An ESD protection structure for use with bipolar or BiCMOS ICs that is
relatively immune to thermal overheating and, thus, stable during an ESD
event. This immunity is achieved by employing a heat sink region adjacent
to a polysilicon emitter within a distance of less than 2 microns. Such a
heat sink region provides temporal heat capacity to locally dissipate the
heat generated during an ESD event. Bipolar transistor-based ESD
protection structures according to the present invention include a
semiconductor substrate and a bipolar transistor in and on the
semiconductor. The bipolar transistor includes a base region, a collection
region and a polysilicon emitter. The bipolar transistor-based ESD
protection structures also include a heat sink region disposed above the
semiconductor substrate adjacent to the polysilicon emitter. The heat sink
region is formed of a material with a heat capacity and/or thermal
conductivity that is greater than the heat capacity and/or thermal
conductivity of the material (typically an SiO.sub.2 -based material)
which conventionally covers the ESD protection structures. The heat sink
region can be formed, for example, of metal and/or polysilicon. In one
embodiment, the heat sink region is floating and disposed adjacent to the
polysilicon. In another embodiment, the heat sink region is integrated
with a metal contact to the polysilicon emitter, thereby making the
otherwise conventional metal contact bulkier. By locally providing extra
heat capacity (i.e., a floating heat sink region or a bulky metal
contact), heat is dissipated during an ESD event, thereby increasing ESD
protection capability and reliability.
Una estructura de la protección de ESD para el uso con bipolar o BiCMOS ICs que son relativamente inmunes a la termal que se recalienta y, así, estable durante un acontecimiento de ESD. Esta inmunidad es alcanzada empleando una región del disipador de calor adyacente a un emisor del polysilicon a una distancia de menos de 2 micrones. Tal región del disipador de calor proporciona capacidad de calor temporal localmente de disipar el calor generado durante un acontecimiento de ESD. Las estructuras transistor-basadas bipolares de la protección de ESD según la actual invención incluyen un substrato del semiconductor y un transistor bipolar en y en el semiconductor. El transistor bipolar incluye una región baja, una región de la colección y un emisor del polysilicon. Las estructuras transistor-basadas bipolares de la protección de ESD también incluyen una región del disipador de calor dispuesta sobre el substrato del semiconductor adyacente al emisor del polysilicon. La región del disipador de calor se forma de un material con una capacidad de calor y/o una conductividad termal que sea mayor que la capacidad de calor y/o una conductividad termal del material (típicamente un SiO.sub.2 - materia prima) que cubre convencionalmente las estructuras de la protección de ESD. La región del disipador de calor se puede formar, por ejemplo, del metal y/o del polysilicon. En una encarnación, la región del disipador de calor está flotando y dispuesto adyacente al polysilicon. En otra encarnación, la región del disipador de calor se integra con un contacto del metal al emisor del polysilicon, de tal modo haciendo el contacto de otra manera convencional del metal más abultado. Localmente proporcionando la capacidad de calor adicional (es decir, una región flotante del disipador de calor o un contacto abultado del metal), el calor es disipado durante un acontecimiento de ESD, una capacidad y una confiabilidad de tal modo de aumento de la protección de ESD.
