[發明專利]用于高電壓靜電放電防護的低電壓結構的防護裝置

有效

• 申請號: 201010295879.9
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102412237A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陳信良;陳永初
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L23/60
• 分類號: H01L23/60
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明的實施例是有關于一種半導體裝置，且特別是有關于一種高電壓靜電放電(Electrostatic?Discharge，ESD)的低電壓結構的防護裝置。

背景技術

近年來，幾乎所有電子裝置的制造，皆朝向尺寸微小化的目標前進。尺寸較小的電子裝置相較于具有相同功能但尺寸較大而笨重的電子裝置更受歡迎。由于微小化裝置需要由微小的元件組成，因此，擁有制造微小化元件的能力，顯然地將使得微小化裝置的生產更為容易。然而，目前許多的電子裝置必須具備可執行驅動功能(actuation?functions)及數據處理(data?processing)或其它決策功能的電路裝置，其中，可以執行驅動功能的裝置例如是開關裝置(switching?devices)。并非總是可以利用低電壓互補金屬氧化半導體(Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor，CMOS)技術，制造此些具有雙重功能的裝置。因此，高電壓(或高功率)裝置被發展以處理許多無法以低電壓的操作實施的應用。

典型的高電壓裝置的靜電放電(ESD)的效能，常取決于對應的裝置所有的寬度和表面或側面規則。因此，對于微小化裝置而言，靜電放電的效能一般而言是較為不穩定(critical)的。高電壓裝置典型的特性為其具有一低導通電阻(on-state?resistance，Rdson)、一高擊穿電壓(breakdown?voltage)、以及一低維持電壓(holding?voltage)。在靜電放電是事件發生期間，低導通電阻可以使靜電放電的電流更集中于裝置的表面上或者裝置的漏極區域的邊緣上。高電流及強電場的作用，會造成此裝置的表面結的物理性破壞。由于必需滿足低導通電阻此一典型條件，表面或側面規則可能無法再增加。因此，靜電放電的防護將是一大挑戰。

一般而言，高電壓裝置的高擊穿電壓的特性，表示其擊穿電壓是高于操作電壓，并且觸發電壓Vtl(trigger?voltage，Vtl)是高于擊穿電壓。因此，在靜電放電期間，高電壓裝置開啟靜電放電防護之前，高電壓裝置的內部電路可能處于受到損害的危險。高電壓裝置的低維持電壓的特性，使得開機峰值電壓(power-on?peak?voltage)或突波電壓(surge?voltage)造成噪聲，也使高電壓裝置在正常操作的情況下，可能因為噪聲而被觸發，造成閂鎖效應(latch-up)。由于電場的分布對于電路布線(routung)是敏感的，使得高電壓裝置可能經歷場板效應(field?plate?effect)，所以靜電放電的事件期間，靜電放電的電流有集中在裝置的表面上或漏極區域的邊緣上的可能。

改善高電壓裝置的靜電放電的效能的技術手段，包括增加掩模的使用或增加其它步驟，以在雙載子結晶體管(Bipolar?Junction?Transistor，BJT)元件中，創造一個較大尺寸的二極管，以及/或者在金屬氧化物半導體晶體管(MOS?transistors)中，增加其表面或側面規則。

因此，對提供靜電放電防護的結構加以改良是一個值得發展的課題。

發明內容

本發明的一些實施例，是針對用于高電壓的靜電放電防護的低電壓結構。在某些情況下，至少可以基于雙極互補動態金屬氧化物半導體場效晶體管技術BCD(Bipolar?Complimentary?metal-oxide?semiconductor(BiCMOS)Diffusion?metal-oxide?semiconductor(DMOS))的工藝的部分加以修改，以提供靜電放電防護，其中此工藝可以包括外延工藝(epi?process)。

在一實施例中，提供一高電壓靜電放電(ESD)防護裝置。(于此，「實施例」是表示「提供一種例子」或者「說明」)。高電壓靜電放電防護裝置可以包括一襯底、一N+摻雜埋藏層(N+doped?buried?layer)、一N型阱區域、以及一P型阱區域。N+摻雜埋藏層可以接近襯底地設置。N型阱區域可以設置于接近N+摻雜埋藏層的一部分，以形成一集極區域(Collector?Region)。P型阱區域可以設置于接近N+摻雜埋藏層的其余部分，并且具有至少一P+摻雜板對應至一基極區域，以及多個分布式N+摻雜板區段對應至一射極區域(Emitter?Region)。

為了對本發明的上述及其它方面有更佳的了解，下文舉多個實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1繪示傳統的雙載子結晶體管(BJT)的縱向的剖面圖，此剖面圖是用以與本發明的實施例作比較。