[发明专利]有最佳静电放电保护的输入/输出晶体管

权利要求书

1．一种用于集成电路芯片的静电放电保护器件，其特征在于：它包括

一个半导体衬底具有安置在其上的端子，用于与外部连接，

一个安置在所说衬底中的放电结构，具有第1导电类型的重掺杂区形成一个源极和一个漏极与安置在其间的第2导电类型的沟道，所说漏极连接到所说端子，而所说源极安置在所说端子的远端，

所说第1导电类型轻掺杂区形成一个漏极延伸区将所说的漏极和所说的沟道分开，且所说通道具有串联电阻，结果沿着所说通道所说最大非破坏电流密度流在沿着所说通道在所说源极和所说漏极之间产生电压，超过所说触发电压，在所说源极和所说漏极之间的一个相邻通道中启动快反向导电。

2．按照权利要求1所述的器件，其中在由所说通道横过的所说沟道面积上积分的所说最大非破坏电流密度大于通过所说端子由静电放电现象产生的电流。

3．按照权利要求1所述的器件，其中当所说快反向导电时，所说沟道有一个沟道电阻率(ρ_c)和有一个分开所说源极和所说漏极延伸区的长度(L_c)，所说漏极延伸区有一个电阻率(ρ_d)和一个将所说漏极和所说沟道分开的宽度(E_d)，并且

E_d≥[V_t-V_H-I_mρ_cL_c]/I_mρ_d

其中V_t是所说触发电压，V_H是保持电压和I_m是所说最大电流密度。

4．按照权利要求1所述的器件，其中还包括通过栅氧化物与所说沟道分开的栅，在所说最大非破坏栅氧化物电压和保持电压之间的差大于所说源极和所说漏极之间的电压差沿所说通道的静电放电电流乘以沿所说通道电阻并除以所说触发电压和所说保持电压之间差。

5．按照权利要求1所述的器件，其中所说沟道具有一般垂直关系的长、宽和深，所说长分开所说源极和所说漏极延伸区，而所说深包括了由所说衬底表面测量的所说快反向电流的流动，所说宽比所说长和所说深大几倍，而由静电放电现象产生的电流是小于在所说宽度和所说深度之上积分的所说最大非破坏电流密度。

6．按照权利要求1所述的器件，其中所说结构包括一个输入/输出收发信器件。

7．按照权利要求1所述的器件，其中所说结构包括一个输出缓冲器。

8．按照权利要求1所述的器件，其中所说结构包括一个输入缓冲器。

9．按照权利要求1所述的器件，其中更包括借栅氧化物与所说的沟道分开的栅，所说漏极延伸区，具有在所说漏极和所说沟道之间的宽度，其大于所说栅由所说沟道算起的顶部高度。

10．按照权利要求1所述的器件，其中所说漏极延伸区具有在所说漏极和所说沟道之间的宽度，至少大到如同在所说源极和所说漏极延伸区之间所说沟道的长度。

11．按照权利要求1所述的器件，其中所说漏极延伸区具有在所说漏极和所说沟道之间的宽度，其大于3/10微米，小于6微米。

12．按照权利要求1所述的器件，其中所说漏极延伸区的掺杂浓度在10¹⁷离子/厘米³和5×10¹⁹离子/厘米³之间范围。

13．一种静电放电容许器件，用于连接集成电路芯片和该芯片外的电路，其特征在于：它包括

一个芯片，具有一个焊片安置其上的表面，

一个晶体管，具有由一个沟道区分开的重掺杂表面下的源极和漏极区，有一个栅安置在所说沟道区之上，并通过栅氧化物层与所说的表面分开，所说漏极区连接所说焊片，一个轻掺杂漏极延伸区安置在所说沟道和所说漏极区之间，

一个在所说源区和所说漏极区之间的通道，

所说漏极延伸区具有与所说通道串联的电阻，结果沿所说通道的所说最大非破坏电流密度流将所说通道电压提升到所说触发电压之上，由此在邻近通道中启动快反向导电。