection diode provided for a MOSFET in an internal circuit of the semiconductor device by connecting each diffusion layer of the first and second MOS capacitors to a signal input line to form an input protection diode. Can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の入力保護ダイオードの回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of an input protection diode according to a first embodiment.

【図2】図2(a)は実施例1の入力保護ダイオードの
要部を構成するPMOSFET(又はNMOSFET)
の配線及びコンタクトホールの配置図、及び図2(b)
は図2(a)の線I−Iでの層構造の断面図である。
FIG. 2A is a diagram showing a PMOSFET (or an NMOSFET) constituting a main part of the input protection diode according to the first embodiment;
Of wiring and contact holes in FIG. 2, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view of the layer structure taken along line II in FIG.

【図3】図3(a)は実施例2の入力保護ダイオードの
要部を構成するMOSキャパシタの配線及びコンタクト
ホールの配置図及び図3(b)は図3(a)の線II−II
での層構造の断面図である。
FIG. 3 (a) is a layout diagram of wiring and contact holes of a MOS capacitor constituting a main part of an input protection diode according to a second embodiment, and FIG. 3 (b) is a line II-II of FIG. 3 (a).
FIG. 3 is a cross-sectional view of the layer structure in FIG.

【図4】図4(a)は実施例3の入力保護ダイオードの
要部を構成するMOSキャパシタの配線及びコンタクト
ホールの配置図及び図4(b)は図4(a)の線III −
III での層構造の断面図である。
FIG. 4A is a layout diagram of wiring and contact holes of a MOS capacitor constituting a main part of an input protection diode according to a third embodiment, and FIG. 4B is a line III- of FIG. 4A;
It is sectional drawing of a layer structure in III.

【図5】図5(a)は実施例4の入力保護ダイオードの
要部を構成するMOSキャパシタの配線及びコンタクト
ホールの配置図及び図5(b)は図5(a)の線IV−IV
での層構造の断面図である。
FIG. 5A is a layout diagram of wiring and contact holes of a MOS capacitor constituting a main part of an input protection diode according to a fourth embodiment, and FIG. 5B is a line IV-IV of FIG. 5A.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the layer structure in FIG.

【図6】従来の入力保護ダイオードの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional input protection diode.

【図7】図7(a)はMOSFETの平面図、図7
(b)は図7(a)の線I−Iでの層構造を示す断面
図、及び図7(c)は図7(a)の線II−IIでの層構造
を示す断面図である。
FIG. 7A is a plan view of a MOSFET, and FIG.
7B is a cross-sectional view showing the layer structure taken along line II in FIG. 7A, and FIG. 7C is a cross-sectional view showing the layer structure taken along line II-II in FIG. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……本発明に係る入力保護ダイオード、11……P
MOSFET又はNMOSFET、12……N−ウエル
基板(NMOSFETではP−ウエル)、14……素子
分離領域、16……ゲート酸化膜、……ゲート電極、2
0……層間絶縁膜、22……ゲート電極に導通する配
線、24……ソース領域に導通する配線、26……ドレ
イン領域に導通する配線、28……P+ソース領域(N
MOSFETではN+ソース領域)、30……P+ドレ
イン領域(NMOSFETではN+ドレイン領域)、3
2、34、36……コンタクトプラグ、40……MOS
キャパシタ、42……ゲート電極、44……拡散層、4
6……コンタクトプラグ、48……配線、50……MO
Sキャパシタ、52……LOCOS膜、60……MOS
キャパシタ、62……ゲート電極、64……アールを有
する角部。
10: Input protection diode according to the present invention, 11: P
MOSFET or NMOSFET, 12 N-well substrate (P-well in NMOSFET), 14 device isolation region, 16 gate oxide film, gate electrode, 2
0 ... interlayer insulating film, 22 ... wiring connected to the gate electrode, 24 ... wiring connected to the source region, 26 ... wiring connected to the drain region, 28 ... P + source region (N
... P + drain region (N + drain region for NMOSFET), 3
2, 34, 36 ... contact plug, 40 ... MOS
Capacitor, 42 gate electrode, 44 diffusion layer, 4
6 Contact plug, 48 Wiring, 50 MO
S capacitor, 52 LOCOS film, 60 MOS
Capacitor, 62... Gate electrode, 64...

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置の内部回路に設けられたMO
SFETのゲート電極に接続して信号をMOSFETに
入力する信号入力線に設けられた入力保護ダイオードに
おいて、 素子分離用絶縁膜で囲まれた活性領域内に位置し、かつ
基板ウエル内に形成された拡散層と、ゲート酸化膜を介
して拡散層に近接するゲート電極とをそれぞれ有する第
1及び第2のMOSキャパシタを備え、 第1のMOSキャパシタのゲート電極とウエルとが接地
電極に短絡され、かつ第2のMOSキャパシタのゲート
電極とウエルとが電源電圧(Vcc)に接続され、 第1のMOSキャパシタ及び第2のMOSキャパシタの
それぞれの拡散層が信号入力線に接続されていることを
特徴とする入力保護ダイオード。
1. An MO provided in an internal circuit of a semiconductor device.
An input protection diode connected to a gate electrode of an SFET and provided on a signal input line for inputting a signal to a MOSFET is located in an active region surrounded by an isolation insulating film and formed in a substrate well. A first MOS capacitor having a diffusion layer and a gate electrode adjacent to the diffusion layer via a gate oxide film, wherein the gate electrode and the well of the first MOS capacitor are short-circuited to a ground electrode; The gate electrode and the well of the second MOS capacitor are connected to a power supply voltage (Vcc), and the respective diffusion layers of the first MOS capacitor and the second MOS capacitor are connected to a signal input line. And input protection diode.
【請求項2】 ゲート電極は、その全周にわたり活性領
域上に位置するように形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の入力保護ダイオード。
2. The input protection diode according to claim 1, wherein the gate electrode is formed so as to be located on the active region all around the gate electrode.
【請求項3】 ゲート電極は、その一端部が素子分離用
絶縁膜上に位置するように形成されていることを特徴と
する請求項1に記載の入力保護ダイオード。
3. The input protection diode according to claim 1, wherein the gate electrode is formed such that one end thereof is located on the element isolation insulating film.
【請求項4】 ゲート電極は、配線とコンタクトを取る
電極領域の下に、素子分離用絶縁膜と同じ厚さの絶縁膜
を有することを特徴とする請求項1から3のうちのいず
れか1項に記載の入力保護ダイオード。
4. The gate electrode according to claim 1, wherein the gate electrode has an insulating film having the same thickness as the element isolating insulating film below an electrode region in contact with the wiring. Input protection diode according to the item.
【請求項5】 ゲート電極は、角部にアールを有する平
面形状を備えるように形成されていることを特徴とする
請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の入力保護
ダイオード。
5. The input protection diode according to claim 1, wherein the gate electrode is formed to have a planar shape having a radius at a corner.
【請求項6】 第1のMOSキャパシタがNMOSFE
Tにより、第2のMOSキャパシタがPMOSFETに
よりそれぞれ構成され、 NMOSトランジスタのゲート電極とP−ウエルとが接
地電極に短絡され、かつPMOSトランジスタのゲート
電極とN−ウエルとが電源電圧(Vcc)に接続され、 NMOSトランジスタのソース及びドレイン並びにPM
OSトランジスタのソース及びドレインがそれぞれ信号
入力線に接続されていることを特徴とする請求項1から
5のうちのいずれか1項に記載の入力保護ダイオード。
6. The first MOS capacitor is an NMOSFE.
By T, the second MOS capacitors are respectively constituted by PMOSFETs, the gate electrode of the NMOS transistor and the P-well are short-circuited to the ground electrode, and the gate electrode of the PMOS transistor and the N-well are connected to the power supply voltage (Vcc). Connected, the source and drain of the NMOS transistor and PM
The input protection diode according to any one of claims 1 to 5, wherein a source and a drain of the OS transistor are connected to a signal input line, respectively.
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