(57)【要約】【課題】  本発明の目的は許容電流の大きい保護抵抗を備えた電子装置を提供することにある。【解決手段】  第１配線層３及び第２配線層６は保護抵抗４の長さ方向の両端部に対向するように配置され、幅方向Ｗ３，Ｗ４に沿って長手方向を有するように延設される。第１コンタクト２及び第２コンタクト５は第１配線層３及び第２配線層６に長手方向に沿って列を成すように配置される。パッド１は第１配線層３の長手方向における一方の端部に電気的に接続され、内部回路は第１配線層３のパッド１が接続される一方の端部とは反対側の端部に対向する第２配線層６の端部に電気的に接続される。【選択図】図１
2018022735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に設けられた内部回路を保護する保護回路に、外部信号を電気的に接続するパッドと、前記パッドと前記内部回路との間に設けられた保護抵抗と、前記保護抵抗の長さ方向における一方の端部側に配置され前記パッドに電気的に接続された第１配線層と、前記保護抵抗の長さ方向における他方の端部側に配置され前記内部回路に電気的に接続された第２配線層と、前記第１配線層と前記保護抵抗とを電気的に接続する複数の第１コンタクトと、前記第２配線層と前記保護抵抗とを電気的に接続する複数の第２コンタクトと、を備えた電子装置において、
前記第１配線層は、前記保護抵抗の長さ方向の一方の端部側に配置されて、前記長さ方向に垂直な幅方向に沿って長手方向を有するように延設され、
前記第２配線層は、前記保護抵抗の前記長さ方向の他方の端部側に配置されて、前記幅方向に沿って長手方向を有するように延設され、
前記複数の第１コンタクトは前記第１配線層の前記長手方向に沿って列を成すように配置され、
前記複数の第２コンタクトは前記第２配線層の前記長手方向に沿って列を成すように配置され、
前記第１配線層と前記第２配線層とは前記保護抵抗を介して対向するように配置され、
前記パッドは前記第１配線層の前記長手方向における一方の端部に電気的に接続され、
前記内部回路は前記第１配線層の前記パッドが接続される一方の端部とは反対側の端部に対向する前記第２配線層の端部に電気的に接続されることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置において，
前記複数の第１コンタクトは前記第１配線層に一列に配置され、前記複数の第２コンタクトは前記第２配線層に一列に配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子装置において、
前記第１配線層に流れる電流の向きと前記保護抵抗に流れる電流の向きが略直角であることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電子装置において、
前記第１配線層又は前記第２配線層の少なくともいずれか一方が櫛歯状に形成されていることを特徴とする電子装置
【請求項５】
請求項４に記載の電子装置において、
前記第１配線層及び前記第２配線層の両方が櫛歯状に形成され、櫛歯状を成す一方の配線層の二つの配線部の間に他方の配線層の配線部が配置され、前記他方の配線部の前記配線部の両側に前記保護抵抗を配置したことを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電子装置において、
前記保護抵抗に接続される櫛歯構造のＭＯＳトランジスタを設けたことを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電子装置において、
前記ＭＯＳトランジスタの櫛歯構造の櫛歯のピッチを前記第１配線層及び前記第２配線層の櫛歯構造のピッチの整数倍にしたことを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項２に記載の電子装置において、
前記複数の第１コンタクト及び前記複数の第２コンタクトのピッチを前記第１コンタクト及び前記第２コンタクトの大きさの３倍以上にしたことを特徴とする電子装置。
【請求項９】
請求項２に記載の電子装置において、
前記保護抵抗は、前記第１配線層における前記パッドが接続される前記一方の端部の側の前記長さ方向における長さ寸法が、前記第１配線層の他方の端部の側の前記長さ方向における長さ寸法よりも大きく、
前記第１配線層と前記第２配線層とは、前記保護抵抗の前記幅方向に沿って、非平行な状態で配置されたことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールド酸化膜上に配置された保護抵抗と保護抵抗の両側にコンタクトを介して接続される配線層とを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置の従来例には国際公開ＷＯ２０１３／０１８１３４号公報（特許文献１）に記載されたセンサ装置などがある。特許文献１のセンサ装置は、外部装置が接続される外部端子と、グラウンドに接地される接地端子と、センサ出力信号を生成する内部回路と、外部端子と内部回路との間に設けた抵抗素子及び容量素子とからなる保護回路とを有する（要約参照）。このセンサ装置は、抵抗素子を例えば金属シリサイドを用いて形成し、抵抗素子及び容量素子を電気的に接続する配線は例えばアルミニウム（Ａｌ）を用いて形成している。そして配線と抵抗素子及び容量素子との接続部においては、複数のコンタクトを設けて伝的な接続を確保している（段落００３８参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１３／０１８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている従来技術では、配線（以下、配線層という）と抵抗素子（以下、保護抵抗という）を接続するコンタクトの許容電流に対する配慮が欠けていた。
【０００５】
電子装置では、パッドに印加されるサージ電圧を基板耐圧以下にする必要がある。この為には電子装置の保護抵抗を低抵抗化してサージ電圧が印加された時にパッドに印加される電圧を低下させる必要がある。微細プロセスを用いた電子装置の保護回路における基板耐圧は低く、保護抵抗の低抵抗化がより強く求められる。しかし、従来の電子装置の保護回路に使用される保護抵抗は、保護抵抗の許容電流が小さく、保護抵抗を低抵抗化することが困難であった。
【０００６】
保護抵抗の許容電流が小さい理由について、図１７〜図２０を参照して説明する。
【０００７】
電子装置の保護回路の構成について、図１７を参照して説明する。図１７は、本発明との比較例である電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【０００８】
図１７の電子装置の保護回路１０５Ｘは外部信号を接続するパッド１０と、パッド１０とコンタクト１２，１３，１４とを接続する配線層１１と、配線層１１と保護抵抗１５とを接続するコンタクト１２，１３，１４と、パッド１０から入力されるサージやノイズから内部回路を保護する保護抵抗１５と、保護抵抗１５を内部回路へ接続するコンタクト１６および配線層１７とから構成される。
【０００９】
配線層１１と保護抵抗１５との接続構造を、図１８を参照して説明する。図１８は、図１７のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【００１０】
配線層１１と保護抵抗１５とは異なる層に形成されている。上層に形成された配線層１１と下層に形成された保護抵抗１５とは層間に跨って形成されたコンタクト１２，１３，１４により電気的に接続される。配線層１１にはアルミ配線が、コンタクト１２，１３，１４にはタングステンが使用されることが、現在は一般的である。また、保護抵抗１５にはポリシリコンやシリサイドが使われることが多い。
【００１１】
次に、図１７の保護回路におけるコンタクト部分の等価回路を、図１９を参照して説明する。図１９は、図１７の保護回路のコンタクト部分の等価回路を示す図である。
【００１２】
図１９では、配線層１１は抵抗Ｒｍで表し、アルミの代表的なシート抵抗０．１Ω／□を用いた。コンタクト１２，１３，１４は抵抗Ｒｃで表し、抵抗値として０．３Ω／ケを用いた。また、保護抵抗１５は抵抗Ｒｐで表し、ポリシリコンの代表的なシート抵抗２０Ω／□を用いた。
【００１３】
図１９の等価回路を用いてコンタクト１２，１３，１４に流れる電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を計算した。計算結果を図２０に示す。図２０は、図１１の電子装置の保護回路の各コンタクトの電流の計算結果である。
【００１４】
この結果、コンタクト１４に流れる電流Ｉ３が最も大きく、コンタクト１４にほとんどの電流が流れ、コンタクト１２，１３に流れる電流Ｉ１，Ｉ２は電流Ｉ３に比べて非常に小さく、コンタクト１２，１３にはほとんど電流が流れない。つまり、電流が流れる方向において保護抵抗１５の中央側に配置されるコンタクト１４、すなわち内部回路に接続されるコンタクト１６および配線層１７に最も近いコンタクト１４に電流が流れ、保護抵抗１５から離れたコンタクト１２，１３にはほとんど電流が流れない。
【００１５】
この計算結果は、保護抵抗１５の部分の長さ（保護抵抗部分長さ）が最も短くなるコンタクト１４のみが保護抵抗１５の許容電流値（以下、許容電流という）に貢献し、保護抵抗１５の部分の長さ（保護抵抗部分長さ）がコンタクト１４よりも長くなるコンタクト１２，１３は許容電流に貢献しないことを示す。
【００１６】
ここで、コンタクト１個当たりに流せる電流には限界があり、コンタクト１個当たりの許容電流値（以下、許容電流という）が決まっている。また、保護抵抗１５の抵抗幅は保護抵抗１５の許容損失と抵抗値とで決まる。保護抵抗１５の許容損失は抵抗面積で概ね決まる。また保護抵抗１５の抵抗値は回路設計上決定される。また、コンタクトのサイズは製造プロセスから決まっている。これらのことから、回路設計時に保護抵抗１５の抵抗幅が決まれば、保護抵抗１５に配置できる許容電流に貢献できるコンタクト（保護抵抗部分長さを短くできるコンタクト）の数が決まり、この結果、保護抵抗１５の許容電流が決まる。
【００１７】
つまり、保護抵抗１５の抵抗幅が決まれば、許容電流が決まる。言い換えれば、保護抵抗１５の抵抗幅によって許容電流が制限される。このことは、保護回路にサージ電圧などを印加した場合に、保護抵抗１５が破壊する前にコンタクトが破壊し、コンタクトが保護回路の許容電流を制限してしまうことを意味する。このことは配線層１１側だけでは無く、配線層１７側でも生じる。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は許容電流の大きい保護抵抗を備えた電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の電子装置は、
内部に設けられた内部回路を保護する保護回路に、外部信号を電気的に接続するパッドと、前記パッドと前記内部回路との間に設けられた保護抵抗と、前記保護抵抗の長さ方向における一方の端部側に配置され前記パッドに電気的に接続された第１配線層と、前記保護抵抗の長さ方向における他方の端部側に配置され前記内部回路に電気的に接続された第２配線層と、前記第１配線層と前記保護抵抗とを電気的に接続する複数の第１コンタクトと、前記第２配線層と前記保護抵抗とを電気的に接続する複数の第２コンタクトと、を備えた電子装置において、
前記第１配線層は、前記保護抵抗の長さ方向の一方の端部側に配置されて、前記長さ方向に垂直な幅方向に沿って長手方向を有するように延設され、
前記第２配線層は、前記保護抵抗の前記長さ方向の他方の端部側に配置されて、前記幅方向に沿って長手方向を有するように延設され、
前記複数の第１コンタクトは前記第１配線層の前記長手方向に沿って列を成すように配置され、
前記複数の第２コンタクトは前記第２配線層の前記長手方向に沿って列を成すように配置され、
前記第１配線層と前記第２配線層とは前記保護抵抗を介して対向するように配置され、
前記パッドは前記第１配線層の前記長手方向における一方の端部に電気的に接続され、
前記内部回路は前記第１配線層の前記パッドが接続される一方の端部とは反対側の端部に対向する前記第２配線層の端部に電気的に接続される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、配線層と保護抵抗とを電気的に接続するコンタクトの許容電流を大きくすることができ、許容電流の高い保護抵抗を備えた電子装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図２】実施例１の電子装置の保護回路から配線層３，６を取り除いた構成を示す図である。
【図３】図１のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【図４】保護抵抗のシート抵抗と抵抗幅の関係を示す図である。
【図５】実施例１の電子装置の保護回路のパッド１の配置を変更した構成を示す図である。
【図６】実施例１の電子装置の保護回路の等価回路を示す図である。
【図７】実施例２の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図８】実施例２の電子装置の保護回路から配線層２０，２３を取り除いた構成を示す図である。
【図９】実施例３の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図１０】実施例３の電子装置の保護回路から配線層２５，３２を取り除いた構成を示す図である。
【図１１】実施例４の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図１２】実施例４の電子装置の保護回路から配線層３７，４１を取り除いた構成を示す図である。
【図１３】実施例５の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図１４】実施例５の電子装置の保護回路から配線層４５，５３を取り除いた構成を示す図である。
【図１５】実施例６の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図１６】本発明の一実施例に係る電子装置の構成を示す図である。
【図１７】本発明との比較例である電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【図１８】図１１のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【図１９】図１１の保護回路のコンタクト部分の等価回路を示す図である。
【図２０】図１１の電子装置の保護回路の各コンタクトの電流の計算結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
以下では、電子装置の一実施例として、車載向けフローセンサ装置１００に適用した例を説明するが、本発明は車載向けフローセンサ装置１００に限定されるものではなく、他の圧力センサ、加速度センサ或いは角速度センサ等の物理量を検出するセンサ装置を含む電子装置１００に広く適用することができる。
【００２４】
本実施例に係るフローセンサ装置１００を、図１６を用いて説明する。図１６は、本発明の一実施例に係る電子装置の構成を示す図である。
【００２５】
フローセンサ装置１００は、ＬＳＩ１２０とセンサ素子１２１と温度センサ１２２とにより構成される。ＬＳＩ１２０は電源端子１０２ａとセンサ出力端子１０２ｂと接地端子１０３とにより外部の装置と接続する。電源端子１０２ａ及びセンサ出力端子１０２ｂは、後述する保護回路のパッドに相当する。
【００２６】
また、ＬＳＩ１２０はセンサ素子１２１及び温度センサ１２２から取得した信号を処理しセンサ出力信号を生成する内部回路１０４と、外部から侵入するノイズから内部回路１０４を保護する保護回路１０５（１０５ａ〜１０５ｄ）とを有する。電源端子１０２ａと内部回路１０４との間に保護回路１０５ａが、センサ出力端子１０２ｂと内部回路１０４との間に保護回路１０５ｂが、ボンディングパッド１３０ｃと内部回路１０４との間に保護回路１０５ｃ，１０５ｄがそれぞれ配置される。
【００２７】
保護回路１０５（１０５ａ〜１０５ｄ）は、抵抗１０６とコンデンサ（容量素子）１０７とを有する。抵抗１０６は、パッド（端子）１０２ａ，１０２ｂ，１３０ｃと内部回路１０４との間に電気的に直列接続される。コンデンサ１０７は、一方の電極が抵抗１０６と内部回路１０４との間の配線に電気的に接続され、他方の電極が接地電位に電気的に接続される。これにより、抵抗１０６と内部回路１０４との間の配線はコンデンサ１０７を介して接地電位に電気的に接続される。
【００２８】
センサ素子１２１は検出部１２３とボンディングパッド１３０ｂとを有し、ボンディングパッド１３０ｂからボンディングワイヤ１３１を介してＬＳＩ１２０のボンディングパッド１３０ａに接続することで電気的に接続される。
【００２９】
温度センサ１２２はサーミスタ１２４とボンディングパッド１３０ｄとを有し、ボンディングパッド１３０ｄからボンディングワイヤ１３１を介してＬＳＩ１２０のボンディングパッド１３０ｃに接続することで電気的に接続される。
【００３０】
上述した電子装置１００は、以下で説明する各実施例に共通して適用可能である。
【００３１】
次に、本発明に係る電子装置１００の保護回路について説明する。
【００３２】
［実施例１］
本発明の第１の実施例である電子装置について、図１〜図６を参照して説明する。図１は、実施例１の電子装置の保護回路の構成を示す図である。図２は、実施例１の電子装置の保護回路から配線層３，６を取り除いた構成を示す図である。図３は、図１のＡ−Ａ’断面を示す図である。図４は、保護抵抗のシート抵抗と抵抗幅の関係を示す図である。図５は、実施例１の電子装置の保護回路のパッド１の配置を変更した構成を示す図である。図６は、実施例１の電子装置の保護回路の等価回路を示す図である。
【００３３】
本実施例の電子装置１００の保護回路１０５Ａは、パッド１と、配線層（第１配線層）３と、コンタクト（第１コンタクト）２と、保護抵抗４と、コンタクト（第２コンタクト）５と、配線層（第２配線層）６と、を備えて構成される。パッド１は保護回路１０５Ａに外部信号を接続する端子部である。配線層３はパッド１とコンタクト２とを接続する配線部である。コンタクト２は配線層３と保護抵抗４とを接続する配線部である。保護抵抗４はパッド１から入力されるサージやノイズから内部回路を保護する回路部品（回路素子）である。コンタクト５及び配線層６は、電流が流れる方向ｉ（図１参照）において、保護抵抗４に対してコンタクト２及び配線層３が設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗４を内部回路へ接続する。
【００３４】
なお、配線層３，６と保護抵抗４とは基板上の異なる層に形成されている。配線層３，６は保護抵抗４に対して上層に、保護抵抗４は配線層３，６に対して下層に配置されている。上層に形成された配線層３と下層に形成された保護抵抗４とは、配線層３が形成された層と保護抵抗４が形成された層との間に跨って形成されたコンタクト２により電気的に接続される。また上層に形成された配線層６と下層に形成された保護抵抗４とは、配線層６が形成された層と保護抵抗４が形成された層との間に跨って形成されたコンタクト５により電気的に接続される。
【００３５】
また、保護抵抗４はシリコン基板９に配置されたフィールド酸化膜８の上に配置され、上部には層間酸化膜７が配置される。保護抵抗４をフィールド酸化膜８の上に配置することで、保護抵抗４の対地耐圧（シリコン基板９との間の耐圧）を向上させることができ、パッド１から印加されるサージやノイズに対して高い耐圧を持たせることができる。
【００３６】
保護抵抗４には高い許容損失、高い対地耐圧、高い許容電流が要求される。保護抵抗４の許容損失は保護抵抗４の面積に応じて決まり、保護抵抗４の対地耐圧はフィールド酸化膜８の厚さで決まる。また、保護抵抗４の許容電流は先述した様に保護抵抗４の幅Ｗ４（図２参照）で決まる。ここで、保護抵抗４の面積（許容損失）と保護抵抗４の抵抗値を一定にして保護抵抗４の幅Ｗ４を増加させようとすると、図４に示す様に保護抵抗４のシート抵抗を高くすることで実現できる。つまり、本実施例では保護抵抗４のシート抵抗を高くして、抵抗長Ｌ４（図２参照）に対して抵抗幅Ｗ４を長くすることで、保護抵抗４の両側に配置できるコンタクト数を増加させて、許容電流を増加させる。また、配線層３，６の幅Ｗ３，Ｗ６（図１参照）も広げ配線層３，６の影響で許容電流が制限されることを防ぐ。
【００３７】
また、各コンタクト２，５に流れる電流を均等化する為、パッド１を保護抵抗４の左側に配置する。図５に示す様にパッド１を保護抵抗４の上側に配置した場合、パッド１から流れるサージ電流は保護抵抗４の中央部に集中し（中央部の電流経路が最も短い）、保護抵抗４の許容損失および許容電流は低下する。これに対して、図１に示すようにパッド１を保護抵抗４の左側に配置することで、全てのコンタクト２，５に比較的均等に分散させてサージ電流を流すことができる。
【００３８】
すなわち本実施例では、配線層３，６は保護抵抗４の幅Ｗ４の方向に長手方向を有する形状に形成され、幅Ｗ４の方向に沿ってコンタクト２，５を分散配置する。この場合、配線層３の一方の端部３Ａの側に配線層６の一方の端部６Ａが位置し、配線層３の他方の端部３Ｂの側に配線層６の他方の端部６Ｂが位置するように、二つの配線層３，６が配置される。なお本実施例では、二つの配線層３，６は長手方向が幅Ｗ３，Ｗ６の方向に沿うように平行に配置されている。
【００３９】
そしてパッド１は配線層３の幅Ｗ３の方向（幅Ｗ４の方向に同じ）の一方の端部３Ａに電気的に接続される。一方配線層６では、配線層６の幅Ｗ６の方向（幅Ｗ４の方向に同じ）において、配線層３のパッド１が接続される端部３Ａ側とは反対側の端部３Ｂに対応する端部６Ｂの側が、内部回路に電気的に接続される。すなわち、配線層３におけるパッド１に接続される端部３Ａと配線層６における内部回路に接続される端部６Ｂとは、保護抵抗４に対して幅Ｗ４の方向において反対側に位置するように、配置される。
【００４０】
次に、本実施例の保護回路１０５Ａの作用効果について、図６を参照して説明する。図６は、実施例１の電子装置の保護回路の等価回路を示す図である。
【００４１】
図６では配線層３，６を抵抗Ｒｍで表し、アルミの代表的なシート抵抗０．１Ω／□を用いる。各コンタクト２，５の抵抗は抵抗Ｒｃで表し、抵抗値として０．３Ω／ケを用いる。また、保護抵抗４は抵抗Ｒｐで表し、ポリシリコンの代表的なシート抵抗２０Ω／□を用いる。この等価回路では全ての電流経路の合計抵抗は等しく、直流的には均等に電流が流れる。このことは、保護抵抗４のシート抵抗を高くし、抵抗長Ｌ４に対して抵抗幅Ｗ４を長くすることで図６に示した等価回路の近似性が高くなるので、より各コンタクト２，５に均等に電流が流れる。これらのことにより特定のコンタクトにおける電流集中を低減し、保護回路１０５Ａの許容電流の低下を防ぐことができる。
【００４２】
また、サージ電流に関しても、全てのコンタクト２，５がパッド１から流れる直線状の電流経路上、又は内部回路に向かって流れる直線状の電流経路上にあることと、配線層３を図面右方向（抵抗幅Ｗ３の方向）に流れる電流は保護抵抗４では図面下方向（抵抗長Ｌ４の方向）に向かって流れるようにコンタクト２で電流の方向が曲がるが、全てのコンタクト２でこの曲がり方が等しくなることとにより、サージ電流の様に直進性の強い電流であっても図５の回路構成と比較すると全てのコンタクト２に均等に電流が流れる。また、保護抵抗４のシート抵抗を高くすることで、抵抗温度係数も高くなるので電流発熱による電流分散効果も高くなり、電流集中を低減し許容電流の低下を防ぐことができる。
【００４３】
上述の作用効果を高めるため、本実施例の保護回路１５Ａでは、配線層３，６に配置されるコンタクト２，５は、配線層３，６の長手方向（幅Ｗ３，Ｗ４，Ｗ６の方向）に沿って、一列に並べられている。これにより、各コンタクト２，５に接続される保護抵抗４の抵抗長さを等しくすることができ、各コンタクト２，５に接続される保護抵抗４の抵抗値を均一化することができる。
【００４４】
つまり、本実施例では保護抵抗４のシート抵抗を高くして、抵抗長Ｌ４に対して抵抗幅Ｗ４を長くすることで、保護抵抗４の両側に配置できるコンタクト数を増加させて、許容電流を増加させることができる。また、配線層３，６に流れる電流の向きと保護抵抗４に流れる電流の方向を異ならせることによって、配線層３を流れる電流がコンタクト２で電流の方向を変える際に全てのコンタクト２での電流の曲がり方を均等に出来るので、特定のコンタクトにおける電流集中を低減し許容電流の低下を防ぐことができる。
【００４５】
また、本実施例ではコンタクト２，５のピッチをコンタクト２，５のサイズに比べて３倍以上にした。コンタクトは前述したようにタングステンで構成され、金属としては抵抗率が高いので電流による発熱が大きい。また、タングステンは金属としてはヤング率が高く硬い金属である。このため、従来例の様に最小寸法で多くのコンタクト２，５を並べると、サージ電流による発熱とタングステン自身の熱膨張による応力でコンタクト２，５が破壊しやすくなる。これを避ける為、本実施例ではコンタクト２，５の列数を一列にすると共にコンタクト同士の間隔を広げて、大きな熱応力が発生することを防ぐ。このことによりコンタクト２，５の許容電流の低下を抑え、保護回路１０５Ａにおいて大きな許容電流が得られるようにした。
【００４６】
また、本実施例では抵抗幅Ｗ４が広く、抵抗長Ｌ４さが短くなる為、保護抵抗４のコンタクト２からコンタクト５までの距離が短く、幅広い配線層３，６がコンタクト２，５に接続されている。この為、保護抵抗４からの発熱はフィールド酸化膜８を介してシリコン基板９に放熱されるだけではなく、コンタクト２，５から配線層３，６を介する放熱も増加する。この結果、保護抵抗４の許容損失も増加させることができる。
【００４７】
［実施例２］
次に、本発明の第２実施例である電子装置の保護回路について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施例２の電子装置の保護回路の構成を示す図である。図８は、実施例２の電子装置の保護回路から配線層２０，２３を取り除いた構成を示す図である。
【００４８】
本実施例の電子装置１００の保護回路１０５Ｂは、パッド１８と、配線層（第１配線層）２０と、コンタクト（第１コンタクト）１９と、保護抵抗２１と、コンタクト（第２コンタクト）２２と、配線層（第２配線層）２３と、を備えて構成される。パッド１８は保護回路１０５Ｂに外部信号を接続する端子部である。配線層２０はパッド１８とコンタクト１９とを接続する配線部である。コンタクト１９は配線層２０と保護抵抗２１とを接続する配線部である。保護抵抗２１はパッド１８から入力されるサージやノイズから内部回路を保護する回路部品（回路素子）である。コンタクト２２及び配線層２３は、電流が流れる方向ｉ（図７参照）において、保護抵抗２１に対してコンタクト１９及び配線層２０が設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗２１を内部回路へ接続する。
【００４９】
本実施例は第１実施例と基本的に同一であるが、保護抵抗２１の形状をパッド１８側の抵抗長Ｌ４Ａが反対側の抵抗長Ｌ４Ｂよりも大きくなるようにした。すなわち保護抵抗２１は、配線層２０におけるパッド１８が接続される一方の端部の側の長さ方向における長さ寸法Ｌ４Ａが、配線層２０の他方の端部の側の長さ方向における長さ寸法Ｌ４Ｂよりも大きい。
【００５０】
このことにより、配線層２０のインダクタンスの影響による各コンタクト１９，２２間の電流不均等を減らし、パッド１８から各コンタクト１９に流れる電流がより均等に流れる様にした。このことにより、特定のコンタクト１９，２２に電流集中することを低減できるので、保護回路１０５Ｂの許容電流の低下を防ぐことができる。
【００５１】
本実施例では、配線層２０と配線層２３とは、保護抵抗２１の幅方向Ｗ２１に沿って、非平行な状態（傾斜した状態）で配置される。配線層２０と配線層２３とは平行ではないものの、二つの配線層２０，２３の長手方向が保護抵抗２１の幅Ｗ２１の方向に沿うように配置されている。
【００５２】
上述した以外の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例の作用効果は本実施例でも得られる。
【００５３】
［実施例３］
次に、本発明の第３実施例である電子装置の保護回路について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、実施例３の電子装置の保護回路の構成を示す図である。図１０は、実施例３の電子装置の保護回路から配線層２５，３２を取り除いた構成を示す図である。
【００５４】
本実施例の電子装置１００の保護回路１０５Ｃは、パッド２４と、配線層２５，３２と、コンタクト２６，１７，１８，３０と、保護抵抗２９，３１と、を備えて構成される。なお本実施例では、配線層（第１配線層）２５は保護抵抗３１の幅Ｗ３１の方向に沿って延設された第１配線部２５Ａと保護抵抗２９の幅Ｗ２９の方向に沿って延設された第２配線部２５Ｂとを有し、第１配線部２５Ａと第２配線部２５Ｂとが櫛歯構造を成している。また配線層（第２配線層）３２は保護抵抗３１の幅Ｗ３１の方向に沿って延設された第１配線部３２Ａと保護抵抗２９の幅Ｗ２９の方向に沿って延設された第２配線部３２Ｂとを有し、第１配線部３２Ａと第２配線部３２Ｂとが櫛歯構造を成している。
【００５５】
パッド２４は保護回路１０５Ｃに外部信号を接続する端子部である。第１配線部２５Ａ及び第２配線部２５Ｂで構成される配線層２５はパッド２４とコンタクト（第１コンタクト）２６，２８とを接続する配線部である。コンタクト２６は配線層２５と保護抵抗３１とを接続する配線部であり、第１配線部２５Ａに設けられる。コンタクト２８は配線層２５と保護抵抗２９とを接続する配線部であり、第２配線部２５Ｂに設けられる。保護抵抗２９，３１はパッド２４から入力されるサージやノイズから内部回路を保護する回路部品（回路素子）である。コンタクト（第２コンタクト）２７と配線層３２の第１配線部３２Ａとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ２９の方向（図９参照）において、保護抵抗３１に対してコンタクト２６と配線層２５の第１配線部２５Ａとが設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗３１を内部回路へ接続する。またコンタクト（第２コンタクト）３０と配線層３２の第２配線部３２Ｂとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ２９の方向（図９参照）において、保護抵抗２９に対してコンタクト２８と配線層２５の第２配線部２５Ｂとが設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗２９を内部回路へ接続する。
【００５６】
なお、配線層２５と配線層３２とは、櫛歯状に形成された一方の配線層における第１配線部２５Ａ，３２Ａと第２配線部２５Ｂ，３２Ｂとの間に、他方の配線層における第１配線部２５Ａ，３２Ａ又は第２配線部２５Ｂ，３２Ｂを介在させるように、配置される。
【００５７】
本実施例は第１実施例と基本的に同一であるが、保護抵抗２９，３１を２個設け、各保護抵抗に対して設けられる配線層２５，３２を櫛歯構造とした。このことにより、保護抵抗２９，３１の抵抗幅Ｗ２９，Ｗ３１を第１実施例に対して１／２に短くすることができ、この結果、配線層２５のインダクタンスの影響を低減し、各コンタクトに流れる電流をより均等化できる。これにより、パッド２４から各コンタクトに流れる電流の均等化を実現でき、許容電流の低下を防ぐことができる。
【００５８】
また本実施例では、保護抵抗２９の抵抗値と保護抵抗３１の抵抗値とが等しくなるように、保護抵抗２９の抵抗長Ｌ２９と保護抵抗３１の抵抗長Ｌ３１とを同じ長さにする。保護抵抗２９のシート抵抗と保護抵抗３１のシート抵抗とが異なる場合には、保護抵抗２９の抵抗長Ｌ２９と保護抵抗３１の抵抗長Ｌ３１とを異ならせることにより、保護抵抗２９の抵抗値と保護抵抗３１の抵抗値とが等しくなるようにしてもよい。
【００５９】
本実施例において、配線層２５の第１配線部２５Ａと配線層３２の第１配線部３２Ａとは平行である必要はなく、第２実施例のように傾斜させて配置してもよい。また配線層２５の第２配線部２５Ｂと配線層３２の第２配線部３２Ｂとは平行である必要はなく、第２実施例のように傾斜させて配置してもよい。また配線層２５における配線部２５Ａ，２５Ｂの数と配線層３２における配線部３２Ａ，３２Ｂの数は３個以上であってもよい。
【００６０】
上述した以外の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例の作用効果は本実施例でも得られる。また第２実施例の構成を組み合わせることにより、第２実施例の作用効果が得られる。
【００６１】
［実施例４］
次に、本発明の第４実施例である電子装置の保護回路について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、実施例４の電子装置の保護回路の構成を示す図である。図１２は、実施例４の電子装置の保護回路から配線層３７，４１を取り除いた構成を示す図である。
【００６２】
本実施例の電子装置１００の保護回路１０５Ｄは、パッド３３と、配線層３７，４１と、コンタクト３４，３６，３８，４０と、保護抵抗３５，３９と、を備えて構成される。なお本実施例では、配線層（第１配線層）３７は保護抵抗３５，３９の幅Ｗ３５，Ｗ３９の方向に沿って延設されている。また配線層（第２配線層）４１は保護抵抗３５の幅Ｗ３５の方向に沿って延設された第１配線部４１Ａと保護抵抗３９の幅Ｗ３９の方向に沿って延設された第２配線部４１Ｂとを有し、第１配線部４１Ａと第２配線部４２Ｂとが櫛歯構造を成している。そして、配線層３７は第１配線部４１Ａと第２配線部４２Ｂとが成す櫛歯の間に配置されている。
【００６３】
パッド２４は保護回路１０５Ｄに外部信号を接続する端子部である。配線層３７はパッド３３とコンタクト（第１コンタクト）３６，３８とを接続する配線部である。コンタクト３６は配線層３７と保護抵抗３５とを接続する配線部である。コンタクト３８は配線層２７と保護抵抗３９とを接続する配線部である。保護抵抗３５，３９はパッド３３から入力されるサージやノイズから内部回路を保護する回路部品（回路素子）である。コンタクト（第２コンタクト）３４と配線層４１の第１配線部４１Ａとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ３５の方向（図１１参照）において、保護抵抗３５に対してコンタクト３６及び配線層３７が設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗３５を内部回路へ接続する。またコンタクト（第２コンタクト）４０と配線層４１の第２配線部４１Ｂとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ３９の方向（図１１参照）において、保護抵抗３９に対してコンタクト３８及び配線層２５が設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗３９を内部回路へ接続する。
【００６４】
なお、配線層３７には保護抵抗３５に接続されるコンタクト３６と保護抵抗３９に接続されるコンタクト３８とがそれぞれ配線層３７の長手方向に沿って一列に配置されている。配線層３７は、櫛歯状に形成された配線層４１の第１配線部４１Ａと第２配線部４１Ｂとの間に介在するように配置される。
【００６５】
本実施例は第１の実施例と基本的に同一であるが、保護抵抗３５，３９を２個設け、各保護抵抗に対して設けられる配線層４１を櫛歯構造とした。このことにより、保護抵抗３５，３９の抵抗幅Ｗ３５，Ｗ３９を第１実施例に対して１／２に短くすることができ、この結果、配線層３７のインダクタンスの影響を低減し、各コンタクトに流れる電流をより均等化できる。これにより、パッド３３から各コンタクトに流れる電流の均等化を実現でき、許容電流の低下を防ぐことができる。
【００６６】
また本実施例では、配線層３７の両側に保護抵抗３５，３９を配置することで第３実施例の保護回路１０５Ｃに比べて、保護抵抗の実装効率を向上させることができ、より小さいチップサイズを実現できる。
【００６７】
本実施例では、内部回路に接続される配線層４１が櫛歯状に構成されているが、パッド３３接続される配線層３７が櫛歯状に構成され、配線層４１は櫛歯状に構成された配線層３７の二つの配線部の間に配置されてもよい。
【００６８】
また本実施例では、保護抵抗３５の抵抗値と保護抵抗３９の抵抗値とが等しくなるように、保護抵抗３５の抵抗長Ｌ３５と保護抵抗３１の抵抗長Ｌ３９とを同じ長さにする。保護抵抗３５のシート抵抗と保護抵抗３９のシート抵抗とが異なる場合には、保護抵抗３５の抵抗長Ｌ３５と保護抵抗３９の抵抗長Ｌ３９とを異ならせることにより、保護抵抗３５の抵抗値と保護抵抗３５の抵抗値とが等しくなるようにしてもよい。
【００６９】
本実施例において、配線層３７と配線層４１の第１配線部４１Ａとは平行である必要はなく、第２実施例のように傾斜させて配置してもよい。また配線層３７と配線層４１の第２配線部４１Ｂとは平行である必要はなく、第２実施例のように傾斜させて配置してもよい。また、配線層３７は長手方向に垂直な方向の幅寸法が長手方向に沿って変化するような形状であってもよい。
【００７０】
上述した以外の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例の作用効果は本実施例でも得られる。また第２実施例の構成を組み合わせることにより、第２実施例の作用効果が得られる。
【００７１】
［実施例５］
次に、本発明の第５実施例である電子装置の保護回路について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、実施例５の電子装置の保護回路の構成を示す図である。図１４は、実施例５の電子装置の保護回路から配線層４５，５３を取り除いた構成を示す図である。
【００７２】
本実施例の電子装置１００の保護回路１０５Ｅは、パッド４７と、配線層４５，５３と、コンタクト４２，４４，４８，５０，５２と、保護抵抗４３，４６，４９，５１と、を備えて構成される。なお本実施例では、配線層（第１配線層）４５は保護抵抗４３，４６，４９，５１の幅Ｗｅの方向に沿って延設された第１配線部４５Ａ及び第２配線部４５Ｂを有し、第１配線部４５Ａと第２配線部４５Ｂとが櫛歯構造を成している。また配線層（第２配線層）５３は保護抵抗４３，４６，４９，５１の幅Ｗｅの方向に沿って延設された第１配線部５３Ａと第２配線部５３Ｂと第３配線部５３Ｃとを有し、第１配線部３２Ａと第２配線部３２Ｂと第３配線部５３Ｃとが櫛歯構造を成している。
【００７３】
パッド４７は保護回路１０５Ｃに外部信号を接続する端子部である。配線層４５はパッド４７とコンタクト（第１コンタクト）４４，５０とを接続する配線部である。コンタクト４４は配線層４５と保護抵抗４３，４６とを接続する配線部であり、第１配線部４５Ａに設けられる。コンタクト５０は配線層４５と保護抵抗４９，５１とを接続する配線部であり、第２配線部２５Ｂに設けられる。保護抵抗４３、４６，４９，５１はパッド４７から入力されるサージやノイズから内部回路を保護する回路部品（回路素子）である。
【００７４】
コンタクト（第２コンタクト）４２と配線層５３の第１配線部５３Ａとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ４３の方向（図１３参照）において、保護抵抗４３に対してコンタクト４４と配線層４５の第１配線部４５Ａとが設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗４３を内部回路へ接続する。
【００７５】
コンタクト（第２コンタクト）４８と配線層５３の第２配線部５３Ｂとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ４６の方向（図１３参照）において、保護抵抗４６に対してコンタクト４４と配線層４５の第１配線部４５Ａとが設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗４６を内部回路へ接続する。また、コンタクト４８と配線層５３の第２配線部５３Ｂとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ４９の方向（図１３参照）において、保護抵抗４９に対してコンタクト５０と配線層４５の第２配線部４５Ｂとが設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗４９を内部回路へ接続する。
【００７６】
コンタクト（第２コンタクト）５２と配線層５３の第３配線部５３Ｃとは、電流が流れる方向ｉ又は抵抗長さＬ５１の方向（図１３参照）において、保護抵抗５１に対してコンタクト５０と配線層４５の第２配線部４５Ｂとが設けられた側とは反対側に設けられ、保護抵抗５１を内部回路へ接続する。
【００７７】
なお、配線層４５と配線層５３とは、櫛歯状に形成された一方の配線層における各配線部の間に、他方の配線層における各配線部を介在させるように、配置される。
【００７８】
本実施例は第１実施例と基本的に同一であるが、保護抵抗４３，４６，４９，５１を４個設け、各保護抵抗に対して設けられる配線層４５，５３を櫛歯構造とした。このことにより、保護抵抗４３，４６，４９，５１の抵抗幅Ｗ４３，Ｗ４６，Ｗ４９，Ｗ５１を第１実施例に対して１／４に短くすることができ、この結果、配線層４５のインダクタンスの影響を低減し、各コンタクトに流れる電流をより均等化できる。これにより、各コンタクトに流れる電流の均等化を実現でき、許容電流の低下を防ぐことができる。
【００７９】
配線層４５又は配線層５３はそれぞれ櫛歯状に形成され、櫛歯状を成す一方の配線層の二つの配線部の間に他方の配線層の配線部が配置される。そして他方の配線層の配線部の両側に保護抵抗が配置される。
【００８０】
また本実施例では、保護抵抗４３，４６，４９，５１が一体構成され、保護抵抗４３，４６，４９，５１の間に隙間を設ける必要が無いので、実装効率を向上させることができ、より小さいチップサイズを実現できる。
【００８１】
本実施例において、配線層４５の第１配線部４５Ａと配線層５３の第１配線部５３Ａ及び第２配線部５３Ｂとは平行である必要はなく、第２実施例のように傾斜させて配置してもよい。また配線層４５の第２配線部４５Ｂと配線層５３の第２配線部５３Ｂ及び第３配線部５３Ｃとは平行である必要はなく、第２実施例のように傾斜させて配置してもよい。また配線層４５における配線部４５Ａ，４５Ｂの数は３個以上あってもよく、配線層５３における配線部５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃの数は４個以上であってもよい。
【００８２】
上述した以外の構成は第１実施例と同様であり、第１実施例の作用効果は本実施例でも得られる。また第２実施例の構成を組み合わせることにより、第２実施例の作用効果が得られる。
【００８３】
［実施例６］
次に，本発明の第６実施例である電子装置の保護回路について、図１５を参照して説明する。図１５は、実施例６の電子装置の保護回路の構成を示す図である。
【００８４】
本実施例の電子装置１００の保護回路１０５Ｆは第５実施例と基本的に同一である。本実施例では、第５実施例に対して、保護抵抗４３，４６，４９，５１の出口にＭＯＳトランジスタを配置した構成が異なる。ＭＯＳトランジスタは配線層（第２配線層）５４，５８，６２に接続されるドレイン電極と、ゲート電極５５，５７，５９，６１と、配線層５６，６０に接続されるソース電極とにより構成される。ＭＯＳトランジスタの各ドレイン電極は配線層５４，５８，６２を介して保護抵抗４３，４６，４９，５１に各々接続される。
【００８５】
本実施例の様に櫛歯状の配線層に接続される保護抵抗と櫛歯状のＭＯＳトランジスタを並べて配置することで、保護抵抗とＭＯＳトランジスタの配線を容易にできる。これにより、保護回路１０５Ｆの実装効率を向上させることができ、より小さいチップサイズを実現できる。また、配線層とＭＯＳトランジスタの櫛歯のピッチを合わせることで（整数倍でも可）、更に保護抵抗とＭＯＳトランジスタの配線を容易にできる。これにより、保護回路１０５Ｆの実装効率を更に向上させることができ、より小さいチップサイズを実現できる。
【００８６】
また、パッド４７にサージ電圧が印加された場合、ＭＯＳトランジスタはスナップバック現象を起こす。このスナップバック現象を起こしたＭＯＳトランジスタに電流が集中することでＭＯＳトランジスタは破壊する。しかし本実施例では、トランジスタ毎に保護抵抗４３，４６，４９，５１が接続されているので、スナップバックしたＭＯＳトランジスタへの電流集中を抑制することができ、より高い許容電流を実現することができる。
【００８７】
上述した各実施例によれば、保護抵抗の許容電流を大きくすることができ、保護抵抗を低抵抗化することができる。保護抵抗を低抵抗化することにより、サージ電圧が印加された時にパッドに印加される電圧を低下させることができる。このため、微細プロセスを用いた電子装置における、基板耐圧の低い保護回路を有効に利用することができる。
【００８８】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１…パッド、２…コンタクト（第１コンタクト）、３…配線層（第１配線層）、４…保護抵抗、５…コンタクト（第２コンタクト）、６…配線層（第２配線層）、７…層間酸化膜、８…フィールド酸化膜、９…シリコン基板、１０…パッド、１１…配線層、１２…コンタクト、１３…コンタクト、１４…コンタクト、１５…保護抵抗、１６…コンタクト、１７…配線層、１８…パッド、１９…コンタクト（第１コンタクト）、２０…配線層（第１配線層）、２１…保護抵抗、２２…コンタクト（第２コンタクト）、２３…配線層（第２配線層）、２４…パッド、２５…配線層（第１配線層）、２６…コンタクト（第１コンタクト）、２７…コンタクト（第２コンタクト）、２８…コンタクト（第１コンタクト）、２９…保護抵抗、３０…コンタクト（第２コンタクト）、３１…保護抵抗、３２…配線層（第２配線層）、３３…パッド、３４…コンタクト（第２コンタクト）、３５…保護抵抗、３６…コンタクト（第１コンタクト）、３７…配線層（第１配線層）、３８…コンタクト（第１コンタクト）、３９…保護抵抗、４０…コンタクト（第２コンタクト）、４１…配線層（第２配線層）、４２…コンタクト（第２コンタクト）、４３…保護抵抗、４４…コンタクト（第１コンタクト）、４５…配線層（第１配線層）、４６…保護抵抗、４７…パッド、４８…コンタクト（第２コンタクト）、４９…保護抵抗、５０…コンタクト（第１コンタクト）、５１…保護抵抗、５２…コンタクト（第２コンタクト）、５３…配線層（第２配線層）、５４…配線層（第２配線層）、５５…ゲート電極、５６…配線層（第３配線層）、５７…ゲート電極、５８…配線層（第２配線層）、５９…ゲート電極、６０…配線層（第３配線層）、６１…ゲート電極、６２…配線層（第２配線層）、１００…電子装置、１０５Ａ〜１０５Ｆ…保護回路。
【図１】
2018022735.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018022735.tif 000005
【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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