[發(fā)明專利]主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811103553.4
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109256379A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉淑慧;劉賽君;劉新明
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波奇巧電器科技有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種靜電保護(hù)設(shè)計，提出一種主動注入電流從而觸發(fā)箝位開關(guān)（CMOS鎖定或寄生NPN打開）以提高保護(hù)效能的方法。該電路包括觸發(fā)部分和箝位開關(guān)部分。通過RC觸發(fā)，主動注入電流從而觸發(fā)CMOS鎖定或寄生NPN，從而打開本地箝位開關(guān)。箝位開關(guān)部分可以是CMOS寄生之可控硅（SCR），也可以是寄生的NPN雙極型三極管。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明芯片的靜電(ESD) 保護(hù)設(shè)計，具體地指一種主動注入電流從而觸發(fā)箝位開關(guān)（CMOS鎖定或寄生NPN打開）以提高保護(hù)效能的方法。

背景技術(shù)

靜電保護(hù)設(shè)計（ESD)是近代芯片設(shè)計的挑戰(zhàn)之一。總的來說，芯片IO口的ESD保護(hù)可以分為本地箝位和總線箝位兩大類，本地箝位是通過巧妙利用元器件包括寄生元器件的擊穿來導(dǎo)通靜電放電的電流。近年來，由于工藝普遍低壓化，保護(hù)對象耐壓顯著降低而保護(hù)器件耐壓降低有限，這類設(shè)計變得日益困難，總線箝位的放電路徑是通過IO口的寄生二極管再通過總線箝位開關(guān)放電，相對更容易設(shè)計。它的限制是依賴寄生二極管的存在。對于有些應(yīng)用來說，如果IO必須容忍高于總線的電壓，或者不能容忍太大的寄生電容，總線箝位的設(shè)計就不現(xiàn)實了，因此人們一直在需求降低本地箝位電路觸發(fā)電壓的手段。多數(shù)努力集中于器件設(shè)計以尋找更低而又不低到影響正常使用的耐壓。發(fā)明旨在尋找一個更趨向于電路的解決方案，具有更好的可靠性和可預(yù)測性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種具有較低觸發(fā)電壓的、設(shè)計上可預(yù)測、工藝上一致性和可靠性較好的本地箝位電路， 以滿足端口靜電保護(hù)的需要，

實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是：通過RC觸發(fā)，主動注入電流從而觸發(fā)SCR（CMOS鎖定）或寄生NPN，從而打開本地箝位開關(guān)，

該電路包括以下部分：

一、觸發(fā)部分

包括RC電路，必要的反相/驅(qū)動電路和NMOS場效應(yīng)管組成。NMOS 管的D極與IO端口相連，S 極與P井連接，

二、箝位開關(guān)部分

箝位開關(guān)部分可以是CMOS寄生之可控硅（SCR）， 也可以是寄生的NPN雙極型三極管，

主動注入電流從而觸發(fā)的工作原理如下：當(dāng)ESD高速脈沖來到端口，其斜率足以使RC電路足夠快地達(dá)到后級的閾值，NMOS導(dǎo)通，電流通過NMOS注入P 井，使P 井電位上升， 促使箝位開關(guān)打開，

本發(fā)明之觸發(fā)條件由RC電路和反相器和/或NMOS的閾值決定，而這些都可以用常見的電路設(shè)計和仿真手法計算和驗證，這使得保護(hù)電路可以精確地按照靜電放電條件進(jìn)行保護(hù)設(shè)計，提供高效、可靠、低成本的保護(hù)方案，

附圖說明：

圖1為本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的總體原理示意圖，

圖2.1為符合本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的一種觸發(fā)電路原理示意圖，

圖2.2為符合本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的另一種觸發(fā)電路原理示意圖，

圖2.3為符合本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的另一種觸發(fā)電路原理示意圖，

圖2.4為符合本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的另一種觸發(fā)電路原理示意圖，

圖3為本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的一種具體實現(xiàn)原理圖，

圖4為本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的另一種具體實現(xiàn)原理圖，

圖5為本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的一種具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖(對應(yīng)圖3），

圖6為本發(fā)明主動注入電流觸發(fā)鎖定的靜電芯片保護(hù)電路的一種具體實現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖(對應(yīng)圖4），