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JP5166148B2 - ESD protection circuit and semiconductor device - Google Patents
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Description

本発明は、ESD保護回路および半導体装置に関する。   The present invention relates to an ESD protection circuit and a semiconductor device.

半導体集積回路中の電界効果トランジスタは、その高性能化に伴ってスケーリングされているが、近年ではそのゲート絶縁膜の厚みは二酸化珪素に換算して1nm近くにまで薄膜化されているものも珍しくない。   Field effect transistors in semiconductor integrated circuits have been scaled as their performance has increased, but in recent years, the thickness of the gate insulating film has been reduced to nearly 1 nm in terms of silicon dioxide. Absent.

ゲート絶縁膜が薄膜化されると、電気的な絶縁破壊耐圧は膜厚に依存して著しく低下する。このような薄膜ゲート絶縁膜を有する電界効果トランジスタを備えた半導体装置においては、製造中や使用時などに機械や人間の持つ静電気が半導体装置中に入ると、ゲート絶縁膜に高い電圧がかかって破壊されることがある。このような現象をESD(Electro Static Discharge)破壊と呼ぶ。   When the gate insulating film is thinned, the electrical breakdown voltage is significantly reduced depending on the film thickness. In a semiconductor device including a field effect transistor having such a thin gate insulating film, when static electricity of a machine or a human enters the semiconductor device during manufacturing or use, a high voltage is applied to the gate insulating film. It can be destroyed. Such a phenomenon is called ESD (Electro Static Discharge) destruction.

そこで、多くの半導体装置は、外部からのサージ電流の侵入を防ぐためのESD保護回路を有し、ゲート絶縁膜がESD破壊されるのを防いでいる(例えば、特許文献1参照)。   Thus, many semiconductor devices have an ESD protection circuit for preventing an external surge current from entering to prevent the gate insulating film from being destroyed by ESD (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に開示されたESD保護回路は、外部GND端子と、内部回路のドレインとの間に、インバータを介して、内部回路のドレインが、外部GND端子に直接つながらないようにし、内部回路のトランスファーゲートの入力をGNDレベルにしたい場合でも、P型トランジスタのドレインからウェルを介してVDDに電流が流れこむことを防ぎ、またN型トランジスタのドレインから外部電源電位VDD端子へ電子が流れこむことを防いでいる。   In the ESD protection circuit disclosed in Patent Document 1, the drain of the internal circuit is not directly connected to the external GND terminal via an inverter between the external GND terminal and the drain of the internal circuit. Even when the gate input is to be set to the GND level, it is possible to prevent current from flowing from the drain of the P-type transistor to VDD through the well, and to allow electrons to flow from the drain of the N-type transistor to the external power supply potential VDD terminal. It is preventing.

然しながら、特許文献1に開示されたESD保護回路は、ESDの一規格であるCDM(Charged Device Model)のような速いサージの場合に、保護素子がサージに応答する初期段階において電圧オーバーシュートがおき、内部回路のゲート絶縁膜が破壊される問題がある。   However, the ESD protection circuit disclosed in Patent Document 1 causes a voltage overshoot at an early stage when the protection element responds to the surge in the case of a fast surge such as CDM (Charged Device Model) which is one of ESD standards. There is a problem that the gate insulating film of the internal circuit is destroyed.

特に、小規模に電源分離された電源回路の場合に、CDMモードによるESD破壊が顕著になる問題がある。
特開平11−14117号公報 特開2007−36029号公報
In particular, in the case of a power supply circuit in which power supply is separated on a small scale, there is a problem that ESD destruction by the CDM mode becomes remarkable.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-14117 JP 2007-36029 A

本発明は、応答速度の速いESD保護回路およびそれを用いた半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ESD protection circuit having a high response speed and a semiconductor device using the ESD protection circuit.

本発明に係る実施形態に従ったESD保護回路は、第1の電位が与えられる第1の電源入力と、前記第1の電位より低い第2の電位が与えられる第2の電源入力との間に接続された複数のインバータを備え、前記複数のインバータは、前段のインバータの出力端子後段のインバータの入力端子に接続されることによって、直列に接続され、前記複数のインバータのうち最終段のインバータの出力端子は、オープン状態になっており、ESDサージに前記複数のインバータが応答するときに、前記出力端子と前記入力端子との接続ノードの電位が前記第1の電位と前記第2の電位との間の保護電位になると、前記複数のインバータに第1の電源入力から第2の電源入力に向かって貫通電流が流れ、前記第1および第2の電源入力に前記第1および第2の電位が与えられているときは、前記複数のインバータの論理値が一定の状態に保持されていることを特徴とする。 An ESD protection circuit according to an embodiment of the present invention includes a first power supply input to which a first potential is applied and a second power supply input to which a second potential lower than the first potential is applied. comprising a plurality of inverters connected in said plurality of inverters, by the output terminal of the preceding stage of the inverter is connected to an input terminal of subsequent stage of the inverter are connected in series, the last stage of the plurality of inverters The output terminal of the inverter is in an open state, and when the plurality of inverters respond to an ESD surge, the potential of the connection node between the output terminal and the input terminal is the first potential and the second potential. When ing the protective potential between the potential, the plurality of inverters through current from the first power input toward the second power input flows, the said first and second power supply first 1 When the second potential is applied, the logic values of the plurality of inverters are held in a constant state.

本発明によれば、応答速度の速いESD保護回路およびそれを用いた半導体装置が得られる。   According to the present invention, an ESD protection circuit having a high response speed and a semiconductor device using the same can be obtained.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1に係るESD保護回路およびそれを用いた半導体装置を示す図で、図1(a)は半導体装置を示す回路図、図1(b)は第1のESD保護回路を示す回路図である。   1A and 1B are diagrams showing an ESD protection circuit according to a first embodiment of the present invention and a semiconductor device using the same, FIG. 1A is a circuit diagram showing the semiconductor device, and FIG. 1B is a first ESD protection. It is a circuit diagram which shows a circuit.

図1(a)に示すように、本実施例の半導体装置10は、例えばロジックLSIで、内部回路11と、内部回路11をサージから保護する第1のESD回路12と、第2のESD回路13とを具備している。   As shown in FIG. 1A, a semiconductor device 10 of this embodiment is, for example, a logic LSI, and includes an internal circuit 11, a first ESD circuit 12 that protects the internal circuit 11 from surges, and a second ESD circuit. 13.

第1のESD保護回路12は、ESDの一規格であるCDM(Charged Device Model)のような速いサージに対して応答し、内部回路11内のMOSトランジスタ14のゲート絶縁膜が破壊されるのを防止する。
第2のESD保護回路13は、CDMより遅いサージに対して応答するESD保護回路で、内部回路11内のMOSトランジスタ14のゲート絶縁膜が破壊されるのを防止する。第2のESD保護回路13は、第1のESD保護回路12より応答速度の遅いものであれば良く、通常のESD保護回路を用いることができる。
The first ESD protection circuit 12 responds to a fast surge such as CDM (Charged Device Model) which is one of ESD standards, and the gate insulating film of the MOS transistor 14 in the internal circuit 11 is destroyed. To prevent.
The second ESD protection circuit 13 is an ESD protection circuit that responds to a surge slower than the CDM, and prevents the gate insulating film of the MOS transistor 14 in the internal circuit 11 from being destroyed. The second ESD protection circuit 13 only needs to have a slower response speed than the first ESD protection circuit 12, and a normal ESD protection circuit can be used.

内部回路11、第1のESD保護回路12、第2のESD保護回路13は、第1の電位(VDD)が与えられる第1外部電源入力端子15と、第1の電位VDDより低い第2の電位VSS(ここでは接地電位GND)が与えられる第2外部電源入力端子16との間に接続されている。   The internal circuit 11, the first ESD protection circuit 12, and the second ESD protection circuit 13 include a first external power supply input terminal 15 to which a first potential (VDD) is applied, and a second voltage lower than the first potential VDD. The second external power supply input terminal 16 to which the potential VSS (here, the ground potential GND) is applied is connected.

図1(b)に示すように、第1のESD保護回路12は前段の出力端子を後段の入力端子に接続し、リング状に接続された複数のインバータ(論理ゲート回路)17を具備している。
即ち、第1のESD保護回路12は、偶数段のインバータリングで、前段のインバータ17の出力端子を後段のインバータ17の入力端子に接続し、最終段のインバータ17の出力端子を初段のインバータ17の入力端子に接続し、最終段の出力が初段の入力に帰還される閉ループを構成している。
As shown in FIG. 1B, the first ESD protection circuit 12 includes a plurality of inverters (logic gate circuits) 17 connected in a ring shape with the output terminal of the previous stage connected to the input terminal of the subsequent stage. Yes.
That is, the first ESD protection circuit 12 is an even-numbered inverter ring, and connects the output terminal of the previous-stage inverter 17 to the input terminal of the subsequent-stage inverter 17 and connects the output terminal of the final-stage inverter 17 to the first-stage inverter 17. Is connected to the input terminal, and a closed loop is formed in which the output of the final stage is fed back to the input of the first stage.

図2はインバータ17を示す回路図である。図2に示すように、インバータ17は、PチャネルMOSトランジスタ21とNチャネルMOSトランジスタ22が相補的に接続されたCMOSインバータである。
インバータ17の第1電源端子23が第1外部電源入力端子15に接続され、第2電源端子24が第2外部電源入力端子16に接続される。
より詳細には、インバータ17は、第1外部電源入力端子15と第2外部電源入力端子16との間に直列に接続されたP型トランジスタ21およびN型トランジスタ22を含む。P型トランジスタ21およびN型トランジスタ22の各ゲートは、入力端子25として共通に接続されている。P型トランジスタ21のドレインおよびN型トランジスタ22のドレインは、出力端子26として共通に接続されている。P型トランジスタ21のソースは、第1電源端子23に接続され、N型トランジスタ22のソースは、第2電源端子24に接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the inverter 17. As shown in FIG. 2, the inverter 17 is a CMOS inverter in which a P-channel MOS transistor 21 and an N-channel MOS transistor 22 are complementarily connected.
A first power supply terminal 23 of the inverter 17 is connected to the first external power supply input terminal 15, and a second power supply terminal 24 is connected to the second external power supply input terminal 16.
More specifically, inverter 17 includes a P-type transistor 21 and an N-type transistor 22 connected in series between first external power supply input terminal 15 and second external power supply input terminal 16. The gates of the P-type transistor 21 and the N-type transistor 22 are commonly connected as the input terminal 25. The drain of the P-type transistor 21 and the drain of the N-type transistor 22 are commonly connected as an output terminal 26. The source of the P-type transistor 21 is connected to the first power supply terminal 23, and the source of the N-type transistor 22 is connected to the second power supply terminal 24.

周知のように、CMOSインバータは入出力電圧の変化時、即ちCMOSインバータが応答する初期段階において、入力電圧Vinが第1の電位VDDより低く、且つ第2の電位VSSより高い中間の電位が与えられると、P−MOSトランジスタ21およびN−MOSトランジスタ22がともに導通状態になるときがあり、第1の電位VDDから第2の電位VSSに向かって貫通電流が流れる。   As is well known, the CMOS inverter is given an intermediate potential when the input voltage Vin is lower than the first potential VDD and higher than the second potential VSS when the input / output voltage changes, that is, in the initial stage when the CMOS inverter responds. When this occurs, both the P-MOS transistor 21 and the N-MOS transistor 22 may become conductive, and a through current flows from the first potential VDD toward the second potential VSS.

図3は第1のESD保護回路12の動作を示すタイミングチャートである。第1および第2外部電源端子15、16に第1および第2の電位VDD、VSSが与えられていないときに、半導体装置10のパッケージに帯電した静電気が第1および第2外部電源入力端子15、16との間で放電し、CDMサージが発生した場合のシミュレーション結果を示している。   FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the first ESD protection circuit 12. When the first and second potentials VDD and VSS are not applied to the first and second external power supply terminals 15 and 16, the static electricity charged in the package of the semiconductor device 10 is caused by the first and second external power supply input terminals 15. , 16 shows a simulation result when a CDM surge is generated.

図中、黒塗丸印の実線31は第1外部電源入力端子15と第2外部電源入力端子16との間に印加されるCDMサージ電圧(VDD−VSS)を示し、黒塗四角印の実線32はインバータ17の入力端子25と第2外部電源入力位端子16との間に生じる入力電圧(Vin−VSS)を示している。
黒塗三角印の実線33はインバータ17の出力端子と外部基準電位端子16との間に生じる出力電圧(Vout−VSS)を示し、×印の実線34はインバータ17に流れるCDMサージ電流(貫通電流)を示している。
In the figure, a solid line 31 with a black circle indicates a CDM surge voltage (VDD-VSS) applied between the first external power input terminal 15 and the second external power input terminal 16, and a solid line with a black square. Reference numeral 32 denotes an input voltage (Vin−VSS) generated between the input terminal 25 of the inverter 17 and the second external power supply input potential terminal 16.
A solid line 33 indicated by black triangles indicates an output voltage (Vout−VSS) generated between the output terminal of the inverter 17 and the external reference potential terminal 16, and a solid line 34 indicated by × indicates a CDM surge current (through current) flowing through the inverter 17. ).

図3に示すように、立ち上がり時間が1ns以下の早いCDMサージが生じると、このような短時間では第1のESD保護回路12が有するインバータ17の入力電位Vinおよび出力電位Voutは固定されず、インバータ17の入力端25および出力端26はフローティングノードとして振舞う。   As shown in FIG. 3, when a fast CDM surge with a rise time of 1 ns or less occurs, the input potential Vin and the output potential Vout of the inverter 17 included in the first ESD protection circuit 12 are not fixed in such a short time, The input terminal 25 and the output terminal 26 of the inverter 17 behave as floating nodes.

このような状況においては、インバータ17の入力電圧32および出力電圧33は自己整合的に第1の電位VDDと第2の電位VSSとの中間の電位になるので、インバータ17にCDMサージ電流31(貫通電流)が流れる。
より詳細には、ESDサージに複数のインバータ17が応答する初期動作において、入力端子25または出力端子26に印加される保護電位は、第2の電位VssよりN型トランジスタ22の閾値電圧だけ高い電位と、第1の電位VDDよりP型トランジスタ21の閾値電圧の絶対値だけ低い電位との間の電位である。これにより、インバータ17のP型トランジスタ21およびN型トランジスタ22の両方がオン状態になる。
例えば、サージ電圧として8VがVDDに印加され、Vssが0Vとする。入力端子25の電位(図3の32)が6Vまで上昇したとすれば、P型トランジスタ21のソース−ゲート間に−2Vの電位差が印加され、N型トランジスタのソース−ゲート間に6Vの電位差が印加される。P型トランジスタ21の閾値電圧の絶対値を2V未満に設定し、かつ、N型トランジスタ22の閾値電圧を6V未満に設定すれば、P型トランジスタ21およびN型トランジスタ22の両方がオン状態になる。これにより、インバータ17(1段目のインバータ)に貫通電流が流れる。
このとき、出力端子26は2Vになる。出力端子26は、次段のインバータ(2段目のインバータ)の入力端子に接続されている。よって、2段目のインバータの入力端子には、2Vが入力される。この場合、2段目のインバータのP型トランジスタのソース−ゲート間に−6Vの電位差が印加され、N型トランジスタのソース−ゲート間に2Vの電位差が印加される。P型トランジスタの閾値電圧の絶対値を6V未満に設定し、かつ、N型トランジスタの閾値電圧を2V未満に設定すれば、P型トランジスタおよびN型トランジスタの両方がオン状態になる。これにより、2段目のインバータにも貫通電流が流れる。
このとき、2段目のインバータの出力端子は6Vになる。従って、さらに次の段のインバータ(3段目のインバータ)の入力端子には、6Vが印加される。従って、3段目のインバータの動作は1段目のインバータの動作と同様である。3段目のインバータの次の段のインバータ(4段目のインバータ)の動作は、2段目のインバータの動作と同様である。このように、6Vを入力し2Vを出力するインバータと、2Vを入力し6Vを出力するインバータとが交互に連結される。
このような2種類の動作を行うインバータが同じ構成を有するためには、N型トランジスタ22の閾値電圧を、複数のインバータ17における入力端子25と第2の電位Vssとの電位差のうち最小の電位差未満(上記例では2V未満)にする必要がある。また、ESDサージに複数のインバータ17が応答するときに、P型トランジスタ21の閾値電圧の絶対値を、複数のインバータ17における第1の電位VDDと入力端子25との電位差のうち最小の電位差未満(上記例では2V未満)にする必要がある。これにより、同じ構成を有するインバータ17の総てがESDサージの応答時にオン状態となり、貫通電流を流すことができる。
In such a situation, the input voltage 32 and the output voltage 33 of the inverter 17 are in an intermediate potential between the first potential VDD and the second potential VSS in a self-aligned manner, so that the CDM surge current 31 ( Through current) flows.
More specifically, in the initial operation in which the plurality of inverters 17 respond to the ESD surge, the protective potential applied to the input terminal 25 or the output terminal 26 is a potential that is higher than the second potential Vss by the threshold voltage of the N-type transistor 22. And a potential that is lower than the first potential VDD by the absolute value of the threshold voltage of the P-type transistor 21. Thereby, both the P-type transistor 21 and the N-type transistor 22 of the inverter 17 are turned on.
For example, 8V is applied to VDD as a surge voltage, and Vss is set to 0V. If the potential of the input terminal 25 (32 in FIG. 3) rises to 6V, a potential difference of −2V is applied between the source and gate of the P-type transistor 21, and a potential difference of 6V between the source and gate of the N-type transistor. Is applied. If the absolute value of the threshold voltage of the P-type transistor 21 is set to less than 2V and the threshold voltage of the N-type transistor 22 is set to less than 6V, both the P-type transistor 21 and the N-type transistor 22 are turned on. . As a result, a through current flows through the inverter 17 (first-stage inverter).
At this time, the output terminal 26 becomes 2V. The output terminal 26 is connected to the input terminal of the next-stage inverter (second-stage inverter). Therefore, 2V is input to the input terminal of the second stage inverter. In this case, a potential difference of −6 V is applied between the source and gate of the P-type transistor of the second-stage inverter, and a potential difference of 2 V is applied between the source and gate of the N-type transistor. If the absolute value of the threshold voltage of the P-type transistor is set to less than 6V and the threshold voltage of the N-type transistor is set to less than 2V, both the P-type transistor and the N-type transistor are turned on. Thereby, a through current also flows through the second-stage inverter.
At this time, the output terminal of the second stage inverter becomes 6V. Therefore, 6V is applied to the input terminal of the next-stage inverter (third-stage inverter). Therefore, the operation of the third stage inverter is the same as the operation of the first stage inverter. The operation of the inverter at the next stage after the third stage inverter (fourth stage inverter) is the same as the operation of the second stage inverter. In this way, the inverter that inputs 6V and outputs 2V and the inverter that inputs 2V and outputs 6V are alternately connected.
In order for the inverters that perform these two types of operations to have the same configuration, the threshold voltage of the N-type transistor 22 is set to the minimum potential difference among the potential differences between the input terminal 25 and the second potential Vss in the plurality of inverters 17. Must be less than 2 V (less than 2 V in the above example). Further, when the plurality of inverters 17 respond to the ESD surge, the absolute value of the threshold voltage of the P-type transistor 21 is less than the minimum potential difference among the potential differences between the first potential VDD and the input terminal 25 in the plurality of inverters 17. (Less than 2V in the above example). Thereby, all the inverters 17 having the same configuration are turned on at the time of the ESD surge response, and a through current can flow.

これにより、第1のESD保護回路12が動作してCDMサージを放電し、第1外部電源入力端子15と第2外部基準電位端子16との電位差を一定値以内に保つように働く。   As a result, the first ESD protection circuit 12 operates to discharge the CDM surge, and works to keep the potential difference between the first external power input terminal 15 and the second external reference potential terminal 16 within a certain value.

その結果、CDMサージ電圧31のオーバーシュートが抑制され、内部回路11のMOSトランジスタ14のゲート絶縁膜をESD破壊から保護することが可能である。   As a result, overshoot of the CDM surge voltage 31 is suppressed, and the gate insulating film of the MOS transistor 14 in the internal circuit 11 can be protected from ESD breakdown.

図4は半導体装置10のサージ破壊試験結果を比較例と対比して示す図で、図4(a)か本実施例を示す図、図4(b)が比較例を示す図である。ここで、比較例とは半導体装置10が第1のESD保護回路12を有しない場合を意味している。   FIG. 4 is a diagram showing the result of the surge breakdown test of the semiconductor device 10 in comparison with the comparative example. FIG. 4A is a diagram showing this example, and FIG. 4B is a diagram showing the comparative example. Here, the comparative example means a case where the semiconductor device 10 does not have the first ESD protection circuit 12.

サージ破壊試験は、サージ電流を模擬したパルス電流をDUT(Device Under Test)に印加することができるVF−TLP(Very Fast Transmission Line Pulse)装置を用いて行った。
比較のためにVF−TLP装置より電流パルス立ち上がり時間の長いノーマルTLP装置での試験結果も示している。始めに比較例について説明する。
The surge breakdown test was performed using a VF-TLP (Very Fast Transmission Line Pulse) apparatus that can apply a pulse current simulating a surge current to a DUT (Device Under Test).
For comparison, a test result with a normal TLP device having a current pulse rise time longer than that of the VF-TLP device is also shown. First, a comparative example will be described.

図4(b)に示すように、比較例では、VL―TLP試験のサージ破壊電流は1A程度と極端に低い値を示している。
これは、第2のESD保護回路13のESDサージに対する応答速度が、CDMサージの立ち上がり速度より遅いため、第2のESD保護回路13が動作する以前にCDMサージの過電流により、第1外部電源入力端子15のパッドの電位が、内部回路11のMOSトランジスタ14のゲート絶縁膜の耐圧以上に昇圧されてしまい、初期の電圧オーバーシュートによって破壊されたためである。
As shown in FIG. 4B, in the comparative example, the surge breakdown current of the VL-TLP test shows an extremely low value of about 1A.
This is because the response speed of the second ESD protection circuit 13 to the ESD surge is slower than the rising speed of the CDM surge, so that the first external power supply is caused by the overcurrent of the CDM surge before the second ESD protection circuit 13 operates. This is because the potential of the pad of the input terminal 15 is boosted above the breakdown voltage of the gate insulating film of the MOS transistor 14 of the internal circuit 11 and is destroyed by the initial voltage overshoot.

一方、ノーマルTLP試験のサージ破壊電流は8A程度と高い値を示している。従来の第2のESD保護回路13は、CDMサージより遅いESDサージに対しては十分な応答速度を有しているためである。   On the other hand, the surge breakdown current in the normal TLP test shows a high value of about 8A. This is because the conventional second ESD protection circuit 13 has a sufficient response speed with respect to an ESD surge slower than the CDM surge.

図4(a)に示すように、本実施例では、VL―TLP試験のサージ破壊電流は8A程度と高い値を示している。
これは、第1のESD保護回路12のESDサージに対する応答速度が、CDMサージの立ち上がり速度と比較して十分に早いので、初期の電圧オーバーシュートが生じないためである。
As shown in FIG. 4A, in this example, the surge breakdown current in the VL-TLP test is as high as about 8A.
This is because an initial voltage overshoot does not occur because the response speed of the first ESD protection circuit 12 to the ESD surge is sufficiently higher than the rising speed of the CDM surge.

ノーマルTLP試験のサージ破壊電流も8A程度と高い値を示している。これは、従来の第2のESD保護回路13が機能するためである。
図5は通常の第2のESD保護回路13の一例を示す回路図である。MOSトランジスタ41に寄生するNPNバイポーラトランジスタを利用するGG(Grounded Gate)MOSの例である。
The surge breakdown current in the normal TLP test also shows a high value of about 8A. This is because the conventional second ESD protection circuit 13 functions.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a normal second ESD protection circuit 13. This is an example of a GG (Grounded Gate) MOS that uses an NPN bipolar transistor parasitic on the MOS transistor 41.

第1および第2外部電源入力端子15、16に第1および第2の電位VDD、VSSが与えられている通常動作時には、第1のESD保護回路12の偶数段インバータリングは動的な動作(リング発振)をしないので、前段の出力端子と後段の入力端子の接続ノードの電位は第1の電位VDDまたは第2の電位VSSに固定される。
その結果、第1のESD保護回路12はAC電流やDC電流をほとんど消費せず、半導体装置10の通常動作に影響を及さない。
During normal operation in which the first and second external power supply input terminals 15 and 16 are supplied with the first and second potentials VDD and VSS, the even-numbered inverter ring of the first ESD protection circuit 12 operates dynamically ( Therefore, the potential of the connection node between the output terminal at the previous stage and the input terminal at the subsequent stage is fixed to the first potential VDD or the second potential VSS.
As a result, the first ESD protection circuit 12 consumes little AC current or DC current, and does not affect the normal operation of the semiconductor device 10.

また、偶数段インバータリングは、リングを構成するインバータの入力端子が前段のインバータの出力に接続される構成となる。すべての入力端子はMOSトランジスタ21、22を介して第1の電位VDDや第2の電位VSSとカップリングしている。
そのため、直接第1の電位VDDや第2の電位VSSに接続されている場合と比較して、ESDサージの初期段階においてフローティングノードとして振舞いやすくなる。
Further, the even-numbered inverter ring is configured such that the input terminal of the inverter constituting the ring is connected to the output of the preceding inverter. All input terminals are coupled to the first potential VDD and the second potential VSS via the MOS transistors 21 and 22.
Therefore, it becomes easier to behave as a floating node in the initial stage of the ESD surge than in the case where it is directly connected to the first potential VDD or the second potential VSS.

第1のESD保護回路12のインバータの段数には特に制限はない。インバータの段数が多いほどサージ電流容量が大きくなるが、占有面積が増大する。
そのため、必要なサージ電流容量に応じてインバータの段数を定めればよい。種々検討した結果、インバータリングの段数は4段以上が適当であった。
There is no particular limitation on the number of inverter stages of the first ESD protection circuit 12. As the number of inverter stages increases, the surge current capacity increases, but the occupied area increases.
Therefore, the number of inverter stages may be determined according to the required surge current capacity. As a result of various studies, the number of stages of the inverter ring is suitably four or more.

以上説明したように、本実施例の第1のESD保護回路12は、第1の電位VDDが与えられる第1外部電源入力端子15と、第1の電位VDDより低い第2の電位VSSが与えられる第2外部電源入力端子16との間に接続されるとともに、前段の出力端子26を後段の入力端子25に接続し、リング状に接続された複数のインバータ17を具備している。   As described above, the first ESD protection circuit 12 according to the present embodiment applies the first external power supply input terminal 15 to which the first potential VDD is applied and the second potential VSS lower than the first potential VDD. And a plurality of inverters 17 connected in a ring shape with the output terminal 26 at the front stage connected to the input terminal 25 at the rear stage.

その結果、ESDサージに複数のインバータ17が応答する初期段階において、前段の出力端子26と後段の入力端子25の接続ノードに第1の電位VDDより低く、且つ第2の電位VSSより高い中間の電位が与えられると、複数のインバータ17に第1の電位VDDから第2の電位VSSに向かって貫通電流が流れる。
従って、応答速度の速い第1のESD保護回路12およびそれを用いた半導体装置10が得られる。
As a result, in the initial stage in which the plurality of inverters 17 respond to the ESD surge, the connection node between the output terminal 26 in the previous stage and the input terminal 25 in the subsequent stage has an intermediate level lower than the first potential VDD and higher than the second potential VSS. When a potential is applied, a through current flows through the plurality of inverters 17 from the first potential VDD toward the second potential VSS.
Therefore, the first ESD protection circuit 12 having a high response speed and the semiconductor device 10 using the same can be obtained.

ここでは、論理ゲート回路がCMOSインバータ17である場合について説明したが、上述した貫通電流が流れるものであれば、他の論理ゲート回路でも構わない。
例えば、一部にNANDゲートおよびNORゲートなどを含む論理ゲート回路でも同様な効果を期待することができる。
Although the case where the logic gate circuit is the CMOS inverter 17 has been described here, other logic gate circuits may be used as long as the above-described through current flows.
For example, the same effect can be expected even in a logic gate circuit that partially includes a NAND gate, a NOR gate, and the like.

第1のESD保護回路12が偶数段のインバータリングである場合について説明したが、奇数段のインバータリングでも可能である。
奇数段のインバータリングは、動的な動作(リング発振)をするので、無駄な電力が消費されるが、CDMサージに対するESD保護回路として機能することは同様である。
Although the case where the first ESD protection circuit 12 is an even-numbered inverter ring has been described, an odd-numbered inverter ring is also possible.
The odd-numbered inverter ring performs dynamic operation (ring oscillation), and thus wasteful power is consumed. However, it functions similarly as an ESD protection circuit against a CDM surge.

図6は本発明の実施例2に係る第1のESD保護回路を示す回路図である。本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例1と異なる点は、複数のインバータが、一部のインバータを共用する2重のリング状に接続されていることにある。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a first ESD protection circuit according to Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
This embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of inverters are connected in a double ring shape that shares some inverters.

即ち図6に示すように、本実施例の第1のESD保護回路50は、インバータ51からインバータ52の間に含まれるインバータ、およびインバータ53からインバータ54の間に含まれるインバータがリング状に接続された第1のインバータリングIと、インバータ51からインバータ52の間に含まれるインバータ、およびインバータ55からインバータ56の間に含まれるインバータがリング状に接続された第2のインバータリングIIを具備している。   That is, as shown in FIG. 6, the first ESD protection circuit 50 according to the present embodiment includes an inverter included between the inverter 51 and the inverter 52 and an inverter included between the inverter 53 and the inverter 54 connected in a ring shape. And a second inverter ring II in which an inverter included between the inverter 51 and the inverter 52 and an inverter included between the inverter 55 and the inverter 56 are connected in a ring shape. ing.

インバータ52の出力端子を分岐して、インバータ53およびインバータ55の両方の入力端子に接続し、インバータ54およびインバータ56の出力端子をインバータ51の入力端子に共通接続することにより、インバータ51からインバータ52の間に含まれるインバータが、第1および第2インバータリングI、IIで共用されている。
インバータ51に替わる論理ゲート回路として、例えば2入力NANDゲート回路、または2入力NORゲート回路などが適している。2入力端子の一方をインバータ54の出力端子に接続し、他方をインバータ56の出力端子に接続する。
The output terminal of the inverter 52 is branched and connected to both input terminals of the inverter 53 and the inverter 55, and the output terminals of the inverter 54 and the inverter 56 are commonly connected to the input terminal of the inverter 51. The inverters included in between are shared by the first and second inverter rings I and II.
For example, a 2-input NAND gate circuit or a 2-input NOR gate circuit is suitable as a logic gate circuit replacing the inverter 51. One of the two input terminals is connected to the output terminal of the inverter 54, and the other is connected to the output terminal of the inverter 56.

以上説明したように、本実施例のESD保護回路40では、複数のインバータが一部のインバータを共用する2重のリング状に接続されている。論理ゲート回路に、NOT、NAND、NORが混在している場合に適している。   As described above, in the ESD protection circuit 40 of this embodiment, a plurality of inverters are connected in a double ring shape that shares some inverters. This is suitable when NOT, NAND, and NOR are mixed in the logic gate circuit.

ここでは、一部のインバータを共用する2重のリング状に接続する場合について説明したが一部のインバータを共用する更に多重のリング状に接続しても構わない。
図7は複数のインバータ17が、一部のインバータを共用する3重のリング状に接続された第1のESD保護回路60を示す図である。
Here, a case where a part of inverters are connected in a double ring shape has been described, but a part of inverters may be connected in a multiple ring shape.
FIG. 7 is a diagram showing a first ESD protection circuit 60 in which a plurality of inverters 17 are connected in a triple ring shape sharing some inverters.

図8は本発明の実施例3に係るESD保護回路およびそれを用いた半導体装置を示す図で、図8(a)は半導体装置を示す回路図、図8(b)は第1のESD保護回路を示す回路図である。   8A and 8B are diagrams showing an ESD protection circuit according to a third embodiment of the present invention and a semiconductor device using the same, FIG. 8A is a circuit diagram showing the semiconductor device, and FIG. 8B is a first ESD protection. It is a circuit diagram which shows a circuit.

本実施例において、上記実施例1と同一の構成部分には同一符号を付してその説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
本実施例が実施例1と異なる点は、複数のインバータがライン状に接続されていることにある。
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
This embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of inverters are connected in a line.

即ち図8に示すように、本実施例の半導体装置70は、第1のESD保護回路71と、第1のESD保護回路71に接続された第2の回路72とを有している。
第1のESD保護回路71は前段の出力端子を後段の入力端子に接続し、ライン状に接続された複数のインバータ17を具備している。
That is, as shown in FIG. 8, the semiconductor device 70 of this embodiment includes a first ESD protection circuit 71 and a second circuit 72 connected to the first ESD protection circuit 71.
The first ESD protection circuit 71 includes a plurality of inverters 17 connected in a line by connecting the output terminal of the previous stage to the input terminal of the subsequent stage.

初段のインバータ17の入力端は第2の回路72の出力端に接続され、最終段のインバータ17の出力端子は初段のインバータ17の入力端子に接続されずに、オープン状態になっている。   The input terminal of the first stage inverter 17 is connected to the output terminal of the second circuit 72, and the output terminal of the final stage inverter 17 is not connected to the input terminal of the first stage inverter 17, and is in an open state.

第2の回路72は、第1および第2外部電源入力端子15、16に第1の電位VDDおよび第2の電位VSSが与えられていないときは、出力端がフローティング状態となり、第1および第2外部電源入力端子15、16に第1の電位VDDおよび第2の電位VSSが与えられているときは、一定値を出力する回路である。
第2の回路72はこの条件を満たすものであれば良く、例えば半導体装置70の既存の回路を利用することができる。
In the second circuit 72, when the first potential VDD and the second potential VSS are not applied to the first and second external power supply input terminals 15 and 16, the output terminal is in a floating state, and the first and second 2 A circuit that outputs a constant value when the first potential VDD and the second potential VSS are applied to the external power supply input terminals 15 and 16.
The second circuit 72 only needs to satisfy this condition. For example, an existing circuit of the semiconductor device 70 can be used.

また、第2の回路72として、通常フリップフロップのリセット信号を生成するために用いられるパワーオンリセット回路を用いることができる。
図9はパワーオンリセット回路を示す回路図である。図9に示すように、パワーオンリセット回路は抵抗81とキャパシタ82との直列回路と、入力端子が抵抗81とキャパシタ82の接続ノードに接続されたインバータ83とを具備している。
Further, as the second circuit 72, a power-on reset circuit that is normally used for generating a reset signal of a flip-flop can be used.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a power-on reset circuit. As shown in FIG. 9, the power-on reset circuit includes a series circuit of a resistor 81 and a capacitor 82, and an inverter 83 whose input terminal is connected to a connection node of the resistor 81 and the capacitor 82.

第1および第2外部電源入力端子15、16に第1の電位VDDおよび第2の電位VSSが与えられていないときは、インバータ83の入力端子の電位は不定になり、インバータ83の出力端子はフローティングノードとして振舞う。   When the first potential VDD and the second potential VSS are not applied to the first and second external power supply input terminals 15 and 16, the potential of the input terminal of the inverter 83 is indefinite, and the output terminal of the inverter 83 is Act as a floating node.

その結果、前段の出力端子26と後段の入力端子25の接続ノードに第1の電位VDDより低く、且つ第2の電位VSSより高い中間の電位が与えられると、複数のインバータ17に第1の電位VDDから第2の電位VSSに向かって貫通電流が流れる。
従って、応答速度の速い第1のESD保護回路71およびそれを用いた半導体装置70が得られる。
As a result, when an intermediate potential lower than the first potential VDD and higher than the second potential VSS is applied to the connection node between the output terminal 26 in the previous stage and the input terminal 25 in the subsequent stage, the first inverters 17 are connected to the first potential VDD. A through current flows from the potential VDD toward the second potential VSS.
Therefore, the first ESD protection circuit 71 having a high response speed and the semiconductor device 70 using the first ESD protection circuit 71 are obtained.

一方、第1および第2外部電源入力端子15、16に第1の電位VDDおよび第2の電位VSSが与えられると、抵抗81を通してキャパシタ82が充電され、インバータ83の入力端子の電位が上昇する。
インバータ83の入力端子の電位が第1の電位VDDになると、インバータ83は“L”レベル(一定値)を出力する。
On the other hand, when the first potential VDD and the second potential VSS are applied to the first and second external power supply input terminals 15 and 16, the capacitor 82 is charged through the resistor 81 and the potential of the input terminal of the inverter 83 rises. .
When the potential of the input terminal of the inverter 83 becomes the first potential VDD, the inverter 83 outputs “L” level (a constant value).

その結果、通常動作時には、初段のインバータ17の入力端子が“L”レベルに固定されるので、第1のESD保護回路71は動的な動作をしないので、前段の出力端子と後段の入力端子の接続ノードの電位は第1の電位VDDまたは第2の電位VSSに固定される。   As a result, since the input terminal of the first-stage inverter 17 is fixed at the “L” level during normal operation, the first ESD protection circuit 71 does not operate dynamically, so that the first-stage output terminal and the second-stage input terminal The potential of the connection node is fixed to the first potential VDD or the second potential VSS.

従って、第1のESD保護回路71はAC電流やDC電流をほとんど消費せず、半導体装置70の通常動作に影響を及さない。   Therefore, the first ESD protection circuit 71 consumes little AC current or DC current and does not affect the normal operation of the semiconductor device 70.

以上説明したように、本実施例の第1のESD保護回路71は、前段の出力端子を後段の入力端子に接続し、ライン状に接続された複数のインバータ17を具備している。
これによれば、最終段のインバータの出力端子を初段のインバータの入力端子に接続するリターン配線が不要になる利点がある。
As described above, the first ESD protection circuit 71 of the present embodiment includes the plurality of inverters 17 connected in a line shape with the output terminal of the previous stage connected to the input terminal of the subsequent stage.
According to this, there is an advantage that the return wiring for connecting the output terminal of the last stage inverter to the input terminal of the first stage inverter becomes unnecessary.

ここでは、最終段のインバータ17の出力端子がオープン状態である場合について説明したが、図10に示すように、最終段のインバータ17の出力端子を任意の第3の回路90に接続することもできる。   Although the case where the output terminal of the final stage inverter 17 is in the open state has been described here, the output terminal of the final stage inverter 17 may be connected to an arbitrary third circuit 90 as shown in FIG. it can.

本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 請求項1において、前記複数の論理ゲート回路が、一部の論理ゲート回路を共用する多重のリング状に接続されているESD保護回路。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary note 1) The ESD protection circuit according to claim 1, wherein the plurality of logic gate circuits are connected in a multiple ring shape sharing a part of the logic gate circuits.

(付記2) 第1の電位が与えられる第1外部電源入力端子と、前記第1の電位より低い第2の電位が与えられる第2外部電源入力端子との間に接続された内部回路と、前記第1外部電源入力端子と、前記第2外部電源入力端子との間に接続されるとともに、前段の出力端子を後段の入力端子に接続し、ライン状に接続された複数の論理ゲート回路を具備し、ESDサージに前記複数の論理ゲート回路が応答する初期段階において、前記出力端子と前記入力端子の接続ノードに前記第1の電位より低く、且つ前記第2の電位より高い中間の電位が与えられると、前記複数の論理ゲート回路に第1の電位から第2の電位に向って貫通電流が流れ、前記第1および第2外部電源入力端子に前記第1および第2の電位が与えられているときは、初段の前記論理ゲート回路の前記入力端子に一定の状態の論理値が与えられているESD保護回路。 (Supplementary Note 2) An internal circuit connected between a first external power input terminal to which a first potential is applied and a second external power input terminal to which a second potential lower than the first potential is applied; A plurality of logic gate circuits connected in a line are connected between the first external power input terminal and the second external power input terminal, and the output terminal of the previous stage is connected to the input terminal of the subsequent stage. In an initial stage in which the plurality of logic gate circuits respond to an ESD surge, an intermediate potential lower than the first potential and higher than the second potential is applied to a connection node between the output terminal and the input terminal. When applied, a through current flows from the first potential to the second potential in the plurality of logic gate circuits, and the first and second potentials are applied to the first and second external power supply input terminals. When the first stage ESD protection circuit logic values are given in a constant state to said input terminal of said logic gate circuit.

図11は、本発明に係る実施例4に従ったESD保護回路およびそれを用いた半導体装置の構成図である。実施例4による半導体装置20は、接地電位Vssに接続された第2の外部電源入力端子16の他に、複数の電位VDD1およびVDD2にそれぞれ接続された第1の外部電源入力端子15および第3の外部電源入力端子25を備えている。つまり、実施例4は、電位の異なる複数の電源を有する実施形態である。電位VDD2は、Vssよりも高い電位であり、かつ、VDD1よりも低い電位である。図11では、2種類の電源電位VDD1およびVDD2のみ示しているが、後述の通り、本発明の半導体装置は3種類以上の電源電位を有していてもよい。   FIG. 11 is a configuration diagram of an ESD protection circuit according to the fourth embodiment of the present invention and a semiconductor device using the ESD protection circuit. In the semiconductor device 20 according to the fourth embodiment, in addition to the second external power input terminal 16 connected to the ground potential Vss, the first external power input terminal 15 and the third external power input terminal 15 connected to the plurality of potentials VDD1 and VDD2, respectively. The external power input terminal 25 is provided. That is, Example 4 is an embodiment having a plurality of power supplies having different potentials. The potential VDD2 is a potential higher than Vss and lower than VDD1. Although only two types of power supply potentials VDD1 and VDD2 are shown in FIG. 11, as described later, the semiconductor device of the present invention may have three or more types of power supply potentials.

実施例4において、内部回路11、第1のESD保護回路12、第2のESD保護回路13、第1の外部電源入力端子15および第2の外部電源入力端子16の各構成および接続関係は、第1から第3の実施形態のいずれかの構成および接続関係と同様でよい。   In the fourth embodiment, each configuration and connection relation of the internal circuit 11, the first ESD protection circuit 12, the second ESD protection circuit 13, the first external power input terminal 15 and the second external power input terminal 16 are as follows. The configuration and connection relationship in any one of the first to third embodiments may be the same.

実施例4は、第2の外部電源入力端子16と第3の外部電源入力端子25との間に接続された内部回路21と、第2の外部電源入力端子16と第3の外部電源入力端子25との間に接続された第3のESD保護回路23と、第1の外部電源入力端子15と第2の外部電源入力端子16との間に接続されたサージ転送回路31と、電源電位VDD2に接続された第3の外部電源入力端子25とをさらに備えている。   In the fourth embodiment, the internal circuit 21 connected between the second external power input terminal 16 and the third external power input terminal 25, the second external power input terminal 16, and the third external power input terminal A third ESD protection circuit 23 connected between the first external power supply input terminal 15 and the second external power supply input terminal 16, and a power supply potential VDD2. And a third external power input terminal 25 connected to.

第3のESD保護回路23の構成は、第2のESD保護回路13の構成と同様でよい。即ち、第3のESD保護回路23は、第2のESD保護回路13と同様に、CDMより遅いESDサージに対して応答するESD保護回路であり、内部回路21内のMOSトランジスタ24のゲート絶縁膜が破壊されるのを防止する。第3のESD保護回路23は、第1のESD保護回路12およびサージ転送回路31より応答速度の遅いものであれば良く、通常のESD保護回路を用いることができる。第3のESD保護回路23の応答速度は、第2のESD保護回路13とほぼ同じ応答速度でよい。   The configuration of the third ESD protection circuit 23 may be the same as the configuration of the second ESD protection circuit 13. That is, the third ESD protection circuit 23 is an ESD protection circuit that responds to an ESD surge slower than the CDM, like the second ESD protection circuit 13, and the gate insulating film of the MOS transistor 24 in the internal circuit 21. To prevent being destroyed. The third ESD protection circuit 23 only needs to have a response speed slower than that of the first ESD protection circuit 12 and the surge transfer circuit 31, and a normal ESD protection circuit can be used. The response speed of the third ESD protection circuit 23 may be almost the same as that of the second ESD protection circuit 13.

サージ転送回路31の応答速度は、第1のESD保護回路12の応答速度と同程度、あるいは、それ以上である。また、サージ転送回路31は、第2の外部電源入力端子25が第1の外部電源入力端子15よりも高電位になったときに動作する回路である。   The response speed of the surge transfer circuit 31 is approximately the same as or higher than the response speed of the first ESD protection circuit 12. The surge transfer circuit 31 is a circuit that operates when the second external power input terminal 25 becomes higher in potential than the first external power input terminal 15.

保護対象である内部回路11および内部回路21は、それぞれ異なる電源電位VDD1およびVDD2の供給を受けて動作する。第1の外部電源入力端子15にCDMサージが入力された場合、実施例4は、第1の実施形態と同様に動作する。従って、この場合の動作の説明は省略する。   The internal circuit 11 and the internal circuit 21 to be protected operate by receiving different power supply potentials VDD1 and VDD2, respectively. When a CDM surge is input to the first external power supply input terminal 15, Example 4 operates in the same manner as in the first embodiment. Therefore, description of the operation in this case is omitted.

ここで、第3の外部電源入力端子25と第2の外部電源入力端子16との間には、第1のESD保護回路12に対応するESD保護回路が設けられていない。即ち、CDMサージのような速いサージに対して応答する保護回路は、内部回路21に対しては設けられていない。従って、第3の外部電源入力端子25にCDMサージが入力された場合、実施例4は次のように動作する。   Here, no ESD protection circuit corresponding to the first ESD protection circuit 12 is provided between the third external power supply input terminal 25 and the second external power supply input terminal 16. That is, a protection circuit that responds to a fast surge such as a CDM surge is not provided for the internal circuit 21. Accordingly, when a CDM surge is input to the third external power supply input terminal 25, the fourth embodiment operates as follows.

第3の外部電源入力端子25にCDMサージが入力された場合、初期段階において、第3のESD保護回路23は動作しない。しかし、第3の外部電源入力端子25の電位が第1の外部電源入力端子15の電位よりもかなり大きくなるので、サージ転送回路31がサージ電流を第3の外部電源入力端子25から第1の外部電源入力端子15へ高速に転送する。これにより、サージ電流は、第1のESD保護回路12を貫通して第2の電位VSSへ流れる。その結果、電源電位VDD2と基準電位VSSとの間の電圧オーバーシュートを抑制し、内部回路21をCDMサージから保護することができる。   When a CDM surge is input to the third external power supply input terminal 25, the third ESD protection circuit 23 does not operate at the initial stage. However, since the potential of the third external power input terminal 25 is considerably larger than the potential of the first external power input terminal 15, the surge transfer circuit 31 sends a surge current from the third external power input terminal 25 to the first. Transfer to the external power input terminal 15 at high speed. As a result, the surge current passes through the first ESD protection circuit 12 and flows to the second potential VSS. As a result, the voltage overshoot between the power supply potential VDD2 and the reference potential VSS can be suppressed, and the internal circuit 21 can be protected from the CDM surge.

サージ転送回路31は、第1のESD保護回路12とともに電源電位VDD2の電圧オーバーシュートを抑制するための放電経路の一部となる。このため、サージ転送回路31は、CDMサージに対する応答速度において第2および第3のESD保護回路13および23よりも高速に動作する必要があることはもちろんのこと、第1のESD保護回路23と同じかそれよりも速く動作する必要がある(条件1)。   The surge transfer circuit 31 together with the first ESD protection circuit 12 becomes a part of a discharge path for suppressing the voltage overshoot of the power supply potential VDD2. Therefore, the surge transfer circuit 31 needs to operate at a higher speed than the second and third ESD protection circuits 13 and 23 in the response speed to the CDM surge, and the first ESD protection circuit 23 It is necessary to operate the same or faster (Condition 1).

さらに、サージ転送回路31は、通常動作時において導通してはならず、ESDサージが生じた場合にのみ動作する(条件2)。即ち、サージ転送回路31は、EDSサージが生じたときにのみ導通する必要があり、通常動作においては、第1の外部電源入力端子15と第3の外部電源入力端子25との間に印加される電位差では導通してはならない。   Further, the surge transfer circuit 31 should not be conducted during normal operation, and operates only when an ESD surge occurs (condition 2). That is, the surge transfer circuit 31 needs to be turned on only when an EDS surge occurs, and is applied between the first external power input terminal 15 and the third external power input terminal 25 in normal operation. Must not conduct at a certain potential difference.

図12(A)から図12(E)は、条件1および条件2を満たすサージ転送回路31の具体例を示す図である。   12A to 12E are diagrams showing specific examples of the surge transfer circuit 31 that satisfies the conditions 1 and 2. FIG.

図12(A)に示すように、サージ転送回路31は、単一のダイオードであってもよい。ダイオードのアノードが第3の外部電源入力端子25に接続され、ダイオードのカソードが第1の外部電源入力端子15に接続されている。単一のダイオードは、第1のESD保護回路12を構成し得るインバータ、ダイオードストリング、サイリスタ等と比較して高速に動作する。よって、単一のダイオードは条件1を満たすことができる。   As shown in FIG. 12A, the surge transfer circuit 31 may be a single diode. The anode of the diode is connected to the third external power supply input terminal 25, and the cathode of the diode is connected to the first external power supply input terminal 15. The single diode operates at a higher speed than an inverter, a diode string, a thyristor, or the like that can form the first ESD protection circuit 12. Therefore, the single diode can satisfy the condition 1.

また、通常動作ではVDD2はVDD1よりも低いので、サージ転送回路31は、第1の外部電源入力端子15と第3の外部電源入力端子25との間を分離している。一方、CDMサージが第3の外部電源入力端子25に印加された場合、第3の外部電源入力端子25の電位は、短時間の間に第1の外部電源入力端子15の電位よりも高い電位にオーバーシュートする。この場合には、サージ転送回路31は、サージ電流を第3の外部電源入力端子25から第1の外部電源入力端子15へ流す。従って、単一のダイオードは、条件2を満たすことができる。   Further, since VDD2 is lower than VDD1 in normal operation, the surge transfer circuit 31 separates the first external power supply input terminal 15 and the third external power supply input terminal 25 from each other. On the other hand, when the CDM surge is applied to the third external power input terminal 25, the potential of the third external power input terminal 25 is higher than the potential of the first external power input terminal 15 in a short time. Overshoot to. In this case, the surge transfer circuit 31 causes a surge current to flow from the third external power input terminal 25 to the first external power input terminal 15. Therefore, the single diode can satisfy the condition 2.

また、図12(B)に示すように、サージ転送回路31は、複数のダイオードを直列に接続したダイオードストリングであってもよい。ダイオードストリングのアノードが第3の外部電源入力端子25に接続され、ダイオードストリングのカソードが第1の外部電源入力端子15に接続されている。   As shown in FIG. 12B, the surge transfer circuit 31 may be a diode string in which a plurality of diodes are connected in series. The anode of the diode string is connected to the third external power supply input terminal 25, and the cathode of the diode string is connected to the first external power supply input terminal 15.

ダイオードの段数を変更することによって、サージ転送回路31の反応速度を第1のESD保護回路12の反応速度以下することができる。例えば、第1のESD保護回路12もダイオードストリングで構成されている場合、サージ転送回路31のダイオードの段数を、第1から第3のESD保護回路12、13および23のダイオードの段数よりも少なく設定すればよい。これにより、ダイオードストリングは、条件1を満たすことができる。   By changing the number of diode stages, the reaction speed of the surge transfer circuit 31 can be made lower than the reaction speed of the first ESD protection circuit 12. For example, when the first ESD protection circuit 12 is also composed of a diode string, the number of diode stages of the surge transfer circuit 31 is smaller than the number of diode stages of the first to third ESD protection circuits 12, 13 and 23. You only have to set it. Thereby, the diode string can satisfy the condition 1.

また、図12(A)に示した単一ダイオードと同様に、このダイオードストリングは、通常動作では、第1の外部電源入力端子15と第3の外部電源入力端子25との間を分離している。しかし、CDMサージが第3の外部電源入力端子25に印加された場合、サージ電流を第1の外部電源入力端子15へ流す。従って、ダイオードストリングは条件2を満たすことができる。   Similarly to the single diode shown in FIG. 12A, this diode string separates between the first external power input terminal 15 and the third external power input terminal 25 in normal operation. Yes. However, when a CDM surge is applied to the third external power input terminal 25, a surge current flows to the first external power input terminal 15. Therefore, the diode string can satisfy the condition 2.

図12(C)に示すように、サージ転送回路31は、サイリスタであってもよい。サイリスタのアノード−カソード間の距離を調節することによって、サージ転送回路31の反応速度を第1のESD保護回路12の反応速度以下にすることができる。例えば、第1のESD保護回路12の反応速度以下に設定することができる。例えば、第1のESD保護回路12もサイリスタで構成されている場合、条件1を満たすために、サージ転送回路31のサイリスタのアノード−カソード間の距離は、第2のESD保護回路13または第3のESD保護回路23のそれよりも短い。また、サイリスタを採用した場合、それに付属するトリガー素子の高速化も必要である。   As shown in FIG. 12C, the surge transfer circuit 31 may be a thyristor. By adjusting the distance between the anode and the cathode of the thyristor, the reaction rate of the surge transfer circuit 31 can be made lower than the reaction rate of the first ESD protection circuit 12. For example, it can be set below the reaction speed of the first ESD protection circuit 12. For example, when the first ESD protection circuit 12 is also composed of a thyristor, the distance between the anode and the cathode of the thyristor of the surge transfer circuit 31 is the second ESD protection circuit 13 or the third It is shorter than that of the ESD protection circuit 23. When a thyristor is used, it is necessary to increase the speed of the trigger element attached to it.

また、このサイリスタは、通常動作では、第1の外部電源入力端子15と第3の外部電源入力端子25との間を分離し、かつ、CDMサージが第3の外部電源入力端子25に印加された場合に、サージ電流を第1の外部電源入力端子15へ流す。従って、サイリスタは条件2を満たすことができる。   In the normal operation, the thyristor separates between the first external power input terminal 15 and the third external power input terminal 25, and a CDM surge is applied to the third external power input terminal 25. In the case of a failure, a surge current is passed to the first external power input terminal 15. Therefore, the thyristor can satisfy the condition 2.

図12(D)または図12(E)に示すように、サージ転送回路31は、NMOSまたはPMOSで構成してもよい。サージ転送回路31がNMOSである場合、ゲートは、第2の外部電源入力端子16に接続される。ソースが、ゲートとともに第2の外部電源入力端子16に接続されている場合、サージ転送回路31は、GGNMOS(Gate Grounded NMOS)となる。   As shown in FIG. 12D or FIG. 12E, the surge transfer circuit 31 may be configured by NMOS or PMOS. When the surge transfer circuit 31 is an NMOS, the gate is connected to the second external power input terminal 16. When the source is connected to the second external power input terminal 16 together with the gate, the surge transfer circuit 31 is a GGNMOS (Gate Grounded NMOS).

サージ転送回路31がPMOSである場合、ゲートは、ソースとともに第1の外部電源入力端子15に接続される。NMOSまたはPMOSのチャネル長を調節することによって、サージ転送回路31の反応速度を第1のESD保護回路12の反応速度以下にすることができる。例えば、第1のESD保護回路12もNMOSまたはPMOSで構成されている場合、サージ転送回路31を構成するNMOSまたはPMOSのチャネル長は、第1のESD保護回路12のそれよりも短い。これにより、NMOSおよびPMOSは、条件1を満たすことができる。   When the surge transfer circuit 31 is a PMOS, the gate is connected to the first external power supply input terminal 15 together with the source. By adjusting the channel length of the NMOS or PMOS, the reaction speed of the surge transfer circuit 31 can be made lower than the reaction speed of the first ESD protection circuit 12. For example, when the first ESD protection circuit 12 is also composed of NMOS or PMOS, the channel length of the NMOS or PMOS constituting the surge transfer circuit 31 is shorter than that of the first ESD protection circuit 12. Thereby, the NMOS and the PMOS can satisfy the condition 1.

また、これらのNMOSおよびPMOSは、通常動作では、第1の外部電源入力端子15と第3の外部電源入力端子25との間を分離し、かつ、CDMサージが第3の外部電源入力端子25に印加された場合に、サージ電流を第1の外部電源入力端子15へ流す。従って、NMOSおよびPMOSは、条件2を満たすことができる。   In addition, these NMOS and PMOS are separated between the first external power input terminal 15 and the third external power input terminal 25 in normal operation, and CDM surge is applied to the third external power input terminal 25. Is applied to the first external power supply input terminal 15. Therefore, the NMOS and the PMOS can satisfy the condition 2.

図11では、2つの電源電位VDD1およびVDD2のみ示されているが、電源の個数は3つ以上(VDDn(nは3以上の整数)であってよい。この場合には、VDDnのうち最も電位の高い電源に対応する外部電源入力端子にCDMサージに対処可能な第1のESD保護回路12を接続する。   11, only two power supply potentials VDD1 and VDD2 are shown, but the number of power supplies may be 3 or more (VDDn (n is an integer of 3 or more). In this case, the most potential among VDDn A first ESD protection circuit 12 capable of coping with CDM surge is connected to an external power input terminal corresponding to a high power source.

さらに、VDD(i−1)とVDDi(3≦i≦n)との間に、それぞれサージ転送回路31を設ける。サージ転送回路31のカソード側を電源電位の高い方の入力端子に接続し、そのアノード側を電源電位の低い方の入力端子に接続する。これにより、通常動作時において、サージ転送回路31に順バイアスが印加されることがない。よって、条件2を満たすことができる。   Furthermore, a surge transfer circuit 31 is provided between VDD (i−1) and VDDi (3 ≦ i ≦ n). The cathode side of the surge transfer circuit 31 is connected to the input terminal having the higher power supply potential, and the anode side thereof is connected to the input terminal having the lower power supply potential. Thus, a forward bias is not applied to the surge transfer circuit 31 during normal operation. Therefore, Condition 2 can be satisfied.

複数のサージ転送回路31は、図12(A)から図12(E)のいずれの構成を採用してもよい。複数のサージ転送回路31は、総て同じ構成でもよく、それぞれ異なる構成であってもよい。   The plurality of surge transfer circuits 31 may employ any of the configurations shown in FIGS. 12A to 12E. The plurality of surge transfer circuits 31 may all have the same configuration or different configurations.

実施例4では、いずれかの外部電源入力端子にCDMサージが入力された場合には、サージ電流は、単数または複数のサージ転送回路31を介して第1のESD保護回路12へ転送され、第1のESD保護回路12を介してVssへ流れる。これにより、各電源に接続された複数の内部回路はCDMサージから保護される。   In the fourth embodiment, when a CDM surge is input to any one of the external power input terminals, the surge current is transferred to the first ESD protection circuit 12 via one or a plurality of surge transfer circuits 31, 1 flows through the ESD protection circuit 12 to Vss. Thereby, a plurality of internal circuits connected to each power source are protected from CDM surge.

実施例4では、分離された複数の電源が設けられている場合であっても、CDMに対処可能な第1のESD保護回路12を各電源ごとに設ける必要が無く、1つの第1のESD保護回路12が複数の外部電源入力端子に共通に設けられていればよい。   In the fourth embodiment, even when a plurality of separated power supplies are provided, it is not necessary to provide the first ESD protection circuit 12 capable of coping with CDM for each power supply, and one first ESD is provided. The protection circuit 12 only needs to be provided in common for a plurality of external power supply input terminals.

サージ転送回路31は、第1のESD保護回路12よりも設置面積が小さい。例えば、サージ転送回路31は、単一のダイオードで構成されることができる。第1のESD保護回路12は、少なくとも複数のダイオードからなるダイオードストリングであることが必要である。サージ転送回路31および第1のESD保護回路12がダイオードストリングから構成される場合であっても、サージ転送回路31のダイオードの段数は、第1のESD保護回路12のそれよりも小さい。サージ転送回路31および第1のESD保護回路12がサイリスタから構成される場合であっても、サージ転送回路31のアノード−カソード間距離は、第1のESD保護回路12のそれよりも短い。サージ転送回路31および第1のESD保護回路12がNMOSまたはPMOSから構成される場合であっても、サージ転送回路31のゲート長は、第1のESD保護回路12のそれよりも短い。   The surge transfer circuit 31 has a smaller installation area than the first ESD protection circuit 12. For example, the surge transfer circuit 31 can be composed of a single diode. The first ESD protection circuit 12 needs to be a diode string composed of at least a plurality of diodes. Even when the surge transfer circuit 31 and the first ESD protection circuit 12 are formed of a diode string, the number of diode stages in the surge transfer circuit 31 is smaller than that of the first ESD protection circuit 12. Even when the surge transfer circuit 31 and the first ESD protection circuit 12 are formed of thyristors, the anode-cathode distance of the surge transfer circuit 31 is shorter than that of the first ESD protection circuit 12. Even if the surge transfer circuit 31 and the first ESD protection circuit 12 are composed of NMOS or PMOS, the gate length of the surge transfer circuit 31 is shorter than that of the first ESD protection circuit 12.

サージ転送回路31と第1のESD保護回路12とが異なる種類のESD保護回路であっても、サージ転送回路31は、第1のESD保護回路12よりも設置面積が小さい。   Even if the surge transfer circuit 31 and the first ESD protection circuit 12 are different types of ESD protection circuits, the surge transfer circuit 31 has a smaller installation area than the first ESD protection circuit 12.

実施例4にように、1つの第1のESD保護回路12を複数の外部電源入力端子に共通に設けることによって、半導体装置全体のチップサイズを小さくすることができる。さらに、実施例4は、実施例1から実施例3のいずれかの効果を得ることができる。   As in the fourth embodiment, by providing one first ESD protection circuit 12 in common to a plurality of external power supply input terminals, the chip size of the entire semiconductor device can be reduced. Furthermore, Example 4 can obtain any of the effects of Example 1 to Example 3.

実施例5による半導体装置の構成は、実施例4による半導体装置の構成と同様でよい。従って、図11を参照して、実施例5を説明する。   The configuration of the semiconductor device according to the fifth embodiment may be the same as that of the semiconductor device according to the fourth embodiment. Therefore, Embodiment 5 will be described with reference to FIG.

実施例5では、CDMサージに対処可能な第1のESD保護回路12を設けた第1の外部電源入力端子15の電位VDD1は、通常動作およびスタンドバイ時において、常時、CDMサージに対処可能なESD保護回路を有しない第3の外部電源入力端子25の電位VDD2と同じかそれより低い電位である。   In the fifth embodiment, the potential VDD1 of the first external power input terminal 15 provided with the first ESD protection circuit 12 capable of dealing with CDM surge can always deal with CDM surge during normal operation and standby. The potential is the same as or lower than the potential VDD2 of the third external power supply input terminal 25 having no ESD protection circuit.

例えば、スタンドバイ時において、第3の外部電源入力端子25は電位VDD2から切断され、一方で、第1の外部電源入力端子15は電位VDD1との接続を維持する。つまり、第1の外部電源入力端子15には常時電源投入状態にしておきながら、消費電力を削減するために、スタンドバイ時には、第3の外部電源入力端子25は電位VDD2から切断される。   For example, during standby, the third external power input terminal 25 is disconnected from the potential VDD2, while the first external power input terminal 15 maintains a connection with the potential VDD1. In other words, the third external power input terminal 25 is disconnected from the potential VDD2 during standby in order to reduce power consumption while the first external power input terminal 15 is always powered on.

これにより、ESDサージが生じない限り、スタンドバイ時においても、サージ転送回路31は動作しない。従って、実施例5は、スタンドバイ時においては部分的に電源を電源入力端子から切断することによって消費電力を抑制することができ、それとともに、ESDサージが生じた場合には内部回路を保護することができる。   As a result, the surge transfer circuit 31 does not operate even during standby unless an ESD surge occurs. Therefore, in the fifth embodiment, power consumption can be suppressed by partially disconnecting the power supply from the power supply input terminal during standby, and at the same time, when an ESD surge occurs, the internal circuit is protected. be able to.

電源電圧が3つ以上ある場合、実施例5の構成は、実施例4の構成と同様でよい。実施例5では、電源電圧VDDnのうち最大電圧のみを常時電源投入状態にしておく。これにより、CDMのような高速なESDサージが印加された場合に、実施例5は、電圧オーバーシュートを抑制するための放電経路を確保することができ、かつ、部分的電源遮断の技術を用いて消費電力を抑制することができる。   When there are three or more power supply voltages, the configuration of the fifth embodiment may be the same as the configuration of the fourth embodiment. In the fifth embodiment, only the maximum voltage of the power supply voltage VDDn is always turned on. As a result, when a high-speed ESD surge such as CDM is applied, the fifth embodiment can secure a discharge path for suppressing voltage overshoot and uses a partial power-off technique. Power consumption can be suppressed.

第1の外部電源入力端子15に接続する電源(VDD1)として、I/O(Input/Output)回路用の電源(信号入出力回路を駆動する電源)を利用することが考えられる。I/O回路用の電源は、一般に内部回路で使用する電源よりも高い電圧が使用されるからである。また、一般に、信号は信号入力端子へ何時入力されるのか不明である。そのため、I/O回路用の電源は、通常、常時電源投入されている。そのため、I/O回路用の電源は、CDMサージに対処可能な第1のESD保護回路12に接続する第1の外部電源入力端子15に接続する電源として適している。   As a power supply (VDD1) connected to the first external power supply input terminal 15, it is conceivable to use a power supply for an I / O (Input / Output) circuit (a power supply for driving a signal input / output circuit). This is because the I / O circuit power supply generally uses a higher voltage than the power supply used in the internal circuit. In general, it is unclear when a signal is input to a signal input terminal. Therefore, the power supply for the I / O circuit is normally always turned on. Therefore, the power supply for the I / O circuit is suitable as a power supply connected to the first external power supply input terminal 15 connected to the first ESD protection circuit 12 capable of coping with CDM surge.

実施例5は、スタンドバイ時において、CDMサージに対処可能なESD保護回路に対応した電源入力端子に接続された電源以外の電源を、電源入力端子から切断する。これにより、スタンドバイ時における消費電力を抑制することができる。実施例5は、さらに実施例4の効果を得ることができる。   In the fifth embodiment, the power supply other than the power supply connected to the power supply input terminal corresponding to the ESD protection circuit capable of dealing with the CDM surge is cut off from the power supply input terminal during standby. Thereby, the power consumption at the time of standby can be suppressed. In the fifth embodiment, the effects of the fourth embodiment can be further obtained.

本発明の実施例1に係るESD保護回路およびそれを用いた半導体装置を示す図で、図1(a)は半導体装置を示す回路図、図1(b)は第1のESD保護回路を示す回路図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the ESD protection circuit which concerns on Example 1 of this invention, and a semiconductor device using the same, FIG. 1 (a) is a circuit diagram which shows a semiconductor device, FIG.1 (b) shows a 1st ESD protection circuit. circuit diagram. 本発明の実施例1に係る第1のESD保護回路の論理ゲート回路を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a logic gate circuit of a first ESD protection circuit according to Embodiment 1 of the present invention; 本発明の実施例1に係る第1のESD保護回路の動作を示すタイミングチャート。3 is a timing chart showing the operation of the first ESD protection circuit according to the first embodiment of the invention. 本発明の実施例1に係る半導体装置のサージ破壊試験結果を比較例と対比して示す図で、図4(a)か本実施例を示す図、図4(b)が比較例を示す図。FIG. 4A is a diagram illustrating a surge breakdown test result of a semiconductor device according to Example 1 of the present invention in comparison with a comparative example, and FIG. 4A is a diagram illustrating the present example, and FIG. 4B is a diagram illustrating the comparative example. . 通常の第2のESD保護回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the normal 2nd ESD protection circuit. 本発明の実施例2に係る第1のESD保護回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the 1st ESD protection circuit which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る別の第1のESD保護回路を示す回路図。The circuit diagram which shows another 1st ESD protection circuit which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るESD保護回路およびそれを用いた半導体装置を示す図で、図8(a)は半導体装置を示す回路図、図8(b)は第1のESD保護回路を示す回路図。FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an ESD protection circuit and a semiconductor device using the same according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 8A is a circuit diagram showing the semiconductor device, and FIG. 8B is a first ESD protection circuit. circuit diagram. 本発明の実施例3に係る半導体装置の第2の回路を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second circuit of a semiconductor device according to Example 3 of the invention. 本発明の実施例3に係る別の第1のESD保護回路を示す回路図。The circuit diagram which shows another 1st ESD protection circuit which concerns on Example 3 of this invention. 本発明に係る実施例4に従ったESD保護回路およびそれを用いた半導体装置の構成図。The block diagram of the ESD protection circuit according to Example 4 which concerns on this invention, and a semiconductor device using the same. サージ転送回路31の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the surge transfer circuit 31. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10、70 半導体装置
11 内部回路
12、50、60、71 第1のESD保護回路
13 第2のESD保護回路
14 MOSトランジスタ
15 第1外部電源入力端子
16 第2外部電源入力端子
17、51〜56、83 インバータ(論理ゲート回路)
21 P―MOSトランジスタ
22 N―MOSトランジスタ
23 第1電源端子
24 第2電源端子
25 入力端子
26 出力端子
72 第2の回路
81 抵抗
82 キャパシタ
90 第3の回路
VDD 第1の電位
VSS 第2の電位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 70 Semiconductor device 11 Internal circuit 12, 50, 60, 71 1st ESD protection circuit 13 2nd ESD protection circuit 14 MOS transistor 15 1st external power supply input terminal 16 2nd external power supply input terminals 17, 51-56 , 83 Inverter (logic gate circuit)
21 P-MOS transistor 22 N-MOS transistor 23 First power supply terminal 24 Second power supply terminal 25 Input terminal 26 Output terminal 72 Second circuit 81 Resistor 82 Capacitor 90 Third circuit VDD First potential VSS Second potential

Claims (5)

第1の電位が与えられる第1の電源入力と、前記第1の電位より低い第2の電位が与えられる第2の電源入力との間に接続された複数のインバータを備え、
前記複数のインバータは、前段のインバータの出力端子後段のインバータの入力端子に接続されることによって、直列に接続され
前記複数のインバータのうち最終段のインバータの出力端子は、オープン状態になっており、
ESDサージに前記複数のインバータが応答するときに、前記出力端子と前記入力端子との接続ノードの電位が前記第1の電位と前記第2の電位との間の保護電位になると、前記複数のインバータに第1の電源入力から第2の電源入力に向かって貫通電流が流れ、
前記第1および第2の電源入力に前記第1および第2の電位が与えられているときは、前記複数のインバータの論理値が一定の状態に保持されていることを特徴とするESD保護回路。
A plurality of inverters connected between a first power input to which a first potential is applied and a second power input to which a second potential lower than the first potential is provided;
The plurality of inverters are connected in series by connecting the output terminal of the preceding inverter to the input terminal of the succeeding inverter ,
The output terminal of the final stage inverter among the plurality of inverters is in an open state,
When said plurality of inverters to ESD surge responds, when the potential at the node between the input terminal and the output terminal is ing the protective potential between said second potential and the first potential, the through current from the first power input toward the second power input flows into a plurality of inverters,
An ESD protection circuit, wherein logic values of the plurality of inverters are held in a constant state when the first and second potentials are applied to the first and second power inputs. .
前記前段のインバータの出力端子を前記後段のインバータの入力端子に接続することによって、前記複数のインバータは、ライン状に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のESD保護回路。 2. The ESD protection circuit according to claim 1, wherein the plurality of inverters are connected in a line by connecting an output terminal of the preceding inverter to an input terminal of the succeeding inverter . 前記インバータが、単数または複数のインバータから成り、
前記インバータは、前記第1の電源入力と前記第2の電源入力との間に直列に接続されたP型トランジスタおよびN型トランジスタを含み、
前記P型トランジスタおよび前記N型トランジスタのゲートは、前記入力端子として共通に接続され、
前記P型トランジスタおよび前記N型トランジスタの各一端は、前記出力端子として共通に接続され、
前記P型トランジスタの他端は、前記第1の外部電源入力端子に接続され、
前記N型トランジスタの他端は、前記第2の外部電源入力端子に接続され、
ESDサージに複数の前記インバータが応答するときに、前記保護電位は、前記第2の電位より前記N型トランジスタの閾値電圧だけ高い電位と前記第1の電位より前記P型トランジスタの閾値電圧の絶対値だけ低い電位との間の電位であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のESD保護回路。
The inverter comprises one or more inverters;
The inverter includes a P-type transistor and an N-type transistor connected in series between the first power input and the second power input,
The gates of the P-type transistor and the N-type transistor are commonly connected as the input terminal,
Each one end of the P-type transistor and the N-type transistor is commonly connected as the output terminal,
The other end of the P-type transistor is connected to the first external power input terminal,
The other end of the N-type transistor is connected to the second external power input terminal,
When a plurality of inverters respond to an ESD surge, the protection potential is a potential that is higher than the second potential by the threshold voltage of the N-type transistor and an absolute value of the threshold voltage of the P-type transistor from the first potential. The ESD protection circuit according to claim 1, wherein the ESD protection circuit is a potential between a potential lower by a value.
前記第2の電位より高く前記第1の電位より低い第3の電位が与えられる第3の電源入力と前記第1の電源入力との間に接続されたサージ転送部をさらに備え、
ESDサージが前記第3の電源入力に入力されたときに、前記サージ転送部は、サージ電流を前記第3の電源入力から前記第1の電源入力へ転送させ、
前記複数のインバータは、前記第1および前記第3の電源入力に共通に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のESD保護回路。
A surge transfer unit connected between a third power input to which a third potential higher than the second potential and lower than the first potential is applied, and the first power input;
When an ESD surge is input to the third power input, the surge transfer unit transfers a surge current from the third power input to the first power input.
The ESD protection circuit according to claim 1, wherein the plurality of inverters are provided in common to the first and third power supply inputs.
前記第3の電位は、前記第1の電位以下であることを特徴とする請求項4に記載のESD保護回路。   The ESD protection circuit according to claim 4, wherein the third potential is equal to or lower than the first potential.
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