[发明专利]ESD保护装置

权利要求书

1.一种ESD保护装置，包括：

具有交替导电类型的多个相邻半导体区域，包括在其间形成第一P-N结的第一区域和第二区域、与第二区域一起形成P-N结的第三区域、与第三区域一起形成P-N结的第四区域以及与第四区域一起形成P-N结的第五区域；

连接至第一区域的第一触点；

连接至第五区域的第二触点；

连接在第三区域和第五区域之间的电阻器；

电阻器与第一、第二、第三和第五区域形成第一电流路径，所述第一电流路径配置用于响应于超过由第一、第二和第三区域形成的第一晶体管的击穿阈值的电压，使电流经由第一区域和第五区域在第一触点和第二触点之间流动；以及

第一、第二、第三、第四和第五区域形成第二电流路径，所述第二电流路径配置用于响应于流过电阻器的电流超过由第三、第四和第五区域形成的第二晶体管上的电压达到第二晶体管的击穿电压时的阈值，使电流经由第一区域和第五区域在第一触点和第二触点之间流动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中第二区域和第四区域未连接至外部触点。

3.根据权利要求1所述的装置，其中第一、第二和第三区域形成具有击穿电压的晶体管，第一电流路径在所述击穿电压处流过电流。

4.根据权利要求1所述的装置，其中第三、第四和第五区域形成具有击穿电压的晶体管，第二电流路径在所述击穿电压处流过电流。

5.根据权利要求1所述的装置，其中

第一、第二和第三区域形成具有第一击穿电压的第一晶体管，第一晶体管在第一击穿电压处导通以使电流流过第一、第二和第三区域，以及

第三、第四和第五区域形成具有第二击穿电压的第二晶体管，第二晶体管在第二击穿电压处导通以使电流经由第二电流路径流动。

6.根据权利要求1所述的装置，其中第一电流路径配置用于响应于施加至第一外部触点的电压超过第一击穿电压而流过电流，第二区域和第三区域之间的P-N结在所述第一击穿电压处击穿。

7.根据权利要求1所述的装置，其中第二电流路径配置用于响应于施加至第一外部触点的电压使电流流动，其中所述电压导致大于电流阈值的电流通过电阻器、并且引起在第四区域和第五区域之间的P-N结上的电压降引起所述P-N结的击穿。

8.一种装置，包括：

双极晶体管，具有发射极、集电极和基极，发射极连接至第一外部触点；

闸流管，具有交替的P-型和N-型半导体材料的四个区域，包括：

连接至双极晶体管的基极的第一端部区域，第一端部区域和双极晶体管的基极由相同类型的半导体材料形成，

第一中间区域，与第一端部区域一起形成P-N结并连接至双极晶体管的集电极，第二区域和双极晶体管的集电极由相同类型的半导体材料形成，

第二中间区域，与第一中间区域一起形成P-N结，第二中间区域由与第一端部区域相同类型的半导体材料形成，以及

第二端部区域，与第二中间区域一起形成P-N结并连接至第二外部触点，第二端部区域由与第一中间区域相同类型的材料形成；以及

电阻器，连接至双极晶体管的集电极、闸流管的第一中间区域和闸流管的第二端部区域。

9.根据权利要求8所述的装置，其中

双极晶体管的发射极连接至易受ESD事件影响的外部电路，并且

闸流管配置用于并设置用于响应于大于外部电路的工作电流的电流而导通。

10.根据权利要求8所述的装置，其中电阻器的电阻值设置闸流管导通时的阈值电流。

11.根据权利要求8所述的装置，其中第一外部触点位于其中形成所述装置的半导体衬底的上表面上，并且第二外部触点在半导体衬底的下表面处连接至集电极。

12.根据权利要求8所述的装置，其中第一外部触点和第二外部触点位于其中形成该装置的半导体衬底的相同表面上并且配置用于横向地通过电流。

13.根据权利要求8所述的装置，还包括连接至第三外部触点的P-型区域，第三外部触点连接至第一外部触点。

14.根据权利要求8所述的装置，其中响应于ESD脉冲，双极晶体管在闸流管达到击穿电压并传导电流之前达到击穿电压并传导电流。