專利名稱：Esd保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容通常涉及靜電放電(ESD)保護(hù)，并且更具體地涉及靜電放電(ESD)保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
ESD保護(hù)裝置用來保護(hù)多種集成電路和系統(tǒng)。系統(tǒng)級ESD保護(hù)裝置特別設(shè)計(jì)用于在不妨礙正常操作模式(即，非ESD條件下的操作并處于工作電壓/電流范圍內(nèi))的情況下提供對ESD脈沖的保護(hù)。ESD保護(hù)裝置具有通常與ESD保護(hù)裝置上的閾值電壓降相關(guān)的鉗位電壓，該保護(hù)裝置在該鉗位電壓處導(dǎo)通以通過/分流電流。例如，該閾值電壓可以作為ESD事件開始時(shí)的ESD脈沖的第一峰值出現(xiàn)。在多種應(yīng)用中，在20 30ns左右達(dá)到ESD事件的最大電壓。

發(fā)明內(nèi)容
在多個(gè)實(shí)施方案和應(yīng)用中舉例說明了本發(fā)明，這些實(shí)施方案和應(yīng)用中的一些總結(jié)如下。根據(jù)多種示例性實(shí)施方式，一種ESD保護(hù)裝置為系統(tǒng)提供了 ESD脈沖保護(hù)。該ESD裝置包括具有交替導(dǎo)電類型的多個(gè)相鄰半導(dǎo)體區(qū)域，包括在其間形成第一 P-N結(jié)的第一區(qū)域和第二區(qū)域、與第二區(qū)域一起形成P-N結(jié)的第三區(qū)域、與第三區(qū)域一起形成P-N結(jié)的第四區(qū)域、以及與第四區(qū)域一起形成P-N結(jié)的第五區(qū)域。第一觸點(diǎn)連接至第一區(qū)域，第二觸點(diǎn)連接至第五區(qū)域。電阻器連接在第三區(qū)域和第五區(qū)域之間。電阻器與第一、第二、第三和第五區(qū)域形成第一電流路徑，第一電流路徑配置用于響應(yīng)于超過由第一、第二和第三區(qū)域形成的第一晶體管的擊穿閾值的電壓，使電流經(jīng)由第一區(qū)域和第五區(qū)域在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間流動。第一、第二、第三、第四和第五區(qū)域形成第二電流路徑，第二電流路徑配置用于響應(yīng)于流過電阻器的電流超過由第三、第四和第五區(qū)域形成的第二晶體管上的電壓達(dá)到第二晶體管的擊穿電壓時(shí)的閾值，使電流經(jīng)由第一區(qū)域和第五區(qū)域在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間流動。另一種示例性實(shí)施方式涉及一種ESD裝置，包括雙極晶體管和閘流管，配置用于響應(yīng)于ESD事件流出電流。該雙極晶體管包括發(fā)射極、集電極和基極，并且所述發(fā)射極連接至第一外部觸點(diǎn)。閘流管包括交替P-型和N-型半導(dǎo)體材料的四個(gè)區(qū)域，包括連接至雙極晶體管的基極的第一端部區(qū)域，第一端部區(qū)域和雙極晶體管的基極由相同類型的半導(dǎo)體材料形成。閘流管的第一中間區(qū)域與第一端部區(qū)域形成P-N結(jié)，并連接至雙極晶體管的集電極。第二區(qū)域和雙極晶體管的集電極由相同類型的半導(dǎo)體材料形成。閘流管的第二中間區(qū)域與第一中間區(qū)域形成P-N結(jié)，并由與第一端部區(qū)域相同類型的半導(dǎo)體材料形成。閘流管的第二端部區(qū)域與第二中間區(qū)域形成P-N結(jié)并連接至第二外部觸點(diǎn)。第二端部區(qū)域由與第一中間區(qū)域相同類型的材料形成。電阻器連接至雙極晶體管的集電極、閘流管的第一中間區(qū)域和閘流管的第二端部區(qū)域。
本公開內(nèi)容的多種實(shí)施方式涉及用于在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間分流電流的方法。該方法用在具有交替導(dǎo)電類型的多個(gè)相鄰半導(dǎo)體區(qū)域的靜電放電(ESD)電路上。所述多個(gè)相鄰半導(dǎo)體區(qū)域包括在其間形成第一 P-N結(jié)的第一區(qū)域和第二區(qū)域、與第二區(qū)域形成P-N結(jié)的第三區(qū)域、與第三區(qū)域形成P-N結(jié)的第四區(qū)域、以及與第四區(qū)域形成P-N結(jié)的第五區(qū)域。電阻器連接在第三區(qū)域和第五區(qū)域之間。第一區(qū)域連接至易受ESD脈沖影響的第一觸點(diǎn)，第五區(qū)域連接至第二觸點(diǎn)。該方法如下。響應(yīng)于第一觸點(diǎn)處的在由第一、第二和第三區(qū)域形成的第一晶體管上引起電壓降的電壓超過第一晶體管的閾值電壓，電流通過第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間的電流路徑流動。第一電流路徑包括所述第一晶體管、所述電阻器和第五區(qū)域。響應(yīng)于流過第一電流路徑中的電阻器的超過閾值的電流，在所述閾值處電阻器兩端的電壓已經(jīng)相應(yīng)地由第三、第四和第五區(qū)域形成的第二晶體管兩端的電壓達(dá)到第二晶體管的擊穿電壓，電流通過第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間的第二電流路徑流動。第二電流路徑包括第一、第二、第三、第四和第五區(qū)域在多種實(shí)施方式中，ESD保護(hù)裝置配置具有兩個(gè)擊穿電壓。在第一擊穿電壓處，電流通過第一電流路徑從ESD保護(hù)裝置的發(fā)射極流向集電極，所述第一電流路徑包括與電阻器串聯(lián)的晶體管。當(dāng)電阻器上的電壓降隨著電流增加而增加至第二擊穿電壓時(shí)，該裝置的具有第二擊穿電壓的第二部分?jǐn)嚅_第二電流路徑。上述討論不是要描述本公開內(nèi)容的每一種實(shí)施方式或每一種實(shí)施方案。接下來的附圖和詳細(xì)描述更具體地舉例說明多種實(shí)施方式。


考慮結(jié)合附圖的本發(fā)明的多種實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述，將可以更完全地理解本發(fā)明，在附圖中圖I示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的示意性圖示；圖2示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的垂直實(shí)施方案；圖3示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的另一種垂直實(shí)施方案；圖4示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的橫向?qū)嵤┓桨?；圖5示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的另一種垂直實(shí)施方案；圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的另一種垂直實(shí)施方案；圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的具有用于垂直隔離的溝槽的ESD保護(hù)裝置的垂直實(shí)施方案；圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的具有用于垂直隔離的溝槽的ESD保護(hù)裝置的另一種垂直實(shí)施方案；圖9示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的橫向?qū)嵤┓桨?；圖10示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的另一種橫向?qū)嵤┓桨?；以及圖11示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置的另一種橫向?qū)嵤┓桨浮?br> 具體實(shí)施例方式雖然本公開內(nèi)容能夠修改為多種修改和替換形式，但已經(jīng)在附圖中以舉例的方式示出并將詳細(xì)描述其具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，目的不是將本發(fā)明限制為所描述的特定實(shí)施方式。相反，目的是涵蓋落入本發(fā)明的包括由權(quán)利要求限定的多個(gè)方面的范圍之內(nèi)的所有修改、等同物和替換。本公開內(nèi)容的實(shí)施方式涉及具有交替導(dǎo)電類型(如，P-型和N-型材料)的五個(gè)區(qū)域的ESD保護(hù)裝置。第一、第三和第五區(qū)域包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體材料，第二區(qū)域和第四區(qū)域包括第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體材料。例如，第一、第三和第五區(qū)域可以為N-型，第二區(qū)域和第四區(qū)域可以為P-型。每個(gè)區(qū)域與一個(gè)或多個(gè)相鄰區(qū)域形成P-N結(jié)，包括第一區(qū)域和第二區(qū)域之間、第二和第三區(qū)域之間、第三和第四區(qū)域之間、以及第四和第五區(qū)域之間的結(jié)。電阻器連接第三區(qū)域和第五區(qū)域，電阻器兩端的電壓降施加至第三、第四和第五區(qū)域(如，第三、第四和第五區(qū)域形成雙極晶體管)。第一區(qū)域連接至存在ESD脈沖的觸點(diǎn)或電路節(jié)點(diǎn)，并將來自這種脈沖的電流傳輸至也連接至觸點(diǎn)(如，地或集電極)的第五區(qū)域。在更具體的實(shí)施方式中，上述ESD保護(hù)裝置配置用于如下操作。在ESD事件開始時(shí)，第一、第二和第三區(qū)域上的電壓增加至由這些區(qū)域形成的第一晶體管的擊穿電壓電平。在該擊穿電平處，該晶體管導(dǎo)通并經(jīng)由電阻器將電流傳導(dǎo)至第二觸點(diǎn)。當(dāng)通過電阻器的電流增加時(shí)，由第三、第四和第五區(qū)域形成的第二晶體管上的電壓降增加至第二晶體管的擊穿電壓電平。當(dāng)該電壓降達(dá)到擊穿電壓電平時(shí)，第二晶體管接通并將電流從第一晶體管傳輸至連接至第五區(qū)域的觸點(diǎn)，通過第二晶體管的流動相對于通過電阻器的電流流動實(shí)現(xiàn)了低電阻路徑。在其導(dǎo)通狀態(tài)中，第二晶體管影響包括第二、第三、第四和第五區(qū)域的閘流管的活動，并且閘流管以低的鉗位電壓(和閘流管的對應(yīng)的觸發(fā)電壓)將電流從第一區(qū)域傳輸至第五區(qū)域觸點(diǎn)。在某些更具體的實(shí)施方式中，上述ESD裝置形成在半導(dǎo)體襯底中。第一區(qū)域?yàn)楦邠诫s區(qū)域，其已經(jīng)擴(kuò)散到襯底的輕摻雜外延層中，所述輕摻雜外延層可以形成在相反導(dǎo)電類型的阱區(qū)域中(如，相應(yīng)地?cái)U(kuò)散、掩埋或摻雜的阱區(qū)域)。第三區(qū)域?yàn)楦邠诫s掩埋區(qū)域，第一、第二和第三區(qū)域根據(jù)雙極晶體管特性操作。第三區(qū)域位于第四區(qū)域上。在一些實(shí)施方案中，第四區(qū)域分成由內(nèi)部電阻器連接的兩個(gè)區(qū)域，如上所述，內(nèi)部電阻器將第三區(qū)域連接至第五區(qū)域。在本文中，第三區(qū)域和第五區(qū)域經(jīng)由電阻器并進(jìn)一步由第四區(qū)域(第三區(qū)域和第五區(qū)域與第四區(qū)域一起形成P-N結(jié)和有效的雙極晶體管)彼此連接。在多種實(shí)施方式中，ESD保護(hù)裝置包括雙極晶體管、閘流管和電阻器，雙極晶體管的發(fā)射極連接至易受ESD脈沖影響的輸入電路節(jié)點(diǎn)，并且電阻器和閘流管陰極端都連接至輸出電路節(jié)點(diǎn)(例如，集電極或地)。雙極晶體管具有三個(gè)區(qū)域，用作發(fā)射極、集電極和基極。閘流管具有交替P-型和N-型材料的四個(gè)區(qū)域，這四個(gè)區(qū)域中位于閘流管的陽極端處的第一和第二區(qū)域連接至雙極晶體管的基極和集電極，或者與雙極晶體管的基極和集電極公共。電阻器連接在閘流管的陰極端與雙極晶體管的陽極端的基極區(qū)域和集電極之間(例如，基極和集電極彼此連接，或連接至公共區(qū)域)。 ESD保護(hù)裝置具有兩條電流路徑，一條電流路徑由雙極晶體管的擊穿電壓調(diào)節(jié)，此外另一條電流路徑另外由閘流管的觸發(fā)電壓調(diào)節(jié)。當(dāng)雙極晶體管上的電壓超過晶體管的擊穿電壓時(shí)，電流從輸入電路節(jié)點(diǎn)流入第一電流路徑，通過雙極晶體管和電阻器，到達(dá)集電極/地電路節(jié)點(diǎn)。當(dāng)電阻器上的電壓降處于閘流管的觸發(fā)電壓時(shí)，電流流過第二電流路徑中的閘流管的所有區(qū)域。作為其它方面的考慮，當(dāng)電阻器上的電壓降達(dá)到由兩個(gè)(中間)基極區(qū)域和閘流管的陽極形成的雙極晶體管的擊穿電壓時(shí)，雙極晶體管流過電流，還使閘流管導(dǎo)通，閘流管穩(wěn)定至其觸發(fā)電壓以將電流分流至輸出節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)便于ESD保護(hù)裝置對不同的階段的ESD脈沖的開始起反應(yīng)。因此，當(dāng)連接至輸入電路節(jié)點(diǎn)的電路或裝置的電壓或電流超過預(yù)定閾值時(shí)，ESD保護(hù)裝置“導(dǎo)通”并傳導(dǎo)電流通過第一電流路徑。例如，當(dāng)施加至雙極晶體管的發(fā)射極的電壓由于ESD事件而增加時(shí)，電阻器上的電壓降增加。當(dāng)電阻器上的電壓降達(dá)到閘流管(和相關(guān)的內(nèi)部雙極晶體管)接通的閾值時(shí)，第二電流路徑傳導(dǎo)電流。在根據(jù)本公開內(nèi)容的多種實(shí)施方式 中，用于傳導(dǎo)的閾值或擊穿可以用擊穿電壓、觸發(fā)電壓或電流電平描述。使裝置的不同部分導(dǎo)通所需要的電壓和/或電流電平與該裝置的電阻相關(guān)。例如，電阻器上的電壓降還表示已經(jīng)達(dá)到特定的電流電平。盡管已經(jīng)參照擊穿電壓或觸發(fā)電壓討論了多種實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以基于發(fā)射極處的達(dá)到閾值電流電平的電流的電平來啟動電流傳導(dǎo)，該閾值電流電平實(shí)現(xiàn)相反極性的不同區(qū)域的導(dǎo)通和相關(guān)操作。在某些更具體的實(shí)施方式中，電阻器為內(nèi)部電阻器。內(nèi)部電阻源自形成閘流管的第三區(qū)域的摻雜襯底中的不連續(xù)性(如，孔或空隙)，電阻具有與具有交替摻雜濃度的閘流管區(qū)域(例如，如上所述的第三和第五區(qū)域)的極性相同的極性。這允許電流從陰極側(cè)基極(中間)區(qū)域流向閘流管的陽極端區(qū)域，將陽極側(cè)基極(中間)區(qū)域旁路。本公開內(nèi)容的某些實(shí)施方式涉及提供系統(tǒng)級ESD脈沖保護(hù)的ESD保護(hù)裝置。在某些更具體的實(shí)施方式中，ESD保護(hù)裝置與IEC 6100-4-2兼容。ESD保護(hù)裝置在ESD事件期間將低電容與低鉗位電壓相結(jié)合。根據(jù)本公開內(nèi)容的ESD保護(hù)裝置可能對具有高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用(如USB3. 0和HDMI)特別有用)，在這些應(yīng)用中要求系統(tǒng)級ESD保護(hù)裝置來保護(hù)敏感集成電路免受有害ESD壓力的影響。USB3. 0和HDMI都具有要求數(shù)據(jù)線中的非常低的最大電容的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。因此，除了低鉗位電壓之外，有效的ESD保護(hù)裝置還包括非常低的最大電容。在如在本文中討論的多種實(shí)施方式中，術(shù)語閘流管用來指代一種半導(dǎo)體器件，其具有以串聯(lián)類型配置的相反極性的四個(gè)交替區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域之間具有P-N結(jié)。例如，p-n-p-n型配置的半導(dǎo)體區(qū)域在接下來的附圖中表征,多種實(shí)施方式也適用于n-p-n-p型配置，其中對應(yīng)的n-p-n型雙極晶體管連接至閘流管。這種結(jié)構(gòu)的可替換考慮是兩個(gè)雙極晶體管，一個(gè)雙極晶體管的集電極與另一個(gè)雙極晶體管的發(fā)射極相匹配(例如，如上所述，具有對應(yīng)的擊穿電壓)。在多種應(yīng)用中，這種閘流管型器件稱為肖克利二極管，其實(shí)際上為其內(nèi)部n-p區(qū)域(四個(gè)p-n-p-n區(qū)域中的第二或第三區(qū)域)保持浮置(例如，未連接至外部觸點(diǎn))的閘流管。在本公開內(nèi)容的多種實(shí)施方式中，閘流管按照采用通過ESD保護(hù)裝置的電流作為控制參數(shù)的受控方式導(dǎo)通。閘流管響應(yīng)于在正被保護(hù)的應(yīng)用(如電路或裝置)的工作范圍之外的電流幅度而導(dǎo)通。控制參數(shù)基于電流，允許裝置具有非常低的鉗位電壓，同時(shí)避免閘流管的意外導(dǎo)通。此外，由于閘流管的相對高的導(dǎo)通電流，閘流管和ESD保護(hù)裝置操作用于在ESD事件結(jié)束之后關(guān)斷。多種實(shí)施方式涉及具有相同極性的兩個(gè)開路-基極雙極晶體管的ESD保護(hù)裝置，如可以根據(jù)上述討論實(shí)現(xiàn)的。第一雙極晶體管的發(fā)射極直接連接至易受ESD脈沖影響的輸入觸點(diǎn)。在某些實(shí)施方式中，第一雙極晶體管的基極也連接至該觸點(diǎn)。第二雙極晶體管的發(fā)射極連接至與第一雙極晶體管的集電極相同區(qū)域，或者為與第一雙極晶體管的集電極相同區(qū)域的一部分。第二雙極晶體管的基極浮置，第二雙極晶體管的集電極連接至輸出觸點(diǎn)，將電流從輸入觸點(diǎn)分流至該輸出觸點(diǎn)。第二雙極晶體管的發(fā)射極和集電極由電阻器連接，使得第二晶體管的基極未完全隔離晶體管的發(fā)射極和集電極。在正常操作期間，第二雙極晶體管的集電極連接至地，將負(fù)偏壓施加至第一雙極晶體管的發(fā)射極。第一晶體管的發(fā)射極-基極結(jié)被正向偏置，且基極-集電極結(jié)被反向偏置。當(dāng)發(fā)射極處的電壓達(dá)到第一晶體管的擊穿電壓時(shí)，該晶體管開路，并且電流流過第一晶體管以及電阻器。一旦電阻器上的電壓降達(dá)到第二雙極晶體管的擊穿電壓，則電流流過第二雙極晶體管以及電阻器。在這種狀態(tài)中第一和第二晶體管的組合可以視為閘流管和二極 管。總電壓降為閘流管(包括第一雙極晶體管和第二雙極晶體管的基極)的吸持電壓和二極管(包括第二雙極晶體管的基極和集電極)的擊穿(觸發(fā))電壓。在多種實(shí)施方式中，如這里所討論的ESD保護(hù)裝置在輸入和輸出節(jié)點(diǎn)之間呈現(xiàn)出小于其中使用ESD保護(hù)裝置的特定應(yīng)用的最大工作電壓的電壓降，該應(yīng)用包括在預(yù)定電流范圍內(nèi)工作的電路。如果ESD保護(hù)裝置變?yōu)殚l流管模式所處的電流電平在該應(yīng)用的工作電流范圍之外，則該裝置將在ESD事件之后安全地關(guān)斷，因?yàn)檎２僮髌陂g的電流不足以在電阻器上提供將閘流管維持在導(dǎo)通(傳導(dǎo))狀態(tài)(例如，或使第二雙極晶體管導(dǎo)通)所需要的電壓降。電阻器的值設(shè)置第二雙極晶體管導(dǎo)通和截止的點(diǎn)，因此控制處于閘流管模式的ESD保護(hù)裝置的操作。在接下來的附圖中，+號和-號連同N或P —起使用不是表示區(qū)域的極性。相反，N表不負(fù)N-型半導(dǎo)體材料，P表不正P-型半導(dǎo)體材料。+號和-號表不區(qū)域的摻雜水平。+號表不高摻雜區(qū)域，而-號表不輕摻雜區(qū)域。在接下來的實(shí)施方式，+號和-號用于N-型和P-型材料二者。而且，所描述和所示的多個(gè)區(qū)域可以用其它極性或摻雜實(shí)現(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)相似的功能，如通過在示出P-型材料的地方使用N-型材料，并且還在示出N-型材料的地方使用P-型材料。圖I示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置100的示意性圖示。該ESD保護(hù)裝置包括晶體管110、閘流管120和電阻器108。晶體管110具有發(fā)射極112、開路基極114和集電極116，分別以N-型、P-型和N-型材料為例。閘流管120具有陽極122、基極(中間)區(qū)域124和126、以及陰極128，分別以P-型、N-型、P-型和N-型區(qū)域?yàn)槔＞w管110的基極114連接至閘流管120的陽極122，晶體管的集電極116連接至閘流管的基極區(qū)域124。電阻器108連接至晶體管110的集電極116，并連接至閘流管120的基極區(qū)域124和陰極128。ESD保護(hù)裝置100在輸入發(fā)射極節(jié)點(diǎn)102連接至電路，輸入發(fā)射極節(jié)點(diǎn)102的ESD電流被分流至輸出集電極節(jié)點(diǎn)104。更具體地，晶體管發(fā)射極112連接至發(fā)射極節(jié)點(diǎn)102，閘流管陰極128連接至集電極節(jié)點(diǎn)104。發(fā)射極節(jié)點(diǎn)102例如可以由與制成發(fā)射極112的材料相同類型(如圖所示的N-型)的半導(dǎo)體材料制成，或者可以為與發(fā)射極112相同的材料。類似地，集電極節(jié)點(diǎn)104可以由與制成陰極128的材料相同類型(如圖所示的N-型)的半導(dǎo)體材料制成，或者可以為與陰極128相同的材料。雖然示出了連接的區(qū)域，但在某些實(shí)施方式中，陽極122和基極114為公共區(qū)域，和/或集電極116和基極124也為公共區(qū)域。
當(dāng)ESD事件發(fā)生時(shí)，在發(fā)射極節(jié)點(diǎn)102處的電壓影響晶體管110上的達(dá)到晶體管的擊穿電壓的電壓降時(shí)，圖I的ESD保護(hù)裝置導(dǎo)通，在晶體管的擊穿電壓處晶體管110使電流經(jīng)由電阻器108流向集電極節(jié)點(diǎn)104。當(dāng)發(fā)射極102處的電流增加時(shí)，達(dá)到晶體管110的觸發(fā)電壓，并且電流開始流過晶體管110并流過電阻器108。當(dāng)電阻器108上的電壓降隨著電流增加而增加時(shí)，達(dá)到與閘流管區(qū)域124、126和128相對應(yīng)的擊穿電壓,該擊穿電壓也與閘流管120的觸發(fā)電壓相對應(yīng)。閘流管響應(yīng)于達(dá)到觸發(fā)電壓而導(dǎo)通， 并且電流開始流過閘流管以及電阻器108。閘流管提供低電阻路徑，裝置100在該低電阻路徑將來自發(fā)射極節(jié)點(diǎn)102的電流分流至集電極節(jié)點(diǎn)104。圖2示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置200的垂直實(shí)施方案。ESD保護(hù)裝置200具有連接至重?fù)诫sN-型半導(dǎo)體襯底220的集電極204以及連接至區(qū)域206的發(fā)射極202，如下文進(jìn)一步討論的那樣，區(qū)域206用于在發(fā)射極和集電極之間傳導(dǎo)電流。高摻雜P-型半導(dǎo)體材料的掩埋層212連接在N-型襯底220和N-型摻雜層210之間。P-型區(qū)域212例如可以采用諸如硼之類的摻雜劑擴(kuò)散在N-型襯底220中，并且n-型層210可以順序擴(kuò)散在P-型材料212上方。內(nèi)部電阻器214(如，斷點(diǎn))位于P-型半導(dǎo)體材料212的多個(gè)部分之間。具有非常低的摻雜濃度的N-型外延層218位于(例如，生長在)N-型摻雜層210的頂部上，P-型基極208和N-型發(fā)射極206位于(例如，擴(kuò)散到)N-型外延層218中。N-型發(fā)射極206、P-型基極208和掩埋N-型層210形成晶體管。N-型層210、P-型層212和N-型襯底220形成第二晶體管。這些晶體管的每一個(gè)的P-型(基極)區(qū)域208和212是浮置的。如圖所示，電阻器214提供N-型區(qū)域210和N-型襯底220之間的電流路徑，通過插入P-型區(qū)域212 (例如，在n-p-n區(qū)域210、212和220未處于傳導(dǎo)狀態(tài)時(shí))來消除這些N-型區(qū)域的隔離。各層的摻雜濃度和層212的幾何尺寸可以被設(shè)定以確定內(nèi)部電阻器214的電阻。電壓可以被設(shè)計(jì)為小于ESD裝置200連接到其上的外加電壓，并且因此變?yōu)?在制造期間)特定應(yīng)用。在一些實(shí)施方式中，裝置200包括與上述第一晶體管并聯(lián)的二極管。具體地，擴(kuò)散到N-型層218中的P-型區(qū)域216形成如圖所示的二極管。P-型區(qū)域216連接至發(fā)射極202，發(fā)射極202連接至N-型區(qū)域210。裝置200的示例性操作如下。襯底220連接至地，負(fù)偏置施加至發(fā)射極202。區(qū)域206和208之間的發(fā)射極-基極結(jié)正向偏置，區(qū)域208和掩埋層210(以及其間的部分218)之間的基極-集電極結(jié)反向偏置。當(dāng)發(fā)射極202處的電壓達(dá)到包括區(qū)域206、208和210的開路基極晶體管的觸發(fā)電壓時(shí)，該晶體管開路，并且電流流過該晶體管和內(nèi)部電阻器214至集電極204。一旦電阻器214上的電壓降變?yōu)榈扔诎▍^(qū)域210、212和襯底220的掩埋式開路晶體管的擊穿電壓，所述掩埋式晶體管開路，并且將空穴注入到外延層中。該裝置可以看作是由區(qū)域206、208、210和掩埋層212形成的閘流管(其處于其導(dǎo)通狀態(tài))，以及由N-型襯底220和P-型掩埋層212形成的二極管。總電壓降為閘流管的吸持電壓、二極管(如果使用)的擊穿電壓以及襯底上的任何電壓降。圖3示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置300的另一種垂直實(shí)施方案。ESD保護(hù)裝置300具有N-型襯底320，其連接至集電極304處的外部觸點(diǎn)和發(fā)射極302處的其它兩個(gè)外部觸點(diǎn)。發(fā)射極302連接至N-型區(qū)域306，N-型區(qū)域306用作發(fā)射極區(qū)域。N-型區(qū)域306是高摻雜的，并擴(kuò)散到輕摻雜P-型外延層318中。N-型擴(kuò)散區(qū)域322放在P-型區(qū)域316周圍。P-型區(qū)域316與N-型區(qū)域310結(jié)合用作平行板二極管。P-型掩埋層308用作開路基極。P-型掩埋層308與N-型區(qū)域306和N-型掩埋層310 —起形成晶體管。P-型掩埋層312包括孔和/或空隙，內(nèi)部電阻器314位于所述孔和/或空隙處，并且所述孔和/或空隙防止N-型層310與N-型襯底320隔離。因此，包括N-型層310、P-型層312和N-型襯底320的第二晶體管在發(fā)射極和集電極之間不具有隔離。P-型區(qū)域308和312浮置。
如果足夠高的負(fù)偏置(大于包括區(qū)域306、308和310的晶體管的擊穿電壓)施加至發(fā)射極302，則晶體管開路并且電流流過電阻器314流向地。各層的摻雜濃度和層312的幾何尺寸確定了內(nèi)部電阻器314的電阻。由區(qū)域310、312和襯底320形成的晶體管在包括區(qū)域310、312和襯底320的晶體管還未達(dá)到其擊穿電壓(開路-基極晶體管在擊穿電壓處通過電流)時(shí)是不會開路的。因此，在晶體管達(dá)到擊穿電壓之前，由用來保護(hù)ESD的電路裝置300提供的有效反饋回路未導(dǎo)通，且不發(fā)生任何閘流管動作。一旦晶體管擊穿并允許電流流動，則反饋回路啟動，并且包括區(qū)域306、308、310和312的閘流管切換至導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)脈沖結(jié)束時(shí)電流降低時(shí)，電阻器314將晶體管的電壓降拉到低于晶體管的擊穿電壓，并且由包括區(qū)域310、312和襯底320的晶體管傳導(dǎo)的電流停止。圖4示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置400的橫向?qū)嵤┓桨浮Ｓ糜贓SD保護(hù)裝置400的發(fā)射極402和集電極404都位于半導(dǎo)體本體的上表面上，并且電流橫向地流過該裝置。N-型擴(kuò)散區(qū)域406連接至外部觸點(diǎn)和發(fā)射極402。P-型擴(kuò)散區(qū)域408用作開路基極。ESD保護(hù)裝置還包括位于N-型襯底420頂部上的掩埋N-型層410。N-型區(qū)域406和P-型區(qū)域408與圍繞P型區(qū)域輕摻雜N-型外延層418 —起作為npn晶體管。在一些實(shí)施方案中，外延層418的區(qū)域424擴(kuò)散有附加的n-型材料。外延層418、P-型基極區(qū)域412和N-型集電極區(qū)域414作為第二 npn晶體管。在制造期間，區(qū)域412和414下面的開口 422的尺寸用來設(shè)置包括外延層418、基極412和集電極414的橫向晶體管何時(shí)導(dǎo)通。N-型擴(kuò)散區(qū)域426將集電極404連接至N-型掩埋層410和N-型襯底420。這允許電流沿橫向方向流動。裝置400還包括可選的P-型區(qū)域416，其與層418 —起形成二極管。圖5示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一種實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置500的另一種垂直實(shí)施方案。發(fā)射極502連接至半導(dǎo)體本體的上表面，集電極504連接至N-型襯底520的相對側(cè)的半導(dǎo)體本體。包括N-型發(fā)射極區(qū)域506和開路基極P-型區(qū)域508的第一晶體管通過溝槽522與輕摻雜N-型外延層518隔離。掩埋N-型層510用作用于第一晶體管的集電極。第二晶體管由掩埋N-型層510、掩埋P-型層512和N-型襯底520構(gòu)成。P-型層512是不連續(xù)的，區(qū)域514用作內(nèi)部電阻器。在一些實(shí)施方案中，裝置500還包括P-型擴(kuò)散區(qū)域516，以形成與構(gòu)成ESD保護(hù)裝置的晶體管并聯(lián)的二極管。如果大于包括區(qū)域506、508和510的晶體管的擊穿電壓的足夠高的負(fù)偏置施加至發(fā)射極，則該晶體管開路且電流流過電阻器514流向地。各層的摻雜濃度和層512的幾何尺寸確定了內(nèi)部電阻器514的電阻。由區(qū)域510、512和襯底520形成的晶體管在包括區(qū)域512和襯底520的晶體管還未達(dá)到其擊穿電壓時(shí)不會開路。因此，在晶體管達(dá)到其擊穿電壓之前，由裝置500提供的用來保護(hù)ESD的反饋回路不導(dǎo)通，并且不發(fā)生任何閘流管動作。一旦晶體管擊穿并允許電流流動，則反饋回路啟動，并且包括區(qū)域506、508、510和512的閘流管切換至導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)脈沖結(jié)束電流降低時(shí)，電阻器514將晶體管的電壓降拉到低于晶體管的擊穿電壓，并且由包括區(qū)域510、512和襯底520的晶體管傳導(dǎo)的電流停止。圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一種實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置600的另一種垂直實(shí)施方案。裝置600類似于圖2中示出的裝置200，具有是P-型基極區(qū)域的掩埋層608。P-型擴(kuò)散區(qū)域622在連接至P-型層608的外延層618中形成N-型島。掩埋N-型層610與N-型區(qū)域606和掩埋P-型層608 —起實(shí)現(xiàn)了第一晶體管。第二 P-型掩埋層612具有至少一個(gè)內(nèi)部電阻器(例如，孔型)區(qū)域614。第二晶體管由N-型層610、P-型層612和N-型襯底620構(gòu)成。可選的二極管包括P-型擴(kuò)散區(qū)域616，并且配置為至少與第一晶體管并聯(lián)。圖7示出了 ESD保護(hù)裝置700的另一種垂直實(shí)施方案。ESD保護(hù)裝置700包括連 接至半導(dǎo)體本體的上表面的發(fā)射極702和連接至半導(dǎo)體本體的下表面的集電極704。半導(dǎo)體本體包括N-型襯底720。掩埋P-型層712在N-型襯底720的頂部擴(kuò)散。掩埋P-型層712是不連續(xù)的。在P-型層712的空隙處存在至少一個(gè)電阻器714。內(nèi)部電阻器714形成在層712中的斷點(diǎn)或空隙處。掩埋N-型層710在P-型層712的頂部擴(kuò)散。第二掩埋P-型層708在N-型層710的頂部擴(kuò)散。輕摻雜N-型層718生長在P-型層708的頂部上。N-型區(qū)域706擴(kuò)散到外延層中。溝槽722用來形成N-型島，所述N-型島將N-型區(qū)域706連接至P-型掩埋層708。區(qū)域706、層708和層710用作第一晶體管。層710、層712和襯底720用作第二晶體管。電阻器714連接層710和襯底720，電流流過電阻器，直到達(dá)到包括層710、層712和襯底720的晶體管的擊穿電壓為止。此時(shí)，電流也流過掩埋層712。可選的二極管由P-型區(qū)域716實(shí)現(xiàn)為與晶體管并聯(lián)。圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一種實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置800的另一種垂直實(shí)施方案。發(fā)射極802和集電極804位于半導(dǎo)體本體的相對側(cè)。半導(dǎo)體本體包括N-型襯底820。掩埋P-型層812在N-型襯底820的頂部擴(kuò)散。掩埋P-型層812包括位于電阻器814處的至少一個(gè)空隙或斷點(diǎn)。在掩埋P-型層812的頂部擴(kuò)散有N-型掩埋層810。N-型層810、掩埋P-型層812和N-型襯底820用作晶體管。在掩埋N-型層810的頂部擴(kuò)散有第二掩埋P-型層808。輕摻雜P-型外延層818生長在P-型掩埋層808的頂部上。N-型區(qū)域806擴(kuò)散到外延層中并連接至發(fā)射極802。包括P-型擴(kuò)散區(qū)域816的可選二極管通過溝槽822在外延層818中隔離。圖9示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一種實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置900的另一種橫向?qū)嵤┓桨?。集電極904位于與發(fā)射極902相同的表面，N-型擴(kuò)散區(qū)域922將集電極連接至掩埋N-型層910。在圖示的實(shí)施方式中，P-型掩埋層912在N-型襯底920的頂部擴(kuò)散。P-型掩埋層912是不連續(xù)的，該層中的孔或空隙形成將N-型襯底920連接至掩埋N-型層910的電阻器914。N-型區(qū)域906擴(kuò)散到輕摻雜N-型外延層918中。P-型區(qū)域908還擴(kuò)散到外延層918中，并用作開路基極?？蛇x的二極管包括P-型區(qū)域916。圖10示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一種實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置1000的另一種橫向?qū)嵤┓桨?。ESD保護(hù)裝置1000包括N-型襯底1020。P-型掩埋層1012在N-型襯底1020的頂部擴(kuò)散。P-型掩埋層是不連續(xù)的，至少一個(gè)孔或斷點(diǎn)形成內(nèi)部電阻器1014。N-型掩埋層構(gòu)造成兩部分，即N-型區(qū)域1010和N-型區(qū)域1024。這兩個(gè)區(qū)域之間的斷開確保在ESD保護(hù)裝置導(dǎo)通時(shí)電流流過層1012。N-型擴(kuò)散區(qū)域1022將集電極1004連接至區(qū)段1024。發(fā)射極1002連接至N-型區(qū)域1006。P-型區(qū)域1008圍繞區(qū)域1006并用作開路基極。區(qū)域1006、1008、1016和1022擴(kuò)散到輕摻雜N-型外延層1018中。P-型區(qū)域1016為可選二極管的一部分。
圖11示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的另一種實(shí)施方式的ESD保護(hù)裝置1100的另一種橫向?qū)嵤┓桨浮０l(fā)射極1102和集電極1104連接在半導(dǎo)體本體的同一側(cè)。半導(dǎo)體本體包括P-型襯底1120和在P-型襯底的頂部上擴(kuò)散的N-型掩埋層1110。層1110中的空隙1122處的電阻器用來設(shè)置電流閾值，ESD保護(hù)裝置在該電流閾值處導(dǎo)通，以經(jīng)由N-型掩埋層1110分流電流。輕摻雜N-型外延層1118生長在N-型掩埋層1110的頂部上。發(fā)射極1102連接至形成在開路-基極-P-型區(qū)域1108中的N-型擴(kuò)散區(qū)域1106。在一些實(shí)施方案中，N-型區(qū)域1114的區(qū)域1124為重?fù)诫sN-型區(qū)域。輕摻雜N-型外延區(qū)域1118用作用于具有區(qū)域1106和1108的第一晶體管的集電極。第二晶體管可選地包括區(qū)域1124、P-型區(qū)域1112 (其也用作開路基極)和N-型區(qū)域1114。可選的二極管包括P-型區(qū)域1116?；谏鲜鲇懻摵蛨D示，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，可以對本發(fā)明進(jìn)行多種修改和改變，而不用嚴(yán)格地遵從本文中圖示和描述的示例性實(shí)施方式。例如，如圖所示的多種垂直實(shí)施方案可以以水平配置實(shí)施，ESD裝置的發(fā)射極和集電極位于襯底的上表面上例(如，如圖4中一樣)。多種水平實(shí)施方案也可以垂直地實(shí)施，橫向發(fā)射極/集電極區(qū)域設(shè)置成具有掩埋集電極的垂直結(jié)構(gòu)(例如，如圖2中一樣)。此外，多個(gè)區(qū)域的極性可以改變，以用N-型區(qū)域替換P-型區(qū)域。這種修改未偏離本發(fā)明的包括在接下來的權(quán)利要求中提出的真實(shí)精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種ESD保護(hù)裝置，包括 具有交替導(dǎo)電類型的多個(gè)相鄰半導(dǎo)體區(qū)域，包括在其間形成第一 P-N結(jié)的第一區(qū)域和第二區(qū)域、與第二區(qū)域一起形成P-N結(jié)的第三區(qū)域、與第三區(qū)域一起形成P-N結(jié)的第四區(qū)域以及與第四區(qū)域一起形成P-N結(jié)的第五區(qū)域； 連接至第一區(qū)域的第一觸點(diǎn)； 連接至第五區(qū)域的第二觸點(diǎn)； 連接在第三區(qū)域和第五區(qū)域之間的電阻器； 電阻器與第一、第二、第三和第五區(qū)域形成第一電流路徑，所述第一電流路徑配置用于響應(yīng)于超過由第一、第二和第三區(qū)域形成的第一晶體管的擊穿閾值的電壓，使電流經(jīng)由第一區(qū)域和第五區(qū)域在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間流動；以及 第一、第二、第三、第四和第五區(qū)域形成第二電流路徑，所述第二電流路徑配置用于響應(yīng)于流過電阻器的電流超過由第三、第四和第五區(qū)域形成的第二晶體管上的電壓達(dá)到第二晶體管的擊穿電壓時(shí)的閾值，使電流經(jīng)由第一區(qū)域和第五區(qū)域在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中第二區(qū)域和第四區(qū)域未連接至外部觸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中第一、第二和第三區(qū)域形成具有擊穿電壓的晶體管，第一電流路徑在所述擊穿電壓處流過電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中第三、第四和第五區(qū)域形成具有擊穿電壓的晶體管，第二電流路徑在所述擊穿電壓處流過電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中 第一、第二和第三區(qū)域形成具有第一擊穿電壓的第一晶體管，第一晶體管在第一擊穿電壓處導(dǎo)通以使電流流過第一、第二和第三區(qū)域，以及 第三、第四和第五區(qū)域形成具有第二擊穿電壓的第二晶體管，第二晶體管在第二擊穿電壓處導(dǎo)通以使電流經(jīng)由第二電流路徑流動。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中第一電流路徑配置用于響應(yīng)于施加至第一外部觸點(diǎn)的電壓超過第一擊穿電壓而流過電流，第二區(qū)域和第三區(qū)域之間的P-N結(jié)在所述第一擊穿電壓處擊穿。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中第二電流路徑配置用于響應(yīng)于施加至第一外部觸點(diǎn)的電壓使電流流動，其中所述電壓導(dǎo)致大于電流閾值的電流通過電阻器、并且引起在第四區(qū)域和第五區(qū)域之間的P-N結(jié)上的電壓降引起所述P-N結(jié)的擊穿。
8.一種裝置，包括 雙極晶體管，具有發(fā)射極、集電極和基極，發(fā)射極連接至第一外部觸點(diǎn)； 閘流管，具有交替的P-型和N-型半導(dǎo)體材料的四個(gè)區(qū)域，包括 連接至雙極晶體管的基極的第一端部區(qū)域，第一端部區(qū)域和雙極晶體管的基極由相同類型的半導(dǎo)體材料形成， 第一中間區(qū)域，與第一端部區(qū)域一起形成P-N結(jié)并連接至雙極晶體管的集電極，第二區(qū)域和雙極晶體管的集電極由相同類型的半導(dǎo)體材料形成， 第二中間區(qū)域，與第一中間區(qū)域一起形成P-N結(jié)，第二中間區(qū)域由與第一端部區(qū)域相同類型的半導(dǎo)體材料形成，以及第二端部區(qū)域，與第二中間區(qū)域一起形成P-N結(jié)并連接至第二外部觸點(diǎn)，第二端部區(qū)域由與第一中間區(qū)域相同類型的材料形成；以及 電阻器，連接至雙極晶體管的集電極、閘流管的第一中間區(qū)域和閘流管的第二端部區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中 雙極晶體管的發(fā)射極連接至易受ESD事件影響的外部電路，并且 閘流管配置用于并設(shè)置用于響應(yīng)于大于外部電路的工作電流的電流而導(dǎo)通。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中電阻器的電阻值設(shè)置閘流管導(dǎo)通時(shí)的閾值電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中第一外部觸點(diǎn)位于其中形成所述裝置的半導(dǎo)體襯底的上表面上，并且第二外部觸點(diǎn)在半導(dǎo)體襯底的下表面處連接至集電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中第一外部觸點(diǎn)和第二外部觸點(diǎn)位于其中形成該裝置的半導(dǎo)體襯底的相同表面上并且配置用于橫向地通過電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括連接至第三外部觸點(diǎn)的P-型區(qū)域，第三外部觸點(diǎn)連接至第一外部觸點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中響應(yīng)于ESD脈沖，雙極晶體管在閘流管達(dá)到擊穿電壓并傳導(dǎo)電流之前達(dá)到擊穿電壓并傳導(dǎo)電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中雙極晶體管的基極未連接至外部觸點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中發(fā)射極和基極通過另一電阻器連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中 雙極晶體管具有擊穿電壓，雙極晶體管在該擊穿電壓處導(dǎo)通以使電流在第一外部觸點(diǎn)和電阻器之間流動，以及 閘流管具有觸發(fā)電壓，閘流管在該觸發(fā)電壓處導(dǎo)通以使電流在第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域之間流動。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中 雙極晶體管具有擊穿電壓，雙極晶體管在所述擊穿電壓處導(dǎo)通以使電流在第一外部觸點(diǎn)和電阻器之間流動， 閘流管具有觸發(fā)電壓，閘流管在所述觸發(fā)電壓處導(dǎo)通以使電流在第一端部區(qū)域和第二端部區(qū)域之間流動， 響應(yīng)于其中第一外部觸點(diǎn)處的電壓超過擊穿電壓的ESD事件的開始，雙極晶體管導(dǎo)通并使電流從第一觸點(diǎn)流向電阻器，并通過電阻器流向第二觸點(diǎn)，以及 響應(yīng)于經(jīng)由流過電阻器的電流在電阻器上引起的超過觸發(fā)閾值的電壓降，閘流管導(dǎo)通并使電流經(jīng)由閘流管從雙極晶體管傳輸至第二觸點(diǎn)。
19.一種采用靜電放電(ESD)電路的方法，所述靜電放電電路具有交替導(dǎo)電類型的多個(gè)相鄰半導(dǎo)體區(qū)域和電阻器，所述多個(gè)相鄰半導(dǎo)體區(qū)域包括在其間形成第一 P-N結(jié)的第一區(qū)域和第二區(qū)域、與第二區(qū)域形成P-N結(jié)的第三區(qū)域、與第三區(qū)域形成P-N結(jié)的第四區(qū)域以及與第四區(qū)域形成P-N結(jié)的第五區(qū)域，電阻器連接在第三區(qū)域和第五區(qū)域之間，第一區(qū)域連接至易受ESD脈沖影響的第一觸點(diǎn)，第五區(qū)域連接至第二觸點(diǎn)，所述方法用于在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間分流電流，所述方法包括 響應(yīng)于第一觸點(diǎn)處的引起在由第一、第二和第三區(qū)域形成的第一晶體管上的電壓降超過第一晶體管的閾值電壓的電壓，使電流在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間的第一路徑流動，所述第一電流路徑包括所述第一晶體管、所述電阻器和第五區(qū)域；以及 響應(yīng)于流過第一電流路徑中的電阻器的超過閾值的電流，使電流在第一觸點(diǎn)和第二觸點(diǎn)之間的第二電流路徑流動，所述第二電流路徑包括第一、第二、第三、第四和第五區(qū)域，所述電阻器上的以及相應(yīng)地由第三、第四和第五區(qū)域形成的第二晶體管上的電壓在所述閾值處達(dá)到第二晶體管的擊穿電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括在第二晶體管上的電壓達(dá)到第二晶體管的擊穿電壓之后，在閘流管上的與相對于第一晶體管的擊穿電壓減小的閘流管觸發(fā)電壓相對應(yīng)的電壓電平下，使電流經(jīng)由由第二、第三、第四和第五區(qū)域形成的閘流管繼續(xù)使電流流動。
全文摘要
為輸入節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間的放電電流提供了靜電放電(ESD)保護(hù)。根據(jù)多種實(shí)施方式，ESD保護(hù)裝置包括具有發(fā)射極和集電極的開路-基極晶體管，發(fā)射極連接至輸入節(jié)點(diǎn)，集電極連接用于響應(yīng)于輸入節(jié)點(diǎn)處的超過引起晶體管擊穿的閾值的電壓而經(jīng)由電阻器將電流傳輸至輸出節(jié)點(diǎn)。電阻器連接在第二開路-基極晶體管的發(fā)射極和集電極區(qū)域之間，第二開路-基極晶體管配置用于響應(yīng)于通過電阻器的超過在第二晶體管上施加閾值擊穿電壓的閾值的電流而導(dǎo)通，用于傳輸電流。在一些實(shí)施方案中，第二晶體管的發(fā)射極和/或基極連接至第一晶體管的基極和集電極，或分別為與第一晶體管的基極和集電極相同的區(qū)域。
文檔編號H01L27/02GK102623449SQ20121001646
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者斯特芬·霍蘭, 潘之昊 申請人:Nxp股份有限公司