发明名称 具有静电放电保护电路的差动输入输出级
摘要 本发明提出一种具有静电放电保护电路的差动输入输出级,此差动输入输出级包括一P型差动对,P型差动对包括两个P型电晶体,每一个P型电晶体的闸极耦接一 N型电晶体以保护P型电晶体免于充电元件模式静电。此保护元件比起先前技术,当充电元件模式静电发生在差动输入输出级时更可以提供低阻抗电流路径。
申请公布号 TWI281742 申请公布日期 2007.05.21
申请号 TW094141422 申请日期 2005.11.25
申请人 联咏科技股份有限公司 发明人 张智毅;李构
分类号 H01L23/60(2006.01);H02H9/00(2006.01) 主分类号 H01L23/60(2006.01)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种具有静电放电保护电路的差动输入输出级, 此差动输入输出级包括: 一电流源,用以提供一电流; 一第一P型电晶体,其第一端与基体耦接至该电流 源; 一第二P型电晶体,其第一端与基体耦接至该电流 源; 一第一静电保护单元,包括: 一第一N型电晶体,其第一端耦接至该第一P型电晶 体之闸极,该第一N型电晶体之闸极耦接第一N型电 晶体之第二端与基体,其中当该第一P型电晶体之 基体发生充电元件模式之一静电流时,该第一N型 电晶体提供自该第一N型电晶体之基体至其第一端 之一放电路径,以避免该静电流烧毁该第一P型电 晶体之闸氧化层;以及 一第二静电保护单元,包括: 一第二N型电晶体,其第一端耦接该第二P型电晶体 之闸极,该第二N型电晶体之闸极耦接该第二N型电 晶体之第二端与基体,其中当该第二P型电晶体之 基体发生充电元件模式之一静电流时,该第二N型 电晶体提供自该第二N型电晶体之基体至其第一端 之一放电路径,以避免该静电流烧毁该第二P型电 晶体之闸氧化层。 2.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第一N型电晶体的 第二端耦接一第一电压。 3.如申请专利范围第2项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第一电压为接地。 4.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第一静电保护单元 更包括: 一电阻,耦接于第一N型电晶体之闸极与第二端之 间。 5.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第二静电保护单元 更包括: 一电阻,耦接于第二N型电晶体之闸极与第二端之 间。 6.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,更包括: 一第三静电保护单元,包括: 一第三N型电晶体,其第一端耦接该第一P型电晶体 的闸极,该第三N型电晶体的闸极耦接该第三N型电 晶体的第二端与基体,其中当该第一P型电晶体之 基体发生CDM之一静电流时,该第三N型电晶体提供 自该第三N型电晶体之基体至其第一端之一放电路 径,以避免该静电流烧毁该第一P型电晶体之闸氧 化层。 7.如申请专利范围第6项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第三静电保护单元 更包括: 一电阻,耦接于第三N型电晶体之闸极与第二端之 间。 8.如申请专利范围第6项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第三N型电晶体之 第二端接地。 9.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,更包括: 一第四静电保护单元,包括: 一第四N型电晶体,其第一端耦接该第二P型电晶体 的闸极,该第四N型电晶体的闸极耦接该第四N型电 晶体的第二端与基体,其中当该第二P型电晶体之 基体发生CDM之一静电流时,该第四N型电晶体提供 自该第四N型电晶体之基体至其第一端之一放电路 径,以避免该静电流烧毁该第二P型电晶体之闸氧 化层。 10.如申请专利范围第9项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第四静电保护单元 更包括: 一电阻,耦接于第四N型电晶体之闸极与第二端之 间。 11.如申请专利范围第9项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第四N型电晶体之 第二端接地。 12.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第一P型电晶体以 及该第一N型电晶体配置于一P型基板上, 该第一P型电晶体包括: 一N型井,配置于该P型基板中; 一第一闸极,配置在该N型井上; 一第一P+型掺杂区,配置于该第一闸极的一侧的该N 型井中,作为该第一P型电晶体的第一端; 一第二P+型掺杂区,配置于该第一闸极的另一侧的 该N型井中,作为该第一P型电晶体的第二端; 一第一闸介电层,配置在N型井与第一闸极之间;以 及 一第一N+型掺杂区,配置于该N型井;以及 该第一N型电晶体包括: 一P型井,配置于该P型基板中,且配置在该N型井外; 一第二闸极,配置在该P型井上; 一第二N+型掺杂区,配置于该P型井中,且配置于该 第二闸极靠近该N型井的一侧,作为该第一N型电晶 体的第一端; 一第三N+型掺杂区,配置于该P型井中,且配置于该 第二闸极的另一侧,作为该第一N型电晶体的第二 端; 一第二闸介电层,配置在P型井与第二闸极之间;以 及 一第三P+型掺杂区,配置于该P型井。 13.如申请专利范围第1项所述之具有静电放电保护 电路的差动输入输出级,其中该第二P型电晶体以 及该第二N型电晶体配置于一P型基板上, 该第二P型电晶体包括: 一N型井,配置于该P型基板中; 一第一闸极,配置在该N型井上; 一第一P+型掺杂区,配置于该第一闸极的一侧的该N 型井中,作为该第二P型电晶体的第一端; 一第二P+型掺杂区,配置于该第一闸极的另一侧的 该N型井中,作为该第二P型电晶体的第二端; 一第一闸介电层,配置在N型井与第一闸极之间;以 及 一第一N+型掺杂区,配置于该N型井;以及 该第二N型电晶体包括: 一P型井,配置于该P型基板中,且配置在该N型井外; 一第二闸极,配置在该P型井上; 一第二N+型掺杂区,配置于该P型井中,且配置于该 第二闸极靠近该N型井的一侧,作为该第二N型电晶 体的第一端; 一第三N+型掺杂区,配置于该P型井中,且配置于该 第二闸极的另一侧,作为该第二N型电晶体的第二 端; 一第二闸介电层,配置在P型井与第二闸极之间;以 及 一第三P+型掺杂区,配置于该P型井。 图式简单说明: 图1A以及图1B绘示为美国专利第6885529号ESD保护电 路图。 图2绘示为工业技术研究院在美国提出的美国专利 第6437407号充电元件模式静电放电保护电路图。 图3绘示为工业技术研究院在美国提出的美国专利 第6437407号充电元件模式静电放电保护电路用于差 动输入级电路图。 图4绘示为工业技术研究院在美国提出的美国专利 第5901022号充电元件模式静电放电保护电路图。 图5绘示为本发明实施例之具有静电放电保护电路 的差动输入输出级电路图。 图6绘示为本发明实施例具有静电放电保护电路的 差动输入输出级内部之第一P型电晶体与第一N型 电晶体在积体电路晶片上的横截面图。 图7绘示为习知具有充电元件模式保护电路的差动 输入输出级在晶片上的横截面图。 图8绘示为本发明实施例之具有静电放电保护电路 的差动输入输出级电路图。 图9绘示为本发明实施例之具有静电放电保护电路 的差动输入输出级电路图。 图10绘示为本发明实施例之具有静电放电保护电 路的差动输入输出级电路图。 图11绘示为本发明实施例之具有静电放电保护电 路的差动输入输出级电路图。 图12绘示为本发明实施例之具有静电放电保护电 路的差动输入输出级电路图。
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