[發明專利]靜電放電保護單元及半導體器件

有效

• 申請號: 201210578531.X
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103022015A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 馬榮耀;李鐵生
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H01L23/60
• 分類號: H01L23/60;H01L27/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種靜電放電保護單元，包括：

構圖的半導體層，該構圖的半導體層包括環狀的第一部分，所述環狀的第一部分具有外輪廓線和內輪廓線，該外輪廓線和該內輪廓線均為波浪線并且實質上相互平行；其中，

所述外輪廓線和所述內輪廓線之間的中線也是波浪線，實質上與所述外輪廓線和所述內輪廓線平行，并且該中線上每一點處的曲率均實質上相同；以及，

所述第一部分具有沿所述中線的法線方向交替排布于所述外輪廓線和所述內輪廓線之間的多個第一導電類型摻雜區和第二導電類型摻雜區，所述第二導電類型與所述第一導電類型相反，并且每個第一導電類型摻雜區的寬度實質上處處均勻一致，每個第二導電類型摻雜區的寬度也實質上處處均勻一致。

2.如權利要求1所述的靜電放電保護單元，其中，所述中線由交替的凹形弧線和凸形弧線構成，所述凹形弧線向所述環狀的第一部分的內側隆起，所述凸形弧線向所述環狀的第一部分的外側隆起，所述凹形弧線的半徑和所述凸形弧線的半徑實質上相等。

3.如權利要求1所述的靜電放電保護單元，其中所述第一部分由交替的凹形弧段和凸形弧段構成，所述凹形弧段向所述環狀的第一部分的內側隆起，所述凸形弧段向所述環狀的第一部分的外側隆起，所述凹形弧段的內徑與所述凸形弧段的內徑實質上相等，所述凹形弧段的外徑和所述凸形弧段的外徑實質上相等。

4.如權利要求1所述的靜電放電保護單元，其中所述多個第一導電類型摻雜區和第二導電類型摻雜區包括第一導電類型的中間摻雜區和由該中間摻雜區開始向該中間摻雜區的兩側對稱交替排布的多個第二導電類型摻雜區和第一導電類型摻雜區，其中所述中間摻雜區沿所述中線形成。

5.如權利要求1所述的靜電放電保護單元，其中所述環狀為方形環狀；該方形環狀的所述中線，在該方形環狀拐角處的弧線的弧度比在該方形環狀的邊上的弧線的弧度大π/2；并且該方形環狀的所述中線，在該方形環狀的邊上的凹形弧線和凸形弧線的弧度實質上相等。

6.如權利要求1所述的靜電放電保護單元，其中所述環狀為圓形環狀，所述中線的凹形弧線的弧度和所述中線的凸形弧線的弧度相差一個固定的角度。

7.如權利要求1所述的靜電放電保護單元，其中所述半導體層進一步包括餅狀的第二部分，該第二部分的輪廓線與所述第一部分的內輪廓線重合，并且該第二部分的摻雜類型與所述多個第一導電類型摻雜區和第二導電類型摻雜區中的位于所述第一部分最內側的摻雜區的摻雜類型相反。

8.一種半導體器件，包括：

襯底；

晶體管，形成于襯底中，具有漏區、柵區和源區；

靜電放電保護單元，形成于襯底上方，包括構圖的半導體層；以及

靜電放電隔離層，形成于襯底表面上，將所述靜電放電保護單元與襯底隔離；其中，

所述構圖的半導體層包括環狀的第一部分，該環狀的第一部分具有外輪廓線和內輪廓線，該外輪廓線和該內輪廓線均為波浪線并且實質上相互平行；

所述外輪廓線和所述內輪廓線之間的中線也是波浪線，與所述外輪廓線和所述內輪廓線實質上平行，并且該中線上每一點處的曲率均實質上相同；以及，

所述第一部分具有沿所述中線的法線方向交替排布于所述外輪廓線和所述內輪廓線之間的多個第一導電類型摻雜區和第二導電類型摻雜區，所述第二導電類型與所述第一導電類型相反，并且每個第一導電類型摻雜區的寬度實質上處處均勻一致，每個第二導電類型摻雜區的寬度也實質上處處均勻一致。

9.如權利要求8所述的半導體器件，其中所述靜電放電保護單元耦接于所述晶體管的柵區和源區之間。

10.如權利要求8所述的半導體器件，進一步包括：

層間介電層，覆蓋所述襯底和所述靜電放電保護單元；

柵極金屬，形成于所述層間介電層上，通過層間介電層中的第一通孔耦接所述柵區；

源極金屬，形成于所述層間介電層上，與所述柵極金屬之間具有隔離間隙，通過層間介電層中的第二通孔耦接所述源區；其中，

所述靜電放電保護單元通過層間介電層中的第三通孔耦接所述源極金屬，并通過層間介電層中的第四通孔耦接所述柵極金屬。