[发明专利]多叉指型MOSFET结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电保护器件结构，特别是涉及一种多叉指型MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管)结构。

背景技术

静电泄放模式有PD(I/O端对VDD正向泄放)、ND(I/O端对VDD负向泄放)、PS(I/O端对VSS正向泄放)、NS(I/O端对VSS负向泄放)、PDS(VDD对VSS正向泄放)、NDS(VDD对VSS负向泄放)和I/O-I/O之间静电泄放等模式。MOSFET是一种结构简单、使用方便的静电泄放器件，被广泛用于静电保护电路中。图1所示为ND模式下的静电电流通路。ND模式下，一部分电流从电源VDD端流过电源箝位电路，然后从N型MOSFET(NMOS)的源端(通常NMOS的源/栅/体由金属线短接在一起)流向漏端，最后流进I/O端；另外一部分电流从电源VDD端流进P型MOSFET(PMOS)，从PMOS的源/栅/体端(通常PMOS的源/栅/体由金属线短接在一起)流向漏端，最后流进I/O端。图2所示为PS模式下的静电电流通路。PS模式下，一部分电流从I/O端流进PMOS，从PMOS的漏端流向源/栅/体端，然后流过电源箝位电路，流进VSS端；另外一部分电流流进NMOS，从NMOS的漏端流向源/栅/体端，进入VSS端。通常，由于PMOS和NMOS自身具有较强的反向静电泄放能力，并不要求静电电流一定要从主电流通路泄放或者是辅电流通路泄放。

但是，随着工艺技术的演变，常常会发现PMOS或/和NMOS的反向静电泄放能力很差。所谓反向是指电流从PMOS的源/栅/体端流向漏端，从NMOS的漏端流向源/栅/体端。正向则是指电流从PMOS的漏端流向源/栅/体端，从NMOS的源/栅/体端流向漏端。在静电泄放过程中，当主电流通路上的导通电阻比辅电流通路上的导通电阻大时，大部分电流会流过辅电流通路，从而导致辅电流通路上静电泄放能力较弱的PMOS或NMOS损坏，减弱整个静电泄放网络的静电保护能力如图1和图2所示，在这种情况下，主电流通路上的总电阻要求小于辅电流通路上的电阻，避免大量静电电流从辅电流通路上流过。但是，由于MOSFET作为静电保护器件时，通常画成多叉指型结构。如图3-5所示，多叉指型结构会引起较大的寄生体电阻，较大的体电阻会增大主电流通路上的总电阻，从而使得主电流通路上的总电阻大于辅电路上的总电阻，引起辅电流通路上的静电保护能力较差的保护器件失效，影响整个静电泄放网络的静电保护能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多叉指型MOSFET结构，它能有效降低主静电泄放通路上的总电阻，从而保证整个静电泄放网络的静电保护能力。

为解决上述技术问题，本发明的多叉指型MOSFET结构，在多叉指型MOSFET的源、漏两端并联二极管，主静电泄放电流正向流过该二极管。

由于采用上述结构，本发明的主静电泄放电流正向流过该二极管，这样能够有效降低主静电泄放通路上的总电阻，控制主静电泄放电流通路上的总电阻小于辅静电泄放电流通路上的总电阻，避免辅静电泄放电流通路上的静电保护能力较弱的保护器件PMOS或NMOS较早失效，从而保证整个静电泄放网络的静电保护能力。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是ND模式下静电泄放电流通路示意图；

图2是PS模式下静电泄放电流通路示意图；

图3是现有的多叉指型NMOS正向静电泄放等效结构示意图；

图4是现有的多叉指型PMOS正向静电泄放等效结构示意图；

图5是现有的多叉指型NMOS或PMOS版图结构示意图；

图6是本发明的多叉指型NMOS正向静电泄放等效结构示意图；

图7是本发明的多叉指型PMOS正向静电泄放等效结构示意图；

图8是本发明的实施方式(一)多叉指型MOSFET版图结构图；

图9是本发明的实施方式(二)多叉指型MOSFET版图结构图。

具体实施方式

图8和图9分别是本发明采用的两种实施方式的版图结构示意图。

实施方式一，如图8所示，在多叉指型MOSFET版图结构的两侧并入二极管，主静电泄放电流正向流过该二极管，有效降低主静电泄放通路上的总电阻，控制主静电泄放电流通路上的总电阻小于辅静电泄放电流通路上的总电阻，避免辅静电泄放电流通路上的静电保护能力较弱的保护器件PMOS或NMOS较早失效，从而保证整个静电泄放网络的静电保护能力。

实施方式二，如图9所示，在多叉指型MOSFET版图结构的四周并入二极管，主静电泄放电流正向流过该二极管，有效降低主静电泄放通路上的总电阻，控制主静电泄放电流通路上的总电阻小于辅静电泄放电流通路上的总电阻，避免辅静电泄放电流通路上的静电保护能力较弱的保护器件PMOS或NMOS较早失效，从而保证整个静电泄放网络的静电保护能力。