专利名称：一种防止闩锁效应的芯片结构及方法
技术领域：
本发明涉及集成电路技术领域的一种可防止latch up (闩锁效应)的芯片结构及方法。
背景技术：
随着IC制造工艺的发展，芯片封装密度和集成度越来越高，产生latch up的可能 性就会越来越大。一般来说，产生latch up的条件是环路电流增益大于1，βηρη β ρηρ >=1 ；两个BJT发射极均处于正偏；能够在发射极形成一个比PNPN器件维持电流大的电 流。驱动电路由于在输出级上是大电流，在靠近驱动器件的衬底中会产生一定的位移电流， 此电流流过低压部分，在寄生电阻Rp上就会有电势降落，参阅图1，当此电势达到一定量值 时，就会使这部分寄生的横向三极管Ql开启。开启的晶体管会将衬底电流放大，使Ql管集 电极上的电流流入阱内，又将阱内寄生的纵向三极管Q2开启，latch up结构被触发，一旦 形成这种正反馈通路，电源到地之间的大电流会使整块芯片发热失效。为克服此问题，人们 一般采用在驱动模块与其他模块中添加多数载流子多子保护环(该保护环接地)，增加驱 动与其他模块间的距离等方法，增加驱动与其他模块间的距离等方法(参阅图2)，但这种 方法会增大版图面积。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可有效防止latch up的新型芯片结构及方法，其是通 过在在驱动模块与其它模块多数载流子保护环之间加入nwell少子保护环而实现的。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案一种防止闩锁效应的方法，其特征在于，该方法为在芯片的驱动模块与其余模块 之间加入nwell少数载流子保护环，使得靠近少数载流子环的衬底浓度减小，并增加衬底 电阻，从而防止芯片中发生闩锁效应。具体而言，所述nwell少数载流子环接0电位。—种防止闩锁效应的芯片结构，主要由驱动模块和包括数模模块在内的其余模块 组成，其特征在于，所述驱动模块与其余模块之间加载nwell少数载流子保护环。进一步地讲，所述nwell少数载流子环接0电位。
图1为latch-up的产生电路图；图2为现有技术中防止latch-up的芯片结构图；图3为本发明中防止latch-up的芯片结构具体实施例方式针对现有的防止芯片中latch-up效应的技术方案的不足，本发明提出在驱动模块与包括数模模块在内的其它模块多数载流子保护环之间加入nwell少数载流子保护环 的方案，如图3所示。因少数载流子保护环就是提前进行电子的收集，而且少数载流子保护环深度较 深，效果也是相当的明显，它能减小寄生的横向三极管Ql的电流增益，即βηρη。而多数载流子与此相对应，收集空穴。但因是P型衬底，空穴必然进入到衬底中， 多数载流子保护环本质上降低了局部的电阻。加了少数载流子保护环之后，P+型多数载流 子保护环离nwell近，更利于提前收集，效果就会明显一点。在驱动模块与其它模块之间加入nwell少数载流子保护环，使得靠近少数载流子 环的衬底浓度减小，和拉大驱动模块与其他模块之间的距离方法一样都可以增加衬底电 阻，起到了抗latch-up的效果。而且本发明没有增加版图面积。如图3所示，nwell少数 载流子环接0电位，不仅能避免模块之间的相互干扰，也能够避免驱动器件衬底电流流向 数模模块电源，不影响数模电路的可靠性，同时能够起到吸收衬底电流的作用。以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用 等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之。
权利要求
1.一种防止闩锁效应的方法，其特征在于，该方法为在芯片的驱动模块与其余模块 之间加入nwell少数载流子保护环，使得靠近少数载流子环的衬底浓度减小，并增加衬底 电阻，从而防止芯片中发生闩锁效应。
2.根据权利要求1所述的防止闩锁效应的方法，其特征在于，所述nwell少数载流子环 接0电位。
3.一种防止闩锁效应的芯片结构，主要由驱动模块和包括数模模块在内的其余模块组 成，其特征在于，所述驱动模块与其余模块之间加载nwell少数载流子保护环。
4.根据权利要求3所述的防止闩锁效应的芯片结构，其特征在于，所述nwell少数载流 子环接0电位。
全文摘要
本发明涉及一种防止闩锁效应的芯片结构及方法。该方法为在芯片的驱动模块与其余模块之间加入nwell少数载流子保护环，使得靠近少数载流子环的衬底浓度减小，并增加衬底电阻，从而防止芯片中发生闩锁效应。进一步的讲，所述nwell少数载流子环接0电位。该芯片结构，主要由驱动模块和包括数模模块在内的其余模块组成，所述驱动模块与其余模块之间加载nwell少数载流子保护环。本发明可在不增加版图面积的前提下，产生良好的抗闩锁效应的效果，并且不会影响芯片的正常工作性能。
文档编号H01L27/02GK102130124SQ20101060395
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者张祯, 彭秋平, 杜坦, 杭晓伟, 江石根 申请人:苏州华芯微电子股份有限公司