JPH0336449B2 - - Google Patents

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JPH0336449B2
JPH0336449B2 JP59027325A JP2732584A JPH0336449B2 JP H0336449 B2 JPH0336449 B2 JP H0336449B2 JP 59027325 A JP59027325 A JP 59027325A JP 2732584 A JP2732584 A JP 2732584A JP H0336449 B2 JPH0336449 B2 JP H0336449B2
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JP
Japan
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circuit
resistor
input
pull
transistor
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JP59027325A
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Inventor
Takashi Matsui
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特にプ
ルアツプ回路またはプルダウン回路を有する入力
回路を備え、入力信号のしきい値レベルが該プル
アツプ回路またはプルダウン回路の電気的特性の
影響を受けないようにした半導体集積回路装置に
関する。
(技術の背景) 一般に、半導体集積回路装置(以下単にIC装
置と称する)の入力回路においては例えば入力端
子が開放状態となつた場合に内部回路に所定レベ
ルの電圧を与える等の目的でプルアツプ回路また
はプルダウン回路が設けられている。このような
入力回路にはさらに静電気等に対して回路を保護
するための保護回路が設けられている。入力回路
に付加されたこれらの付属回路はIC装置の内部
回路の本来の動作には不必要なものが多く、した
がつてこれらの付属回路がIC装置の内部回路の
本来の動作に影響を及ぼさないようにすると共に
IC装置の集積度を低下させることがないように
することが必要とされる。
(従来技術と問題点) 第1図は、従来形のIC装置に用いられている
入力回路を示す。同図において、Q1は内部回路
の入力トランジスタであり、rは入力保護抵抗、
Rは入力トランジスタQ1のゲートaと電源Vcc
との間に接続されたプルアツプ抵抗である。ま
た、AはIC装置の入力端子である。なお、プル
アツプ抵抗Rは例えば入力トランジスタQ1と同
様のMISトランジスタによつて構成される。
第1図の回路においては、入力保護抵抗rは
IC装置の入力端子Aに静電気による過電圧が印
加された場合および該入力端子Aが直接接地され
た場合等に入力トランジスタQ1およびプルアツ
プ抵抗R等を保護するものである。また、プルア
ツプ抵抗Rは入力端子Aが開放状態の場合にIC
装置の内部回路に所定の論理レベルの電圧を与
え、あるいはIC装置前段の回路の負荷回路とし
て作用するものである。
ところが、第1図の従来形の回路においては、
入力端子Aの電圧をVAとする入力トランジスタ
Q1のゲートaの電圧Vaは Va=VA+r/R+r(VCC−VA) となり、入力端子Aの電圧VAが電源電圧VCCより
小さい場合には常にゲート電圧Vaが入力電圧VA
より大きくなつてしまう。そして、電圧VaとVA
との電位差は電源電圧VCCの値に応じて変化す
る。このため、従来形の回路においては入力しき
い値電圧が電源電圧VCCおよび各抵抗R,rの値
に応じて変動しかつ入力信号が低ゲートの場合に
おける電圧マージンが少なくなりいわゆるVIL
性が悪化するという不都合があつた。
(発明の目的) 本発明の目的は、前述の従来形における問題点
に鑑み、IC装置の入力回路において、IC装置の
入力端子と内部回路の入力端子の間に入力保護抵
抗を接続すると共にIC装置の入力端子と電源ま
たはグランド間にプルアツプ回路またはプルダウ
ン回路を接続するという構想に基づき、電源電圧
等の影響によつてIC装置の入力電圧と内部回路
への入力電圧との間に電位差が生じることを防止
すると共に、電源電圧の影響により入力しきい値
電圧が変動することを防止して雑音等による内部
回路の電圧マージンの悪化を防止することにあ
る。
(発明の構成) そしてこの目的は、本発明によれば、入力端子
と入力トランジスタの信号入力用電極との間に接
続された第1の抵抗回路、および該入力端子と電
源間に接続されたプルアツプ用またはプルダウン
用の第2の抵抗回路を有する入力回路を半導体チ
ツプ内に具備する半導体集積回路装置を提供する
ことによつて達成される。
(発明の実施例) 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第2図は、本発明の1実施例に係わるIC装置に
用いられる入力回路を示す。同図の入力回路にお
いては、内部回路の入力トランジスタQ1のゲー
トaとIC装置の入力端子Aとの間に入力保護抵
抗rが接続されている点は第1図の回路と同じで
ある。第2図の回路が第1図の回路と異なる点
は、プルアツプ抵抗が例えばMISトランジスタに
よつて構成される抵抗Rとこの抵抗Rに直列接続
された保護抵抗r′とによつて構成されており、し
かもこのようなプルアツプ抵抗はトランジスタQ
1のゲートaではなくIC装置の入力端子Aと電
源VCCとの間に接続されている点である。ここ
で、低抗r′はMISトランジスタ等によつて構成さ
れる抵抗Rを保護するための抵抗であり、その抵
抗値は例えば入力保護抵抗rと同じ値にされる。
第2図の回路においては、IC装置の入力端子A
による例えば静電気による過電圧が印加された場
合にはプルアツプ抵抗Rおよび各保護抵抗r′,r
によつて入力トランジスタQ1等が保護され、入
力端子Aが例えばグランドに短絡された場合には
抵抗r′によつて抵抗Rの破壊が防止される。
そして、第2図の回路においては、通常動作時
等にIC装置の入力端子Aの電位VAと入力トラン
ジスタQ1のゲートaの電位Aaとが常に同一と
なり、電源VCCの変動および各抵抗R,r′,rの
大きさ等によつてトランジスタQ1のゲート電圧
Vaが影響を受けることはない。
第3図は、本発明の他の実施例に係わるIC装
置に用いられている入力回路の構成を示す。同図
の回路においては、第2図の回路におけるプルア
ツプ抵抗Rおよびr′がプルダウン抵抗として用い
られる。すなわち、第3図の回路においては、
MISトランジスタ等によつて構成される抵抗Rと
この抵抗Rを保護するための抵抗r′との直列回路
がプルダウン抵抗として入力端子Aとグランド間
に接続されている。その他の部分は第2図の回路
と同じであり同一参照符号で示されている。
第3図の回路においても、第2図の回路と同様
に抵抗rおよびr′によつて入力端子Aに静電気等
による過電圧等が印加された場合および入力端子
Aが例えば電源VCCと短絡された場合等にも入力
トランジスタQ1および抵抗Rの破壊が防止され
る。そして、第3図の回路においても入力保護抵
抗rとプルダウン回路における保護抵抗r′の抵抗
値は例えば同じ値とされる。なお、第3図の回路
においても入力端子Aの電位VAと入力トランジ
スタQ1のゲートaの電位Vaとが電源VCCあるい
は各抵抗R,r′,rの値等の影響を受けることな
く等しくなることは明らかである。
第4図は、第2図または第3図の入力回路の半
導体チツプ上における構造を示す。同図におい
て、1は入力端子Aのボンデイングパツドであ
り、例えばアルミニウム等の導電層によつて形成
されている。2および3は、それぞれ入力保護抵
抗rおよびプルアツプ回路またはプルダウン回路
の保護抵抗r′を形成する例えばN+型の拡散層で
あり、該拡散層は図示しない例えばP型の半導体
基板上に形成されている。4はボンデイングパツ
ド1と各抵抗2および3を形成するN+型拡散層
とを電気的に結合するためのメタルコンタクトホ
ールである。また、5および6はそれぞれ各抵抗
2および3とメタルコンタクトホール7および8
によつて電気的に接続されたアルミ配線層であ
る。
第4図の構成においては、各N+型拡散層2お
よび3がボンデイングパツド1をはさみ互いに隣
接することなく配置されているので、各拡散層2
および3の抵抗値rおよびr′の値が大幅に異なる
等の理由により各拡散層2および3の電位分布が
大幅に異なる場合等にも放電等の現象によつて静
電気耐量が低下することが少ない。
第5図は、第2図または第3図の入力回路の半
導体チツプ上における構造の他の例を示す。同図
において、11はボンデイングパツドでありアル
ミニウム等の導電層によつて形成されている。
12および13はそれぞれ入力保護抵抗rおよ
びプルアツプ回路またはプルダウン回路の保護抵
抗r′を形成するN+型拡散層であり、これらは例
えばP型半導体基板上に形成されている。14は
ボンデイングパツド11と各N+型拡散層12お
よび13の一端とを電気的に接続するためのメタ
ルコンタクトホールである。19はプルアツプ抵
抗またはプルダウン抵抗Rを形成するためのMIS
トランジスタである。このMISトランジスタ19
は、N+型拡散層20および21をそれぞれドレ
インおよびソースとしこれらの各N+型拡散層2
0および21の間のチヤンネル領域上に図示しな
い絶縁膜を介して形成された多結晶シリコン層2
2をゲートとして形成されている。そして、MIS
トランジスタ19の多結晶シリコン層22すなわ
ちゲートとN+型拡散層21すなわちソースとは、
アルミ配線層16によつてプルアツプ回路または
プルダウン回路の保護抵抗を形成するN+型拡散
層13と互いに接続されている。なお、18,2
3,24はこのような接続を行なうためのメタル
コンタクトホールである。なお、MISトランジス
タ19のドレインを構成するN+型拡散層20は
他のメタルコンタクトホール25を介して電源線
またはグランド線を構成するアルミ配線層26と
接続されている。
27は、IC装置の内部回路の入力トランジス
タであり、N+型拡散層28および29をそれぞ
れソースおよびドレインとし、これらの各N+
拡散層28および29の間のチヤンネル領域上に
図示しない絶縁膜を介して形成された多結晶シリ
コン層30をゲートとして形成されている。そし
て、該多結晶シリコン層30すなわちゲートは入
力保護抵抗を形成するN+型拡散層12とアルミ
配線層15およびメタルコンタクトホール17,
35によつて接続されている。また、N+型拡散
層28すなわちソースはグランド線を形成するア
ルミ配線層32とメタルコンタクトホール33に
よつて接続されている。
第5図の構成においては、2つの保護抵抗を形
成する各々のN+型拡散層12および13のパタ
ーン形状をほぼ同じにし抵抗値がほぼ等しくなる
ようにすることによつて各拡散層12および13
上の電位分布を等しくし、もつてこれらの2つの
拡散層12および13を近接して配置することを
可能にしている。すなわち、各拡散層12および
13の電位分布をほぼ等しくすることによりある
いは各拡散層12および13の隣り合う部分の電
位差を小さくすることにより、これらの拡散層1
2および13を近接して配置することを可能に
し、入力回路の半導体チツプ上における占有面積
をより小なくすることができるようになる。
すなわち、第4図の構造を有する入力回路を複
数個半導体チツプ上に配置する場合には、第6図
に示すように、各入力回路間に所定の距離Lをと
ることにより隣接するN+型拡散層2および3の
間の静電気を所定値以上に保つ必要がある。
これに対して、第5図の構造を用いた場合に
は、第7図に示すように、隣接する入力回路の
N+型拡散層12および13の間の距離を所定値
L以上に保てばよいから各入力回路をより近接し
てて配置することが可能であり、半導体チツプ上
の領域を有効に利用しかつIC装置の集積度をよ
り高めることが可能になる。
(発明の効果) このように、本発明によれば、入力回路のプル
アツプ抵抗またはプルダウン抵抗をIC装置の入
力端子と電源またはグランド間に接続するように
したから、IC装置の入力端子に印加される信号
のレベルが入力保護抵抗、プルアツプ回路および
電源電圧等によつて変動することがなくなりIC
装置の入力電圧マージンの低下が防止される。ま
た、プルアツプ回路またはプルダウン回路に保護
抵抗を挿入し、この保護抵抗の抵抗値を入力端子
と内部回路の入力端子との間に挿入された入力保
護抵抗の抵抗値と等しくすることにより、さらら
の各保護抵抗を半導体基板上に互いに近接して配
置することが可能になりIC装置の集積度を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来形のIC装置に用いられている入
力回路の構成を示す電気回路図、第2図および第
3図はそれぞれ本発明の実施例にかかわるIC装
置における入力回路を示す電気回路図、第4図お
よび第5図は第2図および第3図の回路の半導体
チツプ上におけるレイアウトを示す平面図、そし
て第6図または第7図はそれぞれ第4図および第
5図の構造を有する入力回路等を数個配置する場
合におけるレイアウトを示す平面図である。 9……入力トランジスタ、R……プルアツプま
たはプルダウン抵抗、r……入力保護抵抗、r′…
…プルアツプ回路または回路用保護抵抗、1,1
1……ボンデイングパツド、2,3,12,1
3,20,21,28,29……N+型拡散層、
4,7,8,14,17,18,23,24,2
5,31,33……メタルコンタクトホール、
5,6,15,16,26,32……アルミ配線
層、19,27……MISトランジスタ、22,3
0……多結晶シリコン層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力用トランジスタ27と、 該入力用トランジスタ27と入力端子のボンデ
    イングパツド1との間に設けられた入力回路とを
    有してなり、半導体チツプ内に形成された半導体
    集積回路装置において、 前記ボンデイングパツド1は、プルアツプ用ま
    たはプルダウン用の第1の抵抗回路13,r′およ
    び第2の抵抗回路19を介して所定の電源と接続
    し、 前記ボンデイングパツド1は、また、第3の抵
    抗回路12,rを介して前記入力用トランジスタ
    27の制御端子30と接続し、 前記第2の抵抗回路19は、直列接続された
    MISトランジスタのドレイン・ソース間の抵抗を
    利用して構成されたMIS抵抗であり、 前記第1の抵抗回路13,r′および前記第2の
    抵抗回路12,rは、略同一の抵抗値を有し、前
    記ボンデイングパツド1の一方の側に並行に配置
    された拡散抵抗パターンによつて形成されること
    を特徴とする半導体集積回路装置。 2 入力用トランジスタ27と、 該入力用トランジスタ27と入力端子のボンデ
    イングパツド1との間に設けられた入力回路とを
    有してなり、半導体チツプ内に形成された半導体
    集積回路装置において、 前記ボンデイングパツド1は、プルアツプ用ま
    たはプルダウン用の第1の抵抗回路13,r′およ
    び第2の抵抗回路19を介して所定の電源と接続
    し、 前記ボンデイングパツド1は、また、第3の抵
    抗回路12,rを介して前記入力用トランジスタ
    27の制御端子30と接続し、 前記第2の抵抗回路19は、直列接続された
    MISトランジスタのドレイン・ソース間の抵抗を
    利用して構成されたMIS抵抗であり、 前記第1の抵抗回路13,r′および前記第2の
    抵抗回路12,rは、前記ボンデイングパツド1
    をはさんで配置された拡散抵抗パターンによつて
    形成されることを特徴とする半導体集積回路装
    置。
JP59027325A 1984-02-17 1984-02-17 半導体集積回路装置 Granted JPS60172817A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5550422A (en) * 1978-10-04 1980-04-12 Caterpillar Tractor Co Metal treating method

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