正冲击scr、负冲击scr以及利用它们的双向esd结构的制作方法_5

文档序号:9549583阅读:来源:国知局
迹线594。接着,移除经图案化光致抗蚀剂层。金属-1迹线594的形成完成ESD结构596的形成。方法500接着以常规方式继续形成电介质、通孔及金属迹线的额外层。
[0107]因此,如图2、4、17厶、178及17(:中所展示,方法500形成30? 200与SCR 400的交替行(且在省略条带516及p+埋入层522时,形成SCR 100与SCR 300的交替行。)SCR200的每一行包含其中邻近SCR 200共享共用结构的大量经合并SCR 200。类似地,每一行SCR 400包含其中邻近SCR 400共享共用结构的大量经合并SCR 400。
[0108]举例来说,参考图9A,ρ-型浅阱542-1及542_3的较宽部分可各自用于实施SCR200的浅ρ-型阱130,而ρ-型浅阱542-2及542-4的较窄部分可各自用于实施浅p_型阱134。此外,ρ-型浅阱542-1及542-3的较窄部分可各自用于实施SCR 400的浅ρ-型阱330,而ρ-型浅阱542-2及542-4的较宽部分可各自用于实施浅ρ_型阱334。
[0109]另外,参考图14Α,η+源极区域574-1可用于实施η+触点区域144,而η+源极区域574-2可用于实施η+源极区域152。此外,η+源极区域574-3可用于实施η+源极区域344,而η+源极区域574-4可用于实施η+源极区域352。
[0110]参考图15Α,ρ+触点区域580-1可用于实施Ρ+触点区域142,而ρ+触点区域580-2可用于实施Ρ+触点区域150。此外,ρ+触点区域580-3可用于实施ρ+触点区域342,而ρ+触点区域580-4可用于实施ρ+触点区域150。
[0111]参考图12A-12C及16A-16C,栅极氧化物区域582-1及栅极562-1可分别用于实施栅极介电层160-1及栅极160-2。另外,栅极氧化物区域582-2及栅极562-2可用于实施栅极介电层162-1及栅极162-2。
[0112]如图17A-17C中所进一步展示,ESD结构596包含若干个指形件1710,指形件1710中的每一者包含一个跑道形Ρ-型浅阱542 (或两个Ρ-型浅阱条带)及一个扩散区域546。若干个指形件1710又包含若干个第一指形件1712及若干个第二指形件1714,第二指形件1714与第一指形件1712交替,使得第二指形件1714位于每一邻近对第一指形件1712之间。
[0113]每一第一指形件1712具有各自与SCR 200中的正冲击结构141对应的若干个正冲击结构1720 (结构1720包含η+源极区域574-1及ρ+触点区域580-1)及各自与SCR 400中的负冲击结构341对应的若干个负冲击结构1722 (结构1722包含η+源极区域574-3及Ρ+触点区域580-3)。负冲击结构1722与正冲击结构1720交替,使得负冲击结构1722位于每一在垂直上邻近对正冲击结构1720之间(如图17Α中所看出)。每一第一指形件1712还具有若干个过渡区域1724。每一过渡区域1724位于正冲击结构1720与负冲击结构1722之间且接触正冲击结构1720及负冲击结构1722。
[0114]每一第二指形件1714具有各自与共用结构146对应的若干个共用结构1730(结构1730包含n+源极区域574-2及p+触点区域580-2)以及各自与共用结构346对应的若干个共用结构1732 (结构1732包含n+源极区域574-4及p+触点区域580-4)。共用结构1732与共用结构1730交替,使得共用结构1732位于每一邻近对共用结构1730之间。每一第二指形件1714还具有若干个过渡区域1734。每一过渡区域1734位于共用结构1730与共用结构1732之间且接触共用结构1730及共用结构1732。
[0115]图18A-18B展示进一步图解说明根据本发明的ESD结构596的图式。图18A展示沿着图17A中的线18A-18A截取的横截面图。图18B展示沿着图17A中的线18B-18B截取的横截面图。如图18A-18B中所展示,每一过渡区域1724及每一过渡区域1734由于图16A中的经图案化光致抗蚀剂层584而为无硅化物区域。
[0116]如图17A-17C及18A中所另外展示,单个金属迹线594_1将位于单个第一指形件1712中的所有正冲击结构1720及所有负冲击结构1722电连接在一起。以常规方式形成的通孔及金属-2迹线接着用于将欲保护节点电连接到每一第一指形件1712中的单个金属迹线 594。
[0117]如图17A-17C及18B中所进一步展示,单个金属迹线594_2将位于单个第二指形件1714中的所有共用区域1730及所有共用区域1732电连接在一起。以常规方式形成的通孔及金属-2迹线接着用于将接地节点电连接到每一第二指形件1714中的单个金属迹线594。
[0118]第一指形件1712中的每一正冲击区域1720及在水平上邻近的第二指形件1714中的共用区域1730形成SCR 200。类似地,第一指形件1712中的每一负冲击区域1722及在水平上邻近的第二指形件1714中的共用区域1732形成SCR 400。
[0119]SCR 200提供正ESD冲击保护,而SCR 400提供负ESD冲击保护。因此,每一邻近对SCR 200 (正冲击区域1720/共用区域1730)及SCR 400 (负冲击区域1722/共用区域1732)提供双向ESD保护。
[0120]此外,每一指形件1712可包含大量正冲击区域1720及负冲击区域1722,而每一指形件1714可包含大量共用区域1730及1732。因此,ESD结构596具有大量分散式双向SCR对。(测试指示ESD性能随增加的数目个冲击区域1720/1722及共用区域1730/1732而改进。)
[0121]在操作中,当欲保护节点经历正ESD事件时,每一第一指形件1712中的正冲击区域1720中的每一者接收正电压冲击。由于ESD结构596中的每一 SCR 200的操作,每一第二指形件1714中的共用区域1730中的每一者对电压冲击做出响应且将ESD电力提供到接地节点。
[0122]每一第一指形件1712中的负冲击区域1722中的每一者也从正ESD事件接收电压冲击。每一 SCR 400的触发电压设置为足够高使得负冲击区域1722上的正冲击不接通任何SCR 400。然而,本发明的优点中的一者为虽然响应于正ESD事件而无SCR 400作为SCR接通,但沿着每一 SCR 400的边缘的pnp双极晶体管区域(ρ-型浅阱/深η-型区域/ρ-型浅阱)确实接通且使实质量的ESD电流通过。
[0123]类似地,当欲保护节点接收到负ESD事件时,每一第一指形件1712中的负冲击区域1722中的每一者接收电压冲击。由于ESD结构596中的每一 SCR 400的操作,每一第二指形件1714中的共用区域1732中的每一者对电压冲击做出响应且从接地节点汲取电流。
[0124]每一第一指形件1712中的正冲击区域1720中的每一者也从负ESD事件接收电压冲击。每一 SCR 200的触发电压经设置使得正冲击区域1720上的负冲击不接通任何SCR200。然而,本发明的优点中的一者为虽然响应于负ESD事件而无SCR 200作为SCR接通,但沿着每一 SCR 200的边缘的pnp双极晶体管区域(p_型浅阱/深η-型区域/ρ-型浅阱)确实接通且使实质量的ESD电流通过。
[0125]因此,已描述正冲击SCR、负冲击SCR及利用正冲击SCR及负冲击SCR两者来提供双向ESD保护的ESD结构以及制作方法。由于双向保护是由不同SCR提供的,不同SCR的正触发电压及负触发电压可独立地设置,借此允许(举例来说)+65V及-65V双向保护。另夕卜,在ESD事件期间大量分散式双向ESD对以及沿着未触发SCR的边缘流动的电流的使用提供稳健ESD保护。
[0126]应理解,以上描述为本发明的实例,且可在实践本发明时采用本文中所描述的本发明的各种替代方案。因此,打算使所附权利要求书界定本发明的范围且借此涵盖此权利要求书的范围及其等效内容内的结构及方法。
【主权项】
1.一种可控硅整流器SCR,其包括: 第一阱,其具有第一导电性类型及掺杂剂浓度; 第二阱,其具有所述第一导电性类型及实质上等于所述第一阱的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度,所述第一与第二阱间隔开; 深区域,其具有第二导电性类型及掺杂剂浓度,所述深区域接触所述第一及第二阱且位于所述第一与第二阱之间; 第一触点区域,其具有所述第一导电性类型及大于所述第一阱的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度,所述第一触点区域接触所述第一阱; 第一源极区域,其具有所述第二导电性类型及大于所述深区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度,所述第一源极区域接触所述第一触点区域; 第二源极区域,其具有所述第二导电性类型及实质上等于所述第一源极区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度,所述第二源极区域接触所述第二阱;以及 第二触点区域,其具有所述第一导电性类型及实质上等于所述第一触点区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度,所述第二触点区域接触所述第二源极区域,所述第一触点区域水平地位于所述第一与第二源极区域之间,所述第二源极区域水平地位于所述第一与第二触点区域之间。2.根据权利要求1所述的SCR,且其进一步包括: 第一金属硅化物结构,其接触所述第一源极区域及所述第一触点区域;以及第二金属硅化物结构,其接触所述第二源极区域及所述第二触点区域,所述第一与第二金属娃化物结构间隔开。3.根据权利要求2所述的SCR,且其进一步包括浅沟槽隔离区域,所述浅沟槽隔离区域接触所述深区域且水平地位于所述第一与第二阱之间,所述第一阱相比于所述第二阱位于更接近于所述浅沟槽隔离区域之处。4.根据权利要求2所述的SCR,且其进一步包括漏极区域,所述漏极区域具有所述第二导电性类型及大于所述深区域的所述掺杂剂浓度的掺杂剂浓度,所述漏极区域接触所述深区域,所述漏极区域位于所述第一与第二阱之间且与所述第一及第二阱间隔开。5.根据权利要求4所述的SCR,且其进一步包括: 第一栅极氧化物层,其接触所述第一阱及所述深区域且位于所述第一阱及所述深区域上方; 第一导电栅极,其接触所述第一栅极氧化物层且位于所述第一栅极氧化物层上方; 第三金属硅化物结构,其接触所述第一导电栅极; 第二栅极氧化物层,其接触所述第二阱及所述深区域且位于所述第二阱及所述深区域上方; 第二导电栅极,其接触所述第二栅极氧化物层且位于所述第二栅极氧化物层上方;第四金属硅化物结构,其接触所述第二导电栅极,所述第三与第四金属硅化物结构间隔开;以及 金属互连结构,其接触所述第一、第二、第三及第四金属硅化物结构,所述金属互连结构将所述第一与第三金属硅化物结构电连接在一起且将所述第二与第四金属硅化物结构电连接在一起。6.根据权利要求2所述的SCR,且其进一步包括: 第一扩散区域,其具有所述第一导电性类型及小于所述
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