[發明專利]具有快速響應和高瞬態電流的ESD器件

在審

• 申請號: 201810862220.3
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109390332A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: A·C·阿帕斯瓦米;J·P·迪薩羅
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請公開具有對高瞬態電流快速響應的靜電放電(ESD)器件(例如，300)。ESD器件包括短脈沖放電(SPD)路徑和長脈沖放電(LPD)路徑。SPD路徑提供對ESD事件的魯棒響應，并且SPD路徑觸發LPD路徑的自偏置配置。有利地，SPD路徑通過使短脈沖電流(諸如充電器件模型(CDM)電流)迅速放電來減少ESD電壓過沖的風險，而LPD路徑提供長脈沖電流(諸如人體模型(HBM)電流)的有效放電。在一個實施方式中，例如，SPD路徑包括MOS晶體管(例如，322)，并且LPD包括雙極晶體管(例如，324)，該雙極晶體管具有耦接到MOS晶體管的源極(例如，344)的基極(例如，342)。

背景技術

在靜電放電(ESD)事件期間，電氣電路可經由一個或更多個I/O端子在相對短的時間段中接收大量的電荷。如果這些ESD電荷未被適當地消散，則這些ESD電荷的瞬態累積可對電氣電路的各種部件造成損壞。為了使這些損壞最小化，ESD器件用于保護電氣電路免受ESD事件的影響。ESD器件可包括具有大尺寸的晶體管以處置大量的ESD電流。然而，大晶體管對集成電路施加面積損失，并且大晶體管通常具有不統一的觸發行為，這也可影響ESD器件的性能。

發明內容

本公開描述了與具有對高瞬態電流的快速響應的靜電放電(ESD)器件的制造和操作有關的裝置和技術。所公開的ESD器件包括短脈沖放電(SPD)路徑和長脈沖放電(LPD)路徑。SPD路徑提供對ESD事件的魯棒響應，并且SPD路徑觸發LPD路徑的自偏置配置。有利地，SPD路徑通過使短脈沖電流(諸如充電器件模型(CDM)電流)立即放電來減少ESD電壓過沖的風險，而LPD路徑提供長脈沖電流(諸如人體模型(HBM)電流)的有效放電。在一個實施方式中，例如，SPD路徑包括MOS晶體管，并且LPD包括雙極晶體管，該雙極晶體管具有耦接到MOS晶體管的源極的基極。

附圖說明

圖1示出根據本公開的一個方面的靜電放電(ESD)器件的示意圖。

圖2A至圖2C示出根據本公開的若干方面的ESD器件的若干實施方式的示意圖。

圖3示出根據本公開的一個方面的ESD器件的截面圖。

圖4示出根據本公開的一個方面的對稱ESD器件的頂視圖。

圖5示出根據本公開的一個方面的對稱ESD器件的截面圖。

各個附圖中相同的參考符號指示相同的元件。在附圖和下方的描述中闡述了本公開的一個或更多個實施方式的細節。圖未按比例繪制，并且僅提供圖用于說明本公開。具體細節、關系和方法被闡述以提供對本公開的理解。其他特征和優點從描述和附圖以及從權利要求可以是明顯的。

具體實施方式

圖1示出根據本公開的一個方面的靜電放電(ESD)器件100的示意圖。ESD器件100用于保護電子部件或電氣電路免受ESD事件的影響。為此，ESD器件100可在集成電路內實施，用于保護其中的電路部件。另選地，ESD器件100可被實現為連接到要保護的部件或電路的獨立式器件。

ESD器件100包括輸入/輸出(I/O)端子102或I/O焊盤，用于接收輸入信號或傳遞輸出信號。在某些配置中，I/O端子102也可用于接收電源電壓(例如，VDD或VCC)。ESD器件100也包括用于使ESD電流放電的接地端子104。在I/O端子102和接地端子104之間，ESD器件100提供一對并聯但相互作用的放電路徑。第一放電路徑用于使短脈沖電流(諸如充電器件模型(CDM)電流)放電，而第二放電路徑用于使長脈沖電流諸如人體模型(HBM)電流放電。一般而言，短脈沖電流可具有大約10A或更大的幅度和大約1ns的持續時間，而長脈沖電流可具有大約1A到2A的幅度和大約150ns的持續時間。如本文所述，第一放電路徑可被稱為短脈沖放電(SPD)路徑，并且第二放電路徑可被稱為長脈沖放電(LPD)路徑。