[發明專利]一種靜電放電保護電路

有效

• 申請號: 200910196869.7
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN102034809A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 單毅
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/60;H02H9/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術領域

本發明涉及靜電放電保護技術領域，特別設計一種靜電放電保護電路。

背景技術

參見圖1，該圖為現有技術中一種輸入輸出單元的輸出驅動電路和靜電放電(ESD，Electro?Static?Discharge)保護電路結構圖。

P1和P2是PMOS管，N1和N2是NMOS管。P1和N1組成的電路既可以作為ESD保護電路，又可以作為輸入輸出單元的輸出驅動電路，從圖1可以看出，左邊的P1和N1組成的電路是作為ESD保護電路。右邊的P2和N2組成的電路是作為輸入輸出單元的輸出驅動電路。

ESD保護電路和輸入輸出單元的輸出驅動電路的區別僅是PMOS管和NMOS管的柵極連接的位置不同。

由于該結構的ESD保護電路是由單純的MOS管做的保護，由于MOS管單位尺寸的保護能力較差。因此，一般采用SCR管做ESD保護。因為，SCR管的單位尺寸保護能力比MOS管好。但是，單純用SCR管做ESD保護電路也存在缺點。下面結合圖2來詳細說明。

參見圖2，該圖現有技術中為SCR管的ESD保護電路的結構示意圖。

當陽極加上正的ESD脈沖時，只有ESD電壓高到一定的值，PWELL和NWELL組成的PN結才能發生反向擊穿，產生一個流向PWELL的漏電流。該漏電流流過電阻Rpwell，使得T2的基極-發射極正偏，T2導通。從而T2的集電極有電流流過，此電流流過電阻Rnwell，使得T1的基極-發射極正偏，T1導通。因此整個SCR就可以導通了。可見，SCR需要觸發，就需要PWELL和NWELL組成的PN結發生反向擊穿，此擊穿電壓很高，所以SCR的觸發電壓很高。

當陽極加上負的ESD脈沖時，PWELL和NWELL形成一個正偏的二極管，電流直接通過二極管從陰極流到陽極，二極管導通電壓很低，不存在類似SCR觸發電壓高的問題。

綜上所述，SCR的觸發電壓取決于PWELL和NWELL組成的PN結發生反向擊穿時加在陽極的電壓，這個電壓需要很高，不能為內部電路提供有效的ESD保護。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種ESD保護電路，能夠提高ESD保護電路的保護能力，同時降低觸發電壓。

為解決上述問題，本發明提供一種靜電放電保護電路，包括：在PMOS管周圍設置N-well接觸，在NMOS管周圍設置P-well接觸，在所述N-well接觸和所述P-well接觸之間依次插入一條P+和一條N+，所述N-well接觸、一條P+、一條N+和P-well接觸形成SCR管。

優選地，所述PMOS管的源極連接VDD，漏極連接PAD焊盤；所述NMOS管的漏極連接PAD焊盤，源極連接GND；所述SCR管的N-well接觸連接VDD，P+連接VDD，N+連接GND，P-well接觸連接GND。

優選地，所述PMOS管的柵極連接VDD，所述NMOS管的柵極連接GND。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

本發明實施例提供的ESD保護電路，通過在現有的PMOS管和NMOS管的結構中間依次插入一條P+和一條N+，正好依據N-well接觸和P-well接觸形成SCR，由于SCR單位尺寸的ESD保護能力比MOS管好。并且該電路結構的NMOS管的漏極-柵極交界處的柵二極管的反向擊穿電壓比較低，所以漏極有ESD脈沖時，能夠在較低電壓下就反向擊穿產生漏電流，使得SCR的T2的基極-發射極正偏，T2導通。與現有技術相比，本發明實施例提供的ESD保護電路能夠在較低電壓時就提供足夠SCR觸發電流，因此本發明實施例中的ESD保護電路的觸發電壓低，而一旦SCR能夠觸發，其保護能力比單純的MOS管的保護能力要強很多。

附圖說明

圖1是現有技術中一種輸入輸出單元的輸出驅動電路和ESD保護電路示意圖；

圖2是現有技術中SCR管的ESD保護電路的截面圖；

圖3是本發明ESD保護電路的版圖；

圖4是本發明圖3?ESD保護電路對應的結構示意圖；

圖5是本發明提供的一種ESD保護電路和輸入輸出單元的輸出驅動電路示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。