System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体结构、半导体模组及电子设备制造技术_技高网

半导体结构、半导体模组及电子设备制造技术

技术编号:44485647 阅读:0 留言:0更新日期:2025-03-04 17:51
本申请实施例提供一种半导体结构、半导体模组及电子设备,涉及电子技术领域,用于减小ESD防护的占用面积。半导体结构包括第一开关管、第二开关管及静电防护电路。静电防护电路包括控制电路和泄放电路。控制电路包括共用电路、第一分支电路和第二分支电路,共用电路和第一分支电路构成第一ESD控制电路,共用电路和第二分支电路构成第二ESD控制电路。泄放电路包括第一ESD泄放电路和第二ESD泄放电路。第一ESD控制电路和第一ESD泄放电路可实现对第一开关管的泄放,第二ESD控制电路和第二ESD泄放电路可实现对第二开关管的ESD泄放。共用电路的存在,可以使控制电路少设置一个或者多个共用电路对应的结构。泄放电路也可以包括共用部分,以减小静电防护电路的面积。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电子,尤其涉及一种半导体结构、半导体模组及电子设备


技术介绍

1、静电放电(electro static discharge,esd)是指电荷在两个电势不等的物体之间转移的物理现象,它存在于人们日常工作生活的任意环节。在半导体工业中,电路在生产、运输、测试甚至用户使用过程中,都有可能在其引脚上产生静电放电现象,从而引起电路失效。随着半导体结构中晶体管等半导体器件的特征尺寸不断减小,集成度不断提高,半导体结构对esd的冲击也变得越来越敏感,使得半导体结构的esd防护已成为衡量半导体结构可靠性的重要指标之一。

2、但是,如何减小esd防护的占用面积,从而减小esd防护对半导体结构尺寸的影响,是本领域技术人员要攻克的难题。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种半导体结构、半导体模组及电子设备,用于减小esd防护的占用面积。

2、为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:

3、本申请实施例的第一方面,提供一种半导体结构,包括:第一开关管、第二开关管以及静电防护电路,静电防护电路用于泄放第一开关管和第二开关管的静电。第一开关管包括第一栅极、第一源极以及第一漏极,第二开关管包括第二栅极、第二源极以及第二漏极,第一源极和第二源极相互绝缘。静电防护电路包括控制电路和泄放电路。控制电路包括第一共用电路、第一节点、第二节点、第一分支电路以及第二分支电路;第一节点与第一栅极和第二栅极分别耦接,第一共用电路耦接于第一节点和第二节点之间,第一分支电路耦接于第二节点和第一源极之间,第二分支电路耦接于第二节点和第二源极之间。也就是说,控制电路包括共用部分和分支部分。泄放电路与第二节点耦接;泄放电路还与第一栅极和第一源极耦接,形成第一泄放路径;泄放电路还与第二栅极和第二源极耦接,形成第二泄放路径。

4、本申请实施例提供的半导体结构中,第一共用电路和第一分支电路构成第一开关管m1的第一esd控制电路,第一共用电路和第二分支电路构成第二开关管的第二esd控制电路,第一esd控制电路和第一泄放路径构成第一开关管的esd防护单元,第二esd控制电路和第二泄放路径构成第二开关管的esd防护单元。相当于半导体结构中的esd防护电路可以实现两个esd防护单元所能实现的功能,但是却要比两个esd防护单元减少一个第一共用电路对应的结构。若半导体结构中包括n个第二开关管,则esd防护电路可以实现n+1个esd防护单元所能实现的功能,但是却要比n+1个esd防护单元减少n个第一共用电路对应的结构。因此,可以减小esd防护电路的面积,以减小半导体结构的成本、有利于半导体结构小型化。经仿真验证发现,在相同效果的前提下,本申请实施例中esd防护电路的面积,比2个esd防护单元构成的esd防护电路的面积可以减小20%左右,最终半导体结构的面积可以减小5%左右。另外,经仿真验证发现,本申请实施例中esd防护电路与n+1个esd防护单元构成的esd防护电路的esd防护能力(esd泄放能力)几乎是相同的。而且,控制电路中还包括第一分支电路和第二分支电路,第一源极和第二源极之间通过第一分支电路和第二分支电路进行隔离,也可以满足电气隔离的需求,不同开关管之间不会发生信号串扰。

5、在一种可能的实现方式中,第一栅极和第二栅极耦接。这是一种第一栅极和第二栅极耦接的应用场景。

6、在一种可能的实现方式中,第一栅极和第二栅极相互绝缘,控制电路还包括第三分支电路和第四分支电路;第三分支电路耦接于第一节点与第一栅极之间,第四分支电路耦接于第一节点与第二栅极之间。这是一种第一栅极和第二栅极不耦接的应用场景。

7、在一种可能的实现方式中,控制电路还包括共用分支电路;共用分支电路耦接于第一分支电路和第二分支电路及第二节点之间。通过在分支电路中设置共用部分,可以进一步减小控制电路的占用面积。

8、在一种可能的实现方式中,第一共用电路包括第一二极管。这是一种结构简单的实现方式。

9、在一种可能的实现方式中,第一共用电路包括并联耦接的第一电容和第一电阻。这是一种结构简单的实现方式。

10、在一种可能的实现方式中,第一分支电路包括第二电阻。这是一种结构简单的实现方式。

11、在一种可能的实现方式中,第一分支电路包括第三电阻和第二二极管,第三电阻与第二二极管并联或者串联。这是一种结构简单的实现方式。

12、在一种可能的实现方式中,第一分支电路包括并联的第四电阻和第二电容。这是一种结构简单的实现方式。

13、在一种可能的实现方式中,共用分支电路包括第五电阻;第一分支电路包括第三二极管。这是一种结构简单的实现方式。

14、在一种可能的实现方式中,第三分支电路包括第四二极管。采用第四二极管作为电气隔离结构,结构简单,且第四二极管的等效电阻较大,漏电流更小,第一栅极和第二栅极之间的电气隔离效果更好。

15、在一种可能的实现方式中,第三分支电路的结构与第一分支电路的结构相同。

16、在一种可能的实现方式中,泄放电路包括第一共用部分、第一分支部分以及第二分支部分;第一共用部分与第二节点、第一栅极和第二栅极分别耦接,第一分支部分耦接于第一共用部分与第一源极之间,第二分支部分耦接于第一共用部分与第二源极之间。

17、这样一来,第一共用部分和第一分支部分构成第一开关管的第一esd泄放电路,第一共用部分和第二分支部分构成第二开关管的第二esd泄放电路,第一esd泄放电路和第一控制信号路径构成第一开关管的esd防护单元,第二esd泄放电路和第二控制信号路径构成第二开关管的esd防护单元。相当于半导体结构中的esd防护电路可以实现两个esd防护单元所能实现的功能,但是却要比两个esd防护单元减少一个第一共用部分对应的结构。若半导体结构中包括n个第二开关管,则esd防护电路可以实现n+1个esd防护单元所能实现的功能,但是却要比n+1个esd防护单元减少n个第一共用部分对应的结构。因此,可以减小esd防护电路的面积,以减小半导体结构的成本、有利于半导体结构小型化。经仿真验证发现,在相同效果的前提下,本申请实施例中esd防护电路的面积,比2个esd防护单元构成的esd防护电路的面积可以减小10%-30%左右,最终半导体结构10的面积可以减小5%左右。而且,泄放电路中还包括第一分支部分和第二分支部分,第一源极和第二源极之间通过第一分支部分和第二分支部分进行隔离,也可以满足电气隔离的需求,不同开关管之间不会发生信号串扰。

18、在一种可能的实现方式中,泄放电路还包括第三分支部分和第四分支部分;第三分支部分耦接于第一共用部分与第一栅极之间,第四分支部分耦接于第一共用部分与第二栅极之间。这是一种第一栅极和第二栅极不耦接的应用场景。

19、在一种可能的实现方式中,第一共用部分包括第三栅极和第三漏极,第一分支部分包括多个第三源极,第二分支部分包括多个第四源极;沿平行于第三漏极的方向,多个第三源极和多个第四源极交本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一栅极与所述第二栅极耦接。

3.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一栅极与所述第二栅极相互绝缘,所述控制电路还包括第三分支电路和第四分支电路;

4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述控制电路还包括共用分支电路;所述共用分支电路耦接于所述第一分支电路和所述第二分支电路及所述第二节点之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用电路包括第一二极管。

6.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用电路包括并联耦接的第一电容和第一电阻。

7.根据权利要求1-6任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一分支电路包括第二电阻。

8.根据权利要求1-6任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一分支电路包括第三电阻和第二二极管,所述第三电阻与所述第二二极管并联或者串联。

9.根据权利要求1-6任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一分支电路包括并联的第四电阻和第二电容。

10.根据权利要求4所述的半导体结构,其特征在于,所述共用分支电路包括第五电阻;所述第一分支电路包括第三二极管。

11.根据权利要求3-10任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第三分支电路包括第四二极管。

12.根据权利要求3-10任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第三分支电路的结构与所述第一分支电路的结构相同。

13.根据权利要求1-12任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述泄放电路包括第一共用部分、第一分支部分以及第二分支部分;所述第一共用部分与所述第二节点、所述第一栅极和所述第二栅极分别耦接,所述第一分支部分耦接于所述第一共用部分与所述第一源极之间,所述第二分支部分耦接于所述第一共用部分与所述第二源极之间。

14.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述泄放电路还包括第三分支部分和第四分支部分;

15.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用部分包括第三栅极和第三漏极,所述第一分支部分包括多个第三源极,所述第二分支部分包括多个第四源极;

16.根据权利要求1-15任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体结构还包括集成电路。

17.一种半导体结构,其特征在于,包括:

18.根据权利要求17所述的半导体结构,其特征在于,所述第一栅极与所述第二栅极相互绝缘,所述泄放电路还包括第三分支部分和第四分支部分;

19.根据权利要求17或18所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用部分包括第五二极管;所述第一分支部分包括第六二极管。

20.根据权利要求18所述的半导体结构,其特征在于,所述第三分支部分包括第七二极管。

21.一种半导体结构,其特征在于,包括:

22.根据权利要求21所述的半导体结构,其特征在于,所述第五分支电路包括第八二极管。

23.根据权利要求21所述的半导体结构,其特征在于,所述第五分支电路并联耦接的第六电阻和第三电容。

24.根据权利要求21-23任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第二共用电路包括第七电阻。

25.根据权利要求21-23任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第二共用电路包括并联耦接的第八电阻和第九二极管。

26.根据权利要求21-23任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第二共用电路包括并联耦接的第九电阻和第四电容。

27.根据权利要求21-26任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述泄放电路包括第二共用部分、第五分支部分以及第六分支部分;所述第五分支部分与所述第六节点、所述第一栅极以及所述第二共用部分分别耦接,所述第六分支部分与所述第六节点、所述第二栅极以及所述第二共用部分分别耦接;所述第二共用部分还与所述第一源极和所述第二源极耦接。

28.一种半导体结构,其特征在于,包括:

29.根据权利要求28所述的半导体结构,其特征在于,所述第五分支部分包括第十一二极管;所述第二共用部分包括第十二极管。

30.一种半导体模组,其特征在于,包括:半导体结构和集成电路;所述半导体结构包括权利要求1-29任一项所述的半导体结构,所述集成电路与所述半导体结构耦接。

31.一种电子设备,其特征在于,包括半导体模组和电路板,所述半导体模组设置在所述电路板上;...

【技术特征摘要】

1.一种半导体结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一栅极与所述第二栅极耦接。

3.根据权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一栅极与所述第二栅极相互绝缘,所述控制电路还包括第三分支电路和第四分支电路;

4.根据权利要求1-3任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述控制电路还包括共用分支电路;所述共用分支电路耦接于所述第一分支电路和所述第二分支电路及所述第二节点之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用电路包括第一二极管。

6.根据权利要求1-4任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用电路包括并联耦接的第一电容和第一电阻。

7.根据权利要求1-6任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一分支电路包括第二电阻。

8.根据权利要求1-6任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一分支电路包括第三电阻和第二二极管,所述第三电阻与所述第二二极管并联或者串联。

9.根据权利要求1-6任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第一分支电路包括并联的第四电阻和第二电容。

10.根据权利要求4所述的半导体结构,其特征在于,所述共用分支电路包括第五电阻;所述第一分支电路包括第三二极管。

11.根据权利要求3-10任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第三分支电路包括第四二极管。

12.根据权利要求3-10任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述第三分支电路的结构与所述第一分支电路的结构相同。

13.根据权利要求1-12任一项所述的半导体结构,其特征在于,所述泄放电路包括第一共用部分、第一分支部分以及第二分支部分;所述第一共用部分与所述第二节点、所述第一栅极和所述第二栅极分别耦接,所述第一分支部分耦接于所述第一共用部分与所述第一源极之间,所述第二分支部分耦接于所述第一共用部分与所述第二源极之间。

14.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述泄放电路还包括第三分支部分和第四分支部分;

15.根据权利要求13所述的半导体结构,其特征在于,所述第一共用部分包括第三栅极和第三漏极,所述第一分支部分包括多个第三源极,所述第二分支部分包括多个第四源...

【专利技术属性】
技术研发人员:张栋梁
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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