[發明專利]一種基于HVNMOS耐正負高壓的端口ESD結構及其等效電路

在審

• 申請號: 201310695611.8
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN104716134A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 杜明;彭首春
• 申請（專利權）人: 深圳市國微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于半導體工藝領域，更具體地，涉及一種基于HVNMOS耐正負高壓的端口ESD結構及其等效電路。?

背景技術

隨著半導體工藝尺寸的縮小，器件工作電壓與擊穿電壓的差距越來越小，集成電路的靜電泄放(ESD)問題越來越顯著。通常情況下IC端口的工作電壓在0V和電源電壓之間，從而端口的ESD結構也只需要保證端口電壓在0V和電源電壓之間時ESD器件沒有漏電流。而在一些接口芯片中會出現端口電壓高于電源電壓或者低于零電位的負壓，此時的ESD結構就要保證可以承受端口的正負高壓，同時滿足ESD等級要求。但目前ESD防護的設計主要針對耐高壓的要求，對耐正負壓能力的設計基本沒有涉及。沒有耐正負高壓端口ESD防護，接口芯片在系統應用時是很難滿足ESD防護要求的。?

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于HVNMOS耐正負高壓的端口ESD裝置，其目的在于使得信號端口ESD結構具有耐正負高壓特性的同時也能滿足ESD防護設計要求，由此解決現有技術中沒有耐正負高壓端口ESD防護的技術問題。?

本發明提供了一種基于HVNMOS耐正負高壓的端口ESD結構，包括第一NBL掩埋層、第二NBL掩埋層、與電源連接的第一N+有源區、第二N+有源區、第三N+有源區、第四N+有源區和第一N阱、第二N阱、第三N阱、第四N阱；以第一P+有源區、第二P+有源區為接觸的第一P阱；以第三P+有源區、第四P+有源區為接觸的第二P阱；接GND的第五P+?有源區；應用時，第五N+有源區接端口PAD，柵氧和有源區與柵氧和有源區接到一起，N+有源區接地。?

本發明還提供了一種基于上述的端口ESD結構的等效電路，包括：第一MOS管N1和第二MOS管N2；所述第一MOS管N1的柵極與所述第二MOS管N2的柵極連接，所述第一MOS管N1的源極與所述第二MOS管N2的源極連接，所述第一MOS管N1的源極還與所述第一MOS管N1的柵極連接，所述第一MOS管N1的漏極連接至端口PAD，所述第二MOS管N2的漏極接地。?

其中，由柵氧和N型區域為漏極，以N+有源區為源極，以第一P阱、PBAS為襯底構成第一HVNMOS結構；由柵氧和N型區域為漏極，N+有源區為源極，P阱、PBAS為襯底構成第二HVNMOS結構。?

其中，當端口PAD對GND之間的電壓滿足ESD正向觸發條件時，當端口電壓達到P阱與N-擴散區之間二極管的擊穿電壓，第一MOS管N1的漏端與P阱之間二極管被擊穿，漏端、襯底和源端構成的三極管導通泄放ESD電流，通過第二MOS管N2中正偏的襯底和漏端二極管到GND；當端口PAD對GND之間的電壓滿足ESD負向觸發條件時，當端口電壓的絕對值大于P阱與N-擴散區之間二極管擊穿電壓時，第二MOS管N2的漏端與P阱之間二極管被擊穿，漏端、襯底和源端構成的三極管導通泄放ESD電流，通過所述第一MOS管N1中正偏的襯底和漏端二極管到端口PAD。?

本發明具有耐正負高壓特性的同時，也能滿足ESD防護要求。?

附圖說明

圖1是現有技術提供的ESD器件的剖面圖。?

圖2是現有技術提供的ESD器件的等效電路原理圖。?

圖3是本發明實施提供的基于HVNMOS耐正負高壓的端口ESD裝置的剖面結構示意圖。?

圖4是本發明實施例提供的基于HVNMOS耐正負高壓的端口ESD裝?置的等效電路原理圖。?

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。?

本發明提供了一種基于HVNMOS(High?Voltage?NMOS)耐正負高壓的端口ESD裝置，該裝置具有耐正負高壓特性的同時，也能滿足ESD防護設計要求。?