[發(fā)明專利]互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構有效

申請?zhí)枺?/td>	201210464622.0	申請日：	2012-11-16
公開（公告）號：	CN103824858A	公開（公告）日：	2014-05-28
發(fā)明（設計）人：	蘇慶;王邦麟;苗彬彬;鄧樟鵬	申請（專利權）人：	上海華虹宏力半導體制造有限公司
主分類號：	H01L27/092	分類號：	H01L27/092;H01L27/02
代理公司：	上海浦一知識產(chǎn)權代理有限公司 31211	代理人：	丁紀鐵
地址：	201203 上海市浦東***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	互補金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構。

背景技術

在互補型金屬氧化物半導體工藝的芯片上，通常會同時存在著若干的P型和N型晶體管(PMOS?and?NMOS)。因此，在電源線與接地線之間，必會存在著若干寄生的P-N-P-N結(jié)構(P+/NW/Psub/N+)的硅控整流器(Silicon-controlled?rectifier,SCR)器件。閂鎖有兩種電流方式，一種是在I/O（輸入/輸出）管腳上注入正電流，一種是在I/O管腳上注入負電流。如圖3所示，以正電流注入觸發(fā)的閂鎖為例，硅控整流器是由以下結(jié)構組成，（1）N阱中接到VDD的P+擴散區(qū)；(2)N阱區(qū)；(3)P型襯底或P阱區(qū)；(4)P型襯底或P阱區(qū)中接至VSS的N+擴散區(qū)。當寄生的硅控整流器被觸發(fā)導通，使得寄生NPN及PNP晶體管進行正反饋、低阻抗的狀態(tài)時，即使觸發(fā)源(Trigger?Source)已被移除，寄生的硅控整流器依然會維持在閂鎖狀態(tài)而無法自行解除。芯片上因閂鎖效應鎖引發(fā)的過電流(Over?current)往往容易造成器件的燒毀。硅控整流器的觸發(fā)源可能是過電壓、過電流訊號、變動迅速的電壓或電流訊號，或是任何不正常的狀態(tài)。

如圖1所示，現(xiàn)有技術是采用N型和P型兩層閂鎖防護層，一字排開，并行兩排的排布方式。其防護主要利用單邊，此種方式對閂鎖的防護可以起到一定的效果，但這種閂鎖防護結(jié)構單一，防護層的有效面積有限，其防護能力有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種利用已有CMOS器件結(jié)構實現(xiàn)靜電保護的互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構，與現(xiàn)有互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構相比較，能降低靜電保護開啟電壓，提升泄放電流能力。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構，包括：N型閂鎖防護層和P型閂鎖防護層構成，N型閂鎖防護層由N型深阱、N型埋層、N阱、N型擴散區(qū)其中一種或多種構成；P型閂鎖防護層由P型深阱、P型埋層、P阱、P型擴散區(qū)其中一種或多種構成；其中，N型閂鎖防護層和P型閂鎖防護層多組排列，呈十字交叉狀。

其中，所述N型閂鎖防護層和P行閂鎖防護層，其寬度在0.5um~50um之間。

其中，所述N型閂鎖防護層與P型閂鎖防護層的交叉部分長度在0.5um~50um之間。

其中，所述N型閂鎖防護層與P型閂鎖防護層交叉部分之間的距離在0.5um~50um之間。

發(fā)明原理：在不增加更多面積的情況下，通過改變閂鎖防護層的排布結(jié)構，增大防護的有效面積，特別是防護層的側(cè)面面積，以此提高對閂鎖的防護能力。

本發(fā)明通過改變閂鎖防護層的結(jié)構，達到提高閂鎖防護能力的目的。本發(fā)明解決在CMOS工藝上閂鎖效應的防護問題，通過改變閂鎖防護層的結(jié)構，來進一步提高閂鎖防護的能力。本發(fā)明與現(xiàn)有互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構相比較，能有效增加防護層的有效面積，提升泄放電流能力

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1是現(xiàn)有互補型金屬氧化物半導體防閂鎖結(jié)構示意圖。

圖2是本發(fā)明閂鎖防護結(jié)構示意圖。

圖3是本發(fā)明正電流注入觸發(fā)的閂鎖示意圖。

圖4是本發(fā)明負電流注入觸發(fā)的閂鎖示意圖。

附圖標記說明

A是N型閂鎖防護層

B是P型閂鎖防護層

VSS是接地

VDD是工作電壓

A+是正電流