專利名稱：靜電放電保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系相關(guān)于一種ESD保護(hù)裝置，更特別地是，系相關(guān)于一種包括復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接之二極管的ESD保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
電子電路系對(duì)于過(guò)電壓會(huì)有一敏感的反應(yīng)，因此，系必須對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，以避免此狀況，而過(guò)電壓通常的造成原因則是靜電放電(electrostaticdischarge)，所以，為了保護(hù)依附于一外部接觸的一電子電路，使其免于ESD損害(ESD＝electrostatic discharge，靜電放電)，系會(huì)使用ESD保護(hù)裝置，而該ESD保護(hù)裝置系會(huì)于靜電電壓產(chǎn)生峰值時(shí)進(jìn)行切換，并且，將造成該過(guò)電壓之該靜電電荷自該接觸進(jìn)行排出的動(dòng)作。
特別地是，在具有低操作電壓的電子電路中，很重要的是，一ESD保護(hù)裝置于正常操作時(shí)，系要具有非常低的耗損功率(loss power)，并且，一方面，此系必須要能夠不毀壞有用的電壓，例如，一信號(hào)電壓，而另一方面，也要能夠不會(huì)非必須地增加該整個(gè)電子電路的該耗損功率。
習(xí)知地，ESD二極管系被使用作為保護(hù)裝置。如此的一ESD二極管系于反相方向具有一反相電壓，以及于流動(dòng)方向具有一臨界或(on-set)電壓，而該臨界電壓系會(huì)顯著地低于該反相電壓，對(duì)該電路的正常操作而言，該等二極管系處于反相偏壓的狀態(tài)，在該ESD的例子中，由于在反相方向的高電壓，因此，系會(huì)有一雪崩擊穿(Avalanche Breakdown)被觸發(fā)于該二極管之中，并且，造成該過(guò)電壓之該等電荷系會(huì)被排除。
然而，該累增崩潰之發(fā)生系大約要開(kāi)始于7V的電壓，但現(xiàn)今的電子電路系皆具有顯著低于一ESD二極管之該累增崩潰的操作電壓，因此，該累增崩潰所需要的高電壓通常是足夠以造成對(duì)該電子電路的嚴(yán)重?fù)p害，而這對(duì)具有薄閘極氧化層的MOS電路而言特別嚴(yán)重。
是以，根據(jù)習(xí)知技術(shù)，晶體管或是一晶體管以及一二極管的一組合系亦會(huì)被用作為ESD保護(hù)，而DE 100 02 421 A1則是敘述如此的一組合，在其中，其系關(guān)于一有效電壓而使用在反相方向之一二極管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的即在于提供一種具彈性且可靠的ESD保護(hù)裝置。
而此目的則是藉由根據(jù)本發(fā)明的ESD保護(hù)裝置而加以達(dá)成。
本發(fā)明系提供一種ESD保護(hù)裝置，以用于將重迭在一有效電壓上的一電壓限制為一允許電壓，其系包括復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的二極管，其系相關(guān)于一有效電壓而處于正向偏置的狀態(tài)，其中，每一個(gè)正向偏置之二極管系具有一臨界電壓，以及其中，該等二極管之該等臨界電壓的總和系會(huì)對(duì)應(yīng)于該允許電壓。
本發(fā)明系以該等正向偏置二極管的一串聯(lián)連接系可以較佳地被使用作為ESD保護(hù)裝置的發(fā)現(xiàn)作為基礎(chǔ)。
本發(fā)明特別的優(yōu)點(diǎn)系在于，在該ESD例子中，一正向偏置二極管系具有顯著低于一反相偏壓二極管之臨界電壓的臨界電壓。
因此，包括在ESD例子中正向偏置之二極管的一串接的一ESD保護(hù)裝置所具有的優(yōu)點(diǎn)系為，電子電路系亦可以可靠地受到保護(hù)，以避免僅稍微高于該有效電壓之過(guò)電壓的損害，更甚者，本發(fā)明之方法系具有高度的彈性，因?yàn)镋SD保護(hù)電路系可以被提供以應(yīng)用特有之切換臨界以及耗損功率。
本發(fā)明的這些以及其它目的與特征系將藉由與附加圖式結(jié)合之下列敘述而變得更為清楚。


圖1其系顯示根據(jù)本發(fā)明之一ESD保護(hù)裝置的一電路圖；以及圖2其系顯示根據(jù)本發(fā)明之該ESD保護(hù)裝置之一特征曲線的一圖例說(shuō)明。
附圖中的參考標(biāo)號(hào)的含義如下100 ESD保護(hù)裝置102 第一接觸104 第二接觸106 二極管200，202 特征曲線204 電流消耗206 出現(xiàn)電壓具體實(shí)施方式
圖1系顯示根據(jù)本發(fā)明之一ESD保護(hù)裝置100的一電路圖，該ESD保護(hù)裝置100系配置于一第一接觸102以及一第二接觸104之間。
在此實(shí)施例中，該ESD保護(hù)裝置100系具有包括五個(gè)二極管106的一串聯(lián)連接，并且，其系會(huì)將與一電子電路之一有效電壓具有相同極性之一過(guò)電壓加以限制為一允許電壓。
在此實(shí)施例中，接觸102系會(huì)被連接至待保護(hù)的該電子電路，而為了保護(hù)該電子電路，使其免于過(guò)電壓所引起之損害，該接觸102系會(huì)經(jīng)由該ESD保護(hù)裝置100而被連接至該第二接觸104，而該第二接觸104系處于能夠經(jīng)由該ESD保護(hù)裝置100而致能電荷之排放的一電位，其中，該電荷系包括在該第一接觸102上的一過(guò)電壓。
在該電子電路的操作期間，一有效電壓系會(huì)出現(xiàn)在該第一接觸102，而該ESD保護(hù)裝置100系加以配置，以使得該等二極管106系能夠關(guān)于該有效電壓而處于正向偏置(forward-biased)的狀態(tài)，再者，串聯(lián)連接之二極管106的數(shù)量系亦加以選擇，以使得該等串聯(lián)連接之二極管106之該等臨界電壓的總和系能夠大于該有效電壓，并且，系會(huì)小于或等于該電子電路的該允許電壓，因此，該等串聯(lián)連接之二極管106之該等臨界電壓的總和乃會(huì)對(duì)應(yīng)于一允許電壓，而該允許電壓即為出現(xiàn)在該第一接觸102之一過(guò)電壓進(jìn)行限制后所得者。
較佳地是，該等二極管106系實(shí)施為已經(jīng)在技術(shù)程序范圍內(nèi)出現(xiàn)的pn接面，藉此，該ESD保護(hù)裝置100即不需要額外的程序步驟，pn接面系亦可以是在屬于一晶體管型態(tài)之井植入中的源極/漏極植入、在屬于一晶體管型態(tài)之井?dāng)U散中的源極/漏極擴(kuò)散、或是在一p/n基板中之一井植入或一n/p井?dāng)U散。
圖2系顯示在圖1中所顯示之該ESD保護(hù)裝置的仿真特征曲線200，202，而該等特征曲線200，202則顯示該ESD保護(hù)裝置依據(jù)一出現(xiàn)電壓206的一電流消耗204。該特征曲線200系顯示在自0.1V至10V之間的一電壓范圍內(nèi)的該電流消耗204，以及該特征曲線202則是顯示在自10V至1kV之間的一電壓范圍內(nèi)的該電流消耗204。
一二極管之一臨界電壓系藉由該二極管能夠具有一所需內(nèi)部電阻而處于的一電壓數(shù)值而加以定義，該所需的內(nèi)部電阻對(duì)于不同的應(yīng)用系可以具有一不同的數(shù)值，并且因此可以定義該二極管的不同臨界電壓，據(jù)此，本發(fā)明之ESD保護(hù)裝置系加以載明，以使得在一允許電壓時(shí)，其系具有在對(duì)該電子電路的損害發(fā)生之前，致能一過(guò)電壓之降級(jí)的一所需內(nèi)部電阻，另一方面，該ESD保護(hù)裝置系必須于一操作電壓時(shí)具有一相對(duì)應(yīng)高的電阻，以保持該ESD保護(hù)裝置的該耗損功率在該正常操作時(shí)盡可能的低。
在所呈現(xiàn)的實(shí)施例中，一單一二極管系具有0.7V的一臨界電壓，而該ESD保護(hù)裝置所保護(hù)之該電子電路的該操作電壓，相對(duì)于過(guò)電壓時(shí)，系位于2.7V，并且，在該正常操作的該允許電流消耗系位在1μA。根據(jù)一個(gè)別二極管的一已知特征曲線，顯示在圖2中具有所需特征之一ESD保護(hù)裝置的該仿真特征曲線200、202系可以加以計(jì)算，對(duì)該特征曲線200而言，其系可以發(fā)現(xiàn)，包括五個(gè)串聯(lián)連接之二極管的該ESD保護(hù)裝置，其在一2.7V之操作電壓下，系會(huì)具有1μA之該所載明電流消耗，而處于3.5V的一允許電壓，該ESD保護(hù)裝置系會(huì)排出一電流1mA。該允許電壓系為一個(gè)別二極管之該簡(jiǎn)單臨界電壓0.7V的一倍數(shù)，但是，系會(huì)低于一個(gè)別二極管之該反相電壓。
雖然本發(fā)明之一較佳實(shí)施例已經(jīng)于之前有更詳盡的解釋，但顯而易見(jiàn)的，本發(fā)明并不受限于此實(shí)施例，特別地是，二極管之?dāng)?shù)量，以及二極管的種類，系不受限于所呈現(xiàn)之實(shí)施例，但卻是可藉由該ESD保護(hù)裝置之需求而加以定義，再者，該ESD保護(hù)裝置系可同時(shí)提供對(duì)靜電電荷的保護(hù)，以及對(duì)重迭在一電子電路之一有效電壓上并且具有其極性之任何其它形式之過(guò)電壓的保護(hù)。該有效電壓系可以是一固定的電壓，例如一操作電壓，或是以一電信號(hào)形式的一變動(dòng)電壓。
權(quán)利要求
1.一種ESD(靜電放電)保護(hù)裝置(100)，以用于將重迭在一有效電壓上的一電壓限制為一允許電壓，其包括多個(gè)串聯(lián)連接的二極管(106)，其相關(guān)于該有效電壓而處于正向偏置的狀態(tài)，其中，每一個(gè)正向偏置之二極管系具有一臨界電壓，以及其中，該等二極管之該等臨界電壓的總和系會(huì)對(duì)應(yīng)于該允許電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ESD保護(hù)裝置，其中該允許電壓系具有與該有效電壓相同的極性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ESD保護(hù)裝置，其中該等串聯(lián)連接之二極管(106)的數(shù)量系加以選擇，以使得該允許電壓小于一個(gè)別二極管的一反相電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種靜電放電保護(hù)裝置。即，一種用于將重迭在一有效電壓上之一電壓限制為一允許電壓的ESD(靜電放電)保護(hù)裝置(100)，其系包括復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的二極管(106)，而該等二極管(106)系相關(guān)于該有效電壓而處于正向偏置的狀態(tài)，并且，每一個(gè)別的正向偏置二極管系具有一臨界電壓，而該等串聯(lián)連接之二極管之該等臨界電壓的總和系會(huì)對(duì)應(yīng)于該允許電壓。
文檔編號(hào)H01L23/60GK1595753SQ20041006429
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者H·費(fèi)希爾, J·林多夫, M·B·索梅 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司