本技术涉及电子元件领域,具体涉及一种单向浪涌防护装置。
背景技术:
1、在各种电子元器件中,芯片作为电子元器件的核心部件起着至关重要的作用。为了保护芯片不被浪涌电流破坏,通常需要在芯片上设置浪涌保护装置。现有的浪涌防护装置存在防护能力差的问题,此外,现有的浪涌防护装置不能满足在低压低电容等环境下使用,导致其使用范围受到限制。因此,如何获得一种防护效果好,使用范围广的浪涌防护装置就成为一种客观需求。
技术实现思路
1、本实用新型提供了一种单向浪涌防护装置,用于解决现有的芯片浪涌防护装置防护效果差,且无法在低压、低电容工作环境下进行浪涌防护的问题。
2、为实现本实用新型的目的,本实用新型提供了一种单向浪涌防护装置,包括衬底和相互绝缘的第一电极、第二电极及多个金属互联,在所述衬底上间隔设有多个第一掺杂区,每个所述第一掺杂区内设有一个第二掺杂区,所述衬底与多个所述第一掺杂区之间分别连接有第一pn结,每个所述第一掺杂区与其内的第二掺杂区之间连接有第二pn结,所述第一电极与第一个第二掺杂区电连接,所述第二电极与最后一个第二掺杂区电连接,所述第一电极通过多个所述第二掺杂区、多个所述第二pn结、多个所述第一掺杂区及多个所述金属互联与所述第二电极串联。
3、在一些实施例中,当所述衬底为p型掺杂时,所述第一掺杂区为n型掺杂,所述第二掺杂区为p型掺杂;当所述衬底为n型掺杂时,所述第一掺杂区为p掺杂,所述第二掺杂区为n型掺杂。
4、在一些实施例中,所述第一掺杂区的数量为n个,所述金属互联的数量为n-1个,所述第m个金属互联的一端与第m个第一掺杂区电连接,其另一端与第m+1个第二掺杂区电连接,其中,1≤m≤n-1。
5、在一些实施例中,所述第一电极设有与第二掺杂区电连接的第一连接部,所述第一连接部的结构与所述第二掺杂区的横向截面结构相同,其面积小于所述第二掺杂区的横向截面面积;所述第二电极设有与第一掺杂区的电连接的第二连接部,所述第二连接部呈倒“c”型,其中部与第一掺杂区远离所述第一电极的一侧连接,其两端部分别向靠近所述第一电极方向延伸并与所述第一掺杂区的两端连接,所述第二连接部的面积小于第一掺杂区对应区域的横向截面面积。
6、在一些实施例中,所述第一金属互联设有第一金属互联本体,在所述第一金属互联本体靠近衬底的一侧设有第三连接部及第四连接部,所述第三连接部及所述第四连接部通过所述第一金属互联本体电连接,所述第三连接部的结构和大小与所述第二连接部的结构和大小相匹配,所述第四连接部的结构和大小与第一连接部的结构和大小相匹配;所述第二金属互联设有第二金属互联本体,在所述第二金属互联本体靠近衬底的一侧设有第五连接部及第六连接部,所述第五连接部及所述第六连接部通过所述第二金属互联本体电连接,所述第五连接部的结构和大小与所述第二连接部的结构和大小相匹配,所述第六连接部的结构和大小与第一连接部的结构和大小相匹配。
7、在一些实施例中,该保护芯片还包括钝化层,所述钝化层设于所述衬底上并覆盖部分所述第一掺杂区、部分第二掺杂区、部分第一pn结及部分第二pn结,所述钝化层上设有多个用于使所述电极或金属互联与所述第二掺杂区电连接的第一连接孔,所述钝化层上设有多个用于使所述电极或金属互联与所述第一掺杂区电连接的第二连接孔。
8、进一步地,所述第一连接孔的结构与所述第二掺杂区的横向截面结构相匹配,其孔径小于所述第二掺杂区的外径,所述第二连接孔的结构呈倒“c”型,其位于所述第二掺杂区上远离所述第一电极的一侧。
9、在一些实施例中,该保护芯片还包括表面钝化层,所述表面钝化层设于所述钝化层上并覆盖部分所述第一电极、部分第二电极、多个金属互联及部分钝化层,所述表面钝化层上设有对所述第一电极进行电连接的第三连接孔,所述表面钝化层上设有对所述第二电极进行电连接的第四连接孔。
10、进一步地,所述第三连接孔的结构与所述第一电极的横向截面结构相匹配,其面积小于所述第一电极的横向截面面积,所述第四连接孔的结构与所述第二电极的横向截面结构相匹配,其面积小于所述第二电极的横向截面面积。
11、在一些实施例中,该保护芯片还包括金属电极及高掺杂区,所述金属电极设于所述衬底上远离所述第一掺杂区的一侧,所述金属电极与所述衬底连接,所述高掺杂区设于所述衬底与所述金属电极之间。
12、本实用新型的有益效果为:本实用新型通过设置多个第一掺杂区、第二掺杂区,当浪涌电流流向第一电极时,第二pn结正偏,第一pn结反偏,此时,浪涌电流通过第一电极、第二掺杂区、第二pn结、第一掺杂区、金属互联流至第二电极。实现通过多个第二pn结之间串联形成正向浪涌泄放通路,适合1.5v工作电压以下的电路浪涌防护。另一方面,多个第二pn结串联,其总电容小于单个pn结电容,可实现0.2pf以下超低电容工作环境。此外,本实用新型的第一pn结反偏电压很高,反向浪涌钳位电压可达5-1000v,因而适合单向浪涌防护电路。
1.一种单向浪涌防护装置,其特征在于,包括衬底和相互绝缘的第一电极、第二电极及多个金属互联,在所述衬底上间隔设有多个第一掺杂区,每个所述第一掺杂区内设有一个第二掺杂区,所述衬底与多个所述第一掺杂区之间分别连接有第一pn结,每个所述第一掺杂区与其内的第二掺杂区之间连接有第二pn结,所述第一电极与第一个第二掺杂区电连接,所述第二电极与最后一个第二掺杂区电连接,所述第一电极通过多个所述第二掺杂区、多个所述第二pn结、多个所述第一掺杂区及多个所述金属互联与所述第二电极串联。
2.根据权利要求1所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,当所述衬底为p型掺杂时,所述第一掺杂区为n型掺杂,所述第二掺杂区为p型掺杂;当所述衬底为n型掺杂时,所述第一掺杂区为p掺杂,所述第二掺杂区为n型掺杂。
3.根据权利要求1所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,所述第一掺杂区的数量为n个,所述金属互联的数量为n-1个,第m个所述金属互联的一端与第m个第一掺杂区电连接,其另一端与第m+1个第二掺杂区电连接,其中,1≤m≤n-1。
4.根据权利要求1所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,所述第一电极设有与第二掺杂区电连接的第一连接部,所述第一连接部的结构与所述第二掺杂区的横向截面结构相同,其面积小于所述第二掺杂区的横向截面面积;所述第二电极设有与第一掺杂区的电连接的第二连接部,所述第二连接部呈倒“c”型,其中部与第一掺杂区远离所述第一电极的一侧连接,其两端部分别向靠近所述第一电极方向延伸并与所述第一掺杂区的两端连接,所述第二连接部的面积小于第一掺杂区对应区域的横向截面面积。
5.根据权利要求4所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,第一金属互联设有第一金属互联本体,在所述第一金属互联本体靠近衬底的一侧设有第三连接部及第四连接部,所述第三连接部及所述第四连接部通过所述第一金属互联本体电连接,所述第三连接部的结构和大小与所述第二连接部的结构和大小相匹配,所述第四连接部的结构和大小与第一连接部的结构和大小相匹配;第二金属互联设有第二金属互联本体,在所述第二金属互联本体靠近衬底的一侧设有第五连接部及第六连接部,所述第五连接部及所述第六连接部通过所述第二金属互联本体电连接,所述第五连接部的结构和大小与所述第二连接部的结构和大小相匹配,所述第六连接部的结构和大小与第一连接部的结构和大小相匹配。
6.根据权利要求1所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,该单向浪涌防护装置还包括钝化层,所述钝化层设于所述衬底上并覆盖部分所述第一掺杂区、部分第二掺杂区、部分第一pn结及部分第二pn结,所述钝化层上设有多个用于使所述电极或金属互联与所述第二掺杂区电连接的第一连接孔,所述钝化层上设有多个用于使所述电极或金属互联与所述第一掺杂区电连接的第二连接孔。
7.根据权利要求6所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,所述第一连接孔的结构与所述第二掺杂区的横向截面结构相匹配,其孔径小于所述第二掺杂区的外径,所述第二连接孔的结构呈倒“c”型,其位于所述第二掺杂区上远离所述第一电极的一侧。
8.根据权利要求6所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,该单向浪涌防护装置还包括表面钝化层,所述表面钝化层设于所述钝化层上并覆盖部分所述第一电极、部分第二电极、多个金属互联及部分钝化层,所述表面钝化层上设有对所述第一电极进行电连接的第三连接孔,所述表面钝化层上设有对所述第二电极进行电连接的第四连接孔。
9.根据权利要求8所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,所述第三连接孔的结构与所述第一电极的横向截面结构相匹配,其面积小于所述第一电极的横向截面面积,所述第四连接孔的结构与所述第二电极的横向截面结构相匹配,其面积小于所述第二电极的横向截面面积。
10.根据权利要求1所述的单向浪涌防护装置,其特征在于,该单向浪涌防护装置还包括金属电极及高掺杂区,所述金属电极设于所述衬底上远离所述第一掺杂区的一侧,所述金属电极与所述衬底连接,所述高掺杂区设于所述衬底与所述金属电极之间。