TW200816445A - ESD protection apparatus and circuit thereof - Google Patents

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200816445 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於靜電放電(ESD)保護裝置，以及更特 別地，係關於一靜電放電電路以及電路佈局用於保護由高壓半 導體製程所製造的其他電路元件。 【先前技術】 [0002] 靜電放電保護電路在每一半導體晶片中是一常用 的元件。該靜電放電保護電路保護一半導體晶片免於由暫態電 ，或電流所引起的損害。特定材料的累積電荷所造成的暫態電 壓或電流可以藉由摩擦而輕易的釋放電荷。因此，靜電放電保 護電路被發明而且被放置在晶片中靠近輸入/輸出接腳的位 置。當過量的暫態電壓或電流產生，靜電放電保護電路可以即 時的反應，將過量的暫態電壓或電流引導至賴源以避免該電 壓或電流流入核心電路。 [_3]依據累積電荷的來源’靜電放電模式主要有三個種 類’其為機器模式(Machine Mode)，人體模式(Human B〇dy “咖/以及電荷元件模式仰啊細⑹施岭機器模式被 用來模擬製造環境以及有許多的規格來定義機器模式。人體模 式是用來模擬人們以他們的手接觸半導體晶片的接腳時，經由 人體所產生的靜電荷。這些電荷將會流經接腳以及導致半導體 晶片的損壞。電荷元件模式對A面積的晶片而言是最不理相的 模式。電荷元賴式的賴是在製造擁巾_在晶片^内 部，以及會釋放至外在的環境獨該環境是否有靜電荷。因 =’因為電荷無所不在’有效的靜電放電保護變的更加的重 5 200816445 [0004] 最解的靜毅冑髓電純含❺個逆向偏壓的 二極體，-個接在電壓源和—輸入麟，另—個接在地電位和 該輸入接點。兩個逆向偏壓二極體#晶片是操作在正常的情況 下是關閉的。-般電麵不會供應超過5G伏特的賴。當在 輸入接點的電壓超麟逆向驢二極體的崩潰賴，該逆 壓二極體進人歸模式。在崩賴式下的二極齡録的排除 電流。相較於其他電路元件，二極體能承受較大的靜電放電屋 力，例如’金氧半導體元件(Metal〇xidati〇nSemic〇ndu ® 1 ^ ^^t^(Bip〇lar Junction Transistor) 〇 [0005] Υιι所發明的美國專利號碼6,297,536，標題「用於 靜電放電保護與魏物製程相容之二極體結構」，揭露一具有 -擴散區，之二極體結構’其整個邊緣是被N型井所包圍， 以增加在尚電流應力情況下二極體之彈力電阻值。此專利的揭 露說明書係可作為本發明之參考資料。該二極體結構有一石夕化 物層覆蓋該擴散區域使得—放電電流可似㈣地流經該石夕化 物層和該擴散層，因為該魏物層提供較佳的導電特性。 電放電保護電路顧-二極體結構#成—放電玉具，具有簡單 和小面積的優，點’但是無法在很短的時間内反應大的暫態電壓 或電流。大的暫態電壓或電流需要大的接面面積來釋放，因為 大的面積產生大的寄生電各，所以會延遲反應時間。假如該寄 ^電=太大，該靜電放電二極體的保護機制可能無法反應那些 放電事件。因此’許多靜電放電保護電路採肚動電路元件， 例如，寄生雙錄接面電晶m動核地釋放暫態 電壓或 電流。 [_6] yashehenko等人所發明之美_專繼碼6,492,859 投予，標題可調整靜電放電保護箝制」，揭露一用於一類比 6 200816445 3性^。在此附上本專利的揭 麥考。在该先刖技術中，該靜電放電保護 仏 的NPN雙極性接面電晶體，當成是接 ，於該雙極性接面電晶體祕極和集極之二 壓的琶阻。該反向連接的画雙極性接 = 服雙極性接面電晶體進入導通狀態，使得該：^性^ 面電晶體的基極電流是該反向連接的NpN雙極^ = ===倍數。該電阻連接至該反向連接電晶體;: 連接Ϊ日‘2 = ^。通f ’該電阻被用來減少該反向 貝麵。軸，在此專利說明中揭露了採用一 圖、电且’但其亚未提及任何伴隨此電路的緊密電路佈局 用的^’顯示—蝴_蝴供高電壓應 靜兩放罐：保護電路的電路佈局圖案。在ρ型基底上，該 域Γ，-二、Γ路的—電路佈局圖案11具有—Ν型濃摻雜區 丄肺代31淡接雜區域3 ’ —ρ型濃摻雜區域6，一ρ型淡 ^亥Ν型淡捧雜區域3與該ρ型基底形成一 ρν接 雜區域5 2型基底連接至Ρ型濃摻雜區域4。該Ρ型淡摻 以:該域8,該ρ型濃摻雜區域6, 雜域的稱_井區域1形成—ΡΝ接面 I#亓=其=型井區域1是—摻雜區域扮演-ρ型半導 極體^電保護電路通常有二PN接面二 带神、查姑π —桎體疋由二可生雙極性接面電晶體經由適當的 二?成。通常，-簡單的電性組態可以是-金屬線連 濃摻雜型濃換雜區域2，以及該ρ型 Ν型濃摻雜區域81接^^雜區域4連接至接地，以及該 200816445 形成I傳^^H中’綠電放電保護電路的電路佈局圖案 入=輪入端點之間’以及另-個形成於接地和輸 【發明内容】 電路日W目的為提供—種靜電放電保護電路的 =二t Γ體晶片免於靜電放電，特別是那些 路一靜電放電保護電 雜區域連接至該第二區= 域被—第—^井區域所包圍；以及該n型 域被該第-P型摻雜區1;J=。可以有許多的N型摻雜區 是淡摻雜。-N型雜雜^ 如—N型摻雜區域可以 域中以改善電極的電翻可以被置於該第一 μ摻雜區 伴’用於保護輸入/輸出端點的一靜電放電 ϋ電路的一具有電路佈局圖案的-裝置，可以更進一步j 剂=一 ρ型格雜區域，—第三Ν型摻雜區域連接至該第二Ρ ^^’·二第三^摻雜區域包圍該第三㈣摻雜區^· - 3L井區域包圍該第三Ν型摻雜 型t雜區域電性連接至該第-Ν型摻雜區域。可以有二❹ =雜區域被該第三N型摻雜區域所包圍。 摻雜一 P型濃摻雜區域可以被置於該第2 雜區域中以改善電接觸特性。 _1]依據該發明，用於保護輸入/輸出端點的一靜電放電 8 200816445 保護電路的-具有電路佈局圖宰的 一第四p型掺祕域包_ ^如更進一步包3 雜區域被-第^型井區二型井區域;-第四娜 域包圍該第三P型摻雜區圍；以及該第四N型摻雜區 雜區域電性連接至$第二型摻雜區域。該第二p型摻 出端點的該靜電放ΐ電:中雜區二如用以保護輸入/輸 雜區域。 钕而不疋連至該第一 Ν型摻 以被鶴有—電路柄_的裝置，可 於，用於保護輸入/輸出端,點的一力，。， 如用以保護輸入 而不是連至該第一 N型 型摻雜區域電性連接至r二：一 N型摻雜區域。該第二p /輪出端點的該靜電放電H—^摻雜區域，如用以補給入 摻雜區域。 ’ =4]本發明的另一目的為提供:!：：r ::=:ϊ姉接_體，該基極i接= 面電晶體的集極，該集極連接至該 晶 ，該基極和射極連接至該電源；一第 電 雙極性接 電源；一第三雙極性接面電 接至，雙極性;:電=電;電二:= ⑴电性連接至该弟三雙極性接面 9 200816445 電晶體的該集極和今 接面電晶雜綠賴娜二雙極性 放雨伴背：極和該第四雙極性接面電晶_集極。該靜電 步包含更多的寄生雙極性接面電晶 ，、於靜電放電壓力電流的更多電流路徑。 路，發日1的又—目的為提供—種靜電放電保護電 隼極連接至兮笛弟一鳊，、，、占，一罘二雙極性接面電晶體，該 性方牛、纽端點，該射極連接至該第一端點;-第-電 弟雙極性接面電晶體的該基極和該集極；以及 隹托找接該第二雙錄接面f日日日體的該基極和該 :二=2可以包含一導電連接線’例如，-金屬連接 、、、:夕日日夕連接線。此外，該電性方法可以包含一雙極性接 面％晶體，以形成一迴授回路。 【實施方式】 [0032] 第2 ®描額於高電壓應用_在—基底上

的-靜電放電保護電路的電路佈局圖案23。依據本發明的一 實施例，-電路佈局酿24包含—N型淡摻雜區域3，一 p 型濃摻雜區域4,以及-N型井區域9,其包圍_N 區域2卜在-實施例中，冑N型淡摻雜區域3被該p型^換 雜區域4,以及該N型濃摻雜區域21賴成的兩個 圍: 該N型淡摻雜區域3可包圍―N型濃摻雜區域2， 連接一電極而具有較佳的電氣特性。 A” [0033] 該P型濃摻雜區域4可以被一淡換雜區域整個 分取代。該P型濃摻祕域4連接至該基底，其巾該電路元件 10 200816445 ‘‘以®，，_讀展在該基底之上。在此實施例中，該基 底。相似地，該Ν___21可以被 該N型井區域^固ίί分取代。該N型濃換雜區域21連接至 濃摻雜區域技躺人均知道，騎電極而言 技術的人士可交佳的接面特性’因此，熟習此項 含誃命龍制§午多的變化以改變濃摻雜區域的特性，包 靜電:電保。該電路佈局圖案24形成-中描述 其含兩個電晶體，將會在稍後的第6圖 電放據本發明的另—實施例，用於高電壓應用的一靜 =保4電路的-電路佈局随25，其包含—p型淡接雜 二二、P型濃摻雜輯22，以及—井區域1，其包圍 濃摻雜區域8，其中該p型濃摻雜區域Μ包含該 ^_域5，以及該N型井區域i。該p型淡換雜區域$可 ^氣特1型濃摻雜區域6，其制以連接—電極而具有較佳的

八[0035]㈣型濃摻雜區域8可以被—淡摻雜區域整個或部 刀取代。忒N型濃摻雜區域8連接至該n型井區域丨，其中p i電路元件或電路佈局圖案是發展在該N型井區域丨之上。 相似地，該P型濃摻域22可讀—淡摻雜區域整個或部 =代i該P型濃摻雜區域22連接至該基底。該電路饰局圖 >、25开>成一靜電放電保護電路，其包含兩個電晶體，將合 稍後的第6圖中描述。 曰 [0036]第3圖描述用於高電壓應用的，一靜電放電保護電 路的電路佈局圖案39，其具有多於一 N型擴散二極體(nd^^ 以及/或P型擴散二極體(PDD)。在此圖中，使用與第2圖中相 11 200816445 實施例’ 一靜電放電保護電路的一電路佈局 ^ 31G可以包含許多的N型淡摻纏域37，38，一 型井區域9,其包圍-N型濃摻雜區;或 許多的N心舰「極具有私的電氣特性。通常，使用 域37 ’ ％是很實用的，可以使得許多的 方式形成。例如，該平行電路組態可以減少 電放另—實酬，用於高賴翻的一靜 摻雜區域二 卜盆包圍-N济、曲舰 以及一 _井區域 可自卜P刑、摻雜域8。該P型淡摻雜區域33，34， . 辰彳乡雜區域31，32，其係用以連接一電極而且 33 Ϊ的:在實際電路佈局中，該P型淡摻雜區域 減少。纽錢性的連接。例如，絲生電阻可因此被 [0038]第4 ®是—，依據第2圖巾 2的-靜電放電保護電路的剖面圖。在此“，=二二 °由該剖面圖’該電路伸局圖案和電路元件被 ^度Td辰或淡摻雜區域為深。一 N =含該P型淡摻_域5，以朋此在其_成—^ 另-PN接面介面是形成於該基底7和該 的t=擴散;域間的隔離層48可以是由熟 、 斤^ 〇的溝渠氧化物或其他場隔離氧化物等所製成。 12 200816445 [0039]依據第2圖中的每咏 /輸出端點的-靜電放雷彳、=圖描述用於保護輸入 嗲H®@文電保禮電路的線路連接關係。在此描述 使用與第2圖中相同^ 路的剖面圖。在此圖中， °在此’描述置於一輪人/輪出端 靜電點的—靜電放電保護電路。為了將該 :於端點之下以節省電路佈局面積，至少要 t層i顧（包含用以當端闕— 使 屬層已足以形成該靜電放電伴翁m如〜」吏用兩五 路不心- 桃假如雜電放電保護電 入輸輪出端點之下。在—實施财，用於輸 ==靜電放電保護電路的一電路組態，其包含至： 域5 Γ N錢摻雜輯3，以及—P型淡摻雜區 、、曲换你妾也53 ’以及一電源52，其中該接地53連接至P型 5二11域广22，以及該_ 52連接至N型濃摻雜區域8， ?，。田、外，該N型淡摻雜區域3可以包含一 N型濃摻雜區域 、’用以減少電阻以及改善電特性。基於相同的理由，該p =雜區域5可以包含-P型濃摻雜區域6。為了實施該電路 、、且恕，如半導體晶片所示在端點之下，需要三層金屬層％， 55 ’ 56。在另一實施例中，一些連接可以使用金屬線，以及一 些可以使用多晶石夕、線，或是純質材料，例如，PS濃摻雜擴散 線，或是N型濃摻雜擴散線。 /、

[0040]依據第5圖中的電路組態，第6圖描述一靜電放電 保護電路。依據一實施例，一用於保護輸入/輸出端點的靜電 放電保護電路612，其包含一電源VDDA 66，一接地VSSA 67，一端點65，以及四雙極性接面電晶體(BJT)61，62，63， 64。該寄生雙極性接面電晶體描述如下：（丨)該雙極性接面電 晶體61是一 pNP雙極性接面電晶體，其具有一 井區域9 备成是一基極，一 p型基底7當成是一射極，以及一 p型濃摻 200816445 命隹區域4㊂成疋一集極；（2)該雙極性接面電晶體是一 雙極性接面電晶體’其具有該p型赫_域4當成是一基 極，-N型濃摻雜區域2當成是一射極，以及該n型井區域 9當成是-集極；⑶該雙極性接面電晶體63是一體雙極性 接面電晶體’其具有-N型濃摻雜區域8當成是—基極，一 p

型濃摻雜區域6當成是-集極，以及該p型基底7當成是一射 極；以及(4)該雙極性接面電晶體64是一 NpN 晶體，其具有該P型基底7當成是—_，— N型^^ 集極’以及該N型濃摻雜區域8 #成是—射極。該 靜^放，保護電路612更包含一電阻68代表在該 中的寄生雜，—姐69絲在該P錄底7中的Ϊ生電 ^一電阻⑽代表在該N型井區域i中的寄生電阻，以】 護ΐ:p型基底7中的寄生電阻。該靜_電保 ΐίϋ 會在稍後的第1卜12，13，和14 端點rit本發明的一實施例，第7圖描述用於保護電源 保護電路的該接線連接關係73。在此二 保護電路。為了將該靜電: 金屬層_ :當 要置於該電源端點之路不需 ，電保護電路的—電路組態73貝二包含一電源靜電 炎摻，域3 ’以及—N型濃摻雜區域8、，—^至 以N型濃摻雜區域8 ’以及一 n型濃接雜區域2卜、— 14 200816445 接地接點71連接至-p型淡摻雜區域5 區域仏以及一接地53連接至該p型濃捧雜區域22^及ί Ρ型濃推祕域4。此外，制型淡摻雜區域3可以包含一 Ν f濃摻雜區域2，其係用以減少電阻以及改善電氣特性。基於 目同的型淡摻雜區域5可以包含_ p型濃換雜區域 。為了實施該電路組態，f要三層金屬層54,55,56。在另 -實施例中’-些連接可以使用金屬線，以及一些可以使用多 1純質材料，例如，P型濃摻雜擴散線，或是N型 ==姚。該靜較電倾電路_作和魏將會在稍後 的弟9和10圖中描述。 舰[r42itt本發明的—實施例’第8圖描述用於保護接地 呆護電路的該接線連接關係83。在此描述 ΓΐΓίίί 電放電保護電路的剖面圖84。在此圖 S ^_魏。纽，峨於一接地端 於端點之“::電路。為了將該靜電放電保護電路置 饰局面積，至少要有三層金屬層（包含 田而”、、、孟屬層）。然而，使用兩金屬声已〇以带成兮 地f狀靜_保護電

型濃摻雜H蛣卩，u ί 4雜域 電源52連接至該N 連接至- N型淡摻雜區域3，以及該n二*:= 及一接地53連接至該！>型濃喪 區域22。此外，該N型以辰4，以及-P型濃摻雜 區域靖、用以減少電=急3電=含:職參雜 由，該P型淡摻雜區域5可勺 基於相同的理 义5可以包含—P型濃摻雜區域6。為了 15 200816445 實施該電路組態，需要三層金屬層54, 55, 56。在另-實施 ，中二些連接可以制金麟，以及—些相使用多晶石夕 ，，是純質材料’例如’ p型濃摻雜擴散線，或是N型濃換 雜擴政線。4靜電放電保護電路的操作和功能將會在稍後 9和10圖中描述。 lv—龈尽發明的一實施例，第9圖描述一用於保 ^和接地端點的靜電放電保護_91卜請參照第5和第7廣 ^分別描述用於該輸人/輸出端點和該f源端點的靜電 遵電路的電性連接_。這兩侧式的 h 中沒有輸人/如端點，⑽林連魅第5目 =淡摻雜區域3 ’現在連接至該N型濃摻雜區域8: 其連接至電源52。此外，原本連接至該輸人/輸出端 型淡摻雜區域5，在連接至該P型濃摻雜區域22，1連接至 :53件因可以齡第6圖巾靜電放電保護電路許多的 %路凡件。弟6圖中的雙極性接面電晶體62 體61變成第9圖= 9圖中的電阻99。 欠成弟 [〇〇44]請參照第5和第8圖其分職述用於 Λ 點和該接地端關㈣放她護電路 、m =出化 圖式的主懸別在於，第8 SI巾沒妹人_、。這兩偏 本連接至第5圖中輸人/輸㈣點的該;^ 連接至該P型濃摻雜區域4,其連接£或5,現名 16 200816445 連接至該N型濃摻雜區域21，其連接至電源52。相似地，兩 個雙極性接面電晶體連接在一起，以及用於保護該接地端點的 該靜電放電保護電路包含一雙極性接面電晶體92，一雙極性 接面電晶體91，以及兩電阻97，98。 [0045]參照第9圖，如果有一正電暫態發生在電源端點 95 ’該雙極性接面電晶體94，其為一 PNP雙極性接面電晶體， 將會立即導通，其集極將會連接至接地。因此，在電源端點 95上過量的電流，將會通過雙極性接面電晶體％的崩潰接面 而流至接地。同樣地，如果有一負電暫態發生在接地端點％， 該雙極性接面電晶體92，其為一 NPN雙極性接面電晶體，將 會立即導通。因此，在接地端點96上過量的電流，將會通過 雙極性接面電晶體91的崩潰接面以及提供一電流路徑至該電 源。相同的保護機制可以應用在其他靜電放電耐壓情況W。例 如，該靜電放電保護可以保護在該電源端點95上的一負電暫 態，以及在該接地端點96上的一正電暫態。 、 [⑻奶』依艨本發明的貝他1布川圃很述用於保謾電

V 源和接地端點的另一靜電放電保護電路1〇〇5。在該實施例中， -靜電放電健電路其包含—雙極性接面電晶體麵以及一 $性接面電晶體腦，其中每—個雙極性接面電晶體的基 到其集極。在一電源端點1001上的一正電暫態可以流 =雙極性接面電晶體聰嶋#接面，以及在—接地端點 上的-負電暫態可以流經該雙極性接面電晶體·的崩 =面^目關碰機制可喊用在其他靜電放電耐壓情況。 该靜電放電保護可以保護在該電源端點_上的-負 ί二::及在該接地端點1002上的-正電暫態。該靜電放 甩…又电路1005只“述不同於第9圖中電路9ιι的一種變 17 200816445 ΓίΖ的。例如，有—f崎接在修性接面電 的時間可以導通。然而，可以採用使传其基極有較多 摻雜物的麵。 η邮雜浪度而不用改變 輸出Γ述，當—正靜電放電壓力施加在一輸入/ ，出㈣和-接地端點之間’第6圖中 路的操作。在此圖中，#用盥I -Γ同4、山J％保遷迅 咖二^ Λ 刖圖式中相同的標號。在接地 ,ΐ式下，具有—正靜電放力_，-靜電放電測 _，其包含-制靜電放電保護電路，如第 :二及的電路612，一接地端點11〇1，以及一電阻ιι〇2，並 =正壓力聰連接至該端點65，以及該接地端點 兮τ越圖式1105描述’依序在時間u，t2，t3，以及抖時， 该正靜電放電壓力1103。 [、48]在日守間ti ’ 一正靜電放電應力11〇3發生在端點65 以及通過该雙極性接面電晶體63白勺pN接面以及該電阻 心。、同時，一部分的靜電放電電流經由雙極性接面電晶體63 處爪至接地端點1101 ’以及在時間1:1之後該正靜電放電 二山、私壓下降一點點。在時間β，由於一部分的電流自該接 ，點1101經由該雙極性接面電晶體61流至該電阻68，使 得該正靜電放電應力聰的電壓上升。在時間t3，大部分的 電子流經該雙極性接面電晶體62，以及回到該端點65。 曰寸間tH4之間，該過量的靜電放電電荷持續經由該雙極性 接面電晶體63釋放至該接地端點11〇1。 [〇〇49]第12圖描述，當一負靜電放電應力乜的施加在一 輸入/輸tH端點和—接地端點之間，帛6财所示的靜電放電 保護電路的操作。在此圖中，使用與先前圖式中相同的標號。 18 200816445 在接地1VSS)模式之下，具有一負靜電放電應力1203，一靜電 放包測4組恶12G4，其包含—待測靜電放電保護電路，如第6 圖中所提^的電路612，一接地端點12〇1，以及一電阻12〇2， 其中4負#電放電應力12〇3連接至該端點65，以及該接地端 ，uoi。^圖式12〇5描述，依序在時間ti，t2，t3，以及料 日:’遠負靜電放電壓力1203。來自該端點65的負靜電放電應 1203^的纟要靜電放|電流路徑，是經由該雙極性接面電晶 _ 62的该NP接面至該接地端點Do〗。在時間口，和時間， Ϊίί性接面電晶體61，62，63，64可以提供其它的靜電放 =⑽釋放路徑。在時間_之間，該過量的靜電放電電荷 持、、、禮由該雙極性接面電晶體62釋放至該接地端點·。 [〇〇5〇]第13圖描述，當一正靜電放電應力13〇3施加在一 出端點和-魏端點之間，第6圖中所示的靜電放電 D)杈式之下，具有一正靜電放電應力1303，一靜電 組態測，其包含—如第6圖中所提及的靜電放電 =兒路612，-電源端點测，以及—電阻13()2，置中兮 =較電應力测連接至該端點65，以及該電源^ 士上如圖式1305描迹，依序在時間tl，t2，t3，以及t4 日:’该正靜電放電應力1303。來自該端點65的正 =〇3社要靜電放電電流路徑，是經由該雙極性接面電曰^ 二3的該PN接面至該電源端點聰。在時間$ 性接面電晶體61 ’ 62，63，64可以提供其它的靜電放 釋放路徑。在時間tl_t4之間，該過量的靜電 持續經由該雙極性接面電晶體63釋放至該電源端點ΐ3〇ι。可 19 200816445 [0051]第14圖描述，當一負靜電放電應力14〇3施加在_ 輸入/輸出端點和一電源端點之間，第6圖中所示的靜電放電 保護電路的操作。在關中，使用與絲圖式中相同的標號。 在電源(VDD)模式之下’具有一負靜電放電應力刚，一靜電 放，測試組態刚，其包含-如第6圖中所提及的靜電放電 保屢电路612，-電源端點1401，以及—電阻14〇2，其中兮 負靜電放電應力H03連接至該端點65，以及該電源端： 1401。一如圖式14〇5描述，依序在時間u，乜，t3，以及钭 時，該負靜電放電應力1403。來自該端點65的負靜電放電應 力1403的主要靜電放電電流路徑，是經由該 ： 體62的通道至該電源端點剛。在時間〇，和時間 極性接面電晶體6卜62 ’ 63 ’ 64可以提供其它的靜電放電^ 流釋放路徑。在_ tl_t4之間，該過量的靜電放電電荷持續 經由該雙極性接面電晶體62釋放至該電源端點14〇1。 、 =52]請參照㈣_14圖。用以保護輸入輸出端點的 琶放電保護電路’係利用雙極性接面電晶體或其接面以引 電放電應力電流’再最開始鱗候被釋放至電源。該放= 保護電路提供許錄電放電電流雜，其包含寄錢極 ^ 電晶體以及二極體’使得該靜電放電應力電流可以尋找其他商 當的電流路徑以通過，以及釋放該主要保言蒦的雙樹生接^ ^ 體或二極體的應力。因此，該靜電放電保護電路 = 案並不需錄大的可赠導大量的靜較電應力電流二 [0053]第15圖描述，依據本發明的—實施例， 電保護電路以及電路佈局_。在此財，使輯先前^ 相同的標號。在此，用於保護輸入/輸出端點的— 案1508，其包含第4圖中所提及的一電路佈局圖案 20 200816445 N型井區域1506所包圍，以及連接至該p型濃摻雜區域22的 一 N型濃摻雜區域1507;以及一 P型濃摻雜區域1505連接至 該N型濃摻雜區域21。 [0054] 依據另一個實施例，一電路組態15〇9對應至第15 圖中所描述的該電路佈局圖案1508。該電路組態1509是相似 於第6圖中所提及的電路，但是更進一步包含雙極性接面電晶 體1502，1501，以及電阻1503，1504，為了增加更多的靜電 放電壓力電流的電流釋放路徑。電路15〇9的操作和功能，可 以被熟習此項技術的人士所暸解，當讀取前述的說明和揭露。 [0055] 可以了解的是，這些實施例並不是用來限制本發 明二而僅僅只是本發明的範例說明。實際上，不同的修改，對^ 热習，項技術的人士而言是明顯的，而不會偏離隨後請求項所主 張2範圍。例如，可以增加多於6個寄生雙極性接面電晶體 似第15圖的设计，以增加電流路徑。此外，可以在^型或p 區域採用不同的摻雜濃度。 1 【圖式簡單說明】 得赴π0161當伴隨所_圖形一起解讀，本發明的許多目摔和 棱4，將會在隨後的描述中更容易的被瞭解，立中· 電放電，臟鐵用的靜 庫用的3圖描述’依據本發明的—實施例，用於高電;^ 丑I 2電護電路的電路佈局圖案，其具有多於 放-極體(NDD) ’以及/或P型擴散4 炙擴 21 200816445 [0020] 第4圖為依據第2圖中的實施例，用於高電壓應用 的靜電放電保護電路的一剖面圖。 [0021] 第5圖描述依據第2圖中的實施例，用於保護輸入/ 輪出端點的靜電放電保護電路的線路連接關係。 [0022] 第6圖描述依據第5圖中的線路連接關係的一靜電 放電保護電路。 [0023]第7圖描述，依據本發明的一實施例，用於保護電 源端點的靜電=電保護電路的線路連接關係。

Ur山π024]第8圖^田述’依據本發明的一實施例，用於保護接 也端點的靜電，電保護電路的線路連接關係。 [〇〇25]第9圖描述，依據本發明的一實施例，用於保護電 源和接地端點的靜電放電保護電路。 [0026]第 1〇 源和接地端點的另 電 圖描述，依據本發明的一實施例，用於保護 一靜電放電保護電路。 /輪出端[ΓΓίΙ12/描述，當—負的靜電放電壓力施加在一輸入 操作情^土端點之間，第6圖中該靜電放電保護電路的 /輪出：二第電 操作情形。 ，、占之間，弟6圖中該靜電放電保護電路的 /輪出端弟電1二當二負的靜電放電壓力施加在一輸人 操作情形。 〜之間，第6圖中該靜電放電保護電路的 22 200816445 [0031]第15圖描述依據本發明的一最佳實施例的一靜電放電 保護電路以及一延伸電路佈局圖案。 【主要元件符號說明】 1、 9、1506 : N型井區域 2、 8、21、35、36、1507 : N 型濃摻雜區域 3、 37、38 : N型淡摻雜區域 4、 6、22、3卜32、1505 : P型濃摻雜區域 5、 33、34 : P型淡摻雜區域 7 ·基底 11、23、24、25、39、4卜 310、、1508 :電路佈局圖 案 42、58、74、84 :剖面圖 48 ··隔離層 51 :端點

52、 66 :電源 VDDA

53、 67 :接地 VSSA 54、 55、56 :金屬層 61、62、63、64 :雙極性接面電晶體 65 ··端點 68、69、97、98、99、610、611、910、1102、1202、1302、 1402、1503、1504 :電阻 71、 82 :接地接點 72、 81 :電源接點 57、73、83 :接線連接關係 91、92、93、94、1003、1004、1501、1502 ··雙極性接面 電晶體 23 200816445 95、 1001、1301、1401 ··電源端點 96、 1002、1101、1201 :接地端點 612、911、1005 ··靜電放電保護電路 1103、 1303 :正靜電放電應力 1104、 1204、1304、1404 ··靜電放電測試組態 1105、 1305 :正靜電放電應力波形 1203、1403 :負靜電放電應力 1205、1405 :負靜電放電應力波形 1509 :電路組態 24

Claims (1)

1. 200816445 十、申請專利範圍： 1· 一種靜電保護裝置，其包含·· 一第一 N型摻雜區域； 域包：連接至該第- 型摻雜區域； ㈣相—N獅祕域和該第_p 被該第，型井區域所包圍； -ρ ’電性連接至該第二P型摻雜區域； ==雜區域，包圍該第三N型摻雜區域； 一 域，包圍該第三N型摻雜區域；以及 導1接手段，被組態以釋放靜電電荷，其中該 w連接線功⑯手段包含至少—連接導線。 2.如申請專利範圍第丄項所述之裝置，更包含： 複數個N型备雜區域，被該第一p型換雜區域所包圍。 3區域專概職1項崎之裝置，其愧第—N型雜 4區二申==3項所述之裝置，其中該第- N型摻雜 (he域疋被一 N型濃摻雜區域所包圍。 5·如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包含. 複數個P型摻雜區域，被該第三N型摻雜區域所包圍。 25 200816445 6.如申請專利範圍弟1項所述之裝置，更包含· 一電源功能手段，其電連接至該第三N型摻雜區域和該第 二N型摻雜區域；以及 -接地功能手段’其電連接至該第三!>型摻祕域和該第 一 P型摻雜區域。 7·如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該導電連接線功 能手段更包含複數個金屬層以實施該電性連接。 / 8·如申请專利範圍第1項所述之聚置，更包含： 一第四P型摻雜區域，包圍該第一N型井區域； -=三N型井區域’包圍該第三？型摻雜區域；以及 々一第raN型摻雜區域，被該第三_井區域所包圍，其中 該第四N型摻雜區域，係包醜第型掺雜區域。 ^如申請專利範圍第！項所述之裝置，其中該導電連接線功 月匕手段^包含-導電連接線連接至該第—N型摻雜區域和該第 雜及—導電連躲雜魏帛二1>型換雜區 域和该苐二p型摻雜區域。 r手之裝置，其中該導電連接線功 域，以及一導電連接線連接至該第二p型摻雜ί 域和該第一 Ρ型摻雜區域。 主I維ba 11. 一種靜電放電保護電路，其包含： 弟雙極性接面電晶體，其基極和射極連接至一電源 26 200816445 第-又極14接面心日體’其基極連接至該第—雙極性接 面電晶體的集極’其集極連接至該電源； -，三雙極性接面電晶體’其基極和射極連接至該電源； 第四又極{·生接面A日日體，其基極連接至該第三雙極性接 面電晶體的集極’其集極連接至該電源· ^阻，電性連接雜第_雙極性接面電晶體的 和射極； 帛—電阻’ 性連接至該第三雙極性接面電晶體的集極 和射極；以及 12·如申清專利範圍第u項所述之靜電放電保護電路， 更包含: 帛二電阻，電性連接至該第-雙極性接面電晶體的基 極；以及 -第四電阻，電性連接至該第三雙極性接面電晶體的基極。 13.如申明專利範圍帛12項所述之靜電放電保護電路，更包含: -，五雙極性接面電晶體’電性連接至該電源；以及 U極性接面電晶體’電性連接至該電源。 ^如中請專利範圍第12項所述之靜電放電保護電路，其中每 该電連接線包含至少一導線。 27 200816445 16· 一f靜電放電保護電路，其包含： 一第一雙極性接面電晶體， ί點 射極連接至一第二砂抓· ，、木位運接至一弟一端點，其 該雙基極和 第二端點，其 面電晶體的基極和 電保護電路，其中每 述之靜電放 18·如申請專利範圍第16項所 一電連接線包含至少—雙極性接面^保護電路，其中每 其中至 晶體。 巾請專利範圍第16項所述之靜電放電保 ^又極性接面電晶體是-寄生雙極性接面電、又 28