[發(fā)明專利]使用防護(hù)區(qū)域的靜電放電保護(hù)設(shè)備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710177516.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN107230673B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴大偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H02H9/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 倪斌

一種硅控整流器(SCR)電路，該硅控整流器(SCR)電路被配置成將靜電放電(ESD)電流從節(jié)點(diǎn)分流到參考電壓。SCR電路包括具有連接到節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射極、第一基極和第一集電極的第一雙極PNP晶體管。第二雙極NPN晶體管具有與第一基極共享第一區(qū)域的第二集電極，與第一集電極共享第二區(qū)域的第二基極，以及電連接到參考電壓的發(fā)射極。防護(hù)區(qū)域被配置且布置成響應(yīng)于ESD事件通過阻礙在第二區(qū)域中的電流延遲SCR電路的觸發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

各種實(shí)施例的方面涉及由具有防護(hù)區(qū)域的電路進(jìn)行的靜電放電（ESD）保護(hù)，防護(hù)區(qū)域影響電路的電流和操作特性。

背景技術(shù)

ESD為可由在電接觸的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的靜電積聚所引起的突發(fā)性電流。當(dāng)物體足夠靠近以使物體之間的電介質(zhì)擊穿時(shí)，可發(fā)生ESD事件。ESD事件是集成電路（IC）器件和芯片的許多故障的原因。可以使用各種不同的電路解決方案提供ESD保護(hù)。ESD保護(hù)的操作特性可受到IC芯片空間、制造過程和成本以及技術(shù)限制的限制。

對(duì)于各種應(yīng)用，這些和其它問題已經(jīng)對(duì)ESD保護(hù)實(shí)施方案的效率提出了挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

各種例子實(shí)施例涉及硅控整流器（SCR）電路，硅控整流器（SCR）電路在提供SCR路徑的兩個(gè)雙極晶體管（ 例如，PNPN）之間使用有源防護(hù)環(huán)。這對(duì)于在ESD事件期間實(shí)現(xiàn)增大的驟回保持電壓可以是有用的。特定方面允許在正常操作期間的功能在很大程度上依然不受影響。

本公開的某些實(shí)施例涉及被配置成將靜電放電（ESD）電流從節(jié)點(diǎn)分流到參考電壓的硅控整流器（SCR）電路。SCR電路包括具有連接到節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射極、第一基極和第一集電極的第一雙極PNP晶體管。第二雙極NPN晶體管具有與第一基極共享第一區(qū)域的第二集電極，與第一集電極共享第二區(qū)域的第二基極，以及電連接到參考電壓的發(fā)射極。防護(hù)區(qū)域被配置且布置成響應(yīng)于ESD事件通過阻礙在第二區(qū)域中的電流延遲SCR電路的觸發(fā)。

本公開的各種實(shí)施例涉及用于使用硅控整流器（SCR）電路提供靜電放電（ESD）保護(hù)的方法。該方法包括響應(yīng)于ESD事件對(duì)電阻器-電容器（RC）觸發(fā)電路充電。響應(yīng)于在RC觸發(fā)電路上的充電，啟用在SCR電路中的第一雙極晶體管。通過使用防護(hù)區(qū)域阻礙在第二雙極晶體管的基極中的電流來延遲SCR電路的第二雙極晶體管的啟用。在延遲之后，通過SCR電路的第一雙極晶體管和第二雙極晶體管對(duì)ESD電流進(jìn)行分流。

本公開的某些實(shí)施例涉及一種設(shè)備，其包括：

硅控整流器（SCR）電路，所述硅控整流器（SCR）電路被配置成將靜電放電（ESD）電流從節(jié)點(diǎn)分流到參考電壓，所述SCR電路包括：

第一雙極PNP晶體管，所述第一雙極PNP晶體管具有連接到所述節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射極、第一基極和第一集電極；

第二雙極NPN晶體管，所述第二雙極NPN晶體管具有與所述第一基極共享第一區(qū)域的第二集電極，與所述第一集電極共享第二區(qū)域的第二基極，以及電連接到所述參考電壓的發(fā)射極；以及

防護(hù)區(qū)域，所述防護(hù)區(qū)域被配置且布置成響應(yīng)于ESD事件通過阻礙在所述第二區(qū)域中的電流延遲所述SCR電路的觸發(fā)。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述第一雙極PNP晶體管被配置成響應(yīng)于由電阻器-電容器（RC）觸發(fā)電路生成的觸發(fā)電流對(duì)ESD電流進(jìn)行分流。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述第二雙極晶體管的所述第二基極被配置成接收通過所述第一雙極晶體管分流的所述ESD電流。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述第二雙極NPN晶體管包括在所述基極和所述發(fā)射極之間的嵌入式二極管。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，所述防護(hù)區(qū)域?yàn)樵谒龅诙^(qū)域內(nèi)的N阱，并且其中所述第二區(qū)域?yàn)镻摻雜襯底。