專利名稱：預(yù)防元件突返的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種預(yù)防元件突返的電路，尤其是有關(guān)于一種避免放電用的N型 晶體管基板對其寄生雙極晶體管導(dǎo)通時預(yù)防元件突返的電路。
背景技術(shù)：
—些電路在操作時必需外加高壓或是內(nèi)部產(chǎn)生高壓給電路內(nèi)部使用，當(dāng)操作 完畢電路內(nèi)部高壓必須要做放電的動作，當(dāng)在放電時有可能引起放電元件產(chǎn)生突返 (sn即back)。本實用新型提供一種電路，其能在元件做放電動作時，預(yù)防突返以避免元件燒 毀發(fā)生。 如圖1所示，N通道M0S晶體管10中以漏極區(qū)17作為集電極N+，源極區(qū)作為發(fā)射 極N—以及半導(dǎo)體基板11作為基極來寄生形成雙載子晶體管(BJT)16。 如圖2所示的，當(dāng)該N通道M0S晶體管IO處于導(dǎo)通的狀態(tài)，可能形成如圖2的該 雙載子晶體管(BJT)16的正反饋電路。 亦即，(1)在漏極區(qū)17附近的空乏層加速的電子，在空乏層內(nèi)引發(fā)雪崩倍增，而產(chǎn) 生電子、空穴；(2)該空穴在該半導(dǎo)體基板11內(nèi)流動產(chǎn)生基板電流；(3)該基板電流在該半 導(dǎo)體基板11內(nèi)產(chǎn)生電位梯度，使基板11電位上升；(4)使該源極區(qū)14/基板11間順向偏 壓；(5)從源極區(qū)14將電子植入該半導(dǎo)體基板11 ;(6)所植入的電子到達(dá)漏極區(qū)17，并再次 引起雪崩倍增。由于(1) (6)正反饋的形成，大電流使裝置被破壞。 NPN雙載子晶體管(BJT) 16是因兩個N+擴(kuò)散層靠近而寄生的，若一N+是接到VDD， 另一 N+接到VSS，就會在VDD與VSS間產(chǎn)生一寄生的元件。這雙載子晶體管(BJT) 16元件 隨著間距的縮小會具有更高的增益及更佳的雙載子晶體管特性。當(dāng)ESD電壓跨在VDD與 VSS之間時，這寄生的雙載子晶體管也容易因突返擊穿(sn即back breakdown)而導(dǎo)通。 由于寄生的NPN雙載子晶體管(BJT) 16在IC內(nèi)部布局中都只具有很小的面積，因 此這寄生的NPN雙載子晶體管(BJT)16—旦被電壓所擊穿而導(dǎo)通，很容易就會燒毀，而在 VDD與VSS之間造成永久的短路破壞現(xiàn)象，這種破壞更常見于深次微米的CMOS IC之中。 因此，本申請的發(fā)明人研究出一種預(yù)防元件突返的電路，尤其是有關(guān)于一種避免 放電用的N型晶體管基板對其寄生雙極晶體管源極端導(dǎo)通時預(yù)防元件突返的電路，其可改 善公知技術(shù)中寄生雙極晶體管導(dǎo)通造成永久的短路破壞的現(xiàn)狀。
實用新型內(nèi)容本實用新型關(guān)于一種放電時可避免放電用的一N型晶體管基板對其寄生雙極晶 體管源極端導(dǎo)通時突返的電路，該電路包含一 N型晶體管，并以其漏極區(qū)作為該雙極晶體 管的集電極，其源極區(qū)作為該雙極晶體管的發(fā)射極，以及一半導(dǎo)體基板作為該雙極晶體管 的基極寄生形成一雙極晶體管。該電路還包含一阻抗元件，該阻抗元件耦合于該N型晶體 管源極端。 其中，該阻抗元件被選擇一特定值使該寄生雙極晶體管的基極及發(fā)射極間的半導(dǎo)
3體界面無法導(dǎo)通。
其中，較佳的，該阻抗元件為一 電阻； 其中，較佳的，該阻抗元件為一P型晶體管； 其中，較佳的，該P型晶體管通過一第一開關(guān)耦合至該N型晶體管的源極； 其中，較佳的，該N型晶體管的漏極進(jìn)一步通過一第二開關(guān)耦合至地；以及 該第一開關(guān)及第二開關(guān)由二個不重復(fù)的脈沖信號所控制。 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員對于本實用新型的結(jié)構(gòu)目的和功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn) 同，茲配合附圖具體實施例詳細(xì)說明如后。
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的N型晶體管及其寄生雙極晶體管的示意圖圖2為現(xiàn)有技術(shù)的寄生的雙載子晶體管的正反饋的示意圖；圖3為用于本實用新型的第一實施例的示意圖；以及圖4為用于本實用新型的第二實施例的示意圖。10、30N通道M0S晶體管11、31基板14、34源極區(qū)16、36雙載子晶體管17漏極區(qū)33柵極區(qū)38阻抗元件401P通道MOS晶體管CLK402/CLK403脈沖信號
具體實施方式茲配合下列附圖說明本實用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，及其連結(jié)關(guān)系，以利于本領(lǐng)域技術(shù) 人員了解。 請同時參閱圖3所示，當(dāng)電路內(nèi)部即放電元件N型晶體管30的漏極被加高電壓 時，放電元件N型晶體管30的柵極信號為未致能并關(guān)閉該N型晶體管30。當(dāng)操作完畢，高 壓電路關(guān)閉時，電路內(nèi)部高壓路徑上的高電壓必須被放電，這時該N型晶體管柵極區(qū)33信 號致能使N型晶體管30打開，高電壓路徑才可以對地放電，當(dāng)在放電時也有可能由于熱載 子效應(yīng)的產(chǎn)生，使放電用的N型晶體管30的基板31 (substrate)電壓升高以至于產(chǎn)生如圖 2的正反饋。 在放電元件即該N型晶體管30的源極端34加一阻抗元件38，當(dāng)該N型晶體管30 放電時會有電流流過阻抗元件38，電流流過該阻抗元件38的結(jié)果會使N型晶體管源極端 34電壓提高，所以基板(substrate) 31電壓就必須要更高，才可使放電元件N型晶體管基板 31對N型晶體管源極端34導(dǎo)通。N型晶體管基板(substrate) 31對N型晶體管源極端34 越不易導(dǎo)通，就越不會觸發(fā)N型晶體管寄生的NPN雙載子晶體管36導(dǎo)通，該N型晶體管30 就越不會被燒毀。[0033] 本實用新型能避免放電用的N型晶體管基板(substrate)對N型晶體管源極端的 導(dǎo)通這樣就可以避免N型晶體管寄生的NPN雙載子晶體管導(dǎo)通，放電用的N型晶體管10就 不會被燒掉。但是，若該阻抗元件38太大，會造成放電時間過長；若該阻抗元件38太小，又 會造成對寄生的NPN雙載子晶體管36不導(dǎo)通的有效值太小。 請參閱圖4所示，為解決該阻抗元件38太大，會造成放電時間過長；若該阻抗元件
38太小，又會造成對寄生的NPN雙載子晶體管不導(dǎo)通的有效值太小的一實施例。 圖4將該阻抗元件，以一 P通道M0S晶體管401取代。該P通道M0S晶體管401
的尺寸，較佳的，可與前述的N型晶體管基板與源極端的尺寸做類比；如此，放電用的N型晶
體管10的長寬比越大，該P通道MOS晶體管401的長寬比亦隨之越大，也就是說，該P通道
M0S晶體管401的長寬比可為放電用的N型晶體管10的長寬比再以電子空穴的移動率去做調(diào)整。 而其柵極端，較佳的，可接到一可使該P通道MOS晶體管401導(dǎo)通的較低的電壓如 接地，但其必須經(jīng)過一個二次放電的過程，第一次放電打開該P通道M0S晶體管401，其可將 前述的N型晶體管源極端放電至接近該P通道MOS晶體管401的一臨界(threshold)電壓 Vt ;第二次放電再經(jīng)另一個開關(guān)導(dǎo)通后將該臨界(threshold)電壓Vt做徹底的放電到地。 其中，較佳的，該P通道MOS晶體管401通過一第一開關(guān)402耦合至該N型晶體管 的源極； 其中，較佳的，該N型晶體管401的漏極進(jìn)一步通過一第二開關(guān)403耦合至地；以 及 該第一開關(guān)402及第二開關(guān)403由二個不重復(fù)(non-overl即ping)的脈沖信號 CLK402/CLK403所控制。 當(dāng)然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的 情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些 相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種預(yù)防元件突返的電路，其特征在于，該電路包含一N型晶體管，并以其漏極區(qū)作為該雙極晶體管的集電極，其源極區(qū)作為該雙極晶體管的發(fā)射極，以及一半導(dǎo)體基板作為該雙極晶體管的基極寄生形成一雙極晶體管；該電路還包括一阻抗元件，該阻抗元件耦合于該N型晶體管的源極端；其中，該阻抗元件被選擇一特定值使該寄生雙極晶體管的基極及發(fā)射極間的半導(dǎo)體界面無法導(dǎo)通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，該阻抗元件為一電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，該阻抗元件為一P通道M0S晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，該P通道M0S晶體管通過一第一開關(guān)耦合 至該N型晶體管的源極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，該N型晶體管的漏極進(jìn)一步通過一第二開 關(guān)耦合至地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電路，其特征在于，該第一開關(guān)及該第二開關(guān)由二個不重 復(fù)的脈沖信號所控制。
專利摘要本實用新型公開一種預(yù)防元件突返的電路，可避免放電用的N型晶體管基板對其寄生雙極晶體管源極端導(dǎo)通，該電路包含一N型晶體管，并以其漏極區(qū)作為該雙極晶體管的集電極，其源極區(qū)作為該雙極晶體管的發(fā)射極，以及一半導(dǎo)體基板作為該雙極晶體管的基極寄生形成一雙極晶體管。該電路還包含一阻抗元件，該阻抗元件耦合于該N型晶體管源極端。其中，較佳的，該阻抗元件被選擇一特定值使該寄生雙極晶體管的基極及發(fā)射極間的半導(dǎo)體界面無法導(dǎo)通。
文檔編號H01L21/60GK201438457SQ200920148980
公開日2010年4月14日 申請日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者趙文賢 申請人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司