本发明专利技术揭示一种双扩散金属氧化物半导体DMOS双重结构，其被配置为具有静电放电ESD保护的开路漏极输出驱动器，而无需用于所述ESD保护及反向电压阻塞二极管保护的金属连接。一对源极单元(102b、104b、106b)中的一者用作开路漏极输出单元，形成例如反向阻塞二极管(234)且实现接通状态中的双极性操作、用于ESD自我保护的内置结构，例如内置SCR。与所述反向阻塞二极管相邻的栅电极(110b)连接到开路漏极输出端子(232)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】ESD自我保护及含该保护的LIN总线驱动器的DMOS半导体装置相关专利串请案本申请案主张由Philippe DevaKMarija Fernandez 及Patrick Besseux 在 2013年I月30日申请的标题为“用于集成电路装置的ESD保护电路(ESD-Protect1n Circuitfor Integrated Circuit Device) ”的共同拥有的第61/758，590号美国临时专利申请案的优先权；且出于所有目的而以引用方式并入本文中。
本专利技术涉及能够(例如)与局部互连网络(LIN)总线及类似物(例如，如用于汽车电子装置中)进行接口连接的集成电路装置内的静电放电保护电路，且更特定地说，本专利技术涉及在操纵、插入或从LIN总线及类似物移除时实现高静电放电(ESD)稳固性，及在对所述LIN总线及类似物操作时具有高电磁干扰(EMI)抗扰性。
技术介绍
汽车电子装置日益增加的重要性给其带来了越来越大的挑战且需要低成本可靠电子系统及子系统(其需要与传感器及致动器进行接口连接的输入输出装置)。这些系统及子系统不隔离且必须彼此通信。在历史上，已使用离散较小集成电路建立汽车电子装置。其依赖专属的专用有线通信方案(至少对于许多传感器系统而言)且将功率输出直接有线连接到致动器。此导致大型印刷电路板(PCB)、大型引擎控制单元(ECT)外壳大小及过多的布线束。布线会给其带来其它问题，这是因为布线消耗空间、增加重量及费用、经受运载工具的电磁噪声且可能难以进行故障排除及维护。幸运的是，运载工具联网标准及混合信号半导体工艺的发展解决了这些问题且将新可能性引进到整个运载工具的分布智能系统。运载工具联网标准化的趋势包含控制器区域网络(CAN)及局部互连网络(LIN)架构的广泛采用。这些网络标准在跨汽车系统的性能与成本最优化之间提供平衡。CAN对底盘、传动系及主体中枢通信提供高速网络，同时LIN响应对传感器及致动器子系统的降低成本且改善整个标准化的稳固性的简单网络的需求。CAN的广泛使用及LIN的可用性与可将较小型汽车系统所需的所有功能性一起带到用于更先进系统的单一集成电路(IC)或几个IC上的混合信号半导体工艺技术的发展相符合。虽然LIN最初定位于运载工具的主体电子装置，但是其以新方式通过主体电子装置之外的许多实施方案证明其价值。在可用的汽车电子装置总线标准之中，LIN对通常专用于单一系统的大多数传感器及致动器的通信需求提供最佳解决方案。其可被视为子系统且通过LIN充分服务，其已经定义以履行运载工具中的子网角色。每秒20千比特(kbps)的最大LIN指定数据速率对大多数传感器及致动器是足够的。LIN是时间触发、主从网络，消除同时报告装置之中的仲裁需求。LIN是使用单一有线通信总线而实施，其减少布线及线束需求且因此帮助节省重量、空间及成本。通过LIN协会具体地定义运载工具子网应用的低成本实施方案，LIN标准充分对准于现今混合信号半导体工艺的集成化能力。LIN协议实现明显成本减少，这是因为其相当简单且经由异步串行接口(UART/SCI)操作，且从节点自我同步且可使用芯片上RC振荡器而非晶体或陶瓷共振器。因此，硅实施方案是廉价的，使LIN非常适用于混合信号工艺技术(通常用于制造用于汽车子系统的信号调节及输出1C)。LIN主节点通常是LIN子网到CAN网络的桥接节点，且每一运载工具通常将具有若干个LIN子网。主LIN节点具有较高的复杂性及控制，而从LIN节点通常较为简单，从而在单一 IC子系统中实现其集成化。通过使用标准运载工具联网架构，可建立只需要三根电线(LIN、电池及接地)的富有特征及诊断系统。出于可靠性及安全操作的明显原因，对于所有LIN模块需要针对ESD(静电放电)及EMI (电磁干扰)两者的非常高的抗扰性。此高ESD及EMI抗扰性特别应用于连接到外界(例如，电池接脚、LIN接脚等等)的LIN模块的电节点(接脚)。然而，CAN模块的接脚或暴露于ESD及EMI的任何其它接脚可需要类似保护。连接到系统(外界)的LIN模块的接脚在所述模块被操纵或插入到所述系统中时高度暴露于ESD放电。LIN模块必须能通过任一者安全安装或移除。LIN及CAN规格需要电源范围之外的总线电压操作。因此，串联反向阻塞二极管对于LIN及CAN总线输出端口而言是强制性的。LIN及CAN规格需要总线端口上的高能量ESD稳固性(8KV HBM/6KViec61000.4)及高电压范围能力(+/-45V到+/-60V)。此引发总线驱动器及串联反向阻塞二极管的面积极大，导致部件昂贵。减小LIN及CAN驱动器的布局面积的任何解决方案将有益于节省制造成本。
技术实现思路
因此，需要集成化集成电路装置的外部电连接节点的ESD保护，其易于在制造期间实施且减小LIN及CAN驱动器的布局面积，由此节省制造及硅裸片成本且提供非常紧致结构中的自我保护驱动及反向阻塞能力。根据实施例，一种具有静电放电保护的开路漏极输出驱动器单元可包括:N-阱；在所述N-阱中扩散的第一 P-主体，其中所述第一 P-主体包括第一 P+扩散部及第一 N+扩散部；在所述N-阱中扩散的第二 P-主体，其中所述第二 P-主体包括第二 P+扩散部及第二 N+扩散部；所述第一 P-主体的部分及所述N-阱的部分上方的第一栅极及第一绝缘氧化物，其中所述第一栅极提供对所述输出驱动器单元的控制；所述第二 P-主体的部分及所述N-阱的部分上方的第二栅极及第二绝缘氧化物；所述第一 P+扩散部及所述第一 N+扩散部可连接在一起以提供用于所述输出驱动器单元的源极及主体触点；且所述第二 P+扩散部、所述第二 N+扩散部及所述第二栅极可连接在一起以提供用于所述输出驱动器单元的漏极；其中静电放电(ESD)及反向电压保护二极管可形成于所述第一 P-主体与第二 P-主体之间。根据另外实施例，所述第二栅极可通过电阻器连接到所述第二 P+扩散部及所述第二 N+扩散部。根据另外实施例，所述第二栅极可通过触发电路连接到所述第二 P+扩散部及所述第二 N+扩散部。根据另外实施例，所述两个P-主体的区域之间的N-阱区域产生共用漂移区域。根据另外实施例，所述两个P-主体区域之间的所述N-阱共用漂移区域可不具有扩散触点，由此使其结构尽可能窄。根据另外实施例，N+扩散触点可插入到所述N-阱共用漂移区域中。根据另外实施例，N+扩散触点可插入到所述N-阱共用漂移区域中且提供对所述N-阱共用漂移区域的接达。根据另外实施例，N+扩散触点可插入到所述N-阱共用漂移区域中且可连接到分布式基极连接。根据另外实施例，所述第一 P+扩散部及所述第一 N+扩散部可连接到负电源。根据另外实施例，所述第一 P+扩散部及所述第一 N+扩散部可连接到源极侧分布式基极。根据另外实施例，第三P+扩散部及第三N+扩散部可添加到所述第一 P-主体。根据另外实施例，所述第三P+扩散部及所述第三N+扩散部可连接到负电源。根据另外实施例，所述第二 P+扩散部及所述第二 N+扩散部可连接到所述开路漏极输出。根据另外实施例，所述第二 P+扩散部及所述第二 N+扩散部可连接到漏极侧分布式基极。根据另外实施例，第四P+扩散部及第四N+扩散部可添加到所述第二 P-主本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有静电放电保护的开路漏极输出驱动器单元，其包括：N‑阱；在所述N‑阱中扩散的第一P‑主体，其中所述第一P‑主体包括第一P+扩散部及第一N+扩散部；在所述N‑阱中扩散的第二P‑主体，其中所述第二P‑主体包括第二P+扩散部及第二N+扩散部；所述第一P‑主体的部分及所述N‑阱的部分上方的第一栅极及第一绝缘氧化物，其中所述第一栅极提供对所述输出驱动器单元的控制；所述第二P‑主体的部分及所述N‑阱的部分上方的第二栅极及第二绝缘氧化物；所述第一P+扩散部及所述第一N+扩散部连接在一起以提供用于所述输出驱动器单元的源极及主体触点；且所述第二P+扩散部、所述第二N+扩散部及所述第二栅极连接在一起以提供用于所述输出驱动器单元的漏极；其中静电放电ESD及反向电压保护二极管形成于所述第一P‑主体与第二P‑主体之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·德沃尔，马丽亚·费尔南德斯，帕特里克·贝萨厄泽，罗恩·布雷思韦特，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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