專(zhuān)利名稱：接墊的靜電放電保護(hù)裝置與其方法及結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種靜電放電保護(hù)裝置及其方法，且特別是有關(guān)一種接墊的靜電 放電保護(hù)裝置及其方法。
背景技術(shù)：
靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)是一種靜電累積，于不同物體之 間靜電荷轉(zhuǎn)移的一種現(xiàn)象。靜電放電發(fā)生的時(shí)間極短，僅為毫微秒(ns)等級(jí)。在 靜電放電事件下會(huì)產(chǎn)生很高的電流，電流的大小通常會(huì)高到數(shù)安培左右。如此一 來(lái)，靜電放電時(shí)所產(chǎn)生的電流一旦經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體集成電路，通常會(huì)使其損壞。因此， 在半導(dǎo)體集成電路中，電源線間的靜電放電保護(hù)裝置，必須在產(chǎn)生高壓靜電時(shí)， 提供可以放電的路徑，使半導(dǎo)體集成電路不會(huì)損壞。
請(qǐng)參考圖1A，其為傳統(tǒng)的驟回(snapback)組件的示意圖。驟回組件100例如 為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(NMOS)，其漏極與接墊IO電性連接，而其柵極與 源極連接在一起并耦接至一參考電位，例如接地。驟回組件100與靜電放電事件 有關(guān)的兩因素為觸發(fā)電壓(triggering voltage)與維持電壓(holding voltage)。 一般而言，觸發(fā)電壓與維持電壓越低，則靜電放電的性能表現(xiàn)越好。
請(qǐng)參考圖1B，其為驟回組件100的電流-電壓特性曲線圖。當(dāng)高壓A輸入時(shí)， 驟回組件10開(kāi)始進(jìn)行充電，直到驟回組件10的電壓位準(zhǔn)充電至觸發(fā)電壓C后驟 回到維持電壓D。但是，在正常高壓操作下，若驟回組件10偶然地被觸發(fā)，由于 其維持電壓D低于正常的輸入高壓電壓，將會(huì)造成驟回電壓10被損毀。因此，一 種能在正常高壓的操作電壓下具有較高的觸發(fā)電壓與維持電壓，而在ESD事件下 具有較低的觸發(fā)電壓與維持電壓的ESD保護(hù)裝置乃業(yè)界所努力的方向之一。
請(qǐng)參考美國(guó)專(zhuān)利第6,965,504號(hào)的圖3所示，其揭示一種傳統(tǒng)的靜電放電保 護(hù)裝置的電路圖。此靜電放電保護(hù)裝置利用額外的P型護(hù)環(huán)與N型護(hù)環(huán)分別設(shè)置
于調(diào)節(jié)電路與驟回組件的外部，并利用護(hù)環(huán)控制電路來(lái)控制P型護(hù)環(huán)與N型護(hù)環(huán)， 使得P型護(hù)環(huán)與N型護(hù)環(huán)于正常操作模式下收集過(guò)多的正負(fù)電電荷，靜電放電保
護(hù)裝置因而有較高的觸發(fā)電壓與維持電壓。而于靜電放電模式下，P型護(hù)環(huán)與N
型護(hù)環(huán)不收集過(guò)多的正負(fù)電電荷，靜電放電保護(hù)裝置因而有較低的觸發(fā)電壓與維 持電壓。
然而，于靜電放電保護(hù)電路中額外增加護(hù)環(huán)與控制電路的設(shè)計(jì)，將會(huì)增加制 作時(shí)電路的面積，并進(jìn)而增加成本。因此，如何設(shè)計(jì)出一種靜電放電保護(hù)裝置能 在正常操作時(shí)具有較高的觸發(fā)電壓與維持電壓，而在靜電放電時(shí)具有較低的觸發(fā) 電壓與維持電壓，且不必增加大量的電路面積，這是亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供一種高壓接墊的靜電放電保護(hù)裝置及 其方法，其在正常操作模式下具有較高的觸發(fā)電壓及維持電壓，而在靜電放 電模式下具有較低的觸發(fā)電壓及維持電壓，且不會(huì)增加額外的電路面積。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種接墊的靜電放電保護(hù)裝置包括調(diào)節(jié)電路、 驟回組件與控制電路。調(diào)節(jié)電路包括耦接至接墊的硅控整流器，此硅控整流 器包括一第一二極管。驟回組件在不使用第二二極管的情況下，耦接至第一
二極管的N極，在使用第二二極管的情況下，耦接至第二二極管的N極?？?制電路耦接至第一二極管的N極，于正常操作模式下，控制電路是用以提供 第一電壓至該第一二極管的N極，以使第一二極管的N極收集多個(gè)帶電載子， 并使得硅控整流器不被導(dǎo)通，于靜電放電模式下，控制電路不提供第一電壓 至第一二極管的N極，以使第一二極管的N極不收集帶電載子。
根據(jù)本發(fā)明的目的，還提出一種接墊的靜電放電保護(hù)方法。首先，利用 控制電路來(lái)控制調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)電路包括硅控整流器，硅控整流器耦接至接 墊，硅控整流器至少包括第一二極管。 一驟回組件在不使用第二二極管的情 況下，耦接至第一二極管的N極，在使用第二二極管的情況下，耦接至第二 二極管的N極，控制電路耦接至第一二極管的N極。接著，于正常操作模式 下，利用控制電路提供第一電壓至該第一二極管的N極，以使第一二極管的 N極收集多個(gè)帶電載子，并使得硅控整流器不被導(dǎo)通。之后，于靜電放電模式
下，利用控制電路不提供第一電壓至第一二極管的N極，以使第一二極管不 收集帶電載子，并使得硅控整流器導(dǎo)通以使接墊上的靜電電荷經(jīng)由硅控整流 器放電。
根據(jù)本發(fā)明的目的，還提供一種接墊的靜電放電保護(hù)結(jié)構(gòu)包括P型基材、
N型阱區(qū)、第二 N型摻雜區(qū)、第三N型摻雜區(qū)與第一柵極區(qū)。N型阱區(qū)設(shè)置 于P型基材中，且N型阱區(qū)包括第一P型摻雜區(qū)與第一N型摻雜區(qū)，其中， 第一 P型摻雜區(qū)是與接墊電性相接，而第一 N型摻雜區(qū)與控制電路電性相接， 且第一 N型摻雜區(qū)與第一 P型摻雜區(qū)形成一第一二極管。第二 N型摻雜區(qū)與 第一N型摻雜區(qū)耦接。第一柵極區(qū)、第二N型摻雜區(qū)與第三N型摻雜區(qū)形成 驟回組件。其中，于正常操作模式下，控制電路是用以提供第一電壓至第一N 型摻雜區(qū)，以使第一 N型摻雜區(qū)收集多個(gè)帶電載子，于靜電放電模式下，控 制電路不提供第一電壓第一 N型摻雜區(qū)，以使第一 N型摻雜區(qū)不收集帶電載 子，接墊上的靜電電荷將經(jīng)由N型阱區(qū)及P型基材放電。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳 實(shí)施例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1A為傳統(tǒng)的靜電放電保護(hù)裝置示意圖。
圖1B為驟回組件的電流-電壓特性曲線圖。
圖2A是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的靜電放電保護(hù)裝置的電路圖。
圖2B是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖3是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第一例的電路圖。
圖4A是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第二例的電路圖。
圖4B是圖4A的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5A是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第三例的電路圖。
圖5B是圖5A的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖6A是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第四例的電路圖。
圖6B是圖6A靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D2A，其是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的靜電放電保護(hù)裝置的電路 圖。靜電放電保護(hù)裝置200包括調(diào)節(jié)電路210、驟回組件220及控制電路230。 調(diào)節(jié)電路210包括硅控整流器212。硅控整流器212耦接至接墊20，硅控整 流器212包括第一二極管216。驟回組件220可選擇搭配二極管電路214。在 使用二極管電路214的情況下，耦接至二極管電路214的N極(如圖2A所示)， 在不使用二極管電路214的情況下，耦接至第一二極管216的N極(圖未示)。 控制電路230耦接至第一二極管216的N極。于正常操作模式下，控制電路230 是用以提供第一電壓Vl(例如為高電壓)至第一二極管216的N極，以使第一 二極管216的N極收集多個(gè)帶電載子(例如是帶負(fù)電的電子)，并使得硅控整 流器212不被導(dǎo)通；而于靜電放電模式下，控制電路230不提供第一電壓VI 至第一二極管216的N極，以使第一二極管216的N極不收集帶電載子，并 使得硅控整流器212導(dǎo)通以使接墊20上的靜電電荷經(jīng)由硅控整流器212放電。
更詳細(xì)的說(shuō)，于正常操作模式下，第一二極管216接收控制電路230所 輸出的第一電壓V1，以使第一二極管216的N極收集帶電載子，靜電放電保 護(hù)裝置200因而具有較高的觸發(fā)電壓及維持電壓。此外，于靜電放電模式下， 第一二極管216的N極不接收控制電路230所輸出的第一電壓VI，以控制第 一二極管216不收集帶電載子，進(jìn)而加速驟回組件220的觸發(fā)，因而使得靜 電放電保護(hù)裝置200具有較低的觸發(fā)電壓與維持電壓。
較佳地，驟回組件為N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(畫(huà)OS)，硅控整流器212 還包括NPN雙載子接面晶體管(BJT)22與PNP雙載子接面晶體管24。 NPN雙載 子接面晶體管22具有第一集電極Cl、第一發(fā)射極El與第一基極Bl， PNP雙 載子接面晶體管24具有第二集電極C2、第二發(fā)射極E2與第二基極B2。第一 二極管216的P極作為第二發(fā)射極E2，第一二極管216的N極與第二基極B2 電性連接，在使用二極管電路214的情況下，第一集電極Cl耦接至二極管電 路214的P極(如圖2A所示)，在不使用二極管電路214的情況下，第一集電 極C1耦接耦接至驟回組件220 (圖未示)。其耦接至驟回組件220，第二發(fā)射 極E2耦接至接墊20，第二基極B2耦接至第一集電極Cl，第二集電極C2耦 接至第一基極B1。于靜電放電模式下，當(dāng)接墊20上的靜電電荷的電壓大于驟回組件220與第一二極管216所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)電壓時(shí)，驟回組件220被觸發(fā)， 且NPN雙載子接面晶體管22與PNP雙載子接面晶體管24被導(dǎo)通，以使接墊20 上的靜電電荷經(jīng)由NPN雙載子接面晶體管與PNP雙載子接面晶體管放電。
此外，調(diào)節(jié)電路210亦可還包括有一二極管電路214， 二極管電路214至 少包括一第二二極管316。驟回組件220通過(guò)二極管電路214耦接至第一二極 管216的N極。當(dāng)調(diào)節(jié)電路210包括有二極管電路214時(shí)，上述的觸發(fā)電壓 將會(huì)增加，其增加的量與二極管電路214所包含的第二二極管316的個(gè)數(shù)有 關(guān)。如此，于靜電放電模式下，當(dāng)接墊20上的靜電電荷的電壓大于驟回組件 220、第一二極管216、及二極管電路214所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)電壓時(shí)，驟回組件220 將被觸發(fā)。
請(qǐng)參考圖2B，其是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖 面圖。靜電放電保護(hù)裝置200的結(jié)構(gòu)包括P型基材302與N型阱區(qū)304。 N型 阱區(qū)304設(shè)置于P型基材302中，且N型阱區(qū)304包括第一 P型摻雜區(qū)306 與第一 N型摻雜區(qū)308。第一 P型摻雜區(qū)306與接墊20電性相接，第一 N型 摻雜區(qū)308與控制電路230電性相接，且第一 N型摻雜區(qū)308與第一 P型摻 雜區(qū)306形成第一二極管216。此外，此結(jié)構(gòu)還包括第二 N型摻雜區(qū)310、第 三N型摻雜區(qū)312與第一柵極區(qū)314。第二 N型摻雜區(qū)310通過(guò)至少一第二二 極管316耦接至第一 N型摻雜區(qū)308，第一柵極區(qū)314、第二 N型摻雜區(qū)310 —以及第三N型摻雜區(qū)312形成驟回組件220。其中，于正常操作模式下，控制 電路230是用以提供一第一電壓VI至第一 N型摻雜區(qū)308，以使第一 N型摻 雜區(qū)308收集多個(gè)帶電載子。于靜電放電模式下，控制電路230不提供第一 電壓VI第一 N型摻雜區(qū)308，以使第一 N型摻雜區(qū)308不收集這些帶電載子， 接墊20上的靜電電荷將經(jīng)由N型阱區(qū)304及P型基材302放電。
更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，于正常操作模式下，由于P型基板302中的電子是由具 有第一電壓VI的第一二極管216的第一 N型摻雜區(qū)308所接收，故P型基板 302中將不具有使NPN雙載子接面晶體管22與PNP雙載子接面晶體管24導(dǎo)通 所必需的電子，所以NPN雙載子接面晶體管22與PNP雙載子接面晶體管24 是難以導(dǎo)通而使靜電放電保護(hù)裝置200具有較高的觸發(fā)電壓及維持電壓。如 此，當(dāng)接墊20接收到高電壓的工作電壓以正常操作時(shí)，靜電放電保護(hù)裝置200
具有高的觸發(fā)電壓與維持電壓而不易導(dǎo)通，可避免驟回組件220被損毀。
而于靜電放電模式下，當(dāng)接墊20上的靜電電荷的電壓大于驟回組件220、 第一二極管216與二極管電路214所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)電壓時(shí)，驟回組件220被觸 發(fā)，電流將從接墊20經(jīng)由PNP雙載子接面晶體管24、第一二極管216與二極 管電路214流向驟回組件220。此時(shí)，流經(jīng)PNP雙載子接面晶體管24的基極 的電流將會(huì)觸發(fā)NPN雙載子接面晶體管22，而使得NPN雙載子接面晶體管22 導(dǎo)通并有電流流過(guò)。NPN雙載子接面晶體管22導(dǎo)通之后將使流過(guò)PNP雙載子 接面晶體管24的電流增加。NPN雙載子接面晶體管22與PNP雙載子接面晶體 管24之間的電流正回授效應(yīng)將使得硅控整流器212導(dǎo)通，以快速地將接墊20 上的靜電荷經(jīng)由P型基材302排除，以達(dá)到靜電防護(hù)的目的。如此，當(dāng)靜電 于接墊20上產(chǎn)生時(shí)，靜電放電保護(hù)裝置200具有低的觸發(fā)電壓與維持電壓而 可快速地導(dǎo)通以排除靜電電荷，可達(dá)到良好的靜電防護(hù)的效果。
二極管電路214的二極管個(gè)數(shù)將會(huì)影響靜電放電保護(hù)裝置200的觸發(fā)電 壓與維持電壓，其關(guān)系如下
Vtc —Vtn + n X Vd; Vhc —Vhn + n X Vd。
其中，Vtc為靜電放電保護(hù)電路200的觸發(fā)電壓，Vtn為驟回組件220的 觸發(fā)電壓，(n-l)為二極管電路214中第二二極管的數(shù)目，二極管電路214中 第二二極管的數(shù)目加上第一二極管后，共有n個(gè)二極管。而Vd為第一二極管 及第二二極管的導(dǎo)通壓降。Vhc為靜電放電保護(hù)電路200的維持電壓，Vhn為 驟回組件220的維持電壓。由上述的公式可知，二極管電路214中二極管的 數(shù)目(n-l)越大，則靜電放電保護(hù)電路200的觸發(fā)電壓Vtc與維持電壓Vhc越 高，反之則越小。驟回組件220接收經(jīng)過(guò)二極管電路214降壓的輸入電壓， 降壓后的輸入電壓會(huì)對(duì)驟回組件220進(jìn)行充電，當(dāng)驟回組件220充電至觸發(fā) 電壓Vtn時(shí)，會(huì)迅速驟回至維持電壓Vhn。
以下將舉數(shù)個(gè)實(shí)現(xiàn)靜電放電保護(hù)電路200的例子以更清楚說(shuō)明之。
第一例
圖3是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第一例的電路圖?？刂茊卧?30包括
電壓提供單元232。電壓提供單元232用以提供第一電壓VI (例如是高電壓Vcc) 至調(diào)節(jié)電路210。正常操作模式下，電壓提供單元232提供第一電壓VI，而 于靜電放電模式下，電壓提供單元232不提供任何電壓。
第二例
請(qǐng)參考圖4A，其是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第二例的電路圖。請(qǐng)同時(shí) 參考圖4B，其是圖4A的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。靜電放電保護(hù)裝置 200的控制電路230包括開(kāi)關(guān)電路234，開(kāi)關(guān)電路234耦接于第一二極管216 的N極與接墊20之間。于一般操作模式下，開(kāi)關(guān)電路234為導(dǎo)通的狀態(tài)，于 靜電放電模式下，開(kāi)關(guān)電路234為關(guān)閉的狀態(tài)。開(kāi)關(guān)電路234包括N型金屬 氧化物半導(dǎo)體晶體管Ml、電阻32與電容34。電阻32與電容34電性連接， 且電阻32的另一端耦接至接墊20，電容34的另一端耦接至接地電壓。N型 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ml具有柵極、漏極與源極，其柵極耦接至電容34 與電阻32間的節(jié)點(diǎn)，源極耦接至第一二極管216的N極，漏極耦接至接墊20。 于正常操作模式下，接墊20上的電壓將對(duì)電容34充電，以使N型金屬氧化 物半導(dǎo)體晶體管Ml導(dǎo)通，使得接墊20上的電壓將作為第一電壓VI提供給第 一二極管216的N極；于靜電放電模式下，電容34的跨壓幾乎為零，使得N 型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管Ml關(guān)閉，使得控制電路230不提供第一電壓VI 至第一二極管216的N極。接墊20上瞬間產(chǎn)生的高壓靜電荷將來(lái)不及對(duì)電容 34充電，而使得N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M1仍維持關(guān)閉，高壓靜電荷經(jīng) 經(jīng)由硅控整流器212排除。
第三例
請(qǐng)參考圖5A，其是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第三例的電路圖。請(qǐng)同時(shí) 參考圖5B，其是圖5A的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。開(kāi)關(guān)電路236包括 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M2、電容36與電阻38。電阻38與電容36電性 連接，且電阻38的另一端耦接至接地電壓，電容36的另一端耦接接墊20。 P 型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M2具有柵極、漏極與源極，其柵極耦接至電容36 與電阻38間的節(jié)點(diǎn)，漏極耦接至第一二極管216的N極，源極耦接至接墊20。
于正常操作模式下，接墊20上的電壓將對(duì)電容36充電，使P型金屬氧化物
半導(dǎo)體晶體管M2的柵極的電壓為低電壓而導(dǎo)通，使得接墊20上的電壓將作 為第一電壓V1提供給第一二極管216的N極；于靜電放電模式下，當(dāng)接墊20 突然有高壓靜電產(chǎn)生時(shí)，此高壓將耦合至電容36的另一端，而使得P型金屬 氧化物半導(dǎo)體晶體管M2的柵極的電壓升高，而使得P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶 體管M2關(guān)閉，使得控制電路230不提供第一電壓VI至第一二極管216的N 極。此時(shí)，高壓靜電荷經(jīng)經(jīng)由硅控整流器212排除。
第四例
請(qǐng)參考圖6A，其是圖2A的靜電放電保護(hù)裝置的第四例的電路圖。請(qǐng)同時(shí) 參考圖6B，其是圖6A的靜電放電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖?？刂齐娐?30包括 開(kāi)關(guān)電路238，開(kāi)關(guān)電路238包括P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M3與N型金 屬氧化物半導(dǎo)體晶體管N4。其中，N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M4具有第一 柵極、第一漏極與第一源極，P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M3具有第二柵極、 第二漏極與第二源極。第一柵極耦接至電壓源Vcc，第一源極耦接至接地電壓， 第一漏極耦接至第二柵極。第二源極耦接至第一二極管216的N極，而第二 漏極耦接至接墊20。
如圖6B所示，與圖4B不同之處為，靜電放電保護(hù)裝置200的結(jié)構(gòu)還包 括P型阱區(qū)318。 P型阱區(qū)318設(shè)置于N型阱區(qū)304中，第二 N型摻雜區(qū)310 與第三N型摻雜區(qū)312形成于P型阱區(qū)318中，且N型阱區(qū)304還包括第二 P 型摻雜區(qū)320、第三P型摻雜區(qū)322、第二柵極區(qū)324與第三柵極區(qū)326。第 二柵極區(qū)324是位于第一 P型摻雜區(qū)306與第二 P型摻雜區(qū)320之間，第三 柵極區(qū)326是位于第二 P型摻雜區(qū)320與第三P型摻雜區(qū)322之間。第二 P 型摻雜區(qū)320、第一 P型摻雜區(qū)306以及第二柵極區(qū)324形成P型金屬氧化物 半導(dǎo)體晶體管，且第二P型摻雜區(qū)320、第三P型摻雜區(qū)322以及第三柵極區(qū) 326形成另一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，此二 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體 管相互并連以獲得圖6A中的P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M3。此種結(jié)構(gòu)的P 型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M3為弱拉型(soft-pulled)P型金屬氧化物半導(dǎo)體 晶體管。P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管M3的部分結(jié)構(gòu)是與第一二極管216共
享，可達(dá)到省面積的效果。
于此例中，借助n型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管m3的源極柵極間的寄生 電容c，與n型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管m4導(dǎo)通時(shí)的等效電阻，故可使開(kāi)關(guān) 電路238的操作方式接近于圖5a的開(kāi)關(guān)電路236。于正常操作模式下，n型 金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管m4導(dǎo)通，而使得p型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管m3 亦導(dǎo)通；于靜電放電模式下，p型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管m3關(guān)閉。其余的 電路操作方式與上述圖5a的靜電放電保護(hù)裝置類(lèi)似，故在此不再贅述。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭示的靜電放電保護(hù)裝置，是利用第一二極管的n 極于正常操作模式下收集帶電載子，使得硅控整流器不易被導(dǎo)通；而于靜電 放電模式下，第一二極管的n極不收集帶電載子，以加速硅控整流器的導(dǎo)通。 本發(fā)明實(shí)施例的靜電放電保護(hù)裝置利用第一二極管的n極來(lái)收集過(guò)多的帶電 載子，以得到理想的觸發(fā)電壓與維持電壓之外，進(jìn)而達(dá)到良好的靜電放電保 護(hù)的目的。此外，靜電放電保護(hù)裝置省略了以往的護(hù)環(huán)的設(shè)計(jì)，更可以有效 的減少集成電路的面積。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭示如上，然而其并非用以限 定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種等同的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后 附的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種接墊的靜電放電保護(hù)裝置，包括一調(diào)節(jié)電路，包括一硅控整流器，其耦接至該接墊，該硅控整流器包括一第一二極管；一驟回組件，其耦接至該第一二極管的N極；以及一控制電路，其耦接至該第一二極管的N極，于一正常操作模式下，該控制電路是用以提供一第一電壓至該第一二極管的N極，以使該第一二極管的N極收集復(fù)數(shù)個(gè)帶電載子，并使得該硅控整流器不被導(dǎo)通，于一靜電放電模式下，該控制電路不提供該第一電壓至該第一二極管的N極，以使該第一二極管的N極不收集該些帶電載子，并使得該硅控整流器導(dǎo)通以使該接墊上的靜電電荷經(jīng)由該硅控整流器放電。
2. 如權(quán)利要求1所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該驟回 組件為一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該硅控整流器還包括一 NPN雙載子 接面晶體管與一 PNP雙載子接面晶體管，該NPN雙載子接面晶體管具有一第 一集電極、 一第一發(fā)射極與一第一基極，該P(yáng)NP雙載子接面晶體管具有一第 二集電極、 一第二發(fā)射極與一第二基極，該第一二極管的P極作為該第二發(fā) 射極，該第一二極管的N極與第二基極電性連接，該第一集電極耦接至該驟 回組件，該第二發(fā)射極耦接至該接墊，該第二基極耦接至該第一集電極，該 第二集電極耦接至該第一基極，于該靜電放電模式下，當(dāng)該接墊上的靜電電 荷的電壓大于該驟回組件及該第一二極管所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)電壓時(shí)，該驟回組件 被觸發(fā)，且該NPN雙載子接面晶體管與該P(yáng)NP雙載子接面晶體管被導(dǎo)通，以 使該接墊上的靜電電荷經(jīng)由該NPN雙載子接面晶體管與該P(yáng)NP雙載子接面晶 體管放電。
3. 如權(quán)利要求1所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該控制 電路包括一電壓提供單元，用以提供該第一電壓。
4. 如權(quán)利要求1所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該控制 電路包括一開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)關(guān)電路耦接于該第一二極管的N極與該接墊之間， 于該一般操作模式下，該開(kāi)關(guān)電路為導(dǎo)通的狀態(tài)，于該靜電放電模式下，該開(kāi)關(guān)電路為關(guān)閉的狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求4所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該開(kāi)關(guān) 電路包括一電阻、 一電容與一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該電阻與該電 容電性連接，且該電阻的另一端耦接至該接墊，該電容的另一端耦接一接地 電壓，而該N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有一柵極、 一第一源極/漏極與一 第二源極/漏極，該柵極耦接至該電容與該電阻間的一節(jié)點(diǎn)，該第二源極/漏極 耦接至該第一二極管的N極，該第一源極/漏極耦接至該接墊。
6. 如權(quán)利要求4所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該開(kāi)關(guān) 電路包括一電容、 一電阻與一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該電阻與該電 容電性相接，且該電阻的另一端耦接至一接地電壓，該電容的另一端耦接至 該接墊，而該P(yáng)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有一柵極、 一第一源極/漏極與 一第二源極/漏極，該柵極耦接至該電容與該電阻之間的一節(jié)點(diǎn)，該第一源極/ 漏極耦接至該第一二極管的N極，該第二源極/漏極耦接至該接墊。
7. 如權(quán)利要求4所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該開(kāi)關(guān) 電路包括一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管， 該N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有一第一柵極、 一第一漏極/源極與一第二 漏極/源極，該P(yáng)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管具有一第二柵極、 一第三漏極/源 極與一第四漏極/源極，該第一柵極耦接至一電壓提供單元，該第二漏極/源極 耦接至一接地電壓，該第一漏極/源極耦接至該第二柵極，該第四漏極/源極耦 接至該第一二極管的N極，而該第三漏極/源極耦接至該接墊。
8. 如權(quán)利要求1所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于，該調(diào)節(jié) 電路還包括一二極管電路，該二極管電路包括至少一第二二極管，該驟回組 件通過(guò)該二極管電路耦接至該第一二極管的N極。
9. 如權(quán)利要求8所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于至少一第 二二極管的個(gè)數(shù)決定靜電放電保護(hù)裝置的觸發(fā)電壓與維持電壓。
10. 如權(quán)利要求9所述的接墊的靜電放電保護(hù)裝置，其特征在于靜電放電 保護(hù)裝置的觸發(fā)電壓為該驟回組件的觸發(fā)電壓加上該第一二極管與該第二二 極管的個(gè)數(shù)和乘上二極管的導(dǎo)通壓降，靜電放電保護(hù)裝置的維持電壓為該驟 回組件的維持電壓加上該第一二極管與該第二二極管的個(gè)數(shù)和乘上二極管的導(dǎo)通壓降。
全文摘要
一種接墊的靜電放電保護(hù)裝置包括調(diào)節(jié)電路、驟回組件與控制電路。調(diào)節(jié)電路包括耦接至接墊的硅控整流器。硅控整流器包括第一二極管。驟回組件在不使用第二二極管的情況下，耦接至第一二極管的N極，在使用第二二極管的情況下，耦接至第二二極管的N極?？刂齐娐否罱又恋谝欢O管的N極，于正常操作模式下，控制電路是用以提供第一電壓至該第一二極管的N極，以使第一二極管的N極收集多個(gè)帶電載子，并使得硅控整流器不被導(dǎo)通，于靜電放電模式下，控制電路不提供第一電壓至第一二極管的N極，以使第一二極管的N極不收集帶電載子。
文檔編號(hào)H01L27/02GK101174622SQ200610143679
公開(kāi)日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者賴純祥 申請(qǐng)人:旺宏電子股份有限公司