[發(fā)明專利]半導(dǎo)體靜電保護(hù)電路器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711143784.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN107871735B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 森下泰之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞薩電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L29/06;H01L29/74
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

一種半導(dǎo)體靜電保護(hù)電路器件，包括：襯底、元件隔離絕緣膜、多個(gè)第一高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)、多個(gè)第一高濃度第二導(dǎo)電類型區(qū)和第二高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)。每個(gè)第一高濃度第二導(dǎo)電類型區(qū)形成在襯底上方的多個(gè)第二第一導(dǎo)電類型阱中的相應(yīng)一個(gè)中；每個(gè)第一高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)形成在襯底上方的第二導(dǎo)電類型阱中；每兩個(gè)相鄰的第一高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)被一個(gè)第一高濃度第二導(dǎo)電類型區(qū)分開；器件的橫截面中，元件隔離絕緣膜將多個(gè)第一高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)與多個(gè)第一高濃度第二導(dǎo)電類型區(qū)分開；多個(gè)第一高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)耦合到地電位；多個(gè)第一高濃度第二導(dǎo)電類型區(qū)耦合到I/O焊盤并連接到內(nèi)部電路；第二高濃度第一導(dǎo)電類型區(qū)連接到觸發(fā)器元件。

本申請(qǐng)是2013年1月22日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01310022737.9、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體器件”之申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

通過引用將于2012年3月2日提交的日本專利申請(qǐng)No.2012-046825，包括說明書、附圖和摘要以其整體合并于此。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及具有靜電保護(hù)電路的半導(dǎo)體器件。

隨著CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝的發(fā)展，半導(dǎo)體集成電路的構(gòu)成元件已經(jīng)變得對(duì)靜電放電(ESD)更脆弱，并且怎樣設(shè)計(jì)靜電保護(hù)電路已經(jīng)變得更重要。晶閘管元件(SCR：可控硅整流器)提供了每單位面積的高ESD保護(hù)性能并且是是已知有效的ESD保護(hù)元件。然而，為了晶閘管元件證明其性能潛力，小心地設(shè)計(jì)晶閘管元件布局是很重要的。

作為示例，日本專利No.4312696描述了具有晶閘管元件作為靜電保護(hù)電路的半導(dǎo)體器件的布局。在日本專利No.4312696中描述的靜電保護(hù)電路中，作為晶閘管元件陽極的兩個(gè)高濃度p型區(qū)被設(shè)置在一個(gè)n型阱中(在下文中將晶閘管元件陽極稱為“SCR陽極”)。在兩個(gè)SCR陽極之間設(shè)置高濃度n型區(qū)作為用于與觸發(fā)器元件連接的觸發(fā)器TAP。另外，作為晶閘管元件陰極的高濃度n型區(qū)被設(shè)置在面對(duì)兩個(gè)SCR陽極的p型阱的表面上(在下文中將晶閘管元件陰極稱為“SCR陰極”)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了如下分析。

圖7是示出了在日本專利No.4312696中描述的靜電保護(hù)電路的布局的平面圖。參照?qǐng)D7，靜電保護(hù)電路包括n型阱NW11、和位于它兩側(cè)的p型阱PW10和PW12。在n型阱NW11的表面上形成高濃度p型區(qū)PP11a和PP11b。同樣地，在兩個(gè)SCR陽極之間，形成高濃度n型區(qū)NP11作為用于與觸發(fā)器元件連接的觸發(fā)器分接(觸發(fā)器TAP)。此外，在p型阱PW10的表面上以面對(duì)SCR陽極(高濃度p型區(qū)PP11a)的方式形成高濃度n型區(qū)NP10作為SCR陰極。同樣地，在p型阱PW12的表面上以面對(duì)SCR陽極(高濃度p型區(qū)PP11b)的方式形成高濃度n型區(qū)NP12作為SCR陰極。

在圖7示出的靜電保護(hù)電路中，當(dāng)高于給定水平的電壓被應(yīng)用于觸發(fā)器元件(未示出)時(shí)，如由虛線箭頭所指示地，觸發(fā)器電流I_trig從SCR陽極通過觸發(fā)器TAP流至觸發(fā)器元件(未示出)。然后激活晶閘管元件使得SCR電流I_SCR從SCR陽極流至SCR陰極，如由實(shí)線箭頭所指示地。

為了增加ESD擊穿電壓，必須增加晶閘管元件有效寬度(W)。這里，“晶閘管元件的有效寬度”指SCR陽極和SCR陰極對(duì)的相對(duì)邊長度的和。在圖7示出的靜電保護(hù)電路中，存在兩對(duì)SCR陽極和SCR陰極。因此，當(dāng)SCR陽極和SCR陰極的相對(duì)邊的長度被表示為L時(shí)，晶閘管元件的有效寬度表示為2L(W＝2L)。

根據(jù)在日本專利4312696中描述的半導(dǎo)體集成器件，很難使得在靜電保護(hù)電路布局中的長邊尺寸(圖7中豎直尺寸)不大于指定值(例如，大約30μm)。具體地，由于晶閘管元件布局的長寬比的自由度低，所以布局的長邊可能是大的，導(dǎo)致布局面積增加。