专利名称：双触发型可控硅整流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双触发型可控硅整流器(dual triggered silicon controlled rectifier, DTSCR)，尤其是一种可以应用在电气》容丝调整 电^各(trim-fuse circuit)中的双触发型可控石圭整流器。
背景技术：
参照图1，图1所示的是传统使用大尺寸金属氧化物半导体 (MOS)晶体管作为开关元件的电气熔丝调整电路100,如图1所 示，电气熔丝调整电3各100包括MOS晶体管开关元件110以及电 气熔丝120,其中，MOS晶体管开关元件110是用于接收控制信号 Sc来控制是否让调整电流通过MOS晶体管开关元件110。然而， 如果电气熔丝调整电路100用在低电压工艺中，则会遭遇到无法承 受高电压准位的问题，这是因为电气熔丝调整电路100通常需要高 电压准位的电压来^是供足够大的调整电流，但是低电压装置元件又 无法承受高电压准位的缘故。
发明内容
由此，本发明的目的之一在于^是供一种可以应用在电气熔丝调 整电路中的双触发型可控硅整流器，以解决上述的问题。
根据本发明的范围，其披露了一种双触发型可控硅整流器，其 包括半导体衬底；井区，设置在该半导体衬底中；第一N +扩散区域以及第一 P +扩散区域，设置在该半导体冲于底内，用于作为该
双触发型横向可控硅整流器的第 一电极；第二 N +扩散区域以及第 二P +扩散区域，设置在该井区内，用于作为该双触发型4黄向可控 硅整流器的第二电极；第三P +扩散区域，设置在该双触发型横向 可控石圭整流器的一 侧并JU黄^争在部分的该井区以及该半导体^"底 之间；第三N +扩散区域，i殳置在该双触发型冲黄向可控石圭整流器的 另 一侧并且横J争在部分的该井区以及该半导体4于底之间；第 一栅~ 极，设置在该第二 P +扩散区域与该第三P +扩散区域之间的该井 区的表面上方，用于作为该双触发型横向可控石圭整流器的P型触发 点(trigger node ),以-接收第一触发电流或第一触发电压；以及第二 栅极，设置在该第一 N +扩散区域与该第三N +扩散区域之间的该 半导体衬底的表面上方，用于作为该双触发型4黄向可控石圭整流器的 N型触发点，以4妾收第二触发电流或第二触发电压。
根据本发明的范围，其又披露了 一种双触发型可控硅整流器， 其包括半导体衬底；井区，设置在该半导体村底中；第一N +扩 散区域以及第一P +扩散区域，设置在该半导体衬底内，用于作为 该双触发型横向可控硅整流器的第一电极；第二N十扩散区域以及 第二p +扩散区域，设置在该井区内，用于作为该双触发型横向可 控硅整流器的第二电极；第三P +扩散区域，设置在该双触发型横 向可4空石圭整流器的 一侧并JU黄3争在部分的该井区以及该半导体冲于 底之间；第三N +扩散区域，设置在该双触发型横向可控硅整流器 的另一侧并且横跨在部分的该井区以及该半导体衬底之间；第一冲册 极，设置在该第一 P +扩散区域与该第三P +扩散区域之间的该半 导体衬底的表面上方，用于作为该双触发型横向可控硅整流器的P 型触发点(trigger node),以4妄收第一触发电流或第一触发电压；以 及第二栅极，设置在该第二 N +扩散区域与该第三N +扩散区域之 间的该井区的表面上方，用于作为该双触发型一黄向可控石圭整流器的 N型触发点，以4妄收第二触发电流或第二触发电压。
7根据本发明的范围，其还披露了 一种双触发型可控硅整流器，
其包括半导体村底；N井(N-wdl)，设置在该半导体坤十底中；P 井(P-well)， i殳置在该半导体衬底中并且相邻于该N井；第一 N 十扩散区域以及第一P +扩散区域，设置在该P井内，用于作为该 双触发型横向可控硅整流器的阴极；第二N +扩散区域以及第二 P 十扩散区i或，i殳置在该N井内，用于作为该双触发型一黄向可控石圭整 流器的阳极；第三P +扩散区域，设置在该双触发型横向可控硅整 流器的一侧并且横跨在部分的该N井以及该P井之间；第三N +扩 散区域，设置在该双触发型横向可控硅整流器的另 一侧并且横跨在 部分的该N井以及该P井之间；第一4册极，设置在该第二P +扩散 区域与该第三P +扩散区域之间的该N井的表面上方，用于作为该 双触发型横向可控硅整流器的P型触发点，以接收第一触发电流或 第一触发电压；以及第二栅极，设置在该第一N +扩散区域与该第 三N +扩散区域之间的该P井的表面上方，用于作为该双触发型才黄 向可控硅整流器的N型触发点，以接收第二触发电流或第二触发电 压。
图1所示出的是传统使用大尺寸金属氧化物半导体(MOS )晶 体管作为开关元件的电气熔丝调整电路。
图2所示出的是根据本发明的第 一实施例的双触发型可控石圭整 流器的三维立体示意图。
图3所示出的是根据本发明的第二实施例的双触发型可控石圭整 流器的三维立体示意图。
图4所示出的是根据本发明的第三实施例的双触发型可控石圭整 流器的三维立体示意图。图5所示出的是根据本发明的第四实施例的双触发型可控硅整 流器的三维立体示意图。
图6所示出的是根据本发明的第五实施例的双触发型可控硅整 流器的三维立体示意图。
图7所示出的是根据本发明的第六实施例的双触发型可控硅整 流器的三维立体示意图。
图8所示出的是使用本发明所披露的双触发型可控石圭整流器作 为开关元件的电气熔丝调整电-各。
具体实施例方式
在本说明书以及后续的权利要求范围中4吏用了某些词汇来指 称特定的元件，而所属^页域普通^支术人员应该可以理解，硬件制造 商可能会用不同的名词来称呼同 一个元件，本说明书以及后续的斗又 利要求范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元4牛 在功能上的差异来作为区分的准则，在通篇说明书及后续的权利要 求项中所提及的"包括，，是开放式的用语，所以应解释成"包括但 不限定于"，此夕卜，"耦接" 一词在此包括任何直接以及间接的电气 连接手段，因此，如果文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表 该第 一装置可以直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连 接手段间接地电气连4妻至该第二装置。
本发明涉及一种双触发型可控石圭整流器，并且本i兌明书将会举 例说明关于应用本发明的双触发型可控硅整流器在电气熔丝调整 电路中的实施例，但是相关技术领域普通技术人员应该能了解到本 发明可以应用在其它各种类型的电^^结构中，而并不局限于以下的 i兌明中所l是供的特定实施例。参照图2，图2所示出的是4艮据本发明的第一实施例的双触发 型可控石圭整流器200的三维立体示意图。如图2所示，只又触发型可 控硅整流器200包括P型半导体衬底202; N井(N-well) 204， 设置在P型半导体衬底202中；第一N +扩散区域206以及第一P +扩散区域208,设置在P型半导体衬底202内，用于作为双触发 型可控硅整流器200的阴极；第二N +扩散区域210以及第二P屮 扩散区域212,设置在N井204内，用于作为双触发型可控硅整流 器200的阳极；第三P +扩散区域214,设置在双触发型可控娃整 流器200的一侧并且横跨在部分的N井204以及P型半导体衬底 202之间；第三N +扩散区域216， i殳置在双触发型可控石圭整流器 200的另 一侧并JU黄^争在部分的N井204以及P型半导体衬底202 之间；第一栅极218,设置在第二P +扩散区域与第三P +扩散区域 之间的N井204的表面上方，用于作为乂又触发型可控石圭整流器200 的P型触发点，以4妄收第一触发电流或第一触发电压；以及第二冲册 极220,设置在第一N +扩散区域与第三N +扩散区域之间的P型 半导体衬底202的表面上方，用于作为双触发型可控硅整流器200 的N型触发点，以接收第二触发电流或第二触发电压。
参照图3，图3所示出的是根据本发明的第二实施例的双触发 型可控石圭整流器300的三维立体示意图。如图3所示，双触发型可 控硅整流器300包括P型半导体衬底302; N井304,设置在P 型半导体衬底302中；第一N +扩散区域306、第一P +扩散区i或 308以及第四N +扩散区域322,设置在P型半导体衬底302内， 用于作为双触发型可控硅整流器300的阴极；第二 N +扩散区域 310、第二P +扩散区域312以及第四P +扩散区域324,设置在N 井304内，用于作为双触发型可控硅整流器300的阳极；第三P + 扩散区域314,设置在双触发型可控硅整流器300的一侧并且横跨 在部分的N井304以及P型半导体4于底302之间；第三N +扩散区 域316,设置在双触发型可控硅整流器300的另一侧并且4黄^争在部
10分的N井304以及P型半导体衬底302之间；第一栅才及318, i殳置 在第二 p +扩散区域312与第三P +扩散区域314之间的N井304
的表面上方，用于作为双触发型可控硅整流器300的P型触发点， 以4妻收第一触发电流或第一触发电压；以及第二片册极320,设置在 第一 N +扩散区域306与第三N +扩散区域316之间的P型半导体 衬底302的表面上方，用于作为双触发型可控硅整流器300的N型 触发点，以接收第二触发电流或第二触发电压。
参照图4，图4所示出的是根据本发明的第三实施例的双触发 型可控-圭整流器400的三维立体示意图。如图4所示，双触发型可 控硅整流器400包括N型半导体衬底402; P井404,设置在N 型半导体衬底402中；第一N +扩散区域406以及第一P +扩散区 域408,设置在N型半导体衬底402内，用于作为双触发型可控石圭 整流器400的阳极；第二 N +扩散区域410以及第二 P +扩散区域* 412,设置在P井404内，用于作为双触发型可控硅整流器400的 阴极；第三P +扩散区域414,设置在双触发型可控硅整流器400 的一侧并且牙黄^争在部分的P井404以及N型半导体衬底402之间； 第三N +扩散区域416， i殳置在双触发型可控石圭整流器400的另一 侧并且横跨在部分的P井404以及N型半导体衬底402之间；第一 栅极418,设置在第一 P +扩散区域408与第三P +扩散区域414 之间的N型半导体衬底402的表面上方，用于作为双触发型可控石圭 整流器400的P型触发点，以接收第一触发电流或第一触发电压； 以及第二栅极420,设置在第二N +扩散区域410与第三N +扩散 区域416之间的P井404的表面上方，用于作为双触发型可控石圭整 流器400的N型触发点，以接收第二触发电流或第二触发电压。
参照图5，图5所示出的是4艮据本发明的第四实施例的双触发 型可控石圭整流器500的三维立体示意图。如图5所示，双触发型可 控石圭整流器500包括N型半导体衬底502; P井504， ^殳置在N型半导体^"底502中；第一N +扩散区域506、第一P +扩散区i或 508以及第四P +扩散区域522，设置在N型半导体衬底502内， 用于作为双触发型可控石圭整流器500的阳才及；第二 N +扩散区i或 510、第二P +扩散区域512以及第四N +扩散区域524，设置在P 井504内，用于作为双触发型可控硅整流器500的阴才及；第三P + 扩散区域514,设置在双触发型可控硅整流器500的一侧并且横跨 在部分的P井504以及N型半导体衬底502之间；第三N +扩散区 域516，设置在双触发型可控硅整流器500的另一侧并且一黄跨在部 分的P井504以及N型半导体衬底502之间；第一栅才及518, i殳置 在第一 P十扩散区域508与第三P +扩散区域514之间的N型半导 体衬底502的表面上方，用于作为双触发型可控石圭整流器500的P 型触发点，以4妾^:第一触发电流或第一触发电压；以及第二4册才及 520, i殳置在第二 N +扩散区i或510与第三N +扩散区i或516之间 的P井504的表面上方，用于作为双触发型可控石圭整流器500的N 型触发点，以^接收第二触发电流或第二触发电压。
参照图6，图6所示出的是根据本发明的第五实施例的双触发 型可控硅整流器600的三维立体示意图。如图6所示，双触发型可 控硅整流器600包括P型半导体衬底602; N井604,设置在P 型半导体村底602中；P井605，设置在P型半导体衬底602中并 且相邻于N井604;第一 N +扩散区域606以及第一 P十扩散区;t或 608，设置在P井605内，用于作为双触发型可控硅整流器600的 阴极；第二N +扩散区域610以及第二P +扩散区域612,设置在N 井604内，用于作为双触发型可控硅整流器600的阳极；第三P + 扩散区域614,设置在双触发型可控硅整流器600的一侧并且横跨 在部分的N井604以及P井605之间；第三N +扩散区域616， "i殳 置在双触发型可控石圭整流器600的另一侧并且4黄^争在部分的N井 604以及P井605之间；第一冲册才及618， i殳置在第二 P +扩散区Jt或 612与第三P +扩散区域614之间的N井604的表面上方，用于作为双触发型可控石圭整流器600的P型触发点，以4妾收第一触发电流 或第一触发电压；以及第二栅极620,设置在第一N +扩散区域606 与第三N +扩散区i或616之间的P井605的表面上方，用于作为乂又 触发型可控硅整流器600的N型触发点，以接收第二触发电流或第 二触发电压。此夕卜，在此注意，上述的实施例4义作为本发明的举例 说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，P型半导体衬底602 也可以被置换为N型半导体衬底。
参照图7,图7所示出的是根据本发明的第六实施例的双触发 型可控硅整流器700的三维立体示意图。如图7所示，双触发型可 控石圭整流器700包括P型半导体衬底702; N井704， i殳置在P 型半导体衬底702中；P井705,设置在P型半导体衬底702中并 且相邻于N井704;第一N +扩散区域706、第一P +扩散区域708 以及第四N +扩散区域722,设置在P井705内，用于作为双触发 型可控硅整流器700的阴才及；第二N +扩散区域710、第二P +扩 散区域712以及第四P +扩散区域724,设置在N井704内，用于 作为乂又触发型可控7圭整流器700的阳才及；第三P +扩散区i或714, i殳置在双触发型可控石圭整流器700的一侧并且一黄^争在部分的N井 704以及P井705之间；第三N +扩散区域716,设置在双触发型 可控硅整流器700的另一侧并且損」夸在部分的N井704以及P井 705之间；第一4册极718，设置在第二 P +扩散区域712与第三P + 扩散区域714之间的N井704的表面上方，用于作为双触发型可控 硅整流器700的P型触发点，以接收第一触发电流或第一触发电压； 以及第二栅极720,设置在第一N +扩散区域706与第三N +扩散 区域716之间的P井705的表面上方，用于作为双触发型可控硅整 流器700的N型触发点，以接收第二触发电流或第二触发电压。此 外，在此注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本 发明的限制条件，举例来it， P型半导体衬底702也可以被置换为 N型半导体衬底。
13参照图8，图8所示出的是4吏用本发明所4皮露的双触发型可控 硅整流器做为开关元件的电气熔丝调整电路800,如图1所示，电 气熔丝调整电路800包括双触发型可控硅整流器810以及电气溶丝 820,其中，双触发型可控^圭整流器810中形成有PMOS晶体管812 以及NMOS晶体管814，并且PMOS晶体管812以及NMOS晶体 管814分别用于接收第一控制信号Ctrlb(例如第一触发电流或第一 触发电压)以及第二控制信号Ctrl (例如第二触发电流或第二触发 电压)来控制双触发型可控硅整流器810是否导通来让调整电流通 过双触发型可控硅整流器810，另外，在此注意第一控制信号Ctrlb 以及第二控制信号Ctrl均为低电压准位。由于在本发明中所有实施 例所披露的双触发型可控珪整流器都可以承受高电压准位，所以可 以解决现有技术中的问题，此外，并且在本发明中所有实施例所披 露的双触发型可控石圭整流器都具有才及佳的电流-电压曲线(I-V curve)特性，因此在提供相同的触发电流或触发电压的条件下，可 以更快速地进行是否导通的切换才喿作。
以上所述仅为本发明的优选实施例，只要根据本发明权利要求 范围所做的等同变化与修饰，均应属于本发明的涵盖范围。
主要组件符号说明
100:电气夂容丝调整电^各
110: MOS晶体管开关元4牛
120:电气熔丝
200:双触发型可控^圭整流器
202: P型半导体衬底
204: N井
206:第一N +扩散区i或
208:第一P +扩散区域
210:第二N +扩散区域^
212:第二P +扩散区域214:第三P +扩散区i或 218:第一栅极 300:双触发型可控-圭整流器
304: N井
308:第一P +扩散区域 312:第二P +扩散区域 316:第三N +扩散区域 320:第二栅极 324:第四P +扩散区i或
402: N型半导体^H"底 406:第一N +扩散区域 410:第二N +扩散区i或 414:第三P +扩散区域 418:第一栅极 500:双触发型可控硅整流器
504: P井
508:第一P +扩散区i或
216:第三N +扩散区i或
220:第二栅极
302: P型半导体4于底
306:第一N +扩散区域
310:第二N +扩散区i或
314:第三P +扩散区域
318:第一栅极
322:第四N +扩散区i或
400:双触发型可控石圭整流器
404: P井
408:第一P +扩散区i或 412:第二P +扩散区域 416:第三N +扩散区i或 420:第二栅极
502: N型半导体衬底 506:第一N +扩散区域 510:第二N +扩散区域512:第二P +扩散区域 516:第三N +扩散区i或 520:第二栅极 524:第四N +扩散区域4
602: P型半导体村底
605: P井
608:第一P +扩散区域 612:第二P +扩散区i或 616:第三N +扩散区i或 620:第二栅极
702: P型半导体衬底
705: P井
708:第一P +扩散区域 712:第二P +扩散区&戈 716:第三N +扩散区&戈 720:第二栅极 724:第四P +扩散区域
514:第三P +扩散区域 518:第一栅极 522:第四P +才广散区i或 600:双触发型可控娃整流器
604: N井
606:第一N +扩散区域 610:第二N +扩散区i或 614:第三P +扩散区&戈 618:第一栅极 700:双触发型可控^圭整流器
704: N井
706:第一N +扩散区i或 710:第二N +扩散区i或 714:第三P +扩散区i或 718:第一栅极 722:第四N +扩散区i或 800:电气熔丝调整810:双触发型可控硅整流器 812: PMOS晶体管 814: NMOS晶体管 820:电气熔丝
权利要求
1. 一种双触发型可控硅整流器，包括半导体衬底；井区，设置在所述半导体衬底中；第一N+扩散区域以及第一P+扩散区域，设置在所述半导体衬底内，用于作为所述双触发型可控硅整流器的第一电极；第二N+扩散区域以及第二P+扩散区域，设置在所述井区内，用于作为所述双触发型可控硅整流器的第二电极；第三P+扩散区域，设置在所述双触发型可控硅整流器的一侧并且横跨在部分的所述井区以及所述半导体衬底之间；第三N+扩散区域，设置在所述双触发型可控硅整流器的另一侧并且横跨在部分的所述井区以及所述半导体衬底之间；第一栅极，设置在所述第二P+扩散区域与所述第三P+扩散区域之间的所述井区的表面上方，用于作为所述双触发型可控硅整流器的P型触发点，以接收第一触发电流或第一触发电压；以及第二栅极，设置在所述第一N+扩散区域与所述第三N+扩散区域之间的所述半导体衬底的表面上方，用于作为所述双触发型可控硅整流器的N型触发点，以接收第二触发电流或第二触发电压。
2. 根据权利要求1所述的双触发型可控硅整流器，其中，所述半 导体一于底是P型半导体4于底，以及所述井区是N井，并且所 述第一电才及是阴极，以及所述第二电极是阳极。
3. 根据权利要求2所述的双触发型可控硅整流器，还包括第四N +扩散区域，设置在所述P型半导体衬底内，用 于作为所述双触发型可控硅整流器的所述阴极；以及第四P +扩散区域，设置在所述N井内，用于作为所述 双触发型可控;圭整流器的所述阳极。
4. 才艮据4又利要求1所述的双触发型可控石圭整流器，其应用于电气 ;溶丝调整电^各中。
5. —种双触发型可控石圭整流器，包括半导体衬底；井区，设置在所述半导体衬底中；第一 N +扩散区域以及第一 P +扩散区域，设置在所述半 导体衬底内，用于作为所述双触发型可控硅整流器的第一电 极；第二N +扩散区域以及第二 P +扩散区域，设置在所迷井 区内，用于作为所述双触发型可控石圭整流器的第二电才及；第三P +扩散区域，设置在所述双触发型可控硅整流器的 一侧并且横跨在部分的所述井区以及所述半导体衬底之间；第三N +扩散区i或，设置在所述双触发型可控石圭整流器 的另 一侧并且片黄^争在部分的所述井区以及所述半导体邱于底之 间；第一栅极，设置在所述第一P +扩散区域与所述第三P十扩散区域之间的所述半导体衬底的表面上方，用于作为所述双 触发型可控硅整流器的P型触发点，以接收第一触发电流或第一触发电压；以及第二栅极，设置在所述第二N +扩散区域与所述第三N +扩散区域之间的所述井区的表面上方，用于作为所述双触发 型可控硅整流器的N型触发点，以接收第二触发电流或第二 触发电压。
6. 才艮据权利要求5所述的双触发型可控硅整流器，其中，所述半 导体衬底是N型半导体衬底，以及所述井区是P井，并且所 述第一电极是阳极，以及所述第二电极是阴极。
7. 根据权利要求6所述的双触发型可控硅整流器，还包括第四P +扩散区域，i殳置在所述N型半导体一于底内，用 于作为所述双触发型可控硅整流器的所述阳极；以及第四N +扩散区^^, i殳置在所述P井内，用于作为所述 双触发型可控石圭整流器的所述阴才及。
8. 根据权利要求5所述的双触发型可控硅整流器，其应用于电气 :溶丝调整电^各中。
9. 一种双触发型可控硅整流器，包括半导体^于底；N井，i殳置在所述半导体衬底中；P井，设置在所述半导体衬底中并且相邻于所述N井；第一N +扩散区域以及第一P +扩散区域，i殳置在所述P 井内，用于作为所述双触发型可控硅整流器的阴才及；第二N +扩散区域以及第二P +扩散区域，设置在所述N井内，用于作为所述双触发型可控硅整流器的阳才及；第三P +扩散区域，i殳置在所述双触发型可控石圭整流器的 一侧并且横跨在部分的所述N井以及所述P井之间；第三N +扩散区域，设置在所述双触发型可控硅整流器 的另 一侧并且4黄^争在部分的所述N井以及戶斤述P井之间；第一栅极，设置在所述第二？ +扩散区域与所述第三？ + 扩散区域之间的所述N井的表面上方，用于作为所述双触发 型可控硅整流器的P型触发点，以接收第一触发电流或第一 触发电压；以及第二栅极，设置在所述第一N +扩散区域与所述第三N +扩散区域之间的所述P井的表面上方，用于作为所述双触 发型可控硅整流器的N型触发点，以接收第二触发电流或第 二触发电压。
10. 根据权利要求9所述的双触发型可控硅整流器，还包括第四N +扩散区域，设置在所述P井内，用于作为所述 双触发型可控硅整流器的所述阴极；以及第四P +扩散区域，设置在所述N井内，用于作为所述 双触发型可控石圭整流器的所述阳才及。
11. 根据权利要求9所述的双触发型可控硅整流器，其中，所述半 导体衬底是P型半导体衬底或N型半导体衬底。
12. 根据权利要求9所述的双触发型可控硅整流器，其应用于电气 :溶丝调整电^各中。
全文摘要
本发明提供一种双触发型可控硅整流器，其包括半导体衬底、N井、P井、第一N+扩散区域与第一P+扩散区域、第二N+扩散区域与第二P+扩散区域；第三P+扩散区域，设于双触发型可控硅整流器一侧并横跨N井与P井；第三N+扩散区域，设于其另一侧并横跨N井与P井；第一栅极，设于第二P+扩散区域与第三P+扩散区域间的N井的表面上方，用于作为P型触发点，以接收第一触发电流或第一触发电压；以及第二栅极，设于第一N+扩散区域与第三N+扩散区域之间的P井的表面上方，用于作为N型触发点，以接收第二触发电流或第二触发电压。本发明的双触发型可控硅整流器可以承受高电压准位，并且可以更快速地进行是否导通的切换操作。
文档编号H01L29/66GK101521224SQ20081008271
公开日2009年9月2日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者洪根刚 申请人:瑞鼎科技股份有限公司