專利名稱：靜電放電防護(hù)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭示內(nèi)容是有關(guān)于一種防護(hù)元件，且特別是有關(guān)于一種靜電放電防護(hù)元件。
背景技術(shù)：
一般而言，各種電子裝置中均會設(shè)置有靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD)防護(hù)的機(jī)制，藉以避免當(dāng)人體帶有過多的靜電而去觸碰電子裝置時，電子裝置因?yàn)殪o電所產(chǎn)生的瞬間大電流而導(dǎo)致毀損，或是避免電子裝置受到環(huán)境或運(yùn)送工具所帶的靜電影響而產(chǎn)生無法正常運(yùn)作的情形。舉例而言，單一電子元件(如積體電路晶片)中可能具有多種電源區(qū)域(powerdomain)，藉此提供各種所需電源予不同的電路，以供各類型的電路操作。然而，在單一電子元件中設(shè)計(jì)多種電源區(qū)域的方式，通常會導(dǎo)致電子元件本身的靜電放電防護(hù)能力變差，使得不同電源區(qū)域之間的介面無法有效地進(jìn)行靜電放電防護(hù)，進(jìn)而發(fā)生有內(nèi)部電路毀損的情形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種靜電放電防護(hù)元件，藉此進(jìn)行靜電放電防護(hù)。本揭不內(nèi)容的一技術(shù)樣態(tài)系關(guān)于一種靜電放電防護(hù)兀件，其包含一第一晶體管以及一第二晶體管。第一晶體管包含第一基體電極、第一電極以及第二電極，第一基體電極與第一電極形成一第一寄生二極管，第一基體電極與第二電極形成一第二寄生二極管。第二晶體管包含第二基體電極、第三電極以及第四電極，第二基體電極與第三電極形成一第三寄生二極管，第二基體電極與第四電極形成一第四寄生二極管。第一基體電極連接于第三電極，第二基體電極連接于第一電極。本揭不內(nèi)容的另一技術(shù)樣態(tài)系關(guān)于一種靜電放電防護(hù)兀件，其包含一第一晶體管以及一第二晶體管。第一晶體管包含第一基體電極、第一電極以及第二電極，第一基體電極、第一電極與第二電極形成一等效電路。第二晶體管包含第二基體電極、第三電極以及第四電極，第二基體電極、第三電極與第四電極形成另一等效電路。第一基體電極連接于第三電極而無二極管串接于第一基體電極和第三電極之間，第二基體電極連接于第一電極而無二極管串接于第二基體電極和第一電極之間。本揭不內(nèi)容的又一技術(shù)樣態(tài)系關(guān)于一種靜電放電防護(hù)兀件，其包含一第一晶體管以及一第二晶體管。第一晶體管包含第一基體電極、第一電極以及第二電極，第一晶體管中具有一第一寄生二極管以及一第二寄生二極管。第二晶體管包含第二基體電極、第三電極以及第四電極，第二晶體管中具有一第三寄生二極管以及一第四寄生二極管。第一寄生二極管、第二寄生二極管、第三寄生二極管以及第四寄生二極管系用以選擇性地傳導(dǎo)第一電極、第二電極、第三電極以及第四電極中二者間相對的靜電放電電流。根據(jù)本揭示的技術(shù)內(nèi)容，應(yīng)用前述靜電放電防護(hù)元件，可有效地增強(qiáng)整體電路的靜電放電防護(hù)，藉此提升導(dǎo)通靜電放電電流的能力。


圖I系依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種靜電放電防護(hù)元件的示意圖。圖2至圖5系依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖I所示的靜電放電防護(hù)元件的操作示意圖。圖6系依照本發(fā)明另一實(shí)施例繪示一種靜電放電防護(hù)元件的示意圖。圖7至圖10系依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖6所示的靜電放電防護(hù)元件的操作示意圖。圖11系繪示習(xí)知元件、習(xí)知防護(hù)元件與本發(fā)明實(shí)施例的靜電放電防護(hù)元件三者經(jīng)傳輸線觸波產(chǎn)生器靜電測試(Transmission Line Pulsing, TLP)后的比較圖。
主要元件符號說明100、200 :靜電放電防護(hù)元件110、210 :第一晶體管120、220 :第二晶體管112:第一基體電極122:第二基體電極114、116、124、126 :電極A1、A2、C1、C2 :端點(diǎn)D1、D2、D3、D4 :寄生二極管
具體實(shí)施例方式下文系舉實(shí)施例配合所附圖式作詳細(xì)說明，但所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)運(yùn)作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，圖式僅以說明為目的，并未依照原尺寸作圖。關(guān)于本文中所使用的“約”、“大約”或“大致” 一般通常系指數(shù)值的誤差或范圍于百分之二十以內(nèi)，較好地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地則是于百分之五以內(nèi)。文中若無明確說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如“約”、“大約”或“大致”所表示的誤差或范圍。圖I系依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種靜電放電防護(hù)元件的示意圖。靜電放電防護(hù)元件100包含第一晶體管110以及第二晶體管120,其中第一晶體管110包含一第一基體(bulk)電極112以及兩電極114、116，第二晶體管120包含一第二基體電極122以及兩電極124、126，而第一基體電極112連接于電極124，第二基體電極122連接于電極114。在本實(shí)施例中，第一基體電極112與電極114、116分別形成寄生二極管D1、D2，且第二基體電極122與電極124、126分別形成寄生二極管D3、D4。實(shí)作上，第一晶體管110和第二晶體管120可各自為一雙載子接面晶體管(BJT)或一金氧半導(dǎo)體場效晶體管(MOSFET)。舉例來說，第一晶體管110和第二晶體管120兩者可均為NPN型或PNP型雙載子接面晶體管，此時上述第一基體電極112和第二基體電極122可作為雙載子接面晶體管的基極。此外，第一晶體管110和第二晶體管120兩者亦可均為N型或P型金氧半導(dǎo)體場效晶體管。雖然圖I系繪示兩個N型金氧半導(dǎo)體場效晶體管，但本發(fā)明實(shí)施例并不以此為限，本領(lǐng)域具通常知識者可依實(shí)際需求選擇使用適合的晶體管元件。在圖I中，由于第一晶體管110的第一基體電極112連接于第二晶體管120的電極124，第二晶體管120的第二基體電極122連接于電極114，且寄生二極管Dl、D2、D3、D4可以分別形成于第一晶體管110和第二晶體管120中，因此電極114、116、124、126中二者間相對的靜電放電電流，便可選擇性地透過寄生二極管Dl、D2、D3、D4進(jìn)行傳導(dǎo)，使靜電放電防護(hù)操作得以有效執(zhí)行。在次一實(shí)施例中，對第一晶體管110而言，第一基體電極112與電極114、116可形成一等效電路，對第二晶體管120而言，第二基體電極122與電極124、126可形成另一等效電路。舉例來說，第一晶體管110和第二晶體管120均為N型或P型金氧半導(dǎo)體場效晶體管，其中第一基體電極112與電極114、116形成一寄生雙載子接面晶體管，而第二基體電極122與電極124、126形成另一寄生雙載子接面晶體管。具體而目，當(dāng)?shù)谝痪w管110和 第二晶體管120均為N型金氧半導(dǎo)體場效晶體管時，第一基體電極112與電極114、116可形成一寄生NPN型雙載子接面晶體管，且第二基體電極122與電極124、126可形成另一寄生NPN型雙載子接面晶體管。當(dāng)?shù)谝痪w管110和第二晶體管120均為P型金氧半導(dǎo)體場效晶體管時，第一基體電極112與電極114、116可形成一寄生PNP型雙載子接面晶體管，且第二基體電極122與電極124、126可形成另一寄生PNP型雙載子接面晶體管。另一方面,在另一實(shí)施例中，上述第一基體電極112連接于電極124,且無任何二極管串接于第一基體電極112和電極124之間，而第二基體電極122連接于電極114，且無任何二極管串接于第二基體電極122和電極114之間，藉此可于第一晶體管110和第二晶體管120之間省去實(shí)體的二極管元件或電路。 在另一實(shí)施例中，上述第一基體電極112可直接連接于電極124，而第二基體電極122可直接連接于電極114。在此所稱“直接連接”不僅可表示兩電極間無任何實(shí)體元件，也可表示兩電極間存在有大致上不影響電路主要操作和電路布局面積的電阻或其它元件。是故，在實(shí)作上，于第一晶體管110和第二晶體管120之間便可省去實(shí)體的二極管元件或電路，使得當(dāng)靜電放電防護(hù)元件100操作時，寄生二極管Dl、D2、D3、D4及/或其所形成的寄生雙載子接面晶體管作為主要的靜電放電防護(hù)路徑，選擇性地傳導(dǎo)電極114、116、124、126中二者間相對的靜電放電電流，以達(dá)到靜電放電防護(hù)的目的。下列系以例示性的實(shí)施例說明上述靜電放電防護(hù)元件100的操作情形。圖2至圖5系依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖I所示的靜電放電防護(hù)元件100的操作示意圖。為方便說明起見，圖2至圖5主要是以第一晶體管110和第二晶體管120均為N型金氧半導(dǎo)體場效晶體管的實(shí)施例來作說明，且電極114、116、124、126分別用以連接至端點(diǎn)Cl、Al、C2、A2。下述將以第一基體電極112與電極114、116形成第一寄生NPN型雙載子接面晶體管，且第二基體電極122與電極124、126形成第二寄生NPN型雙載子接面晶體管為例來作說明，惟本發(fā)明并不以此為限。如圖2所示，當(dāng)端點(diǎn)Al觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)C2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Al觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)C2觸碰到帶負(fù)電物體)時，第一寄生NPN型雙載子接面晶體管(包括D2、D1)與寄生二極管D3可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Al流向端點(diǎn)C2的靜電放電電流；亦即，靜電放電電流可自端點(diǎn)Al，經(jīng)過第一寄生NPN型雙載子接面晶體管以及寄生二極管D3，流往端點(diǎn)C2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。如圖3所示，當(dāng)端點(diǎn)Al觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)A2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Al觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)A2觸碰到帶負(fù)電物體)時，第一寄生NPN型雙載子接面晶體管(包括D2、D1)與寄生二極管D4可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Al流向端點(diǎn)A2的靜電放電電流；即靜電放電電流可自端點(diǎn)Al，經(jīng)過第一寄生NPN型雙載子接面晶體管以及寄生二極管D4，流往端點(diǎn)A2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。如圖4所示，當(dāng)端點(diǎn)Cl觸碰到 帶正電物體且端點(diǎn)C2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Cl觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)C2觸碰到帶負(fù)電物體)時，寄生二極管D3可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Cl流向端點(diǎn)C2的靜電放電電流；亦即，靜電放電電流可自端點(diǎn)Cl，經(jīng)過寄生二極管D3，流往端點(diǎn)C2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。如圖5所示，當(dāng)端點(diǎn)Cl觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)A2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Cl觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)A2觸碰到帶負(fù)電物體)時，寄生二極管D4可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Cl流向端點(diǎn)A2的靜電放電電流；亦即，靜電放電電流可自端點(diǎn)Cl，經(jīng)過寄生二極管D4，流往端點(diǎn)A2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。圖6系依照本發(fā)明另一實(shí)施例繪不一種靜電放電防護(hù)兀件的不意圖。相較于圖I所示，本實(shí)施例中的靜電放電防護(hù)元件200主要包含第一晶體管210和第二晶體管220，且第一晶體管210和第二晶體管220均為P型金氧半導(dǎo)體場效晶體管。。在本實(shí)施例中，靜電放電防護(hù)元件200所包含的元件及其連接關(guān)系如圖6所示,且與圖I所示實(shí)施例相似,故于此不再贅述。下述將以第一基體電極112與電極114、116形成第一寄生PNP型雙載子接面晶體管，且第二基體電極122與電極124、126形成第二寄生PNP型雙載子接面晶體管為例來作說明，惟本發(fā)明并不以此為限。下列系以例示性的實(shí)施例說明上述靜電放電防護(hù)元件200的操作情形。圖7至圖10系依照本發(fā)明實(shí)施例繪示一種如圖6所示的靜電放電防護(hù)元件200的操作示意圖。如圖7所示，當(dāng)端點(diǎn)Al觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)C2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Al觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)C2觸碰到帶負(fù)電物體)時，寄生二極管D2與第二寄生PNP型雙載子接面晶體管(包括D4、D3)可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Al流向端點(diǎn)C2的靜電放電電流；亦即，靜電放電電流可自端點(diǎn)Al，經(jīng)過寄生二極管D2以及第二寄生PNP型雙載子接面晶體管，流往端點(diǎn)C2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。如圖8所示，當(dāng)端點(diǎn)Al觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)A2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Al觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)A2觸碰到帶負(fù)電物體)時，寄生二極管D2可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Al流向端點(diǎn)A2的靜電放電電流；亦即,靜電放電電流可自端點(diǎn)Al,經(jīng)過寄生二極管D2，流往端點(diǎn)A2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。如圖9所示，當(dāng)端點(diǎn)Cl觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)C2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Cl觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)C2觸碰到帶負(fù)電物體)時，寄生二極管Dl與第二寄生PNP型雙載子接面晶體管(包括D4、D3)可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Cl流向端點(diǎn)C2的靜電放電電流；亦即，靜電放電電流可自端點(diǎn)Cl，經(jīng)過寄生二極管Dl以及第二寄生PNP型雙載子接面晶體管，流往端點(diǎn)C2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。如圖10所示，當(dāng)端點(diǎn)Cl觸碰到帶正電物體且端點(diǎn)A2觸碰到接地電位GND (或者端點(diǎn)Cl觸碰到接地電位GND且端點(diǎn)A2觸碰到帶負(fù)電物體)時，寄生二極管Dl可用以傳導(dǎo)自端點(diǎn)Cl流向端點(diǎn)A2的靜電放電電流；亦即，靜電放電電流可自端點(diǎn)Cl，經(jīng)過寄生二極管D1，流往端點(diǎn)A2，使得靜電放電電流得以有效釋放，進(jìn)而達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果?！愣?，在現(xiàn)有技術(shù)所揭示的元件(在此稱習(xí)知元件)中，圖I中所示的第一晶體管110和第二晶體管120通常是相互分隔，如此一來并無法有效地對內(nèi)部電路進(jìn)行靜電放電防護(hù)。其次，在進(jìn)一步現(xiàn)有技術(shù)所揭示的防護(hù)元件(在此稱習(xí)知防護(hù)元件)中，即使第一晶體管110和第二晶體管120相互連接，其通常是透過實(shí)體的二極管元件作連接，以期達(dá)到靜電放電防護(hù)的功用，但如此一來會導(dǎo)致電路所需的布局(layout)區(qū)域增大，致使元件(如晶片)面積增加。相較于上述現(xiàn)有技術(shù)而言，應(yīng)用前述本發(fā)明實(shí)施例的靜電放電防護(hù)元件，可有效地進(jìn)行靜電放電防護(hù)的操作，以便于不同電源區(qū)域之間的介面提供有效的靜電放電防護(hù)，避免內(nèi)部電路毀損；可達(dá)到雜訊隔絕的功效；更可使電路所需的布局區(qū)域減少，元件面積縮減。圖11系繪示上述習(xí)知元件、習(xí)知防護(hù)元件與本發(fā)明實(shí)施例的靜電放電防護(hù)元件三者經(jīng)傳輸線觸波產(chǎn)生器靜電測試(Transmission Line Pulsing,TLP)后的比較圖。由圖11可知，本發(fā)明實(shí)施例的靜電放電防護(hù)元件相較于習(xí)知元件有較佳的靜電放電防護(hù)能力，且其靜電放電防護(hù)能力與習(xí)知防護(hù)元件的靜電放電防護(hù)能力大致上相同，但相較于習(xí)知防護(hù)元件具有較小的所需布局區(qū)域和元件面積。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域具通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的靜電放電防護(hù)元件包含 一第一晶體管，包含一第一基體電極、一第一電極以及一第二電極，所述的第一基體電極與所述的第一電極形成一第一寄生二極管，所述的第一基體電極與所述的第二電極形成一第二寄生二極管；以及 一第二晶體管， 包含一第二基體電極、一第三電極以及一第四電極，所述的第二基體電極與所述的第三電極形成一第三寄生二極管，所述的第二基體電極與所述的第四電極形成一第四寄生二極管； 其中所述的第一基體電極連接于所述的第三電極，所述的第二基體電極連接于所述的第一電極。
2.如權(quán)利要求I所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一基體電極直接連接于所述的第三電極，所述的第二基體電極直接連接于所述的第一電極。
3.如權(quán)利要求I所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一基體電極連接于所述的第三電極而無二極管串接于所述的第一基體電極和所述的第三電極之間，所述的第二基體電極連接于所述的第一電極而無二極管串接于所述的第二基體電極和所述的第一電極之間。
4.如權(quán)利要求I所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一晶體管和所述的第二晶體管系各自為一雙載子接面晶體管或一金氧半導(dǎo)體場效晶體管。
5.如權(quán)利要求I所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一晶體管和所述的第二晶體管系各自為一金氧半導(dǎo)體場效晶體管，所述的第一基體電極、所述的第一電極與所述的第二電極形成一第一寄生雙載子接面晶體管，所述的第二基體電極、所述的第三電極與所述的第四電極形成一第二寄生雙載子接面晶體管。
6.一種靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的靜電放電防護(hù)元件包含 一第一晶體管，包含一第一基體電極、一第一電極以及一第二電極，所述的第一晶體管中具有一第一寄生二極管以及一第二寄生二極管；以及 一第二晶體管，包含一第二基體電極、一第三電極以及一第四電極，所述的第二晶體管中具有一第三寄生二極管以及一第四寄生二極管； 其中所述的第一寄生二極管、所述的第二寄生二極管、所述的第三寄生二極管以及所述的第四寄生二極管系用以選擇性地傳導(dǎo)所述的第一電極、所述的第二電極、所述的第三電極以及所述的第四電極中二者間相對的靜電放電電流。
7.如權(quán)利要求6所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，自所述的第一電極流向所述的第三電極的靜電放電電流系由所述的第三寄生二極管加以傳導(dǎo)。
8.如權(quán)利要求6所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，自所述的第一電極流向所述的第四電極的靜電放電電流系由所述的第四寄生二極管加以傳導(dǎo)。
9.如權(quán)利要求6所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一寄生二極管系形成于所述的第一基體電極和所述的第一電極之間，所述的第二寄生二極管系形成于所述的第一基體電極和所述的第二電極之間，所述的第三寄生二極管系形成于所述的第二基體電極和所述的第三電極之間，所述的第四寄生二極管系形成于所述的第二基體電極和所述的第四電極之間。
10.如權(quán)利要求6所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一基體電極直接連接于所述的第三電極，所述的第二基體電極直接連接于所述的第一電極。
11.如權(quán)利要求6所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一基體電極連接于所述的第三電極而無二極管串接于所述的第一基體電極和所述的第三電極之間，所述的第二基體電極連接于所述的第一電極而無二極管串接于所述的第二基體電極和所述的第一電極之間。
12.如權(quán)利要求6所述的靜電放電防護(hù)元件，其特征在于，所述的第一晶體管和所述的第二晶體管系各自為一雙載子接面晶體管或一金氧半導(dǎo)體場效晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種靜電放電防護(hù)元件，其包含第一晶體管以及第二晶體管。第一晶體管包含第一基體電極、第一電極以及第二電極，第一基體電極與第一電極形成一第一寄生二極管，第一基體電極與第二電極形成一第二寄生二極管。第二晶體管包含第二基體電極、第三電極以及第四電極，第二基體電極與第三電極形成一第三寄生二極管，第二基體電極與第四電極形成一第四寄生二極管。第一基體電極連接于第三電極，第二基體電極連接于第一電極。
文檔編號H02H9/00GK102957135SQ20111024691
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者賴明芳 申請人:新唐科技股份有限公司