保护元件以及具有此保护元件的静电放电保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术是有关于一种保护元件以及具有此保护元件的静电放电保护装置。该静电放电保护装置，包括保护元件与元件控制器，且保护元件包括配置于N型深井区内的第一与第二P型井区、形成于N型深井区与第一P型井区内的第一N型晶体管，以及形成于N型深井区与第二P型井区内的第二N型晶体管。当静电脉冲出现在第一焊垫或第二焊垫时，元件控制器导通第一与第二N型晶体管其中之一，以释放静电脉冲。当第一与第二操作信号被供应至第一与第二焊垫时，元件控制器依据第一与第二操作信号关闭第一与第二N型晶体管，以致使保护元件无法形成电流路径。

【技术实现步骤摘要】
保护元件以及具有此保护元件的静电放电保护装置
本专利技术涉及一种保护元件以及具有此保护元件的静电放电保护装置，特别是涉及一种设有N型晶体管的静电放电保护元件以及具有此保护元件的静电放电保护装置。
技术介绍
为了避免静电放电(electrostatic discharge, ESD)所造成的损害，现有的集成电路往往都会加入静电放电保护装置的设计。此外，娃控整流器(silicon controlledrectifier, SCR)是一种常见的保护元件，并广泛地应用在各类型的静电放电保护装置中。双向硅控整流器(dual direction SCR)是一种可双向触发的硅控整流器。因此，对于某些特定集成电路而言，由于其必须针对正输入信号与负输入信号进行处理，因此利用双向硅控整流器来作为静电放电装置在设计上的基础元件，将可有助于符合系统的需求。然而，如同大多数的硅控整流器一样，双向硅控整流器在操作上，其导通速度往往不够快，进而影响了静电放电保护装置的防护能力。因此，各家厂商无不致力于改善上述问题，以藉此提高静电放电保护装置的防护能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种新型结构的保护元件，所要解决的技术问题是使其可依据控制端的电压准位来控制其内部N型晶体管的导通状态，进而有助于导通速度的提升，非常适于实用。本专利技术的另一目的在于，提供一种新型结构的静电放电保护装置，所要解决的技术问题是使其可通过元件控制器来控制保护元件中N型晶体管的导通状态，进而有助于提升静电放电保护装置的防护能力，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种保护元件，包括P型基底、第一 N型晶体管与第二 N型晶体管。其中，P型基底包括N型深井区、第一 P型井区与第二 P型井区，且第一与第二 P型井区配置于N型深井区内。第一N型晶体管形成于N型深井区与第一P型井区内。第二N型晶体管形成于N型深井区与第二 P型井区内。本专利技术的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的保护元件，具有第一连接端、第二连接端以及第一至第三控制端。其中，第一与第二 N型晶体管的第一漏/源极电性连接第一控制端，第一与第二 N型晶体管的第二漏/源极分别电性连接第一与第二连接端，且第一与第二 N型晶体管的栅极分别电性连接第二与第三控制端。前述的保护元件，还包括:一第一P型掺杂区，配置于该第一P型井区内，并电性连接该第一连接端。前述的保护元件，还包括:一第二P型掺杂区，配置于该第二P型井区内，并电性连接该第二连接端。前述的保护元件，其中该第一 N型晶体管包括:一第一栅极结构，配置于该第一 P型井区上，且该第一 N型晶体管的栅极是由该第一栅极结构所形成；一第一 N型掺杂区，配置于该N型深井区内，并邻接该第一 P型井区，且该第一 N型晶体管的第一漏/源极是由该第一 N型掺杂区所形成；以及一第二 N型掺杂区，配置于该第一 P型井区内，且该第一 N型晶体管的第二漏/源极是由该第二 N型掺杂区所形成。前述的保护元件，其中该第一 N型晶体管还包括:一第一 N型浅掺杂区，设置于该第一栅极结构下方的该第一 P型井区内，并环绕该第一 N型掺杂区。前述的保护元件，其中该第二 N型晶体管包括:一第二栅极结构，配置于该第二 P型井区上，且该第二 N型晶体管的栅极是由该第二栅极结构所形成；一第三N型掺杂区，配置于该N型深井区内，并邻接该第二P型井区，且该第二N型晶体管的第一漏/源极是该第三N型掺杂区所形成；以及一第四N型掺杂区，配置于该第二 P型井区内，且该第二 N型晶体管的第二漏/源极是由该第四N型掺杂区所形成。前述的保护元件，其中该第二 N型晶体管还包括:一第二 N型浅掺杂区，设置于该第二栅极结构下方的该第二 P型井区内，并环绕该第三N型掺杂区。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种静电放电保护装置，电性连接第一焊垫与第二焊垫，并包括上述的保护元件与元件控制器。其中，保护元件通过第一与第二连接端分别电性连接第一与第二焊垫。元件控制器电性连接第一至第三控制端。此外，当静电脉冲出现在第一焊垫或第二焊垫时，元件控制器导通第一与第二N型晶体管其中之一，以通过保护元件中的电流路径来释放静电脉冲。当第一与第二操作信号被供应至第一与第二焊垫时，元件控制器依据第一与第二操作信号关闭第一与第二 N型晶体管，以致使保护元件无法形成电流路径。本专利技术的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的静电放电保护装置，其中当静电脉冲出现在第一焊垫时，上述之元件控制器将静电脉冲导引至第一控制端，且元件控制器导通第二 N型晶体管，并关闭第一 N型晶体管。前述的静电放电保护装置，其中该元件控制器还将静电脉冲导引至第三控制端，并将第二控制端的电压准位下拉至接地电压。前述的静电放电保护装置，其中该元件控制器包括第一选择电路以及第一控制电路。其中，第一选择电路电性连接第一焊垫、第二焊垫与第一控制端。此外，第一选择电路会从来自第一与第二焊垫的信号中选出一高准位信号，并输出高准位信号至第一控制端。第一控制电路电性连接第一焊垫、第二焊垫、第二控制端与第三控制端。此外，第一控制电路依据来自第一与第二焊垫之信号的频率，来调整第二控制端与第三控制端的电压准位。前述的静电放电保护装置，其中该元件控制器还将静电脉冲导引至第二控制端与第三控制端。前述的静电放电保护装置，其中该第一选择电路包括:一第一 P型晶体管，其栅极电性连接该第一焊垫；一第二 P型晶体管，其栅极电性连接该第一焊垫，且该第一 P型晶体管与该第二P型晶体管串接在该第二焊垫与该第一控制端之间；一第三P型晶体管，其栅极电性连接该第二焊垫；以及一第四P型晶体管，其栅极电性连接该第二焊垫，且该第三P型晶体管与该第四P型晶体管串接在该第一焊垫与该第一控制端之间。前述的静电放电保护装置，其中该第一控制电路包括:一第一电容，其第一端电性连接该第一焊垫，该第一电容的第二端电性连接该第三控制端；一第一电阻，其第一端电性连接该第一电容的第二端，该第一电阻的第二端电性连接该第二焊垫；一第二电容，其第一端电性连接该第二焊垫，该第二电容的第二端电性连接该第二控制端；以及一第二电阻，其第一端电性连接该第二电容的第二端，该第二电阻的第二端电性连接该第一焊垫。前述的静电放电保护装置，其中该第一控制电路包括:一第三电容，其第一端电性连接该第一焊垫，该第三电容的第二端电性连接该第三控制端；一第三N型晶体管，其第一漏/源极电性连接该第三电容的第二端，该第三N型晶体管的栅极电性连接该第一选择电路，该第三N型晶体管的第二漏/源极电性连接该第二焊垫；一第四电容，其第一端电性连接该第二焊垫，该第四电容的第二端电性连接该第二控制端；以及一第四N型晶体管，其第一漏/源极电性连接该第四电容的第二端，该第四N型晶体管的栅极电性连接该第一选择电路，该第四N型晶体管的第二漏/源极电性连接该第一焊垫。前述的静电放电保护装置，其中该元件控制器包括:一第二选择电路，电性连接该第一焊垫、该第二焊垫与该第一控制端，其中该第二选择电路会从来自该第一与该第二焊垫的信号中选出一高准位信号，并输出该高准位信号至该第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电放电保护装置，电性连接一第一焊垫与一第二焊垫，其特征在于其包括：一保护元件，具有一第一连接端、一第二连接端以及一第一至一第三控制端，其中该保护元件通过该第一与该第二连接端分别电性连接该第一与该第二焊垫，并包括：一P型基底，其包括一N型深井区、一第一P型井区与一第二P型井区，其中该第一与该第二P型井区配置于该N型深井区内；一第一N型晶体管，形成于该N型深井区与该第一P型井区内;及一第二N型晶体管,形成于该N型深井区与该第二P型井区内,且该第一与该第二N型晶体管的第一漏/源极电性连接该第一控制端,该第一与该第二N型晶体管的第二漏/源极分别电性连接该第一与该第二连接端,该第一与该第二N型晶体管的栅极分别电性连接该第二与该第三控制端;以及一元件控制器，电性连接该第一至该第三控制端，当一静电脉冲出现在该第一焊垫或该第二焊垫时，该元件控制器导通该第一与该第二N型晶体管其中之一，以通过该保护元件中的一电流路径来释放该静电脉冲，当一第一与一第二操作信号被供应至该第一与该第二焊垫时，该元件控制器依据该第一与该第二操作信号关闭该第一与该第二N型晶体管，以致使该保护元件无法形成该电流路径。

【技术特征摘要】
1.一种静电放电保护装置，电性连接一第一焊垫与一第二焊垫，其特征在于其包括: 一保护元件，具有一第一连接端、一第二连接端以及一第一至一第三控制端，其中该保护元件通过该第一与该第二连接端分别电性连接该第一与该第二焊垫，并包括: 一 P型基底，其包括一 N型深井区、一第一 P型井区与一第二 P型井区，其中该第一与该第二P型井区配置于该N型深井区内； 一第一 N型晶体管，形成于该N型深井区与该第一 P型井区内；及一第二N型晶体管，形成于该N型深井区与该第二P型井区内，且该第一与该第二N型晶体管的第一漏/源极电性连接该第一控制端，该第一与该第二 N型晶体管的第二漏/源极分别电性连接该第一与该第二连接端，该第一与该第二N型晶体管的栅极分别电性连接该第二与该第三控制端；以及 一元件控制器，电性连接该第一至该第三控制端，当一静电脉冲出现在该第一焊垫或该第二焊垫时，该元件控制器导通该第一与该第二 N型晶体管其中之一，以通过该保护元件中的一电流路径来释放该静电脉冲，当一第一与一第二操作信号被供应至该第一与该第二焊垫时，该元件控制器依据该第一与该第二操作信号关闭该第一与该第二 N型晶体管，以致使该保护元件无法形成该电流路径。2.根据权利要求1所述的静电放电保护装置，其特征在于其中当该静电脉冲出现在该第一焊垫时，该元件控制器将该静电脉冲导引至该第一控制端，且该元件控制器导通该第二 N型晶体管，并关闭该第一 N型晶体管。3.根据权利要求2所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该元件控制器还将该静电脉冲导引至该第三控制端，并将该第二控制端的电压准位下拉至一接地电压。`4.根据权利要求2所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该元件控制器还将该静电脉冲导引至该第二控制端与该第三控制端。5.根据权利要求1所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该元件控制器包括: 一第一选择电路，电性连接该第一焊垫、该第二焊垫与该第一控制端，其中该第一选择电路会从来自该第一与该第二焊垫的信号中选出一高准位信号，并输出该高准位信号至该第一控制端；以及 一第一控制电路，电性连接该第一焊垫、该第二焊垫、该第二控制端与该第三控制端，其中该第一控制电路依据来自该第一与该第二焊垫的信号的频率，来调整该第二控制端与该第三控制端的电压准位。6.根据权利要求5所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该第一选择电路包括: 一第一 P型晶体管，其栅极电性连接该第一焊垫； 一第二 P型晶体管，其栅极电性连接该第一焊垫，且该第一 P型晶体管与该第二 P型晶体管串接在该第二焊垫与该第一控制端之间； 一第三P型晶体管，其栅极电性连接该第二焊垫；以及 一第四P型晶体管，其栅极电性连接该第二焊垫，且该第三P型晶体管与该第四P型晶体管串接在该第一焊垫与该第一控制端之间。7.根据权利要求5所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该第一控制电路包括: 一第一电容，其第一端电性连接该第一焊垫，该第一电容的第二端电性连接该第三控制端；一第一电阻，其第一端电性连接该第一电容的第二端，该第一电阻的第二端电性连接该第二焊垫； 一第二电容，其第一端电性连接该第二焊垫，该第二电容的第二端电性连接该第二控制端；以及 一第二电阻，其第一端电性连接该第二电容的第二端，该第二电阻的第二端电性连接该第一焊垫。8.根据权利要求5所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该第一控制电路包括: 一第三电容，其第一端电性连接该第一焊垫，该第三电容的第二端电性连接该第三控制端； 一第三N型晶体管，其第一漏/源极电性连接该第三电容的第二端，该第三N型晶体管的栅极电性连接该第一选择电路，该第三N型晶体管的第二漏/源极电性连接该第二焊垫； 一第四电容，其第一端电性连接该第二焊垫，该第四电容的第二端电性连接该第二控制端；以及 一第四N型晶体管，其第一漏/源极电性连接该第四电容的第二端，该第四N型晶体管的栅极电性连接该第一选择电路，该第四N型晶体管的第二漏/源极电注连接该第一焊垫。9.根据权利要求1所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该元件控制器包括: 一第二选择电路，电性连接该第一焊垫、该第二焊垫与该第一控制端，其中该第二选择电路会从来自该第一与该第二焊垫的信号中选出一高准位信号，并输出该高准位信号至该第一控制端； 一第三选择电路，电性连接该第一焊垫与该第二焊垫，其中该第三选择电路会从来自该第一与该第二焊垫的信号中选出一低准位信号，并输出该低准位信号；以及 一第二控制电路，电性连接该第二选择电路、该第三选择电路、该第二控制端与该第三控制端，其中当该静电脉冲出现在该第一焊垫时，该第二控制电路将由该静电脉冲所形成的该高准位信号输出至该第二与该第三控制端，当该第一与该第二操作信号被供应至该第一与该第二焊垫时，该第二控制电路接收一电源电压，并将该低准位信号输出至该第二与该第三控制端。10.根据权利要求9所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该第二选择电路包括: 一第五P型晶体管，其栅极电性连接该第一焊垫； 一第六P型晶体管，其栅极电性连接该第一焊垫，且该第五P型晶体管与该第六P型晶体管串接在该第二焊垫与该第一控制端之间； 一第七P型晶体管，其栅极电性连接该第二焊垫；以及 一第八P型晶体管，其栅极电性连接该第二焊垫，且该第七P型晶体管与该第八P型晶体管串接在该第一焊垫与该第一控制端之间。11.根据权利要求9所述的静电放电保护装置，其特征在于其中该第三选择电路包括: 一第五N型晶体管，其第一漏/源极电性连接该第二焊垫，该第五N型晶体管的栅极电性连接该第一焊垫； 一第六N型晶体管，其第一漏/源极电性连接该第五N型晶体管的第二漏/源极，该第六N型晶体管的栅极电性连接该第一焊垫，该第六N型晶体管的第二漏/源极电性连接该第二控制电路； 一第七N...

【专利技术属性】
技术研发人员：何永涵，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：