包括另外的基极接触222’和另外的基极区域220’提供集电极和基极区之间增加反转偏置的二极管区域，使得一旦二极管开始分解有传导涉及的大量半导体，因此二极管的导通电阻较低。在双极晶体管成为导通的时间段期间，内部二极管的崩溃限制设备的电压驱动。
[0124]图25示意性地示出区域2600，其中冲击电离触发基极电流的形成。冲击电离区域大约增加一倍，从而产生更多的基极电流，以导通晶体管并降低电阻，而集电极基极结充当钳位二极管，而晶体管或可控硅处于接通的过程中。
[0125]在进一步的变形中，图11中所示的配置可被修改，使得反向偏置二极管被布置成在触发电压击穿，并打开快速的场效应晶体管。这样的布置示于图26，其中FET 2700连接在被保护的节点410和放电通路450之间。晶体管的栅极可以直接连接到晶体管的源极，如果器件的阈值电压VTH被设定为合适值，以作为触发电压，或者通过掺杂或通过形成FET的半导体上栅极的间距。可替代地，具有合适触发电压的反向偏置二极管2710可以连接在被保护的节点410和FET 2700的栅极之间。电阻器2720可被提供以保持在放电路径的电压的栅极电压，由此在导通晶体管的二极管2710呈现漏电流。
[0126]除非上下文清楚地要求，否则遍及说明书和权利要求中，词语“包含”、“正包含”、“包括”、“正包括”等将被解释为包含的意义，而不是排他性或穷尽感；也就是说，“包括但不限于”的意义。如通常在此使用的词语，“耦合”或“连接”指可以直接连接或通过一个或多个中间元件的方式连接。另外，在本申请中使用时，词语“本文中”、“以上”、“以下”和类似含义的词语应指本申请的整体而不是此申请的任何特定部分。如果上下文允许，在详细说明中，使用单数或复数数量也可以包括分别复数或单数。词语“或”在参照两个或多个项目的列表时意在覆盖所有单词的以下解释:列表中的任何项目、列表中的所有项目，和列表中项目的任何组合。本文所提供的所有数值或距离也意图包括测量误差相似的值。
[0127]虽然在某些实施例进行了说明，这些实施例已通过举例的方式而已，而不是意在限制本公开的范围。的确，新颖的晶体管、装置、设备、系统和本文描述的方法可以体现在其他各种形式。此外，可以对本文描述的晶体管、装置、设备、系统和方法的形式进行各种省略、替换和变化，而不脱离本公开的精神。所附权利要求旨在覆盖这些形式或修改将落入本公开的范围和精神内。因此，本发明的范围通过参考权利要求书限定。虽然权利要求书已在适于在美国专利商标局的单依赖性格式被提出，但应理解的是，任何权利要求可以依赖于相同类型的任意前述权利要求，除非这显然在技术上是不可行的。
【主权项】
1.一种过电压保护设备，包括连接在被保护的节点和放电路径之间的双极晶体管结构，其中，所述双极型晶体管结构包括基极区、集电极区和发射极区，其中，所述集电极区和所述发射极区彼此相邻。2.如权利要求1所述的过电压保护设备，进一步包括掺杂有杂质的基片或阱，以形成半导体的第一区域和半导体的第二区域，其中所述第一区域包括所述集电极区，以及所述第二区域包括发射极区，其中所述过电压保护设备进一步包括与基片或阱绝缘的导电材料层以及第一和第二区域中的至少一个，其中，所述导电材料层基本上在第一和第二区域之间延伸。3.如权利要求2所述的过电压保护设备，其中，导电材料层被连接到双极型晶体管结构的发射极区，以及所述集电区和所述射极区之间的距离被选择以设置所述过电压保护设备的触发电压。4.如权利要求2所述的过电压保护设备，其中，导电材料层被连接到所述双极型晶体管结构的集电极区或被保护的节点，其中，施加到所述导电材料层的电压可操作以消耗在第一和第二区域之间的半导体的部分，以便形成所述双极晶体管结构内的信道。5.如权利要求1所述的过电压保护设备，进一步包括连接在被保护的节点和所述双极型晶体管结构的基极之间的电容器。6.如权利要求5所述的过电压保护设备，其中，所述电容器具有响应于过电压事件经选定以启动所述双极型晶体管结构的传导的值。7.如权利要求5所述的过电压保护设备，其中，所述电容器具有大于40pF的值。8.如权利要求5所述的过电压保护设备，其中，所述电容器具有50pF和lOOpF之间的值。9.如权利要求1所述的过电压保护设备，进一步包括在被保护的节点和放电路径之间的至少一个电压钳位二极管。10.如权利要求1所述的过电压保护设备，其中，基极区的一部分被布置为发射极区域下面的层，使得所述基极区对于40伏设备具有大致为80nm至lOOnm的标称宽度。11.如权利要求1所述的过电压保护设备，进一步包括在所述基极区和放电路径之间的电阻器。12.如权利要求1所述的过电压保护设备，进一步包括在所述基极区和发射区之间的电阻和/或电感路径。13.—种过电压保护设备，包括具有集电极区、发射极区和基极区的双极晶体管结构，所述集电极区处于被保护免受过压事件的节点和放电路径的电流路径中，其中所述过电压保护设备进一步包括连接在所述基极区和被保护的节点之间的电容器。14.如权利要求13所述的过电压保护设备，其中，所述电容器具有响应于过电压事件经选定以启动所述双极型晶体管结构的传导的值。15.如权利要求13所述的过电压保护设备，其中，所述电容器具有大于40pF的值。16.如权利要求13所述的过电压保护设备，其中，所述电容器具有50pF的和lOOpF的之间的值。17.如权利要求13所述的过电压保护设备，进一步包括在被保护的节点和放电路径之间的至少一个电压钳位二极管。18.—种过电压保护设备，包括晶体管或硅可控整流器组合至少一个钳位二极管。19.如权利要求18所述的过电压保护设备，其中，多个反向基于二极管被设置在串联连接的二极管的并联连接串中，以当导通时实现所需的触发电压或所需的保持电压和期望的电阻。20.如权利要求18所述的过电压保护设备，其中所述二极管中的至少一个是垂直二极管。21.如权利要求18所述的过电压保护设备，其中所述晶体管连接在被保护的节点和放电路径之间的双极晶体管结构，其中，所述双极型晶体管结构包括基极区、集电极区和发射极区，其中所述集电极区和所述发射极区是彼此相邻的。22.如权利要求18所述的过电压保护设备，其中，所述晶体管是FET。23.—种过电压保护设备，包括:连接在被保护的节点和放电路径之间的双极晶体管结构，其中，所述双极型晶体管结构具有基极区、集电极区和发射极区，其中，基极区包括相邻集电极区但与其相隔降低掺杂浓度的中间区域的第一基极区，使得触发电压通过在所述集电极区和所述第一基极区之间的间隔设置，其中，基极区进一步包括相对于所述发射极区垂直设置的第二基极区。24.如权利要求23所述的过电压保护设备，其中，基极区进一步连接到如下的一个或多个: 连接到被保护的节点的电容器； 连接到所述集电极的电容器； 连接到所述放电路径的电阻器； 连接到所述放电路径的电感器； 布置成在触发电压导通的至少一个二极管。25.如权利要求24所述的过电压保护设备，其中，基极区被进一步连接到所述至少一个二极管，其中一个或多个所述至少一个二极管是垂直二极管。26.—种过电压保护设备，包括连接在被保护的节点和放电通路之间的双极型晶体管，其中所述双极晶体管的基极宽度经选择，使得横跨双极晶体管的基极的载波传输时间产生双极晶体管的单位增益频率(FT)值，其中频率的倒数基本上等于ESD事件的预定上升时间，并且其中所述上升时间小于1纳秒。27.—种过电压保护设备，包括连接在被保护的节点和放电路径之间的双极型晶体管，其中，钳位二极管组件被设置在平行所述双极晶体管，并且其中二极管导通电阻和耐压被选择以减少所述钳位二极管的装配尺寸。
【专利摘要】提供展现一纳秒或更少的时间的打开时间的保护设备。该设备为集成电路提供增强保护，以防静电放电事件。这依次降低在使用中的设备故障的风险。保护设备可包括连接在被保护的节点和放电路径之间的双极晶体管结构。
【IPC分类】H01L29/06, H01L27/02, H01L29/735
【公开号】CN105470250
【申请号】CN201510615803
【发明人】E·J·考尼, J·特沃米伊, S·P·惠斯顿, D·J·克拉克, D·P·麦考利夫, W·A·拉尼, S·D·赫弗南, B·A·莫阿尼, B·M·斯威尼, P·M·迈克古尼斯
【申请人】亚德诺半导体集团
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年9月24日
【公告号】EP3001456A2, EP3001456A3, US20160094026