发明名称 具二极体串的静电放电防护电路及方法
摘要 一种防止焊垫对焊垫之静电放电的静电放电防护电路,积体电路的每一焊垫的防护电路包括一电流消散模组,该模组具有一与双载子接面电晶体(BJT)并联的N通道金氧半场效电晶体,其中金氧半场效电晶体的汲极和双载子接面电晶体的集极连接至一第一共接节点(common node),而金氧半场效电晶体的源极和双载子接面电晶体的射极连接至一可连接至一第二操作电压的第二共接节点,二极体串上有一超过第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一第一焊垫,而其阴极端连接至金氧半场效电晶体的基底与双载子接面电晶体的基极,并透过一电阻连接至第二共接节点。
申请公布号 TWI246177 申请公布日期 2005.12.21
申请号 TW093121716 申请日期 2004.07.21
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 陈重辉
分类号 H01L23/60 主分类号 H01L23/60
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种具二极体串的静电放电防护电路,积体电路之每一焊垫的该防护电路包括:一电流消散模组,该模组具有一与一双载子接面电晶体并联的N通道金氧半场效电晶体,其中该金氧半场效电晶体的汲极和该双载子接面电晶体的集极连接至一第一共接节点,而该金氧半场效电晶体的源极和该双载子接面电晶体的射极连接至一可连接至一第二操作电压的第二共接节点;一二极体串,该二极体串上有一超过一第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一第一焊垫,而其阴极端连接至该金氧半场效电晶体的基底与双载子接面电晶体的基极,并透过一电阻连接至第二共接节点;一第一二极体,其阳极端连接至该第一焊垫,而其阴极端连接至该第一共接节点;以及一第二二极体,其阳极端连接至该第二共接节点,而其阴极端连接至该第一焊垫;其中,当该静电放电电荷于该第一焊垫产生一电压,且该电压超过该二极体串的总顺偏压降时,该静电放电电荷直接注入一电流到双载子接面电晶体的基极,以提升静电放电电荷的消散,其中,该二极体串会将该第一焊垫上的电压维持在该第一与第二操作电压之间。2.如申请专利范围第1项所述之具二极体串的静电放电防护电路,更包括:一反相器模组,用以控制该金氧半场效电晶体;以及一RC模组,提供一输入电压给该反相器模组且在该第一共接节点与该反相器连接,该第一共接节点可连接至该第一操作电压;其中,当静电放电电荷出现于该焊垫时,该第一二极体导通一电流以对该第一共接节点充电,使得该RC模组与该反相器将该金氧半场效电晶体导通以使静电放电电荷消散。3.如申请专利范围第1项所述之具二极体串的静电放电防护电路,其中由于该电流直接注入到该双载子接面电晶体的该基极,导通该双载子接面电晶体的一临界电压会降低,而一导通电流会增加。4.如申请专利范围第1项所述之具二极体串的静电放电防护电路,其中该双载子接面电晶体为npn型。5.如申请专利范围第1项所述之具二极体串的静电放电防护电路,其中该第一焊垫的静电放电电荷透过该第二共接节点并经过一第二焊垫的该第二二极体消散至接地的该第二焊垫。6.一种具二极体串的静电放电防护电路,该防护电路包括:一反相器模组;一RC模组,提供一输入电压给该反相器模组,且在一第一共接节点与该反相器连接,该第一共接节点可连接至一第一操作电压;一电流消散模组,该模组具有一与一双载子接面电晶体(BJT)并联的N通道金氧半场效电晶体,其中该金氧半场效电晶体的汲极和该双载子接面电晶体的集极连接至该第一共接节点,而该反相器模组、该RC模组与该金氧半场效电晶体的源极和该双载子接面电晶体的射极连接至一第二共接节点,该第二共接节点可连接至一第二操作电压,且该金氧半场效电晶体为该反相器所控制;一二极体串,该二极体串上有一超过该第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一焊垫,而其阴极端连接至该金氧半场效电晶体的基底与双载子接面电晶体的基极,并透过一电阻连接至该第二共接节点;一第一二极体,其阳极端连接至该焊垫,而其阴极端连接至该第一共接节点;以及一第二二极体,其阳极端连接至该第二共接节点,而其阴极端连接至该焊垫;其中,当静电放电电荷出现于该焊垫时,该第一二极体导通一电流以对该第一共接节点充电,使得该RC模组与该反相器将该金氧半场效电晶体导通以使静电放电电荷消散;以及其中,当该静电放电电荷于该焊垫产生一电压,且该电压超过该二极体串的总顺偏压降时,该双载子接面电晶体与该电阻加入该金氧半场效电晶体以使静电放电电荷消散,因此使得该焊垫上的该电压维持在该第一与第二操作电压之间。7.一种具二极体串的静电放电防护方法,每一焊垫为一防护电路所保护,该防护电路有一RC模组,提供一输入电压给一反相器模组,且在一第一共接节点与该反相器连接,该第一共接节点可连接至一第一操作电压;一电流消散模组,该模组具有一与双载子接面电晶体(BJT)并联的N通道金氧半场效电晶体,其中该金氧半场效电晶体的汲极和该双载子接面电晶体的集极连接至该第一共接节点,而该反相器模组、该RC模组与该金氧半场效电晶体的源极和该双载子接面电晶体的射极连接至一第二共接节点,该第二共接节点可连接至一第二操作电压;一二极体串,该二极体串上有一超过该第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一焊垫,而其阴极端连接至该金氧半场效电晶体的基底与双载子接面电晶体的基极,并透过一电阻连接至该第二共接节点,该方法包括:当静电放电电荷出现于该焊垫时,一第一二极体导通一电流以对该第一共接节点充电;该RC模组将该反相器导通;该反相器将该金氧半场效电晶体导通,以使静电放电电荷消散;以及当该静电放电电荷于该焊垫产生一电压,且该电压超过该二极体串的总顺偏压降时,导通该双载子接面电晶体以使静电放电电荷消散。8.一种具二极体串的静电放电防护电路,积体电路之每一焊垫的该防护电路包括:一电流消散模组,该模组具有一与双载子接面电晶体(BJT)并联的N通道金氧半场效电晶体,其中该金氧半场效电晶体的汲极和该双载子接面电晶体的集极连接至一第一共接节点,而该金氧半场效电晶体的源极和该双载子接面电晶体的射极连接至一第二共接节点,该第二共接节点可连接至一第二操作电压,且该金氧半场效电晶体之基底连接至该双载子接面电晶体的基极;一二极体串,该二极体串上有一超过该第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一第一焊垫,而其阴极端连接至该金氧半场效电晶体的闸极;一第一二极体,其阳极端连接至该第一焊垫,而其阴极端连接至该第一共接节点;以及一第二二极体,其阳极端连接至该第二共接节点,而其阴极端连接至该第一焊垫;其中,当该静电放电电荷于该第一焊垫产生一电压,且该电压超过该二极体串的总顺偏压降时,该静电放电电荷直接注入一电流到该金氧半场效电晶体的该闸极,以透过该金氧半场效电晶体使静电电荷消散,并产生一双载子接面电晶体的基极电流,藉此使得提升静电放电电荷的消散,其中,该二极体串会将该第一焊垫上的电压维持在该第一与第二操作电压之间。9.如申请专利范围第8项所述之具二极体串的静电放电防护电路,更包括:一反相器模组,用以控制该金氧半场效电晶体;以及一RC模组,提供一输入电压给该反相器模组且在该第一共接节点与该反相器连接,该第一共接节点可连接至该第一操作电压。其中,当静电放电电荷出现于该焊垫时,该第一二极体导通一电流以对该第一共接节点充电,使得该RC模组与该反相器可控制该金氧半场效电晶体以使静电放电电荷消散。10.如申请专利范围第8项所述之具二极体串的静电放电防护电路,其中由于该静电放电电荷产生该基极电流,导通该双载子接面电晶体的一临界电压会降低,而一导通电流会增加。11.如申请专利范围第8项所述之具二极体串的静电放电防护电路,其中该双载子接面电晶体为npn型。12.如申请专利范围第8项所述之具二极体串的静电放电防护电路,其中该第一焊垫的静电放电电荷透过该第二共接节点并经过一第二焊垫的该第二二极体消散至接地的该第二焊垫。13.一种具二极体串的静电放电防护电路,该防护电路包括:一反相器模组;一RC模组,提供一输入电压给该反相器模组,且在一第一共接节点与该反相器连接,该第一共接节点可连接至一第一操作电压;一电流消散模组,该模组具有一与一双载子接面电晶体(BJT)并联的N通道金氧半场效电晶体,其中该金氧半场效电晶体的汲极和该双载子接面电晶体的集极连接至该第一共接节点,而该反相器模组、该RC模组与该金氧半场效电晶体的源极和该双载子接面电晶体的射极连接至一第二共接节点,该第二共接节点可连接至一第二操作电压,且该金氧半场效电晶体之基底与该双载子接面电晶体之基极连接,且该金氧半场效电晶体为该反相器所控制;一二极体串,该二极体串上有一超过该第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一焊垫,而其阴极端连接至该金氧半场效电晶体的闸极;一第一二极体,其阳极端连接至该焊垫,而其阴极端连接至该第一共接节点;以及一第二二极体,其阳极端连接至该第二共接节点,而其阴极端连接至该焊垫;其中,当静电放电电荷出现于该焊垫时,该第一二极体导通一电流以对该第一共接节点充电,使得该RC模组与该反相器将该金氧半场效电晶体导通,以使静电放电电荷消散;以及其中,当该静电放电电荷于该焊垫产生一电压,且该电压超过该二极体串的总顺偏压降时,该静电放电电荷所产生的电流会触发该双载子接面电晶体,而加入该金氧半场效电晶体以使静电放电电荷消散,因此使得该焊垫上的该电压维持在该第一与第二操作电压之间。14.一种具二极体串的静电放电防护方法,每一焊垫为一防护电路所保护,该防护电路有一电流消散模组,该模组具有一与双载子接面电晶体(BJT)并联的N通道金氧半场效电晶体,其中该金氧半场效电晶体的汲极和该双载子接面电晶体的集极连接至该第一共接节点,而该金氧半场效电晶体的源极和该双载子接面电晶体的射极连接至该第二共接节点,该第二共接节点可连接至一第二操作电压;一二极体串,该二极体串上有一超过该第一操作电压的总顺偏压降,且其阳极端连接至一焊垫,而其阴极端连接至该金氧半场效电晶体的闸极,该方法包括:当静电放电电荷出现于该焊垫时,一第一二极体导通一电流以对该第一共接节点充电;当该静电放电电荷于该焊垫产生一电压,且该电压超过该二极体串的总顺偏压降时,导通该金氧半场效电晶体以使该静电放电电荷消散;以及利用施于金氧半场效电晶体之闸极上的该静电放电电荷所产生的基极电流将该双载子接面电晶体导通,以进一步使静电放电电荷消散。15.如申请专利范围第14项所述之具二极体串的静电放电防护方法,更包括:以该RC模组导通该反相器;以及以该反相器导通该金氧半场效电晶体,以消散该静电放电电荷。图式简单说明:第1A图绘示依据本发明之第一实施例的静电放电防护电路示意图。第1B图绘示依据本发明之第一实施例的电流路径示意图。第2图绘示一依据本发明之一实施例的电流对电压关系图。第3A图绘示依据本发明之第二实施例的静电放电防护电路示意图。第3B图绘示依据本发明之第二实施例的电流路径示意图。
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