SCR专利白皮书

专利检索白皮书浙江大学微电子研究所2007-4-101. MLSCR类型1)US Patent 5012317, “Electrostatic Discharge Protection Circuit”, Apr.30, 1991.该专利提出了使用PNPN类型的SCR结构进行ESD保护，是最早提出使用SCR结构进行ESD保护的专利。

2) US Patent 4939616, “Circuit Structure with Enhanced Electrostatic Discharge Protection”, Jul. 3, 1990.该专利的在传统SCR结构的N-well和Psub交接区域加入N+层（图中42），减小触发电压，即MLSCR结构。

3) US Patent 5274262, “SCR Protection Structure and Circuit with Reduced TriggerV oltage”, Dec.28, 1993.该专利也提出了MLSCR结构，并说明作为一种保护结构，但是没有明确说明用于ESD保护。

和US Patent 4939616的区别在于中间交接的区域（图中18）是悬空的而US Patent 4939616中的是通过一个电阻接到pad上的。

同时该专利也提出了Zener管触发的MLSCR结构（图中18和19可以构成Zener二极管）。

4) US Patent 6246079, “SCR Circuit with a High Trigger Current”, Jun.12, 2001.该专利在US Patent 4939616的基础上改变了连线方式，将中间的P+接触（图中76）直接和地线连接。

5) US Patent 5856214, “Method of Fabricating a Low V oltage Zener-Triggered SCR for ESD Protection in Integrated Circuits”, Jan.5, 1999.该专利在MLSCR结构中加入了zener二极管（图中39，42所构成的Zener 二极管），减小了触发电压。

6) US Patent 5872379, “Low V oltage Turn-On SCR For ESD Protection”, Feb.16, 1999.该专利页在MLSCR的基础上做了一些改变。

在N-well和Psub交界处的N+（图中20）旁边加入了一个P型的LDD注入（图中38），相当于接入了一个zener 二极管，从而减小了触发电压。

2. LVTSCR类型1) US Patent 5465189, “Low V oltage Triggering Semiconductor Controlled Rectifiers”, Nov. 7, 1995该专利在SCR结构中加入一个类似MOS的结构（图中39，41），利用MOS 结构的雪崩导通开启SCR，降低触发电压，即经典的LVTSCR结构。

2) US Patent 6524893, “Electrostatic Discharge Protection Device for Semiconductor Integrated Circuit, Method for Producing the Same, and Electrostatic Discharge Protection Circuit Using the Same”, Feb.25, 2003.该专利将LVTSCR中的MOS管的栅极悬空，源漏端分别注入P+和N+杂质（图中8和9），将这个P+与N+的结构看成一个diode，通过diode的触发开启SCR结构。

3) US Patent 6921931, “Electrostatic Discharge Protection Element”, Jul.26, 2005.该专利在上面一个专利（US Patent 6524893）的基础上，在Cathode附近加入了一个电阻（图中10a），从而起到了减小触发电压的作用。

4) US Patent 5905288, “Output ESD Protection with High-Current-Triggered Lateral SCR”, May18, 1999.该专利中提出了一种高电流触发的ESD保护电路，其中包含了一种改进后的NMOS Triggered Lateral SCR，以及PMOS Triggered Lateral SCR。

5) US Patent 5982601, “Direct Transient-Triggered SCR for ESD Protection”, Nov.9，1999.该专利在经典的LVTSCR中加入了一个Transient Generator（图中51），提高了LVTSCR结构的触发速度。

触发电路的一个实例是RC和反相器的组合电路。

6) US Patent 6639284 B1, “Compensated-Well Electrostatic Discharge Protection Structure”, Oct. 28, 2003.该专利在先前一些经典的SCR以及BJT ESD保护电路中，使用了回退阱的工艺（图中112，113以及312，313）。

阱的工艺比较特殊。

7) US Patent 5225702, “Silicon Controlled Rectifier Structure For Electrostatic Discharge Protection”, Jul.6, 1993.该专利提出了另一种LVTSCR结构，MOS管中只有一个N+区域（图中226）。

8) US Patent 5907462, “Gate Coupled SCR for ESD Protection Circuits”, May 25, 1999.该专利是在传统LVTSCR结构的基础上，在MOS结构的栅极与地之间加入了一个电阻（图中118），从而形成栅极耦合的SCR结构。

9) US Patent 6081002, “Lateral SCR structure for ESD protection in trench isolated technologies”, Jun. 27, 2000该专利提出了使用双栅结构的LVTSCR，使用多晶硅（图中116）来代替传统LVTSCR结构中的STI隔离。

10) US Patent 6498357 B2, “Lateral SCR Device For On-Chip ESD Protection in Shallow-Trench-Isolation CMOS Process”, Dec.24, 2002.该专利在上面一个双栅LVTSCR（US Patent 6081002）结构中做了一点改变。

使用了双阱结构，并且去掉了P+与N+之间的STI隔离。

该专利的一个实例中栅极可以使用两种不同的掺杂（图中104a，104b）11) US Patent 6765771, “SCR Devices With Deep-N-Well Structure For On-Chip ESD Protection Circuits”, Jul.20, 2004.该专利在LVTSCR的基础上，在原结构的N+ & P+的下面使用了深阱工艺（图中34，36，38，42等），使得电流的分布更加均匀。

12) US Patent 5869873, “Electrostatic Discharge Protection Circuit Having EPROM”, Feb.9, 1999.该专利提出了一种在EPROM工艺中使用SCR作为ESD保护器件的电路和版图。

13) US Patent 5576557, “Complementary LVTSCR ESD Protection Circuit For Sub-Micron CMOS Integrated Circuits”, Nov.19, 1996.该专利将互补的两个LVTSCR结构拼在一起，作为保护器件。

14) US Patent 5400202, “Electrostatic Discharge Protection Circuit For Integrated Circuits”, Mar.21, 1995.该专利使用外部电路来触发SCR结构。

一种是使用inverter, 另一种使用RC 回路，两种电路所用的SCR均为LVTSCR结构。

15) US Patent 5825600, “Fast Turn-on Silicon Controlled Rectifier (SCR) for Electrostatic Discharge (ESD) Protection”, Oct.20, 1998.该专利提出了能够快速开启的ESD保护的总线式电路，其中采用了两种SCR 结构，使用不同的连线方法利用MOSFET触发SCR，和LVTSCR的区别在于连线方法，这种SCR也称为MITSCR。

16) US Patent 6674622, “Dynamic Floating SCR ESD Protection”, Jan.6, 2004.该专利是两个MITSCR结构的镜像组合。

17) US Patent 5932916, “Electrostatic Discharge Protection Circuit”, Aug.3, 1999.该专利在传统LVTSCR结构中使用了双层栅工艺（图中54，55）。

通过调整两个栅间的电容，可以改变MOS管上面的电压，从而调整了SCR结构触发的时间以及触发电压大小。

18) US Patent 5903420, “Electrostatic Discharge Protecting Circuit Having A Plurality of Current Paths In Both Direction”, May 11, 1999.该专利是双向都可以导通的SCR结构，既可以向VSS也可以向VDD泄放电流。

左边结构40，42，44，46和48构成了一个PNPN的SCR，右边结构44，46，48，50，52构成了一个NPNP的SCR。

因此一个器件可以起到双向保护的功能。

3. ESD Implant相关1) US Patent 5559352, “ESD Protection Improvement”, Sep.24, 1996.该专利提出了在ESD保护器件中使用ESD Implantation（图中36）从而降低触发电压。