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JPS60224259A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JPS60224259A
JPS60224259A JP59078561A JP7856184A JPS60224259A JP S60224259 A JPS60224259 A JP S60224259A JP 59078561 A JP59078561 A JP 59078561A JP 7856184 A JP7856184 A JP 7856184A JP S60224259 A JPS60224259 A JP S60224259A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
resistor
type
diode
circuit
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.)
Granted
Application number
JP59078561A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0665224B2 (en
Inventor
Atsuo Masumura
温夫 増村
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.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering 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, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59078561A priority Critical patent/JPH0665224B2/en
Publication of JPS60224259A publication Critical patent/JPS60224259A/en
Publication of JPH0665224B2 publication Critical patent/JPH0665224B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • H01L27/0251Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0255Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve electrostatic breakdown strength in an output circuit side without deteriorating output characteristics, by providing a protecting circuit in which diodes and resistors are provided in parallel with a pair of transistors that constitutes an inverter at the final stage of the output circuit. CONSTITUTION:Between the source (VDD side) and the output node n1 of an N-channel type MOSFETQn, a resistor R2 in a P<+> type diffused layer, is connected in series so that the resistor R2 is located between a diode d2 and the source terminal of the MOSFETQn. The resistor is provided together with the diode d2, which is formed between a P type well region 2 and an N type diffused region 3b (a drain region of the MOSFETQn) as a parasitic form. Between the source (GND side) and the output anode n1 of a P-channel MOSFETQp, a substrate resistor R1 is connected in series so that the resistor R1 is located between a diode d1 and the source terminal of the MOSFETQp. The resistor is provided together with the diode d1, which is formed between a P type diffused layer 7b (a darin region of the MOSFETQp) and an N type semiconductor substrate 1 as a parasitic form.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] この発明は、半導体集積回路技術さらには静電破壊防止
技術に関し、例えばMO8集積回路における出力回路の
静電破壊対策に利用して有効な技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to semiconductor integrated circuit technology and further to electrostatic damage prevention technology, and relates to a technique that is effective for use as a countermeasure against electrostatic damage in output circuits in MO8 integrated circuits, for example.

[背景技術] 電界効果型半導体素子からなるMO8集積回路において
は、静電気等により外部ビンに異常な電圧が印加され、
これによって内部素子が破壊されてしまうことがある。
[Background Art] In MO8 integrated circuits made of field-effect semiconductor elements, an abnormal voltage is applied to the external bottle due to static electricity, etc.
This may destroy internal elements.

従来、0MO8型(相補型)のMO8集積回路(以下C
MOS −L S Iと称する)における出力回路の静
電破壊防止回路として、例えば第1図に示すような回路
が提案されている。すなわち、6MO8−LSIにおけ
る出力回路(出力バッファ)は、同図に示すごとく、P
チャンネル型MO8FETQpとNチャンネル型M O
S F E T Q nとからなるCMOSインバータ
で構成されている。
Conventionally, 0MO8 type (complementary type) MO8 integrated circuit (hereinafter referred to as C
For example, a circuit as shown in FIG. 1 has been proposed as an electrostatic damage prevention circuit for an output circuit in a MOS-LSI. In other words, the output circuit (output buffer) in the 6MO8-LSI is
Channel type MO8FETQp and N channel type M O
It is composed of a CMOS inverter consisting of S F E T Q n.

従って、Pチャンネル型MO8FETQPのドレイン領
域(P型拡散層)と基板との間に寄生するPN接合ダイ
オードd、およびNチャンネル型M OS F E T
 Q nのドレイン領域(N型拡散層)とPウェル領域
との間に寄生するPNN接合ダイオードdが、それぞれ
第1図に示すように、出力パッドP0と電源電圧Vss
(グランド)およびVDDとの間に接続されるようにな
る。従って、出力ビンを介して出力パッドPOに正の異
常電圧が印加されると、ダイオードd1を通ってグラン
ド側へ電流が流れる。また、出力パッドPOにvI、D
よりも低い負の異常電圧が印加されると、ダイオードd
2を通ってVl)D側から出力パッドに向って電流が流
れる。これによって、出力バッファを構成するMO8F
ETQpとQnの破壊が、ある程度防止される。
Therefore, the PN junction diode d parasitic between the drain region (P-type diffusion layer) of the P-channel type MO8FETQP and the substrate, and the N-channel type MOSFET QP
As shown in FIG. 1, a parasitic PNN junction diode d between the drain region (N-type diffusion layer) of Qn and the P well region
(ground) and VDD. Therefore, when a positive abnormal voltage is applied to the output pad PO via the output bin, a current flows to the ground side through the diode d1. Also, vI and D are connected to the output pad PO.
When a negative abnormal voltage lower than d is applied, the diode d
2, current flows from the Vl)D side toward the output pad. This allows the MO8F that constitutes the output buffer to
Destruction of ETQp and Qn is prevented to some extent.

しかしながら、出力バッファに寄生する上記ダイオード
dltd2は、これに過大な電流が流されるとPN接合
が破壊され、リークが生じてしまう。そこで、保護作用
をなすダイオードd1+d2に過大な電流が流されない
ようにするため、第1図の回路では、出力バッファと出
力パッドPOとの間に拡散層等からなる抵抗Rを入れ、
ダイオードdltd2を通って出力パッドPOに流れる
電流を制限するものである。
However, when an excessive current is passed through the diode dltd2 parasitic to the output buffer, the PN junction is destroyed and leakage occurs. Therefore, in order to prevent excessive current from flowing through the diodes d1+d2, which act as a protection, in the circuit shown in FIG.
This limits the current flowing through the diode dltd2 to the output pad PO.

ところが、上記のような方法では出力バッファを構成す
るMO8FETQp、Qnのオン抵抗が通常、数にΩ程
度あるため、出力バッファと出力パッドとの間に入れる
抵抗にの抵抗値が大きいと、出力波形がなまってしまう
などの出力特性の劣化が生じる。特に、出力バッファを
構成するMO8FETQp、Qnのオン抵抗が小さい程
、この傾向が顕著となる。しかるに、出力特性を良好に
するため、抵抗Rの値を小さくすると、ダイオードdl
、d2に流れる過大電流を抑える働きが弱くなり、ダイ
オードdlyd2のPN接合が破壊され易くなる。
However, in the above method, the on-resistance of the MO8FETs Qp and Qn that make up the output buffer is usually about Ω, so if the resistance value of the resistor inserted between the output buffer and the output pad is large, the output waveform Deterioration of the output characteristics, such as the sound becoming dull, occurs. In particular, this tendency becomes more pronounced as the on-resistance of the MO8FETs Qp and Qn forming the output buffer decreases. However, in order to improve the output characteristics, if the value of the resistor R is reduced, the diode dl
, d2 becomes weaker, and the PN junction of diode dlyd2 is more likely to be destroyed.

以上のような問題点があることが、本発明者によって明
らかにされた。
The inventor of the present invention has revealed that there are the above-mentioned problems.

なお、0MO8型については、1977年11月20に
(株)エレクトロニクスダイジェストより発行されたr
MO5/LSI設計と応用」のP。
Regarding the 0MO8 type, please refer to the r published by Electronics Digest Co., Ltd. on November 20, 1977.
MO5/LSI Design and Application” P.

67〜P、68及びP、98〜P、100に記載されて
いる。
67-P, 68 and P, 98-P, 100.

[発明の目的] この発明の目的は、MO8集積回路において、出力特性
を劣化させることなく出力回路側における静電破壊強度
を向上させることができるような技術を提供することに
ある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a technique that can improve the electrostatic breakdown strength on the output circuit side without deteriorating the output characteristics in an MO8 integrated circuit.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

すなわち、出力バッファ回路と出力パッド間に接続され
る過大電流抑制用の抵抗を、保護作用をなすダイオード
と出力パッドとの間に入れる代わりに、これらのダイオ
ードと電源電圧端字との間に介在されるようにすること
により、出力パッドから見たとき過大電流抑制用の抵抗
が直接出力ノード側に接続されないようにし、これによ
って出力特性を劣化させることなく電流抑制用の抵抗値
を大きくして過電流を抑え、異常電圧による出力回路を
構成する素子の静電破壊を防止するという上記目的を達
成するものである。
In other words, instead of inserting a resistor for overcurrent suppression connected between the output buffer circuit and the output pad between the protective diode and the output pad, it is inserted between these diodes and the power supply voltage terminal. This prevents the resistor for overcurrent suppression from being directly connected to the output node side when viewed from the output pad, and allows the resistor value for current suppression to be increased without deteriorating the output characteristics. This achieves the above-mentioned purpose of suppressing overcurrent and preventing electrostatic damage to elements constituting the output circuit due to abnormal voltage.

[実施例] 第2図は、本発明を6MO8−LS Iにおける出力回
路の静電破壊防止に適用した場合の一実施例を示すもの
である。
[Embodiment] FIG. 2 shows an embodiment in which the present invention is applied to prevent electrostatic damage in an output circuit in a 6MO8-LSI.

この実施例では、N−型単結晶シリコンのような半導体
基板1の主面のNチャンネル型MO8FETが形成され
るべき部分にP型不純物の拡散によってP型ウェル領域
2が設けられている。
In this embodiment, a P-type well region 2 is provided by diffusion of P-type impurities in a portion of the main surface of a semiconductor substrate 1 made of N-type single crystal silicon where an N-channel type MO8FET is to be formed.

このP型ウェル領域2の表面には、適当な間隔をおいて
Nチャンネル型MO8FETのソース、ドレイン領域と
なるN型拡散層3a、3bが自己整合的に形成されてい
る。このN型拡散層3aと3b間のチャンネル部の上に
は、ゲート絶縁膜4aを介してポリシリコン等からなる
ゲート電極5aが形成され、これによってP型ウェル領
域2上に、出力バッファを構成するためのNチャンネル
型MO8FETQnが形成されている。
On the surface of this P-type well region 2, N-type diffusion layers 3a and 3b, which serve as the source and drain regions of the N-channel MO8FET, are formed in a self-aligned manner at appropriate intervals. A gate electrode 5a made of polysilicon or the like is formed on the channel portion between the N-type diffusion layers 3a and 3b via a gate insulating film 4a, thereby forming an output buffer on the P-type well region 2. An N-channel type MO8FETQn is formed for this purpose.

また、上記P型ウェル領域2の周囲の基板主面上には、
ロコス(LOGO8)と呼ばれる比較的厚いフィールド
酸化膜6が形成されている。この酸化膜6に覆われてい
ない基板1の主面上には、Pチャンネル型MO8FET
のソース、ドレイン領域となるP型拡散層7a、7bが
直接形成されている。このP型拡散層7a、7b間のチ
ャンネル部の上にゲート絶縁膜4bを介してゲート電極
5bが形成され、これによって出力バッファを構成する
ためのPチャンネル型MO8FETQpが形成される。
Further, on the main surface of the substrate around the P-type well region 2,
A relatively thick field oxide film 6 called LOGO8 is formed. On the main surface of the substrate 1 that is not covered with this oxide film 6, there is a P-channel type MO8FET.
P-type diffusion layers 7a and 7b, which become source and drain regions, are directly formed. A gate electrode 5b is formed on the channel portion between the P-type diffusion layers 7a and 7b via a gate insulating film 4b, thereby forming a P-channel MO8FET Qp for forming an output buffer.

さらに、上記MO8FETQpもしくはQnの近傍のフ
ィールド酸化膜6上に、アルミニウム層からなるポンデ
ィングパッド8が形成されている。
Further, a bonding pad 8 made of an aluminum layer is formed on the field oxide film 6 near the MO8FET Qp or Qn.

また、上記Nチャンネル型MO8FETQnが形成され
たP型ウェル領域2の表面からN−型基板1の表面にか
けては、P+型の拡散層9が形成されている。一方、半
導体基板1の主面上の上記Pチャンネル型MO8FET
QPから比較的離れた位置には、基板電位を与える配線
が接触されるN1拡散層10が形成されている。
Further, a P+ type diffusion layer 9 is formed from the surface of the P type well region 2 where the N channel type MO8FETQn is formed to the surface of the N− type substrate 1. On the other hand, the above P-channel type MO8FET on the main surface of the semiconductor substrate 1
An N1 diffusion layer 10 is formed at a position relatively distant from the QP, to which a wiring for applying a substrate potential is contacted.

そして、上記Pチャンネル型MO3FETQpのソース
領域となるP型拡散層7aには、回路の接地電位GND
のような電源電圧を与える電源ラインが接触され、Nチ
ャンネル型MO8FETQnのソース領域となるN型拡
散層3aには、負−の電源電圧VDDを供給する電源ラ
インが接触される。
The P-type diffusion layer 7a, which becomes the source region of the P-channel MO3FETQp, is connected to the ground potential GND of the circuit.
A power supply line that supplies a power supply voltage such as .

また、MO8FETQpのドレイン領域となるP型拡散
層7bおよびM OS F E T Q nのドレイン
領域となるN型拡散層3bが、アルミ配線によって共通
のポンディングパッド(出力端子)8に接続されるとと
もに、MO8FETQpとQnのゲート電極5a、5b
に、図示しない内部回路からの出力信号が入力されるよ
うに配線が形成されている。これによって、Pチャンネ
ル型MO8FETQpとNチャンネル型MO8FETQ
nとからなる出力バレファ用のCMOSインバータが構
成される。
Furthermore, the P-type diffusion layer 7b, which becomes the drain region of MO8FETQp, and the N-type diffusion layer 3b, which becomes the drain region of MOSFETQn, are connected to a common bonding pad (output terminal) 8 by aluminum wiring. In addition, the gate electrodes 5a and 5b of MO8FETQp and Qn
Wiring is formed to input an output signal from an internal circuit (not shown). As a result, P-channel type MO8FETQp and N-channel type MO8FETQ
A CMOS inverter for an output valve is constructed of n.

さらに、この実施例では、上記P+型拡散層9のP型ウ
ェル領域2から最も離れた位置に、回路の電源電圧VD
Dを供給する電源ラインに接触され、P型ウェル領域2
への電位が与えられる。また、基板1の主面上に形成さ
れた前記N++散層10には、回路の接地電位GNDを
与える電源ラインが接触され、基板1が接地電圧にバイ
アスされるようになっている。
Furthermore, in this embodiment, the circuit power supply voltage VD
The P-type well region 2 is connected to the power supply line that supplies D.
A potential is given to Further, the N++ scattering layer 10 formed on the main surface of the substrate 1 is connected to a power supply line that provides a ground potential GND of the circuit, so that the substrate 1 is biased to the ground voltage.

上記実施例においては、P+型拡散層9が適当な抵抗値
を有し、また、基板電位が印加されたN+型型数散層1
0Pチャンネル型MO8FETQPのドレイン領域(P
型拡散層7b)との間に基板の持つ抵抗が介在すること
番;なる。
In the above embodiment, the P+ type diffusion layer 9 has an appropriate resistance value, and the N+ type diffusion layer 1 to which a substrate potential is applied
Drain region of 0P channel type MO8FETQP (P
The resistance of the substrate is interposed between the mold diffusion layer 7b).

そのため、上記実施例の出力バッファにおいては、第3
図に示すように、Nチャンネル型MO3FETQnのソ
ース(、vDI、側)と出力ノードn1との間に、P型
ウェル領域2とN型拡散層3b?MO8FETQnのド
レイン領域)との間に寄生するダイオードd2とともに
、P+型拡散層9のもつ抵抗R2が直列に、しかも抵抗
R2はダイオードd2とMO8FETQnのソース端子
との間に介在するように接続される。
Therefore, in the output buffer of the above embodiment, the third
As shown in the figure, a P-type well region 2 and an N-type diffusion layer 3b? The resistor R2 of the P+ type diffusion layer 9 is connected in series with the diode d2 parasitic between the drain region of the MO8FETQn and the drain region of the MO8FETQn, and the resistor R2 is connected between the diode d2 and the source terminal of the MO8FETQn. .

一部、Pチャンネル型MO8FETQpのソース(GN
D側)と出力ノードn1との間に、P型拡散層7b (
MO8FETQpのドレイン領域)とN型半導体基板1
との間に寄生するダイオードd1とともに、基板抵抗R
1が直列に、しかも抵抗R1はダイオードd、とMO8
FETQPのソース端子との間に介在するように接続さ
れる。
Part of the source of P-channel MO8FETQp (GN
A P-type diffusion layer 7b (
MO8FETQp drain region) and N-type semiconductor substrate 1
along with the diode d1 parasitic between the substrate resistance R
1 in series, and resistor R1 is diode d, and MO8
It is connected so as to be interposed between it and the source terminal of FETQP.

その結果、ダイオードdlyd2と直列に接続された抵
抗R1とR2が、ポンディングパッド(出力パッド)8
に異常電圧が印加されてダイオードd1またはd2に電
流が流れたとき、その電流を抑える作用をなす。これに
よって、ダイオードd1とd2のPN接合が破壊される
のを防止することができる。
As a result, the resistors R1 and R2 connected in series with the diode dlyd2 are connected to the bonding pad (output pad) 8.
When an abnormal voltage is applied to the diode d1 or d2 and a current flows through the diode d1 or d2, the current is suppressed. This can prevent the PN junction between diodes d1 and d2 from being destroyed.

しかも、実施例によれば、ダイオードd1とd2に流れ
る電流を抑制するための抵抗R1とR2が、第1図のよ
うに出力パッドPOと出力ノードn1との間に接続され
ないで、それぞれダイオードdl+d2とMO8FET
Qp、Qnのソース端子との間に接続されるようになる
。そのため、出力バッファ(CMOSインバータ)にと
っては、上記電流抑制用抵抗R1とR2が負荷抵抗とな
らなくなる。その結果、抵抗R1とR2が存在しても、
出力バッファの出力信号の変化が遅くなって出力特性が
劣化゛されるようなことがない。
Moreover, according to the embodiment, the resistors R1 and R2 for suppressing the current flowing through the diodes d1 and d2 are not connected between the output pad PO and the output node n1 as shown in FIG. and MO8FET
It is connected between the source terminals of Qp and Qn. Therefore, for the output buffer (CMOS inverter), the current suppressing resistors R1 and R2 no longer serve as load resistances. As a result, even though resistors R1 and R2 are present,
There is no possibility that the change in the output signal of the output buffer becomes slow and the output characteristics are deteriorated.

第4図には、上記実施例の出力回路を構成する各素子お
よび配線のレイアウト構成の一例が示されている。
FIG. 4 shows an example of the layout configuration of each element and wiring constituting the output circuit of the above embodiment.

この実施例では、出力用ポンディングパッド8の両側に
、出力バッファ用CMOSインバータを構成する上記N
チャンネル型MO8FETQnのソース領域(3a)と
ドレイン領域(3b)およびPチャンネル型MO8FE
TQpのソース領域(7a)とドレイン領域(7b)が
、半導体基板1のエツジ11と平行に並ぶように形成さ
れている。各M OS F E T Q nとQpのド
レイン領域3bと7bには、パッド8から延設されたア
ルミ配線Q1とJ22の一端が、それぞれコンタクトホ
ール12を介して接触されている。
In this embodiment, on both sides of the output bonding pad 8, the above-mentioned N
Source region (3a) and drain region (3b) of channel type MO8FETQn and P channel type MO8FE
A source region (7a) and a drain region (7b) of the TQp are formed parallel to the edge 11 of the semiconductor substrate 1. One ends of aluminum interconnections Q1 and J22 extending from pads 8 are in contact with drain regions 3b and 7b of each MOS FET Qn and Qp through contact holes 12, respectively.

上記Nチャンネル型MO8FETQnの形成されている
矩形状のP型ウェル領域2の両側には、これと一部重複
し、かつ基板のエツジ11と直交する方向に沿って基板
中央部に向かって延びるように、抵抗R2となるP+型
拡散層9が二列に形成されてい。この一対のP中型拡散
3層9の端部には、コンタクトホール13を介して、電
源電圧7羽を供給する電源ラインL1がそれぞれ接続さ
れている。
On both sides of the rectangular P-type well region 2 in which the N-channel type MO8FETQn is formed, there are regions that partially overlap with the rectangular P-type well region 2 and extend toward the center of the substrate along a direction perpendicular to the edge 11 of the substrate. P+ type diffusion layers 9 serving as resistance R2 are formed in two rows. Power supply lines L1 supplying seven power supply voltages are connected to the ends of the pair of three medium-sized P diffusion layers 9 through contact holes 13, respectively.

また、この電源ラインL1の一部は、Nチャンネル型M
O8FETQnに向がって延設され、その端部はコンタ
クトホール14を介して、ソース領域(3a)に接触さ
れている。一方、Pチャンネル型MO8FETQpのソ
ース領域(7a)には、接地電位GNDを供給する電源
ラインL2がコンタクトホール15にて接触されている
In addition, a part of this power supply line L1 is an N-channel type M
It extends toward the O8FETQn, and its end is in contact with the source region (3a) via the contact hole 14. On the other hand, the source region (7a) of the P-channel type MO8FETQp is in contact with the power supply line L2 that supplies the ground potential GND through the contact hole 15.

さらに、出カバソファ用C:MOSインバータを構成す
るMO,5FETQnとQpのゲート電極5aと5bに
は、共通の信号線Q3の一端がスルーホール16によっ
て接触されており、図示しない内部回路から供給される
出力信号が印加されるようになっている。
Further, one end of a common signal line Q3 is connected to the gate electrodes 5a and 5b of the MO, 5FET Qn and Qp constituting the output sofa C:MOS inverter through a through hole 16, and is supplied from an internal circuit (not shown). An output signal corresponding to the output signal is applied.

上記電源ラインL1+L2および信号線Q3は、特に制
限されないが、前記アルミ配線Q1+Q2およびポンデ
ィングパッド8と同一のアルミニウム層によって形成さ
れている。
The power supply lines L1+L2 and the signal line Q3 are formed of the same aluminum layer as the aluminum wiring Q1+Q2 and the bonding pad 8, although not particularly limited thereto.

上記実施例によれば、出力パッドPOと出力バッファ回
路の出力ノードn1との間に、電流抑制用の抵抗Rを入
れている第1図のような形式の保護回路に比べて、各出
力パッド間の間隔すなわちパッドのピッチを狭くするこ
とができる。
According to the above embodiment, each output pad is The spacing between the pads, that is, the pitch of the pads can be narrowed.

すなわち、第1図に示すような回路を実現すべく出力パ
ッドの両側に出力用トランジスタを配設した場合、出力
パッドとドレイン領域(3b、7b)との間の領域に拡
散層からなる抵抗を形成しなければならないため、パッ
ド間隔が大きくなってしまう。これに対し、上記実施例
(第4図)のようなレイアウト構成によれば、抵抗とな
る拡散層9は、比較−的余裕のある基板のエツジ11と
直交する方向に延設される。そのため、比較的細長い拡
散層を形成して抵抗値を大きくしてもパッド間隔を広げ
る必要がない。
In other words, when output transistors are placed on both sides of an output pad to realize a circuit as shown in FIG. Since the pads must be formed, the spacing between the pads becomes large. On the other hand, according to the layout configuration as in the above embodiment (FIG. 4), the diffusion layer 9 serving as a resistor is extended in a direction perpendicular to the edge 11 of the substrate, which has a relatively large margin. Therefore, even if a relatively long and narrow diffusion layer is formed to increase the resistance value, there is no need to widen the pad spacing.

従って、この実施例のレイアウト方式は、例えばゲート
アレイのように比較的ビン数の多い半導体集積回路の出
力回路を構成する場合に適しており、すぐれた効果を発
揮する。
Therefore, the layout method of this embodiment is suitable for configuring an output circuit of a semiconductor integrated circuit having a relatively large number of bins, such as a gate array, and exhibits excellent effects.

なお、上記実施例では、電流抑制用の抵抗を構成するP
+型拡散層9を2本に分け、Pウェル領域2の両側方に
、−これに沿って平行に配設しているが、第5図に示す
ごとく、矩形状のP型つェル領域2全体を囲むようにP
+型拡散層9を形成してもよい。このようにすれば、ノ
イズ源となるMOS F E T Q nのドレイン領
域(3b)から、周囲の拡散層9に向かって流れる電流
が一部に集中せず、分散されるようになる。そのため、
異常電圧が出力パッドに入ってきてP型ウェル領域2か
らドレイン領域(3b)に向かって大きな電流が流れて
もPN接合の破壊が起きにくくなるという利点がある。
In addition, in the above embodiment, P constituting the current suppression resistor
The +-type diffusion layer 9 is divided into two parts and placed on both sides of the P-well region 2 and in parallel along the P-well region 2, as shown in FIG. P to surround the whole 2
A + type diffusion layer 9 may also be formed. In this way, the current flowing from the drain region (3b) of the MOS FET Qn, which is a noise source, toward the surrounding diffusion layer 9 is not concentrated in one part but is dispersed. Therefore,
This has the advantage that even if an abnormal voltage enters the output pad and a large current flows from the P-type well region 2 toward the drain region (3b), the PN junction is less likely to be destroyed.

また、ノイズ源となるMOSFETQnのドレイン領域
(3b)を、P+型拡散層9で完全に囲繞しているため
、ラッチアップも起きにくくなる。
Furthermore, since the drain region (3b) of MOSFETQn, which is a noise source, is completely surrounded by the P+ type diffusion layer 9, latch-up is less likely to occur.

さらに、前記実施例では、第3図における電流抑制用ダ
イオードd、側に接続される抵抗R1は、基板抵抗を利
用して構成しているが、最近のCMO8集積回路のプロ
セスでは、基板の主面にP型ウェル領域とともにN型ウ
ェル領域を形成し、N型ウェル領域の上にPチャンネル
型MO8FETを形成することが行なわれている。この
ようにN型ウェル領域を形成する工程を有するプロセス
を用いた場合には、出力用M OS F E T Q 
pの形成されるN型ウェル領域の表面から基板主面にか
けてN中型拡散層を形成することにより、積極的に抵抗
R1を構成させるようにすることも可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the resistor R1 connected to the current suppressing diode d in FIG. An N-type well region is formed together with a P-type well region on the surface, and a P-channel type MO8FET is formed on the N-type well region. When using a process including the step of forming an N-type well region in this way, the output MOS FET Q
It is also possible to actively configure the resistor R1 by forming an N medium-sized diffusion layer from the surface of the N-type well region where p is formed to the main surface of the substrate.

[効果] (−1)出力バッファ回路と出力パッド間に接続される
過大電流抑制用の抵抗を、保護作用をなすダイオードと
出力パッドとの間に入れる代わりに、これらのダイオー
ドと電源電圧端子との間に介在させるようにしたので、
出力パッドから見たとき過大電流抑制用の抵抗が直接出
力ノード側に接続されないようになるという作用により
、出力特性 。
[Effects] (-1) Instead of inserting the overcurrent suppression resistor connected between the output buffer circuit and the output pad between the protective diode and the output pad, connect these diodes to the power supply voltage terminal. I decided to interpose it between
When viewed from the output pad, the output characteristics change due to the effect that the resistor for overcurrent suppression is not directly connected to the output node side.

を劣化させることなく電流抑制用の抵抗値を大きくして
過大電流を抑え、異常電圧による出力回路を構成する素
子の静電破壊を防止することができるという効果がある
This has the effect of increasing the resistance value for current suppression without degrading the current, suppressing excessive current, and preventing electrostatic damage to the elements constituting the output circuit due to abnormal voltage.

(2)出力回路の最終のインバータを構成する一対のト
ランジスタが、その出力ノードに接続される出力パッド
の両側に、半導体基板のエツジと平行に並ぶように形成
するとともに、上記抵抗を構成する拡散層を半導体基板
のエツジと直交する方向に形成してなるので、出力パッ
ドの間隔を狭くすることができ、これによってチップサ
イズの低減を図ることができるという効果がある。
(2) A pair of transistors constituting the final inverter of the output circuit are formed on both sides of the output pad connected to the output node, parallel to the edge of the semiconductor substrate, and diffusion constituting the resistor is formed. Since the layers are formed in a direction perpendicular to the edge of the semiconductor substrate, the spacing between the output pads can be narrowed, which has the effect of reducing the chip size.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、前記実施例では
ダイオードd2と直列に接続される抵抗R2を拡散層で
構成しているが、それに限定されず、ポリシリコン抵抗
等で構成することも可能である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, in the embodiment described above, the resistor R2 connected in series with the diode d2 is composed of a diffusion layer, but is not limited thereto, and can also be composed of a polysilicon resistor or the like.

[利用分野] 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるCMO8集積回路の
出力回路に適用したものについて説明したが、それに限
定されるものでなく1例えばプッシュプル型の出力段を
有するMO8集積回路の出力回路などにも利用できる。
[Field of Application] In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the output circuit of a CMO8 integrated circuit, which is the field of application that formed the background of the invention. It can also be used in an output circuit of an MO8 integrated circuit having a push-pull type output stage.

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

第1図は、CMO8集積回路の出力回路における静電破
壊防止用の保護回路の一例を示す回路図、第2図は、本
発明をCMO3集積回路の出力回路に適用した場合の一
実施例を示す断面説明図、第3図は、その実施例の等価
回路を示す回路図、第4図は、その実施例の出力回路の
レイアウトの一例を示す平面説明図、 第5図は、他のレイアウト構成例を示す平面説明図であ
る。 1・・・・半導体基板、 2・・・・P型ウェル領域。 3a・・・・N型拡散層(ソース領域)、3b・・・・
N型拡散層(ドレイン領域)、4a、4b・・・・ゲー
ト絶縁膜、 5a、5b・・・・ゲート電極。 6・・・・フィールド酸化膜、7a・・・・P型拡散層
(ソース領域)、7b・・・・P型拡散層(ドレイン領
域)−8・・・・出力パッド(出力用ポンディングパッ
ド)、9・・・・P中型拡散層(抵抗)、10・・・・
N十拡散層、11・・・・エツジ、12〜15・・・・
コンタクトホール、16・・・・スルーホール、Qp・
・・・Pチャンネル型MO3FET。 Qn・・・・Nチャンネル型MO3FET−R,。 R2・・・・電流抑制用抵抗。 第 5 図 // ろD
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a protection circuit for preventing electrostatic damage in the output circuit of a CMO8 integrated circuit, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an example in which the present invention is applied to the output circuit of a CMO3 integrated circuit. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the embodiment, FIG. 4 is a plan view showing an example of the layout of the output circuit of the embodiment, and FIG. 5 is another layout. FIG. 2 is an explanatory plan view showing a configuration example. 1... Semiconductor substrate, 2... P-type well region. 3a...N-type diffusion layer (source region), 3b...
N-type diffusion layer (drain region), 4a, 4b... gate insulating film, 5a, 5b... gate electrode. 6...Field oxide film, 7a...P type diffusion layer (source region), 7b...P type diffusion layer (drain region) -8...Output pad (output bonding pad) ), 9...P medium diffusion layer (resistance), 10...
N10 diffusion layer, 11...edge, 12-15...
Contact hole, 16...Through hole, Qp.
...P channel type MO3FET. Qn...N-channel type MO3FET-R,. R2...Resistance for current suppression. Figure 5 // RoD

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電界効果型トランジスタによって出力回路が構成さ
れている半導体集積回路において、出力回路の最終段の
インバータを構成する一対のトランジスタと並列に、電
源電圧端子と出力回路の出力ノードとの間に直列接続さ
れたダイオードと抵抗とを持つ保護回路が設けられてな
ることを特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記出力用インバータを構成する一対のトランジス
タのうち、少なくとも一方は半導体基板の主面上に形成
されたウェル領域上に形成され、該ウェル領域の表面か
ら基板の主面上にかけてウェル領域と同じ導電型の半導
体層が設けられ、この半導体層を介して上記ウェル領域
に所定の電位が与えられるようにされることにより、上
記ダイオードと直列に上記半導体層の抵抗が接続される
ようにされてなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の半導体集積回路装置。 3、上記出力用インバータを構成する一対のトランジス
タが、その出力ノードに接続される出力用パッドの両側
に、半導体基板のエツジと平行に並ぶように形成される
とともに、上記抵抗を構成する半導体層が半導体基板の
エツジと直交する方向に形成されてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載の半導体集積回路装置。
[Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit in which an output circuit is configured by field-effect transistors, a power supply voltage terminal and an output of the output circuit are connected in parallel to a pair of transistors that constitute an inverter at the final stage of the output circuit. A semiconductor integrated circuit device comprising a protection circuit having a diode and a resistor connected in series between a node and a protection circuit. 2. At least one of the pair of transistors constituting the output inverter is formed on a well region formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a well region extends from the surface of the well region to the main surface of the substrate. A semiconductor layer of the same conductivity type is provided, and a predetermined potential is applied to the well region through this semiconductor layer, so that the resistor of the semiconductor layer is connected in series with the diode. The first claim characterized in that
The semiconductor integrated circuit device described in . 3. A pair of transistors constituting the output inverter are formed on both sides of an output pad connected to the output node so as to be lined up parallel to the edge of the semiconductor substrate, and a semiconductor layer constituting the resistor. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the semiconductor integrated circuit device is formed in a direction perpendicular to an edge of the semiconductor substrate.
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