[发明专利]包括多指状晶体管的ESD保护电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年12月15日提交的韩国专利申请10-2008-0127087的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于在半导体电路中使用的静电放电(ESD)保护电路，更具体地，涉及能够防止在ESD保护电路中使用的多指状晶体管的故障的电路结构。

背景技术

当半导体集成电路(IC)接触到带电的人体或机器时，该人体或机器中所带的静电可能通过半导体IC的外部管脚和输入/输出垫而向内部半导体电路放电。此时，具有高能量的瞬时电流可能导致内部半导体电路的严重损坏。在一些情况下，由于接触到机器，半导体电路内部所带的静电可能流过机器并导致对机器的损坏。

为了保护内部半导体电路不受这种损坏，大多数半导体IC具有ESD保护电路，该ESD保护电路耦合在输入/输出垫和内部半导体电路之间。

图1示出了包括多指状晶体管的典型的ESD保护电路。

参考图1，传统的ESD保护电路包括：输入/输出垫100，电压垫102，电压线104，对应于多个漏极的多个第一指状图案110、112、114和116，对应于多个源极的多个第二指状图案120、122、124、126和128，以及多个栅极电极130、131、132、133、134、135、136和137。

在图1的传统的多指状晶体管中，对应于漏极的第一指状图案110、112、114和116以及对应于源极的第二指状图案120、122、124、126和128被平行地交替布置。

栅极电极130、131、132、133、134、135、136和137分别被布置在第一指状图案110、112、114和116与第二指状图案120、122、124、126和128之间。

漏极经由第一指状图案110、112、114和116而耦合到输入/输出垫100，该第一指状图案110、112、114和116耦合至多个第一接触图案(图1中示出为在每个第一指状图案110、112、114和116中的多个小正方形)。源极经由多个第二接触图案(图1中示出为在每个第二指状图案120、122、124、126和128中的多个小正方形)而通过通路耦合至特定的电压线104，该通路包括第二指状图案120、122、124、126和128以及电压垫102。栅极电极130、131、132、133、134、135、136和137经由源极和电压垫102而耦合至电压线104。

当正静电被施加到输入/输出垫100时，从对应于漏极的第一指状图案110经由对应于源极的第二指状图案120至电压线104形成ESD通路R1。从对应于漏极的第一指状图案116经由对应于源极的第二指状图案126至电压线104形成ESD通路R4。

虽然图1中仅示出了两个ESD通路R1和R4，但是可以根据指状图案的数量而形成更多的ESD通路。

在多指状晶体管中，通过输入/输出垫100和电压线104之间的相应的指状图案来形成ESD通路。由于在设计步骤中已经确定了指状图案可以无故障地耐受的正常电流(IT2)，因此当大于正常电流(IT2)的ESD电流被传送通过指状图案时，多指状晶体管可能发生故障。

ESD通路R1是最短的ESD通路，这是因为该ESD通路R1最接近于电压线104。这样，ESD通路R1具有最低的电阻。另一方面，ESD通路R4是最长的ESD通路，因为该ESD通路R4离电压线104最远。因此，ESD通路R4具有最高的电阻。

因此，大部分ESD电流被传送通过具有最低的电阻的ESD通路R1而不是通过具有最高的电阻的ESD通路R4。由此，不同量的ESD电流被传送通过相应的ESD通路。换句话说，在所述ESD通路之中，最大量的ESD电流被传送通过ESD通路R1。

如果过多量的ESD电流被传送通过ESD通路R1，并且该ESD电流比正常电流(IT2)更大，则形成ESD通路R1的指状图案的接触图案可能被熔化，从而导致多指状晶体管的故障。

即使该故障发生在任一指状图案中，也不能再使用整个ESD保护电路。因此，如上所述，如果该故障是由特定指状图案的接触图案的熔化而导致的，则整个多指状晶体管不能作为ESD保护电路来正常工作。

用于防止这种故障的方法之一是增大多指状晶体管的单位指状图案的尺寸，以增大各指状图案能够耐受的传送的ESD电流量。但是在这种情况下，多指状晶体管的布局面积增大，这在制造高度集成的半导体器件方面得到关注。

发明内容