一种双路双向esd保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体是一种双路双向ESD保护电路。
【背景技术】
[0002]随着集成电路制造技术的发展，特征尺寸不断缩小，使得ESD (Electro-staticDischarge静电释放)对集成电路的影响也越来越大。根据统计，集成电路1/3以上的失效是由ESD引起的，为了减少ESD对集成电路的不利影响，提尚集成电路的可靠性和性能，最有效的方法就加入ESD保护电路。ESD保护电路能将高压静电转化成瞬态低压大电流，将电流泄放，从而达到保护集成电路的目的。
[0003]目前，ESD保护电路中常用的保护器件有二极管、双极型三极管、栅接地NMOS管与可控硅整流器件等，在实际应用中通常需要引入电阻、电容等器件共同构成保护电路，这就导致了电路可靠性较差，经常发现MOS管在反向雪崩击穿来泄放ESD电流时，PN结容易损坏，另外在试验中还发现，目前常规的ESD保护电路对4000V以上的高静电脉冲，容易出现电路损坏的问题，可靠性不高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种双路双向ESD保护电路，该保护电路能够实现集成电路的输入端对供电电源与对地的双向静电保护，可靠性高，并且结构简单、易于实现。
[0005]—种双路双向ESD保护电路，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管与第四二极管，第一二极管与第二二极管的负极对接，第三二极管与第四二极管的负极对接，第一二极管的正极连接被保护集成电路的供电电源，第四二极管的正极接地；所述第二二极管与第三二极管的正极相连，第二二极管与第三二极管的连接端分别与外部信号的输入端以及被保护集成电路的输入端相连；所述每个二极管的反向击穿电压小于被保护集成电路的击穿电压。
[0006]本发明的有益效果是，当外部信号的电压与被保护集成电路供电电源电压的压差、以及外部信号的电压与地的压差大于二极管的反向击穿电压时，静电通过保护电路泄放；反之，则外部信号的电压施加在被保护集成电路的输入端；采用二极管负极对接电路，根据外部信号的电压大小导通或截止，每一路保护电路均可提供正负双向ESD保护，对被保护集成电路实现带极性的双向静电脉冲保护，无需另外引入电阻、电容等器件，可靠性高，并且结构简单、易于实现。
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
图1是本发明的电路示意图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，本发明提供一种双路双向ESD保护电路，包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3与第四二极管D4 ;第一二极管Dl与第二二极管D2的负极对接，第三二极管D3与第四二极管D4的负极对接，第一二极管Dl的正极连接被保护集成电路Ul的供电电源Vdd，第四二极管D4的正极接地；所述第二二极管D2与第三二极管D3的正极相连，第二二极管D2与第三二极管D3的连接端分别与外部信号的输入端A以及被保护集成电路Ul的输入端B相连；所述每个二极管的反向击穿电压小于被保护集成电路Ul的击穿电压；第一二极管Dl与第二二极管D2构成一路保护电路；第三二极管D3与第四二极管D4构成另一路保护电路。
[0009]令被保护集成电路Ul的正常工作电压为±28.5V，击穿电压为±33V，二极管反向击穿电压控制在30V?32V之间。
[0010]当外部信号电压相对Vdd的电压差小于30V时，第一二极管Dl反向截止，第二二极管D2正向导通，外部信号的输入端A与Vdd之间不导通，外部信号被接入到被保护集成电路Ul输入端B ;
当Vdd相对外部信号电压的电压差小于30V时，第二二极管D2反向截止，第一二极管Dl正向导通，外部信号的输入端A与Vdd之间不导通，外部信号被接入到被保护集成电路Ul输入端B ;
当外部信号电压相对Vdd的电压差大于30V时，第一二极管Dl反向击穿，第二二极管D2正向导通，外部信号的输入端A与Vdd之间导通，电荷由第二二极管D2与第一二极管Dl泄放，使被保护集成电路Ul不被击穿；
当Vdd相对外部信号电压的电压差大于30V时，第二二极管D2反向击穿，第一二极管Dl正向导通，外部信号的输入端A与Vdd之间导通，电荷由第一二极管Dl与第二二极管D2泄放，使被保护集成电路Ul不被击穿；
由此，第一二极管Dl与第二二极管D2构成的一路保护电路实现对被保护集成电路Ul正负双向的ESD保护。
[0011]同样的，当外部信号电压相对于地GND之间的电压差小于30V时，第四二极管D4反向截止，第三二极管D3正向导通，外部信号的输入端A与地GND之间不导通，外部信号被接入到被保护集成电路Ul输入端B ;
当地GND相对于外部信号电压的电压差小于30V时，第三二极管D3反向截止，第四二极管D4正向导通，外部信号的输入端A与地GND之间不导通，外部信号被接入到被保护集成电路Ul输入端B ;
当外部信号电压相对于地GND的电压差大于30V时，第四二极管D4反向击穿，第三二极管D3正向导通，外部信号的输入端A与地GND之间导通，电荷由第三二极管D2与第四二极管D4泄放，使被保护集成电路Ul不被击穿；
当地GND相对外部信号电压的电压差大于30V时，第三二极管D3反向击穿，第四二极管D4正向导通，外部信号的输入端A与地GND之间导通，电荷由第四二极管D4与第三二极管D3泄放，使被保护集成电路Ul不被击穿；
由此，第三二极管D3与第四二极管D4构成的一路保护电路实现对被保护集成电路Ul正负双向的ESD保护。
[0012]综上所述，当外部信号的电压与被保护集成电路供电电源电压的压差、以及外部信号的电压与地的压差大于二极管的反向击穿电压时，静电通过保护电路泄放；反之，则夕卜部信号的电压施加在被保护集成电路的输入端；采用二极管负极对接电路，根据外部信号的电压大小导通或截止，每一路保护电路均可提供正负双向ESD保护，对被保护集成电路实现带极性的双向静电脉冲保护，无需另外引入电阻、电容等器件，可靠性高，并且结构简单、易于实现。
[0013]采用Zapmaster2/7 ESD测试仪进行ESD保护实验，本发明ESD保护电路对ESD的有效防护能力能够达到6000V。
[0014]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种双路双向ESD保护电路，其特征在于，所述ESD保护电路包括第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)与第四二极管(D4)，第一二极管(Dl)与第二二极管(D2)的负极对接，第三二极管(D3)与第四二极管(D4)的负极对接，第一二极管(Dl)的正极连接被保护集成电路的供电电源，第四二极管(D4)的正极接地；所述第二二极管(D2)与第三二极管(D3)的正极相连，第二二极管(D2)与第三二极管(D3)的连接端分别与外部信号的输入端以及被保护集成电路的输入端相连；每个二极管的反向击穿电压均小于被保护集成电路的击穿电压。
【专利摘要】本发明公开一种双路双向ESD保护电路，设于被保护集成电路的输入端，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管与第四二极管，第一二极管与第二二极管的负极对接，第三二极管与第四二极管的负极对接，第一二极管的正极连接被保护集成电路的供电电源，第四二极管的正极接地；所述第二二极管与第三二极管的正极相连，第二二极管与第三二极管的连接端分别与外部信号的输入端以及被保护集成电路的输入端相连；每个二极管的反向击穿电压均小于被保护集成电路的击穿电压；采用二极管负极对接电路，根据外部信号的电压大小导通或截止，每一路保护电路均可提供正负双向ESD保护，无需另外引入电阻、电容等器件，可靠性高，并且结构简单、易于实现。
【IPC分类】H02H9/04
【公开号】CN105226625
【申请号】CN201510664514
【发明人】赵建强, 陈洁, 陈计学, 张海峰, 李苏苏, 高博
【申请人】华东光电集成器件研究所
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月14日