[實用新型]靜電放電裝置

有效

• 申請號: 201620889296.1
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN206250193U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: T·J·戴維斯
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L27/04
• 分類號: H01L27/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 金曉

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年7月6日提交的美國申請No.62/189,104和2015年9月15日提交的美國申請No.62/218,829的優先權的利益，這兩者在此通過引用其整體并入本文。

技術領域

本申請涉及一種半導體裝置，更具體的，涉及一種靜電放電裝置。

背景技術

半導體行業已經利用各種方法和結構來形成靜電放電(ESD)保護裝置。根據一項國際規范(通常被稱為IEC61000-4-2(2級)的國際電工委員會(IEC)規范)，期望ESD裝置在大約1納秒內對高輸入電壓和電流作出響應(IEC的地址是3，rue de Varembe，1211Geneve 20，Switzerland)。

現有ESD裝置中的一些使用與P-N結二極管組合的齊納二極管。在多數情況下，裝置結構具有高電容，電容一般大于約一到六(1到6皮法)。高電容限制了ESD裝置的響應時間并且也是連接到ESD裝置的裝置的負載。一些現有ESD裝置在穿通(punch-through)模式下操作，該模式要求裝置具有非常薄且被精確控制的外延層(一般小于約2微米)，且更求在外延層中進行低摻雜。這些結構通常使得難以精確控制ESD裝置的鉗位電壓且尤其難以控制低鉗位電壓，諸如小于約10伏(10V)的電壓。

因此，期望具有這樣一種靜電放電(ESD)裝置，其具有低電容、具有快速響應時間、對正ESD事件和負ESD事件都作出反應、具有被良好控制的鉗位電壓、在制造中易于控制以及具有可以控制為從低電壓到高電壓的電壓范圍內的鉗位電壓。

實用新型內容

為了解決上述以及其他問題，本公開提供了一種靜電放電裝置ESD裝置，其特征在于：所述ESD裝置包括：第一導電類型的半導體襯底；所述第一導電類型的第一半導體區域，其中所述第一半導體區域基本上覆蓋所述半導體襯底的全部；第二導電類型的第一摻雜區域，其中所述第一摻雜區域和所述第一半導體區域一起形成齊納二極管；所述第二導電類型的第二半導體區域，所述第二半導體區域設置在所述第一半導體區域的一部分上以及設置在所述第一摻雜區域的一部分上，其中所述第二半導體區域的峰值摻雜濃度小于所述半導體襯底的峰值摻雜濃度；所述第一導電類型的第二摻雜區域，所述第二摻雜區域設置在所述第二半導體區域中并覆于所述第一摻雜區域上，其中所述第二摻雜區域與所述第一半導體區域隔開至少兩微米；所述第二導電類型的第三摻雜區域，所述第三摻雜區域設置在所述第二半導體區域中并覆于所述第一半導體區域上，其中所述第三摻雜區域與所述第一半導體區域隔開至少兩微米；所述第一導電類型的第四摻雜區域，所述第四摻雜區域設置在所述第二半導體區域中并覆于所述第三摻雜區域上，其中所述第三摻雜區域、所述第四摻雜區域與所述第一半導體區域一起形成P-N-P結；以及第一隔離溝槽，所述第一隔離溝槽從所述第二半導體區域的頂面延伸并進入所述第一半導體區域，其中所述第一隔離溝槽圍繞所述第二摻雜區域的外周界和所述第一摻雜區域的至少一部分，并且其中所述第一隔離溝槽不圍繞所述第三摻雜區域和所述第四摻雜區域。

根據本公開的一方面，所述第一導電類型是P型導電性而所述第二導電類型是N型導電性。

根據本公開的一方面，所述P-N-P結具有約1V至約30V的集電極-發射極電壓。

根據本公開的一方面，所述第二摻雜區域和所述第二半導體區域一起形成二極管，并且其中所述二極管的擊穿電壓大于所述P-N-P結的擊穿電壓。

根據本公開的一方面，所述半導體襯底的峰值摻雜濃度為至少約1×10¹⁹原子/cm³。

根據本公開的一方面，所述第一半導體區域的恒定摻雜濃度為約1×10¹⁶原子/cm³到約1×10²⁰原子/cm³。

根據本公開的一方面，所述第二摻雜區域的峰值摻雜濃度為至少約1×10¹⁹原子/cm³。

根據本公開的一方面，所述第三摻雜區域的峰值摻雜濃度為至少約1×10¹⁹原子/cm³。

根據本公開的一方面，所述第四摻雜區域的峰值摻雜濃度為至少約1×10¹⁹原子/cm³。