[發明專利]帶有嵌入式偽柵電極的二極管

有效

• 申請號: 201110238114.6
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102738245A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 余名薪;閻桂鳳
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/40;H01L27/02
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;高雪琴

技術領域

本公開大體上涉及了一種半導體器件，尤其涉及帶有偽柵電極的二極管。

背景技術

在輸入/輸出(IO)電路中，為了保護靜電放電(ESD)需要占用很大芯片區域的大型二極管。對于ESD二極管而言，釋放ESD電流的能力部分地由二極管的尺寸決定。因此，二極管被設定得盡可能的大。而且，根據設計規則，二極管的陽極和陰極的尺寸會影響直接處在相應的陽極和陰極上的金屬線的寬度。因此，為了使直接位于二極管上的金屬線獲得良好的電子遷移性能而實現持久耐用的ESD性能，二極管被設計成具有寬陽極拾取區域和/或寬陰極拾取區域，而不是包括多個窄陽極拾取區域和/或陰極拾取區域。

由于ESD二極管與包括柵電極的晶體管形成在相同的芯片/晶圓上，所以ESD二極管需要形成在其上的偽柵電極，以使柵電極的圖案密度在整個晶圓上基本上是一致的。否則，圖案的負載作用會導致電路毀壞。設計規則要求在任何限制區域(例如，20μm×20μm或10μm×10μm)，偽柵電極的圖案密度比給定值(諸如百分之10)大。當設計成寬陽極拾取區域和/或寬陰極拾取區域時，很難滿足這些要求。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種電路結構包括：第一隔離區域；第一偽柵電極，所述第一偽柵電極在所述第一隔離區域上并且垂直地與所述第一隔離區域重疊；二極管的第一拾取區域，所述第一拾取區域在所述第一隔離區域的相對面上，其中所述第一拾取區域的側壁與所述第一隔離區域的相對側壁接觸；二極管的第二拾取區域，所述第二拾取區域在所述第一拾取區域和所述第一隔離區域的結合區域的相對面上，其中所述第一拾取區域和第二拾取區域是相反的導電類型；以及阱區域，所述阱區域在所述第一拾取區域和所述第二拾取區域以及所述第一隔離區域下面，其中所述阱區域的導電類型與所述第二拾取區域的導電類型相同。

在該電路結構中，其中所述第一拾取區域形成包圍著所述第一隔離區域的連續拾取區域。

在該電路結構中，其中所述第一拾取區域是通過隔離區域彼此分開的分立的區域。

在該電路結構中，其中所述第二拾取區域形成包圍著所述第一拾取區域和所述第一隔離區域的連續區域。

該電路結構還包括：第二隔離區域，所述第二隔離區域將所述第一拾取區域和所述第二拾取區域彼此分開；以及第二偽柵電極，所述第二偽柵電極直接位于所述第二隔離區域上。

在該電路結構中，該電路結構還包括：第二隔離區域，所述第二隔離區域將所述第一拾取區域和所述第二拾取區域彼此分開；以及第二偽柵電極，所述第二偽柵電極直接位于所述第二隔離區域上，并且其中所述第二偽柵電極形成包圍著所述第一偽柵電極的環。

在該電路結構中，其中所述第一拾取區域是P+區域，所述第二拾取區域是N+區域，并且所述阱區域是n-阱區域。

在該電路結構中，其中所述第一拾取區域是N+區域，所述第二拾取區域是P+區域，并且所述阱區域是p-阱區域。

在該電路結構中，其中所述第一拾取區域和所述第二拾取區域中的一個與電接地連接，并且所述第一拾取區域和所述第二拾取區域中的另一個與正電源節點連接。

根據本發明的另一方面，提供了一種電路結構包括：第一導電類型的阱區域；第一重摻雜區域，所述第一重摻雜區域在所述阱區域上并且與所述阱區域接觸，其中所述第一重摻雜區域是與所述第一導電類型相反的第二導電類型；第一偽柵電極，所述第一偽柵電極在所述阱區域上并且與所述阱區域重疊；第一淺溝槽隔離(STI)區域，所述第一淺溝槽隔離區域在所述阱區域上，其中所述第一STI區域包圍和接觸所述第一重摻雜區域；第二偽柵電極，所述第二偽柵電極在所述第一STI區域上并且與所述第一STI區域重疊；以及第二重摻雜區域，其中所述第二重摻雜區域在所述阱區域上且接觸所述阱區域，其中所述第二重摻雜區域是第一導電類型，并且其中所述第二重摻雜區域包圍和接觸所述第一STI區域。

在該電路結構中，還包括延伸到所述阱區域中的第二STI區域，其中所述第一重摻雜區域包圍和接觸所述第一STI區域。

在該電路結構中，其中所述第一重摻雜區域包圍所述阱區域的一部分，并且接觸所述阱區域的一部分的側壁。

在該電路結構中，其中所述第一導電類型是n-型，并且所述第二導電類型是p-型。

在該電路結構中，其中所述第一導電類型是n-型，并且所述第二導電類型是p-型，并且其中所述第一重摻雜區域與電接地連接，并且所述第二重摻雜區域與正電源節點連接。