[發明專利]ESD保護電路、半導體裝置、車載電子裝置和系統

有效

• 申請號: 201410305434.2
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104253126B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 林豊
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李蘭;孫志湧

本發明涉及ESD保護電路、半導體裝置、車載電子裝置和系統。提供了一種ESD保護電路，包括：功率MOS晶體管，其設置在外部連接端子與參考電壓端子之間；箝位電路，其設置在外部連接端子與功率MOS晶體管的柵極之間，并且將外部連接端子與功率MOS晶體管的柵極之間的電壓箝位在預定值或更小；第一電阻性元件，其設置在功率MOS晶體管的柵極與源極之間；以及MOS晶體管，其與功率MOS晶體管串聯設置并且具有彼此共同地連接的柵極和源極。

技術領域

本發明涉及ESD保護電路、半導體裝置、車載電子裝置和車載電子系統，更具體地講，涉及例如適于實現高精度ESD保護操作的ESD保護電路、半導體裝置、車載電子裝置和車載電子系統。

背景技術

近來，正在開發吸收ESD(靜電放電；浪涌電壓)從而防止受保護電路遭破壞的ESD保護電路。

在日本未審查專利申請公開No.2000-77537中公開了相關技術。日本未審查專利申請公開No.2000-77537中公開的浪涌保護電路包括功率MOSFET、控制功率MOSFET的導通/截止的柵極驅動電路、設置在功率MOSFET的漏極和柵極之間并且當浪涌電壓被施加到功率MOSFET的漏極時造成擊穿的齊納二極管組、以及設置在功率MOSFET的柵極和柵極驅動電路之間并且防止電流從功率MOSFET的柵極流向柵極驅動電路的電阻性元件(參見日本未審查專利申請公開No.2000-77537的圖13)。在這個浪涌保護電路中，當浪涌電壓被施加到功率MOSFET的漏極并且齊納二極管組造成擊穿時，功率MOSFET的柵極電壓增大并且功率MOSFET導通，使得浪涌電壓被吸收。

另外，日本未審查專利申請公開No.2002-324842公開了一種CMOS保護電路，該CMOS保護電路包括作為保護元件的NMOS晶體管，這些NMOS晶體管每個均具有連接到輸入/輸出端子的漏極并且每個均具有連接到接地端子的柵極和源極(參見日本未審查專利申請公開No.2002-324842的圖7)。

發明內容

在日本未審查專利申請公開No.2000-77537中公開的浪涌保護電路中，在正常操作期間傳輸到功率MOSFET的漏極的EMI噪聲會通過形成在功率MOSFET的柵極和漏極之間的寄生電容被傳輸到功率MOSFET的柵極。這造成了功率MOSFET無意間導通，進而浪涌保護電路不能實現高精度ESD保護操作的問題。

當設置在功率MOSFET的柵極和柵極驅動電路之間的電阻性元件的電阻值減小以避免由于EMI噪聲而導致發生故障時，EMI噪聲的影響減小，但施加浪涌電壓時功率MOSFET的柵極電壓緩慢上升(反應緩慢)，從而使得難以實現充分的ESD保護操作。

因此，日本未審查專利申請公開No.2000-77537中公開的浪涌保護電路的問題在于，難以在抑制由于EMI噪聲的影響而導致出現故障的同時實現高精度ESD保護操作。從說明書的描述和附圖，將清楚待解決的其它問題和新穎特征。

本發明的第一方面是一種包括被設置到外部連接端子的ESD保護電路的半導體裝置。ESD保護電路包括：功率MOS晶體管；箝位電路，其將外部連接端子和功率MOS晶體管的柵極之間的電壓箝位在預定值或更小；第一電阻性元件，其設置在功率MOS晶體管的柵極和源極之間；以及MOS晶體管，其與功率MOS晶體管串聯設置并且具有彼此共同地連接的柵極和源極。

本發明的第二方面是一種車載電子裝置，該車載電子裝置包括形成在基板上的半導體裝置和算術處理單元。半導體裝置包括被設置到外部連接端子的ESD保護電路。ESD保護電路包括：功率MOS晶體管；箝位電路，其將外部連接端子和功率MOS晶體管的柵極之間的電壓箝位在預定值或更小；電阻性元件，其設置在功率MOS晶體管的柵極和源極之間；以及MOS晶體管，其與功率MOS晶體管串聯設置并且具有彼此共同地連接的柵極和源極。