[发明专利]系统级ESD保护的共享堆叠BJT钳位

说明书

技术领域

本发明通常指集成电路器件及其制作方法。在一方面，本发明涉及集成电路和其它电路中用于静电放电（ESD）保护的半导体器件的制作和使用。

背景技术

为了在集成电路器件中免受静电放电（ESD）事件，ESD保护或钳位器件通常作为电压极限器件被提供给这种集成电路器件的输入和/或其它端子。当与正常操作电压Vo一起使用的时候，ESD保护器件旨在在相关联的集成电路的正常操作期间保持静止，但是当过度电压出现的时候被开启，从而阻止了对集成电路器件中的任何受保护的元件的损坏。一些ESD钳位电路在受保护的端子之间使用双极型晶体管和/可以控硅整流电路(又称，晶闸管电路)；所述电路在最初的触发阈值电压Vt1上开启，并且当跨过受保护的端子的电压上升超过预定触发阈值电压或极限的时候，所述电路传导电流。对于击穿触发器件，最初的触发电压Vt1与DC BV通常是密切相关联的。在操作中，随着施加到端子的电压的增加，很少的电流流经ESD钳位电路，直到达到触发阈值电压Vt1，在所述阈值电压Vt1处，ESD钳位电路开始传导电流直到达到快速恢复（snapback）点(由更高的保持电流Isb和更低的保持电压Vsb限定)，在此之后，取决于ESD声称电路的内部导通状态电阻R_ON，电流和电压可能会进一步增加到第二触发点或击穿点(Vt2、It2)，超出这个点毁灭性故障可能发生，伴随着电压降低导致了进一步的电流增加。

参照下面的附图和详细描述，在阅读本申请剩余部分之后，常规方法和技术的进一步局限和缺点对于本领域技术人员来说将变得非常明显。

附图说明

结合附图和下面的详细描述，本发明可以得到理解，并且可以获得本发明的多个目的、特征以及优点，其中：

图1显示了示出多个引脚的简化电路原理图，每个引脚被单独的由ESD保护器件的专用的堆叠形成的钳位保护；

图2显示了示出被一对ESD钳位保护，共享底部堆叠ESD保护器件的一对引脚的简化电路原理图；

图3显示了分开地带有可调谐的高位级和低位级、可被用于形成ESD保护器件的NPN堆叠的部分截面图；

图4是根据基于单堆叠NPN的ESD保护器件的横向的基极到集电极触发间距尺寸的DC击穿电压的简化图；

图5(a)显示了示出被多个在正向ESD暂现事件（transient event）中共享ESD保护器件的一个或多个堆叠的ESD钳位保护的多个引脚的简化电路原理图；

图5(b)显示了示出被多个在反向ESD暂现事件中共享ESD保护器件的一个或多个堆叠的ESD钳位保护的多个引脚的简化电路原理图；

图6显示了示出被连接在多分接头配置中的堆叠ESD保护器件保护的多个引脚的简化电路原理图，其中每个ESD保护器件给正负电压提供不同触发电压；以及

图7根据本发明选定的实施例，是示出制作和/或操作ESD保护器件的各种方法的简化原理流程图。

应了解为了简便以及清晰，附图中的元件不一定按比例绘制。例如，为了促进和提高清晰度和理解，相对于其它元件，一些元件的大小被夸大。此外，在被认为合适的地方，附图中的参考数字被重复以表示相应的或类似的元件。

具体实施方式