[發(fā)明專利]保護(hù)元件以及具有此保護(hù)元件的靜電放電保護(hù)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210199039.1
• 申請(qǐng)日: 2012-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103515374A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何永涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02
• 代理公司: 北京中原華和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種保護(hù)元件以及具有此保護(hù)元件的靜電放電保護(hù)裝置,特別是涉及一種設(shè)有N型晶體管的靜電放電保護(hù)元件以及具有此保護(hù)元件的靜電放電保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

為了避免靜電放電(electrostatic?discharge，ESD)所造成的損害,現(xiàn)有的集成電路往往都會(huì)加入靜電放電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)。此外，硅控整流器(silicon?controlled?rectifier，SCR)是一種常見(jiàn)的保護(hù)元件，并廣泛地應(yīng)用在各類型的靜電放電保護(hù)裝置中。

雙向硅控整流器(dual?direction?SCR)是一種可雙向觸發(fā)的硅控整流器。因此，對(duì)于某些特定集成電路而言，由于其必須針對(duì)正輸入信號(hào)與負(fù)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，因此利用雙向硅控整流器來(lái)作為靜電放電裝置在設(shè)計(jì)上的基礎(chǔ)元件，將可有助于符合系統(tǒng)的需求。

然而，如同大多數(shù)的硅控整流器一樣，雙向硅控整流器在操作上,其導(dǎo)通速度往往不夠快，進(jìn)而影響了靜電放電保護(hù)裝置的防護(hù)能力。因此,各家廠商無(wú)不致力于改善上述問(wèn)題，以藉此提高靜電放電保護(hù)裝置的防護(hù)能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的保護(hù)元件,所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可依據(jù)控制端的電壓準(zhǔn)位來(lái)控制其內(nèi)部N型晶體管的導(dǎo)通狀態(tài),進(jìn)而有助于導(dǎo)通速度的提升，非常適于實(shí)用。

本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的靜電放電保護(hù)裝置,所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可通過(guò)元件控制器來(lái)控制保護(hù)元件中N型晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)，進(jìn)而有助于提升靜電放電保護(hù)裝置的防護(hù)能力，從而更加適于實(shí)用。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種保護(hù)元件,包括P型基底、第一N型晶體管與第二N型晶體管。其中,P型基底包括N型深井區(qū)、第一P型井區(qū)與第二P型井區(qū),且第一與第二P型井區(qū)配置于N型深井區(qū)內(nèi)。第一N型晶體管形成于N型深井區(qū)與第一P型井區(qū)內(nèi)。第二N型晶體管形成于N型深井區(qū)與第二P型井區(qū)內(nèi)。

本發(fā)明的目的以及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的保護(hù)元件，具有第一連接端、第二連接端以及第一至第三控制端。其中，第一與第二N型晶體管的第一漏/源極電性連接第一控制端，第一與第二N型晶體管的第二漏/源極分別電性連接第一與第二連接端，且第一與第二N型晶體管的柵極分別電性連接第二與第三控制端。

前述的保護(hù)元件，還包括：一第一P型摻雜區(qū)，配置于該第一P型井區(qū)內(nèi)，并電性連接該第一連接端。

前述的保護(hù)元件，還包括：一第二P型摻雜區(qū)，配置于該第二P型井區(qū)內(nèi)，并電性連接該第二連接端。

前述的保護(hù)元件，其中該第一N型晶體管包括：一第一柵極結(jié)構(gòu),配置于該第一P型井區(qū)上，且該第一N型晶體管的柵極是由該第一柵極結(jié)構(gòu)所形成；一第一N型摻雜區(qū)，配置于該N型深井區(qū)內(nèi)，并鄰接該第一P型井區(qū)，且該第一N型晶體管的第一漏/源極是由該第一N型摻雜區(qū)所形成;以及一第二N型摻雜區(qū)，配置于該第一P型井區(qū)內(nèi)，且該第一N型晶體管的第二漏/源極是由該第二N型摻雜區(qū)所形成。

前述的保護(hù)元件，其中該第一N型晶體管還包括：一第一N型淺摻雜區(qū)，設(shè)置于該第一柵極結(jié)構(gòu)下方的該第一P型井區(qū)內(nèi)，并環(huán)繞該第一N型摻雜區(qū)。

前述的保護(hù)元件，其中該第二N型晶體管包括：一第二柵極結(jié)構(gòu)，配置于該第二P型井區(qū)上，且該第二N型晶體管的柵極是由該第二柵極結(jié)構(gòu)所形成；一第三N型摻雜區(qū),配置于該N型深井區(qū)內(nèi),并鄰接該第二P型井區(qū),且該第二N型晶體管的第一漏/源極是該第三N型摻雜區(qū)所形成；以及一第四N型摻雜區(qū)，配置于該第二P型井區(qū)內(nèi)，且該第二N型晶體管的第二漏/源極是由該第四N型摻雜區(qū)所形成。

前述的保護(hù)元件，其中該第二N型晶體管還包括：一第二N型淺摻雜區(qū)，設(shè)置于該第二柵極結(jié)構(gòu)下方的該第二P型井區(qū)內(nèi)，并環(huán)繞該第三N型摻雜區(qū)。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種靜電放電保護(hù)裝置，電性連接第一焊墊與第二焊墊,并包括上述的保護(hù)元件與元件控制器。其中，保護(hù)元件通過(guò)第一與第二連接端分別電性連接第一與第二焊墊。元件控制器電性連接第一至第三控制端。此外，當(dāng)靜電脈沖出現(xiàn)在第一焊墊或第二焊墊時(shí)，元件控制器導(dǎo)通第一與第二N型晶體管其中之一,以通過(guò)保護(hù)元件中的電流路徑來(lái)釋放靜電脈沖。當(dāng)?shù)谝慌c第二操作信號(hào)被供應(yīng)至第一與第二焊墊時(shí)，元件控制器依據(jù)第一與第二操作信號(hào)關(guān)閉第一與第二N型晶體管，以致使保護(hù)元件無(wú)法形成電流路徑。