[發明專利]化合物半導體電路應用中的瞬態過應力保護的裝置和方法

有效

• 申請號: 201710097800.3
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN107104102B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: S·帕薩薩拉希;J·A·塞爾瑟多
• 申請（專利權）人: 美國亞德諾半導體公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 歐陽帆

公開了化合物半導體電路應用中的瞬態過應力保護的裝置和方法。本文提供了用于化合物半導體保護鉗位器的裝置和方法。在某些配置中，化合物半導體保護鉗位器包括電阻器?電容器(RC)觸發網絡和金屬?半導體場效應晶體管(MESFET)鉗位器。RC觸發網絡檢測ESD/EOS事件何時存在于第一節點和第二節點之間，并且響應于檢測到ESD/EOS事件而激活MESFET鉗位器。當MESFET鉗位器被激活時，MESFET鉗位器在第一和第二節點之間提供低阻抗路徑，從而提供ESD/EOS保護。當被禁用時，MESFET鉗位器在第一和第二節點之間提供高阻抗，并且因此以低泄漏電流和小靜態功率耗散操作。

技術領域

本發明的實施例涉及電子系統，更具體地涉及化合物半導體保護裝置。

背景技術

電子電路可以暴露于瞬態過應力事件或具有快速變化的電壓和高功率的相對短持續時間的電信號。瞬態過應力事件包括靜電放電/電過載(ESD/EOS)事件，例如由電荷從物體或人突然釋放到電子電路引起的那些事件。瞬態過應力事件可由于過壓條件和/或在IC的相對小的區域上的高功率耗散水平而損壞集成電路(IC)。高功率耗散可增加電路溫度，并且可導致許多問題，諸如結損壞、金屬損壞和/或表面電荷累積。

發明內容

在一個方面，提供了一種化合物半導體電路。化合物半導體電路包括第一節點，第二節點和電連接在第一節點和第二節點之間的化合物半導體保護鉗位器。化合物半導體保護鉗位器包括電阻器-電容器(RC)觸發網絡，其被配置為檢測第一節點和第二節點之間的瞬態過應力事件的存在，并響應于檢測到瞬態過應力事件而產生激活控制信號。該化合物半導體保護鉗位器還包括金屬-半導體場效應晶體管(MESFET)鉗位器，其被配置為從RC觸發網絡接收激活控制信號，并且基于激活控制選擇性地激活第一節點和第二節點之間的放電路徑信號。

在另一方面，提供一種化合物半導體保護鉗位器。該化合物半導體保護鉗位器包括RC觸發網絡，其被配置為檢測第一節點和第二節點之間的瞬態過應力事件的存在，并且響應于檢測到該瞬態過應力事件而產生激活控制信號。化合物半導體保護鉗位電路還包括高電子遷移率晶體管(HEMT)鉗位電路，其包括異質結結構，設置在異質結結構上的源極區域，設置在異質結結構上的漏極區域和設置在異質結結構上方并定位在源極區和漏極區之間。柵極區域從RC觸發網絡接收激活控制信號，并基于激活控制信號選擇性地激活第一節點和第二節點之間的放電路徑。

在另一方面，提供了一種保護化合物半導體電路的方法。該方法包括使用化合物半導體保護鉗位器的RC觸發網絡來檢測第一節點和第二節點之間的瞬態過應力事件的存在，響應于使用RC觸發網絡檢測到瞬態過應力事件來生成激活控制信號，接收所述激活控制信號作為所述化合物半導體保護鉗位器的金屬-半導體場效應晶體管(MESFET)鉗位器的輸入，以及使用所述MESFET鉗位器基于激活控制信號而選擇性地激活所述第一節點和所述第二節點之間的放電路徑。

附圖說明

圖1是根據一個實施例的單片微波集成電路(MMIC)的示意圖。

圖2A是根據一個實施例的化合物半導體保護鉗位器的示意圖。

圖2B是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的示意圖。

圖3是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的電路圖。

圖4A是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的電路圖。

圖4B是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的電路圖。

圖5A是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的電路圖。

圖5B是根據一個實施例的多柵極高電子遷移率晶體管(HEMT)的注釋橫截面。

圖6是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的示意圖。

圖7是根據另一實施例的化合物半導體保護鉗位器的電路圖。