[實用新型]集成電路保護結構

有效

• 申請號: 201420265122.9
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN203883005U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 崔永明;張干;王作義;彭彪
• 申請（專利權）人: 四川廣義微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L23/60
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

技術領域

本實用新型屬于半導體制造領域，涉及集成電路保護結構。

背景技術

不同物質的接觸、分離或相互摩擦，即可產生靜電。例如在生產過程中的擠壓、切割、搬運、攪拌和過濾以及生活中的行走、起立、脫衣服等，都會產生靜電。可見，靜電在我們的日常生活中可以說是無處不在，我們的身上和周圍就帶有很高的靜電電壓，幾千伏甚至幾萬伏。這些靜電對一些ESDS（靜電敏感元件），直接可以使其失去本身應有的正常性能，甚至完全喪失正常功能。

集成電路保護結構一直是集成電路工藝制造中的難點，靜電電流的隨意性和對電路最薄弱處的破壞加大了集成電路的設計難度，保護環是用于集成電路制造領域中常用的一種結構，用于將引腳上的靜電電流從地線或者電源線引走，為增大電流通路，保護環的各層之間的連接孔通常會盡可能布滿，但在保護環的拐角處，由于尖角區域電力線集中，因此很容易在拐角處發生擊穿。

實用新型內容

為克服現有技術在保護環拐角處易擊穿的技術缺陷，本實用新型提供集成電路保護結構。

本實用新型所述集成電路保護結構，包括靜電保護器件，包圍所述靜電保護器件的保護環，所述保護環至少包括第一物理層、第二物理層、第一物理層和第二物理層之間通過多個的孔連接，在靜電保護環曲率最大的一處或多處區域下方埋設有泄放器件，所述泄放器件一端連接第一物理層或第二物理層，另一端連接靜電泄放導線。?

優選的，所述第一物理層和第二物理層為半導體工藝中任意兩個緊鄰的層。

優選的，所述第一物理層和第二物理層為上下緊鄰的金屬層。

????優選的，所述泄放二極管上方的孔密度小于靜電保護環其他區域，且曲率最大處沒有孔。

優選的，所述靜電保護環為矩形，在矩形拐角處埋設有泄放器件。

進一步的，所述矩形拐角處的第一物理層和/或第二物理層被截去了直角部分。

具體的，所述泄放器件為二極管、二極管形式連接的晶體管或MOS管、SCR器件中的一種。

采用本實用新型所述集成電路保護結構，在曲率最大的電力線集中處增加了泄放器件，在靜電大電流來臨時，電流不僅在水平方向流動，而且在豎直方向泄放，提高了曲率大的區域，特別是拐角處的電流泄放能力，增強了拐角處的耐壓，提高了整個芯片的抗靜電等級。

附圖說明

圖1示出本實用新型一種具體實施方式的示意圖。

圖1中附圖標記名稱為：1-孔，2-泄放器件，3-靜電保護器件。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的具體實施方式作進一步的詳細說明。

本實用新型所述集成電路保護結構，包括靜電保護器件，包圍所述靜電保護器件的保護環，所述保護環至少包括第一物理層、第二物理層、第一物理層和第二物理層之間通過多個的孔連接，在靜電保護環曲率最大的一處或多處區域下方埋設有泄放器件，所述泄放器件一端連接第一物理層或第二物理層，另一端連接靜電泄放導線。?

第一物理層和第二物理層為半導體工藝中任意兩個層，但通常的選擇方式是兩個上下緊鄰的層，例如多晶硅層與金屬層，金屬層與金屬層，多晶硅層與有源層等。本實用新型由于埋設泄放器件，可能用到半導體前段工藝中的有源區各層及多晶硅層，因此優選設置第一物理層和第二物理層為兩個相鄰的金屬層。

如圖1所示給出本實用新型的一個具體實施方式，靜電保護器件四周都會包圍整圈的靜電保護環以連接靜電保護器件的襯底區域，盡可能增大電流泄放通路和均一性。所謂曲率大意味著靜電保護環在這些位置發生了走向上的急劇變化，例如靜電保護環成矩形環的形式，矩形的四個角處為曲率最大處，這些區域在靜電電流來臨時由于電力線集中，極易發生擊穿，在矩形環的四角布置泄放器件2，泄放器件可以是二極管，二極管形式連接的晶體管或MOS管、SCR器件中的一種，一般優選二極管和SCR器件（可控硅器件），由于這兩種器件沒有柵極，不涉及多晶硅層，也不需要金屬層連線，便于上層金屬連線的布置和設計，同時二極管和SCR器件相對來說面積較小，同時泄放能力較強，適用于本實用新型的拐角處面積有限的特點。

泄放器件兩端分別連接構成靜電保護環的任一物理層及靜電泄放導線，所謂靜電泄放導線是在布局設計整個集成電路的抗靜電設計時選擇的靜電泄放通路，通常為該集成電路最常用的地線和電源線。?

為進一步提高本實用新型的抗靜電效果，可以在拐角處減小第一物理層和第二物理層之間的孔1的數量，或截去第一物理層和/或第二物理層的直角部分，截取處通常為拐角矩形對角線長度的1/6至1/3左右，都可以減小該處在靜電泄放時的電流密度，降低擊穿和過熱熔斷風險。