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KR100240684B1 - IC protective circuit of semiconductor device - Google Patents

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KR100240684B1
KR100240684B1 KR1019970066517A KR19970066517A KR100240684B1 KR 100240684 B1 KR100240684 B1 KR 100240684B1 KR 1019970066517 A KR1019970066517 A KR 1019970066517A KR 19970066517 A KR19970066517 A KR 19970066517A KR 100240684 B1 KR100240684 B1 KR 100240684B1
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KR
South Korea
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section
conductivity type
well
active region
field oxide
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KR1019970066517A
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Inventor
장태식
Original Assignee
김영환
현대반도체주식회사
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Application filed by 김영환, 현대반도체주식회사 filed Critical 김영환
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    • 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
    • H10D89/711Integrated 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 using bipolar transistors as protective elements

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

Abstract

본 발명은 반도체장치의 ESD(Electrostatic discharge : 이하, ESD라 칭함) 보호회로 제조방법에 관한 것으로서 특히, 웰(well) 전압을 패드에 커플링 시켜 바이폴라트렌지스터의 동작을 빠르게 하므로서 방전능력을 증가시키고 보호회로의 p웰을 내부회로와 격리시키므로서 래치-엎(latch-up) 현상을 개선한 베이스가 커플된 이에스디 보호회로를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electrostatic discharge (ESD) protection circuit of a semiconductor device, and in particular, by coupling a well voltage to a pad to speed up the operation of a bipolar transistor, thereby increasing discharge capacity and protecting the same. It provides a base coupled coupled protection circuit that improves latch-up by isolating the p well of the circuit from the internal circuitry.

이를 위하여 본 발명은 제 1 도전형 반도체 기판과, 기판 표면에 위치한 6 개의 필드산화막과, 필드산화막 사이의 기판표면과 접하며 상기 기판의 내부에 수평방향으로 순서적으로 형성된 제 1 활성영역 내지 제 5 활성영역과, 제 1 활성영역의 상부에 위치하는 캐패시터와, 제 2 활성영역과 제 3 활성영역 그리고 제 5 활성영역에 고농도의 제 2 도전형 불순물이 확산되어 각각 형성된 제 1 졍션과 제 2 졍션 그리고 제 4 졍션과, 캐패시터와 제 1 졍션과 전기적으로 연결된 패드부와, 제 1 활성영역 내지 제 4 활성영역을 포함하는 5 개의 필드산화막 하부에 얕게 형성된 제 1 도전형 웰과, 제 1 도전형 웰을 둘러싸고 동시에 제 4 졍션을 포함하며 6 개의 필드산화막 하부의 제 1 도전형 기판 내부에 깊게 위치한 제 2 도전형 웰로 구성된다.To this end, the present invention provides a first conductive type semiconductor substrate, six field oxide films positioned on the substrate surface, and first to fifth active regions sequentially contacted with the surface of the substrate between the field oxide films and sequentially formed in the substrate in a horizontal direction. A first section and a second section formed by diffusion of high concentrations of second conductivity type impurities into the active region, the capacitor located above the first active region, the second active region, the third active region, and the fifth active region. And a first conductivity type well shallowly formed under the five field oxide films including the fourth section, the pad portion electrically connected to the capacitor and the first section, the first to fourth active regions, and the first conductivity type. It is composed of a second conductivity type well surrounding the well and including a fourth section and located deep inside the first conductivity type substrate under the six field oxide layers.

Description

반도체장치의 이에스디 보호회로IC protective circuit of semiconductor device

본 발명은 반도체장치의 ESD(Electrostatic discharge : 이하, ESD라 칭함) 보호회로 제조방법에 관한 것으로서 특히, 웰(well) 전압을 패드에 커플링 시켜 바이폴라트렌지스터의 동작을 빠르게 하므로서 방전능력을 증가시키고 보호회로의 p웰을 내부회로와 격리시키므로서 래치-엎(latch-up) 현상을 개선한 베이스가 커플된 이에스디 보호회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an electrostatic discharge (ESD) protection circuit of a semiconductor device, and in particular, by coupling a well voltage to a pad to speed up the operation of a bipolar transistor, thereby increasing discharge capacity and protecting the same. The present invention relates to a base coupled coupled protection circuit that improves latch-up by isolating a p well of a circuit from an internal circuit.

반도체장치가 고집적화됨에 따라 소오스 및 드레인영역으로 이용되는 불순물영역과 배선 폭이 감소되고 있다. 이에 따라, 반도체장치는 불순물영역 및 배선의 저항이 증가하여 동작 속도가 저하되는 문제점이 발생되었다.As semiconductor devices are highly integrated, impurity regions and wiring widths used as source and drain regions are reduced. As a result, the semiconductor device has a problem in that the resistance of the impurity region and the wiring increases, thereby lowering the operation speed.

그러므로, 반도체장치 내의 소자들의 배선을 알루미늄 합금 및 텅스텐 등의 저저항 물질로 형성하거나, 또는, 게이트전극와 같이 다결정실리콘으로 형성하는 경우에 실리사이드층을 형성하여 저항을 감소시키기도 한다. 상기에서 다결정실리콘으로 형성된 게이트전극에 실리사이드층을 형성할 때 불순물영역의 표면에도 실리사이드층을 형성하여 저항을 감소시킨다.Therefore, when wiring of elements in the semiconductor device is made of a low resistance material such as aluminum alloy and tungsten or made of polycrystalline silicon such as a gate electrode, a silicide layer may be formed to reduce the resistance. When the silicide layer is formed on the gate electrode formed of polycrystalline silicon, the silicide layer is formed on the surface of the impurity region to reduce the resistance.

그러나, 반도체장치의 입출력단자는 과도전압 또는 얇은 게이트산화막으로 인한 항복전압(breakdown voltage)의 저하 등에 따른 정전방전에 의해 파괴되기 쉽다. 즉, 드레인영역이 저저항의 실리사이드층을 갖는다면 인가되는 전압이 고루 분산되지 않고 LDD(Lightly Doped Drain)영역에 집중되어 반도체소자가 파괴된다. 그러므로, 입출력단자에 소오스 및 드레인영역으로 이용되는 불순물영역과 다결정실리콘으로 형성된 게이트전극의 저항을 크게하여 인가되는 전압을 고루 분산시켜 정전방전 파괴를 방지하는 ESD 보호 트랜지스터를 형성하였다.However, the input / output terminals of the semiconductor device are susceptible to breakdown by electrostatic discharge due to a drop in breakdown voltage due to a transient voltage or a thin gate oxide film. That is, if the drain region has a low resistance silicide layer, the applied voltage is not evenly distributed and is concentrated in the LDD (Lightly Doped Drain) region to destroy the semiconductor device. Therefore, an ESD protection transistor is formed to prevent electrostatic discharge destruction by evenly spreading the applied voltage by increasing the resistance of the impurity region used as the source and drain regions and the gate electrode formed of polycrystalline silicon in the input / output terminals.

도 1 은 종래 기술에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the prior art.

P형의 반도체기판(1) 또는 P형 웰(well, 1)이 형성된 부위에 소정 부분에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 방법 등에 의해 필드산화막(2)을 형성하여 소자의 활성영역, 즉, 내부 회로의 노말트랜지스터가 형성될 영역(도시안됨)과 패드부와 연결되는 ESD 보호트랜지스터를 형성한다. 이러한 이디에스 보호회로는 이에스디 차지(charge)를 패드(3) 일측에서 알루미늄배선(도시 안됨)을 통해 제 1 n+ 졍션(5, 드레인 혹은 콜렉터)으로 연결하고 그라운드와 연결된 제 2 n+ 졍션(6, 소스 혹은 이미터)로 구성되어 있다. 이때 n+ / p 웰졍션 모서리에 높은 전계가 형성되는 것을 방지하기 위하여 드레인 콘택과 졍션(5)의 모서리 즉 필드산화막(2)과는 3 - 10 ㎛ 정도의 공간을 확보한다. 그리고 고농도로 도핑된 p+ 제 3 졍션(7)은 베이스 역할을 하며 제 2 졍션(6)과 제 3 졍션(7)은 다시 도선으로 연결되어 그라운드 된다.또한 패드(3) 타측은 내부회로(8)와 전기적으로 연결된다.The field oxide film 2 is formed in a predetermined portion on a portion where the P-type semiconductor substrate 1 or the P-type well 1 is formed by LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method or the like to form the active region of the device, A region (not shown) where a normal transistor of the circuit is to be formed and an ESD protection transistor connected to the pad part are formed. This ESD protection circuit connects the ESD charge to the first n + section 5 (drain or collector) through an aluminum wiring (not shown) on one side of the pad 3 and the second n + section 6 connected to ground. , Source or emitter). In this case, in order to prevent a high electric field from being formed at the edge of the n + / p well, a space of about 3 to 10 μm is secured between the drain contact and the edge of the junction 5, that is, the field oxide film 2. The heavily doped p + third section 7 serves as a base, and the second section 6 and the third section 7 are connected to ground again by a conductor. The other side of the pad 3 is an internal circuit 8 Is electrically connected).

도 2 는 종래 기술에 따른 반도체장치의 이에스디 보호회로의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the prior art.

종래 기술에 따른 회로는 npn 형 바이폴라트렌지스터를 가지며 이는 패드부(23)에서 인가되는 고전압이 플러스 차지를 가질 경우 콜렉터(25), 이미터(26), 베이스(27)를 가진다. 베이스(27)는 p 웰 저항을 통하여 이미터(26)와 만나 그라운드 된다.The circuit according to the prior art has an npn type bipolar transistor, which has a collector 25, an emitter 26, and a base 27 when the high voltage applied from the pad portion 23 has a positive charge. Base 27 meets and grounds emitter 26 through a p well resistance.

이러한 이에스디 보호회로의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the ESD protection circuit is as follows.

먼저 패드(3)에 마이너스 이에스디 차지를 인가하면 패드(3)에 연결된 n+ / p웰 다이오드는 순방향 바이어스가 걸리면서 p 웰에 바이어스가 인가된다. 이때의 조건은 패드단 n+(이미터)의 전압이 VESD이고 (단,VESD< 0), p 웰(베이스)의 전압은 VESD와 0.7 볼트의 합이며 VSS단 n+(콜렉터)는 0 볼트가 되므로 (왜냐하면 npn 바이폴라 트렌지스터의 베이스와 이미터의 전압차이는 0.7 볼트이고 콜렉터와 이미터의 전압차이는 VESD와 같기 때문) 바이폴라 트렌지스터는 활성모드로 동작하며 이에스디 차지를 VSS단으로 방전한다.First, when a negative isdy charge is applied to the pad 3, the n + / p well diode connected to the pad 3 is forward biased and a bias is applied to the p well. The condition is that the voltage at the pad n + (emitter) is V ESD (V ESD <0), the voltage at the p well (base) is the sum of V ESD and 0.7 volts, and V SS at n + (collector) 0 V is therefore (because npn bipolar base and the already voltage difference between the emitter of the transistors is 0.7 volts and the collector and because the same as already voltage difference between the emitter is V ESD) bipolar transistor operates in an active mode and a yieseu di occupy V SS stage To discharge.

또한 패드(24)에 플러스 이에스디 차지를 인가하면 패드(24)에 연결된 n+ / p웰 다이오드는 역방향 바이어스가 걸리고 이러한 역방향 바이어스가 증가하면서 n+ / p웰 다이오드에서 항복전압(breakdown voltage)이 발생한다. 이러한 항복전압에 의해 p웰에 바이어스가 인가된다. 이때의 바이어스 조건은 패드단 n+(콜렉터)의 전압이 VESD이고 (단,VESD> 0), p 웰(베이스)의 전압은 0.7 볼트 보다 크며 VSS단 n+(이미터)는 0 볼트가 되므로 (왜냐하면 npn 바이폴라 트렌지스터의 베이스와 이미터의 전압차이는 0.7 볼트보다 크고 콜렉터와 이미터의 전압차이는 VESD와 같기 때문) 바이폴라 트렌지스터는 활성모드 혹은 포화모드로 동작하면서 이에스디 차지를 VSS단으로 방전한다.In addition, when a positive YS charge is applied to the pad 24, the n + / p well diode connected to the pad 24 is reverse biased, and the reverse bias is increased to generate a breakdown voltage in the n + / p well diode. . This breakdown voltage causes a bias to be applied to the p well. The bias condition is that the voltage at the pad n + (collector) is V ESD (V ESD > 0), the voltage at the p well (base) is greater than 0.7 volts, and the voltage at the V SS stage n + (emitter) is 0 volts. since the bipolar transistor (because the voltage difference between the base and emitter of npn bipolar transistor is greater than 0.7 volts collector and already voltage difference between the emitter is due to the same as the V ESD) is a yieseu di charge while operating in the active mode or the saturation mode V SS It discharges in stage.

상술한 바와 같이 종래의 반도체장치의 이디에스 보호회로에서는 플러스 전압의 이에스디 차지가 인가되면 n+ / p웰 졍션의 항복전압의 발생으로 이에스디 보호회로가 종작을 개시하므로 n+ / p웰 졍션의 파괴현상이 발생하기 쉽고 VCC/VSS가 각각 인가된 후 입력단에 + / - 서지(surge)전압이 인가되면 npn 바이폴라 트렌지스터 작동에 의한 급격한 전류가 p웰 / n웰 의 전압을 상승 / 하강시켜 래치-엎(latch-up) 현상을 유발하기 쉬운 문제점이 있다.As described above, in the ESD protection circuit of the conventional semiconductor device, if the ESD voltage of the positive voltage is applied, the ESD protection circuit starts the operation due to the breakdown voltage of the n + / p well function, and thus the destruction of the n + / p well function. If a phenomenon occurs easily and + /-surge voltage is applied to the input terminal after V CC / V SS is applied to each other, the sudden current caused by npn bipolar transistor operation raises / lowers the voltage of p well / n well and latches it. There is a problem that is easy to cause a catch-up phenomenon.

따라서, 본 발명의 목적은 반도체장치의 ESD(Electrostatic discharge : 이하, ESD라 칭함) 보호회로 제조방법에 관한 것으로서 웰(well) 전압을 패드에 커플링 시켜 바이폴라트렌지스터의 동작을 빠르게 하므로서 방전능력을 증가시키고 보호회로의 p웰을 내부회로와 격리시키므로서 래치-엎(latch-up) 현상을 개선한 베이스가 커플된 이에스디 보호회로 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention relates to a method of manufacturing an electrostatic discharge (ESD) protection circuit of a semiconductor device, which increases the discharge capacity by coupling a well voltage to a pad to speed up the operation of the bipolar transistor. The present invention provides a method of manufacturing a base coupled coupled ESD protection circuit which improves a latch-up phenomenon by isolating a p well of a protection circuit from an internal circuit.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 이디에스 보호회로는 제 1 도전형 반도체 기판과, 기판 표면에 위치한 6 개의 필드산화막과, 필드산화막 사이의 기판표면과 접하며 상기 기판의 내부에 수평방향으로 순서적으로 형성된 제 1 활성영역 내지 제 5 활성영역과, 제 1 활성영역의 상부에 위치하는 캐패시터와, 제 2 활성영역과 제 3 활성영역 그리고 제 5 활성영역에 고농도의 제 2 도전형 불순물이 확산되어 각각 형성된 제 1 졍션과 제 2 졍션 그리고 제 4 졍션과, 캐패시터와 제 1 졍션과 전기적으로 연결된 패드부와, 제 1 활성영역 내지 제 4 활성영역을 포함하는 5 개의 필드산화막 하부에 얕게 형성된 제 1 도전형 웰과, 제 1 도전형 웰을 둘러싸고 동시에 제 4 졍션을 포함하며 6 개의 필드산화막 하부의 제 1 도전형 기판 내부에 깊게 위치한 제 2 도전형 웰로 이루어진다.The DS protection circuit of the semiconductor device according to the present invention for achieving the above objects is in contact with the substrate surface between the first conductivity type semiconductor substrate, the six field oxide film located on the surface of the substrate, and the field oxide film and horizontally inside the substrate. A second conductivity type having a high concentration in the first to fifth active regions sequentially formed in the direction, a capacitor located above the first active region, the second active region, the third active region and the fifth active region Impurities diffused under the five field oxide films including a first section, a second section, and a fourth section, pad portions electrically connected to the capacitor and the first section, and first to fourth active regions. A shallowly formed first conductivity type well and a first conductivity type well surrounding the first conductivity type well and including a fourth section deep inside the first conductivity type substrate under the six field oxide films. Groping second conductivity type wells is made.

도 1 은 종래 기술에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 단면도1 is a cross-sectional view of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the prior art.

도 2 는 종래 기술에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 회로도2 is a circuit diagram of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the prior art.

도 3 은 본 발명에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 단면도3 is a cross-sectional view of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 회로도4 is a circuit diagram of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 발명에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the present invention.

복수의 필드산화막(33)이 형성된 제 1 도전형 실리콘기판(30) 표면에 위치한 6 개의 필드산화막(33)이 형성되어 있다. 그러한 필드산화막(33) 사이에는 제 1 활성영역 내지 제 5 활성영역이 순서적으로 형성되어 있다. 제 1 활성영역의 상부에는 캐패시터(38)가 형성되어 있다. 그리고 제 2 활성영역, 제 3 활성영역, 제 5 활성영역은 고농도의 제 2 도전형 불순물이 확산되어 각각 제 1 졍션(34), 제 2 졍션(35), 제 4 졍션(37)을 이루고 있으며 제 4 활성영역에는 고농도의 제 1 도전형 불순물이 확산된 제 3 졍션(36)이 위치한다. 그리고 캐패시터(38)와 제 1 졍션(34)은 전기적으로 연결되어 패드부(300)와 전기적으로 연결되며, 제 1 졍션(34)은 다시 내부회로(301)와 전기적으로 연결되어 있다.Six field oxide films 33 are formed on the surface of the first conductivity type silicon substrate 30 on which the plurality of field oxide films 33 are formed. Between the field oxide films 33, first to fifth active regions are sequentially formed. A capacitor 38 is formed on the first active region. In the second active region, the third active region, and the fifth active region, a high concentration of second conductive impurities are diffused to form a first section 34, a second section 35, and a fourth section 37, respectively. In the fourth active region, a third cushion 36 in which a high concentration of the first conductivity type impurity is diffused is positioned. In addition, the capacitor 38 and the first section 34 are electrically connected to each other, and the pad unit 300 is electrically connected to the first section 34, and the first section 34 is electrically connected to the internal circuit 301.

캐패시터(38) 아래에 위치한 제 1 활성영역 내지 제 4 활성영역을 포함하는 5 개의 필드산화막(33)하부에 제 1 도전형 웰(32)이 얕게 형성되어 있고, 다시 제 1 도전형 웰(32)을 둘러싸며 제 4 졍션(37)을 포함하는 제 2 도전형 웰(31)이 6 개의 필드산화막(33) 하부의 제 1 도전형 기판(30) 내부에 깊게 위치하고 있다.The first conductivity type well 32 is shallowly formed under the five field oxide films 33 including the first to fourth active regions under the capacitor 38, and then the first conductivity type well 32 is formed. ) And a second conductivity type well 31 including a fourth cushion 37 is deeply located inside the first conductivity type substrate 30 below the six field oxide layers 33.

이때 제 1 도전형은 p형 불순물로 하고 제 2 도전형은 n 형 불순물로 하여 제 1 졍션(34)과 제 2 졍션(35) 그리고 제 3 졍션(36)으로 이루어진 바이폴라트렌지스터를 형성하여 패드에 인가되는 이에스디 차지를 방전하는 역할을 하며, 제 4 졍션과 제 2 도전형 웰(31)은 오믹 콘택(ohmic contact)을 이루어 비선형적으로 인가되는 이에스디 차지를 선형적으로 변환시키는 역할을 하며, 다시 깊게 형성된 제 2 도전형 웰(31)은 얕게 형성된 제 1 도전형 웰(32)을 벌크(bulk)와 격리시키고 제 1 도전형 웰(32)에서의 기생캐패시턴스를 감소시키며 래치-엎(latch-up)시에도 패드에 연결된 제 1 졍션(34)에서 발생한 전자를 가두는 역할을 하여 내부회로에로의 영향을 차단시킨다.In this case, the first conductivity type is a p-type impurity and the second conductivity type is an n-type impurity to form a bipolar transistor comprising a first section 34, a second section 35, and a third section 36 to form a pad. Discharges the applied ESD charge, and the fourth section and the second conductivity type well 31 make an ohmic contact to linearly convert the applied ESD charge. Again, the deeply formed second conductive well 31 isolates the shallowly formed first conductive well 32 from the bulk, reduces the parasitic capacitance in the first conductive well 32 and latch-down. Even during latch-up, it acts to trap electrons generated in the first section 34 connected to the pad to block the influence on the internal circuit.

또한 캐패시터(38)는 베이스 전압을 순간적으로 높여주어 트렌지스터의 동작속도를 빠르게 하는 역할을 하며 제 1 도전형 웰(32)과 패드를 AC적으로 커플링시킨다.In addition, the capacitor 38 temporarily increases the base voltage to speed up the operation of the transistor, and AC-couples the pad with the first conductivity type well 32.

도 4 는 본 발명에 따른 반도체장치의 ESD 보호회로의 회로도이다.4 is a circuit diagram of an ESD protection circuit of a semiconductor device according to the present invention.

본 회로는 npn 형 바이폴라트렌지스터를 가지며 이는 패드부(300)에서 인가되는 고전압이 플러스 차지를 가질 경우 콜렉터(34), 이미터(35), 베이스(36)를 가진다. 베이스(27)의 일측은 캐패시터(38)를 경유하여 콜렉터(34)와 연결되고 그 연결노드는 다시 내부회로(301)와 연결되고, 타측은 p 웰 저항을 거쳐서 이미터(35)와 연결되어 그라운드된다.This circuit has an npn type bipolar transistor, which has a collector 34, an emitter 35, and a base 36 when the high voltage applied from the pad portion 300 has a positive charge. One side of the base 27 is connected to the collector 34 via the capacitor 38 and the connection node is connected to the internal circuit 301 again, and the other side is connected to the emitter 35 through the p well resistance. Be grounded.

이렇게 완성된 이에스디 보호회로의 동작은 패드에 마이너스 차지가 인가된 경우에는 전술한 종래의 이에스디 보호회로의 경우와 같으나, 패드부에 플러스 이에스디 차지가 인가되면 패드와 p웰간의 캐패시턴스에 의헤 p웰의 바이어스가 상승하고 패드에 연결된 n+ / p웰 다이오드는 역바이어스가 걸리게므로 바이폴라트렌지스터는 활성모드 또는 포화모드로 동작하면서 이에스디 차지를 VSS단으로 방전하게 된다. 프러스 차지 인가시 비이어스 조건은 제 1 n+ 졍션 즉 콜렉터의 전압을 VESD라하고(>0) 베이스인 p웰의 전압이 0.7 볼트보다 크면 VSS단에 위치한 제 2 n+ 영역인 이미터의 전압은 0 이 되게 되는데 이는 npn 형 트렌지스터의 베이스와 이미터 사이의 전압이 0.7 볼트 보다 크고 콜렉터와 이미터 사이의 전압크기는 이에스디 전압과 같기 때문이다.The operation of the ESD protection circuit completed as described above is the same as the conventional ESD protection circuit when the negative charge is applied to the pad. However, when the positive ESD charge is applied to the pad part, the capacitance between the pad and the p well depends on the capacitance. Since the bias of the p well rises and the n + / p well diode connected to the pad is reverse biased, the bipolar transistor operates in active or saturation mode and discharges its charge to the V SS stage. The bias condition when applying the charge charge is the voltage of the emitter, which is the second n + region located at the V SS stage when the voltage of the first n + section, that is, the collector voltage is V ESD (> 0), and the voltage of the base p well is greater than 0.7 volts. Is zero because the voltage between the base and the emitter of the npn type transistor is greater than 0.7 volts and the voltage between the collector and the emitter is equal to the Isdye voltage.

따라서, 본 발명에서는 이에스디 차지가 패드에 인가되면 p웰의 전압상승이 일어나 npn 트렌지스터가 작동하므로 이에스디 보호회로의 동작속도가 빨라져서 회로의 방전능력이 개선되고 p웰의 전압변화가 이에스디 보호회로의 동작을 격발시키므로 n+ / p웰에서의 항복전압에 의한 격발과정에서 발생하기 쉬운 보호회로의 국부적인 구동 즉 공정결함에 의한 졍션 일부분의 빠른 항복 등에 의한 이에스디 보호회로의 성능저하를 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, when the ESD charge is applied to the pad, the voltage of the p well rises and the npn transistor is operated, so that the operation speed of the ESD protection circuit is increased, so that the discharge capacity of the circuit is improved and the voltage change of the p well is ESD protected. By triggering the circuit operation, it is possible to prevent the performance degradation of the ESD protection circuit due to local operation of the protection circuit, which is likely to occur in the process of triggered by the breakdown voltage in the n + / p well, that is, rapid breakdown of the part of the section due to process failure. Can be.

Claims (3)

제 1 도전형 반도체 기판과,A first conductivity type semiconductor substrate, 상기 기판 표면에 위치한 6 개의 필드산화막과,Six field oxide films positioned on the substrate surface; 상기 필드산화막 사이의 상기 기판표면과 접하며 상기 기판의 내부에 수평방향으로 순서적으로 형성된 제 1 활성영역 내지 제 5 활성영역과,First to fifth active regions contacting the substrate surface between the field oxide layers and sequentially formed in the substrate in a horizontal direction; 상기 제 1 활성영역의 상부에 위치하는 캐패시터와,A capacitor positioned above the first active region; 상기 제 2 활성영역, 상기 제 3 활성영역, 상기 제 5 활성영역에 고농도의 제 2 도전형 불순물이 확산되어 각각 형성된 제 1 졍션, 제 2 졍션, 제 4 졍션과,A first section, a second section, and a fourth section formed by diffusing a high concentration of a second conductivity type impurity in the second active region, the third active region, and the fifth active region; 상기 캐패시터와 상기 제 1 졍션과 전기적으로 연결된 패드부와,A pad part electrically connected to the capacitor and the first cushion; 상기 제 1 활성영역 내지 제 4 활성영역을 포함하는 상기 5 개의 필드산화막 하부에 얕게 형성된 제 1 도전형 웰과,A first conductivity type well formed below the five field oxide layers including the first to fourth active regions; 상기 제 1 도전형 웰을 둘러싸고 동시에 상기 제 4 졍션을 포함하며 상기 6 개의 필드산화막 하부의 상기 제 1 도전형 기판 내부에 깊게 위치한 제 2 도전형 웰로 이루어진 반도체장치의 이에스디 보호회로.An ESD protection circuit of a semiconductor device including a second conductive well surrounding the first conductive well and simultaneously including the fourth section and deeply located inside the first conductive substrate under the six field oxide layers. 청구항 1에 있어서, 상기 캐패시터와 상기 제 1 졍션은 전기적으로 연결되어 패드부와 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 졍션은 다시 내부회로와 전기적으로 연결되는 것이 특징인 반도체장치의 이에스디 보호회로.The ESD protection circuit of claim 1, wherein the capacitor and the first section are electrically connected to each other so as to be electrically connected to the pad unit, and the first section is electrically connected to an internal circuit. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 도전형은 p 형 불순물로 형성하고 상기 제 2 도전형은 n 형 불순물로 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 이에스디 보호회로.The semiconductor device of claim 1, wherein the first conductivity type is formed of p-type impurity and the second conductivity type is formed of n-type impurity.
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