[发明专利]静电放电保护电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一静电放电保护电路，特别是可调整持住电压的静电放电保护电路。

背景技术

保护内部电路避免受到静电放电的破坏对于熟悉技艺的人士而言一直是个挑战。转折(snapback)装置为静电放电保护电路所常用的一类装置，当过度电性应力发生时，该类装置会展现其转折特性。图1所示为一具有转折特性的转折装置的电流-电压曲线图。如图1所示，当转折装置的跨压低于触发电压(trigger voltage)Vtrig时，转折装置将维持截止(cutoff)状态，当跨压升至触发电压Vtrig时，转折装置中的PN接面会进入累增崩溃状态而触发转折装置的寄生BJT晶体管开启而导通电流。一旦转折装置开始导通电流，跨压会下降至持住电压(holdingvoltage)Vhold，也就是产生转折后，才恢复上升。为避免转折装置在恢复正常操作时仍维持开启或是进入栓锁(latchup)状态，持住电压Vhold应较内部电路的操作电压Vop高，较佳者应保留超出操作电压Vop的安全边际。另外，不同的内部电路可能需要不同的操作电压，因此持住电压Vhold应为可调整。

一传统方法将一或多二极管与转折装置串接以透过加诸额外的电压降来增加持住电压Vhold。然而，此尝试不仅无法达到目的，反而使上述的低持住电压问题更为恶化。图2显示单一转折装置的电流-电压曲线(如虚线所示)以及加上二极管的转折装置的电流-电压曲线(如实线所示)。如图2所示，当转折装置与二极管串联时，其持住电压Vh2远较单一转折装置的持住电压Vh1为低，表示有另外的电流导通路径被启动。

另一传统方法将一保护环结构设置于所述一或多二极管以及转折装置之間，藉以捕捉在基板中流动的电洞以及电子，因此抑制所述另外的电流导通路径被启动。虽然增加的保护环结构可协助所述一或多二极管顺利达成预期的目的，但却可能为提供保护环结构本身以及额外的布局间距而多占用许多布局面积。

因此，如何能以较小的布局面积设计出一可调整持住电压的静电放电电路是一重要课题。

发明内容

本发明的目的是要提供一静电放电保护电路，此静电放电保护电路具有一井嵌于一基板中，所述井所具有的导电型与基板的导电型相反，且所述井环绕一用来散逸静电放电电流的转折装置。另外，一掺杂区形成于所述井中并电耦接于一较可能于正向静电放电时引入静电放电电流至保护电路的电压垫。经过所述井的隔离，静电放电保护电路的持住电压可在没有保护环辅助的条件下，透过调整二极管串中二极管的数目，自转折装置的持住电压调升，因此可节省布局面积。

本发明为了达到以上目的可藉由提供一静电放电保护电路电耦接于一第一垫以及一第二垫之間。在一正常操作状态下，施加于第一垫的电压较施加于第二垫的电压为高。静电放电保护电路包含一具有第一导电型的基板；一位于基板中并具有第二导电型的第一井；一由第一井包围的转折装置；以及一位于基板中的二极管串。第一井与第一垫耦接。二极管串与转折装置串接，并且与第一井分开。串接的二极管串以及转折装置系连结于第一垫与第二垫之間。

本发明为了达到以上目的可藉由提供一静电放电保护电路电耦接于一第一垫以及一第二垫之間。在一正常操作状态下，施加于第一垫的电压较施加于第二垫的电压为高。静电放电保护电路包含一具有第一导电型的基板；一位于基板中并具有第二导电型的第一井；一位于第一井中并具有第一导电型的装置井；一位于装置井中并具有第二导电型的第一掺杂区；一位于装置井中并具有第二导电型的第二掺杂区；一位于第一与第二掺杂区之間以及装置井上方的第一闸极；以及至少一二极管区。每一二极管区包含一位于基板中的二极管井；一位于二极管井中且具有第一导电型的第三掺杂区；以及一位于二极管井中且具有第二导电型的第四掺杂区。第一井与第一垫耦接。装置井与第二垫耦接。第二掺杂区与第一闸极均与第二垫耦接。所述至少一二极管区与第一掺杂区串联，并且使第一掺杂区与第一垫耦接。