[发明专利]用于过电压保护的装置和方法

权利要求书

1.一种电子系统，包括：

连接在输入节点和待保护节点之间的一个或多个过电压保护结型场效应晶体管，其中所述一个或多个过电压保护结型场效应晶体管响应于所述输入节点处的电过应力事件在所述输入节点和所述待保护节点之间提供电压阻塞，其中所述一个或多个过电压保护结型场效应晶体管中的至少第一过电压保护结型场效应晶体管包括：

栅极，配置用于接收固定电压；以及

一个或多个场板，其覆盖处于漏极区域和所述栅极之间的沟道区域的一部分，所述一个或多个场板被配置用于在不同位置以不同的量修改所述沟道区域的表面处的电场梯度；

电连接到所述待保护节点的内部电路，其中所述一个或多个过电压保护结型场效应晶体管具有小于所述内部电路的击穿电压的夹断电压；和

连接在所述输入节点和放电节点之间的过电压保护双极装置，其中所述过电压保护双极装置响应于所述输入节点处的所述电过应力事件从高阻抗状态转变到低阻抗状态。

2.根据权利要求1所述的电子系统，还包括第一管芯和第二管芯，其中所述一个或多个过电压保护结型场效应晶体管和所述过电压保护双极装置集成在所述第一管芯上，并且其中所述内部电路集成在所述第二管芯上。

3.根据权利要求2所述的电子系统，其中所述第一管芯包括硅芯片，并且所述第二管芯包括化合物半导体芯片。

4.根据权利要求2所述的电子系统，其中所述第一管芯和所述第二管芯实现为封装的电子部件。

5.根据权利要求2所述的电子系统，其中所述第一管芯和所述第二管芯在多芯片模块中实现。

6.根据权利要求1所述的电子系统，其中所述夹断电压大于所述待保护节点的标称工作电压。

7.根据权利要求1所述的电子系统，其中所述夹断电压小于所述过电压保护双极装置的触发电压。

8.根据权利要求1所述的电子系统，在所述过电压保护双极装置从所述高阻抗状态转变到所述低阻抗状态时，其中所述一个或多个过电压保护结型场效应晶体管可操作地禁止所述待保护节点处的电压过冲。

9.根据权利要求1所述的电子系统，其中所述过电压保护双极装置具有下列中的至少一个：可控触发电压或可控保持电压。

10.根据权利要求1所述的电子系统，其中所述过电压保护双极装置包括：

半导体层；

在所述半导体层中的基极区域；

在所述半导体层中的集电极区域；和

在所述半导体层中的发射极区域，其中所述集电极区域和所述发射极区域彼此相邻，其中所述集电极区域、所述基极区域和所述发射极区域作为水平双极晶体管工作。

11.根据权利要求10所述的电子系统，其中所述过电压保护双极装置还包括在所述基极区域下方间隔开并以与所述基极区域相同的导电类型掺杂的半导体掩埋区域，其中所述掩埋区域抑制垂直双极晶体管的形成。

12.根据权利要求11所述的电子系统，其中所述集电极区域和所述基极区域之间的间隔宽度建立所述过电压保护双极装置的触发电压。

13.根据权利要求11所述的电子系统，其中所述基极区域的空间参数建立所述过电压保护双极装置的保持电压。

14.根据权利要求1所述的电子系统，其中所述沟道区域和所述漏极区域具有第一掺杂类型，并且其中所述一个或多个过电压保护结型场效应晶体管还包括：

在所述沟道区域中的第二掺杂型的顶部栅极区域，以及

通孔，连接到所述顶部栅极区域，所述一个或多个场板从所述通孔延伸。