[發(fā)明專利]靜電放電保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010594425.1
• 申請日: 2010-12-14
• 公開（公告）號: CN102201665A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡銘憲;葉子禎;周淳樸;薛福隆
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H01L23/60;H01L27/04
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;劉文意

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及揭示一種集成電路，尤其涉及射頻(radio?frequency，RF)集成電路的靜電放電(electrostatic?discharge，ESD)保護。

背景技術(shù)

隨著集成電路裝置的微型化，目前的趨勢是生產(chǎn)具有較淺的結(jié)深度、較薄的柵極氧化層、微摻雜漏極(lightly-doped?drain，LDD)架構(gòu)、淺溝渠隔離架構(gòu)(shallow?trench?isolation，STI)、以及自我對準金屬硅化合物(salicide)處理的集成電路，這些都是用于進階的四分之一次微米(sub-quarter-micron)互補式金屬氧化半導體(CMOS)技術(shù)。這些工藝導致相關(guān)的CMOS?IC產(chǎn)品變得比較容易受到ESD的影響而損壞。因此，芯片內(nèi)建立ESD保護電路保護裝置與電路免于ESD的破壞。就射頻集成電路而言，考慮到減少柵極氧化層的厚度以及降低崩潰電壓，EDS保護是別具有挑戰(zhàn)性的。

圖1說明傳統(tǒng)ESD保護裝置100的范例，裝置100包括柵極接地NMOS(GGNMOS)晶體管102，源極也接地，且漏極耦接到介于焊盤106與電阻器104之間的節(jié)點108。圖2說明分散的ESD保護排列200，其包括多個GGNMOS晶體管202-1:202-4，他們的源極接地，并且他們的漏極經(jīng)由具有電阻R的n型阱耦接到各自的PMOS晶體管204-1:204-4。每個PMOS晶體管的柵極與源極耦接到正電壓源節(jié)點V_DD。然而，這樣的排列增加裝置尺寸并且之后會導致大的寄生電容。

圖3A是ESD保護排列300的另一范例的平面圖以及圖3B是ESD保護裝置300的剖面圖，是單指組態(tài)短溝渠隔離(STI)二極管。如圖3A與圖3B所示，STI二極管包括形成在p型基板302上面的n型阱(n阱)304。二N+區(qū)域306-1、306-2形成在n阱304上面，并且是側(cè)向地彼此間隔。P+區(qū)域308配置于N+區(qū)域306-1、306-2之間。STI區(qū)域310-1:310-4相鄰于n型阱304上面的N+與P+區(qū)域306-1、306-2、308的每一個。雖然STI二極管300提供低電容與小區(qū)域，其寄生電容與電阻影響RF輸入匹配并且在高頻射頻應(yīng)用會降低性能。

因此，改良的ESD保護機制是有需要的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本揭露提供一種靜電放電(ESD)保護裝置，包括：一第一半導體型態(tài)的一基板以及一第二半導體型態(tài)的一第一阱形成在該基板之中；該第一半導體型態(tài)的第一多個側(cè)向間隔的參雜區(qū)域形成于該第一阱的一上表面，該多個側(cè)向間隔的參雜區(qū)域耦接一起以定義該ESD保護裝置的一陽極；該第二半導體型態(tài)的第二多個側(cè)向間隔的參雜區(qū)域形成于該第一阱的該上表面，該第二多個側(cè)向間隔的參雜區(qū)域耦接一起以定義該ESD保護裝置的一陰極；多個淺溝渠隔離(STI)區(qū)域設(shè)置于該第一阱的一上表面，該多個STI區(qū)域的每一個設(shè)置于該第一半導體型態(tài)的一側(cè)向間隔參雜區(qū)域以及該第二半導體型態(tài)的一第二側(cè)向間隔參雜區(qū)域之間；當反向偏壓時借由該第一阱與該第二半導體型態(tài)的該第二多個側(cè)向間隔的參雜區(qū)域所定義的一二極管用于操作成一無源無線電頻率電容器，并且當該陽極或該陰極的一端接收一ESD電壓突波時，則順向偏壓以提供一電流旁路。

本揭露亦提供一種射頻(RF)靜電放電(ESD)保護裝置，包括：一第二半導體型態(tài)的一第一阱，形成在一第一半導體型態(tài)的一基板之中；該第一半導體型態(tài)的一第二阱形成在該基板且環(huán)繞該第一阱；該第一半導體型態(tài)的第一多個參雜區(qū)域形成于該第一阱的一上表面，該多個參雜區(qū)域耦接一起以定義該ESD保護裝置的一陽極；該第二半導體型態(tài)的第二多個參雜區(qū)域形成于該第一阱的該上表面，該多個參雜區(qū)域耦接一起以形成該ESD保護裝置的一陰極；多個淺溝渠隔離(STI)區(qū)域設(shè)置于該第一阱的一上表面，該多個STI區(qū)域的每一個設(shè)置于該第一半導體型態(tài)的該參雜區(qū)域的一個以及該第二半導體型態(tài)的該參雜區(qū)域的一個之間；其中當反向偏壓時該第一阱與該第一半導體型態(tài)的該多個側(cè)向間隔的參雜區(qū)域用于操作成一無源無線電頻率電容器，并且當在該陽極或該陰極的一端接收到一ESD電壓突波時，則順向偏壓以提供一電流旁路。