用于靜電釋放保護(hù)的設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種設(shè)備包括靜電釋放(ESD)保護(hù)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)裝置在防止其發(fā)生瞬間電事件的內(nèi)部電路的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間。保護(hù)裝置包括雙極型器件或硅控整流器(SCR)。雙極型器件或SCR可具有修改的結(jié)構(gòu)或附加電路以具有選擇的保持電壓和/或觸發(fā)電壓來(lái)提高對(duì)內(nèi)部電路的保護(hù)。附加電路可包括一個(gè)或多個(gè)電阻器、一個(gè)或多個(gè)二極管、和/或計(jì)時(shí)器電路，以將雙極型器件或SCR的觸發(fā)和/或保持電壓調(diào)節(jié)成期望電平。保護(hù)裝置可提供針對(duì)例如從大約100V至330V的瞬間電壓的保護(hù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于靜電釋放保護(hù)的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及電子裝置，更具體地說(shuō)在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中涉及靜電釋放保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電子系統(tǒng)可能暴露至瞬間電事件，或者暴露至具有相對(duì)短持續(xù)時(shí)間、相對(duì)較快的變化電壓和高功率的電信號(hào)。例如，瞬間電事件可包括電荷從物體或人向電子系統(tǒng)的突然釋放而引起的靜電釋放(ESD/E0S )事件。
[0003]瞬間電事件可能由于相對(duì)于較小面積的集成電路(IC)的過(guò)壓情況和高程度的功耗而損壞電子系統(tǒng)內(nèi)的1C。高功耗可增大電路溫度，并導(dǎo)致大量問(wèn)題，例如柵氧擊穿、結(jié)損壞、金屬損壞和表面電荷累計(jì)。而且，瞬間電事件可引起封閉(低阻抗路徑的不利出現(xiàn))，從而使得IC的功能混亂并且由于封閉電流路徑中的自熱而潛在地導(dǎo)致了對(duì)IC的永久損害。因此，需要提供一種具有針對(duì)這種瞬間電事件的保護(hù)的1C。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，一種設(shè)備，包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置。保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有第一類(lèi)型的摻雜的埋層510 ;位于埋層上方的第一塞體540，并具有第一類(lèi)型的摻雜，且摻雜濃度高于埋層，第一塞體具有從保護(hù)裝置俯視看到的環(huán)形；埋層上方的第一阱520，其被第一塞體橫向環(huán)繞，第一阱具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度低于第一塞體的摻雜濃度；橫向環(huán)繞第一塞體的第二塞體530，第二塞體具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜；第一區(qū)域550，其至少部分地處于與埋層相對(duì)的第一阱520的端部中，而且電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，第一區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體530的摻雜濃度；處于第二塞體530的頂部中的第二區(qū)域560，其電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，第二區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度；以及電阻器，其電耦接在第一區(qū)域550和第一塞體540之間，其中電阻器處于第一區(qū)域和第一塞體的外部。
[0005]在另一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有第一類(lèi)型的摻雜的埋層；直接位于埋層上方的第一塞體，并具有第一類(lèi)型的摻雜，且摻雜濃度高于埋層的摻雜濃度，第一塞體具有俯視看到的環(huán)形；直接位于埋層上方的第一阱，其被第一塞體橫向環(huán)繞，第一阱具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度低于第一塞體的摻雜濃度；橫向環(huán)繞第一塞體的第二塞體，第二塞體具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜；第一區(qū)域，其至少部分地處于與埋層相對(duì)的第一阱520的端部中，而且電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，第一區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度；處于第二塞體的頂部中的第二區(qū)域，其電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，第二區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度。[0006]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有第一類(lèi)型的摻雜的埋層；位于埋層上方的第一塞體，并具有第一類(lèi)型的摻雜，且摻雜濃度高于埋層的摻雜濃度，第一塞體具有俯視看到的環(huán)形；位于埋層上方的第一阱，其被第一塞體橫向環(huán)繞，第一阱具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度低于第一塞體的摻雜濃度；橫向環(huán)繞第一塞體的第二塞體，第二塞體具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜；第一區(qū)域，其處于第一阱的頂部中，而且電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，第一區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度；處于第二塞體的頂部中的第二區(qū)域，其電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，第二區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度；以及二極管陣列，其包括串行連接在第一塞體和第二區(qū)域之間的一個(gè)或多個(gè)二極管。
[0007]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有第一類(lèi)型的摻雜的埋層；位于埋層上方的第一塞體，并具有第一類(lèi)型的摻雜，且摻雜濃度高于埋層的摻雜濃度，第一塞體具有俯視看到的環(huán)形；位于埋層上方的第一阱，其被第一塞體橫向環(huán)繞，第一阱具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度低于第一塞體的摻雜濃度；橫向環(huán)繞第一塞體的第二塞體，第二塞體具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜；第一區(qū)域，其處于第一阱的頂部中，而且電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，第一區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度，其中第一區(qū)域處于第一阱的頂部中并且至少部分地處于第一塞體的頂部的至少一部分中；以及處于第二塞體的頂部中的第二區(qū)域，其電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，第二區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度。
[0008]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有第一類(lèi)型的摻雜的埋層；位于埋層上方的第一塞體，并具有第一類(lèi)型的摻雜，且摻雜濃度高于埋層的摻雜濃度，第一塞體具有俯視看到的環(huán)形；位于埋層上方的第一阱，其被第一塞體橫向環(huán)繞，第一阱具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度低于第一塞體的摻雜濃度；橫向環(huán)繞第一塞體的第二塞體，第二塞體具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜；處于第一阱的頂部中的第一區(qū)域，第一區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度；處于第二塞體的頂部中的第二區(qū)域，其電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，第二區(qū)域具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二塞體的摻雜濃度；第一電阻器，其電耦接在第一區(qū)域和第一節(jié)點(diǎn)之間；以及第二電阻器，其電耦接至第一塞體。
[0009]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有陽(yáng)極、柵極和陰極的硅控整流器(SCR)，其中節(jié)點(diǎn)電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陰極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)；以及二極管陣列，其包括串行連接在硅控整流器的柵極和陽(yáng)極之間的多個(gè)二極管，并且所述多個(gè)二極管被布置成使得當(dāng)二極管擊穿時(shí)二極管向SCR傳導(dǎo)電流以使得SCR導(dǎo)通。
[0010]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備，包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:硅控整流器(SCR)，其具有陽(yáng)極、柵極和陰極，其中陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陰極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)；以及電阻器，其電耦接在SCR的柵極和陰極之間。
[0011]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括具有陽(yáng)極、柵極和陰極的硅控整流器(SCR)，其中陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陰極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)。SCR包括:具有第一類(lèi)型的摻雜的襯底；第一阱，其布置在襯底的第一上部部分中，并具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜；第二阱，其布置在襯底的第二上部部分中，并與第一講橫向隔開(kāi)以使得襯底的第三上部部分橫向地插在第一和第二阱之間，第二阱具有第二類(lèi)型的摻雜，第三上部部分具有第一類(lèi)型的摻雜；布置在第一阱的頂部中的第一區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第一阱，第一區(qū)域電耦接至第二節(jié)點(diǎn)；布置在第二阱的頂部中的第二區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二阱；第三區(qū)域，其布置在第一阱中與第一區(qū)域鄰接以使得第三區(qū)域橫向地插在第一區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第三區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底；第四區(qū)域，其布置在第二阱中與第二區(qū)域域鄰接以使得第四區(qū)域橫向地插在第二區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第四區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底，第四區(qū)域電耦接至第一節(jié)點(diǎn)；以及柵極接觸部，其布置在襯底的第三上部部分。第三區(qū)域具有在從第一區(qū)域至襯底的第三上部部分的方向上延伸的橫向尺寸，其中第三區(qū)域的橫向尺寸大于第一區(qū)域沿所述方向的橫向尺寸。
[0012]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)(3)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有陽(yáng)極、柵極和陰極的硅控整流器(SCR)，其中陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)；第一電阻器，其電耦接在SCR的陰極和第二節(jié)點(diǎn)之間；以及第二電阻器，其電耦接至SCR的柵極。
[0013]在又一實(shí)施例中，一種設(shè)備包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件。保護(hù)裝置包括:具有第一端、第二端和第三端的雙極型器件，其中第一端電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，第三端電耦接至第二節(jié)點(diǎn)；阻抗塊，其電耦接在雙極型器件的第二端和第一電壓基準(zhǔn)之間，其中阻抗塊被配置成具有變化的阻抗；以及阻抗控制電路，其被配置成改變阻抗塊的阻抗。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含內(nèi)部電路和ESD保護(hù)電路的電子系統(tǒng)的示意框圖。
[0015]圖2是圖示出一個(gè)示例ESD保護(hù)裝置的的輸入電流和輸入電壓之間的關(guān)系的示圖。
[0016]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的ESD保護(hù)電路的框圖。
[0017]圖4A是傳統(tǒng)雙極型ESD保護(hù)裝置的俯視圖。
[0018]圖4B是沿線4B-4B截取的圖4A的傳統(tǒng)雙極型ESD保護(hù)裝置的截面圖。[0019]圖5A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙極型ESD保護(hù)裝置的俯視圖。
[0020]圖5B沿線5B-5B截取的圖5A的雙極型ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0021]圖5C是根據(jù)另一實(shí)施例的雙極型ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0022]圖是根據(jù)又一實(shí)施例的雙極型ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0023]圖5E是根據(jù)又一實(shí)施例的雙極型ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0024]圖6A是示出了具有二極管TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制的ESD保護(hù)裝置的傳輸線脈沖(TLP)電壓和TLP電流之間的關(guān)系的示圖。
[0025]圖6B是示出了具有雙極型TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制的ESD保護(hù)裝置的集電極-基極間隔和觸發(fā)電壓之間的關(guān)系的示圖。
[0026]圖6C是示出了根據(jù)實(shí)施例的具有不同保持電壓的ESD保護(hù)裝置的傳輸線脈沖(TLP)電壓和TLP電流之間的關(guān)系的示圖。
[0027]圖6D是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的ESD保護(hù)裝置傳輸線脈沖(TLP)電壓和橫向距離之間的關(guān)系的示圖。
[0028]圖7A是傳統(tǒng)硅控整流器(SCR) ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0029]圖7B是圖6A的傳統(tǒng)SCR ESD保護(hù)裝置的電路圖。
[0030]圖7C是圖6A的傳統(tǒng)SCR ESD保護(hù)裝置的符號(hào)。
[0031]圖8A是根據(jù)另一實(shí)施例的SCR ESD保護(hù)裝置的俯視圖。
[0032]圖8B是沿線8B-8B截取的裝置800的截面圖。
[0033]圖8C是圖8A的SCR ESD保護(hù)裝置的電路圖。
[0034]圖8D是示出了圖8A-8C的保護(hù)裝置的傳輸線脈沖(TLP)電壓和TLP電流之間的關(guān)系的不圖。
[0035]圖9A是根據(jù)又一實(shí)施例的SCR ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0036]圖9B是根據(jù)又一實(shí)施例的SCR ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0037]圖1OA是根據(jù)又一實(shí)施例的SCR ESD保護(hù)裝置的截面圖。
[0038]圖1OB是圖1OA的SCR ESD保護(hù)裝置的電路圖。
[0039]圖1OC是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在圖1OA的SCR ESD保護(hù)裝置中使用的電阻器的分解
示意圖。
[0040]圖1IA是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的SCR ESD保護(hù)裝置的電路圖。
[0041]圖1lB是圖示出圖1lA的ESD保護(hù)裝置的輸出電流和輸入電壓之間的關(guān)系的示圖。
[0042]圖12是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙極型ESD保護(hù)裝置的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下對(duì)具體實(shí)施例的詳細(xì)描述代表了本發(fā)明特定實(shí)施例的各種說(shuō)明。但是，本發(fā)明可按照權(quán)利要求所限定和覆蓋的多種不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在說(shuō)明書(shū)中，對(duì)附圖標(biāo)記了參考標(biāo)號(hào)，其中類(lèi)似的參考標(biāo)號(hào)表示相同或者功能類(lèi)似的元素。
[0044]本文使用的諸如“上”、“下”、“上方”等之類(lèi)的術(shù)語(yǔ)指的是附圖所示定位的器件，并且應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的解釋。還應(yīng)該理解的是，由于半導(dǎo)體器件(例如晶體管)內(nèi)的區(qū)域是通過(guò)利用不同雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體材料的不同部分進(jìn)行摻雜或使雜質(zhì)的濃度不同來(lái)進(jìn)行定義的，所以不同區(qū)域之間的具體物理邊界可能不會(huì)實(shí)際存在于完成的器件中，相反，區(qū)域可能從一個(gè)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)。附圖所示的一些邊界具有這樣的類(lèi)型，并且僅僅為了方便讀者而被圖示為突變結(jié)構(gòu)。在上述實(shí)施例中，P型區(qū)域可包括P型半導(dǎo)體材料，例如硼，作為摻雜物。而且，η型區(qū)域可包括η型半導(dǎo)體材料，例如磷，作為摻雜物。技術(shù)人員將構(gòu)想出上述區(qū)域中的摻雜物的各種濃度。
[0045]在本文描述的所有實(shí)施例中，除非有相反的意思表示，否則標(biāo)記為“N”或“η”的區(qū)域、層、或阱可包含η型摻雜物，標(biāo)記為“P”或“ρ”的區(qū)域、層、或阱可包含P型摻雜物。而且，“N+ ”、“η+ ”、“P+ ”和“ρ+”表示分別比“N”、“η”、“P”和“ρ”更高的摻雜濃度。而且，“η”、“N”、“ρ”和“P”示分另Ij比“η-”、“N-”、“ρ-”和“P-”更高的摻雜濃度。
[0046]在本文描述的實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“疊加”在意思上類(lèi)似于“布置在上方”。除非有相反的意思表示，否則當(dāng)?shù)谝粚盈B加于第二層上時(shí)，第一層處于第二層上方，而且可直接或者間接接觸第二層。當(dāng)?shù)谝粚又苯犹幱诘诙由戏綍r(shí)，第一層的下表面接觸第二層的上表面。
[0047]靜電釋放保護(hù)的概覽
[0048]參見(jiàn)圖1，下面將描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含內(nèi)部電路和保護(hù)電路的電子裝置。所示的電子裝置100包括第一電源軌線101、第二電源軌線102、內(nèi)部電路103、第一至第五保護(hù)電路110-150、以及第一至第四節(jié)點(diǎn)161-164。第三節(jié)點(diǎn)163可能也被稱為“輸入節(jié)點(diǎn)”。第四節(jié)點(diǎn)164可能也被稱為“輸出節(jié)點(diǎn)”。
[0049]在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)電路110-150與內(nèi)部電路103集成在用于片上系統(tǒng)應(yīng)用的公共半導(dǎo)體襯底上。在其它實(shí)施例中，保護(hù)電路110-150中的一個(gè)或多個(gè)可被布置在獨(dú)立的IC中、在布置在用于片上封裝應(yīng)用的公共封裝中、以及點(diǎn)耦接至內(nèi)部電路103。
[0050]第一電源軌線101電耦接至第一電壓源Vcc，第二電源軌線102電耦接至第二電壓源Vee。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電壓源Vcc可提供介于大約OV和大約300V之間的電壓，例如，大約250V。第二電壓源Vee可提供介于大約-300V和大約OV之間的電壓，例如，0V。
[0051]內(nèi)部電路103分別在第一和第二節(jié)點(diǎn)161、162處電耦接至第一和第二電源軌線101、102，以便接收電能。內(nèi)部電路103可包括使用靜電釋放保護(hù)的具有任意配置和功能的一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)。內(nèi)部電路103可包括電耦接至第三節(jié)點(diǎn)163的輸入103a以及電耦接至第四節(jié)點(diǎn)164的輸出103b。在一些實(shí)施例中，電子裝置還可包括處于第三節(jié)點(diǎn)163和輸入103a之間和/或處于第四節(jié)點(diǎn)164和輸出103b之間的電阻器以便在ESD事件期間減小流向內(nèi)部電路103的電流。內(nèi)部電路103可接收輸入103a處的輸入電壓信號(hào)Vin，并在輸出103b處輸出一個(gè)輸出電壓信號(hào)VQUT。
[0052]在圖示的實(shí)施例中，第一保護(hù)電路110具有電耦接至第三節(jié)點(diǎn)163的第一端、以及電耦接至第二節(jié)點(diǎn)162的第二端。第一保護(hù)電路110可用來(lái)保護(hù)耦接至內(nèi)部電路103的輸入103a的第三節(jié)點(diǎn)163以防止在第三節(jié)點(diǎn)163和第二電源軌線102 (或者，耦接至內(nèi)部電路103的一些其它節(jié)點(diǎn)或焊盤(pán))之間發(fā)生具有超過(guò)第一電源軌線101的電壓的電壓的ESD事件。
[0053]第二保護(hù)電路120具有電耦接至第一節(jié)點(diǎn)161的第一端以及電耦接至第二節(jié)點(diǎn)162的第二端。第二保護(hù)電路120可用來(lái)保護(hù)內(nèi)部電路103以防止在第一和第二電源軌線101、102之間發(fā)生ESD事件。
[0054]第三保護(hù)電路130具有電耦接至第四節(jié)點(diǎn)164的第一端以及電耦接至第二節(jié)點(diǎn)162的第二端。第三保護(hù)電路130可用來(lái)保護(hù)耦接至內(nèi)部電路103的輸出103b的第四節(jié)點(diǎn)164以防止在第四節(jié)點(diǎn)164和第二電源軌線102(或者，耦接至內(nèi)部電路103的一些其它節(jié)點(diǎn)或焊盤(pán))之間發(fā)生具有超過(guò)第一電源軌線101的電壓的電壓的ESD事件。
[0055]第四保護(hù)電路140具有電耦接至第一節(jié)點(diǎn)161以及電耦接至第三節(jié)點(diǎn)163的第二端。第四保護(hù)電路140可用來(lái)保護(hù)第三節(jié)點(diǎn)163以防止在第三節(jié)點(diǎn)163和第一電源軌線101 (或者，耦接至內(nèi)部電路103的一些其它節(jié)點(diǎn)或焊盤(pán))之間發(fā)生具有超過(guò)第一電源軌線101的電壓的電壓的ESD事件。
[0056]第五保護(hù)電路150具有電耦接至第一節(jié)點(diǎn)161的第一端以及電耦接至第四節(jié)點(diǎn)164的第二端。第五保護(hù)電路150可用來(lái)保護(hù)第四節(jié)點(diǎn)164以防止在第四節(jié)點(diǎn)164和第一電源軌線101 (或者，耦接至內(nèi)部電路103的一些其它節(jié)點(diǎn)或焊盤(pán))之間發(fā)生具有超過(guò)第一電源軌線101的電壓的電壓的ESD事件。
[0057]在一些實(shí)施例中，保護(hù)電路可具有圖2所示的電流-電壓特性。理想地，保護(hù)電路不通過(guò)電流，直到觸發(fā)電壓Vt到達(dá)。觸發(fā)電壓Vt應(yīng)當(dāng)小于正被保護(hù)的內(nèi)部電路的的擊穿電壓VB。一旦觸發(fā)電壓Vt到達(dá)，保護(hù)電路開(kāi)始傳導(dǎo)電流，而且保護(hù)電路兩端的電壓回落至幅值比觸發(fā)電壓Vt小的保持電壓VH。根據(jù)保持電壓VH，理想地，將會(huì)出現(xiàn)電流的增大而沒(méi)有保護(hù)電路兩端的電壓的增大。但是，實(shí)際上，由于保護(hù)電路內(nèi)部的電阻，保護(hù)電路兩端的電壓可能隨著區(qū)域30中的電流增大而稍微增大。
[0058]保持電SVh應(yīng)當(dāng)比(就幅值而言)電源軌線電壓(例如，圖1中的Vcc)大例如至少大約4或5V (可替換地，比電源軌線電壓高大約10%)，從而適應(yīng)溫度變化和工藝變化。否貝U，一旦保護(hù)電路被觸發(fā)，則其可能被重置成不導(dǎo)通狀態(tài)。在保護(hù)電路兩端的電壓降低至低于保持電壓Vh之后，保護(hù)電路可自己重置，由此返回高阻抗?fàn)顟B(tài)。技術(shù)人員可以理解的是，保護(hù)電路的特性可以隨著內(nèi)部電路103的配置而有較大變化。
[0059]具有多范圍的ESD保護(hù)的ESD保護(hù)裝置
[0060]參見(jiàn)圖3，下面將描述靜電釋放(ESD)保護(hù)裝置的一個(gè)實(shí)施例。所圖示的保護(hù)裝置300可包括第一 ESD保護(hù)電路310、第二 ESD保護(hù)電路320和第三ESD保護(hù)電路330。保護(hù)電路310-330并行地電耦接在第一端Tl和第二端T2之間。
[0061]例如，所圖示的保護(hù)裝置300可形成圖1的保護(hù)電路110-150中的任意保護(hù)電路。第一和第二端Tl、T2可以是耦接至保護(hù)裝置的圖1的節(jié)點(diǎn)161、162、163、164中的兩個(gè)，以便為圖1的內(nèi)部電路103提供ESD保護(hù)。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，第一 ESD保護(hù)電路310可在低電壓范圍(例如，從大約IOV至100V的范圍)內(nèi)提供ESD保護(hù)，而且第二 ESD保護(hù)電路320可在中等電壓范圍(例如，從大約100V至200V的范圍)內(nèi)提供ESD保護(hù)。第三ESD保護(hù)電路330可在(例如，從大約200V至330V的范圍)內(nèi)提供ESD保護(hù)。在其它實(shí)施例中，保護(hù)電路310-330的電壓的范圍可能出現(xiàn)較大變化，這取決于隨著電路310-330。在一些實(shí)施例中，電路310-330中的一個(gè)或兩個(gè)被包含在保護(hù)裝置300中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地想到其它數(shù)量的電路。
[0063]在一個(gè)實(shí)施例中，如將結(jié)合圖4-6D或12來(lái)描述的那樣，ESD保護(hù)裝置可具有雙極型器件配置。在其它實(shí)施例中，如將結(jié)合圖7A-11B來(lái)描述的那樣，ESD保護(hù)裝置可具有硅控整流器配置。
[0064]具有雙極型器件配置的ESD保護(hù)裝置[0065]參見(jiàn)圖4A和4B，具有雙極型晶體管配置的傳統(tǒng)的ESD保護(hù)裝置將在下面予以描述。圖示的ESD保護(hù)裝置400可以是絕緣體上硅(SOI)絕緣阱器件。這樣，保護(hù)裝置400處于在絕緣的阱中形成的與同一單片集成電路上的該阱外的器件隔離的其自己的半導(dǎo)體材料“島”上。在本示例中，處理晶圓作為承載襯底401，其具有由晶圓上的二氧化硅形成的埋氧層402。
[0066]溝槽側(cè)壁403a_403d也被形成(通常由二氧化硅形形成)從而將由層402和側(cè)壁403a-403d形成的阱中的形成保護(hù)裝置400的硅島隔離出來(lái)。用于形成層402和側(cè)壁403a-403d的工藝可以是傳統(tǒng)的制造工藝。在其它配置中，半導(dǎo)體材料的阱可以是隔離的結(jié)。這樣的阱可被稱為隔離的或者絕緣的阱。保護(hù)裝置400可包括P埋層410、P阱420、N塞體430、P塞體440、N+發(fā)射極區(qū)域450和N+集電極區(qū)域460。保護(hù)裝置400的組成部分可通過(guò)雙極型工藝或BiCMOS工藝形成。
[0067]P埋層410被形成在埋氧層402上，其包含ρ型摻雜物。P阱420被形成在P埋層410上。N塞體430被形成在埋氧層402上，其鄰接P阱420，由此使得N塞體430在圍繞并接觸P阱420和P塞體440的同時(shí)被側(cè)壁403a-403d圍繞并接觸。N塞體430包括處于其頂部的N+集電極區(qū)域460。N塞體430可形成集電極環(huán)。
[0068]P塞體440具有環(huán)形形狀，由此其圍繞P阱420的中央部分420a，同時(shí)疊加至P阱420的其它部分上。此外，P塞體440橫向地圍繞N+發(fā)射極區(qū)域450。P塞體440的深度Dp (自襯底401的上表面算起)小于P阱420，大于N+發(fā)射極區(qū)域450。N+發(fā)射極區(qū)域450在P阱420的中央部分420a上方，并且被P塞體440橫向圍繞。
[0069]在保護(hù)裝置400中，橫向雙極型晶體管480被形成以具有N+發(fā)射極區(qū)域450處的發(fā)射極、P塞體440處的基極、以及N塞體430和N+集電極區(qū)域460處的集電極。晶體管480的發(fā)射極和集電極可分別電耦接至被保護(hù)內(nèi)部電路的第一和第二節(jié)點(diǎn)。例如，第一和第二節(jié)點(diǎn)可以是圖1的節(jié)點(diǎn)161、162、163、164中的任意兩個(gè)。
[0070]N+發(fā)射極區(qū)域450 (或發(fā)射極)和N塞體430 (或集電極)之間的橫向距離DL確定了保護(hù)裝置400的觸發(fā)電壓VT。因此，可通過(guò)選擇橫向距離DL來(lái)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置400的觸發(fā)電壓VT。在一些示例中，橫向距離DL可以介于大約I μ m和大約12 μ m之間，或者可選地介于大約5 μ m和大約15 μ m之間。
[0071]流經(jīng)ESD保護(hù)裝置中的雙極型晶體管的電流可由下面的等式(I)表示。在本文中，該電流可被稱為“階躍恢復(fù)電流”(Is)。
[0072]Is。β.kVH 等式(I)
[0073]在等式(I)中，β是雙極型晶體管的增益，k是比例常數(shù)，VH是晶體管的保持電壓。因此，VH反比于該增益。可通過(guò)改變晶體管的增益來(lái)調(diào)節(jié)保持電壓VH。
[0074]保護(hù)裝置400可有效地操作來(lái)在過(guò)電壓情況(或傳輸線脈沖(TLP))具有低于100V (或者優(yōu)選地大約70V)的最大電壓時(shí)提供ESD保護(hù)。在這樣的情況下，保護(hù)裝置400的觸發(fā)電壓可以低于100V。
[0075]但是，如果保護(hù)裝置400在介于大約100V和200V之間的電壓范圍內(nèi)在過(guò)電壓情況下操作，則保護(hù)裝置400還應(yīng)該具有處于電壓范圍內(nèi)的觸發(fā)電壓。這可以通過(guò)增大用于具有小于100V的觸發(fā)電壓的裝置400的橫向距離DL來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，當(dāng)橫向距離DL增大時(shí)，從橫向雙極型晶體管480的集電極(圖4B的N+集電極區(qū)域460)流向發(fā)射極(圖4B的N+發(fā)射極區(qū)域450)的電流變得集中在它們之間小區(qū)域。這可能導(dǎo)致保護(hù)裝置400的溫度的提高，這可能明顯地?fù)p壞裝置。因此，需要ESD保護(hù)裝置能夠在介于大約100V和大約200V之間的電壓范圍內(nèi)的過(guò)電壓情況下工作。
[0076]參見(jiàn)圖5A和5B，下面將描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的ESD保護(hù)裝置。圖示的ESD保護(hù)裝置500A可以是絕緣體上硅(SOI)絕緣阱器件。這樣，保護(hù)裝置500A處于在絕緣的阱中形成的與同一單片集成電路上的該阱外的器件隔離的其自己的半導(dǎo)體材料“島”上。在本示例中，處理晶圓501作為承載襯底，其具有由晶圓501上的二氧化硅形成的埋氧層502。
[0077]溝槽側(cè)壁503a_503d也被形成(通常由二氧化硅形形成)從而將由層502和側(cè)壁503a-503d形成的阱中的形成保護(hù)裝置500A的硅島隔離出來(lái)。用于形成層502和側(cè)壁503a-503d的工藝可以是傳統(tǒng)的制造工藝。在其它配置中，半導(dǎo)體材料的阱可以是隔離的結(jié)。這樣的阱可被稱為隔離的或者絕緣的阱。
[0078]保護(hù)裝置500A可包括P埋層510、P阱520、N塞體530、P+塞體540、N+發(fā)射極區(qū)域550和N+集電極區(qū)域560。例如，保護(hù)裝置500A的組成部分可通過(guò)雙極型工藝或BiCMOS工藝形成。P埋層510、P阱520、N塞體530、N+發(fā)射極區(qū)域550和N+集電極區(qū)域560的配置可以是結(jié)合圖4A和4B的P埋層410、P阱420、N塞體430、N+發(fā)射極區(qū)域450和N+集電極區(qū)域460描述的那樣。
[0079]在裝置500A中，橫向雙極型晶體管580被配置成具有N+發(fā)射極區(qū)域550處的發(fā)射極、P+塞體540處的基極、以及N塞體530和N+集電極區(qū)域560處的集電極。晶體管580的發(fā)射極和集電極可分別耦接至被保護(hù)內(nèi)部電路的第一和第二節(jié)點(diǎn)。例如，第一和第二節(jié)點(diǎn)可以圖1的節(jié)點(diǎn)161、162、163、164中的任意兩個(gè)。
[0080]在圖示的實(shí)施例中，N+發(fā)射極區(qū)域550和P+塞體540電耦接至發(fā)射極-基極電阻器590，以使得電阻器590的第一末端耦接至N+發(fā)射極區(qū)域550，而且電阻器590的第二末端耦接至P+塞體540。發(fā)射極-基極電阻器590可具有大約80 Ω至大約5kΩ的電阻R。發(fā)射極-基極電阻器590有利于大致穿過(guò)N+發(fā)射極區(qū)域550和N塞體530之間的區(qū)域的電流的均勻分布，從而減小溫度的上升。
[0081]由此，η+發(fā)射極區(qū)域550 (或發(fā)射極)和N塞體530 (或集電極)之間的橫向距離Dl可能增大至具有介于大約100V和大約200V之間的觸發(fā)電壓VT而不損壞保護(hù)裝置500Α。圖6Α示出了具有二極管TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制的ESD保護(hù)裝置的傳輸線脈沖(TLP)電壓和TLP電流之間的關(guān)系。在二極管TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制中，二極管觸發(fā)電壓對(duì)應(yīng)于反向偏置的PN結(jié)實(shí)現(xiàn)碰撞電離以產(chǎn)生電流時(shí)的電壓。利用具有二極管TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制的ESD保護(hù)裝置，可通過(guò)改變定義二極管結(jié)的η型和ρ型區(qū)域之間的版圖間隔(例如，圖4Β的橫向距離DL)來(lái)調(diào)節(jié)二極管觸發(fā)電壓。
[0082]圖6Β示出了圖5Α和5Β的具有a雙極型TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制的保護(hù)裝置500A的橫向距離Dl和觸發(fā)電壓之間的關(guān)系。在保護(hù)裝置500中，集電極-基極結(jié)基本上與pn結(jié)二極管的Pn結(jié)相同。但是，pn結(jié)內(nèi)置于得到由二極管擊穿產(chǎn)生的碰撞電離電流的雙極型器件中，由此，雙極型器件的擊穿電壓與雙極型器件的二極管擊穿和增益有關(guān)。因此，在雙極型TLP可調(diào)節(jié)觸發(fā)機(jī)制中，雙極型觸發(fā)電壓基本上與二極管觸發(fā)電壓相同，不同之處在于反向偏置的二極管是放大了碰撞電離電流的雙極型器件放的一部分。由此，雙極型觸發(fā)電壓的值小于二極管結(jié)觸發(fā)電壓，這取決于雙極型器件的增益。[0083]此外，保護(hù)裝置500A的P+塞體540與圖4A和4B的P塞體440的不同之處在于其向下延伸以接觸P埋層510的上表面。通過(guò)具有比圖4B的P塞體440更深的P+塞體540，使得圖5B的晶體管580的增益β 2小于圖4Β的晶體管480的增益β I。這樣，晶體管580的保持電壓Vh2可大于晶體管480的保持電壓Vm，如下面的等式(2)所示。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件，保護(hù)裝置包括: 具有陽(yáng)極、柵極和陰極的硅控整流器(SCR)，其中節(jié)點(diǎn)電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陰極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)；以及 二極管陣列，其包括串行連接在硅控整流器的柵極和陽(yáng)極之間的多個(gè)二極管，并且所述多個(gè)二極管被布置成使得當(dāng)二極管擊穿時(shí)二極管向SCR傳導(dǎo)電流以使得SCR導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中SCR包括: 具有發(fā)射極、基極和集電極的PNP雙極型晶體管，其中PNP雙極型晶體管的發(fā)射極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，其中PNP雙極型晶體管的集電極形成了 SCR的柵極；以及 具有發(fā)射極、基極和集電極的NPN雙極型晶體管，其中NPN雙極型晶體管的發(fā)射極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，其中NPN雙極型晶體管的基極電耦接至PNP雙極型晶體管的集電極，其中NPN雙極型晶體管的集電極電耦接至PNP雙極型晶體管的基極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中SCR包括: 具有第一類(lèi)型的摻雜的襯底(810)； 第一阱(820)，其布置在襯 底的第一上部部分中，并具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜； 第二阱(830)，其布置在襯底(810)的第二上部部分中，并與第一阱橫向隔開(kāi)以使得襯底(810)的第三上部部分橫向地插在第一和第二阱之間，第二阱具有第二類(lèi)型的摻雜，第三上部部分具有第一類(lèi)型的摻雜； 布置在第一阱的頂部中的第一區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第一阱，第一區(qū)域電耦接至第二節(jié)點(diǎn)； 布置在第二阱的頂部中的第二區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二阱；第三區(qū)域，其布置在第一阱中與第一區(qū)域鄰接以使得第三區(qū)域橫向地插在第一區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第三區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底； 第四區(qū)域，其布置在第二阱中與第二區(qū)域域鄰接以使得第四區(qū)域橫向地插在第二區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第四區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底，第四區(qū)域電耦接至第一節(jié)點(diǎn)；以及 柵極接觸部，其布置在襯底的第三上部部分上。
4.一種設(shè)備,包括: 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件，保護(hù)裝置包括: 硅控整流器(SCR)，其具有陽(yáng)極、柵極和陰極，其中陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陰極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)；以及 電阻器，其電耦接在SCR的柵極和陰極之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中SCR包括: 具有第一類(lèi)型的摻雜的襯底；第一阱，其布置在襯底的第一上部部分中，并具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜； 第二阱，其布置在襯底的第二上部部分中，并與第一阱橫向隔開(kāi)以使得襯底(810)的第三上部部分橫向地插在第一和第二阱之間，第二阱具有第二類(lèi)型的摻雜，第三上部部分具有第一類(lèi)型的摻雜； 布置在第一阱的頂部中的第一區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第一阱，第一區(qū)域電耦接至第二節(jié)點(diǎn)； 布置在第二阱的頂部中的第二區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二阱；第三區(qū)域，其布置在第一阱中與第一區(qū)域鄰接以使得第三區(qū)域橫向地插在第一區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第三區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底； 第四區(qū)域，其布置在第二阱中與第二區(qū)域域鄰接以使得第四區(qū)域橫向地插在第二區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第四區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底，第四區(qū)域電耦接至第一節(jié)點(diǎn)；以及 柵極接觸部，其布置在襯底的第三上部部分上。
6.—種設(shè)備,包括: 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件，保護(hù)裝置包括具有陽(yáng)極、柵極和陰極的硅控整流器(SCR)，其中陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陰極電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，其中SCR包括: 具有第一類(lèi)型的摻雜的襯底； 第一阱，其布置在襯底的第一上部部分中，并具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜； 第二阱，其布置在襯底的第二上部部分中，并與第一阱橫向隔開(kāi)以使得襯底的第三上部部分橫向地插在第一和第二阱之間，第二阱具有第二類(lèi)型的摻雜，第三上部部分具有第一類(lèi)型的摻雜； 布置在第一阱的頂部中的第一區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第一阱，第一區(qū)域電耦接至第二節(jié)點(diǎn)； 布置在第二阱的頂部中的第二區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二阱；第三區(qū)域，其布置在第一阱中與第一區(qū)域鄰接以使得第三區(qū)域橫向地插在第一區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第三區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底； 第四區(qū)域，其布置在第二阱中與第二區(qū)域域鄰接以使得第四區(qū)域橫向地插在第二區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第四區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底，第四區(qū)域電耦接至第一節(jié)點(diǎn)；以及 柵極接觸部，其布置在襯底的第三上部部分， 其中第三區(qū)域具有在從第一區(qū)域至襯底的第三上部部分的方向上延伸的橫向尺寸，其中第三區(qū)域的橫向尺寸大于第一區(qū)域沿所述方向的橫向尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中第四區(qū)域具有沿所述方向延伸的橫向尺寸，其中第四區(qū)域的橫向尺寸大于第二區(qū)域沿所述方向的橫向尺寸。
8.—種設(shè)備,包括:電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)(3)之間的內(nèi)部電路；以及 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件，保護(hù)裝置包括: 具有陽(yáng)極、柵極和陰極的硅控整流器(SCR)，其中陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，陽(yáng)極電耦接至第一節(jié)點(diǎn)； 第一電阻器，其電耦接在SCR的陰極和第二節(jié)點(diǎn)之間；以及 第二電阻器，其電耦接至SCR的柵極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中第一電阻器包括: 第一線圈，其第一末端電耦接至SCR的陰極，其中第一線圈沿著順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛑械囊粋€(gè)方向朝著第一線圈的中心盤(pán)旋；以及 第一線圈下方的第二線圈，其第二末端電耦接至第二節(jié)點(diǎn)，其中第二線圈沿著順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛑械牧硪粋€(gè)方向朝第二線圈的中心盤(pán)旋，其中第一和第二線圈的中心彼此電耦接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中SCR包括: 具有第一類(lèi)型的摻雜的襯底； 第一阱，其布置在襯底的第一上部部分中，并具有不同于第一類(lèi)型的第二類(lèi)型的摻雜； 第二阱，其布置在襯底 的第二上部部分中，并與第一阱橫向隔開(kāi)以使得襯底(810)的第三上部部分橫向地插在第一和第二阱之間，第二阱具有第二類(lèi)型的摻雜，第三上部部分具有第一類(lèi)型的摻雜； 布置在第一阱的頂部中的第一區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第一阱，第一區(qū)域電耦接至第二節(jié)點(diǎn)； 布置在第二阱的頂部中的第二區(qū)域，其具有第二類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于第二阱；第三區(qū)域，其布置在第一阱中與第一區(qū)域鄰接以使得第三區(qū)域橫向地插在第一區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第三區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底； 第四區(qū)域，其布置在第二阱中與第二區(qū)域域鄰接以使得第四區(qū)域橫向地插在第二區(qū)域和襯底的第三上部部分之間，第四區(qū)域具有第一類(lèi)型的摻雜且摻雜濃度高于襯底，第四區(qū)域電耦接至第一節(jié)點(diǎn)；以及 柵極接觸部，其布置在襯底的第三上部部分上。
11.一種設(shè)備，包括: 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)部電路；以及 電耦接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)裝置，其中保護(hù)裝置被配置成保護(hù)內(nèi)部電路以防止瞬間電事件，保護(hù)裝置包括: 具有第一端、第二端和第三端的雙極型器件，其中第一端電耦接至第一節(jié)點(diǎn)，第三端電率禹接至第二節(jié)點(diǎn)； 阻抗塊，其電耦接在雙極型器件的第二端和第一電壓基準(zhǔn)之間，其中阻抗塊被配置成具有變化的阻抗；以及 阻抗控制電路，其被配置成改變阻抗塊的阻抗。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中雙極型器件包括硅控整流器(SCR)，其陽(yáng)極被配置成作為第一端，柵極被配置成作為第二端，陰極被配置成作為第三端。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中雙極型器件包括雙極型晶體管，其集電極被配置成作為第一端，基極被配置成作為第二端，發(fā)射極被配置成作為第三端。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中阻抗塊包括并行地相互電耦接的多個(gè)晶體管，所述多個(gè)晶體管被耦接在雙極型器件的第二端與第一電壓基準(zhǔn)之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中阻抗控制電路包括計(jì)時(shí)器電路，其被配置成在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的過(guò)壓情況出現(xiàn)時(shí)延遲阻抗塊的阻抗的增大。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中計(jì)時(shí)器電路包括: 計(jì)時(shí)器電容器，其電耦接在第二電壓基準(zhǔn)和計(jì)時(shí)器節(jié)點(diǎn)之間；以及 計(jì)時(shí)器電阻器，其電耦接在計(jì)時(shí)器節(jié)點(diǎn)和雙極型器件的第三端之間， 其中計(jì)時(shí)器節(jié)點(diǎn)電耦接至阻抗塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)晶體管包括MOS晶體管，每個(gè)MOS晶體管具有柵極，而且其中計(jì)時(shí)器節(jié)點(diǎn)電耦接至MOS晶體管的柵極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中計(jì)時(shí)器電路被配置成使得MOS晶體管的導(dǎo)通延遲一個(gè)時(shí)間常量，該時(shí)間常量基本上等于計(jì)時(shí)器電容器的電容乘以計(jì)時(shí)器電阻器的電阻。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括第一電阻器，其電耦接在雙極型器件的第三端和第三 電壓基準(zhǔn)之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: 第二電阻器，其電耦接在雙極型器件的第二端和地之間；以及 電壓源，其電耦接至雙極型器件的第一端。
【文檔編號(hào)】H01L27/02GK103548138SQ201280022565
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月11日
【發(fā)明者】E·科尼 申請(qǐng)人:美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司