用于保护在高应力条件下操作的电子电路的装置和方法与流程

技术特征：
1.一种用于提供防御瞬态电事件的保护的装置，其包括：半导体衬底，其包括第一p阱和邻近所述第一p阱的第二p阱，其中所述第一p阱与所述第二p阱由n型区分离；在所述第一p阱上面的第一n型有源区，所述第一n型有源区电连接到第一高反向阻断电压HRBV设备的阴极；以及在所述第二p阱上面的第一p型有源区，所述第一p型有源区电连接到所述第一HRBV设备的阳极，其中所述第一n型有源区、所述第一p阱和所述n型区被配置成分别操作为NPN双极晶体管的发射极、基极和集电极，并且其中所述第二p阱、所述n型区和所述第一p阱被配置成分别操作为PNP双极晶体管的发射极、基极和集电极，所述NPN双极晶体管定义所述第一HRBV设备的正向触发电压，并且所述PNP双极晶体管定义所述第一HRBV设备的反向击穿电压；电连接在接合衬垫和参考电压之间的第一保护电路，其中所述第一保护电路包括所述第一HRBV设备，其中当在所述接合衬垫和所述参考电压之间接收的瞬态电事件具有第一电压极性时，所述第一保护电路被配置为激活以针对所述接合衬垫和所述参考电压之间接收的所述瞬态电事件来提供保护，并且其中所述第一HRBV设备被配置为当所述瞬态电事件具有与所述第一电压极性相反的第二电压极性时防止所述第一保护电路激活。2.如权利要求1所述的装置，其中所述半导体衬底为p型并且进一步包括位于所述第一p阱、所述第二p阱和所述n型区下面的深n阱。3.如权利要求2所述的装置，其中所述深n阱定义所述n型区的掺杂。4.如权利要求2所述的装置，其中所述n型区包括安置在所述第一p阱与所述第二p阱之间的n阱。5.如权利要求2所述的装置，其中所述p型半导体衬底进一步包括：第三p阱，其位置在与所述第二p阱相反的所述第一p阱的一侧上与所述第一p阱邻近，其中所述第一p阱与所述第三p阱由另一n型区分离，并且其中所述深n阱进一步位于所述第三p阱和所述另一n型区下面。6.如权利要求5所述的装置，其中所述p型半导体衬底进一步包括：包围所述第一p阱、所述第二p阱和所述第三p阱的n阱，其中所述n阱和深n阱使所述第一p阱、所述第二p阱和所述第三p阱与所述p型半导体衬底电隔离。7.如权利要求6所述的装置，其中所述p型半导体衬底进一步包括：第四p阱，其包围所述n阱以操作为所述第一HRBV设备的保护环的部分，其中所述第二p阱、所述n阱和所述衬底分别操作为横向寄生双极晶体管的发射极、基极和集电极，并且其中所述第四p阱与所述n阱以足够的距离隔开以使得所述横向寄生双极晶体管的击穿电压高于所述PNP双极晶体管的击穿电压。8.如权利要求7所述的装置，其中所述n阱与所述第四p阱由在0.5μm至2.5μm之间变化的距离隔离。9.如权利要求2所述的装置，其中所述第一p阱与所述第二p阱由在1.5μm至6.5μm之间变化的距离隔离。10.如权利要求2所述的装置，其进一步包括在所述第一p阱上面的第二p型有源区，所述第二p型有源区位于所述n型区与所述第一n型有源区之间。11.如权利要求10所述的装置，其进一步包括在所述第一p阱和所述n型区上面的第二n型有源区，所述第二n型有源区包括安置在所述第一p阱上面的第一部分和安置在所述n型区上面的第二部分。12.如权利要求11所述的装置，其中所述n型区包括安置在所述第一p阱与所述第二p阱之间的n阱。13.如权利要求2所述的装置，其进一步包括在所述第一p阱和所述n型区上面的第二p型有源区，所述第二p型有源区包括安置在所述第一p阱上面的第一部分和安置在所述n型区上面的第二部分。14.如权利要求1所述的装置，其中所述装置进一步包括第二保护电路，其中所述第一保护电路是正向保护电路和反向保护电路中的一个，所述第二保护电路是所述正向保护电路和反向保护电路中的另一个，其中在所述瞬态电事件具有大于所述参考电压的电压时，所述正向保护电路电连接在所述接合衬垫与所述参考电压之间并且定义防御所述瞬态电事件的保护响应，并且其中在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时，所述反向保护电路电连接在所述接合衬垫与所述参考电压之间并且定义防御所述瞬态电事件的保护响应。15.如权利要求14所述的装置，其中所述第一保护电路是所述正向保护电路，其中所述第一HRBV设备的所述阳极电连接到所述接合衬垫，并且所述第一HRBV设备的所述阴极电连接到所述参考电压，其中所述第一HRBV设备的所述反向击穿电压为在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时防止所述正向保护电路激活的高反向击穿电压。16.如权利要求14所述的装置，其中所述第一保护电路是所述反向保护电路，其中所述第一HRBV设备的所述阴极电连接到所述接合衬垫，并且所述第一HRBV设备的所述阳极电连接到所述参考电压，其中所述第一HRBV设备的所述反向击穿电压为在所述瞬态电事件具有大于所述参考电压的电压时防止所述反向保护电路激活的高反向击穿电压。17.如权利要求16所述的装置，其中所述第二保护电路是所述正向保护电路并且进一步包括第二HRBV设备，所述第二HRBV设备具有阳极和阴极，并且其中所述第二HRBV设备的所述阳极电连接到所述接合衬垫，并且其中所述第一HRBV设备的所述阴极电连接到所述接合衬垫，并且其中所述第二HRBV设备的高反向击穿电压在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时防止所述正向保护电路激活。18.如权利要求17所述的装置，其中所述正向保护电路进一步包括第一PNP保护设备和第二PNP保护设备，其中所述第一PNP保护设备包括电连接到所述第二HRBV设备的阴极的发射极和基极，并且其中所述第二PNP保护设备包括电连接到所述第一PNP保护设备的集电极的发射极和基极，并且其中所述第二PNP保护设备进一步包括电连接到所述参考电压的集电极。19.如权利要求18所述的装置，其中所述第一PNP保护设备包括第一P-MOS晶体管的寄生设备，并且其中所述第二PNP保护设备包括第二P-MOS晶体管的寄生设备。20.如权利要求16所述的装置，其进一步包括与所述第一HRBV设备或所述第二HRBV设备串联电连接的保护设备。21.如权利要求16所述的装置，其进一步包括与所述第二HRBV设备串联电连接的多个保护设备。22.如权利要求16所述的装置，其进一步包括所述正向保护电路中的可控硅整流器(SCR)设备。23.一种用于提供防御瞬态电事件的保护的方法，所述方法包括：提供半导体衬底；在所述衬底中形成第一p阱；在所述衬底中形成邻近所述第一p阱的第二p阱以使得所述第一p阱与所述第二p阱由n型区分离；在所述第一p阱上面形成第一n型有源区，所述第一n型有源区电连接到第一高反向阻断电压HRBV设备的阴极；以及在所述第二p阱上面形成第一p型有源区，所述第一p型有源区电连接到所述第一HRBV设备的阳极，其中所述第一n型有源区、所述第一p阱和所述n型区被配置成分别操作为NPN双极晶体管的发射极、基极和集电极，并且其中所述第二p阱、所述n型区和所述第一p阱被配置成分别操作为PNP双极晶体管的发射极、基极和集电极，所述NPN双极晶体管定义所述第一HRBV设备的正向触发电压，并且所述PNP双极晶体管定义所述第一HRBV设备的反向击穿电压，在接合衬垫和参考电压之间电连接第一保护电路，其中所述第一保护电路包括所述第一HRBV设备，其中当在所述接合衬垫和所述参考电压之间接收的瞬态电事件具有第一电压极性时，所述第一保护电路被配置为激活以针对所述接合衬垫和所述参考电压之间接收的所述瞬态电事件来提供保护，并且其中所述第一HRBV设备被配置为当所述瞬态电事件具有与所述第一电压极性相反的第二电压极性时防止所述第一保护电路激活。24.如权利要求23所述的方法，其中所述方法进一步包括提供第二保护电路，其中所述第一保护电路是正向保护电路和反向保护电路中的一个，所述第二保护电路是所述正向保护电路和反向保护电路中的另一个，其中在所述瞬态电事件具有大于所述参考电压的电压时，所述正向保护电路电连接在所述接合衬垫与所述参考电压之间并且定义防御所述瞬态电事件的保护响应，并且其中在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时，所述反向保护电路电连接在所述接合衬垫与所述参考电压之间并且定义防御所述瞬态电事件的保护响应。25.如权利要求24所述的方法，其中所述第一保护电路是所述正向保护电路，其中所述第一HRBV设备的所述阳极电连接到所述接合衬垫，并且所述第一HRBV设备的所述阴极电连接到所述参考电压，其中所述第一HRBV设备的所述反向击穿电压为在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时防止所述正向保护电路激活的高反向击穿电压。26.如权利要求24所述的方法，其中所述第一保护电路是所述反向保护电路，其中所述第一HRBV设备的所述阴极电连接到所述接合衬垫，并且所述第一HRBV设备的所述阳极电连接到所述参考电压，其中所述第一HRBV设备的所述反向击穿电压为在所述瞬态电事件具有大于所述参考电压的电压时防止所述反向保护电路激活的高反向击穿电压。27.如权利要求26所述的方法，其所述第二保护电路是所述正向保护电路并且进一步包括第二HRBV设备，所述第二HRBV设备具有阳极和阴极，其中所述第二HRBV设备的所述阳极电连接到所述接合衬垫，并且其中所述第一HRBV设备的所述阴极电连接到所述接合衬垫，并且其中所述第二HRBV设备的高反向击穿电压在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时防止所述正向保护电路激活。28.如权利要求27所述的方法，其进一步包括选择所述正向保护电路的保护设备的第一级联的多个设备以定义处理装置的能力的正向触发电压、正向保持电压和正向瞬态电流。29.如权利要求28所述的方法，其进一步包括选择所述反向保护电路的保护设备的第二级联的多个设备以定义处理所述装置的能力的反向触发电压、反向保持电压和反向瞬态电流。30.如权利要求23所述的方法，其进一步包括：在所述衬底中形成第三p阱，所述第三p阱在与所述第二p阱相反的所述第一p阱的一侧上与所述第一p阱邻近，所述第一p阱与所述第三p阱由另一n型区分离。31.如权利要求30所述的方法，其进一步包括在所述第一p阱、所述第二p阱、所述第三p阱和所述n型区下面形成深n阱。32.一种用于提供防御瞬态电事件的保护的装置，其包括：半导体衬底，其包括第一阱和邻近所述第一阱的第二阱，其中所述第一阱和所述第二阱具有第一类型的掺杂并且由具有与所述第一类型相反的第二类型的掺杂的掺杂区分离；在所述第一阱上面的第一有源区，所述第一有源区具有所述第二类型的掺杂并且电连接到第一高反向阻断电压HRBV设备的第一端子；以及在所述第二阱上面的第二有源区，所述第二有源区具有所述第一类型的掺杂并且电连接到所述第一HRBV设备的第二端子，其中所述第一有源区、所述第一阱和所述掺杂区被配置成分别操作为第一双极晶体管的发射极、基极和集电极，并且其中所述第二阱、所述掺杂区和所述第一阱被配置成分别操作为第二双极晶体管的发射极、基极和集电极，所述第一双极晶体管定义所述第一HRBV设备的正向触发电压，并且所述第二双极晶体管定义所述第一HRBV设备的反向击穿电压；电连接在第一衬垫和第二衬垫之间的第一保护电路，其中所述第一保护电路包括所述第一HRBV设备，其中当在所述第一衬垫和所述第二衬垫之间接收的瞬态电事件具有第一电压极性时，所述第一保护电路被配置为激活以针对所述第一衬垫和所述第二衬垫之间接收的所述瞬态电事件来提供保护，并且其中所述第一HRBV设备被配置为当所述瞬态电事件具有与所述第一电压极性相反的第二电压极性时防止所述第一保护电路激活。33.如权利要求32所述的装置，其中所述第一类型为p型，所述第一HRBV设备的所述第一端子为阴极，并且所述第一HRBV设备的所述第二端子为阳极。34.如权利要求33所述的装置，其进一步包括位于所述第一阱、所述第二阱和所述掺杂区下面的深n阱。35.一种用于提供防御瞬态电事件的保护的方法，所述方法包括：提供半导体衬底；在所述衬底中形成第一阱，所述第一阱具有第一类型的掺杂；在所述衬底中形成邻近所述第一阱的第二阱以使得所述第一阱与所述第二阱由掺杂区分离，其中所述第二阱具有所述第一类型的掺杂，并且所述掺杂区具有与所述第一类型相反的第二类型的掺杂；在所述第一阱上面形成第一有源区，所述第一有源区具有所述第二类型的掺杂并且电连接到第一高反向阻断电压HRBV设备的第一端子；以及在所述第二阱上面形成第二有源区，所述第二有源区具有所述第一类型的掺杂并且电连接到所述第一HRBV设备的第二端子，其中所述第一有源区、所述第一阱和所述掺杂区被配置成分别操作为第一双极晶体管的发射极、基极和集电极，并且其中所述第二阱、所述掺杂区和所述第一阱被配置成分别操作为第二双极晶体管的发射极、基极和集电极，所述第一双极晶体管定义所述第一HRBV设备的正向触发电压，并且所述第二双极晶体管定义所述第一HRBV设备的反向击穿电压，在接合衬垫和参考电压之间电连接第一保护电路，其中所述第一保护电路包括所述第一HRBV设备，其中当在所述接合衬垫和所述参考电压之间接收的瞬态电事件具有第一电压极性时，所述第一保护电路被配置为激活以针对所述接合衬垫和所述参考电压之间接收的所述瞬态电事件来提供保护，并且其中所述第一HRBV设备被配置为当所述瞬态电事件具有与所述第一电压极性相反的第二电压极性时防止所述第一保护电路激活。36.如权利要求35所述的方法，其中所述第一类型为p型，所述第一HRBV设备的所述第一端子为阴极，并且所述第一HRBV设备的所述第二端子为阳极。37.如权利要求35所述的方法，其中所述方法进一步包括提供第二保护电路，其中所述第一保护电路是正向保护电路和反向保护电路保护电路中的一个，所述第二保护电路是所述正向保护电路和反向保护电路中的另一个，其中在所述瞬态电事件具有大于所述参考电压的电压时，所述正向保护电路电连接在所述接合衬垫与所述参考电压之间并且定义防御所述瞬态电事件的保护响应，并且其中在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时，所述反向保护电路电连接在所述接合衬垫与所述参考电压之间并且定义防御所述瞬态电事件的保护响应。38.如权利要求37所述的方法，其中所述第一保护电路是所述正向保护电路，其中所述第一HRBV设备的所述反向击穿电压为在所述瞬态电事件具有小于所述参考电压的电压时防止所述正向保护电路激活的高反向击穿电压。