[發明專利]基于主動可控觸發SCR的ESD保護電路

無效

• 申請號: 201210217427.8
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN103515376A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 李煜文
• 申請（專利權）人: 上海摩晶電子科技有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明用于集成電路的設計和生產，提出了一種基于主動可控的觸發電路，觸發SCR工作，從而形成靜電保護回路的設計方法。

背景技術

集成電路可靠性設計的一個重要方面是靜電損害(ESD)的保護。隨著技術進步，可比電路尺寸越來越小，同時由于設計頻率提高，接口電容也不斷降低，故靜電保護的挑戰日趨嚴峻。

SCR（可控硅）電路是CMOS和以CMOS為基礎的集成電路工藝中常見的保護方法。通常，在ESD事件發生后，NMOS管會發生SNAPBACK擊穿，造成電流流向襯底，從而使襯底（P井）電位升高，造成CMOS電路中寄生的SCR啟動，以排泄ESD電流。

在深亞微米和極亞微米級技術上，依借SNAPBACK擊穿來觸發SCR往往太遲，達不到必要的鉗位要求。

發明內容

在本發明中，首先采用探測電路，探測到需要啟動靜電保護的條件（如電壓值和電壓升起的斜率），經過放大驅動，開啟輸入NMOS管。NMOS管的S極不接地，而是與襯底的連接P⁺相連。這樣，NMOS管的正向導通電流就直接流入襯底（P井），其直接后果就是襯底電位升高，導致寄生SCR啟動，從而泄放ESD電流，達到保護目的。

附圖說明

圖1是保護電路框圖。其中：A為觸發電容，B為觸發電阻（形成觸發濾波），C為觸發放大驅動電路（必要時包含額外濾波電路），D為輸出NMOS管，E為NMOS布圖上的自保護電阻。

圖2是硅結構剖面圖。其中，A為NMOS管，B為NMOS的S和B極短路連接，C為寄生NPN，D為寄生PNP，E為N井電阻，F為P井電阻。

具體實施方式

本發明探測電路一般采用電容耦合，RC濾波的形式，這樣可以過濾掉與靜電泄放事件無關的低頻干擾。

放大驅動電路一般可由比級適當調整P/N比例的CMOS反相器組成。如果此電路用了特別高頻率的應用，則在放大驅動級應考慮特殊的濾波電路，以避免保護電路和正常工作間的干擾。

必要時，放大驅動電路可以和正常功率的預驅動一齊設計。