JP2006040923A - ESD protection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコン制御整流器(SCR)をもつ静電気防止装置においてトリガー電圧、スナップバック電圧を制御する回路構造を備えた静電気破壊防止装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic breakdown preventing device having a circuit structure for controlling a trigger voltage and a snapback voltage in an electrostatic preventing device having a silicon controlled rectifier (SCR).
従来のシリコン制御整流器(SCR)の静電気防止装置では、特許文献1に示されるような回路が提案されている。 A conventional silicon controlled rectifier (SCR) antistatic device has proposed a circuit as shown in Patent Document 1.
以下、ここでは一般的なシリコン制御整流器(SCR)構成を用いて従来技術を説明する。図2に従来のシリコン制御整流器の構成図を示す。図2において1、2は寄生のウェル抵抗R1、R2であり、3,4は寄生のトランジスタQ1、Q2である。Q1のコレクタとQ2のベースとR1が接続されており、Q1のベースとQ2のコレクタとR2が接続されている。以上のように構成されたシリコン制御整流器(SCR)において、以下その動作を説明する。電源供給時ではR1、R2の電圧降下が、Q1、Q2の閾値以下であるが、静電気を印加されるとR1、R2の電圧降下がQ1、Q2の閾値を越えてQ1、Q2はオン状態となりラッチアップ状態に移行して静電気を外部のパッドに逃して集積回路を静電気から保護する。
上記従来構成では、R1、R2の抵抗値、Q1、Q2のHfeは製造段階で決定されるパラミタであり、パラミタによって決定されるトリガー電圧、スナップバック電圧は電源供給時と供給されていない時でも一定であり、集積回路の保護のためトリガー電圧を低く設定するとラッチアップの危険性があり、高く設定するとラッチアップは起こらないが集積回路を損傷することがあるという欠点を有していた。 In the above-described conventional configuration, the resistance values of R1 and R2, and Hfe of Q1 and Q2 are parameters determined at the manufacturing stage, and the trigger voltage and snapback voltage determined by the parameters are supplied and not supplied. If the trigger voltage is set low to protect the integrated circuit, there is a risk of latch-up. If the trigger voltage is set high, latch-up does not occur but the integrated circuit may be damaged.
本発明は上記課題を解決するもので電源供給時と供給されていない時とでトリガー電圧、スナップバック電圧を変えることができるシリコン制御整流器(SCR)を提案することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a silicon controlled rectifier (SCR) that can change a trigger voltage and a snapback voltage between when power is supplied and when power is not supplied.
この目的を達成するために本発明の静電気破壊防止装置は、抵抗値を制御するトランジスタを備えている。トランジスタの制御端子に電源の供給を行い電源供給時と供給されていない時で抵抗値を制御する構成とする。この構成によって、シリコン制御整流器(SCR)のトリガー電圧、スナップバック電圧を電源供給時と供給されていない時で変化させることによりラッチアップを防止して且つ集積回路を静電気から効果的に保護を可能とすることができる。 In order to achieve this object, the electrostatic breakdown preventing device of the present invention includes a transistor for controlling a resistance value. The resistance value is controlled when power is supplied to the control terminal of the transistor and when the power is not supplied. With this configuration, the trigger voltage and snapback voltage of the silicon controlled rectifier (SCR) can be changed between when power is supplied and when it is not supplied, thereby preventing latch-up and effectively protecting the integrated circuit from static electricity. It can be.
本発明はシリコン制御整流器(SCR)の静電気破壊防止装置においてラッチアップを防止しつつ静電気印加に対して集積回路を保護する事ができる。 The present invention can protect an integrated circuit against static electricity while preventing latch-up in an electrostatic breakdown prevention device of a silicon controlled rectifier (SCR).
以下本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1に本発明の静電気破壊防止装置の第1の構成を示す。図1において5はトランジスタQ3である。通常サイリスタ構造でのR2の部分にトランジスタQ3を挿入して、トランジスタQ3の制御部分を電源パッドに接続しており、なお3と4はトランジスタQ1、Q2、1は抵抗R1で、これらは従来例の構成と同じである回路を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first configuration of the electrostatic breakdown preventing apparatus of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a transistor Q3. In the normal thyristor structure, the transistor Q3 is inserted into the R2 portion, and the control portion of the transistor Q3 is connected to the power supply pad. The
以上のように構成された本実施形態の静電気破壊防止装置について以下その動作を説明する。図3は本実施形態における第1パッド16から第2パッド17に流れる電流を示した特性図であり、トリガー電圧6とスナップバック電圧7の関係を示している。電源供給がされている時にサージ印加などによってトリガー電圧を越えるとサイリスタ構造がオンして、図3で示すようにスナップバック現象が発生する。スナップバック電圧より高い電圧が印加されている時は、シリコン制御整流器(SCR)はラッチアップ状態になる。電源供給時ではスナップバック電圧を動作電源電圧よりも高い電圧にしておかないと、電源電圧でラッチアップを起こして半導体回路を破壊するが、電源を供給していない時はスナップバック電圧を低く設定して、効果的にサージを逃がす必要がある。スナップバック電圧を電源電圧以上に設定するようにサイリスタのパラミタを設定すると、ラッチアップ現象が発生しない。また電源が供給されていない時には、トランジスタQ3の制御端子はフローティングになるので入出力端子間では高抵抗となっておりその電圧降下は大きくなって、トランジスタQ2の閾値を越えやすい。このことによりトリガー電圧とスナップバック電圧は電源が供給されている時に比べて低下する。
The operation of the electrostatic breakdown preventing apparatus of the present embodiment configured as described above will be described below. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the current flowing from the
従って図1の実施形態において静電気破壊防止装置はトランジスタQ3の制御端子によって、電源が供給されている時はトリガー電圧とスナップバック電圧を高く設定してラッチアップを禁止し、一方電源が供給されていない時はトリガー電圧、スナップバック電圧が低くなり静電気を逃がす目的でシリコン制御整流器(SCR)をラッチアップさせる。 Therefore, in the embodiment of FIG. 1, the electrostatic breakdown prevention device uses the control terminal of the transistor Q3 to set the trigger voltage and snapback voltage high when power is supplied to inhibit latch-up, while the power is supplied. If not, the trigger voltage and snapback voltage are lowered and the silicon controlled rectifier (SCR) is latched up for the purpose of releasing static electricity.
(第2の実施形態)
図4は図1に示す実施形態における構造を小面積で実現するための一実施形態であり、以下その構造について説明する。図4は本実施形態の静電気破壊防止装置のレイアウト図である。本実施形態は第1導電型の半導体基板8内に第2導電型の第1ウェル9と、前記第1ウェル9内に第1導電型の第3ウェル11と隣接された第2導電型の第2ウェル10が形成されている。さらに第3ウェル11内に形成された第2導電型の第2不純物領域13及び第3不純物領域14を形成し第2不純物領域13と第3不純物領域14の間に制御ライン15を形成する。第2ウェル10内に形成された第1導電型の第1不純物領域12を形成し、前記第3不純物領域14と第3ウェル11と金属層によって連結され、第1不純物領域12と第2不純物領域13と制御ライン15がそれぞれコンタクトホールを通じて第2不純物領域13は第2パッド17、第1不純物領域14は第1パッド16、制御ライン15は第3パッド18に連結する。第2パッド17はVSS、第3パッド18はVCCに接続し、第1パッドを保護すべき回路のパッドに接続する。本実施形態においては、第1導電型はP導電型であり、第2導電型はN導電型である。以下、このように構成された本実施形態の静電気破壊防止装置の動作を説明する。本実施形態においては、バイポーラトランジスタ19、20でサイリスタ構造を形成する。バイポーラトランジスタ20のベースは、制御ラインに電源が印加されていない時には非常にインピーダンスが高くなっており、サージ印加などによって低い電圧で動作する。しかし、制御ラインに電源が印加されているとバイポーラトランジスタ20のベースは低インピーダンスとなり高い電圧でしか動作しない。トランジスタの特性の一つにスナップバック電圧があるが、ベース幅を適切な値にする事によってスナップバック電圧を動作電圧よりも高い電圧に設定する事によってラッチアップを防止すると共に、制御ラインに電源が印加されていない時には、トリガー電圧とスナップバック電圧は低下するので静電気を効果的に除去でき、第1の実施形態を小面積で実現できる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows an embodiment for realizing the structure in the embodiment shown in FIG. 1 with a small area, and the structure will be described below. FIG. 4 is a layout diagram of the electrostatic breakdown preventing apparatus of the present embodiment. In this embodiment, a second conductivity type first well 9 is provided in a first conductivity type semiconductor substrate 8, and a second conductivity type is adjacent to the first conductivity type
本発明の静電気破壊防止装置は集積回路保護として有用である。 The electrostatic breakdown preventing apparatus of the present invention is useful as an integrated circuit protection.
1 抵抗
2 抵抗
3 バイポーラNPNトランジスタ
4 バイポーラPNPトランジスタ
5 制御トランジスタ
6 トリガー電圧
7 スナップバック電圧
8 第1導電型の半導体基板
9 第2導電型の第1ウェル
10 第2導電型の第2ウェル
11 第1導電型の第3ウェル
12 第1導電型の第1不純物領域
13 第2導電型の第2不純物領域
14 第2導電型の第3不純物領域
15 制御ライン
16 第1パッド
17 第2パッド
18 第3パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resistance 2
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004214068A JP2006040923A (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | ESD protection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004214068A JP2006040923A (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | ESD protection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006040923A true JP2006040923A (en) | 2006-02-09 |
Family
ID=35905648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004214068A Pending JP2006040923A (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | ESD protection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006040923A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009046619A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nof Corp | Leather surface protective agent |
| US7777999B2 (en) | 2007-01-23 | 2010-08-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrostatic discharge (ESD) protection device |
-
2004
- 2004-07-22 JP JP2004214068A patent/JP2006040923A/en active Pending
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| US7777999B2 (en) | 2007-01-23 | 2010-08-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrostatic discharge (ESD) protection device |
| JP2009046619A (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Nof Corp | Leather surface protective agent |
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