[发明专利]嵌入N通道金属氧化半导体触发式硅控整流装置

说明书

本发明公开一种嵌入N通道金属氧化半导体触发式硅控整流装置，其包含一P型基板、至少一整流区域和至少一触发器。整流区域包括一第一N型重掺杂区、一N型井区和一第一P型重掺杂区。或者，硅控整流装置包括一N型基板、一第一P型井区、至少一整流区域和至少一触发器。整流区域包括一第二P型井区、一第一N型重掺杂区和一第一P型重掺杂区。触发器与P型基板或第一P型井区形成至少一个N通道金氧半场效晶体管。触发器独立于整流区。第一P型重掺杂区位于在触发器和第一N型重掺杂区之间。

技术领域

本发明关于一种硅控整流装置，且特别关于一种嵌入N通道金属氧化半导体(NMOS)触发式硅控整流装置。

背景技术

静电放电(ESD)损坏已成为纳米级互补式金氧半导体(CMOS)制程中制造的CMOS集成电路产品的主要可靠性问题。ESD保护元件通常设计用于释放ESD能量，从而可以防止集成电路芯片的ESD损坏。

ESD保护装置的工作原理如图1所示，在集成电路芯片上，静电放电(ESD)保护装置10并联欲保护电路12，当ESD情况发生时，ESD保护装置10瞬间被触发，同时，ESD保护装置10亦可提供一低电阻路径，以供瞬时的ESD电流进行放电，让ESD瞬时电流的能量通过ESD保护装置10得以释放。硅控整流装置展现了强健的静电放电耐受度与每单位面积的电流释放能力。硅控整流装置广泛地作为静电放电保护的芯片上(on-chip)结构。当此芯片上结构整合于一低操作电源的集成电路装置中时，硅控整流装置的高处发电压面对应用上范围的限制。因此，某些进阶式技术，例如齐纳二极管触发式硅控整流器被提出以加强静电放电效能。然而，传统的齐纳二极管触发式硅控整流器占有大面积的硅，亦面对每单位面积的较低电流释放能力的问题。此外，美国专利案号7825473公开一种硅控整流器，其中P通道金氧半场效晶体管位于硅控整流器的阳极与阴极之间，以增加阳极与阴极之间的长度与硅控整流器的导通电阻，使硅控整流器的箝位电压无法有效降低。

因此，本发明针对上述的困扰，提出一种嵌入N通道金属氧化半导体(NMOS)触发式硅控整流装置，以解决现有技术所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种嵌入N通道金属氧化半导体(NMOS)触发式硅控整流装置，其利用N通道金氧半场效晶体管与信号侦测器降低箝位电压与增加释放并未通过N通道金氧半场效晶体管的一静电放电电流的速度，适用于低电压应用。

为达上述目的，本发明提供一种嵌入N通道金属氧化半导体(NMOS)触发式硅控整流装置，包含一P型基板、至少一整流区域与至少一触发器。整流区域设于P型基板中，并电性连接一阳极与一阴极。整流区域包含一第一N型重掺杂区、一N型井区与一第一P型重掺杂区。第一N型重掺杂区设于P型基板中，并电性连接阴极。N型井区设于P型基板中。第一P型重掺杂区设于N型井区中，并电性连接阳极。触发器设于P型基板与N型井区中，触发器与P型基板形成至少一N通道金氧半场效晶体管，触发器与整流区域彼此独立，第一P型重掺杂区位于触发器与第一N型重掺杂区之间。

在本发明的一实施例中，硅控整流装置还包含一信号侦测器，其电性连接触发器、阳极与阴极。在一静电放电电压发生在阳极时，信号侦测器接收静电放电电压，以导通N通道金氧半场效晶体管，进而触发第一P型重掺杂区、N型井区、P型基板与第一N型重掺杂区，以释放一静电放电电流。

在本发明的一实施例中，在静电放电电压消失时，信号侦测器关闭N信道金氧半场效晶体管。

在本发明的一实施例中，整流区域还包含一第二P型重掺杂区，其设于P型基板，并电性连接阴极。