用于差分信号器件的静电放电保护器件制造技术

本发明专利技术提供一种具有鲁棒性的静电放电(ESD)保护器件。在一个实例中，ESD保护器件被配置为包括三个节点。当与差分信号器件一起使用时，第一节点和第二节点可以分别连接至差分信号器件的BP和BM信号线，并且第三节点可以连接至电源电压。这允许单个ESD保护器件用于保护差分信号器件的信号线，因此与使用三个双节点ESD保护器件来完成基本相同的保护机制的传统的方法相比显著节省了衬底面积。而且，如FlexRay标准所要求的，ESD保护器件可以在结构上设计为处理高压ESD事件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及电子电路，更具体地，涉及静电放电(ESD)保护器件。
技术介绍
静电放电(ESD)是通过带电物体的接触、电短路、绝缘击穿和其他的因素而导致的突然的电流。如果不适当地控制，ESD可以损坏其流经的物体(例如，集成电路)和/或扰乱电子通信信号。由于某些器件的设计和/或它们工作的环境，它们更容易受到ESD事件的影响。例如，交通工具上的组件没有电接地并且通常工作在高温和低湿度的条件下，因此为静电电荷的累积创造了良好的环境。交通工具很容易受到ESD事件的影响，再加上交通工具越来越复杂的集成电路并且越来越依赖于集成电路(例如，用于刹车、加速、转弯、稳定控制、巡航控制等)，使得ESD保护在交通工具设计中尤为重要。作为一个实例，由FlexRay联盟开发的用于汽车的FlexRay通信标准包括对于ESD保护的具体要求。例如，对于总线驱动器和通信控制器的输入/输出必须能承受高达+/－60V的电压并且通过6kV HMM(人体金属模型)的ESD应力测试。例如，FlexRay标准下的无线电收发机使用两条差分信号线(正总线(BP)和负总线(BM))来通信。更加具体地，比特位是0还是1取决于BP－BM是负的还是正的。为了保护BP和BM免受ESD事件的影响，通常使用三个ESD来保护器件，每一个ESD保护器件都具有两个节点。典型的配置是，在BP与Vss(负电源电压)之间放置第一ESD保护器件，在BM与Vss之间放置第二ESD保护器件，以及在BP与BM之间放置第三ESD保护器件。三个双节点ESD保护器件占据了衬底上的大量的空间，而这并不是所期望的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于差分信号器件的静电放电保护器件，包括：衬底，具有第一导电类型；掩埋层材料，具有第二导电类型，掩埋层材料形成在衬底的表面上方并且与衬底的表面接触；具有第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱，具有第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱形成在掩埋层材料的表面上方并且与掩埋层材料的表面接触；第一、第二、第三和第四浅阱区域，具有第一导电类型，第一、第二、第三和第四浅阱区域分别形成在具有第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱上方并且分别与具有第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱接触；第一、第二、第三和第四掺杂区域，具有第一导电类型，第一、第二、第三和第四掺杂区域分别形成在第一、第二、第三和第四浅阱区域上方并且与第一、第二、第三和第四浅阱区域接触；具有第二导电类型的第一、第二和第三高压阱，具有第二导电类型的第一、第二和第三高压阱形成在掩埋层材料的表面上方并且与掩埋层材料的表面接触，其中，具有第二导电类型的第一高压阱位于具有第一导电类型的第一高压阱与具有第一导电类型的第二高压阱之间并且与具有第一导电类型的第一高压阱和具有第一导电类型的第二高压阱接触，具有第二导电类型的第二高压阱位于具有第一导电类型的第二高压阱与具有第一导电类型的第三高压阱之间并且与具有第一导电类型的第二高压阱和具有第一导电类型的第三高压阱接触，以及具有第二导电类型的第三高压阱位于具有第一导电类型的第三高压阱与具有第一导电类型的第四高压阱之间并且与具有第一导电类型的第三高压阱和具有第一导电类型的第四高压阱接触；其中，具有第一导电类型的第一掺杂区域和第四掺杂区域连接至电源电压；其中，具有第一导电类型的第二掺杂区域连接至差分数据总线的第一信号线；以及其中，具有第一导电类型的第三掺杂区域连接至差分数据总线的第二信号线。优选地，第二掺杂区域和第三掺杂区域位于第一掺杂区域与第四掺杂区域之间。优选地，第一导电类型是P型，而第二导电类型是N型。优选地，电源电压是Vss。优选地，第一信号线和第二信号线传输极性相反的信号。优选地，差分数据总线遵守FlexRay标准。优选地，差分数据总线连接至无线电收发机。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于差分信号器件的静电放电保护器件，包括：第一节点，连接至差分信号器件的第一信号线；第二节点，连接至差分信号器件的第二信号线；第三节点，连接至差分信号器件的电源电压；其中，第一节点、第二节点和第三节点电连接至衬底的区域；以及其中，衬底的区域被配置为允许电流从第一节点、第二节点和第三节点中的任何一个节点流至其他两个节点中的至少一个节点。优选地，差分信号器件是FlexRay无线电收发机。优选地，第一信号线是正总线，并且第二信号线是负总线，差分信号器件被配置为使用正总线上的第一信号和负总线上的第二信号来确定数字信号的值。优选地，电源电压是Vss。优选地，衬底的区域掺杂有具有第一导电类型的杂质。优选地，该区域形成在具有第一导电类型的高压阱之上并且与具有第一导电类型的高压阱接触。优选地，衬底包括：第一区域、第二区域、第三区域和第四区域，具有一导电类型的杂质且杂质的浓度基本相等，其中，第二区域和第三区域位于第一区域与第四区域之间，第三节点电连接至第一区域和第四区域，第一节点电连接至第二区域，并且第二节点电连接至第三区域。根据本专利技术的又一方面，提供了一种静电放电保护器件，包括：第一、第二、第三和第四高压阱，形成在衬底上并且具有第一导电类型，其中，第二高压阱和第三高压阱位于第一高压阱与第四高压阱之间；第一节点，电连接至第一高压阱和第四高压阱；第二节点，电连接至第二高压阱；第三节点，电连接至第三高压阱；其中，第一、第二、第三和第四高压阱被配置为允许电流从第一节点、第二节点和第三节点中的任何一个节点流至其他两个节点中的至少一个节点。优选地，通过具有第二导电类型的高压阱，将具有第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱分隔。优选地，第一导电类型是P型，而第二导电类型是N型。优选地，第一节点连接至具有第一导电类型的掺杂区域，掺杂区域形成在具有第一导电类型的浅阱区域之上并且与具有第一导电类型的浅阱区域接触，浅阱区域形成在第一高压阱之上并且与第一高压阱接触。优选地，第一节点连接至差分信号器件的电源电压，第二节点连接至差分信号器件的第一信号线，以及第三节点连接至差分信号器件的第二信号线。优选地，差分信号器件被配置为使用第一信号线上的第一信号和第二信号线上的第二信号来确定数字信号的值。附图说明当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术的各个方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1是示出了根据一些实施例的保护差分信号无线电收发机的信号线的三节点ESD保护器件的结构。图2是根据一些实施例的ESD保护器件的截面图。图3A和图3B是根据一些实施例的示出了在多种施加的电压下的电流泄漏的实验结果图。图4A和图4B是根据一些实施例的示出了在多种施加的电压下的传输线脉冲的实验结果图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方
或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术可以在多个实例中重复参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于差分信号器件的静电放电保护器件，包括：衬底，具有第一导电类型；掩埋层材料，具有第二导电类型，所述掩埋层材料形成在所述衬底的表面上方并且与所述衬底的表面接触；具有所述第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱，具有所述第一导电类型的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四高压阱形成在所述掩埋层材料的表面上方并且与所述掩埋层材料的表面接触；第一、第二、第三和第四浅阱区域，具有所述第一导电类型，所述第一、所述第二、所述第三和所述第四浅阱区域分别形成在具有所述第一导电类型的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四高压阱上方并且分别与具有所述第一导电类型的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四高压阱接触；第一、第二、第三和第四掺杂区域，具有所述第一导电类型，所述第一、所述第二、所述第三和所述第四掺杂区域分别形成在所述第一、所述第二、所述第三和所述第四浅阱区域上方并且与所述第一、所述第二、所述第三和所述第四浅阱区域接触；具有所述第二导电类型的第一、第二和第三高压阱，具有所述第二导电类型的所述第一、所述第二和所述第三高压阱形成在所述掩埋层材料的表面上方并且与所述掩埋层材料的表面接触，其中，具有所述第二导电类型的所述第一高压阱位于具有所述第一导电类型的所述第一高压阱与具有所述第一导电类型的所述第二高压阱之间并且与具有所述第一导电类型的所述第一高压阱和具有所述第一导电类型的所述第二高压阱接触，具有所述第二导电类型的所述第二高压阱位于具有所述第一导电类型的所述第二高压阱与具有所述第一导电类型的所述第三高压阱之间并且与具有所述第一导电类型的所述第二高压阱和具有所述第一导电类型的所述第三高压阱接触，以及具有所述第二导电类型的所述第三高压阱位于具有所述第一导电类型的所述第三高压阱与具有所述第一导电类型的所述第四高压阱之间并且与具有所述第一导电类型的所述第三高压阱和具有所述第一导电类型的所述第四高压阱接触；其中，具有所述第一导电类型的所述第一掺杂区域和所述第四掺杂区域连接至电源电压；其中，具有所述第一导电类型的所述第二掺杂区域连接至差分数据总线的第一信号线；以及其中，具有所述第一导电类型的所述第三掺杂区域连接至所述差分数据总线的第二信号线。...

【技术特征摘要】
2015.03.13 US 14/657,6531.一种用于差分信号器件的静电放电保护器件，包括：衬底，具有第一导电类型；掩埋层材料，具有第二导电类型，所述掩埋层材料形成在所述衬底的表面上方并且与所述衬底的表面接触；具有所述第一导电类型的第一、第二、第三和第四高压阱，具有所述第一导电类型的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四高压阱形成在所述掩埋层材料的表面上方并且与所述掩埋层材料的表面接触；第一、第二、第三和第四浅阱区域，具有所述第一导电类型，所述第一、所述第二、所述第三和所述第四浅阱区域分别形成在具有所述第一导电类型的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四高压阱上方并且分别与具有所述第一导电类型的所述第一、所述第二、所述第三和所述第四高压阱接触；第一、第二、第三和第四掺杂区域，具有所述第一导电类型，所述第一、所述第二、所述第三和所述第四掺杂区域分别形成在所述第一、所述第二、所述第三和所述第四浅阱区域上方并且与所述第一、所述第二、所述第三和所述第四浅阱区域接触；具有所述第二导电类型的第一、第二和第三高压阱，具有所述第二导电类型的所述第一、所述第二和所述第三高压阱形成在所述掩埋层材料的表面上方并且与所述掩埋层材料的表面接触，其中，具有所述第二导电类型的所述第一高压阱位于具有所述第一导电类型的所述第一高压阱与具有所述第一导电类型的所述第二高压阱之间并且与具有所述第一导电类型的所述第一高压阱和具有所述第一导电类型的所述第二高压阱接触，具有所述第二导电类型的所述第二高压阱位于具有所述第一导电类型的所述第二高压阱与具有所述第一导电类型的所述第三高压阱之间并且与具有所述第一导电类型的所述第二高压阱和具有所述第一导电类型的所述第三高压阱接触，以及具有所述第二导电类型的所述第三高压阱位于具有所述第一导电类型的所述第三高压阱与具有所述第一导电类型的所述第四高压阱之间
\t并且与具有所述第一导电类型的所述第三高压阱和具有所述第一导电类型的所述第四高压阱接触；其中，具有所述第一导电类型的所述第一掺杂区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：李介文，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71