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JP2001339044A - Electrostatic protection circuit for semiconductor device - Google Patents

Electrostatic protection circuit for semiconductor device

Info

Publication number
JP2001339044A
JP2001339044A JP2000156467A JP2000156467A JP2001339044A JP 2001339044 A JP2001339044 A JP 2001339044A JP 2000156467 A JP2000156467 A JP 2000156467A JP 2000156467 A JP2000156467 A JP 2000156467A JP 2001339044 A JP2001339044 A JP 2001339044A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protection circuit
semiconductor device
electrostatic protection
mos transistor
source
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
JP2000156467A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhisa Ishikawa
泰久 石川
Atsushi Watanabe
敦 渡邊
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.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co 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 Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
Priority to JP2000156467A priority Critical patent/JP2001339044A/en
Publication of JP2001339044A publication Critical patent/JP2001339044A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、耐圧を確保すると共に、回路を構
成する面積の増大を抑えることのできる半導体装置の静
電保護回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 外部端子(52)と電源端子(56)と
の間に互いのドレインとソースを接続して立て積み接続
された複数のMOSトランジスタ(54,55)で構成
したため、外部端子(52)に印加される静電気の電圧
は複数のMOSトランジスタ(54,55)で分圧さ
れ、各MOSトランジスタのPN接合の逆方向の耐圧を
従来より低くでき、1つ当たりのMOSトランジスタの
構成面積を小さくでき、全体として静電保護回路の面積
を従来より小さくすることができる。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide an electrostatic protection circuit for a semiconductor device that can ensure a withstand voltage and suppress an increase in the area of a circuit. SOLUTION: Since a drain and a source are connected between an external terminal (52) and a power supply terminal (56) and a plurality of MOS transistors (54, 55) are stacked and connected, an external terminal (52) is provided. ) Is divided by a plurality of MOS transistors (54, 55), so that the reverse breakdown voltage of the PN junction of each MOS transistor can be made lower than that of the conventional MOS transistor. Thus, the area of the electrostatic protection circuit can be made smaller than before.

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静電保
護回路に関し、特に、半導体装置を静電気から保護する
MOSトランジスタの半導体装置の静電保護回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic protection circuit for a semiconductor device, and more particularly to an electrostatic protection circuit for a MOS transistor which protects the semiconductor device from static electricity.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の用途により、一部の外部端
子には他の外部端子より高い耐圧が要求されることがあ
る。このような場合、従来は高い耐圧が要求される外部
端子に図5に示すような静電保護回路を設けることが行
われている。
2. Description of the Related Art Depending on the use of a semiconductor device, some external terminals may be required to have a higher breakdown voltage than other external terminals. In such a case, conventionally, an electrostatic protection circuit as shown in FIG. 5 is provided for an external terminal that requires a high withstand voltage.

【0003】図5は、従来の半導体装置の静電保護回路
の一例の等価回路図、図6,図7はその断面構造図,平
面構成図それぞれを示す。図5において、半導体装置1
0の外部端子12には、静電保護回路として高耐圧Nチ
ャネルMOSトランジスタ14が設けられている。MO
Sトランジスタ14のドレインは半導体装置10の外部
端子12に接続され、MOSトランジスタ14のゲート
とソース及びバックゲートは共通に半導体装置10の接
地レベルの電源端子16に接続されている。また、外部
端子12は電流制限用の抵抗R1を介して内部回路18
に接続され、半導体装置10の接地レベルの電源端子1
6及び電圧VDDの電源端子20それぞれは内部回路1
8に接続されている。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of an example of a conventional electrostatic protection circuit of a semiconductor device, and FIGS. 6 and 7 are a sectional view and a plan view, respectively. In FIG. 5, the semiconductor device 1
The 0 external terminal 12 is provided with a high-breakdown-voltage N-channel MOS transistor 14 as an electrostatic protection circuit. MO
The drain of the S transistor 14 is connected to the external terminal 12 of the semiconductor device 10, and the gate, source and back gate of the MOS transistor 14 are commonly connected to the ground level power supply terminal 16 of the semiconductor device 10. The external terminal 12 is connected to the internal circuit 18 via a current limiting resistor R1.
And a ground-level power supply terminal 1 of the semiconductor device 10.
6 and the power supply terminal 20 of the voltage VDD are connected to the internal circuit 1
8 is connected.

【0004】図6,図7において、N型半導体基板2
2に形成されたP型ウエル24内に高耐圧を得るため平
面形状が棒状のN型領域25,26が形成され、N型領
域25内にMOSトランジスタ14のソースとなる平面
形状が棒状のN型領域27(N型領域25,26より不
純物濃度は高い)が形成され、N型領域26内にドレイ
ンとなるN型領域28(N型領域25,26より不純物
濃度は高い)が形成され、N型領域27に隣接してバッ
クゲートとなるP型領域30とが形成されている。N型
領域25,26間のP型ウエル24の上部にはゲート酸
化膜32が形成され、このゲート酸化膜32の上部にゲ
ート電極34が設けられており、また、N型領域27及
びP型領域30の上部にソース及びバックゲート電極3
6が設けられ、N型領域28の上部にドレイン電極38
が設けられている。なお、ゲート電極34,ソース及び
バックゲート電極36,ドレイン電極38それぞれには
図7に正方形または長方形で示す複数のコンタクトが設
けられている。
In FIG. 6 and FIG. 7, an N - type semiconductor substrate 2 is shown.
In order to obtain a high breakdown voltage, N-type regions 25 and 26 having a bar shape are formed in the P-type well 24 formed in the N-type region 2, and a N-type region having a bar shape serving as a source of the MOS transistor 14 is formed in the N-type region 25. A type region 27 (having a higher impurity concentration than the N-type regions 25 and 26) is formed, and an N-type region 28 (having a higher impurity concentration than the N-type regions 25 and 26) serving as a drain is formed in the N-type region 26. A P-type region 30 serving as a back gate is formed adjacent to the N-type region 27. A gate oxide film 32 is formed on the P-type well 24 between the N-type regions 25 and 26, a gate electrode 34 is provided on the gate oxide film 32, and the N-type region 27 and the P-type The source and back gate electrodes 3 are formed above the region 30.
6 is provided, and a drain electrode 38 is provided above the N-type region 28.
Is provided. The gate electrode 34, the source / back gate electrode 36, and the drain electrode 38 are each provided with a plurality of contacts shown in FIG.

【0005】ここで、P型ウエル24内にはN型領域2
8をコレクタとし、P型ウエル24をベースとしP型ウ
エル24の拡散抵抗をベース抵抗としてバックゲートの
P型領域30に接続され、N型領域27をエミッタとす
る寄生npnトランジスタが形成されることになる。こ
のため、外部端子12に正極性の静電気が印加される
と、寄生npnトランジスタがブレークダウンして外部
端子12から寄生npnトランジスタのコレクタ、エミ
ッタを通して接地レベルの電源端子16にサージ電流が
流れ、半導体装置に形成されている内部回路18を静電
気から保護する。ここで、P型ウエル24とN型領域2
7,28との間にN型領域25,26を設けることによ
り、PN接合の逆方向の耐圧を上げている。
Here, the N-type region 2 is provided in the P-type well 24.
A parasitic npn transistor having a collector 8, a P-type well 24 as a base, a diffusion resistance of the P-type well 24 as a base resistance, a connection to a P-type region 30 of a back gate, and an N-type region 27 as an emitter is formed. become. For this reason, when positive static electricity is applied to the external terminal 12, the parasitic npn transistor breaks down and a surge current flows from the external terminal 12 to the power supply terminal 16 at the ground level through the collector and the emitter of the parasitic npn transistor. The internal circuit 18 formed in the device is protected from static electricity. Here, the P-type well 24 and the N-type region 2
By providing the N-type regions 25 and 26 between the PN junctions 7 and 28, the breakdown voltage in the reverse direction of the PN junction is increased.

【0006】図8は、従来の半導体装置の静電保護回路
の他の一例の等価回路図、図9,図10はその断面構造
図,平面構成図それぞれを示す。図8において、半導体
装置10の外部端子12には、静電保護回路としてダイ
オード15が設けられている。ダイオード15のカソー
ドは半導体装置10の外部端子12に接続され、ダイオ
ード15のアノードは半導体装置10の接地レベルの電
源端子16に接続されている。また、外部端子12は電
流制限用の抵抗R1を介して内部回路18に接続され、
半導体装置10の接地レベルの電源端子16及び電源端
子20それぞれは内部回路18に接続されている。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of another example of a conventional electrostatic protection circuit of a semiconductor device, and FIGS. 9 and 10 are a sectional view and a plan view, respectively. 8, a diode 15 is provided at an external terminal 12 of the semiconductor device 10 as an electrostatic protection circuit. The cathode of the diode 15 is connected to the external terminal 12 of the semiconductor device 10, and the anode of the diode 15 is connected to the ground-level power supply terminal 16 of the semiconductor device 10. The external terminal 12 is connected to an internal circuit 18 via a current limiting resistor R1.
Each of the power supply terminals 16 and 20 at the ground level of the semiconductor device 10 is connected to the internal circuit 18.

【0007】図9,図10において、N型半導体基板
22にはダイオード15のアノードとなるP型領域40
が形成され、また、ダイオード15のカソードとなるN
型領域42が形成されている。P型領域40の上部には
アノード電極41が形成され、N型領域42の上部には
カソード電極43が形成されている。なお、アノード電
極41,カソード電極43それぞれには図7に正方形ま
たは長方形で示す複数のコンタクトが設けられている。
In FIG. 9 and FIG. 10, a N - type semiconductor substrate 22 has a P-type region 40 serving as an anode of the diode 15.
Is formed, and N serves as a cathode of the diode 15.
A mold region 42 is formed. An anode 41 is formed above the P-type region 40, and a cathode 43 is formed above the N-type region 42. The anode electrode 41 and the cathode electrode 43 are provided with a plurality of contacts shown in a square or a rectangle in FIG.

【0008】ここで、外部端子12に正極性の静電気が
印加されると、P型領域40とN型領域42間のPN接
合に逆方向のサージ電流が流れ、半導体装置に形成され
ている内部回路18を静電気から保護する。ここで、P
型領域40とN型領域42間にN型半導体基板22が
存在するため、PN接合の逆方向電圧に対する耐圧を上
げている。
Here, when positive static electricity is applied to the external terminal 12, a surge current in the reverse direction flows through the PN junction between the P-type region 40 and the N-type region 42, and an internal surge formed in the semiconductor device is formed. Protect circuit 18 from static electricity. Where P
Since the N type semiconductor substrate 22 exists between the mold region 40 and the N type region 42, the breakdown voltage against the reverse voltage of the PN junction is increased.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の図5に示す静電
保護回路では、MOSトランジスタ14自体の耐圧が高
いため、P型ウエル24とN型領域25,26との間の
PN接合部における発熱が大きくなるので、上記耐圧を
上げるためにはMOSトランジスタ14のサイズを大き
くしなければならず、静電保護回路を構成する面積が大
きくなるという問題があった。
In the conventional electrostatic protection circuit shown in FIG. 5, since the MOS transistor 14 itself has a high withstand voltage, the MOS transistor 14 itself has a high withstand voltage, so that the PN junction between the P-type well 24 and the N-type regions 25 and 26 is formed. Since heat generation increases, the size of the MOS transistor 14 must be increased in order to increase the breakdown voltage, and there is a problem that the area of the electrostatic protection circuit increases.

【0010】従来の図8に示す静電保護回路でも、図5
と同様に、ダイオード15自体の耐圧が高いため、P型
領域40とN型半導体基板22との間のPN接合部に
おける発熱が大きくなるので、上記耐圧を上げるために
はダイオード15のサイズを大きくしなければならず、
静電保護回路を構成する面積が大きくなるという問題が
あった。
In the conventional electrostatic protection circuit shown in FIG.
Similarly to the above, since the withstand voltage of the diode 15 itself is high, the heat generation at the PN junction between the P-type region 40 and the N -type semiconductor substrate 22 increases, so that the size of the diode 15 is increased in order to increase the withstand voltage. Must be bigger,
There is a problem that the area constituting the electrostatic protection circuit becomes large.

【0011】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、耐圧を確保すると共に、回路を構成する面積の増大
を抑えることのできる半導体装置の静電保護回路を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an electrostatic protection circuit for a semiconductor device which can ensure a withstand voltage and suppress an increase in the area of a circuit. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、半導体装置の外部端子と電源端子との間に設けられ
前記外部端子に入来する静電気により前記半導体装置の
内部回路が破壊されないよう保護する半導体装置の静電
保護回路において、前記静電保護回路を、前記外部端子
(52)と電源端子(56)との間に互いのドレインと
ソースを接続して立て積み接続された複数のMOSトラ
ンジスタ(54,55)で構成する。
According to the first aspect of the present invention, an internal circuit of the semiconductor device is not destroyed by static electricity which is provided between an external terminal and a power supply terminal of the semiconductor device and which enters the external terminal. In the electrostatic protection circuit of a semiconductor device to be protected, a plurality of the electrostatic protection circuits are stacked and connected between the external terminal (52) and the power supply terminal (56) by connecting their drains and sources to each other. MOS transistors (54, 55).

【0013】このように、外部端子(52)と電源端子
(56)との間に互いのドレインとソースを接続して立
て積み接続された複数のMOSトランジスタ(54,5
5)で構成したため、外部端子(52)に印加される静
電気の電圧は複数のMOSトランジスタ(54,55)
で分圧され、各MOSトランジスタのPN接合の逆方向
の耐圧を従来より低くでき、1つ当たりのMOSトラン
ジスタの構成面積を小さくでき、全体として静電保護回
路の面積を従来より小さくすることができる。請求項2
に記載の発明は、請求項1記載の半導体装置の静電保護
回路において、前記静電保護回路は、ドレインを外部端
子に接続されゲートとソースを共通接続された第1のN
チャネルMOSトランジスタと、ドレインを前記第1の
NチャネルMOSトランジスタのゲートとソースに共通
接続され、ゲートとソースを前記電源端子に共通接続さ
れた第2のNチャネルMOSトランジスタとよりなる。
As described above, a plurality of MOS transistors (54, 5) connected in a stack between the external terminal (52) and the power supply terminal (56) by connecting their drains and sources to each other.
5), the voltage of the static electricity applied to the external terminal (52) is reduced by a plurality of MOS transistors (54, 55).
, The breakdown voltage in the reverse direction of the PN junction of each MOS transistor can be made lower than before, the configuration area of each MOS transistor can be made smaller, and the area of the electrostatic protection circuit as a whole can be made smaller than before. it can. Claim 2
The invention according to claim 1, wherein in the electrostatic protection circuit of the semiconductor device according to claim 1, the electrostatic protection circuit has a drain connected to an external terminal and a gate connected to a source commonly.
A channel MOS transistor and a second N-channel MOS transistor having a drain commonly connected to a gate and a source of the first N-channel MOS transistor, and a gate and a source commonly connected to the power supply terminal.

【0014】このように、静電保護回路は、第1のNチ
ャネルMOSトランジスタ(54)と、第2のNチャネ
ルMOSトランジスタ(55)とよりなるため、外部端
子(52)に印加される静電気の電圧は各MOSトラン
ジスタ(54,55)で分圧され、各MOSトランジス
タ(54,55)のPN接合の逆方向の耐圧を従来より
低くでき、1つ当たりのMOSトランジスタの構成面積
を小さくでき、全体として静電保護回路の面積を従来よ
り小さくすることができる。
As described above, since the electrostatic protection circuit includes the first N-channel MOS transistor (54) and the second N-channel MOS transistor (55), the electrostatic protection circuit is applied to the external terminal (52). Is divided by the MOS transistors (54, 55), the breakdown voltage in the reverse direction of the PN junction of each MOS transistor (54, 55) can be made lower than before, and the configuration area of each MOS transistor can be reduced. As a whole, the area of the electrostatic protection circuit can be made smaller than before.

【0015】請求項3に記載の発明は、請求項1記載の
半導体装置の静電保護回路において、前記静電保護回路
は、ドレインを外部端子に接続されゲートとソースを共
通接続された第1のNチャネルMOSトランジスタ(5
4)と、ドレインを前記第1のNチャネルMOSトラン
ジスタのゲートとソースに共通接続され、ゲートとソー
スを共通接続された第2のNチャネルMOSトランジス
タ(55)と、ドレインを前記第2のNチャネルMOS
トランジスタのゲートとソースに共通接続され、ゲート
とソースを前記電源端子に共通接続された第3のNチャ
ネルMOSトランジスタ(57)とよりなる。
According to a third aspect of the present invention, in the electrostatic protection circuit of the semiconductor device according to the first aspect, the first electrostatic protection circuit has a drain connected to an external terminal and a gate and a source commonly connected. N channel MOS transistor (5
4), a second N-channel MOS transistor (55) having a drain commonly connected to the gate and source of the first N-channel MOS transistor, and a gate and source commonly connected, and a drain connected to the second N-channel MOS transistor. Channel MOS
A third N-channel MOS transistor (57) commonly connected to the gate and source of the transistor, and having the gate and source commonly connected to the power supply terminal.

【0016】このように、静電保護回路は、第1のNチ
ャネルMOSトランジスタ(54)と、第2のNチャネ
ルMOSトランジスタ(55)と、第3のNチャネルM
OSトランジスタ(57)とよりなるため、静電保護回
路の耐圧を更に高くすることができる。
As described above, the electrostatic protection circuit includes the first N-channel MOS transistor (54), the second N-channel MOS transistor (55), and the third N-channel M transistor.
With the OS transistor (57), the withstand voltage of the electrostatic protection circuit can be further increased.

【0017】なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容
易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示
の態様に限定されるものではない。
Note that the reference numerals in the parentheses are provided for easy understanding, are merely examples, and are not limited to the illustrated embodiment.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の半導体装置の静
電保護回路の第1実施例の等価回路図、図2,図3はそ
の断面構造図,平面構成図それぞれを示す。図1におい
て、半導体装置50の外部端子52には、静電保護回路
としてNチャネルMOSトランジスタ54,55が設け
られている。MOSトランジスタ54のドレインは、半
導体装置50の高耐圧を必要とする外部端子52に接続
され、MOSトランジスタ54のゲートとソース及びバ
ックゲートは共通にMOSトランジスタ55のドレイン
に接続され、MOSトランジスタ55のゲートとソース
及びバックゲートは共通に半導体装置50の接地レベル
の電源端子56に接続され、MOSトランジスタ54,
55は互いのドレインとソースを接続して立て積み接続
されている。また、外部端子52は電流制限用の抵抗R
5を介して内部回路58に接続され、半導体装置50の
接地レベルの電源端子56及び電圧VDDの電源端子6
0それぞれは内部回路58に接続されている。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a first embodiment of an electrostatic protection circuit for a semiconductor device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are a sectional view and a plan view, respectively. In FIG. 1, N-channel MOS transistors 54 and 55 are provided at an external terminal 52 of a semiconductor device 50 as an electrostatic protection circuit. The drain of the MOS transistor 54 is connected to the external terminal 52 of the semiconductor device 50 which requires a high withstand voltage. The gate, source and back gate of the MOS transistor 54 are commonly connected to the drain of the MOS transistor 55. The gate, the source, and the back gate are commonly connected to a ground-level power supply terminal 56 of the semiconductor device 50, and the MOS transistor 54,
Numerals 55 are stacked and connected by connecting their drains and sources. The external terminal 52 is connected to a current limiting resistor R.
5 and a power supply terminal 56 of the ground level of the semiconductor device 50 and a power supply terminal 6 of the voltage VDD.
0 are connected to the internal circuit 58.

【0019】図2,図3において、N型半導体基板6
2にはP型ウエル64,84が形成され、P型ウエル6
4内にMOSトランジスタ54のソースとなる平面形状
が棒状のN型領域66とドレインとなるN型領域68が
形成され、N型領域66に隣接してバックゲートとなる
P型領域70とが形成されている。N型領域66,68
間のP型ウエル64の上部には平面形状がコ字状のゲー
ト酸化膜72が形成され、このゲート酸化膜72の上部
にゲート電極74が設けられており、また、N型領域6
6及びP型領域70の上部にソース及びバックゲート電
極76が設けられ、N型領域68の上部にドレイン電極
78が設けられている。
[0019] In FIGS. 2 and 3, N - -type semiconductor substrate 6
2, P-type wells 64 and 84 are formed, and a P-type well 6 is formed.
An N-type region 66 having a rod-like planar shape as a source of the MOS transistor 54 and an N-type region 68 as a drain are formed in the MOS transistor 54, and a P-type region 70 as a back gate is formed adjacent to the N-type region 66. Have been. N-type regions 66, 68
A gate oxide film 72 having a U-shape in plan view is formed above the P-type well 64 therebetween, and a gate electrode 74 is provided above the gate oxide film 72.
The source and back gate electrodes 76 are provided above the P-type region 6 and the P-type region 70, and the drain electrode 78 is provided above the N-type region 68.

【0020】また、N型半導体基板62には形成され
たP型ウエル84内にMOSトランジスタ55のソース
となる平面形状が棒状のN型領域86とドレインとなる
N型領域88が形成され、N型領域86に隣接してバッ
クゲートとなるP型領域90とが形成されている。N型
領域86,88間のP型ウエル84の上部には平面形状
がコ字状のゲート酸化膜92が形成され、このゲート酸
化膜92の上部にゲート電極94が設けられており、ま
た、N型領域86及びP型領域90の上部にソース及び
バックゲート電極96が設けられ、N型領域88の上部
にドレイン電極98が設けられている。
In the N - type semiconductor substrate 62, an N-type region 86 having a rod-like planar shape as a source of the MOS transistor 55 and an N-type region 88 as a drain are formed in a P-type well 84 formed in the N - type semiconductor substrate 62. A P-type region 90 serving as a back gate is formed adjacent to the N-type region 86. A U-shaped gate oxide film 92 is formed on the P-type well 84 between the N-type regions 86 and 88, and a gate electrode 94 is provided on the gate oxide film 92. A source and back gate electrode 96 is provided above the N-type region 86 and the P-type region 90, and a drain electrode 98 is provided above the N-type region 88.

【0021】なお、ゲート電極74,94,ソース及び
バックゲート電極76,96,ドレイン電極78,98
それぞれには図3に正方形または長方形で示す複数のコ
ンタクトが設けられている。各電極74,76,78,
94,96,98それぞれの上に設けられたコンタクト
は、電極毎に配線等に従いどのコンタクトを選択しても
良い。
The gate electrodes 74 and 94, the source and back gate electrodes 76 and 96, and the drain electrodes 78 and 98
Each is provided with a plurality of contacts, shown as squares or rectangles in FIG. Each electrode 74, 76, 78,
Any of the contacts provided on each of the electrodes 94, 96, 98 may be selected according to the wiring or the like for each electrode.

【0022】上記のMOSトランジスタ54,55それ
ぞれは、P型ウエル64,84とN型領域66,88と
の間にN型領域を持たない通常タイプ(高耐圧ではな
い)のものであり、MOSトランジスタ54のドレイン
電極78を配線100により外部端子52に接続し、M
OSトランジスタ54のゲート電極74とソース及びバ
ックゲート電極76とを配線102で共通に接続し、か
つ配線104でMOSトランジスタ55のドレイン電極
98に接続し、MOSトランジスタ55のゲート電極9
4とソース及びバックゲート電極96とを配線106で
共通に接地レベルの電源端子56に接続している。
Each of the MOS transistors 54 and 55 is of a normal type (not high withstand voltage) having no N-type region between the P-type wells 64 and 84 and the N-type regions 66 and 88. The drain electrode 78 of the transistor 54 is connected to the external terminal 52 by a wiring 100,
The gate electrode 74 of the OS transistor 54 and the source and back gate electrodes 76 are commonly connected by a wiring 102, and connected to the drain electrode 98 of the MOS transistor 55 by a wiring 104, and the gate electrode 9 of the MOS transistor 55
4 and the source and back gate electrodes 96 are commonly connected to the power supply terminal 56 at the ground level by the wiring 106.

【0023】ここで、P型ウエル64内にはN型領域6
8をコレクタとし、P型ウエル64をベースとしP型ウ
エル64の拡散抵抗をベース抵抗としてバックゲートの
P型領域70に接続され、N型領域66をエミッタとす
る寄生npnトランジスタが形成され、同様にP型ウエ
ル84内にはN型領域88をコレクタとし、P型ウエル
84をベースとしP型ウエル84の拡散抵抗をベース抵
抗としてバックゲートのP型領域90に接続され、N型
領域86をエミッタとする寄生npnトランジスタが形
成されることになる。
Here, the N-type region 6 is provided in the P-type well 64.
A parasitic npn transistor having a collector 8, a P-type well 64 as a base, a diffusion resistance of the P-type well 64 as a base resistance, a connection to a P-type region 70 of a back gate, and an N-type region 66 as an emitter is formed. In the P-type well 84, the N-type region 88 is used as a collector, the P-type well 84 is used as a base, the diffusion resistance of the P-type well 84 is used as a base resistance, and the N-type region 86 is connected to the back gate. A parasitic npn transistor serving as an emitter is formed.

【0024】外部端子52に正極性の静電気が印加され
ると、この静電気の電圧はMOSトランジスタ54,5
5で分圧され、MOSトランジスタ54,55それぞれ
の寄生npnトランジスタがオンして外部端子52から
寄生npnトランジスタのコレクタ、エミッタを通して
接地レベルの電源端子56にサージ電流が流れ、半導体
装置に形成されている内部回路58を静電気から保護す
る。
When positive static electricity is applied to the external terminal 52, the voltage of this static electricity is applied to the MOS transistors 54, 5
5, the parasitic npn transistors of the MOS transistors 54 and 55 are turned on, and a surge current flows from the external terminal 52 to the power supply terminal 56 at the ground level through the collector and the emitter of the parasitic npn transistor. The internal circuit 58 is protected from static electricity.

【0025】ここで、静電気の電圧はMOSトランジス
タ54,55で分圧されるため、MOSトランジスタ5
4のP型ウエル64とN型領域66,68との間のPN
接合の逆方向の耐圧、及びMOSトランジスタ55のP
型ウエル84とN型領域86,88との間のPN接合の
逆方向の耐圧は従来の1/2で済む。このため、図7に
示す従来回路を構成する面積に対してMOSトランジス
タ54,55の1つ当たり面積は1/2以下にでき、全
体として静電保護回路の面積を従来より小さくすること
ができる。
Here, since the voltage of the static electricity is divided by the MOS transistors 54 and 55, the MOS transistor 5
4 between the P-type well 64 and the N-type regions 66 and 68
The reverse breakdown voltage of the junction and the P of the MOS transistor 55
The withstand voltage in the reverse direction of the PN junction between the mold well 84 and the N-type regions 86 and 88 can be reduced to half of that in the related art. Therefore, the area per one of the MOS transistors 54 and 55 can be reduced to half or less of the area constituting the conventional circuit shown in FIG. 7, and the area of the electrostatic protection circuit can be reduced as a whole as compared with the conventional circuit. .

【0026】図4は、本発明の半導体装置の静電保護回
路の第2実施例の等価回路図を示す。図4において、半
導体装置50の外部端子52には、静電保護回路として
NチャネルMOSトランジスタ54,55,57が設け
られている。MOSトランジスタ54のドレインは、半
導体装置50の高耐圧を必要とする外部端子52に接続
され、MOSトランジスタ54のゲートとソース及びバ
ックゲートは共通にMOSトランジスタ55のドレイン
に接続され、MOSトランジスタ55のゲートとソース
及びバックゲートは共通にMOSトランジスタ57のド
レインに接続され、MOSトランジスタ57のゲートと
ソース及びバックゲートは共通に半導体装置50の接地
レベルの電源端子56に接続され、MOSトランジスタ
54,55,57は互いのドレインとソースを接続して
立て積み接続されている。また、外部端子52は電流制
限用の抵抗R5を介して内部回路58に接続され、半導
体装置50の接地レベルの電源端子56及び電源端子6
0それぞれは内部回路58に接続されている。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a second embodiment of the electrostatic protection circuit of the semiconductor device according to the present invention. In FIG. 4, N-channel MOS transistors 54, 55, and 57 are provided at an external terminal 52 of the semiconductor device 50 as an electrostatic protection circuit. The drain of the MOS transistor 54 is connected to the external terminal 52 of the semiconductor device 50 which requires a high withstand voltage. The gate, source and back gate of the MOS transistor 54 are commonly connected to the drain of the MOS transistor 55. The gate, source and back gate are commonly connected to the drain of the MOS transistor 57, and the gate, source and back gate of the MOS transistor 57 are commonly connected to the ground level power supply terminal 56 of the semiconductor device 50, and the MOS transistors 54 and 55 , 57 are connected vertically by connecting their drains and sources. The external terminal 52 is connected to the internal circuit 58 via a current limiting resistor R5, and is connected to the ground level power supply terminal 56 and the power supply terminal 6 of the semiconductor device 50.
0 are connected to the internal circuit 58.

【0027】この実施例では、静電気の電圧はMOSト
ランジスタ54,55,57で分圧されるため、外部端
子52の耐圧を図1の実施例の1.5倍にすることがで
きる。このように、外部端子と接地レベルの電源端子と
の間に直列接続するMOSトランジスタの段数を増加さ
せることにより、この外部端子に必要とされる耐圧を自
由に選定することができる。
In this embodiment, since the voltage of the static electricity is divided by the MOS transistors 54, 55 and 57, the withstand voltage of the external terminal 52 can be 1.5 times that of the embodiment of FIG. As described above, by increasing the number of stages of MOS transistors connected in series between the external terminal and the power supply terminal at the ground level, the withstand voltage required for the external terminal can be freely selected.

【0028】[0028]

【発明の効果】上述の如く、外部端子と電源端子との間
に互いのドレインとソースを接続して立て積み接続され
た複数のMOSトランジスタで構成したため、外部端子
に印加される静電気の電圧は複数のMOSトランジスタ
で分圧され、各MOSトランジスタのPN接合の逆方向
の耐圧を従来より低くでき、1つ当たりのMOSトラン
ジスタの構成面積を小さくでき、全体として静電保護回
路の面積を従来より小さくすることができる。
As described above, since the drain and the source are connected between the external terminal and the power supply terminal and the MOS transistors are stacked and connected, the voltage of the static electricity applied to the external terminal is reduced. The voltage is divided by a plurality of MOS transistors, the breakdown voltage in the reverse direction of the PN junction of each MOS transistor can be made lower than before, the configuration area of each MOS transistor can be made smaller, and the area of the electrostatic protection circuit as a whole becomes larger than before Can be smaller.

【0029】請求項2に記載の発明は、静電保護回路
は、第1のNチャネルMOSトランジスタと、第2のN
チャネルMOSトランジスタとよりなるため、外部端子
に印加される静電気の電圧は各MOSトランジスタで分
圧され、各MOSトランジスタのPN接合の逆方向の耐
圧を従来より低くでき、1つ当たりのMOSトランジス
タの構成面積を小さくでき、全体として静電保護回路の
面積を従来より小さくすることができる。
According to a second aspect of the present invention, the electrostatic protection circuit comprises a first N-channel MOS transistor and a second N-channel MOS transistor.
Since it is composed of a channel MOS transistor, the voltage of the static electricity applied to the external terminal is divided by each MOS transistor, so that the reverse breakdown voltage of the PN junction of each MOS transistor can be made lower than that of the conventional MOS transistor. The configuration area can be reduced, and the area of the electrostatic protection circuit can be reduced as a whole as compared with the related art.

【0030】請求項3に記載の発明は、静電保護回路
は、第1のNチャネルMOSトランジスタと、第2のN
チャネルMOSトランジスタと、第3のNチャネルMO
Sトランジスタとよりなるため、静電保護回路の耐圧を
更に高くすることができる。
According to a third aspect of the present invention, the electrostatic protection circuit comprises a first N-channel MOS transistor and a second N-channel MOS transistor.
Channel MOS transistor and third N-channel MO
With the S transistor, the withstand voltage of the electrostatic protection circuit can be further increased.

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

【図1】本発明の半導体装置の静電保護回路の第1実施
例の等価回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a first embodiment of an electrostatic protection circuit of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の静電保護回路の第1実施
例の断面構成図である。
FIG. 2 is a sectional configuration diagram of a first embodiment of the electrostatic protection circuit of the semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の静電保護回路の第1実施
例の平面構成図である。
FIG. 3 is a plan view of a first embodiment of the electrostatic protection circuit of the semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の静電保護回路の第2実施
例の等価回路図である。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a second embodiment of the electrostatic protection circuit of the semiconductor device according to the present invention.

【図5】従来の半導体装置の静電保護回路の一例の等価
回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of an example of a conventional electrostatic protection circuit of a semiconductor device.

【図6】従来の半導体装置の静電保護回路の一例の断面
構造図である。
FIG. 6 is a sectional structural view of an example of a conventional electrostatic protection circuit of a semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置の静電保護回路の一例の平面
構成図である。
FIG. 7 is a plan view showing an example of a conventional electrostatic protection circuit of a semiconductor device.

【図8】従来の半導体装置の静電保護回路の他の一例の
等価回路図である。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of another example of the electrostatic protection circuit of the conventional semiconductor device.

【図9】従来の半導体装置の静電保護回路の他の一例の
断面構造図である。
FIG. 9 is a sectional structural view of another example of the electrostatic protection circuit of the conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置の静電保護回路の他の一例
の平面構成図である。
FIG. 10 is a plan view showing another example of a conventional electrostatic protection circuit of a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 半導体装置 52 外部端子 54,55 NチャネルMOSトランジスタ 58 内部回路 64,84 P型ウエル 66,68,86,88 N型領域 70,90 P型領域 72,92 ゲート酸化膜 74,94 ゲート電極 76,96 ソース及びバックゲート電極 78,98 ドレイン電極 Reference Signs List 50 semiconductor device 52 external terminal 54, 55 N-channel MOS transistor 58 internal circuit 64, 84 P-type well 66, 68, 86, 88 N-type region 70, 90 P-type region 72, 92 Gate oxide film 74, 94 Gate electrode 76 , 96 Source and back gate electrodes 78, 98 Drain electrodes

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置の外部端子と電源端子との間
に設けられ前記外部端子に入来する静電気により前記半
導体装置の内部回路が破壊されないよう保護する半導体
装置の静電保護回路において、 前記静電保護回路を、前記外部端子と電源端子との間に
互いのドレインとソースを接続して立て積み接続された
複数のMOSトランジスタで構成することを特徴とする
半導体装置の静電保護回路。
1. An electrostatic protection circuit for a semiconductor device, which is provided between an external terminal and a power supply terminal of the semiconductor device and protects an internal circuit of the semiconductor device from being damaged by static electricity entering the external terminal. An electrostatic protection circuit for a semiconductor device, comprising: a plurality of MOS transistors stacked and connected by connecting a drain and a source between the external terminal and a power supply terminal.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の静電保護回
路において、 前記静電保護回路は、ドレインを外部端子に接続されゲ
ートとソースを共通接続された第1のNチャネルMOS
トランジスタと、 ドレインを前記第1のNチャネルMOSトランジスタの
ゲートとソースに共通接続され、ゲートとソースを前記
電源端子に共通接続された第2のNチャネルMOSトラ
ンジスタとよりなることを特徴とする半導体装置の静電
保護回路。
2. The electrostatic protection circuit of a semiconductor device according to claim 1, wherein said electrostatic protection circuit has a first N-channel MOS having a drain connected to an external terminal and a gate and a source commonly connected.
A semiconductor comprising: a transistor; and a second N-channel MOS transistor having a drain commonly connected to a gate and a source of the first N-channel MOS transistor, and a gate and a source commonly connected to the power supply terminal. Equipment electrostatic protection circuit.
【請求項3】 請求項1記載の半導体装置の静電保護回
路において、 前記静電保護回路は、ドレインを外部端子に接続されゲ
ートとソースを共通接続された第1のNチャネルMOS
トランジスタと、 ドレインを前記第1のNチャネルMOSトランジスタの
ゲートとソースに共通接続され、ゲートとソースを共通
接続された第2のNチャネルMOSトランジスタと、 ドレインを前記第2のNチャネルMOSトランジスタの
ゲートとソースに共通接続され、ゲートとソースを前記
電源端子に共通接続された第3のNチャネルMOSトラ
ンジスタとよりなることを特徴とする半導体装置の静電
保護回路。
3. The static electricity protection circuit according to claim 1, wherein said static electricity protection circuit has a drain connected to an external terminal and a gate and a source connected in common.
A transistor, a drain commonly connected to the gate and the source of the first N-channel MOS transistor, and a gate and a source commonly connected to each other; a drain connected to the second N-channel MOS transistor; An electrostatic protection circuit for a semiconductor device, comprising: a third N-channel MOS transistor commonly connected to a gate and a source; and a gate and a source commonly connected to the power supply terminal.
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