[实用新型]半导体设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及保护集成电路免于静电放电。

背景技术

集成电路包括旨在向外界提供连接的金属焊盘。这些焊盘中的一些焊盘能够接收电源电压。其他焊盘能够接收和/或供应输入输出信号。通常在电路的外围提供耦合至电源焊盘的电源轨以便对其不同部件进行供电。通常，绝缘层覆盖电路，仅留出对金属盘的接入。

这种电路通常以低电压电平(例如，从1到5V)并且以低电流强度(例如，从1μA到10mA)接收和/或提供信号，并且有可能在电路的焊盘之间发生过电压或过强度时被损坏。

因此，提供了这种电路以便将保护结构与每个焊盘相关联。该保护结构应当能够快速地排尽相当大电流，能够在电路的两个焊盘之间发生静电放电时发生。

美国专利号6,765,771描述了包括晶闸管的保护结构的示例。

实用新型内容

因此，实施例旨在提供被保护免于静电放电的集成电路。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种半导体设备，其特征在于，包括：输入输出焊盘；端子，所述端子被适配成连接至参考电势源；晶闸管，所述晶闸管前向连接在所述焊盘与所述端子之间，所述晶闸管包括PNPN结构、阳极栅极、阴极栅极、以及在所述阴极栅极与所述端子之间的第一电阻器；以及齐纳二极管，所述齐纳二极管耦合在所述晶闸管与所述焊盘之间，所述齐纳二极管具有耦合至所述晶闸管的所述阴极栅极的阳极以及经由第二电阻器耦合至所述焊盘的阴极，所述齐纳二极管具有与所述晶闸管的所述PNPN结构的结不同的结。

在一个实施例中，半导体设备进一步包括第三电阻器，所述第三电阻器在所述晶闸管的所述阳极栅极与所述焊盘之间。

在一个实施例中，半导体设备进一步包括二极管，所述二极管具有耦合至所述端子的阳极以及耦合至所述焊盘的阴极。

在一个实施例中，半导体设备进一步包括集成电路，所述集成电路耦合至所述输入输出焊盘，所述晶闸管与所述齐纳二极管耦合以便保护所述集成电路免于静电放电。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种半导体设备，其特征在于，包括：掺杂衬底，所述掺杂衬底属于第一导电类型并且具有表面；第一掺杂半导体区域，所述第一掺杂半导体区域属于与所述第一导电类型相反的第二导电类型并且在所述衬底中从所述表面延伸，所述第一区域包括第一部分，所述第一部分沿着第一方向延伸并且在每一端由第二部分接续，所述第二部分沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸；输入输出焊盘，所述输入输出焊盘在所述衬底的所述表面处；端子，所述端子在所述衬底的所述表面处并且被适配成连接至参考电势源；晶闸管，所述晶闸管前向连接在所述焊盘与所述端子之间，所述晶闸管包括阳极栅极、阴极栅极以及在所述阴极栅极与所述端子之间的第一电阻器，所述晶闸管被形成为包括第一晶体管和第二晶体管的PNPN结构，所述第一区域的所述第一部分形成所述第一晶体管的基极；以及齐纳二极管，所述齐纳二极管耦合在所述晶闸管与所述焊盘之间，所述齐纳二极管具有耦合至所述晶闸管的所述阴极栅极的阳极以及经由第二电阻器耦合至所述焊盘的阴极，所述齐纳二极管具有与所述晶闸管的所述PNPN结构的结不同的结。

在一个实施例中，半导体设备包括控制器，所述控制器被耦合以便在所述第二晶体管之前、之后或同时接通所述第一晶体管。

在一个实施例中，半导体设备包括第二掺杂半导体区域，所述第二掺杂半导体区域属于所述第一导电类型，比所述衬底更重掺杂，在所述第一区域的所述第一部分中仅向下延伸至所述第一区域的所述第一部分的深度的一部分，所述第二区域形成所述第一晶体管的发射极。

在一个实施例中，在所述第一区域的每个第二部分中，所述半导体设备包括第三掺杂半导体区域，所述第三掺杂半导体区域属于所述第一导电类型，比所述衬底更重掺杂，在所述第一区域的所述第二部分中仅向下延伸至所述第一区域的所述第二部分的深度的一部分，所述第三区域形成所述齐纳二极管的所述阳极。

在一个实施例中，在所述第一区域的每个第二部分中，属于所述第二导电类型的第四掺杂半导体区域从所述表面延伸，横跨所述第三半导体区域并与所述第一区域的所述第二部分接触，所述第四区域形成所述齐纳二极管的所述阴极。

在一个实施例中，所述半导体设备包括属于所述第二导电类型的第五掺杂半导体区域，所述第五区域位于所述衬底深处，所述第一区域部分地覆盖所述第五区域并且与所述第五区域接触。

在一个实施例中，所述第五区域界定了所述衬底的第一区域，所述第一区域覆盖所述第五区域并且形成所述第二晶体管的基极。