專利名稱：芯片防靜電保護電路的制作方法
技術領域：
芯片防靜電保護電路技術領域本發(fā)明涉及半導體集成電路，特別涉及一種芯片防靜電保護電路。
技術背景隨著半導體芯片的運用越來越廣泛，運用范圍和領域越來越大，所涉 及到的靜電損傷也越來越多。通常穿尼龍制品的人體靜電可能達到21,000V的高壓，750V左右的放電可以產生可見火花，而僅10V左右的電 壓就可能毀壞沒有靜電保護(electrostatic discharge, ESD)的芯片，現 在已經有很多種防靜電保護設計和應用，通常有柵接地的N型場效應晶體 管(Gate Grounded NMOS， GG麗OS)保護電路、二極管保護電路、可控硅(Silicon Controlled Rectifier ， SCR)電路等等。柵接地的N型場效 應晶體管(Gate Grounded NM0S ， GGNMOS)保護電路如圖1所示，它實 現防靜電保護的工作過程是首先是靜電使此晶體管的漏極電壓不斷上 升，當漏極電壓上升到結的擊穿電壓(Breakdown Voltag)時，漏極將產生 一個較大的擊穿電流，此電流流向襯底，從而在電流通路上形成一定的壓 降，當壓降達到一定程度的時候，漏極，襯底和源極所形成的NPN型三極 管將開啟，而三極管有電流放大作用，從而增大了電流，瀉放了靜電，同 時也使得漏極的電壓下降，N型場效應晶體管工作時使漏極電壓維持在鉗 壓(Trigger Voltage)即結的擊穿電壓(Breakdown Voltag)和持有電壓(Holding Voltage)之間，保護內部電路不被高電壓損壞；二極管保護電路如圖2所示，它實現防靜電保護的工作過程是首先是靜電使此二極 管的陰極電壓不斷上升，當陰極電壓上升到二極管的反向擊穿電壓時，二 極管的反向擊穿電流會迅速上升，而隨著電流的迅速上升，陰極電壓的上升卻非常地微小，保護內部電路不被高電壓損壞；可控硅(Silicon Controlled Rectifier ， SCR)靜電防護電路如圖3所示，可控硅器件實 際上就是一個PNPN結構，P型一端接陽極，N型一端接陰極，當陽極電壓 上升到正向轉折電壓(forward-breakover voltage)時，可控硅器件進 入負電阻工作區(qū)域，電流隨電壓急驟降低而增加，當電壓降到支撐電壓(Holding voltage)時，可控硅器件中寄生兩個三極管(PNP和NPN)將 開啟，可控硅器件處于開啟狀態(tài)，具有低阻抗，電壓隨電流急驟上升而緩 慢增加，起到瀉放靜電電流，抑制產生高電壓，可控硅工作時使可控硅的 陽極電壓維持在鉗壓(Trigger Voltage )即正向轉折電壓(forward-breakover voltage)禾口持有電壓(Holding Voltage)之間， 保護內部電路不被高電壓損壞。 實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種芯片防靜電保護電路，采 用該芯片防靜電保護電路能大大提高防靜電保護的能力。為解決上述技術問題，本實用新型的芯片防靜電保護電路，包括一 鉗位二極管和一 N型晶體管，鉗位二極管陰極接芯片內部電路的外部信號 輸入端，陽極接地；N型晶體管的柵極、漏極共接在芯片內部電路的外部 信號輸入端，源極接地；N型晶體管的開啟電壓高于外部輸入信號的工作 電壓且小于鉗位二極管的反向擊穿電壓，而且所述N型晶體管的柵和結的擊穿電壓以及芯片內部電路的柵和結的擊穿電壓高于鉗位二極管的反向 擊穿電壓。本實用新型通過運用一個鉗位二極管和一個N型場效應晶體管的不 同工作狀態(tài)和模式對靜電進行瀉放，起到防靜電損傷的保護作用，大大提 高了防靜電保護的能力。


以下結合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。圖1是柵接地的N型場效應晶體管防靜電保護電路示意圖；圖2是二極管防靜電保護電路示意圖；圖3是可控硅防靜電保護電路示意圖；圖4是本發(fā)明的防靜電保護電路示意圖。
具體實施方式
本實用新型的一實施方式如圖4所示，包括一鉗位二極管和一 N型晶體管，鉗位二極管3陰極接芯片內部電路的外部信號輸入端，陽極接地， N型晶體管1的柵極、漏極共接在芯片內部電路的外部信號輸入端，源極 接地，N型晶體管l的開啟電壓要高于外部輸入信號的工作電壓，同時開 啟電壓要小于鉗位二極管3的反向擊穿電壓(Breakdown Voltage),而且 所述N型晶體管的柵和結的擊穿電壓以及芯片內部電路的柵和結的擊穿 電壓高于鉗位二極管的反向擊穿電壓(Breakdown Voltage )。外部信號輸 入端引入靜電時，當電壓高于N型晶體管的開啟電壓，靜電電流通過N 型晶體管1進行瀉放；當電壓繼續(xù)升高時，鉗位二極管會把電壓鉗住 (Breakdown Voltage),此時鉗位二極管和N型晶體管同時處于瀉放靜電電流的工作模式下，大大提高了瀉放靜電電流的能力，也就是大大提高了 防靜電保護的能力。本實用新型通過運用一個鉗位二極管和一個N型場效應晶體管的不 同工作狀態(tài)和模式對靜電進行瀉放，起到防靜電損傷的保護作用，大大提 高了防靜電保護的能力。
權利要求1、一種芯片防靜電保護電路，其特征在于，包括一鉗位二極管和一N型晶體管，鉗位二極管陰極接芯片內部電路的外部信號輸入端，陽極接地；N型晶體管的柵極、漏極共接在芯片內部電路的外部信號輸入端，源極接地；N型晶體管的開啟電壓高于外部輸入信號的工作電壓且小于鉗位二極管的反向擊穿電壓，而且所述N型晶體管的柵和結的擊穿電壓以及芯片內部電路的柵和結的擊穿電壓高于鉗位二極管的反向擊穿電壓。
專利摘要本實用新型公開了一種芯片防靜電保護電路，包括一鉗位二極管和-N型晶體管，鉗位二極管陰極接芯片內部電路的外部信號輸入端，陽極接地；N型晶體管的柵極、漏極共接在芯片內部電路的外部信號輸入端，源極接地；N型晶體管的開啟電壓高于外部輸入信號的工作電壓且小于鉗位二極管的反向擊穿電壓，而且所述N型晶體管的柵和結的擊穿電壓以及芯片內部電路的柵和結的擊穿電壓高于鉗位二極管的反向擊穿電壓。采用該芯片防靜電保護電路能大大提高防靜電保護的能力。
文檔編號H01L23/58GK201118222SQ20072014430
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權日2007年11月22日
發(fā)明者劉俊文, 錢文生 申請人:上海華虹Nec電子有限公司