專利名稱：改進(jìn)的靜電放電二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的相互引證Roy A.Colclaser和David M.Szmyd同時(shí)提出并轉(zhuǎn)讓給本受讓人的題為“雙向ESD二極管”的美國(guó)專利申請(qǐng)no.09/466411，包含了本專利申請(qǐng)的主要內(nèi)容。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明的目的在于一種用來(lái)對(duì)電路進(jìn)行靜電放電(ESD)保護(hù)的設(shè)備，更確切地說(shuō)是具有減小了的電容的ESD二極管。
現(xiàn)有技術(shù)的討論

圖1示出了常規(guī)的抗靜電放電(ESD)電路裝置100。被保護(hù)的設(shè)備是電路110，它可以被制作在集成電路即芯片的半導(dǎo)體襯底上。電路110的輸入115和輸出120分別被連接到輸入和輸出焊點(diǎn)125和130，焊點(diǎn)又被連接到集成電路即芯片的插腳。
通常，利用連接在輸入/輸出焊點(diǎn)125和130與電源線之間的二極管D1、D2、D3和D4，對(duì)電路110的輸入115和輸出120進(jìn)行抗靜電放電(ESD)保護(hù)。電源線包括接地總線135以及連接到用來(lái)提供稱為Vcc的正電壓的電壓源。
正如本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的那樣，各個(gè)二極管D1、D2、D3和D4由P-N結(jié)構(gòu)成，并可以被集成在同一個(gè)包括了被保護(hù)電路100的芯片即集成電路上。為了防止正的ESD，二極管D1和D2的陽(yáng)極(P側(cè))被連接到電路110的輸入115和輸出120。二極管D1和D2的陰極(N側(cè))被連接到具有正電壓Vcc的電源總線140。為了防止負(fù)的ESD，二極管D3和D4的陰極(N側(cè))被連接到電路110的輸入115和輸出120。二極管D3和D4的陽(yáng)極(P側(cè))被連接到接地總線135。圖1將二極管D1的陽(yáng)極(P側(cè))示為參考號(hào)145，而陰極(N側(cè))被示為參考號(hào)150。本技術(shù)領(lǐng)域熟練人員理解的是，對(duì)二極管D1的討論是為了說(shuō)明的目的，且同樣適用于所有的二極管D1-D4。
如本技術(shù)眾所周知的那樣，各個(gè)二極管(例如二極管D1)在反向偏置時(shí)阻擋電流，此時(shí)陰極(N側(cè))150相對(duì)于陽(yáng)極(P側(cè))145為正，直至陰極電壓高到足以引起擊穿。在反向偏置工作模式下，從陰極150到陽(yáng)極145的電流非常小，稱為漏電流。
當(dāng)陽(yáng)極145即P側(cè)相對(duì)于陰極150即N側(cè)為正時(shí)，此工作模式稱為正向偏置。而且，二極管D1上的電壓被稱為從陽(yáng)極145到陰極150的正向偏置電壓。若二極管D1上的正向偏置電壓增大，則稱為陽(yáng)極電流的從陽(yáng)極145到陰極150的電流隨電壓指數(shù)地增大，如圖4中曲線410所示。對(duì)于典型的硅二極管，這一電流增大的作用，在約為0.7V的閾值電壓即開(kāi)通電壓VT下，將二極管D1轉(zhuǎn)換成開(kāi)通狀態(tài)。在開(kāi)通電壓VT以上，亦即在開(kāi)通狀態(tài)下，電壓逐漸增大而電流明顯地增大。注意，在大電流條件下，例如當(dāng)ESD發(fā)生時(shí)，由于二極管內(nèi)阻的作用，二極管上的電壓能夠上升到幾V。
如圖4中曲線410所示，二極管D1-D4沿反方向提供了關(guān)斷電路，即阻擋了電流從陰極150流到陽(yáng)極145。當(dāng)陽(yáng)極145上的電壓比陰極150上的電壓高，其電壓差為開(kāi)通電壓VT時(shí)，二極管D1沿正向開(kāi)通，并為電流從陽(yáng)極145即P側(cè)流向陰極150即N側(cè)提供了比較低的電阻通路。
集成電路上任何一對(duì)插腳之間的任何一種極性都能夠出現(xiàn)ESD現(xiàn)象。因此，必須對(duì)從各個(gè)輸入/輸出插腳到電源總線140和到接地總線135以及到所有其它輸入/輸出插腳提供ESD保護(hù)。此外，對(duì)于電源總線140和接地總線135之間的正極性和負(fù)極性二者，都需要ESD保護(hù)。對(duì)于對(duì)輸入/輸出焊點(diǎn)例如輸入焊點(diǎn)125相對(duì)于接地總線135的正ESD，ESD電流流過(guò)二極管D1到達(dá)電源總線140。接著，這一ESD電流通過(guò)位于電源總線140和接地總線135之間的鉗位結(jié)構(gòu)155，流到接地總線135。對(duì)于對(duì)輸入焊點(diǎn)125相對(duì)于接地總線的負(fù)ESD，ESD電流流過(guò)二極管D3到接地總線135。
對(duì)于對(duì)輸入/輸出焊點(diǎn)125和130相對(duì)于電源總線140的正ESD，ESD電流流過(guò)二極管D1和D2到達(dá)電源總線140。對(duì)于對(duì)輸入/輸出焊點(diǎn)125和130相對(duì)于電源總線140的負(fù)ESD，與從電源總線140相對(duì)于輸入/輸出焊點(diǎn)125和130的正ESD相同，ESD電流流過(guò)鉗位結(jié)構(gòu)155并通過(guò)二極管D3和D4到達(dá)此焊點(diǎn)。
對(duì)于輸入/輸出焊點(diǎn)125和130之間的正ESD，ESD電流流過(guò)二極管D1到電源總線140，通過(guò)電源鉗位結(jié)構(gòu)155到接地總線135，并通過(guò)二極管D4。對(duì)于輸入/輸出焊點(diǎn)125和130之間的負(fù)ESD，ESD電流流過(guò)二極管D2到電源總線140，通過(guò)電源鉗位結(jié)構(gòu)155到接地總線135，并通過(guò)二極管D3。
對(duì)于電源總線140和接地總線135之間的正ESD，ESD電流流過(guò)電源鉗位結(jié)構(gòu)155。對(duì)于電源總線140和接地總線135之間的負(fù)ESD，ESD電流流過(guò)串聯(lián)二極管D1和D3或D2和D4中的一串或更多串。
常規(guī)的ESD保護(hù)電路裝置100提供了許多情況下的有效保護(hù)方案。但當(dāng)反向偏置時(shí)，各個(gè)二極管D1、D2、D3、和D4對(duì)輸入/輸出信號(hào)提供了電容性負(fù)載，這能夠明顯地降低電路110的輸入和輸出信號(hào)以及性能，特別是在高頻率下更是如此。于是，在正常(無(wú)ESD)工作過(guò)程中就出現(xiàn)常規(guī)二極管D1的主要缺點(diǎn)。此時(shí)，連接在輸入或輸出插腳或焊點(diǎn)125和135與電源線140之間的二極管D1和D2，以及連接在地135與焊點(diǎn)125和135之間的二極管D3和D4，被反向偏置，其中的模擬輸入信號(hào)被偏置在電源與地之間。
各個(gè)二極管D1-D4具有與二極管P-N結(jié)相關(guān)的電容，其中的電容依賴于面積和摻雜結(jié)構(gòu)。部分高頻輸入信號(hào)通過(guò)二極管被轉(zhuǎn)移到所希望的路徑之外的電路。二極管尺寸即面積的減小，降低了電容，但由于ESD保護(hù)水平依賴于二極管的電流密度，因而也降低了ESD保護(hù)水平。
因此，對(duì)于降低連接到輸入/輸出線的電容性負(fù)載，同時(shí)又保持所希望的ESD保護(hù)水平，存在著需求。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種靜電放電(ESD)保護(hù)設(shè)備，它明顯地減輕常規(guī)ESD保護(hù)設(shè)備的問(wèn)題。
借助于提供例如稱為ESD二極管的ESD保護(hù)設(shè)備，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述和其它的目的，此ESD保護(hù)設(shè)備對(duì)電路進(jìn)行抗靜電放電保護(hù)，并能夠恰當(dāng)?shù)毓ぷ鳎貏e是在高頻下更是如此。此ESD二極管具有4個(gè)相鄰的區(qū)域。第一和第三區(qū)域由P型導(dǎo)電的半導(dǎo)體襯底構(gòu)成。第二和第四區(qū)域由N型導(dǎo)電的半導(dǎo)體襯底構(gòu)成。當(dāng)?shù)谒膮^(qū)域被連接到電路的正電源線時(shí)，第一區(qū)域被用來(lái)連接到被保護(hù)的電路的信號(hào)端子。當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域被連接到電路的地線或負(fù)電源線時(shí)，第四區(qū)域被用來(lái)連接到信號(hào)端子。
附圖簡(jiǎn)述從參照說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖提出的下列詳細(xì)描述中，本發(fā)明的進(jìn)一步特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯，其中通篇相似的元件用完全相同的參考號(hào)指出；且其中圖1示出了抗靜電放電(ESD)的常規(guī)電路安排；圖2示出了采用根據(jù)本發(fā)明的ESD二極管的抗ESD的電路安排；圖3更詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的圖2所示的一個(gè)ESD二極管；圖4示出了常規(guī)二極管和根據(jù)本發(fā)明的ESD二極管的正向偏置電流-電壓特性曲線；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的具有電阻器的ESD二極管的實(shí)施例；而圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的具有高增益區(qū)的ESD二極管的另一實(shí)施例。
發(fā)明詳述圖2示出了電路安排200，其中圖1所示的二極管D1-D4被提供改進(jìn)的靜電放電(ESD)保護(hù)的設(shè)備代替。確切地說(shuō)，二極管D1、D2、D3、和D4分別被稱為ESD二極管的二端集成結(jié)構(gòu)210、215、220、225代替。
ESD二極管210的陽(yáng)極245和ESD二極管215的陽(yáng)極255，分別被連接到電路110的輸入115和輸出120。ESD二極管210和215的陰極250和260，被連接到電源總線140。而且，ESD二極管220的陰極270和ESD二極管225的陰極280，分別被連接到電路110的輸入115和輸出120。ESD二極管220和225的陽(yáng)極265和275，被連接到接地總線135，此接地總線135可以被提供低于電源總線140的電壓的總線代替。舉例來(lái)說(shuō)，電源總線140的電壓是正電壓Vcc，而總線135是接地總線或提供例如負(fù)電壓。
ESD保護(hù)以相似于圖1所示的常規(guī)電路安排100的方式來(lái)提供。例如，ESD設(shè)備210和215分別對(duì)電路110的輸入115和輸出120進(jìn)行抗相對(duì)于接地總線135為正的ESD保護(hù)。確切地說(shuō)，來(lái)自輸入115上相對(duì)于接地總線135為正的ESD的電流，流過(guò)ESD二極管210到電源總線140。同樣，來(lái)自輸出120上相對(duì)于接地總線135為正的ESD的電流，流過(guò)ESD二極管215到電源總線140。接著，這些ESD電流通過(guò)鉗位結(jié)構(gòu)155流到接地總線135。鉗位結(jié)構(gòu)155被設(shè)計(jì)來(lái)吸收ESD作用，使得不破壞或不使其上的電壓上升到內(nèi)部電路110中的其它設(shè)備可能被破壞的程度。對(duì)于輸入115上相對(duì)于接地總線135為負(fù)的ESD，ESD電流流過(guò)ESD二極管220到地或負(fù)電壓總線135。同樣，對(duì)于輸出120上相對(duì)于接地總線135為負(fù)的ESD，ESD電流流過(guò)ESD二極管225到地或負(fù)電壓總線135。
圖3更詳細(xì)地示出了圖2所示的ESD二極管210、215、220、225，例如ESD二極管210。本技術(shù)領(lǐng)域熟練人員理解的是，對(duì)圖3所示ESD二極管210的討論是為了說(shuō)明的目的，同樣適用于圖2所示的所有的ESD二極管210、215、220、225。
如圖3所示，ESD二極管210是一種二端PNPN設(shè)備，它具有4個(gè)區(qū)域310、320、330、340。第一和第三區(qū)域310和330借助于對(duì)諸如硅的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行摻雜，使之具有P型導(dǎo)電而形成。如本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知那樣，可以用硼對(duì)硅襯底進(jìn)行摻雜以獲得P型導(dǎo)電。第二和第四區(qū)域320和340借助于對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行摻雜，使之具有N型導(dǎo)電而形成，其中用例如砷或磷對(duì)硅進(jìn)行摻雜。第一和第四區(qū)域310和340被連接到ESD二極管端子，其中第一區(qū)域310被連接到陽(yáng)極端子245，而第四區(qū)域340是陰極端子250。
關(guān)于圖2-3所示的ESD二極管210和215，當(dāng)?shù)谒膮^(qū)域340即陰極250和260被連接到正電源線140時(shí)，第一區(qū)域310即陽(yáng)極245和255被用來(lái)連接到信號(hào)端子，例如電路110的輸入或輸出端子115和120。關(guān)于ESD二極管220和225，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域310即陽(yáng)極265和275被連接到地線135時(shí)，第四區(qū)域340即陰極270和280被用來(lái)連接到信號(hào)端子，地線135可以提供例如負(fù)電壓的低于Vcc的電壓來(lái)代替地。
ESD二極管210如下工作。在反向偏置模式下，其中陰極250即第四區(qū)域340相對(duì)于陽(yáng)極245即第一區(qū)域310為正，與常規(guī)二極管D1(圖1)相似，ESD二極管210阻擋電流。在正向偏置模式下，陽(yáng)極245相對(duì)于陰極250為正，ESD二極管210也阻擋電流，直至達(dá)到中央結(jié)350的雪崩電壓VA，其中的中央結(jié)350是第三區(qū)域330和第二區(qū)域320之間的P-N結(jié)。由于中央結(jié)能夠被表示為電容，故借助于急劇地改變陽(yáng)極與陰極之間的電壓，也有可能將設(shè)備觸發(fā)進(jìn)入大電流和低電壓的開(kāi)通狀態(tài)。
圖4示出了常規(guī)二極管D1(圖1)和ESD二極管210(圖2-3)的正向偏置電流-電壓特性曲線，其中常規(guī)二極管的曲線用參考號(hào)410表示，而ESD二極管的曲線用參考號(hào)420表示。在雪崩電壓VA下，若恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)了圖3所示的區(qū)域310、320、330、340的摻雜濃度和幾何尺寸，則ESD設(shè)備210階躍到低電壓狀態(tài)VL并開(kāi)通，于是允許大電流流動(dòng)。低電壓電平VL是開(kāi)通狀態(tài)下ESD二極管210上的電壓降。依賴于摻雜和幾何尺寸，雪崩電壓VA的范圍可以是2-30V，而低電壓VL約為1V。
ESD二極管210的開(kāi)通狀態(tài)一直保持到電流被外部裝置強(qiáng)制為0，例如當(dāng)陽(yáng)極電壓降低于陰極電壓加上某個(gè)數(shù)值，例如加上約為1V的低電壓VL時(shí)。內(nèi)部反饋使ESD 210保持在這一開(kāi)通狀態(tài)，其特征通常是ESD二極管210上的電流分布均勻。
借助于對(duì)靠近陽(yáng)極245的P-N結(jié)360或靠近陰極250的P-N結(jié)370進(jìn)行正向偏置，PNPN開(kāi)關(guān)即ESD二極管210也能夠被觸發(fā)到大電流和低電壓的開(kāi)通狀態(tài)。圖5示出了ESD二極管210的一個(gè)實(shí)施例，其中電阻器R被連接在二個(gè)P區(qū)310和330之間，用來(lái)將ESD二極管210觸發(fā)到開(kāi)通狀態(tài)。
電阻器R使ESD二極管210以相似于常規(guī)二極管D1即P-N結(jié)的方式工作。參照?qǐng)D4-5，當(dāng)陽(yáng)極245上的電壓被提高到比陰極250高，其電壓差例如為開(kāi)通電壓VT時(shí)，電流將流過(guò)電阻器R和靠近陰極250的P-N結(jié)370。這就將ESD二極管210觸發(fā)進(jìn)入開(kāi)通狀態(tài)，致使大部分電流通過(guò)ESD二極管210而不是進(jìn)入電路110(圖2)。開(kāi)通狀態(tài)下ESD二極管210上的電壓降VL約為1V，比常規(guī)二極管D1(圖1)的0.7V電壓降VT稍高。圖4分別示出了常規(guī)二極管D1和ESD二極管210上的電壓降VT和VL。
比常規(guī)二極管D1的電壓降VT更高的ESD二極管電壓降VL的缺點(diǎn)不重要，且ESD二極管210完全適合于承載ESD電流。利用正常(無(wú)ESD)工作時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，亦即具有降低了的電容，這一缺點(diǎn)更可排除。ESD二極管210具有串聯(lián)連接的二個(gè)反向偏置的結(jié)360和370以及一個(gè)正向偏置的結(jié)350，這等效于串聯(lián)連接的3個(gè)電容。結(jié)電容的串聯(lián)連接導(dǎo)致更低的總電容。更低的電容使得能夠在比常規(guī)二極管結(jié)構(gòu)D1更高的頻率下使用ESD二極管210。舉例來(lái)說(shuō)，ESD二極管210在高達(dá)30GHz或更高的頻率下能夠恰當(dāng)?shù)毓ぷ鳌?br> 在大多數(shù)工藝中習(xí)慣于制作ESD保護(hù)設(shè)備而無(wú)需額外的工藝步驟。此工藝對(duì)常規(guī)晶體管和無(wú)源元件進(jìn)行了優(yōu)化，而對(duì)ESD設(shè)備，由于其制作采用基本工藝流程而沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化。例如，在CMOS中經(jīng)常使用的保護(hù)設(shè)備是一種橫向NPN雙極晶體管，它是制作N溝道MOSFET時(shí)出現(xiàn)的一種寄生元件。當(dāng)在為制作NPN雙極晶體管和/或CMOS晶體管而優(yōu)化的工藝中制作PNPN設(shè)備時(shí)，通常有幾種制作PNPN設(shè)備的方法，例如利用阱和擴(kuò)散區(qū)的不同的組合。在給定工藝中制作的某些可能的PNPN設(shè)備，可以比其它的設(shè)備更好地用作ESD保護(hù)。在其它的情況下，為了使ESD保護(hù)作用如所希望的那樣，加入電阻器R這樣的元件，可能是必須的。
在有些情況下，可以省略圖5所示的電阻器R。圖6示出了ESD二極管210’的一個(gè)實(shí)施例，其中沒(méi)有使用圖5所示的電阻器R。取而代之，工藝使得能夠得到導(dǎo)致高增益NPN晶體管440的區(qū)域340、330’、和320的幾何尺寸和摻雜濃度的結(jié)構(gòu)。在此實(shí)施例中，借助于首先在工藝中制作常規(guī)晶體管那樣的高增益NPN晶體管440，制作了ESD二極管210’。接著，在高增益NPN晶體管上制作額外的P型層310，以制作ESD二極管210’。
如本技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的那樣，可以用雙極或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝或雙極-CMOS工藝的組合(bi-CMOS)來(lái)制作ESD二極管。通常，當(dāng)ESD二極管由高性能雙極工藝制作時(shí)，其中制作了高增益NPN晶體管，為了得到ESD二極管的恰當(dāng)?shù)墓ぷ?，不需要圖5所示的電阻器R。當(dāng)然，若有需要，也可以加入電阻器R。
圖1所示的常規(guī)集成結(jié)二極管D1-D4被圖3和5-6所示的二端集成結(jié)構(gòu)210和210’代替。二端集成結(jié)構(gòu)或ESD二極管與常規(guī)二極管D1相似地執(zhí)行功能，但更加適合于承載大電流，而且比相似電流承載能力的常規(guī)二極管D1具有更小的電容。4個(gè)區(qū)域310、320、330、340可以彼此制作其上，其中3個(gè)結(jié)電容器被串聯(lián)連接，于是用相同的面積得到減小了的電容。這使ESD二極管能夠短路大ESD電流，并能夠在高頻下工作。
已經(jīng)被用于ESD保護(hù)的常規(guī)PNPN設(shè)備通常是可控硅整流器(SCR)型的設(shè)備，并具有二個(gè)以上的端子，而不僅僅是ESD二極管310的二個(gè)端子，亦即陰極和陽(yáng)極。此外，常規(guī)PNPN設(shè)備沿ESD二極管相反的方向被連接。例如，若常規(guī)PNPN設(shè)備被連接來(lái)提供正ESD保護(hù)，從而代替ESD二極管210和215(圖2)，則常規(guī)PNPN設(shè)備的P區(qū)被連接到電源線140，而N區(qū)被連接到輸入端子115或輸出端子120。同樣，若常規(guī)PNPN設(shè)備被連接來(lái)提供負(fù)ESD保護(hù)，從而代替ESD二極管220和225，則常規(guī)PNPN設(shè)備的N區(qū)被連接到地線135，而P區(qū)被連接到輸入端子115或輸出端子120。
而且，常規(guī)PNPN設(shè)備通常阻擋正向和反向二個(gè)方向的電流，并在ESD電流被短路之前，需要用饋送到額外端子的額外的信號(hào)或電壓來(lái)觸發(fā)開(kāi)通。通常，已經(jīng)作過(guò)努力來(lái)降低常規(guī)PNPN設(shè)備的觸發(fā)電壓。相反，由于幾何尺寸和摻雜，或由于使用了電阻器R，ESD二極管沿正向不阻擋。
雖然已經(jīng)特別詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)該承認(rèn)的是，在本發(fā)明的構(gòu)思與范圍內(nèi)，各種各樣的修正是可能的。在解釋所附的過(guò)程中，應(yīng)該理解的是a)詞語(yǔ)“包含”不排除存在權(quán)利要求列舉的以外的其它元件和作用；b)元件之前的“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件；c)權(quán)利要求中的參考號(hào)不限制其范圍；以及d)有些“裝置”可以被實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)或功能的相同項(xiàng)目的硬件或軟件代表。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)電路(110)進(jìn)行靜電放電保護(hù)的設(shè)備(210)，它具有4個(gè)相鄰的區(qū)域，所述設(shè)備(210)包含由p型導(dǎo)電的半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的第一區(qū)域(310)和第三區(qū)域(330)；由n型導(dǎo)電的半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的第二區(qū)域(320)和第四區(qū)域(340)；其中，當(dāng)所述第四區(qū)域(340)被連接到所述電路(110)的正電源線(140)時(shí)，所述第一區(qū)域(310)被用來(lái)連接到所述電路(110)的信號(hào)端子(115和120)，且其中，當(dāng)所述第一區(qū)域(310)被連接到所述電路的地線(135)和負(fù)電源線之一時(shí)，所述第四區(qū)域(340)被用來(lái)連接到所述信號(hào)端子(115和120)。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備(210)，其中所述第二、第三、和第四區(qū)域(320、330、340)被構(gòu)造成產(chǎn)生具有提高了的增益的npn晶體管(440)。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備(210)，還包含連接在所述第三區(qū)域和所述第一區(qū)域(310)之間的電阻器(R)。
4.一種對(duì)電路(110)進(jìn)行靜電放電保護(hù)的二端設(shè)備(210)，它包含4個(gè)半導(dǎo)體襯底區(qū)域，其中所述4個(gè)區(qū)域的導(dǎo)電類型在p型和n型之間交替；所述4個(gè)區(qū)域的第一區(qū)域(310)是所述二端設(shè)備(210)的陽(yáng)極(245)，而所述4個(gè)區(qū)域的第四區(qū)域(340)是所述二端設(shè)備(210)的陰極(250)，所述第一區(qū)域(310)是所述p型的；其中，當(dāng)所述陰極(250)被連接到所述電路(110)的正電源線(140)時(shí)，所述陽(yáng)極(245)被用來(lái)連接到所述電路的信號(hào)端子(115和120)，且其中，當(dāng)所述陽(yáng)極(245)被連接到所述電路的地線(135)和負(fù)電源線之一時(shí)，所述陰極(250)被用來(lái)連接到所述信號(hào)端子(115和120)。
5.權(quán)利要求4的二端設(shè)備(210)，其中所述第二、第三、和第四區(qū)域(320、330、340)被構(gòu)造成產(chǎn)生具有高增益的npn晶體管。
6.權(quán)利要求4的二端設(shè)備(210)，還包含連接在所述第一區(qū)域(310)和位于所述第四區(qū)域(340)和第二區(qū)域(320)之間的第三區(qū)域(330)之間的電阻器(R)。
7.一種保護(hù)電路裝置，它包含具有輸入端子(115)和輸出端子(120)的電路(110)，所述電路(110)被連接到用來(lái)提供正電壓的第一電源線(140)和用來(lái)提供負(fù)電壓和地之一的第二電源線(135)；用來(lái)對(duì)所述電路(110)進(jìn)行抗靜電放電保護(hù)的多個(gè)保護(hù)設(shè)備(210)，各個(gè)所述多個(gè)保護(hù)設(shè)備(210)具有由p型導(dǎo)電半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的第一區(qū)域(310)和第三區(qū)域(330)；以及由n型導(dǎo)電半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的第二區(qū)域(320)和第四區(qū)域(340)；其中所述多個(gè)保護(hù)設(shè)備的第一保護(hù)設(shè)備的第一區(qū)域(310)以及所述多個(gè)保護(hù)設(shè)備的第二保護(hù)設(shè)備的第四區(qū)域(340)，被連接到所述輸入端子(115)；且其中所述第一保護(hù)設(shè)備的第四區(qū)域(340)被連接到所述第一電源線(140)，而所述第二保護(hù)設(shè)備的第一區(qū)域(310)被連接到所述第二電源線(135)。
8.權(quán)利要求7的保護(hù)電路裝置，其中所述多個(gè)保護(hù)設(shè)備的第三保護(hù)設(shè)備的第一區(qū)域(310)以及所述多個(gè)保護(hù)設(shè)備的第四保護(hù)設(shè)備的第四區(qū)域(340)，被連接到所述輸出端子(120)；且其中所述第三保護(hù)設(shè)備的第四區(qū)域(340)被連接到所述第一電源線(140)，而所述第四保護(hù)設(shè)備的第一區(qū)域(310)被連接到所述第二電源線(135)。
9.權(quán)利要求7的保護(hù)電路裝置，還包含連接到所述輸入端子(115)的輸入焊點(diǎn)(125)以及連接到所述輸出端子(120)的輸出焊點(diǎn)(130)。
10.權(quán)利要求7的保護(hù)電路裝置，還包含連接在所述第一電源線(140)和所述第二電源線(135)之間的電源鉗位結(jié)構(gòu)(155)。
全文摘要
一種ESD二極管對(duì)電路進(jìn)行抗靜電放電(ESD)保護(hù)。此ESD二極管具有4個(gè)相鄰的區(qū)域。借助于對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行摻雜使之具有P型導(dǎo)電而形成第一和第三區(qū)域。借助于對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行摻雜使之具有N型導(dǎo)電而形成第二和第四區(qū)域。當(dāng)?shù)谒膮^(qū)域被連接到電路的正電源線時(shí),第一區(qū)域被用來(lái)連接到被保護(hù)電路的信號(hào)端子。當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域被連接到電路的地線或負(fù)電源線時(shí),第四區(qū)域被用來(lái)連接到信號(hào)端子。
文檔編號(hào)H01L27/02GK1347568SQ00806294
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2000年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者R·A·科爾克拉澤, D·M·西米德 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司