[發(fā)明專利]用于具有負電壓輸入端子的集成電路的靜電放電保護電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710196873.4
• 申請日: 2007-12-07
• 公開（公告）號: CN101197366A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 楊大勇;黃志豐
• 申請（專利權）人: 崇貿(mào)科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/60;H02H9/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 蒲邁文

技術領域

本發(fā)明涉及一種保護電路。更具體地說，本發(fā)明涉及一種集成電路的保護電路。

背景技術

靜電放電(electric?static?discharge，ESD)保護電路通常用于集成電路中以保護集成電路免受靜電放電，且通常用于雷電浪涌(lightening?surge)保護。參看圖1，可控硅整流器(silicon-controlled?rectifier，SCR)20并聯(lián)連接到要保護的電路10。當將浪涌電壓引入到電路10中時，可控硅整流器20將電壓箝位到絕對最大值以下，以避免電路10由于過電壓而崩潰。然而，如果在正常操作期間將負電壓施加到I/O端子，那么此ESD保護電路就不可工作。將響應于負電壓而從I/O端子處汲取襯底電流，此將造成電路10的異常操作。本發(fā)明的主要目的是克服此缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于保護集成電路使其免受ESD損壞的ESD保護電路。所述ESD保護電路包含第一驟回(snapback)裝置，其連接到第一端子以用于在集成電路操作期間維持負輸入電壓。第一驟回裝置包含耦合到集成電路的第一端子的正極。第一驟回裝置的負極耦合到集成電路的電源電壓(VCC)端子。第二驟回裝置具有耦合到VCC端子的負極。第二驟回裝置的正極連接到集成電路的接地。所述驟回裝置作為可控硅整流器。當裝置的p-n結(jié)崩潰時，裝置的電壓將驟回以吸收浪涌電壓。因此，所述ESD保護電路保護集成電路使其免受ESD損壞。此外，第一二極管的正極連接到集成電路的第二端子。在集成電路的正常操作期間，沒有負電壓被輸入到第二端子。第一二極管的負極耦合到VCC端子。第二二極管的負極連接到第二端子(例如I/O端子)。第二二極管的正極耦合到接地。有利地，本發(fā)明的ESD保護電路沒有從第一端子連接到接地的p-n結(jié)裝置，此允許在集成電路操作期間輸入負電壓。應了解，前述概括描述和以下詳細描述是示范性的，且希望提供所主張的本發(fā)明的進一步解釋。

附圖說明

本發(fā)明包含附圖來提供對本發(fā)明的進一步理解，且并入本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖說明本發(fā)明的實施例并連同描述內(nèi)容一起用于闡述本發(fā)明的原理。

圖1繪示包含ESD保護裝置的傳統(tǒng)電路。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于集成電路的負電壓輸入端子的ESD保護電路。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的驟回裝置的等效電路。

圖4繪示根據(jù)本發(fā)明的驟回裝置的橫截面圖。

圖5繪示根據(jù)本發(fā)明的驟回裝置的電壓-電流特性。

圖6A到6D繪示響應于各種輸入浪涌的ESD保護流程圖。

具體實施方式

圖2是集成電路200的ESD保護電路的優(yōu)選實施例。驟回裝置50連接到端子IN以用于在集成電路200的正常操作期間接收負電壓輸入。所述驟回裝置(第一驟回裝置)50包含一正極(A)耦合到集成電路200的端子(第一端子)IN。驟回裝置50的負極(K)耦合到集成電路200的VCC端子(圖中表示為V_CC)。另一驟回裝置(第二驟回裝置)60具有耦合到VCC端子的負極(K)。所述驟回裝置60的正極(A)連接到集成電路200的接地GND。驟回裝置50和60作為可控硅整流器。當裝置的p-n結(jié)崩潰時，驟回裝置50和60的電壓將驟回以吸收輸入浪涌。因此，驟回裝置50和60可保護集成電路200使其免受ESD損壞。此外，又具有二極管(第一二極管)70的正極連接到集成電路200的I/O端子(第二端子)。在集成電路200的操作期間，沒有負電壓被輸入到I/O端子。二極管70的負極耦合到VCC端子。二極管(第二二極管)75的負極連接到I/O端子。二極管75的正極耦合到接地GND。

圖3是驟回裝置50和60(如圖2所示)的等效電路，其包含寄生p-n-p雙極晶體管21和寄生n-p-n雙極晶體管25。寄生p-n-p雙極晶體管21的發(fā)射極連接到驟回裝置的負極(K)。寄生p-n-p雙極晶體管21的基極通過寄生電阻22而耦合到驟回裝置的負極(K)。寄生n-p-n雙極晶體管25的發(fā)射極連接到驟回裝置的正極(A)。寄生n-p-n雙極晶體管25的基極經(jīng)由寄生電阻26耦合到驟回裝置的正極(A)。寄生p-n-p雙極晶體管21的集電極耦合到寄生n-p-n雙極晶體管25的集電極。