[發明專利]ESD保護裝置

有效

• 申請號: 201210016467.6
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102623449A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 斯特芬·霍蘭;潘之昊
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種ESD保護裝置，包括：

具有交替導電類型的多個相鄰半導體區域，包括在其間形成第一P-N結的第一區域和第二區域、與第二區域一起形成P-N結的第三區域、與第三區域一起形成P-N結的第四區域以及與第四區域一起形成P-N結的第五區域；

連接至第一區域的第一觸點；

連接至第五區域的第二觸點；

連接在第三區域和第五區域之間的電阻器；

電阻器與第一、第二、第三和第五區域形成第一電流路徑，所述第一電流路徑配置用于響應于超過由第一、第二和第三區域形成的第一晶體管的擊穿閾值的電壓，使電流經由第一區域和第五區域在第一觸點和第二觸點之間流動；以及

第一、第二、第三、第四和第五區域形成第二電流路徑，所述第二電流路徑配置用于響應于流過電阻器的電流超過由第三、第四和第五區域形成的第二晶體管上的電壓達到第二晶體管的擊穿電壓時的閾值，使電流經由第一區域和第五區域在第一觸點和第二觸點之間流動。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中第二區域和第四區域未連接至外部觸點。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中第一、第二和第三區域形成具有擊穿電壓的晶體管，第一電流路徑在所述擊穿電壓處流過電流。

4.根據權利要求1所述的裝置，其中第三、第四和第五區域形成具有擊穿電壓的晶體管，第二電流路徑在所述擊穿電壓處流過電流。

5.根據權利要求1所述的裝置，其中

第一、第二和第三區域形成具有第一擊穿電壓的第一晶體管，第一晶體管在第一擊穿電壓處導通以使電流流過第一、第二和第三區域，以及

第三、第四和第五區域形成具有第二擊穿電壓的第二晶體管，第二晶體管在第二擊穿電壓處導通以使電流經由第二電流路徑流動。

6.根據權利要求1所述的裝置，其中第一電流路徑配置用于響應于施加至第一外部觸點的電壓超過第一擊穿電壓而流過電流，第二區域和第三區域之間的P-N結在所述第一擊穿電壓處擊穿。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中第二電流路徑配置用于響應于施加至第一外部觸點的電壓使電流流動，其中所述電壓導致大于電流閾值的電流通過電阻器、并且引起在第四區域和第五區域之間的P-N結上的電壓降引起所述P-N結的擊穿。

8.一種裝置，包括：

雙極晶體管，具有發射極、集電極和基極，發射極連接至第一外部觸點；

閘流管，具有交替的P-型和N-型半導體材料的四個區域，包括：

連接至雙極晶體管的基極的第一端部區域，第一端部區域和雙極晶體管的基極由相同類型的半導體材料形成，

第一中間區域，與第一端部區域一起形成P-N結并連接至雙極晶體管的集電極，第二區域和雙極晶體管的集電極由相同類型的半導體材料形成，

第二中間區域，與第一中間區域一起形成P-N結，第二中間區域由與第一端部區域相同類型的半導體材料形成，以及

第二端部區域，與第二中間區域一起形成P-N結并連接至第二外部觸點，第二端部區域由與第一中間區域相同類型的材料形成；以及

電阻器，連接至雙極晶體管的集電極、閘流管的第一中間區域和閘流管的第二端部區域。

9.根據權利要求8所述的裝置，其中

雙極晶體管的發射極連接至易受ESD事件影響的外部電路，并且

閘流管配置用于并設置用于響應于大于外部電路的工作電流的電流而導通。

10.根據權利要求8所述的裝置，其中電阻器的電阻值設置閘流管導通時的閾值電流。

11.根據權利要求8所述的裝置，其中第一外部觸點位于其中形成所述裝置的半導體襯底的上表面上，并且第二外部觸點在半導體襯底的下表面處連接至集電極。

12.根據權利要求8所述的裝置，其中第一外部觸點和第二外部觸點位于其中形成該裝置的半導體襯底的相同表面上并且配置用于橫向地通過電流。

13.根據權利要求8所述的裝置，還包括連接至第三外部觸點的P-型區域，第三外部觸點連接至第一外部觸點。

14.根據權利要求8所述的裝置，其中響應于ESD脈沖，雙極晶體管在閘流管達到擊穿電壓并傳導電流之前達到擊穿電壓并傳導電流。