一种用于抑制二次回滞的SCR器件及ESD防护电路制造技术

本发明专利技术属于电子电路技术领域，提供了一种用于抑制二次回滞的SCR器件及ESD防护电路；所述SCR器件包括：第一可控硅、主SCR支路、寄生SCR支路，主SCR支路包括第二双极型晶体管，寄生SCR支路包括P阱电阻和P衬底电阻，其中P阱电阻和P衬底电阻为第三双极型晶体管的基区电阻；P衬底电阻的一端和P阱电阻的第一端共接于电学阴极，P阱电阻的第二端和第二双极型晶体管的基极共接于第一双极型晶体管的集电极；本发明专利技术中通过寄生SCR支路辅助主SCR支路导通，使主SCR支路更容易导通，有效地抑制了传统技术中SCR器件由于多次触发而出现二次回滞现象，进而导致无法对芯片进行全面ESD保护的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制二次回滞的SCR器件及ESD防护电路
本专利技术属于电子电路
，尤其涉及一种用于抑制二次回滞的SCR器件及ESD防护电路。
技术介绍
随着电子技术的快速发展，芯片逐渐在电路的结构设计中得到越来越普遍的应用；当芯片在使用过程中，需要通过电源来驱动芯片保持正常的工作；然而在电子电路中，芯片由于在工作过程中会存在较多的静电电荷，当静电电荷积累到一定数量时，芯片内部就会存在较高的静电电流，此时芯片就会向外界的电子电路输出电能以释放其内部的静电电流，即芯片的静电放电(ElectroStaticDischarge,ESD)现象；由于芯片的静电放电现象会产生较大的移动电荷，该移动电荷不但会干扰芯片在集成电路中的正常运行，而且较大的移动电荷也会对芯片的内部电路结构造成极大地破坏，甚至会导致芯片失效；因此芯片的ESD防护能力成为芯片设计过程中需要首要考虑的设计指标。在传统技术中，技术人员主要采用二极管、功率开关管以及可控硅整流器(SiliconControlledRectifier,SCR)作为ESD防护器件，以SCR为例，传统的SCR需要较高的触发电压才能导通，通常无法有效防护芯片的内部电路；因此传统技术中通过多个开关管串接来形成SCR辅助路径，以降低SCR的触发电压，从而对芯片进行更加有效的ESD保护；然而，为了实现芯片的静电放电过程，传统技术中往往需要通过多条SCR辅助路径来调节SCR的触发电压，这些SCR辅助路径会先后导通，多条SCR辅助支路均衡地释放静电电流，进而导致SCR器件会出现多次触发效应，SCR器件会出现二次回滞现象，无法对芯片进行全面的静电放电保护。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于抑制二次回滞的SCR器件及ESD防护电路，旨在解决现有的ESD防护电路中SCR器件会由于多次触发而出现二次回滞现象，进而导致SCR器件无法对芯片进行全面的静电放电保护的问题。本专利技术第一方面提供一种用于抑制二次回滞的SCR器件，包括：第一可控硅，包括第一双极型晶体管，其中所述第一双极型晶体管的发射极接所述电学阳极；主SCR支路，所述主SCR支路包括第二双极型晶体管，所述第二双极型晶体管的集电极接所述第一双极型晶体管的基极，所述第二双极型晶体管的发射极接所述电学阴极；寄生SCR支路，所述寄生SCR支路包括P阱电阻和P衬底电阻，其中所述P阱电阻和所述P衬底电阻为第三双极型晶体管的基区电阻，所述第三双极型晶体管的集电极接所述第一双极型晶体管的基极，所述第三双极型晶体管的发射极接所述电学阴极；其中，所述P衬底电阻的一端和所述P阱电阻的第一端共接于所述电学阴极，所述P阱电阻的第二端和所述第二双极型晶体管的基极共接于所述第一双极型晶体管的集电极。在其中的一个实施例中，还包括二极管串支路，所述二极管串支路包括N个依次串联连接的二极管，其中，第一个二极管的阳极接所述第一双极型晶体管的基极，第N个二极管的阴极接所述电学阴极，第i个二极管的阴极接第i+1个二极管的阳极；其中，所述N为大于或者等于2的正整数，所述i为1至N-1之间的任意正整数。在其中的一个实施例中，所述第一双极型晶体管、所述第二双极型晶体管以及所述第三双极型晶体管共用一个P阱。在其中的一个实施例中，所述第一双极型晶体管、所述第二双极型晶体管以及所述第三双极型晶体管的版图结构如下：P型衬底上依次相邻的布置有：第一沟槽、第一N阱、第二沟槽、第二N阱、第三沟槽、P阱、第三N阱以及第四沟槽；所述第一N阱上依次相邻设有：第一N+注入区、第五沟槽以及第一P+注入区，其中所述第一p+注入区与所述第二沟槽相邻；所述第二N阱上依次相邻设有：第二N+注入区、第六沟槽以及第二P+注入区，其中所述第二P+注入区与所述第三沟槽相邻；所述P阱上依次相邻设有：第三P+注入区、第七沟槽以及第三N+注入区，其中所述第三N+注入区临近所述P阱和所述第三N阱的交界处，所述P阱和所述第三N阱的交界处设有第八沟槽；所述第三N阱上依次相邻设有：第四P+注入区、第九沟槽以及第四N+注入区，其中所述第四P+注入区临近所述P阱和所述第三N阱的交界处；其中所述第一N+注入区、所述第三P+注入区以及所述第三N+注入区均接所述电学阴极，所述第四P+注入区接所述电学阳极。本专利技术第二方面提供一种ESD防护电路，包括如上所述的用于抑制二次回滞的SCR器件。本专利技术相对于传统技术所取得的有益技术效果为：由于本专利技术中的SCR器件包括主SCR支路和寄生SCR支路，主SCR支路包括第二双极型晶体管，寄生SCR支路包括P阱电阻和P衬底电阻，其中P阱电阻和P衬底电阻为第三双极型晶体管的基区电阻，那么相当于第二双极型晶体管的基极和第三双极型晶体管的基极共接于第一双极型晶体管的集电极，因此当SCR器件导通时，寄生SCR支路的基区电阻为P阱电阻和P衬底电阻之和，并且由于P阱电阻的一端与第二双极型晶体管的基极连接，那么P阱电阻的一端电位与第二双极型晶体管的基极电位相等；若寄生SCR支路导通时，由于P阱电阻和P衬底电阻这两者的升压作用，将会导致第二双极型晶体管的基极电压升高，第二双极型晶体管的基极-发射极电压更容易到达电压导通阀值；因此本专利技术中通过寄生SCR支路来辅助主SCR支路开启，使主SCR支路更容易导通，降低SCR器件的触发电流，以抑制寄生SCR支路中的放电电流，从而防止：主SCR支路和寄生SCR支路先后导通并均衡释放芯片中的静电电荷，所引起的多次触发效应，极大地抑制SCR器件的二次回滞现象，实现对于芯片更加安全的ESD保护；有效地解决了传统技术中SCR器件由于多次触发而出现二次回滞现象，进而导致SCR器件的触发电流增大，难以对芯片的内部电路进行ESD保护的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种用于抑制二次回滞的SCR器件的电路结构图；图2是本专利技术实施例提供的另一种用于抑制二次回滞的SCR器件的电路结构图；图3是本专利技术实施例提供的一种用于抑制二次回滞的SCR器件的纵向剖面图；图4是本专利技术实施例提供的一种图3的俯视图；图5是本专利技术实施例提供的一种传统SCR器件的纵向剖面图；图6是本专利技术实施例提供的一种图5的俯视图；图7是本专利技术实施例提供的一种传统SCR器件和优化SCR器件的仿真结果图；图8是本专利技术实施例提供的一种ESD防护电路的模块结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的用于抑制二次回滞的SCR器件的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：如图1所示，SCR器件包括：第一可控硅、主SCR支路101、寄生SCR支路102；其中，第一可控硅包括第一双极型晶体管P1，第一双极型晶体管P1的发射极接电学阳极VDD，通过电学阳极VDD可接入芯片的放电电流；主SCR支路101连接在第一双极型晶体管P1的集电极和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抑制二次回滞的SCR器件，其特征在于，包括：第一可控硅，包括第一双极型晶体管，其中所述第一双极型晶体管的发射极接所述电学阳极；主SCR支路，所述主SCR支路包括第二双极型晶体管，所述第二双极型晶体管的集电极接所述第一双极型晶体管的基极，所述第二双极型晶体管的发射极接所述电学阴极；寄生SCR支路，所述寄生SCR支路包括P阱电阻和P衬底电阻，其中所述P阱电阻和所述P衬底电阻为第三双极型晶体管的基区电阻，所述第三双极型晶体管的集电极接所述第一双极型晶体管的基极，所述第三双极型晶体管的发射极接所述电学阴极；其中，所述P衬底电阻的一端和所述P阱电阻的第一端共接于所述电学阴极，所述P阱电阻的第二端和所述第二双极型晶体管的基极共接于所述第一双极型晶体管的集电极。

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制二次回滞的SCR器件，其特征在于，包括：第一可控硅，包括第一双极型晶体管，其中所述第一双极型晶体管的发射极接所述电学阳极；主SCR支路，所述主SCR支路包括第二双极型晶体管，所述第二双极型晶体管的集电极接所述第一双极型晶体管的基极，所述第二双极型晶体管的发射极接所述电学阴极；寄生SCR支路，所述寄生SCR支路包括P阱电阻和P衬底电阻，其中所述P阱电阻和所述P衬底电阻为第三双极型晶体管的基区电阻，所述第三双极型晶体管的集电极接所述第一双极型晶体管的基极，所述第三双极型晶体管的发射极接所述电学阴极；其中，所述P衬底电阻的一端和所述P阱电阻的第一端共接于所述电学阴极，所述P阱电阻的第二端和所述第二双极型晶体管的基极共接于所述第一双极型晶体管的集电极。2.根据权利要求1所述的SCR器件，其特征在于，还包括二极管串支路，所述二极管串支路包括N个依次串联连接的二极管，其中，第一个二极管的阳极接所述第一双极型晶体管的基极，第N个二极管的阴极接所述电学阴极，第i个二极管的阴极接第i+1个二极管的阳极；其中，所述N为大于或者等于2的正整数，所述i为1至N-1之间的任意正整数。3.根据权利要求1或2所述的SCR器件，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎冰，刘俊杰，刘志伟，杜飞波，陈瑞博，杨楚罗，王曦，刘爱群，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44