(57)【要約】【課題】ＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏセル構造において、パッド引き出し部のレイアウトをＩ／Ｏ部の略中心に配置し、半導体チップのレイアウト面積を削減する。【解決手段】Ｉ／Ｏ部５において、トランジスタ８は、半導体チップの周辺部に最も近い位置にレイアウトされている。このトランジスタ８の上方には、抵抗１２がレイアウトされており、抵抗１２の上方には、ダイオード１０，１１がレイアウトされている。ダイオード１０，１１の上方には、トランジスタ９がレイアウトされており、トランジスタ９の上方には、たとえば、メタル配線層に形成されたパッド引き出し部５ａを挟んでロジック部６がレイアウトされている。これにより、パッド２からトランジスタ９のドレインまでを同じノードとすることができるので、パッド引き出し部５ａをＩ／Ｏ部５の略中央にレイアウトすることが可能となる。【選択図】図１２
2010147282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを備え、
前記半導体チップは、
前記半導体チップの辺に沿って配置された複数のＩ／Ｏパッドと、
前記半導体チップに配置され、任意の前記Ｉ／Ｏパッドと接続される複数のＩ／Ｏ部とを有し、
前記Ｉ／Ｏ部は、
出力バッファとなるＮチャネルトランジスタ、およびＰチャネルトランジスタを備え、信号を外部に出力する際のインタフェースとなる出力バッファ部と、
前記出力バッファ部、および入力バッファ部を制御するロジック部とを含み、
前記Ｉ／Ｏ部は、
前記ロジック部、前記Ｎチャネルトランジスタ、および前記Ｐチャネルトランジスタの順に前記半導体チップの辺に向かってレイアウトされ、
前記ロジック部と前記Ｎチャネルトランジスタとの間に前記Ｉ／Ｏパッドと接続されるパッド引き出し部が形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体集積回路装置において、
前記Ｎチャネルトランジスタは、
ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、前記Ｎチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の半導体集積回路装置において、
前記出力バッファ部は、
ＥＳＤ保護用の第１、および第２のダイオードを備え、
前記第１、および第２のダイオードは、
前記Ｎチャネルトランジスタと前記Ｐチャネルトランジスタとの間にレイアウトされていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項３記載の半導体集積回路装置において、
前記出力バッファ部は、
ＥＳＤ保護用の抵抗を備え、
前記抵抗は、
前記第１、および前記第２のダイオードと前記Ｐチャネルトランジスタとの間にレイアウトされていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置において、
前記Ｐチャネルトランジスタは、
ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、前記Ｐチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項６】
半導体チップを備え、
前記半導体チップは、
前記半導体チップの辺に沿って配置された複数のＩ／Ｏパッドと、
前記半導体チップに配置され、任意の前記Ｉ／Ｏパッドと接続される複数のＩ／Ｏ部とを有し、
前記Ｉ／Ｏ部は、
出力バッファとなるＮチャネルトランジスタ、およびＰチャネルトランジスタを備え、信号を外部に出力する際のインタフェースとなる出力バッファ部と、
外部からの信号が入力される際のインタフェースとなる入力バッファ部を含み、前記出力バッファ部、および前記入力バッファ部を制御するロジック部とよりなり、
前記Ｉ／Ｏ部は、
前記ロジック部、前記Ｐチャネルトランジスタ、および前記Ｎチャネルトランジスタの順に直線状にレイアウトされ、
前記ロジック部と前記Ｐチャネルトランジスタとの間に前記Ｉ／Ｏパッドと接続されるパッド引き出し部が形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項７】
請求項６記載の半導体集積回路装置において、
前記Ｎチャネルトランジスタは、
ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、前記Ｎチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の半導体集積回路装置において、
前記出力バッファ部は、
ＥＳＤ保護用の第１、および第２のダイオードを備え、
前記第１、および第２のダイオードは、
前記Ｎチャネルトランジスタと前記Ｐチャネルトランジスタとの間にレイアウトされていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項９】
請求項８記載の半導体集積回路装置において、
前記出力バッファ部は、
ＥＳＤ保護用の抵抗を備え、
前記抵抗は、
前記第１、および前記第２のダイオードと前記Ｐチャネルトランジスタとの間にレイアウトされていることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の半導体集積回路装置において、
前記Ｐチャネルトランジスタは、
ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、前記Ｐチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したことを特徴とする半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置におけるチップ面関の削減技術に関し、特に、ＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）セル構造におけるレイアウト面積の削減に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路装置の低コスト化、および小型化などの要求から、半導体チップのサイズを縮小するコスト削減が進んでいる。チップサイズを小さくするには、搭載する各部品のレイアウト面積削減が必要となっている。
【０００３】
そこで、レイアウト面積削減技術の１つとして、たとえば、ボンディングワイヤなどが接続されるパッドを、外部とのインタフェースであるＩ／Ｏセルと重ねる、いわゆるＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏセルという構造が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のようなＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏセル技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。
【０００５】
Ｉ／Ｏセルにおける出力バッファ部は、たとえば、ＰチャネルＭＯＳのトランジスタとＮチャネルＭＯＳのトランジスタとから構成される出力バッファ、ＥＳＤ（ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護用となる第１、および第２のダイオードと第１、および第２の抵抗、およびＥＳＤ保護回路から構成されている。
【０００６】
ＥＳＤ保護用となる第１、および第２のダイオードは、電源電圧と基準電位との間に直列接続されている。ＰチャネルＭＯＳのトランジスタの一方の接続部には、電源電圧が接続されており、該トランジスタの他方の接続部には、第１の抵抗の一方の接続部が接続されている。
【０００７】
この第１の抵抗の他方の接続部には、第２の抵抗の一方の接続部が接続されており、該第２の抵抗の他方の接続部には、ＮチャネルＭＯＳのトランジスタの一方の接続部が接続されている。
【０００８】
ＮチャネルＭＯＳのトランジスタの他方の接続部には、基準電位が接続されている。ＥＳＤ保護回路は、電源電圧と基準電位との間に接続されており、第１のダイオードと第２のダイオード、および第１の抵抗と第２の抵抗との接続部には、パッドが接続されている。
【０００９】
パッドは、ボンディングワイヤによるボンディング時の制約などから、小型化することが難しく、チップ面積の削減の効果を最大限にするためには、パッドとＩ／Ｏセルとの重なる部分を最大にするのが望ましい。
【００１０】
しかし、上記した回路構成では、パッドが第１、および第２の抵抗の接続部と接続されるために、パッドと接続される引き出し部が、これら２つの抵抗の間にしか配置することができず、その結果、パッドがＩ／Ｏセルからはみ出してレイアウトされてしまい、チップ面積削減の効果が小さくなってしまうという問題がある。
【００１１】
また、近年のプロセスの微細化に伴い、配線抵抗が高抵抗となっており、ＥＳＤ保護回路までの配線抵抗も高くなっている。そのために、ＥＳＤ保護回路の放電特性が低下し、該ＥＳＤ保護回路から遠くに配置されているＮチャネルＭＯＳのトランジスタなどを介してＥＳＤサージが基準電位へと放電し、素子破壊を招いてしまう恐れがある。
【００１２】
さらに、配線抵抗が高くなった分、ＥＳＤ保護回路の個数を増やして素子を保護することも考えられるが、その場合、チップ面積が増大してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、ＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）セル構造において、パッド引き出し部のレイアウトをＩ／Ｏ部の略中心に配置することにより、半導体チップのレイアウト面積を削減することのできる技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１６】
本発明は、半導体チップを備え、該半導体チップは、半導体チップの辺に沿って配置された複数のＩ／Ｏパッドと、半導体チップの配置され、任意のＩ／Ｏパッドと接続される複数のＩ／Ｏ部とを有し、該Ｉ／Ｏ部は、出力バッファとなるＮチャネルトランジスタ、およびＰチャネルトランジスタを備え、信号を外部に出力する際のインタフェースとなる出力バッファ部と、出力バッファ、および入力バッファを制御するロジック部とを含み、Ｉ／Ｏ部は、ロジック部、Ｎチャネルトランジスタ、およびＰチャネルトランジスタの順に半導体チップの辺に向かってレイアウトされ、ロジック部とＮチャネルトランジスタとの間にＩ／Ｏパッドと接続されるパッド引き出し部が形成されているものである。
【００１７】
また、本発明は、前記Ｎチャネルトランジスタが、ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、Ｎチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したものである。
【００１８】
さらに、本発明は、前記出力バッファ部が、ＥＳＤ保護用の第１、および第２のダイオードを備え、第１、および第２のダイオードは、ＮチャネルトランジスタとＰチャネルトランジスタとの間にレイアウトされているものである。
【００１９】
また、本発明は、前記出力バッファ部が、ＥＳＤ保護用の抵抗を備え、前記抵抗は、第１、および第２のダイオードとＰチャネルトランジスタとの間にレイアウトされているものである。
【００２０】
さらに、本発明は、前記Ｐチャネルトランジスタが、ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、Ｐチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したものである。
【００２１】
また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。
【００２２】
本発明は、半導体チップを備え、該半導体チップは、半導体チップの辺に沿って配置された複数のＩ／Ｏパッドと、該半導体チップに配置され、任意のＩ／Ｏパッドと接続される複数のＩ／Ｏ部とを有し、該Ｉ／Ｏ部は、出力バッファとなるＮチャネルトランジスタ、およびＰチャネルトランジスタを備え、信号を外部に出力する際のインタフェースとなる出力バッファ部と、外部からの信号が入力される際のインタフェースとなる入力バッファ部を含み、出力バッファ、および入力バッファを制御するロジック部とよりなり、Ｉ／Ｏ部は、ロジック部、Ｐチャネルトランジスタ、およびＮチャネルトランジスタの順に直線状にレイアウトされ、ロジック部とＰチャネルトランジスタとの間にＩ／Ｏパッドと接続されるパッド引き出し部が形成されているものである。
【００２３】
また、本発明は、前記Ｎチャネルトランジスタが、ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、Ｎチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したものである。
【００２４】
さらに、本発明は、前記出力バッファ部が、ＥＳＤ保護用の第１、および第２のダイオードを備え、前記第１、および前記第２のダイオードは、ＮチャネルトランジスタとＰチャネルトランジスタとの間にレイアウトされているものである。
【００２５】
また、本発明は、前記出力バッファ部が、ＥＳＤ保護用の抵抗を備え、前記抵抗は、第１、および第２のダイオードとＰチャネルトランジスタとの間にレイアウトされているものである。
【００２６】
さらに、本発明は、前記Ｐチャネルトランジスタが、ドレインとして機能する半導体領域の主面の一部に導電膜を形成せず、Ｐチャネルトランジスタのドレイン端子を高抵抗となるように形成したものである。
【発明の効果】
【００２７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２８】
（１）出力バッファ部における保護回路の素子構成を少なくすることができる。
【００２９】
（２）Ｉ／Ｏ部からはみ出すパッドの面積を大幅に削減することが可能となり、半導体チップのチップ面積を小さくすることができる。
【００３０】
（３）上記（１）、（２）により、半導体集積回路装置の小型化、および低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による半導体チップのレイアウトイメージを示す説明図、図２は、図１の半導体チップのパッドとＩ／Ｏ領域との一部を拡大した説明図、図３は、図１の半導体チップに設けられたＩ／Ｏ部の一例を示すレイアウト図、図４は、図３のＩ／Ｏ部に設けられた出力バッファ部の構成例を示す回路図、図５は、図３のＩ／Ｏ部の上方に配線層に形成されている周回電源配線のレイアウト図、図６は、図３のＩ／Ｏ部に接続されるパッドのレイアウト図、図７は、図３のＩ／Ｏ部の断面を示した説明図、図８は、図３の出力バッファ部に設けられたトランジスタの平面、および断面を示す説明図、図９は、本発明者が検討した一般的なＩ／Ｏ部の回路図、図１０は、図９のＩ／Ｏ部における出力バッファ部のレイアウト図、図１１は、本実施の形態１によるＩ／Ｏ部と本発明者が検討した一般的なＩ／Ｏ部とのレイアウト比較図、図１２は、本実施の形態１によるＩ／Ｏ部とパッドとのレイアウト関係を示す説明図である。
【００３３】
本実施の形態１において、半導体集積回路装置に設けられる半導体チップ１は、図１に示すように、４つの周辺部に、たとえば、ボンディングワイヤなどが接続される複数のパッド２が直線状にそれぞれ配置されている。
【００３４】
Ｉ／Ｏパッドとなるパッド２の内側（半導体チップ１の中心側）には、同じくＩ／Ｏパッドとなる複数のパッド２ａが直線状にそれぞれ配置されており、これらパッド２、ならびにパッド２ａは、２列で千鳥足状にレイアウトされている。
【００３５】
また、半導体チップ１は、パッド２，２ａの下方に、外部とのインタフェースであるＩ／Ｏ領域３がレイアウトされた、いわゆるＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏ部構造となっている。そして、半導体チップ１の中央には、トランジスタなどの半導体素子によるロジックが形成されたコア領域４が位置している。
【００３６】
図２は、ＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏ部構造によるパッド２，２ａとＩ／Ｏ領域３との一部（図１の点線で示す領域）を拡大した説明図である。
【００３７】
Ｉ／Ｏ領域３は、複数のＩ／Ｏ部５が半導体チップ１の辺方向に一列にレイアウトされており、それらの上方に、２列で千鳥足状のパッド２，２ａがレイアウトされている。Ｉ／Ｏ部５、およびパッド２、２ａは、それぞれ長方形状からなり、パッド２，２ａの長辺は、たとえば、Ｉ／Ｏ部５の長辺の約半分程度の長さにそれぞれなっている。
【００３８】
各々のＩ／Ｏ部５の一方の短辺側には、パッド引き出し部５ａが形成されており、このパッド引き出し部５ａを介してＩ／Ｏ部５と対応するパッド２（またはパッド２ａ）の中央部とがそれぞれ接続されている。
【００３９】
図３は、Ｉ／Ｏ部５の一例を示すレイアウト図であり、図４は、図３のＩ／Ｏ部５に設けられた出力バッファ部７の構成例を示す回路図である。
【００４０】
Ｉ／Ｏ部５は、図３に示すように、ロジック部６、および出力バッファ部７から構成されている。ロジック部６は、たとえば、ＥＳＤ保護回路６ａ（図４に示す）、入力用バッファとなる入力バッファ部、電圧レベルを変換するレベルシフタ、ならびに出力バッファ部７に駆動信号を出力するインバータなどから構成されている。
【００４１】
また、出力バッファ部７は、図４に示すように、出力バッファ用のトランジスタ８，９、ＥＳＤ保護用のダイオード１０，１１、および同じくＥＳＤ保護用の抵抗１２から構成されている。トランジスタ８は、たとえば、ＰチャネルＭＯＳからなり、トランジスタ９は、ＮチャネルＭＯＳからなる。
【００４２】
ダイオード１０，１１は、電源電圧ＶＣＣＱと基準電位ＶＳＳＱとの間に直列接続されている。トランジスタ８の一方の接続部には、電源電圧ＶＣＣＱが接続されており、該トランジスタ８の他方の接続部には、抵抗１２の一方の接続部が接続されている。
【００４３】
抵抗１２の他方の接続部には、トランジスタ９の一方の接続部が接続されており、該トランジスタ９の他方の接続部には、基準電位ＶＳＳＱが接続されている。また、第１のダイオードであるダイオード１０と第２のダイオードであるダイオード１１との接続部、および抵抗１２の他方の接続部とトランジスタ９の一方の接続部とが接続された接続部が、出力バッファ部７の出力部となり、パッド２（またはパッド２ａ）が接続される構成となっている。
【００４４】
そして、Ｉ／Ｏ部５において、図３に示すように、トランジスタ８は、半導体チップ１の周辺部に最も近い位置にレイアウトされている。そして、トランジスタ８の上方には、抵抗１２がレイアウトされており、抵抗１２の上方には、ダイオード１０，１１がレイアウトされている。
【００４５】
ダイオード１０，１１の上方には、トランジスタ９がレイアウトされており、トランジスタ９の上方には、たとえば、メタル配線層に形成されたパッド引き出し部５ａを挟んでロジック部６がレイアウトされている。
【００４６】
図５は、図３のＩ／Ｏ部５の上方に形成されている周回電源配線のレイアウト図である。
【００４７】
周回電源配線は、図５の上方から下方にかけて、コア電源電圧用周回配線１３、コア基準電位用周回配線１４、Ｉ／Ｏ用電源電圧周回配線１５、およびＩ／Ｏ用基準電位周回配線１６が、ロジック部６の上方に形成されている。そして、パッド引き出し部５ａを挟んで、Ｉ／Ｏ用基準電位周回配線１７、ならびにＩ／Ｏ用電源電圧周回配線１８が、出力バッファ部７の上方に形成されている。
【００４８】
コア電源電圧用周回配線１３は、コア領域４に電源電圧を供給し、コア基準電位用周回配線１４は、コア領域４に基準電位を供給する。Ｉ／Ｏ用電源電圧周回配線１５，１８は、Ｉ／Ｏ部５に電源電圧ＶＣＣＱを供給し、Ｉ／Ｏ用基準電位周回配線１６，１７は、基準電位ＶＳＳＱを供給する。
【００４９】
図６は、図３のＩ／Ｏ部５に接続されるパッド２のレイアウト図である。
【００５０】
このパッド２は、千鳥足状に配列されたパッド２のうち、外側（半導体チップ１の周辺部側）のパッド２を示しており、該パッド２は、半導体チップ１の周辺部側に位置するＩ／Ｏ部５の短辺側からはみ出ない程度にレイアウトされている。
【００５１】
図７は、図３のＩ／Ｏ部５の断面を示した説明図である。
【００５２】
最下部の素子形成層には、図７の上方から下方にかけて、ロジック部６、および出力バッファ部７のトランジスタ９、ダイオード１１、ダイオード１０、抵抗１２、ならびにトランジスタ８がそれぞれ形成されている。
【００５３】
そして、素子形成層の上方に位置する配線層には、図７の左側から右側にかけて、コア電源電圧用周回配線１３、コア基準電位用周回配線１４、Ｉ／Ｏ用電源電圧周回配線１５、Ｉ／Ｏ用基準電位周回配線１６、Ｉ／Ｏ用基準電位周回配線１７、ならびにＩ／Ｏ用電源電圧周回配線１８がそれぞれ形成されている。
【００５４】
そして、パッド形成層には、パッド引き出し部５ａ、およびパッド２がそれぞれ形成されている。これらパッド引き出し部５ａ、およびパッド２は、素子形成層に形成された出力バッファ部７の上方に位置するように形成されている。
【００５５】
ここで、トランジスタ９（図４の点線丸印に示す）は、該トランジスタ９のドレインが高抵抗となるように導電膜を拡散層の形成しないように製造されている。
【００５６】
図８は、トランジスタ９の平面、および断面を示す説明図である。
【００５７】
トランジスタ９は、たとえば、半導体基板上にＰ−ＷＥＬＬ１９が形成されており、このＰ−ＷＥＬＬ１９の上方の左右には、ドレインとして機能するＮ＋型半導体領域２０とソースとして機能するＮ＋型半導体領域２１がそれぞれ形成されている。
【００５８】
Ｎ＋型半導体領域２１の上部には、導電膜であり、たとえば、コバルトシリサイドやニッケルシリサイドなどからなる金属シリサイド２２が形成されている。一方、Ｎ＋型半導体領域２０の上部にも金属シリサイド２３が形成されているが、この金属シリサイド２３は、Ｎ＋型半導体領域２１のように全面に形成されておらず、上方の配線層に形成された配線２４に接続されるビア２５が接続される一部の領域を除いては形成されていない。
【００５９】
Ｎ＋型半導体領域２０の全面に金属シリサイドを形成した場合に比べて、たとえば、約１０倍〜約５０倍程度のシート抵抗値の増加を得ることができる。また、Ｐ−ＷＥＬＬ１９の上方には、酸化シリコンなどの絶縁膜を介してゲート２６が形成されている。
【００６０】
このように、Ｎ＋型半導体領域２０の上部に一部、金属シリサイド２３を形成しないことによってドレイン端子に高抵抗を持たせることができ、ＥＳＤ放電などからトランジスタ９を保護することができる。
【００６１】
図９は、本発明者が検討した一般的なＩ／Ｏ部５０の回路図である。
【００６２】
Ｉ／Ｏ部５０（図１０に示す）は、図示するように、ロジック部５１（図１０に示す）、および出力バッファ部５２から構成されている。ロジック部５１は、たとえば、ＥＳＤ保護回路、入力用バッファとなる入力バッファ部、電圧レベルを変換するレベルシフタ、ならびに出力バッファ部５２に駆動信号を出力するインバータなどから構成されている。
【００６３】
また、出力バッファ部５２は、出力バッファ用のトランジスタ５３，５４、ＥＳＤ保護用のダイオード５５，５６、および同じくＥＳＤ保護用の抵抗５７，５８から構成されている。
【００６４】
トランジスタ５３は、たとえば、ＰチャネルＭＯＳからなり、トランジスタ５４は、ＮチャネルＭＯＳからなる。ダイオード５５，５６は、電源電圧ＶＣＣＱと基準電位ＶＳＳＱとの間に直列接続されている。
【００６５】
トランジスタ５３の一方の接続部には、電源電圧ＶＣＣＱが接続されており、該トランジスタ５３の他方の接続部には、抵抗５７の一方の接続部が接続されている。抵抗５７の他方の接続部には、抵抗５８の一方の接続が接続されており、該抵抗５８の他方の接続部には、トランジスタ５４の一方の接続部が接続されている。
【００６６】
このトランジスタ５４の他方の接続部には、基準電位ＶＳＳＱが接続されている。また、ダイオード５５とダイオード５６との接続部、および抵抗５３と抵抗５４との接続部には、パッド５９が接続され、出力バッファ部５２の出力部となっている。
【００６７】
また、図１０は、図９のＩ／Ｏ部５０における出力バッファ部５２のレイアウト図である。
【００６８】
Ｉ／Ｏ部５０は、図の上方にロジック部５１がレイアウトされており、該ロジック部５１の下方には、出力バッファ部５２のトランジスタ５４がレイアウトされている。トランジスタ５４の下方には、抵抗５８がレイアウトされており、該抵抗５８の下方には、ダイオード５６がレイアウトされている。
【００６９】
ダイオード５６の下方には、パッド引き出し部５９を挟んでダイオード５５がレイアウトされている。ダイオード５５の下方には、抵抗５７がレイアウトされており、該抵抗５７の下方には、トランジスタ５３がレイアウトされている。
【００７０】
このような回路構成では、パッド６０が接続されるパッド引き出し部５９を、抵抗５７と抵抗５８との間にしか配置できないことになり、その結果、パッド引き出し部５９がＩ／Ｏ部５０の中央部よりもオフセットして配置されるので、図１１の左側に示すように、Ｉ／Ｏ部５０の短辺側からはみ出してレイアウトされてしまうことになる。それにより、半導体チップサイズが大きくなってしまうことになる。
【００７１】
一方、Ｉ／Ｏ部５の場合には、図８に示したトランジスタ９の構成によって抵抗５８に相当する抵抗を不要にし、パッド２（またはパッド２ａ）からトランジスタ９のドレインまでを同じノードとすることができるので、図１１の右側に示すように、パッド引き出し部５ａをＩ／Ｏ部５の略中央にレイアウトすることが可能となる。
【００７２】
パッド引き出し部５ａがＩ／Ｏ部５の略中央にレイアウトされることにより、図１２に示すように、千鳥足状に配列されたパッド２のうち、外側（半導体チップ１の周辺部側）のパッド２は、半導体チップ１の中心方向に移動して配置が可能となり、パッド２よりも半導体チップ１の中心側に配置された内側のパッド２ａは、半導体チップ１の外周部方向に移動して配置することができる。
【００７３】
よって、パッド２，２ａの大きさを小さくすることなく、パッド２，２ａがＩ／Ｏ部５からはみ出ないようにレイアウトすることができる。
【００７４】
また、トランジスタ８とトランジスタ９と間に、ダイオード１０，１１、および抵抗１２を配置することによって、トランジスタ８とトランジスタ９との距離を離してレイアウトすることが可能となるので、寄生サイリスタ（ＳＣＲ）によるラッチアップを防止することができ、信頼性を向上させることができる。
【００７５】
それにより、本実施の形態１によれば、出力バッファ部７における保護回路の構成をより小さくすることができる。
【００７６】
また、Ｉ／Ｏ部５からはみ出さないように、パッド２，２ａを重ねてレイアウトすることができるので、半導体チップ１のチップ面積を小さくすることができ、半導体集積回路装置の小型化、および低コスト化を実現することができる。
【００７７】
さらに、本実施の形態１では、出力バッファ部７が、図３の上方から下方にかけて、トランジスタ９、ダイオード１１、ダイオード１０、抵抗１２、ならびにトランジスタ８の順番でレイアウトされた場合について記載したが、これら素子のレイアウトは、変更することもできる。
【００７８】
出力バッファのレイアウトは、たとえば、図１３に示すように、上方から下方にかけて、ダイオード１１、ダイオード１０、トランジスタ９、抵抗１２、およびトランジスタ８の順番、あるいは、図１４に示すように、上方から下方にかけて、ダイオード１０、トランジスタ９、ダイオード１１、抵抗１２、ならびにトランジスタ８の順番などであってもよい。
【００７９】
（実施の形態２）
図１５は、本発明の実施の形態２による出力バッファ部の一例を示す回路図、図１６は、図１５の出力バッファ部のレイアウト例を示す説明図である。
【００８０】
本実施の形態２において、半導体チップ１は、前記実施の形態の図１と同様であり、異なる点は、Ｉ／Ｏ部５に設けられた出力バッファ部７の構成である。出力バッファ部７は、図１５に示すように、ダイオード１０，１１、およびトランジスタ８ａ、９から構成されている。
【００８１】
ダイオード１０，１１は、電源電圧ＶＣＣＱと基準電位ＶＳＳＱとの間に直列接続されている。ＰチャネルＭＯＳからなるトランジスタ８ａの一方の接続部には、電源電圧ＶＣＣＱが接続されており、該トランジスタ８ａの他方の接続部には、ＮチャネルＭＯＳからなるトランジスタ９の一方の接続部が接続されている。
【００８２】
トランジスタ９の他方の接続部には、基準電位ＶＳＳＱが接続されており、ダイオード１０とダイオード１１との接続部、およびトランジスタ８ａとトランジスタ９との接続部が、出力バッファ部７の出力部となり、パッド２，２ａが接続される構成となっている。
【００８３】
この場合、トランジスタ９だけでなく、トランジスタ８ａにおいても、ドレインとして機能するＮ＋型半導体領域の上面の一部に、金属シリサイドを形成しないことによって、ドレイン端子に高抵抗を持たせた構造となっている。
【００８４】
それにより、抵抗１２（図４）の機能をトランジスタ８ａのドレイン端子に持たせることができるので、抵抗１２を不要とすることができる。
【００８５】
図１６は、Ｉ／Ｏ部５におけるレイアウトの一例を示す説明図である。
【００８６】
Ｉ／Ｏ部５は、図１６の上方にロジック部６がレイアウトされており、該ロジック部６の下方に、パッド引き出し部５ａを挟んでトランジスタ９がレイアウトされている。トランジスタ９の下方には、ダイオード１０，１１がレイアウトされており、その下方には、トランジスタ８ａがレイアウトされている。
【００８７】
この場合も、パッド引き出し部５ａがＩ／Ｏ部５の略中央にレイアウトすることが可能となり、半導体チップ１（図１）のチップ面積を小さくすることができる。また、抵抗１２（図４）も不要とできるので、出力バッファ部７の回路構成をより小さくすることができる。
【００８８】
また、出力バッファ部７のレイアウトは、図１６に示したレイアウトの他に、たとえば、図１７に示すように、ダイオード１１，１０をトランジスタ８ａとトランジスタ９との間にレイアウトしたり、図１８に示すように、トランジスタ８ａとトランジスタ９とを図１６と逆にレイアウトする構成としてもよい。
【００８９】
さらに、出力バッファ部７は、図１９に示すように、ダイオード１１，１０をトランジスタ９とをパッド引き出し部５ａを挟んでレイアウトしたり、図２０に示すように、ダイオード１１とダイオード１０との間にパッド引き出し部５ａが位置するようにレイアウトするようにしてもよい。
【００９０】
（実施の形態３）
図２１は、本発明の実施の形態３による出力バッファ部の一例を示す回路図、図２２は、図２１の出力バッファ部のレイアウト例を示す説明図である。
【００９１】
本実施の形態３において、出力バッファ部７は、図２１に示すように、ダイオード１０，１１、およびトランジスタ８ａ、９からなる前記実施の形態２の図１５の構成に、新たに抵抗２７が追加された回路構成となっている。
【００９２】
抵抗２７の一方の接続部には、ダイオード１０，１１の接続部に接続されており、該抵抗２７の他方の接続部には、トランジスタ８ａとトランジスタ９との接続部が接続されている。また、その他の接続構成については、前記実施の形態２の図１５と同様となっている。
【００９３】
図２２は、Ｉ／Ｏ部５におけるレイアウトの一例を示す説明図である。
【００９４】
Ｉ／Ｏ部５は、図２２の上方にロジック部６がレイアウトされており、該ロジック部６の下方に、パッド引き出し部５ａを挟んでダイオード１１、およびダイオード１０がそれぞれレイアウトされている。
【００９５】
ダイオード１０の下方には、抵抗２７がレイアウトされており、該抵抗２７の下方には、トランジスタ９がレイアウトされ、その下方には、トランジスタ８ａがレイアウトされている。
【００９６】
この場合においても、パッド引き出し部５ａがＩ／Ｏ部５の略中央にレイアウトすることが可能となり、半導体チップ１（図１）のチップ面積を小さくすることができる。
【００９７】
また、出力バッファ部７のレイアウトは、図２１に示したレイアウトの他に、たとえば、図２３に示すように、トランジスタ８ａとトランジスタ９とを図２１に示したレイアウトと逆にレイアウトする構成としてもよい。
【００９８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、ＰＡＤ  ｏｎ  Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）セル構造を有した半導体集積回路装置におけるチップ面積の削減技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体チップのレイアウトイメージを示す説明図である。
【図２】図１の半導体チップのパッドとＩ／Ｏ領域との一部を拡大した説明図である。
【図３】図１の半導体チップに設けられたＩ／Ｏ部の一例を示すレイアウト図である。
【図４】図３のＩ／Ｏ部に設けられた出力バッファ部の構成例を示す回路図である。
【図５】図３のＩ／Ｏ部の上方に配線層に形成されている周回電源配線のレイアウト図である。
【図６】図３のＩ／Ｏ部に接続されるパッドのレイアウト図である。
【図７】図３のＩ／Ｏ部の断面を示した説明図である。
【図８】図３の出力バッファ部に設けられたトランジスタの平面、および断面を示す説明図である。
【図９】本発明者が検討した一般的なＩ／Ｏ部の回路図である。
【図１０】図９のＩ／Ｏ部における出力バッファ部のレイアウト図である。
【図１１】本実施の形態１によるＩ／Ｏ部と本発明者が検討した一般的なＩ／Ｏ部とのレイアウト比較図である。
【図１２】本実施の形態１によるＩ／Ｏ部とパッドとのレイアウト関係を示す説明図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態によるＩ／Ｏ部の一例を示すレイアウト図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態によるＩ／Ｏ部の他の例を示すレイアウト図である。
【図１５】本発明の実施の形態２による出力バッファ部の一例を示す回路図である。
【図１６】図１５の出力バッファ部のレイアウト例を示す説明図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態によるＩ／Ｏ部の一例を示すレイアウト図である。
【図１８】本発明の他の実施の形態によるＩ／Ｏ部の他の例を示すレイアウト図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態によるＩ／Ｏ部の一例を示すレイアウト図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態によるＩ／Ｏ部の他の例を示すレイアウト図である。
【図２１】本発明の実施の形態３による出力バッファ部の一例を示す回路図である。
【図２２】図２１の出力バッファ部のレイアウト例を示す説明図である。
【図２３】本発明の他の実施の形態による出力バッファ部の一例を示すレイアウト図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  半導体チップ
２  パッド
３  Ｉ／Ｏ領域
４  コア領域
５  Ｉ／Ｏ部
５ａ  パッド引き出し部
６  ロジック部
７  出力バッファ部
８，８ａ  トランジスタ
９  トランジスタ
１０，１１  ダイオード
１２  抵抗
１３  コア電源電圧用周回配線
１４  コア基準電位用周回配線
１５  Ｉ／Ｏ用電源電圧周回配線
１６  Ｉ／Ｏ用基準電位周回配線
１７  Ｉ／Ｏ用基準電位周回配線
１８  Ｉ／Ｏ用電源電圧周回配線
１９  Ｐ−ＷＥＬＬ
２０  Ｎ＋型半導体領域
２１  Ｎ＋型半導体領域
２２  金属シリサイド
２３  金属シリサイド
２４  配線
２５  ビア
２６  ゲート
２７  抵抗
５０  Ｉ／Ｏ部
５１  ロジック部
５２  出力バッファ部
５３，５４  トランジスタ
５５，５６  ダイオード
５７，５８  抵抗
５９  パッド引き出し部
６０  パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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