CN104659029B - 高压ldmos自触发静电保护结构 - Google Patents

高压ldmos自触发静电保护结构 Download PDF

Info

Publication number
CN104659029B
CN104659029B CN201310608722.0A CN201310608722A CN104659029B CN 104659029 B CN104659029 B CN 104659029B CN 201310608722 A CN201310608722 A CN 201310608722A CN 104659029 B CN104659029 B CN 104659029B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ldmos
diode
grid
type
type ldmos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310608722.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104659029A (zh
Inventor
苏庆
苗彬彬
邓樟鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Original Assignee
Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp filed Critical Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
Priority to CN201310608722.0A priority Critical patent/CN104659029B/zh
Publication of CN104659029A publication Critical patent/CN104659029A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104659029B publication Critical patent/CN104659029B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高压LDMOS自触发静电保护结构，包括：一N型LDMOS，整体置于一硅衬底上方的N型埋层内，排列成多指状阵列结构；一二极管串，有二极管顺序串联组成，其阴极与N型LDMOS的漏极相连到静电进入端，其阳极与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极与N型LDMOS的栅极相连；第二二极管，其阴极与N型LDMOS的栅极相连，其阳极与N型LDMOS的源极相连接地；第一电阻连接于N型LDMOS的栅极和源极之间；所述高压N型LDMOS的栅极与内部电路信号输出端相连。本发明既可以有效地提高LDMOS的静电保护能力，又能保证LDMOS的低导通电阻特性不受明显影响，可运用于BCD工艺电源管理类产品以及需要较大开关电流的应用上。

Description

高压LDMOS自触发静电保护结构
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种用于静电保护（ESD）的高压LDMOS自触发静电保护结构。
背景技术
静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD。
对高压电路的静电保护解决方案，一般有两种：一是采取自保护的方案，如图1所示，即被保护电路本身即具有一定的静电泄放能力，不需额外的静电保护措施；另一种则是采取外接保护电路的方案，这要求外接的保护电路在静电来临时的开启速度快于内部被保护电路，这样才能起到保护效果。然而，对于一些被保护高压器件来说，在静电来临时的开启速度虽然仍大于最大工作电压，但已经很接近于最大工作电压，这就导致外接保护电路的设计窗口很小，甚至几乎没有。这就要求内部电路只能采取自保护的结构。但是通常LDMOS器件存在开启电流不均匀的问题，因此能力均比较低。如何提高高压自保护LDMOS的ESD能力，一直是高压静电设计的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种与现有高压LDMOS静电保护器件相比具有更高静电保护能力的高压LDMOS自触发静电保护结构
为解决上述技术问题，本发明的高压LDMOS自触发静电保护结构，包括：
一N型LDMOS，整体置于一硅衬底上方的N型埋层内，排列成多指状阵列结构；
一二极管串，由二极管顺序串联组成，其阴极与N型LDMOS的漏极相连到静电进入端，其阳极与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极与N型LDMOS的栅极相连；
第二二极管，其阴极与N型LDMOS的栅极相连，其阳极与N型LDMOS的源极相连接地；
第一电阻连接于N型LDMOS的栅极和源极之间；
所述高压N型LDMOS的栅极与内部电路信号输出端相连。
本发明基于的高压LDMOS的多指状阵列结构（可采用如图2所示结构），该结构在经受静电打击时，由于栅极处于不定态，可能为低，此时N型LDMOS的沟道处于截止状态，只能靠寄生的NPN三极管进行触发来泄放电流，而由于高压LDMOS的多指状结构触发可能不均匀，易导致在较低静电等级下即失效，静电保护能力不高。
本发明对上述结构的进行了改进，在高压N型LDMOS的栅极上增加一个触发电路，设计的第一二极管串的反向击穿电压高于漏端正常工作电压，但同时低于N型LDMOS的寄生NPN触发电压；设计的第一二极管和第二二极管的反向击穿电压均高于栅极的工作电压，同时低于栅极氧化层击穿电压；设计的第一电阻阻值在千欧姆到兆欧姆量级，主要起限流辅助提高栅极电压的作用；当有正电荷的静电从漏端进入时，由于第一二极管串的击穿电压低于N型LDMOS的寄生NPN触发电压，而第一二极管处于正向导通的状态，因此栅极电位会被抬高，此时的N型LDMOS会处于沟道开启状态，静电可以通过LDMOS的沟道导通来泄放电流，此时泄放电流能力远高于栅压低时沟道截止时的能力，如图4所示。而当此电路处于正常工作状态时，由于第一二极管串的击穿电压高于漏端正常工作电压，因此栅极的电位不会被第一二极管串抬高；由于第一二极管的反向击穿电压高于栅极的工作电压，也不会因为漏端的电位低于栅极电位而被抬高的现象。此时的栅极电位由内部电路的输出信号来控制。
本发明主要运用于高压LDMOS的自触发静电保护。既可以有效地提高LDMOS的静电保护能力，又能保证LDMOS的低导通电阻特性不受明显影响。此结构可运用于BCD工艺电源管理类产品以及需要较大开关电流的应用上。
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是一种现有外接电路保护结构示意图。
图2是本发明一实施例的结构示意图。
图3是高压LDMOS的多指状阵列结构一实施例的结构示意图。
图4是不同栅压下N型LDMOS沟道导通时漏端电流效果示意图。
图5是本发明应用结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明一实施例，包括：一N型LDMOS，整体置于一硅衬底上方的N型埋层内，排列成多指状阵列结构；本实施例中的LDMOS结构如图3所示，该结构为一种现有结构，详细结构不再赘述；
一二极管串，由多个二极管顺序串联组成，其阴极与N型LDMOS的漏极相连到静电进入端，其阳极与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极与N型LDMOS的栅极相连；
第二二极管，其阴极与N型LDMOS的栅极相连，其阳极与N型LDMOS的源极相连接地；
第一电阻连接于N型LDMOS的栅极和源极之间；
所述高压N型LDMOS的栅极与内部电路信号输出端相连。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高压LDMOS自触发静电保护结构，其特征是，包括：
一N型LDMOS，整体置于一硅衬底上方的N型埋层内，排列成多指状阵列结构；
一二极管串，由二极管顺序串联组成，其阴极与N型LDMOS的漏极相连到静电进入端，其阳极与第一二极管的阳极相连，第一二极管的阴极与N型LDMOS的栅极相连；
第二二极管，其阴极与N型LDMOS的栅极相连，其阳极与N型LDMOS的源极相连接地；
第一电阻连接于N型LDMOS的栅极和源极之间；
所述高压N型LDMOS的栅极与内部电路信号输出端相连；
第一二极管串的反向击穿电压高于N型LDMOS漏端正常工作电压，但同时低于N型LDMOS的寄生NPN触发电压；第一二极管和第二二极管的反向击穿电压均高于N型LDMOS栅极的工作电压，同时低于栅极氧化层击穿电压。
CN201310608722.0A 2013-11-25 2013-11-25 高压ldmos自触发静电保护结构 Active CN104659029B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310608722.0A CN104659029B (zh) 2013-11-25 2013-11-25 高压ldmos自触发静电保护结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310608722.0A CN104659029B (zh) 2013-11-25 2013-11-25 高压ldmos自触发静电保护结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104659029A CN104659029A (zh) 2015-05-27
CN104659029B true CN104659029B (zh) 2017-12-05

Family

ID=53249973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310608722.0A Active CN104659029B (zh) 2013-11-25 2013-11-25 高压ldmos自触发静电保护结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104659029B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113345964B (zh) * 2021-05-17 2022-05-10 杰华特微电子股份有限公司 一种横向双扩散晶体管

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US606249A (en) * 1898-06-28 Coin-controlled vend ing-machine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278188A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Renesas Electronics Corp 半導体集積回路装置
USD606249S1 (en) * 2009-07-23 2009-12-15 Conair Corporation Hair dryer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US606249A (en) * 1898-06-28 Coin-controlled vend ing-machine

Also Published As

Publication number Publication date
CN104659029A (zh) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102110686B (zh) 一种基于scr的集成电路静电保护器件
CN102148499B (zh) Cdm esd保护电路
CN107452735B (zh) 一种嵌入无沟道型ldpmos的双向可控硅静电防护器件
CN104867910A (zh) 静电放电保护电路及半导体元件
CN104716132A (zh) 一种低触发电压和高维持电压的硅控整流器及其电路
CN103985710A (zh) 一种双向scr结构的esd防护器件
CN102522404B (zh) 低触发电压的双向scr esd保护电路
CN109742071A (zh) 一种soi功率开关的esd保护器件
CN108091647A (zh) 自偏压双向esd保护电路
CN105895631B (zh) 一种高压ldmos静电保护电路结构
CN103094278B (zh) Pmos嵌入的低压触发用于esd保护的scr器件
CN104659029B (zh) 高压ldmos自触发静电保护结构
CN107039422A (zh) 一种集成电路esd全芯片防护电路
CN101752849A (zh) 防静电保护电路
CN102693980B (zh) 一种低触发电压的可控硅静电放电保护结构
CN104426119B (zh) 一种电源输出保护电路
CN209045551U (zh) 一种端口静电释放保护电路
CN103545365B (zh) 用于静电保护的高压nldmos结构
CN104637934B (zh) Esd保护器件
CN104241276B (zh) 一种堆叠stscr‑ldmos的高压esd保护电路
CN102938403B (zh) 一种用于esd保护的低压触发scr器件
CN102157520A (zh) 静电放电保护电路
CN103178105B (zh) Native NMOS低压触发的用于ESD保护的SCR器件
CN107579065A (zh) 一种高维持电压可控硅静电防护器件
CN109216343A (zh) 具有静电释放保护结构的半导体装置及其版图结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant