CN103915491A - 化合物半导体静电保护元件 - Google Patents

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Abstract

一种化合物半导体静电保护元件，包含三种类型，其中每一种类型包含一多栅栅极增强型场效晶体管。第一型中，源极电极通过至少一第一电阻与至少一栅极电极连接，而漏极电极通过至少一第二电阻与至少一栅极电极连接；第二型中，数个栅极电极中至少一个通过至少一第四电阻连接于两相邻栅极间区域；第三型中，数个栅极电极通过至少一个第七电阻连接于源极或漏极电极；上述三型化合物半导体静电保护元件中的任两个栅极电极可以一个电阻连接。本发明所提供的化合物半导体静电保护元件使用化合物半导体多栅极E-FET取代数个串联的E-FET二极管，因此能大幅缩小元件表面积。

Description

化合物半导体静电保护元件
技术领域
本发明有关一种化合物半导体元件，尤指一种具有静电保护功能的化合物半导体元件。
背景技术
与外部连接的积体电路容易受到来自操作环境及外围设备如人体或机器所产生的静电放电（electrostaticdischarge,ESD）脉冲所破坏，一次静电放电事件可能在短短几百奈秒(ns)时间即产生瞬间的高电流或高电压脉冲，导致元件性能下降或损坏。为了保护易受破坏的积体电路免受静电放电脉冲的损害，积体电路主要元件的对外端子皆应与静电保护电路连接。
化合物半导体元件已被广泛运用于射频电路市场，例如化合物半导体高电子迁移率晶体管(HEMT)开关，因其在射频波段的高性能，近年来常被应用于3G行动通讯产品中。然而缺乏良好的静电保护装置已成为高电子迁移率晶体管开关在应用上的一个主要缺点。传统上，静电保护电路是由串联二极管所构成。将单一一个增强型场效晶体管(enhancement-modeFET,E-FET)的栅极以一电阻连接到源极，可以等同于一个具有不同正向(Von_forward)及反向(Von_reverse)启动电压的二极管(以下简称为E-FET二极管)，如图7A所示：正向导通电压为小且等于E-FET的夹止电压，而反向导通电压为大且由反向栅极漏电流所导致电阻两端的电压降决定。使用不同电阻值的电阻可调整反向导通电压至某种程度，因此，一栅极与源极以一电阻相连的E-FET可用以作为静电保护元件。图7B显示顺向串联两个以上E-FET二极管时，可使正、负启动电压值(Von_p及Von_n)倍增，若两个E-FET二极管以反向相接，则正、负启动电压值皆由单一E-FET二极管的反向启动电压决定，如图7C所示。两个方向皆采用串联的E-FET二极管，则可用以调整整体的正、负启动电压值(如图7D)。
考虑如图8A所示的使用E-FET二极管静电保护元件的一电路，为使静电保护元件在电路运作期间维持在关闭状态，Von_P及Von_N必须在任何时候满足下列不等式：
Von_N<Vb-Va<Von_P
其中Vb及Va为该电路运作时，电路两端的电压。而如图8B所示的例子，Von_P及Von_N必须在任何时候满足下列不等式：
Von_N<Va<Von_P
为满足上述条件，可能会需要使用多个串联的E-FET二极管，而不论正向或反向串联的E-FET二极管数目增加时，都将增加整体静电保护元件所占面积，并导致晶片尺寸增大。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种使用一多栅栅极增强型场效晶体管(enhancement-modeFET,E-FET)的化合物半导体静电保护元件，其至少一栅极与源极、漏极、或两相邻栅极间区域连接。该元件所需晶片面积可比使用多个串联的单栅极E-FET二极管的静电保护元件为小。此外，该静电保护元件与使用该静电保护元件的化合物半导体电路能被整合于同一晶片上，因此能大幅缩小元件晶片尺寸。
本发明的另一目的在于提供一种使用一多栅栅极E-FET的化合物半导体静电保护元件，其至少一栅极通过一电阻连接于另一栅极，其中该另一栅极以另一电阻与源极、漏极或两相邻栅极间区域连接，使输入的射频信号能被分配到以电阻相连的两个栅极上，因此能降低每一栅极上的射频电压幅度，并能改进静电保护元件的线性特性。
为达上述目的，本发明提供一种化合物半导静电保护元件，其包含三种设计，其中第一型化合物半导静电保护元件包含一多栅栅极E-FET、至少一第一电阻以及至少一第二电阻，多栅栅极E-FET包括一源极电极、一漏极电极以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极，其中源极电极通过第一电阻与栅极电极中的至少一个连接，而漏极电极通过第二电阻与栅极电极中的至少一个连接。
前述的第一型化合物半导静电保护元件可进一步包含至少一第三电阻，连接于数个栅极电极中的两个，一栅极电极能通过该第三电阻连接于另一个直接或间接连接于源极电极或漏极电极的栅极电极，使该栅极电极也能因此直接或间接连接于源极电极或漏极电极。
本发明所提供的第二型化合物半导静电保护元件包含一多栅栅极E-FET以及至少一第四电阻，多栅栅极E-FET包括一源极电极、一漏极电极以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极，其中栅极电极中至少一个通过至少一个第四电阻连接于两相邻栅极间区域。
前述的第二型化合物半导静电保护元件可进一步包含至少一第五电阻，使该栅极电极中的至少一个通过至少一第五电阻连接于源极电极或漏极电极。
前述的第二型化合物半导静电保护元件可进一步包含至少一第六电阻，连接于数个栅极电极中的两个，第六电阻的功能与前述的第三电阻相同：一栅极电极能通过该第六电阻连接于另一个直接或间接连接于源极电极、漏极电极或两相邻栅极间区域的栅极电极，使该栅极电极也能因此直接或间接连接于源极电极、漏极电极或两相邻栅极间区域。
本发明所提供的第三型化合物半导静电保护元件包含一多栅栅极E-FET、至少一第七电阻以及至少一第八电阻，多栅栅极E-FET包括一源极电极、一漏极电极以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极，其中数个栅极电极通过至少一个第七电阻连接于源极电极或漏极电极，第八电阻的功能与前述的第三电阻相同：一栅极电极能通过该第八电阻连接于另一个直接或间接连接于源极电极、漏极电极或两相邻栅极间区域的栅极电极，使该栅极电极也能因此直接或间接连接于源极电极、漏极电极或两相邻栅极间区域。
于实施时，前述多栅栅极E-FET为一砷化镓(GaAs)场效晶体管。
于实施时，前述砷化镓多栅栅极E-FET为一高电子迁移率场效晶体管(HEMT)或一伪晶型高电子迁移率场效晶体管(pHEMT)。
于实施时，前述多栅栅极E-FET为一氮化镓(GaN)场效晶体管。
于实施时，前述多栅栅极E-FET的源极电极以与漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而前述数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间彼此交叉相邻的多指型电极。
于实施时，前述多栅栅极E-FET的源极电极以与漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而前述数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间的曲折型电极。
于实施时，前述多栅栅极E-FET的每一个栅极电极的宽度介于0.1至10mm之间。
于实施时，前述第一电阻及第二电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
为对于本发明的特点与作用能有更深入的了解，兹借实施例配合图式详述于后。
附图说明
图1A至1E为本发明所提供的第一型化合物半导体静电保护元件的数种实施例的电路图。
图2A至2D为本发明所提供的第1A至1C图所示电路的实施例的俯视示意图。
图3A至3N为应用本发明所提供的第二型化合物半导体静电保护元件的数种实施例的电路图。
图4A至4K为选自本发明所提供的图3A至3N所示电路的实施例的俯视示意图。
图5A至5C分别为应用本发明所提供的第三型化合物半导体静电保护元件的数种实施例的电路图。
图6A至6C为本发明所提供的图5A至5C所示电路的实施例的俯视示意图。
图7A至7D为先前技术中的一使用E-FET二极管的静电保护元件及其I-V曲线示意图。
图8A及8B使用E-FET二极管的静电保护元件的电路示意图。
其中：
S源极电极      D漏极电极      G1-G4栅极电极
G1a-G4a,G1b,G2b电极垫      C1-C3栅极间区域的接点
多栅栅极晶体管110第一电阻  120第二电阻
130,131第三电阻            140,141,142,143第四电阻
150,151第五电阻            160,161第六电阻。
具体实施方式
第一型化合物半导体静电保护元件
图1A-1E为本发明所提供的第一型化合物半导体静电保护元件的数种实施例的电路图。第一型化合物半导体静电保护元件等效于一具有两个反向串连的二极管的电路。第一型化合物半导体静电保护元件包括一多栅栅极E-FET(100至102)、至少一第一电阻110以及至少一第二电阻120。多栅栅极E-FET包括一源极电极S、一漏极电极D以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极(G1至G4)。源极电极S通过该至少一第一电阻110与栅极电极中的至少一个连接，而漏极电极D通过该至少一第二电阻120与栅极电极中的至少一个连接。在本实施例中，第一型化合物半导体静电保护元件可进一步包含一或多个第三电阻(130及131)，连接于数个栅极电极中的两个。在本说明书中，任两物体间的电性连接包含直接连接与间接连接，如一栅极电极能直接通过一第一电阻电性连接于源极电极，或以间接方式，通过连接于一以一第一电阻连接于源极电极的栅极电极而达成电性连接于源极电极。
图1A及1B为本发明所提供的使用一双栅极E-FET100的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例的电路图。在图1A中，源极电极S通过第一电阻110连接于栅极电极G1，而漏极电极D通过第二电阻120连接于栅极电极G2。将图1A的连接交叉即成为图1B，其中源极电极S改为通过第一电阻110连接于栅极电极G2，而漏极电极D改为通过第二电阻120连接于栅极电极G1。图1C为本发明所提供的使用一三栅极E-FET101的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例的电路图，其中源极电极S通过第一电阻110连接于栅极电极G1，并通过第一电阻110及第三电阻130连接于栅极电极G2；而漏极电极D通过第二电阻120连接于栅极电极G3。图1D及1E为本发明所提供的使用一四栅极E-FET102的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例的电路图。在图1D中，源极电极S通过第一电阻110连接于栅极电极G1，并通过第一电阻110及第三电阻130连接于栅极电极G2，而漏极电极D通过第二电阻120连接于栅极电极G4，并通过第二电阻120及第三电阻131连接于栅极电极G3。在图1E中，源极电极S通过第一电阻110连接于栅极电极G1，并通过第一电阻110及第三电阻130连接于栅极电极G2，且通过第一电阻110及第三电阻130及131连接于栅极电极G3，而漏极电极D通过第二电阻120连接于栅极电极G4。
图2A为图1A所示电路图的一种实施例。在本实施例中，源极电极S与漏极电极D为多指型电极，彼此交叉相邻。而双栅极电极G1与G2为设置于源极与漏极多指型电极间彼此交叉相邻的曲折型电极，栅极电极的端点可设置一较栅极电极宽度为宽的电极垫，用以与其他电子元件电性连接。在本实施例中，栅极电极G1与G2的一端点分别设置一电极垫G1a以及G2a，第一电阻110连接于电极垫G1a与源极电极S之间，而第二电阻120则连接于电极垫G2a与漏极电极D之间。
图2B为图1B所示电路图的一种实施例，其架构与图2A所示的实施例类似。图2C则为图1B所示电路图的另一种实施例。在本实施例中，源极电极S与漏极电极D为多指型电极，彼此交叉相邻，而双栅极电极G1与G2为设置于源极与漏极多指型电极间彼此交叉相邻的多指型电极；栅极电极G1与G2的一端点分别设置一电极垫G1a以及G2a。第一电阻110连接于电极垫G2a与源极电极S之间，而第二电阻120则连接于电极垫G1a与漏极电极D之间。
图2D为图1C所示电路图的一种实施例，其架构与图2A所示的实施例类似。栅极电极G1、G2与G3的一端点分别设置一电极垫G1a、G2a以及G3a。第一电阻110连接于电极垫G1a与源极电极S之间，第二电阻120则连接于电极垫G3a与漏极电极D之间，而第三电阻130则连接于电极垫G1a与G2a之间。
第二型化合物半导体静电保护元件
图3A-3N为本发明所提供的第二型化合物半导体静电保护元件的数种实施例的电路图，每一图底部显示有该电路的等效二极管的电路。第二型化合物半导体静电保护元件包括一多栅栅极E-FET(100至102)及至少一第四电阻(140至143)。多栅栅极E-FET包括一源极电极S、一漏极电极D以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极(G1至G4)。栅极电极中至少一个通过至少一个第四电阻连接于两相邻栅极间区域。在本实施例中，第二型化合物半导体静电保护元件可进一步包含一或多个第五电阻(150及151)，栅极电极中的至少一个可通过至少一第五电阻连接于源极电极或漏极电极。此外，第二型化合物半导静电保护元件可更包含至少一第六电阻(160及161)，连接于数个栅极电极中的两个，使一栅极电极能通过该第六电阻与一第四或第五电阻电性连接于源极电极、漏极电极或两相邻栅极间区域的栅极电极。
图3A及3B为本发明所提供的使用一双栅极E-FET100的第二型化合物半导体静电保护元件的实施例的电路图。在图3A中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，而栅极电极G2通过第四电阻140连接于栅极电极G1与G2间区域上的一接点C1。在图3B中，栅极电极G1与G2分别通过第四电阻140与141连接于栅极电极G1与G2间区域上的接点C1。
图3C-3G为本发明所提供的使用一三栅极E-FET101的第二型化合物半导体静电保护元件的实施例的电路图。在图3C中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G3通过第五电阻151连接于漏极电极D，而栅极电极G2通过第四电阻140连接于栅极电极G1与G2间区域上的接点C1。通过第二电阻120连接于栅极电极G3。在图3D中，栅极电极G2与G3分别通过第四电阻140与141连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2，而栅极电极G1通过第六电阻160及第四电阻140连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2。在图3E中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G2通过第五电阻150及第六电阻160连接于源极电极S，而栅极电极G3通过第四电阻140连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2。在图3F中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G2通过第四电阻140连接于栅极电极G1与G2间区域上的接点C1，而栅极电极G3通过第四电阻141连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2。在图3G中，栅极电极G1通过第四电阻140连接于栅极电极G1与G2间区域上的接点C1栅极电极G2与G3分别通过第四电阻140与141连接于栅极电极G2与G3间区域上的一接点C2而栅极电极G2与G3分别通过第四电阻140与141连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2。
图3H-3N为本发明所提供的使用一四栅极E-FET102的第二型化合物半导体静电保护元件的实施例的电路图。在图3H中，栅极电极G2与G3分别通过第四电阻140与141连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2，而栅极电极G1与G4分别以通过第六电阻160与栅极电极G2连接及通过第六电阻161与栅极电极G3连接的方式间接连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2。在图3I中，栅极电极G3与G4分别通过第四电阻140与141连接于栅极电极G3与G4间区域上的接点C3，而栅极电极G1与G2分别以通过第六电阻160及161与栅极电极G3连接及通过第六电阻161与栅极电极G3连接的方式间接连接于栅极电极G3与G4间区域上的接点C3。在图3J中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G2与G3分别以通过第六电阻160以及通过第六电阻160及161与栅极电极G1连接的方式间接连接于源极电极S，而栅极电极G4通过第四电阻140连接于栅极电极G3与G4间区域上的接点C3。在图3K中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G2通过第六电阻160与栅极电极G1连接而间接连接于源极电极S，栅极电极G2通过第四电阻140连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2，而栅极电极G4以通过第六电阻161与栅极电极G3连接而间接连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2。在图3L中，栅极电极G1通过第四电阻140连接于栅极电极G1与G2间区域上的接点C1，栅极电极G2与G3分别通过第四电阻141与142连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2，而栅极电极G4通过第四电阻143连接于栅极电极G3与G4间区域上的接点C3。在图3M中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G2通过第四电阻140连接于栅极电极G1与G2间区域上的接点C1，栅极电极G3通过第四电阻141连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2，而栅极电极G4通过第四电阻142连接于栅极电极G3与G4间区域上的接点C3。在图3N中，栅极电极G1通过第五电阻150连接于源极电极S，栅极电极G2通过第六电阻160与栅极电极G1连接而间接连接于源极电极S，栅极电极G3通过第四电阻140连接于栅极电极G2与G3间区域上的接点C2，而栅极电极G4通过第四电阻141连接于栅极电极G3与G4间区域上的接点C3。
图4A-4K为选自图3A-3N所示电路图的数种实施例，其架构与图2A所示的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例类似，其中源极电极S与漏极电极D为多指型电极，彼此交叉相邻；而双栅极电极G1与G2为设置于源极与漏极多指型电极间彼此交叉相邻的曲折型电极；栅极电极的端点可设置一较栅极电极宽度为宽的电极垫，用以与其他电子元件电性连接。
图4A及4B为图3A所示电路图的两种实施例。栅极电极G1与G2的一端点分别设置一电极垫G1a以及G2a；将曲折型栅极电极G1及G2间区域的一转弯处设计成具有较宽的栅极间隔并将接点C1设置于此转弯处；此外，也可如图4B所示，将曲折型栅极电极G1及G2间区域的多个转弯处设计成具有较宽的栅极间隔，以在栅极间区域设置多个接点。第四电阻140连接于电极垫G2a与接点C1之间；第五电阻150则连接于电极垫G1a与源极电极S之间。
图4C及4D为图3B所示电路图的两种实施例。栅极电极G1与G2的一端点分别设置一电极垫G1a以及G2a。栅极电极G1与G2间区域上的接点C1可设置于曲折型栅极电极G1与G2间的一或多个制作成较宽的转弯处，如图4A及4B所示。第四电阻140连接于电极垫G1a与接点C1之间；第四电阻141连接于电极垫G2a与接点C1之间。
图4E为图3E所示电路图的一种实施例。栅极电极G1、G2与G3的一端点分别设置一电极垫G1a、G2a以及G3a。栅极电极G2与G3间区域上的接点C2设置于曲折型栅极电极G2与G3间的一个制作成较宽的转弯处。第四电阻140连接于电极垫G3a与接点C2之间；第五电阻150连接于电极垫G1a与源极电极S之间；而第六电阻160则连接于电极垫G1a与G2a之间。
图4F及4G为图3F所示电路图的两种实施例。栅极电极G1、G2与G3的一端点分别设置一电极垫G1a、G2a以及G3a。栅极电极G1与G2间区域上的接点C1可设置于曲折型栅极电极G1与G2间的一或多个制作成较宽的转弯处，而栅极电极G2与G3间区域上的接点C2可设置于曲折型栅极电极G2与G3间的一或多个制作成较宽的转弯处。第四电阻140连接于电极垫G2a与接点C1之间；第四电阻141连接于电极垫G3a与接点C2之间；而第五电阻150连接于电极垫G1a与源极电极S之间。
图4H及4I为图3G所示电路图的两种实施例。栅极电极G1、G2与G3的一端点分别设置一电极垫G1a、G2a以及G3a。栅极电极G1与G2间区域上的接点C1可设置于曲折型栅极电极G1与G2间的一或多个制作成较宽的转弯处，而栅极电极G2与G3间区域上的接点C2可设置于曲折型栅极电极G2与G3间的一或多个制作成较宽的转弯处。第四电阻140连接于电极垫G2a与接点C1之间；而第四电阻141及142分别连接于接点C2与电极垫G2a及G3a之间。
图4J为图3J所示电路图的一种实施例。栅极电极G1、G2、G3与G4的一端点分别设置一电极垫G1a、G2a、G3a以及G4a。栅极电极G3与G4间区域上的接点C3设置于曲折型栅极电极G2与G3间的一个制作成较宽的转弯处。第四电阻140连接于电极垫G4a与接点C3之间；第五电阻150连接于电极垫G1a与源极电极S之间；第六电阻160连接于电极垫G1a与G2a之间；而第六电阻161则连接于电极垫G2a与G3a之间。
图4K为图3L所示电路图的一种实施例。栅极电极G1、G2、G3与G4的一端点分别设置一电极垫G1a、G2a、G3a以及G4a。曲折型栅极电极G1与G2间转弯处较宽区域、G2与G3间转弯处较宽区域以及G3与G4间转弯处较宽区域上分别设置接点C1、C2及C3。可设置于曲折型栅极电极G1与G2间的一或多个制作成较宽的转弯处，而栅极电极G2与G3间区域上的接点C2可设置于曲折型栅极电极G2与G3间的一或多个制作成较宽的转弯处。第四电阻140连接于电极垫G2a与接点C1之间；而第四电阻140、141、142及143分别连接于电极垫G1a与接点C1、电极垫G2a与接点C2、电极垫G3a与接点C2、以及电极垫G4a与接点C3。
第三型化合物半导体静电保护元件
图5A-5C为本发明所提供的第三型化合物半导体静电保护元件的数种实施例的电路图。第三型化合物半导体静电保护元件包括一多栅栅极E-FET(100至102)、至少一第七电阻170以及至少一第八电阻(180至182)。多栅栅极E-FET包括一源极电极S、一漏极电极D以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极(G1至G4)；数个栅极电极中的每一个通过该至少一第七电阻170连接于源极电极S或漏极电极D。当多栅栅极E-FET的所有栅极电极单向连接于源极或漏极电极，此一多栅栅极E-FET即等效于一个二极管。一或多个第八电阻(180及182)连接于数个栅极电极中的两个，使栅极电极可通过一或多个第八电阻及一第七电阻间接连接于源极或漏极电极。图5A-5C所示的实施例中，栅极电极G1通过第七电阻170连接于源极电极S，而其他栅极电极通过一或多个第八电阻连接于栅极电极G1。
图6A及6B为图5A所示电路图的两种实施例。图6A的架构与图2C所示的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例类似，栅极电极G1的两端分别设置一电极垫G1a以及G1b，而栅极电极G2的两端分别设置一电极垫G2a以及G2b；第七电阻170连接于电极垫G1a与源极电极S之间，而第八电阻180则连接于电极垫G1a与G2a之间。图6B的架构与图2A所示的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例类似，栅极电极G1与G2的一端点分别设置一电极垫G1a以及G2a，第七电阻170连接于电极垫G1a与源极电极S之间，而第八电阻180则连接于电极垫G1a与G2a之间。
图6C为图5B所示电路图的两种实施例。图6C的架构与图2A所示的第一型化合物半导体静电保护元件的实施例类似，第七电阻170连接于电极垫G1a与源极电极S之间，第八电阻180则连接于电极垫G1a与G2a之间，而第八电阻181则连接于电极垫G2a与G3a之间。
前述的多栅栅极E-FET可以化合物半导体材料如砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)所制成，其中砷化镓E-FET可为一高电子迁移率场效晶体管(HEMT)或一伪晶型高电子迁移率场效晶体管(pHEMT)。前述多栅栅极E-FET的每一个栅极电极的宽度可介于0.1至10mm之间，以1mm为较佳。前述第一至第八电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间，以1×103至10×103为较佳。而前述栅极电容的电容值为介于0.5至5.0pF之间，以1至3为较佳。前述化合物半导体静电保护元件的实施例包含一个多栅栅极E-FET，此外，前述化合物半导体静电保护元件也可包含数个串联的多栅栅极E-FET，此数个多栅栅极E-FET可为上述实施例中所述的多栅栅极E-FET的任意组合；本发明所提供的静电保护元件也可包含串联连接的至少一个多栅栅极E-FET及至少一个单栅极E-FET。
本发明具有以下优点：
本发明所提供的化合物半导体静电保护元件使用化合物半导体多栅栅极E-FET取代数个串联的E-FET二极管，因此能大幅缩小元件表面积。
本发明所提供的化合物半导体静电保护元件使用化合物半导体多栅栅极E-FET，使包含E-FET的积体电路能与静电保护电路整合于单一晶片上；此晶载(on-chip)静电保护电路设计能大幅缩小化合物半导体积体电路的尺寸，且能大幅简化积体电路的制程。
本发明所提供的化合物半导体静电保护元件所使用的化合物半导体多栅栅极E-FET，可使其中一栅极电极通过一电阻连接于另一栅极，其中该另一栅极以另一电阻与源极电极、漏极电极或两相邻栅极间区域连接，使输入的射频信号能被分配到以电阻相连的两个栅极上，因此能降低每一栅极上的射频电压幅度，并能改进静电保护元件的线性特性。
综上所述，本发明确实可达到预期的目的，而提供一种化合物半导体静电保护元件。

Claims (31)

1.一种化合物半导体静电保护元件，其特征在于，包括：
一个多栅栅极增强型场效晶体管，其包括一个源极电极、一个漏极电极以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极；
至少一个第一电阻，通过该第一电阻使该源极电极与该栅极电极中的至少一个连接；以及
至少一个第二电阻，通过该第二电阻使该漏极电极与该栅极电极中的至少一个连接。
2.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该栅极电极中的两个以一个第三电阻连接。
3.如权利要求2所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第三电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
4.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一砷化镓场效晶体管。
5.如权利要求4所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个高电子迁移率场效晶体管或一个伪晶型高电子迁移率场效晶体管。
6.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个氮化镓场效晶体管。
7.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该源极电极以及该漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而该数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间彼此交叉相邻的多指型电极。
8.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该源极电极以及该漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而该数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间的曲折型电极。
9.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，每一个栅极电极的宽度介于0.1至10mm之间。
10.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第一电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
11.一种化合物半导体静电保护元件，其特征在于，包括：
一个多栅栅极E-FET，其包括一个源极电极、一个漏极电极以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极；
至少一个第四电阻，通过该第四电阻使该栅极电极中的至少一个与两相邻栅极电极间的栅极间区域连接。
12.如权利要求11所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该数个栅极电极通过至少一个第五电阻与该源极电极或该漏极电极连接。
13.如权利要求12所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第五电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
14.如权利要求12所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该数个栅极电极中的两个以一个第六电阻连接。
15.如权利要求14所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第六电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
16.如权利要求11所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该数个栅极电极中的两个以一个第六电阻连接。
17.如权利要求16所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第六电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
18.如权利要求11所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个砷化镓场效晶体管。
19.如权利要求18所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个高电子迁移率场效晶体管或一个伪晶型高电子迁移率场效晶体管。
20.如权利要求11所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个氮化镓场效晶体管。
21.如权利要求11所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该源极电极以及该漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而该数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间的曲折型电极。
22.如权利要求11所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，每一个栅极电极的宽度介于0.1至10mm之间。
23.如权利要求1所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第四电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
24.一种化合物半导体静电保护元件，其特征在于，包括：
一个多栅E-FET，其包括一个源极电极、一个漏极电极以及数个位于源极电极与漏极电极间的栅极电极；
至少一个第七电阻，通过该至少一个第七电阻使该数个栅极电极中的至少一个与该源极或漏极电极连接；以及
至少一个第八电阻，通过该至少一个第八电阻使该数个栅极电极中的两个相连。
25.如权利要求24所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个砷化镓场效晶体管。
26.如权利要求25所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个高电子迁移率场效晶体管或一个伪晶型高电子迁移率场效晶体管。
27.如权利要求24所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该多栅E-FET为一个氮化镓场效晶体管。
28.如权利要求24所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该源极电极以及该漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而该数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间彼此交叉相邻的多指型电极。
29.如权利要求24所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该源极电极以及该漏极电极为多指型电极，彼此交叉相邻，而该数个栅极电极为设置于源极与漏极多指型电极间的曲折型电极。
30.如权利要求24所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，每一个栅极电极的宽度介于0.1至10mm之间。
31.如权利要求24所述的化合物半导体静电保护元件，其特征在于，该第一电阻的电阻值为介于2×102至2×104欧姆之间。
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